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科普知識
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濁度傳感器

配電系統單相接地故障保護選線裝置調查分析

發布日期:2022-04-17 點擊率:69

  一、單相接地保護選線的重要性?
  在變電站(所)、開關站和發電廠中,66千伏、35千伏、10千伏、6千伏和3千伏配電線路,是電力系統的主要組成部分。在這些電壓等級的系統中,變壓器和發電機的中性點都采取了不接地或經過消弧線圈、電阻接地的方式進行輸配電。并且在同一電壓等級的母線上又有多條輸出或輸入配電線路相連接,大部分采用鋁(或銅)排架空引出或高壓電力電纜線引出;線路數量一般有五六條、十幾條或二三十條不等;每一條配電線路又有很多分支,按“輻射”狀架設,再與各配電
變壓器連接,由配電變壓器降成“低壓”后供給廣大的用戶使用。在這類配電線路中,經常會發生相間短路、過電流(過負荷)和單相接地等故障現象。其中,單相接地的發生率最為頻繁,占系統總故障率的70%以上;短路故障也多為單相接地后演變成多相接地而形成的。
  “單相接地”是指配電線路上的A、B、C三相中,任意一相導線發生斷線落地或接觸樹木、建筑物或電線桿、塔倒地與大地之間形成導電回路;以及大氣雷電或其它原因形成過電壓,致使配電設備的絕緣材料遭到破壞后,對地絕緣電阻明顯過低等現象。
   由于系統中主變壓器的的中性點不接地或經過消弧線圈、高電阻接地。當在同一母線上有多條配電線路時,無論哪一條發生單相接地,都不能與主
變壓器的繞組線圈直接構成回路,線路中不會出現短路和過負荷等大電流現象。僅有線路與大地之間形成的電容電流發生變化,表現為每一條線路中會出現微弱的零序電流。此電流非常小,從幾毫安到幾百毫安或數安培不等,與線路的長度成正比;通常條件下,每公里長的架空線路約為15毫安左右。在電力行業內把這種供電系統稱為:“小接地電流系統”或“小電流接地系統”。
  在系統中,由于電壓互感器(PT)的一次繞組采用了Y0方式接線與系統的母線相連,當任意一條線路發生單相接地時,在二次繞組的三角開口有零序電壓產生,可以設定零序過電壓報警;但不能選擇某一條線路。接地時由于非接地相線對地電壓上升可達相電壓的√3倍,當系統再伴隨有鐵磁諧振產生時,就會使相電壓升高1—5倍,甚至更高,形成過電壓,加速了電力設備絕緣材料的老化,縮短了使用壽命,從而導致絕緣設備被擊穿,就會出現兩相或多相同時接地而發生短路事故,加大了電力設備的損壞程度。因此,在電力系統中經常會發生電壓互感器、斷路器爆炸,配電變壓器燒毀,電力電纜和瓷瓶被擊穿等事故。已有的繼電保護或綜合自動化保護裝置中的“短路保護”、“過電流保護”和“零序電流”保護,都屬于大電流啟動保護裝置;單相接地時的小電流不能驅動這類保護裝置動作,因此,不能動作于高壓開關(斷路器)跳閘,故障線路和非故障線路也就不能被隔離。
  為了避免事故的擴大,需要及時地把故障線路與非故障線路進行區分。在變電站(所)、開關站或發電廠中,若沒有安裝可靠的“單相接地保護選線裝置”,就需要人工逐次拉閘停電試查才能選擇故障線路,有時甚至要把與母線相連的所有配電線路拉閘停電,才能找出。這樣就會造成無故障線路供電的中斷,導致大面積停電;同時,也增加了高壓開關(斷路器)的動作次數,縮短了使用壽命,降低了供電的可靠性和供電量。而在線路上要查找接地點,還需要把眾多的分支線路與主線路逐次斷開,再用絕緣電阻儀表測量各段或各分支對地的絕緣電阻值,由人工判斷故障點范圍。這一過程非常復雜,工作量很大;為了人身安全,需要設置多種安全措施,要耗費大量的人力、物資和時間,增加了電力工人的勞動強度,同時對人身還具有不安全的隱患。
  綜合以上情況說明了:在中性點采用不接地或經過消弧線圈、電阻接地方式供電的系統中,雖然能夠延長單相接地時故障線路跳閘的時間;但是卻導致了其它多條非故障線路供電的中斷,造成了更大范圍的停電以及人民生命財產的安全隱患。

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