地面660V供电系统变压器中性点运行方式选择分析
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低压配电网有三种中性点运行方式IT系统、TT系统和TN系统低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT系统、TT系统和TN系统。
其中IT系统和TT系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地);TN系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护)。
中性点接地系统有三种:IT系统,TT系统和TN系统。
这三种接地分别为:TT系统:电源中性点直接接地IT系统:电源中性点不直接接地TN系统:电源中性点直接接地(与TT系统的区别是该接地线与电气设备的金属外壳相连接)国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下:第一个字母表示电力系统的对地关系:T--一点直接接地;I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。
第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系:T--外露可导电部分对地直接电气连接,与电力系统的任何接地点无关;N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中,接地点通常就是中性点)。
后面还有字母时,这些字母表示中性线与保护线的组合:S--中性线和保护线是分开的;O--中性线和保护线是合一的。
(1)IT系统:IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地,而用电设备的金属外壳直接接地。
即:过去称三相三线制供电系统的保护接地。
其工作原理是:若设备外壳没有接地,在发生单相碰壳故障时,设备外壳带上了相电压,若此时人触摸外壳,就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。
而设备的金属外壳有了保护接地后,由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大,在发生单相碰壳时,大部分的接地电流被接地装置分流,流经人体的电流很小,从而对人身安全起了保护作用。
IT系统适用于环境条件不良,易发生单相接地故障的场所,以及易燃、易爆的场所。
(2)TT系统:TT系统的电源中性点直接接地;用电设备的金属外壳亦直接接地,且与电源中性点的接地无关。
变压器中性点接地方式的选择变压器中性点接地方式的选择原则:系统中变压器的中性点是否接地运行原则是:应尽量保持变电所零序阻抗基本不变,以保持系统中零序电流的分布不变,并使零序电流电压保护有足够的灵敏度和变压器不致于产生过电压危险,一般变压器中性点接地有如下原则:(1)电源端的变电所只有一台变压器时,其变压器的中性点应直接接地运行。
(2)变电所有两台及以上变压器时,应只将一台变压器中性点直接接地运行,当该变压器停运时,再将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。
若由于某些原因,变电所正常情况下必须有两台变压器中性点直接接地运行,则当其中一台中性点直接接地变压器停运时,应将第三台变压器改为中性点直接接地的运行。
(3)双母线运行的变电所有三台及以上变压器时,应按两台变压器中性点直接接地的方式运行,并把它们分别接于不同的母线上,当其中一台中性点直接接地变压器停运时,应将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。
(4)低电压侧无电源的变压器的中性点应不接地运行,以提高保护的灵敏度和简化保护接线。
(5)对于其他由于特殊原因的不满足上述规定者,应按特殊情况临时处理,例如,可采用改变保护定值,停用保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理,以保证保护和系统的正常运行。
系统中各变压器中性点接地情况:已知条件已给出:(1)网络运行方式最大运行方式:机组全投最小运行方式:B厂停1号机组,D厂停2号机组。
(2)各变压器中性点接地情况发电厂B:最大运行方式运行时,变压器2号(或3号)中性点接地,未接地的变压器中性点设置接地开关,用于接地倒换。
最小运行方式运行时, 3号变压器中性点直接接地。
发电厂D:最大运行方式运行时,110KV母线下,变压器1(或2)中性点接地,未接地的变压器中性点设置接地开关,用于接地倒换;35KV母线下,5号变压器中性点不直接接地。
最小运行方式运行时,110KV母线下,变压器1中性点接地,35KV母线下,5号变压器中性点不直接接地。
煤矿地面生产系统采用660V供电技术探讨(图文)论文导读:随着煤矿工业采煤机械化不断提高,矿井生产能力越来越大,与之配套的地面生产能力的规模也越来越大,造成单台电动机的容量相应增大,用电负荷随之增大,从而出现电压降增大、电能损耗增加、电缆截面不足等问题,故在煤矿地面生产系统设计中,传统的380V供电已不能满足配电的要求,需提高配电电压,如低压供电系统采用660V及更高电压。
本文就地面生产系统供电电压由380V 提高到660V电压技术问题进行探讨。
380V供电系统为中性点直接接地的三相四线制系统,一般为动力照明混和供电。
对地面660V配电系统,其中性点接地方式目前没有明确的规定,《煤矿安全规程》规定,煤矿井下采用中性点不接地系统。
关键词:地面生产系统,660V,供电系统,中性点接地方式一、引言随着煤矿工业采煤机械化不断提高,矿井生产能力越来越大,与之配套的地面生产能力的规模也越来越大,造成单台电动机的容量相应增大,用电负荷随之增大,从而出现电压降增大、电能损耗增加、电缆截面不足等问题,故在煤矿地面生产系统设计中,传统的380V供电已不能满足配电的要求,需提高配电电压,如低压供电系统采用660V 及更高电压。
本文就地面生产系统供电电压由380V提高到660V电压技术问题进行探讨。
二、660V供电的国际国内发展概况早在上世纪60年代,660V电压就被作为一种标准电压列入国际电压标准中。
1967年国际电工标准IEC38/67推荐的额定电压中就有660V。
在以后IEC38中均有660V电压作为额定电压。
我国1959年发布的国标GB156/59中,只规定了220V、380V两种电压为额定电压。
而在1980年发布的GB156/80中已把660V列入国家标准额定电压。
我国现行国家额定电压标准中,660V电压仍为国家标准额定电压。
我国煤矿企业井下于70年代初基本实现全行业660V升压改造。
1981年,我国开始对煤矿矿井地面生产系统和选煤厂进行了660V升压供电的试验和研究工作,经过长时间对各种系列电气元件等电气设备在660V条件下的试验和验证工作,于1986年11月建成我国第一座由660V配电电压供电的阳泉四矿选煤厂,并顺利投入运行,1988年6月通过了由能源、机电两部主持的技术鉴定。
1.1 变压器中性点接地系统的优缺点:(1)优点:对电源中性点接地系统,若发生某单相接地,另两相电压不升高,这样可使整个系统绝缘水平降低;另外,单相接地会产生较大的短路电流Is ,从而使保护装置(继电器、熔断器等)迅速准确地动作,提高了保护的可靠性。
(2)缺点:对电源中性点接地系统,由于单相短路电流Is 很大,开关及电气设备等要选择较大容量,并且还能造成系统不稳定和干扰通讯线路等;1.2 变压器中性点不接地系统的优、缺点:(1)优点:对变压器中性点不接地系统,由于限制了单相接地电流,对通讯的干扰较小;另外单相接地可以运行一段时间,提高了供电的可靠性。
(2)缺点:对变压器中性点不接地系统,当一相接地时,另两相对地电压升高倍,易使绝缘薄弱地方击穿,从而造成两相接地短路。
2 各种电压等级供电线路的接地方式(1)在110kv及以上的高压或超高压系统中,一般采用中性点接地系统,其目的是为了降低电气设备绝缘水平,免除由于单相接地后继续运行而形成的不对称性。
(2)工厂供电系统采用电压在1kv~35kv,一般为中性点不接地系统,因工厂供电距离短,对地电容小(Xc大),单相接地电流小,这样可以运行一段时间,提高了系统的稳定性和供电可靠性,对通讯干扰小等优点。
在煤矿井下,我国、西德等国禁止中性点接地,其主要目的是为安全,减小了单相接地电流,但即使小的单相接地电流,煤矿井下也不允许存在,因此在煤矿井下,安装有检漏继电器,就是当电网对地绝缘阻抗降低到危险值或人触及一相导体或电网一相接地时,能很快地切断电源,防止触电、漏电事故,提前切断故障设备。
(3)1kv以下的供电系统(380/220伏),除某些特殊情况下(井下、游泳池),绝大部分是中性点接地系统,主要是为了防止绝缘损坏而遭受触电的危险。
3 电气设备的保护接地3.1 保护接地将电气设备的金属外壳通过接地线与接地体相接,其原理是分流原理(如图1)。
由于人体电阻Rr远大于接地电阻Rd,所以Ir《Id。
第一章总则第1.0.1条为使矿山工程电力设计认真执行国家的技术经济政策,做到安全可靠、技术先进、经济合理,制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于新建、扩建的矿山工程电力设计,不适用于石油矿电力设计。
第1.0.3条矿山工程电力设计,应根据矿山工程规模、服务年限和远景规划,正确处理近期建设和远景发展的关系。
做到近、远期建设,以近期为主,合理地兼顾远期建设。
条件允许时,应使基建与生产用电设施相结合。
第1.0.4条矿山工程电力设计,必须从全局出发,统筹兼顾,按负荷性质、用电容量、工程特点、工艺设备和地区供电条件,正确处理供、用电的关系,合理确定设计方案。
第1.0.5条矿山工程电力设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。
第二章矿山工程供配电第2.0.1条矿井工程电力负荷分级,应符合下列规定:一、一级负荷:1.因事故停电有淹井危险的主排水泵;2.有爆炸、火灾危险的矿井主通风机;3.对人体健康及生命有危害气体矿井的主通风机;4.具有本条1~3项之一所列危险矿井经常使用的立井载人提升装置;5.无平硐或无斜井作安全出口的立井,其深度超过150m,且经常使用的载人提升装置;6.矿井瓦斯抽放设备。
二、二级负荷:1.不属于一级负荷的大、中型矿井井下的主要生产设备;2.大、中型矿井地面主要生产流程的生产设备和照明设备;3.大、中型矿井的安全监控及环境监测设备;4.没有携带式照明灯具的井下照明设备。
三、三级负荷:不属于一级和二级负荷的生产设备和照明设备。
第2.0.2条露天矿工程电力负荷分级,应符合下列规定:一、一级负荷:1.用井巷疏干的排水设备;2.有淹没采掘场危险的主排水设备和疏干设备;3.大型铁路车站的信号电源。
二、二级负荷:1.大、中型露天矿的疏干设备和采掘场排水设备;2.大、中型露天矿采煤(采矿)、掘进、运输、排土设备;3.大、中型露天矿地面生产系统中主要生产设备及照明设备。
三、三级负荷:不属于一级和二级负荷的生产设备和照明设备。
接地变压器的作用我国电力系统中,的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。
电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法,没有可供接地电阻的中性点。
当中性点不接地系统发生单相接地故障时,线电压三角形仍然保持对称,对用户继续工作影响不大,并且电容电流比较小(小于10A)时,一些瞬时性接地故障能够自行消失,这对提高供电可靠性,减少停电事故是非常有效的。
但是随着电力事业日益的壮大和发展,这中简单的方式已不在满足现在的需求,现在城市电网中电缆电路的增多,电容电流越来越大(超过10A),此时接地电弧不能可靠熄灭,就会产生以下后果;1),单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃,会产生弧光接地过电压,其幅值可达4U(U为正常相电压峰值)或者更高,持续时间长,会对电气设备的绝缘造成极大的危害,在绝缘薄弱处形成击穿;造成重大损失.2),由于持续电弧造成空气的离解,破坏了周围空气的绝缘,容易发生相间短路;3),产生铁磁谐振过电压,容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸;这些后果将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。
为了防止上述事故的发生,为系统提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠动作,需人为建立一个中性点,以便在中性点接入接地电阻.为了解决这样的办法。
接地变压器(简称接地变)就在这样的情况下产生了.接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻,它的接地电阻一般很小(一般要求小于5欧).另外接地变有电磁特性,对正序、负序电流呈高阻抗,绕组中只流过很小的励磁电流.由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反,同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗,零序电流在绕组上的压降很小。
也既当系统发生接地故障时,在绕组中将流过正序、负序和零序电流。
该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗,而对零序电流来说,由于在同一相的两绕组反极性串联,其感应电动势大小相等,方向相反,正好相互抵消,因此呈低阻抗。
接地变的工作状态,由于很多接地变只提供中性点接地小电阻,而不需带负载。
电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类,有中性点接地系统和中性点不接地系统。
其中,两种接地系统按接地故障的方式分类,又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。
单相接地是最常见的线路故障,两相接地、三相接地出现几率小,但有明显的相间短路特征。
★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点:1.一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为同一相别。
3.零序电流相位与故障相电流同向,零序电压与故障相电压反向。
4.故障相电压超前故障相电流约80度左右(短路阻抗角,又叫线路阻抗角);零序电流超前零序电压约110度左右。
☆两相短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;没有零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.两个故障相电流基本反向。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。
☆两相接地短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.零序电流向量为位于故障两相电流间。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右;零序电流超前零序电压约110度左右。
☆三相短路故障特点:1.三相电流增大,三相电压降低;没有零序电流、零序电压。
2.故障相电压超前故障相电流约80度左右;故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。
★电力系统工作接地(接地保护)变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接,称为工作接地。
工作接地分为直接接地与非直接接地(包括不接地或经消弧线圈接地)两类,工作接地的接地电阻不超过4?为合格。
☆电网中性点运行方式:大接地电流系统(110kV及以上)1.直接接地,又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统(35kV及以下)1.不接地,又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例:中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系:T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。
变压器停送电操作之变压器中性点接地刀闸投退分析摘要:我国110 kV及以上电压等级的电力变压器一般采取中性点直接接地的运行方式,此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低,不易发生绝缘故障,达到了节约制造成本的目的。
这样,一旦中性点产生过电压,就直接威胁变压器中性点的绝缘。
为防止此类事件的发生,在变压器停、送电操作时,都要推上变压器中性点接地刀闸,防止操作时断路器三相不同期分、合闸产生过电压而损坏变压器。
关键词:变压器;中性点;过电压;接地刀闸。
1.变压器中性点绝缘水平我国变压器中性点绝缘分为两种:一种为全绝缘,另一种为半绝缘。
全绝缘:变压器首端与尾端绝缘水平一样的称为全绝缘,多用在110 kV 以下电压等级的电力变压器。
半绝缘:半绝缘变压器中性点的绝缘水平比绕组首端要低,通常只有首端的一半,这些变压器一般采取中性点有效接地的运行方式,此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低,不易发生绝缘故障,因此变压器中性点的绝缘水平大都设计得比端部绝缘低,多用在110 kV 及以上电压等级的变压器。
2.三绕组变压器工作原理三相变压器的每个铁心柱上,都套着三个同心式绕组,分别为高、中、低压绕组。
高压绕组总是排列在最外层,低压绕组和中压绕组则可以有不同的排列位置,低压绕组在中间,宜作升压变压器使用;中压绕组绕组在中间,宜作降压变压器使用。
它的工作原理如图 1 所示。
图 1 三绕组变压器工作原理3.过电压对变压器中性点绝缘的影响:(以切空载变压器为例)变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。
操作过电压一般为额定电压的2—4.5 倍,而大气过电压可达到额定电压的8—12 倍。
变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受 2.5 倍的过电压,中性点的电压则更低。
不论哪一种过电压,都会导致变压器铁芯严重饱和,励磁电流增大,使铁芯严重发热,烧毁变压器绝缘,特别是中性点绝缘。
电网中用断路器切空变是一种常规的操作方式。
在这种操作过电压中,有可能产生很高的过电压。
第一章概论一、填空题1、三相交流电力系统中,作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式:一种是电源中性点,一种是中性点,再有一种是中性点。
我国220/380V低压配电系统广泛采用中性点运行方式。
答案:不接地,经消弧线圈接地,直接接地,直接接地2、变电站的任务是。
答案:接受电能,变换电压,分配电能3、电力系统是由、和组成。
答案:发电厂,变电所,电力用户4、工厂供电是指。
答案:工厂所需电能的供应和分配5、对工厂供电的基本要求是:。
答案:安全,可靠,优质,经济6、配电所的任务是。
答案:接受电能、分配电能7、和是衡量电能质量的两个基本参数。
答案:电压,频率8、中性线(N线)的三大功能是、、。
答案:接用额定电压为系统相电压的单相用电设备,传导三相系统中的不平衡电流和单相电流,减小负荷中性点的电位偏移9、保护线(PE线)的功能是。
答案:保障人身安全、防止触电事故用的接地线10、保护中性线(PEN)兼有和的功能。
答案:中性线(N线)、保护线(PE线)11、当不接地系统发生单相短路时,其它两相电压将,其对地电容电流。
答案:升高3倍,升高3倍12、低压配电系统按保护接地形式分为,,。
答案:TN系统,TT系统,IT系统13、发电机额定电压规定高于;当变压器直接与发电机相连时,其一次绕组额定电压应;当变压器连接在线路上时,其一次绕组额定电压应。
答案:线路电压±5%~±10%,与发电机额定电压相同,相线路额定电压相同14、电力系统中性点即是和的中性点。
答案:发电机,变压器15、二、判断题1、在TN-C方式供电系统中,干线上必须安装漏电保护器。
()答案:√2、变电所与配电所的区别是变电所多了变换电压的功能。
()答案:√3、中性点接地是保护接地。
()答案:⨯4、因整个线路允许10%的电压降,故发电机的额定电压高于线路额定电压10%。
()答案:⨯三、单选题1、在低电压配电系统的接地形式中,会产生电磁干扰的是。