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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。
中国电力研学论坛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,拨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。所以很多接地变就是属于无二次的。接

地变在电网正常运行时,接地变相当于空载状态。但是,当电网发生故障时,只在短时间内通过故障电流,中性点经小电阻接地电网发生单相

接地故障时,高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路,接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用,

其中性点接地电阻和接地变才会通过IR=
      (U为系统相电压,R1为中性点接地电阻,R2为接地故障贿赂附加电阻)的零序电路。根据上述分析,接地变的运行特点是;长是空载,

短时过载。
      总之,接地变是人为的制造一个中性点,用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时,对正序负序电流呈高阻抗,对零序电流呈低阻抗

性使接地保护可靠动作。

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零序电流
零序电流
开放分类: 电气
在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0
如果在三相四线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)
这样互感器二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流即为零序电流
产生零序电流的两个条件:
1、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称,只要有零序电压的产生;
2、零序电流有通路。
以上两个条件缺一不可。因为缺少第一个,就无源泉;缺少第二个,就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。
零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC

正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时,把三相的不对称分量分解成对称分量(正、负序)及同向的零序分量。只要是三相系统,就能分解出上述三个分量(有点象力的合成与分解,但很多情况下某个分量的数值为零)。对于理想的电力系统,由于三相对称,因此负序和零序分量的数值都为零(这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因)。当系统出现故障时,三相变得不对称了,这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了(有时只有其中的一种),因此通过检测这两个不应正常出现的分量,就可以知到系统出了毛病(特别是单相接地时的零序分量)。下面再介绍用作图法简单得出各分量幅值与相角的方法,先决条件是已知三相的电压或电流(矢量值),当然实际工程上是直接测各分量的。由于上不了图,请大家按文字说明在纸上画图。
从已知条件画出系统三相电流(用电流为例,电压亦是一样)的向量图(为看很清楚,不要画成太极端)。
     (1 )   求零序分量:把三个向量相加求和。即A相不动,B相的原点平移到A相的顶端(箭头处),注意B相只是平移,不能转动。同方法把C相的平移到B相的顶端。此时作A相原点到C相顶端的向量(些时是箭头对箭头),这个向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,这就是零序分量的幅值,方向与此向量是一样的。

       (2)  求正序分量:对原来三相向量图先作下面的处理:A相的不动,B相逆时针转120度,C相顺时针转120度,因此得到新的向量图。按上述方法把此向量图三相相加及取三分一,这就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。这就得出了正序分量。
        
       (3)  求负序分量:注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。A相的不动,B相顺时针转120度,C相逆时针转120度,因此得到新的向量图。下面的方法就与正序时一样了。
通过上述方法大家可以分析出各种系统故障的大概情况,如为何出现单相接地时零序保护会动作,而两相短路时基本没有零序电流。
        
       在这里再说说各分量与谐波的关系。由于谐波与基波的频率有特殊的关系,故在与基波合成时会分别表现出正序、负序和零序特性。但我们不能把谐波与这些分量等同起来。由上所述,之所以要把基波分解成三个分量,是为了方便对系统的分析和状态的判别,如出现零序很多情况就是发生单相接地,这些分析都是基于基波的,而正是谐波叠加在基波上而对测量产生了误差,因此谐波是个外来的干扰量,其数值并不是我们分析时想要的,就如三次谐波对零序分量的干扰。
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IT,TT,TN

低压电网接地型式的选择

    国际电工委员会IEC标准中规定的低压配电系统的接地型式有IT、TT、TN-C、 TN-S、及TN—C—S五种。根据我国农村用电情况和经济条件,因地制宜地选择适当的接地型式,才能保证安全经济.

    一、各种接地型式的优缺点及适应性

    1、IT系统的优缺点及适应性

结线方式如图1。

    IT系统的主要优点是:一、单线触电电流小,易于脱离,因而不易造成人身触电重伤、死亡事故;二、保护接地的保护效果很好,能切实起到接地保护作用;三、能抑制低压线路或高压线路落雷在配变上形成的正变换或逆变换电压;四、对于高压两线一地运行电网,能避免(低压中性点不接地时)或抑制(低压中性点通过阻抗接地时)配变高压侧及台架绝缘击穿通过接地线入地而形成的反击(对低压电网)过电压。

    IT系统的缺点主要是:(1)某相线接地后,其它相线对地电压升高3倍,中性线的对地电压升高到220V,此时将增加触电的可能性和危害程度;(2)低压电网雷击时,因雷电流难以泄漏而出现雷击过电压,造成低压电网的绝缘击穿;(3)高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿,会使低压电网出现危险的过电压造成绝缘击穿或伤亡事故.

    为扬其长而避其短,IT系统适应于没有中性线输出的纯动力用电处所或中性线输出很短的混合用电的小自然村.

    2、TT值统的优缺点及其适应性

TT系统的结线方式如图2所示.

    TT系统的主要优点是:(1)能拟制高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿时低压电网出现的过电压;(2)对低压电网的雷击过电压有一定的泄漏能力;(3)与低压电器外壳不接地相比,在电器发生碰壳事故时,可降低外壳的对地电压,因而可减轻人身触电危害程度;(4)由于单相接地时接地电流比较大,可使保护装置(漏电保护器)可靠动作,及时切除故障。

    TT系统的主要缺点是:一、低、高压线路雷击时,配变可能发生正、逆变换过电压;二、低压电器外壳接地的保护效果不及IT系统.

    TT系统适应于有中性线输出的单、三相没合用电的较大的村庄.加装上漏电保护装置,可收到较好的安全效果.

    3、TN-C系统的优缺点及其适应住

    TNC系统除具有TT系统中中性线直接接地的优点外,还因低压电器设备的外壳与中性线相接,当发生碰壳故障时,单相短路电流可使该电器的短路保护装置动作,及时切除故障设备而避免触电事故的发生.所以比 TT系统中电器外壳的接地保护的效果要好一些。其缺点是当发生中性线路时,可能使断路点下侧的所有接中性线的电器的外壳带电,因而增加人身触电的可能性。

TN-C系统的结线方式如图 3所示

   

    TN-C系统的适用场所与TT系统基本相同。

    4.TN-S系统的优缺点及适应性。

TN-S系统的结线方式如图4所示.

    TN-S系统具有 TN-C系统的所有优点,且因保护线与中性线分设,避免了TN-C系统中由于中线断路会使断路点下例接中性线设备外壳可能带电而增加触电可能性的问题。缺点是由于增设了保护线而增加了投资,

    TN-S系统适应于安全要求较高,经济条件较好的处所.

    5、TN-C-S系统的优缺点及适应性.

    TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处理的一种接地型式,它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要,又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要.

    TN-C-S系统适应于只有部分用户对安全要求较高的村镇。

    二、根据农村的具体情况因地制宜地选择接地型式

    对于经济条件较差,用电量很小,气候比较干燥的小村和纯动力用电的场所(如北方田间纯灌溉用电的低压电网)可采用IT接地型式;对于经济条件一般,用电量一般的较大村庄,应采用TT或TN-C接地型式,并加装漏电保护装置;对于工付业较多,经济条件较好,且有安全条件要求很高的某些低压用户的村镇,应采用TN-C-S接地型式;对于工付业很多,经济条件很好,安全条件普遍要求较高的村镇,也可采用TN-S接地型式。就我国目前多数农村的经济条件和对安全的要求看,我国农村低压电网的接地型式,应以TT、TN-C、IT为主。

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