TT系统对接地故障的保护特性

TTTT 系统对接地故障的保护特性系统对接地故障的保护特性 1.1.接地故障保护要求接地故障保护要求 根据第4.4.11条规定， TT 系统对接地故障的保护特性是当发生接地故障时， 若为一 般场所电气装置的外露可导电部分故障电压等于或大于 50V，保护电器应在规定时间内切断电路，应符合下式要求 R AIa≤50V （1） 式中 R A--外露可导电部分保护导体及其接地体的电阻之和， Ω Ia 保证保护电器切断故障电路的动作的电流，A。 当采用剩余电流动作保护器时，Ia 为额定剩余动作电流 I Δ n；当采用具有反时限特性的过电流动作保护器时， Ia 为 保证在 5s 内自动切断的动作电流；当采用具有瞬时跳闸特 性的过电流动作保护器时，Ia 为保证瞬时跳闸的最小电流。 对手握式和移动式设备，预期接触电压允许最长切断时 间符合下表 1 的要求。 预期接触电压与最长切断时间关系表表 1 预期接触电压5075100 150 230 300 400 500 V 最长切断时间50.6 0.4 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 s0087284 1 为了实现上述的接地故障保护特性，TT 系统电气装置的 进线处安装剩余电流动作保护器（RCD） ，以保证发生接地故 障时，不管是固定设备还是手握式或移动式设备的外露可导 电部分故障电压不大于 50V。 2.2.主进线断路器剩余电流保护主进线断路器剩余电流保护 在中性线上安装与相线电流互感器相同变比同型号的电 流互感器，用四个电流互感器组成矢量和电流互感器 ,如图 2.1 所示，1KIT～3KIT 反时限继电器作为相－相和相－中性 线过电流保护，而 KE 反时限继电器为剩余电流保护。 假设电流正方向由电流互感器 P1 端流向 P2 端，则 N 线 电流方向与相电流方向相反，流过 KE 继电器电流I IKE I I L1 I I L2 I I L3- I I N，而中性线电流 I I N I I L1 I I L2 I I L3 ,若不考虑电 流互感器电流及相位误差,则I IKE I I L1 I I L2 I I L3- I IL1 I I L2 I I L3 0。实际上，考虑电流互感器电流和相位误差及线路正 常的泄漏电流，剩余电流 IKE并不为零。一般情况下，剩余 电流动作保护继电器采用反时限动作特性继电器。通过设定 剩余电流动作保护继电器动作电流值，考虑电流互感器电流 及相角误差和正常情况下线路的泄漏电流，使剩余电流动作 保护继电器 KE 在正常情况下不动作。 2 3 图 2.1 四个电流互感器组成矢量和电流互感器 图中所示的 LINK 为中性线连接器，可用手动工具拆卸。 单电源供电时，尽管主进线断路器采用剩余电流动作保护， 主进线断路器可以为三极。若从此后采用剩余电流保护器， 务必是四极。 剩余电流动作保护也可采用矢量和电流互感器，将相线 与中性线同时穿过电流互感器。电源进线断路器电流较大， 采用母线连接，要求矢量和电流互感器内孔也大，施耐德电 气公司提供的矢量和电流互感器内孔尺寸115HX280W, 用于额定电流小于或等于 1600A；160HX470W,用于额定 4 电流小于或等于 3200A。 3. 3.双电源转换断路器极数双电源转换断路器极数 双电源转换是指两台电力变压器或电力变压器与应急柴 油发电机组主供电 路自动或手动切换。主进线断路器与联络断路器极数应 为四极，分析如下 3.13.1 联络断路器应为四极联络断路器应为四极 a当一号变压器进线断路器闭合，二号变压器进线断路 器断开，联络断路器闭合，如图 3.1 所示。联络断路器若采 用三极，则 A 点与 B 点相连接，中性电流 I n 在 A 点将分为 I n1 及 I n2 两路电流，由于 I n2 的分流，则流过一号变压器进线 断路器处的矢量和电流互感器电流不为零，当 I n2 足够大时， 可使一号变压器进线断路器脱扣。为了避免由于两变压器中 性线相连接，引起中性电流分流，使进线断路器误动作，联 络断路器应为四极断路器。 图 3.1 四极联络断路器防止中性电流分流 5 b当两台变压器进线断路器闭合，联络断路器断开，如 图 3.2 所示。联络断路器若采用三极，由于 A 点与 B 点有电 位差，特别是两变压器中性电流相差越大，则 A 点与 B 点有 电位差也越大，产生如图中虚线所示的中性电流环流，中性 电流环流使 A 点与 B 点电位差为零。中性电流环流使流过一 号变压器和二号变压器进线断路器处的矢量和电流互感器 电流不为零，环流足够大时，可使一号变压器和二号变压器 进线断路器脱扣。 为了避免由于两变压器中性线相连接，引起中性电流分 6 流，使进线断路器误动作，联络断路器极数应为四极。 7 图 3.2 四极联络断路器防止中性电流环流 3.23.2 进线断路器应为四极进线断路器应为四极 当一号变压器进线断路器断开，二号变压器进线断路器 及联络断路器闭合，如图 3.3 所示。中性电流 I n 在 A 点，分 为 I n1 及 I n2 两路电流，因I n1 的分流作用，流过二号变压器进 线断路器的中性电流减少，矢量和电流互感器电流不为零， 当 I n1 足够大时， 可使二号变压器进线断路器脱扣。仅由于一 号变压器进线断路器为三极，两变压器中性线相连接而产生 分流，使二号变压器进线断路器误动作。为了避免误动作， 进线断路器极数应为四极。 8 9 图 3.3 四极进线断路器防止中性电流分流 当用电设备发生接地故障时，接地故障电流为 I f，如图 3.4 所示。 接地故障电流 I f 经保护接地极 R A 及工作接地极 R B， 到达变压器中性点接地母排。故障电流 I f 在中性点接地母排 处分为 I f1 及 I f2 两路电流，I f1 经一号变压器中性线、一号进 线断路器中性线连接器、A 点和 B 点、二号变压器进线断路 器中性连接器，在二号变压器中性点与 I f2 汇合成 I f。 接地故 障电流 I f， 因一号变压器进线断路器为三极，产生 If1 分流作 用，矢量和电流互感器电流的灵敏度降低，使二号变压器进 线断路器可能拒动。若一号变压器进线断路器改为四极，使 其不产生 I f1 分流，接地故障电流 I f 流经二号变压器进线断 路器，矢量和电流互感器次级电流使继电器 2KE 动作，其相 应断路器脱扣。 10 11 3.4 12 图四极进线断路器防止接地故障电流分流