时间:2022-12-28 13:53:25来源:搜狐
今天带来电力工程设计错误与正确建议是什么「怎么给别人提意见建议」,关于电力工程设计错误与正确建议是什么「怎么给别人提意见建议」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
今日继续推送错误图例分析,大家可以先自己看看,试着把图中错误找出,文末会公布正确答案及详解。
看下图
这是ABB的EMAX框架断路器样本中的一张图,用以说明EMAX断路器的双G保护。所谓双G保护,指的是断路器的脱扣器既可以对发生在断路器下部(右侧)的单相接地故障实施保护,也可以对发生在断路器上口与变压器之间的单相接地故障实施保护。
这张图曾经引起许多人的质疑,而我的问题是:这张图到底是正确的还是错误?为什么?
首先,我们先来看看下面这个图:
在这张图中,左上角是电力变压器。电力变压器低压侧电能通过断路器QF1送到一级配电的母线上。我们看到母线上有两个一级配电的馈出断路器QF2和QF3。QF2通过电缆连接到用电负荷1,注意到连接电缆是5芯的;QF3通过电缆连接到二级配电的进线断路器QF4,注意到连接电缆是4芯的。
二级配电通过断路器连接到居家配电系统。注意到连接电缆是2芯的。
在居家配电入口处,PEN线再次接地,然后分开为相线、N线和PE线接入系统。
图中有5处单相接地故障:第一处在变压器与低压进线断路器之间,第二处在一级配电的主母线处,第三处在用电负荷1处,第四处在二级配电系统内,第五处在居家配电系统电冰箱处。
我们来仔细分析这张图。
从图中看到,QF1断路器的脱扣器具有过载长延时保护,短路短延时保护和瞬时保护,还有单相接地故障G保护。
我们再次复习一下什么叫做剩余电流保护。
我们看下式:
当Ia=Ib=Ic也即三相平衡时,上式其实就是求
的和。从三角学我们知道,这个和等于零。
由此得知:
即,三相不平衡电流与N线电流大小相等方向相反。
我们令:
其中,这里的
叫做剩余电流。
当电路正常时,剩余电流等于零;当发生漏电,或者单相接地故障时,剩余电流不等于零。断路器就可以根据剩余电流的值对故障电路行使G保护。
这里的G是英文Ground(大地)的首字母。
注意:对于总电源来说,剩余电流既可以从三相电流与N线电流的相量和中求出,也可以从总接地极电流中直接测量得到。
另外,有三个重要概念需要注意区分:
第一个是单相短路。所谓单相短路,指的是相线对N线短路。
在TN系统下,电源测的单相短路电流等于三相短路电流,而线路侧的单相短路电流等于三相短路电流的一半。
第二个是漏电流,它指的是相线对PE线或者大地的漏电电流。由于TN系统中PE线和N线有一点是接在一起的,因此TN系统下的漏电流会被放大为单相短路电流;对于TT系统,由于PE线与N线没有共同接点,所以TT系统下的漏电流很小,要用RCD来实施保护。
第三个是漏电流的级别。在30毫安以下用于人身安全防护,在30到100毫安之间则兼用于人身安全防护和电气火灾防护,在100毫安以上用于电气火灾防护。
现在,我们来看断路器QF1。我们发现,它的脱扣器的罗氏线圈测量了三相电流和N线电流,于是它就具备对线路漏电实施剩余电流G保护的能力。
(1)发生在主母线上的单相接地故障
现在主母线发生了轻微的单相接地故障,那么QF1的脱扣器能否检测到此故障?能否实施保护?
我们看下图:
我们看到,“单相接地故障2”就是发生在主母线上的单相接地故障,我们来仔细分析一下:
1)由于L3线发生了对地的漏电,因此L3上的电流Ic会增加。但N线(PEN线)电流却不会增加,于是电流和:
。
只要漏电流超过设定值,则QF1的G保护会对此单相接地故障实施保护。
注意:漏电流既可以从
四个电流的相量和来求得,也可以从测量PE线电流来得到,两者大小相等,方向相反。
2)如果L3线发生了严重的对地漏电,则因为TN-S系统下单相接地故障会被放大为单相短路故障,因此断路器QF1会行使短路保护操作。
(2)发生在变压器与断路器进线端之间的单相接地故障
图中的“单相接地故障1”就是符合条件的漏电流。我们要解决的第一个问题是:如何测量它。
由于单相接地故障1的漏电流未流过断路器脱扣器的罗氏线圈,此时的三相电流及N线电流对脱扣器来说是完全正常的,因此断路器QF1的G保护无法执行线路保护操作。
从图中我们看到,测量此漏电流有两个途径,分别是:
第一个途径:
四个电流的相量和;第二个途径:测量PE线电流。
我们看到,这两个电流均不具备测量条件。因此,对于发生在变压器与低压进线之间的单相接地故障,我们根本就无法给予测量和保护跳闸操作。
如果我们把零序电流互感器改接到PE线的上方,见下图:
这新增的零序电流互感器能够测量到PE线的电流,也即单相接地故障1的漏电流。如果我们把此零序电流互感器的信号送到断路器QF1的脱扣器中,它就可以先跳闸保护后续电路,同时向变压器的中压侧断路器发生跳闸信号,让中压侧断路器执行保护跳闸。
事实上,这也是Emax断路器的双G保护的本来意义。
(3)其它单相接地故障
其它单相接地故障由各级断路器或者漏电开关去执行保护。
值得注意的是:对于二级配电系统来说,它和后续的居家配电系统一起构成了TN-C-S接地系统。
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