低压厂用电系统单相接地保护的探讨
发布时间：2010-05-11
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单相接地保护
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随着发电厂安全管理水平的提高，人们对低压厂用电系统的单相接地保护越来越重视。我国发电厂低压厂用电系统大都是中性点直接接地系统，当发生单相接地时，线电压的对称性被破坏，不允许继续运行；而对中性点非直接...
随着发电厂安全管理水平的提高，人们对低压厂用电系统的单相接地保护越来越重视。我国发电厂低压厂用电系统大都是中性点直接接地系统，当发生单相接地时，线电压的对称性被破坏，不允许继续运行；而对中性点非直接接地系统，当发生单相接地时，线电压的对称性未被破坏，允许短时运行1～2h，此时应查出原因消除故障。
如何正确选择配置单相接地保护装置，提高厂用电系统的运行可靠性，我们作如下三方面探讨。
1 低压厂用变压器的单相接地保护
a.对于低压侧中性点直接接地的变压器，当低压侧发生单相接地短路故障时，可由反时限电流继电器组成中性线上的零序过电流保护。或采用两相三继电器接线，使高压侧的过电流保护兼作低压侧的单相短路保护；
b.对于经大电阻接地的低压厂用电系统，单相接地保护应利用中性点接地设备上产生的零序电压来实现，保护动作后应向值班地点发出接地信号，低压厂用中央母线上的馈线回路应装设接地故障检测装置。
检测装置宜由反映零序电流的元件构成，动作于就地信号。
低压厂用变压器的单相接地保护已有成熟的配置、多年的运行经验，这里不再赘述。
2 低压厂用电动机的单相接地保护
a.当低压厂用电系统中性点为直接接地时，对容量为100kW以上的电动机，宜装设单相接地短路保护；而对于55kW及以上的电动机，如相间短路保护能满足单相接地短路的灵敏度时，可由相间短路保护兼作接地短路保护，当不能满足时，应另装接地短路保护。
保护装置由1个接于零序电流互感器上的电流继电器构成，此继电器瞬时动作断路器跳闸；
b.低压厂用电系统中性点在经大电阻接地时，为方便寻找接地故障点，应在低压电动机回路上装设接地故障检测器。为满足接地故障检测器灵敏度的要求，在选用大电阻阻值时，应使接地电流值在3A左右为宜。
专业人员对低压厂用电动机的单相接地保护认识曾有过分歧，集中体现在整定值上。由于《火力发电厂厂用电设计技术规定》中并没有涉及整定值，故通过以下讨论，寻求对这一问题的统一认识。
在1981年版《电力工程设计手册》第二册中认为：“保护装置由一个接于LJ或LJF型零序电流互感器上的DL-11/0.2型继电器构成。”DL- 11/0.2型继电器的整定值为0.05～0.2A，由于手册中并没有说清该保护是适用于低压厂用电系统中性点为直接接地还是为非直接接地，当时的设计、安装、调试运行，都是按DL-11/0.2型继电器的最大整定值选择，由于动作值的灵敏度偏高，故造成频繁跳闸。
在1986年水利电力部出版的《厂用电系统保护》一书中认为：“对于低压厂用电系统中性点为直接接地的低压电动机零序动作电流的整定值应满足以下两点要求：
1）发生单相接地时能正确动作，并有足够的灵敏度。灵敏系数不小于1.5；
2）躲过电动机启动和自启动时的不平衡电流。
根据运行经验，一次动作电流的数值为电动机额定电流的10%～20%（反映到二次侧一般小于2A）。在不平衡电流较大的场合，二次动作电流可整定为2A。
在1991年版《电力工程设计手册》第二册中认为：“在380V厂用中性点直接接地系统中，选用DL-11/2型继电器。在380V和3～10kV厂用中性点不接地系统，且单相接地电流不大于10A，选用DL-11/0.2型继电器。在380V厂用中性点不接地或大电阻接地系统中，选用GRD高阻接地指示器。”
DL-11/2型继电器的整定值为0.5～2A，而LJ型零序电流互感器是与DL-11/0.2型继电器配合使用。当将LJ型零序电流互感器的一次侧加20A电流时，二次侧可测出不大于0.2A的电流，保证DL-11/0.2型继电器可靠动作。当将LJ型零序电流互感器的一次侧加50A电流时，二次侧的电流也达不到DL-11/2型继电器的最低整定值0.5A。因此，LJ型零序电流互感器与DL-11/0.2型配合仅仅适用于380V和3～10kV厂用中性点不接地系统。
现在扬州开关厂生产的LJZ型零序电流互感器与DL-11/2型继电器配合适用于380V厂用中性点直接接地系统。当继电器线圈并联，整定值为1A时，一次动作电流不大于60A。满足零序电流互感器与DL-11/2型继电器的配合问题。
综合上述分析可归纳为：在380V厂用中性点直接接地系统中，选用LJZ型零序电流互感器和DL-11/2型继电器，整定值一次为电动机额定电流的 10%～20%，二次为1～2A，在不平衡电流较大的场合为2A，在不平衡电流较小的场合为1A，断路器跳闸动作。在380V和3～10kV厂用中性点不接地系统，按单相接地电流（即单相对地电容电流）不大于10A，选用DL-11/0.2型继电器，二次整定值为0.15A，电流继电器动作，信号装置启动。在380V厂用中性点不接地或高阻接地系统中，选用GRD高阻接地指示器。
3 低压厂用馈线的单相接地保护
如果380VMCC车间盘发生馈线回路单相接地，使上一级保护动作能迅速排除故障而不影响生产，可以不装。否则应装设馈线回路的单相接地保护。
在380V厂用中性点直接接地系统中，如果380VMCC车间盘没有单独装单相接地保护的电动机，保护装置应与相间保护兼作接地保护的最大一台电动机保护装置即可与装单相接地保护的电动机配合，保护装置可由LJZ型零序电流互感器与GL-21/5型反时限继电器构成。如果380VMCC车间盘装有单独装单相接地保护的电动机，保护装置由保护LJZ型零序电流互感器与DL-21/5型定时限继电器构成，也可与相间保护兼作接地保护的最大一台电动机配合，两者谁的定值大，馈线的单相接地保护与谁配合。保护定值要大于下一级低压电动机的单相接地保护定值、小于上一级低压厂变的单相接地保护定值。保护装置的动作时限与下一级保护相配合，下一级熔断器的熔断时间一般为0.2～0.3s，保护装置的动作时限选0.7s。保护装置的动作时限与一上级保护相配合，上一级的动作时限一般取1.2s。
以上对三方面问题进行了讨论，由于《火力发电厂厂用电设计技术规定》中对第二、第三方面的问题规定的不够详细，因此，有待于专业人员进一步从实践中积累经验，使发电厂低压厂用电系统单相接地保护更安全、更可靠。
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