设备工作接地与保护接地.ppt

第四章设备工作接地与保护接地,4.1概述4.2工作接地4.3保护接地4.4保护接零,4.1概述,接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为的使电力网及其电气设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称为接地。,工作接地,保护接地,保护接零,防雷接地,防静电接地,4.2工作接地,中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点直接接地中性点经电阻接地,工作接地又称为电力系统中性点接地，电力系统的中性点是指星形联结的变压器或发电机的公共点。,我国电力系统中性点运行方式：,小电流接地系统,大电流接地系统,4.2工作接地,一、中性点不接地的电力系统,三相对地电压对称并等于相电压三相对地电容电流对称中性点与地同电位,1、正常工作情况,4.2工作接地,当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时会发生中性点位移。,4.2工作接地,2、发生单相接地故障,数值上,4.2工作接地,A相发生单相接地故障时，B、C相对地电容电流为,接地电流,4.2工作接地,单相接地电流（电容电流）的经验公式：,接地点电容电流是正常运行时一相对地电容电流的三倍。,式中，、分别为架空线路和电缆线路的总长度（km）。,4.2工作接地,中性点不接地三相系统中，发生单相接地故障时：,故障相电压等于零，中性点电压升高为相电压，而非故障相对地电压升高到原来线电压值；各相间电压大小、相位不变，三相系统平衡未破坏，可继续运行一段时间；单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。,我国360kV电力系统通常采用中性点不接地方式。,4.2工作接地,绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计。,运行可靠性高。发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间不能太长，以免另一相又发生接地故障时形成两相接地短路。,优点,缺点,4.2工作接地,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,消弧线圈，是有气隙铁心的电抗器，安装在变压器或发电机中性点与大地之间。,4.2工作接地,消弧线圈的补偿方式,全补偿:欠补偿:过补偿：,消弧线圈的补偿容量,补偿度（调谐度）,4.2工作接地,特点：运行可靠性高，但绝缘投资大。,适用范围：,单相接地电流大于30A的36kV电力网；单相接地电流大于20A的10kV电力网；单相接地电流大于10A的3560kV电力网。,4.2工作接地,三、中性点直接接地的电力系统,中性点直接接地的电力系统示意图,中性点对地电压不变；非接地相对地电压不变；单相短路电流较大。,中性点直接接地系统发生单相接地短路时：,可加装自动重合闸装置，以提高供电可靠性,4.2工作接地,适用范围:110kV及以上电网和380/220V电力网。,110kV及以上电网采用中性点直接接地方式是为了降低工程造价，而在380/220V低压电网中是为了保证人身安全。,4.2工作接地,四、中性点经电阻接地的电力系统,中性点经电阻接地方式主要用于配电网系统中。,优点,减少电弧过电压的危险性，使灵敏而有选择性的接地保护得以实现。接地电流小于直接接地系统，对临近通信线路干扰较弱。,4.2工作接地,1、大电阻接地,发生单相接地故障时能维持短时供电，同时解决了不接地系统存在的电弧接地过电压问题。,2、小电阻接地,可消除电弧接地过电压，又可避免不接地系统中经常出现的由电磁式电压互感器引起的铁磁谐振现象。,适用于接地故障电流小于10A的系统。,适用于系统规模较大，特别是要求迅速切除故障的线路。,4.2工作接地,中性点接地方式的确定标准：,供电可靠性安全因素过电压因素继电保护的选择性和灵敏性电弧重燃条件,4.3保护接地,一、保护接地的作用,1、安全电流与安全电压,保护接地是将设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏而使外壳带危险电压，以保护工作人员在接触时的安全。,安全电流是以致命电流为极限值，考虑适当的安全系数后确定。我国安全电流为30mA。,安全电压是不危及人身安全的电压。我国规定安全电压上限为：额定供电电压42V，设备空载电压50V。,4.3保护接地,2、保护接地的作用,当人触及绝缘损坏设备外壳时，流过人体的电流,增加脚与地面的接触电阻，减少保护接地电阻，均可在一定范围内减少流过人体的电流。,4.3保护接地,二、保护接地装置接地电阻的允许值,保护接地装置由埋入土中的金属接地体和连接导线构成。,接触电压,跨步电压,4.3保护接地,接地电阻的取值,大电流接地系统中,小电流接地系统中,接地设备仅用于高压设备,接地设备为高低压设备共用,4.3保护接地,三、保护接地分类,1、IT接地方式,电源中性点不接地或经高阻抗接地以及设备的金属外壳接地。,通过降低接地电阻以限制故障设备外壳接地电压值。,4.3保护接地,2、TT接地方式,电源中性点接地和设备的金属外壳接地。,通过接地电流使回路的过电流装置动作而切断电路。,4.4保护接零,一、保护接零的作用,低压配电网采用中性点直接接地方式的优点：,正常供电情况下能维持相线的对地电压不变；发生单相接地故障时，非故障相的对地电压仍可维持相电压；可避免高压电窜到低压侧的危险。,4.4保护接零,若这种系统中采用保护接地的TT方式：,在电气设备容量较大情况下，由于电气设备绝缘损坏而发生单相碰壳故障时，熔断器或自动开关不能保证切断电源，无法保证人身安全。,保护接零（TN）：,把电气设备的金属外壳与电网零线连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。,借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。,4.4保护接零,二、保护接零方式,TNS系统,设备金属外壳与PE相连接，设备中性点与N连接，采用三相五线制供电方式。,PE中无电流，设备金属外壳对地电位为零。主要用于数据处理、精密检测及高层建筑的供电系统。,4.4保护接零,TNC系统,N与PE合并成为PEN，为三相四线制供电方式。,设备金属外壳正常对地带有一定电压。用于一般供电场所。,TNCS系统,一部分N与PE合并，一部分N与PE分开，为四线半制供电方式。,4.4保护接零,三、保护接地与接零方式混用的危害及中性