浅淡单相接地保护

1、tips 本文由李雪梅老师精心收编，值得借鉴。此处文字可以修改。浅淡单相接地保护1概述低压配电系统的设计，应根据准确的计算，确定总体电气方案，才能保证低压配电系统安全可靠的运行。短路保护是预防电气火灾的重要措施之一，配电线路装设短路保护的目的就是避免线路因为过电流导致绝缘破坏而引发电气火灾。电气短路的形成有两种：一种是由导体间直接接触，如相与相之间、相与N线之间、相与PE线之间短路，短路点往往被高温熔焊的金属短路，称为金属性短路；另一种则是带电导体对地短路，是以电弧为通路的电弧性短路。金属性短路一般短路电流以若干干安计，金属线芯产生高温以至炽热，绝缘被剧烈氧化而自燃，火灾危险非常大，但金属性短

2、路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源，火灾往往得以避免，但如果短路点发生在线路末端，因为故障回路阻抗很大，短路电流较小，不足以使断路器动作跳闸切断电源，极易引发火灾危险。电弧性短路因短路回路阻抗的不确定性，接地故障引起的短路电流变化较大，因无法计算预期短路电流,所以不能依赖断路器瞬时动作切断电源而保护线路，电弧性短路保护一般设置剩余电流保护、线缆温度探测等措施。通过低压系统短路电流计算，发现设计中经常存在着一些安全隐患，容易被设计师忽视，因而笔者以本文所述谈谈自己的看法、心得及体会。2工程案例某小区全部住宅均为33层，建筑主体高度99.8ml属于一类高层建筑,供电负荷为一级，市电一路1

3、0kV供电，另设自备柴油发电机组做为一、二级负荷的备用电源。小区设置自维变电所，内设630kVA变压器一台，A21#住宅自维用电采用150miYJV220.6/1.OkV4×70mm2型电缆进户，A21#住宅屋顶风机控制箱采用120mWDZN-YJFE5×16mm2型电缆配电，屋顶风机控制箱距离正压风机很近（此处略去不计），假设短路点发生在控制箱出口处或在电动机处，（如下图）。3阻抗计算元件1高压系统归算到变压器低压侧的阻抗：高压侧系统短路容量Ss=100.000MVA电阻R1=0.0995*160/S″=0.0995*160/100

4、.000MVA=0.158mΩ电抗X1=0.995*160/S″=0.995*160/100.000MVA=l.584mΩ相保电阻Rφpl=2Rl/3=2*0.158mΩ/3=0.106mΩ相保电抗Xφp1=2X1/3=2*1.584mΩ/3=1.056mΩ元件2变压器的阻抗：额定电压Ur=0.4kV额定容量Sr=630kVA短路电压Ud%=4变压器短路损耗ΔP=5.4零序电阻R0=2.177零序电抗X0

5、=9.923电阻R2=106*ΔP(Ur/Sr)2*(0.42/Ur2)=2.177mΩ阻抗Z2=104*Ud%Ur2/(lOOSr)*(0.42/Ur2)=10.15873电抗X2=(Z22-R22)0.5=9.923相保电阻Rφp2=R2=2.177mΩ相保电抗Xφp2=X2=9.923mΩ元件3低压母线(TMY3(80×8)+1(60×6.3)的阻抗：φ p0 = 0. 0 7 8 m Ω/m&

6、phi; p0 = 0. 3 8 2 m Ω/m3 1mΩ/m *10. 000m=0. 37 0m Ω/m *10. 000m=l. 7φ p0L=0. 0 7 8 m Ω/m * 1m Ωφ p0L=0. 3 8 2 m Ω/m * 1m Ω2 0. 6/I. 0kV4 × 7 0 mm 2)0 m0 . 2 5 1mΩ/m0 . 0 7 8 mΩ/m&

7、phi; p0 = 0. 7 5 3 m Ω/mφ p0 = 0. 15 6m Ω/m6 5 0 mΩ7 0 0 mΩφ pOL=1 12. 9 5 0 m Ωφ pOL=23. 4 0 0 m Ω母线长度1=10.00(母线单位长度电阻值R0二母线单位长度电抗值X0二母线单位长度相保电阻R母线单位长度相保电抗X电阻R3=R0L=0.(10mΩ电抗X3=X0L=0.00mΩ相保电阻R&am

8、p;phi;p3=0.000m=0.78(相保电抗Xφp3=0.000m=3.82(元件4低压线路(YJV：的阻抗：线路长度1=150.0(线路单位长度电阻值R0二线路单位长度电抗值X0二线路单位长度相保电阻R线路单位长度相保电抗X电阻R4=R0L=37.电抗X4=X0L=11.相保电阻R&phi；p4=相保电抗Xφp4=0.031mΩ/m0.170mΩ/m元件5低压线路（WDZNYJ线路长度L=120.000m线路单位长度电阻值R0=1.0线路单位长度电抗值X0=0.0线路单位长度相保电阻Rφ线路

9、单位长度相保电抗Xφ电阻R5=R0L=131.64电抗X5=X0L=9.840m相保电阻Rφp5=Rφ相保电抗Xφp5=XφFE5×16mm2）的阻抗97mΩ/m82mΩ/mp0=3.291mΩ/mp0=0.174mΩ/m0mΩΩpOL=394.920m&Omegap0L=20.880mΩ4短路电流计算末端短路点：电阻Rs=Rl+R2+R3+R4+R

10、5=l71.93500mΩ电抗Xs=Xl+X2+X3+X4+X5=34.74700mΩ相保电阻Rφp=Rφp1+Rφp2+Rφp3+Rφp4+Rφp5=510.93300mΩ相保电抗Xφp=Xφp1+Xφp2+Xφp3+Xφp4+Xφp5=59.07900mΩ短路电流总阻抗Zk=(Rs2+Xs2)0.5=(171.935002

11、+34.747002)0.5=175.41094mΩ相保阻抗Zφp=(Rφp2+Xφp2)0.5=(510.933002+59.079002)0.5=514.33730mΩ三相短路电流P=230/Zk=230/175.41094=1.31327kA单相接地故障电流Id=220/Zφp=220/514.33730=0.42655kA5保护装置灵敏度效验根据低压配电设计规范GB50054-2011（以下简称低规）6.2.4条中的规定，当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路

12、器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。三相短路时，K=I"/Ir3=2.53≥1.3,满足要求；单相短路时，K=Id/Ir3=0.82≤1.3,不满足要求。综上所述，如果发生单相接地故障时，断路器将不能在规定时间内动作，将会产生火灾危害及间接接触电击事故。降低线路阻抗是保障低压配电系统安全可靠运行、经济节能的前提。如果要满足低规6.2.4的规定，第一种方法是缩短供电半径（以前通常的做法是供电半径&le；250m,现在供电半径&le；150m）,这种方法大大降低了低压电缆的使用量，既减少了低压电缆的投资，又容易满足低规6.2.4的规定；第二种方法是放大导线截面，显然这种方法非常不经济，需要浪费大量的有色金属，而且不易满足低规6.2.4的规定；第三种方法是采用大干线系统，减少放射式配线方式，尽量合并同类设备的竖向干线，既节能，又能有效降低线路阻抗，不要盲目推崇放射式配电系统，例如对部分容量较大的集中负荷或重要用电设备，应从变电所低压配电室以放射式配电，屋顶4kW左右的消防加压水泵，