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摘要:科技水平的高速发展,让电力行业也日益迅速发展,而电力系统中的二次设备也随之快速发展,而此时设备的相关抗干扰也就要逐渐提高,同时对电力系统的二次设备相关接地技术的研究,也被越来越多的人所重视。
关键词:电力系统;二次设备;接地技术
一、电力系统二次设备的接地网技术要求
1.1接地网中电压线的技术要求
大型的变电站或电厂,由于站内的变压器的中性点采用直接接地,在单相短路的接地时,因站内的接地电阻处于非零状态,经过接地点短路的电流,将会于此电阻产生电压。远离接地点电压能够当成是零电位,自零电位至接地点的接地网将自底向高存在着不均匀电位。实际变电站接地技术应用中,站内采用单相短路的接地,接地网的电压差必然存在,严重时将会损坏绝缘,且形成比较大的电流,对电力的正常传送产生干扰,甚至将会烧毁端子箱或电缆。
1.2接地网技术指标的相关要求
依据《交流电气装置的接地》的电力标准,对中性点的直接接地的系统接地电阻要求,R≤2000/I,R≤0.5Ω,当I>4000A时,对于高土壤的电阻率地区的接地电阻,能够放宽至5Ω。但是,需要验算跨步和接触电势,施工后需要进行测量,并绘制电位的分布曲等措施。对大型接地网要求,除了需要尽量的降低接地电阻以外,需要重视采取必要均压措施,使得保护范围内电位呈平衡分布。
二、电力系统二次设备接地方式
电力系统的二次设备接地的目的,除系统的工作要求外,多数属于保护接地,为了保护设备和人身安全;更重要的目的是为屏蔽外界干扰。在二次系统的接地中,除存在设备本身的专门要求、地电信号的抗干扰等特殊的因素外,提倡采取联合接地方案。
2.1二次设备中信号与保护系统的接地
二次设备中,保护和信号系统工作环境的干扰非常严重,干扰具有幅度大、频率高的特点,部分的干扰时间短。最有效的降低干扰的措施,就是保护和信号系统的接地。接地的方式:包括单点、多点和悬浮接地。
2.1.1单点式接地
单点式接地系统,指将一点接地,将单点与其它的设备连接到接地系统中。理论上的单点式接地,需要将设备的各接地系统的同一点发出的接地导线,延至整个设备电路回流的通道上。通常这种单点式接地需要大量导线,不经济,因此,常采用似单点式的接地系统,即公共母线式单点接地。公共母线式单点接地系统中,将接地母线与系统中独立电子设备相连接,各电子设备中,将各分系统与接地母线的同一点连接。单点接地优点,利于传导耦合干扰的控制,可以对信号系统中的干扰电流和电压进行避免。因此,单点系统降低了接地系统中低频噪音的电流影响。这种单点接地系统是现阶段控制和保护设备常用接地方式。
2.1.2多点式接地
1MHz的低频工作时,常用的是单点式接地,当工作处于高频系统时,指频率比10MHz高或是系统的信号地线比波长长1/20时,会因地线增加而生成阻抗和信号间的耦合,因此,为了降低地线的阻抗,需要进行就近的接地,就是多点式接地系统。采用多点式接地系统,为了降低接地的电租,需要注意选用粗且短的导线连接。
2.1.3悬浮式接地
一个电力系统的保护系统中,悬浮式的信号接地,与其它的导电系统处于隔离状态,信号的回流通道,也是与其它的设备相互隔离,因此,其它的接地系统和机柜噪音电流,将不会产生信号电路的耦合。
悬浮式接地的有效作用依靠于临近导体与悬浮系统隔离的程度,但是,现实中隔离很难达到,做到隔离后的设备保持也很难。设备与大地不直接相连,易造成静电的积累,当电荷积累到一定对地电压之后,大地和设备间将会产生强大的放电电流的静电击穿现象。因此,为了静电积累的消除,需要于大地和设备间连接电阻值大的泄放式电阻。大多的保护装置的外部电源,都是大地接地方式,悬浮式的接地极易将信号系统的电压升至危险电压,尤其,遭遇雷电时,容易产生飞弧或击穿,因此,一般情况下不采用悬浮式接地。
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2.2二次设备的二次电缆的屏蔽层接地
目前,测控和电力系统使用的信号和控制电缆,采用的都是屏蔽电缆,目的是为了具有较好抗干扰的性能,这对于设备的正常使用非常重要。屏蔽线包括高频设备同轴电缆,取绞屏蔽线,低频设备多芯、两芯及单芯屏蔽线等。依据具体的信号和环境不同,接地方式不同。高频信号常选取两端接地,低频的屏蔽通常选取单点式接地。合理的接地方式,直接对屏蔽的效果产生影响。
2.3二次设备的二次回路接地
二次设备中的二次回路的接地,主要指互感器的回路接地,分为电流和电压的互感器。互感器主要作用是为了方便测量,将高电压变低电压或大电流变小电流,并将一次高压的电路与二次回路隔开,保证人身、仪器、二次回路的安全。通常情况下,互感器的外壳和二次回路都需要接地,符合单点接地。
三、电力系统二次设备的接地种类和应用
3.1逻辑接地
电子设备的内部存在电位,部分设备地电位虚空,没有外部电气联系,大多国外二次设备的地电位具有专门接地的连接位置,需要将屏内的接地排与接地的连接位置相连,大部分电位与设备外壳相连,因此,需要把屏内的接地排与设备外壳相连接。
3.2交流接地
具备交流电源相关输入的二次机柜,需要进行工作接零。供电的电缆中需要含有中性线芯。二次机柜金属的外壳和中性线芯不需要连接。当三相五线制的交流电源进行二次机柜的供电时,供电的电缆中需要含有保护接地的线芯和中性线芯。接地线芯需要同二次机柜金属外壳连接,电源接地线不可以接在屏内接地排,而需要与工作接地相连。
3.3保护接地
安全接地指电磁感应的避免,对设备屏蔽线外皮、屏蔽罩、金属外壳进行的屏蔽接地,为消除过程中静电积累,防止电力系统中一次电力设施的绝缘损坏,从而进行的保护接地设置。另外,保护接地的应用最广泛,将设备的外壳接地,当设备的外壳带电后,电源保护电器会自动切断电源,对设备和操作人员安全进行保护。需要用专用的接地线与屏内小接地的铜排相连,屏柜内的小接地的铜排与二次的接地网同时相连。
3.4计算机接地
计算机系统中的信号地、屏蔽地、逻辑地,都需要用绝缘电缆或铜绞线与总接地的铜排相连,符合一点接地的要求。变电站电力设备二次接地网的一点和计算机相连,不需要进行独立计算机的接地系统设置。控制电源的馈线,不应该使地电位的差串入电力系统的二次回路,不应该构成闭环的运行。
3.5模拟量的回路接地
模拟量的回路接地,为了保障设备和人身安全,需要进行设备的电流和电压互感器回路接地。为了避免回路测量的误差,对模拟量的回路接地采用一点接地。电压式互感器的二次绕组接地,每组的开口三角的二次绕组需要将一根多芯的电缆引到控制室。电联系电压式互感器的二次侧接地,仅需要控制室经过小母线与一点接地相连,电压式互感器的二次绕组在采用B相的接地时,需要二次绕组的中性点经过氧化锌阀片或放电间隙接地。电压式互感器进行全站的一点接地,电压式互感器的接地线不应该串接自动开关或熔断器。
结语
综上所述,电力系统二次设备的接地技术的应用,能够有效的保证电力系统设备和人身的安全,还能够有效的提高二次设备抗干扰的能力。科学合理的进行二设备的接地设计,对电力系统科学、高效且安全的运行具有重要意义。
参考文献
[1]古珑.一次设备接地不良反击二次实例分析及对策[J].电气开关.2011(01)
[2]赵鑫.电力系统变电二次设备的防雷措施[J].科技与企业.2012(22)
作者简介
钟颖(1975.01.19),男,学历:郑州电力高等专科学校(大专),单位:国网河南省电力公司漯河供电公司,研究方向:电力系统继电保护
钟瑛(1978.11.06),男,学历:河南财经学院会计学(本科),单位:漯河汇力实业(集团)有限公司,研究方向:电力系统规划设计
论文作者:钟颖1,钟瑛2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签:单点论文; 设备论文; 系统论文; 电力系统论文; 回路论文; 电压论文; 信号论文; 《电力设备》2017年第9期论文;