選煤廠低壓配電接地系統(tǒng)的應(yīng)用及其保護措施

劉珍 于合蕊

摘 要：選煤廠低壓配電接地系統(tǒng)是一項復(fù)雜的工程，接地系統(tǒng)的保護方法與其系統(tǒng)接地形式息息相關(guān)，只有概念清楚、實時分析檢測才能有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生，提高安全用電水平。文章簡要地介紹了三種不同的接地方式以及相應(yīng)的保護方法，來達到選煤廠安全用電的目的。

關(guān)鍵詞：選煤廠接地系統(tǒng)；系統(tǒng)應(yīng)用；故障保護

1 選煤廠低壓配電的接地系統(tǒng)

低壓接地系統(tǒng)的接地包括用“T”表示的電源側(cè)的接地以及用“N”表示的負載側(cè)的接地兩部分，前者表示電氣設(shè)備和電源的中性點的直接接地；后者表示負載側(cè)的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過 PE線或PEN線與電源接地中性點相連；除此之外，“I”表示電源中性點不直接接地。目前，我國低壓配電系統(tǒng)主要有“IT”、“TN”、“TT”三種系統(tǒng)。

2 幾種接地系統(tǒng)的介紹和應(yīng)用

2.1 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是三相三線式供電及接地系統(tǒng)，沒有中性線N，它的變壓器中性點要么不接地要么經(jīng)高阻抗接地。電器設(shè)備保護接地線各自獨立接地。該系統(tǒng)在短距離供電時，可靠性高、安全性好。在一相接地時，單相對地漏電電流小，而且如果一相發(fā)生接地故障，通過熔斷器等可以切斷該相，其它兩相可以供電，不會破壞電源的電壓平衡，一般用于嚴格要求連續(xù)供電的地方。對于大功率設(shè)備多、供電連續(xù)性要求較高的大型選煤廠，考慮到電氣線路的成本問題，多采用IT系統(tǒng)。

2.2 TN系統(tǒng)

該系統(tǒng)有一點直接接地。根據(jù)中性線N與保護線PE的組合情況的不同，TN可以分為下面3種型式：

2.2.1 TN-C 系統(tǒng)

該系統(tǒng)共用中性線和保護線。TN-C系統(tǒng)適用于三相負荷基本平衡的場合，否則的話因為PE線中不平衡電流的存在，導(dǎo)致PEN線有壓降，最后使得外部設(shè)備帶電，傷害人身安全。因此對于變頻器少、環(huán)境要求不高的小型選煤廠，可采用TN-C接地系統(tǒng)。

2.2.2 TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)中保護線與中性線不在一起。當發(fā)生碰殼故障時，線路中短路電流會比較大。當中性線斷開時，因為系統(tǒng)的布線原因?qū)е氯嘭摵刹黄胶?，同時中性點的電位也會升高，但能保證的是設(shè)備外殼及PE線不帶電，因此設(shè)備不存在危險電壓，可以保證工作人員和設(shè)備的安全，可靠性比較高。TN-S系統(tǒng)適用于單相負荷占較大比重，且變頻器等干擾設(shè)備多、防電擊要求高、有火災(zāi)危險的場所，因此對環(huán)境要求高的大、中型選煤廠，可以采用TN-S接地系統(tǒng)。

2.2.3 TN-C-S 系統(tǒng)

它由TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)兩部分接地系統(tǒng)組成。相應(yīng)的系統(tǒng)部分對應(yīng)上面介紹的相應(yīng)的故障，PE線重復(fù)接地，而N線不宜重復(fù)接地，這樣PE線連接的設(shè)備外殼在正常運行時始終不會帶電，提高了設(shè)備及運行人員的安全性，該系統(tǒng)一般用在建筑物配電由公共變電所引來的場所。

2.3 TT 系統(tǒng)

因為TT系統(tǒng)沒有中性線N，所以一般單相用電的通信設(shè)備不適合采用這種系統(tǒng)。該系統(tǒng)優(yōu)勢是中性線和PE線是沒有電的聯(lián)系，這種設(shè)備只適合有特殊要求的場所，如重要的手術(shù)室、地下礦井等，另外，該系統(tǒng)要求用電設(shè)備耐壓性較高。

3 低壓配電系統(tǒng)接地故障的保護

3.1 低壓配電系統(tǒng)保護

一般低壓配電保護不是隨意定的，因為不同的故障類型，保護措施也不同，同時還要參考具體的工程要求來實施配套的方法。這些方法包括過電流保護、接地故障保護等。

3.2 低壓配電系統(tǒng)接地故障的保護措施

接地故障的保護措施主要是針對人的身體接觸電以及發(fā)生火災(zāi)的狀況，在這些情況下，我們不僅要選擇正確的保護電器讓它們能及時可靠地斷開電源，切除故障外，還應(yīng)該針對性地配合系統(tǒng)采用的接地方式，因為一種保護措施不能解決所有接地方式的問題。

3.2.1 TN系統(tǒng)接地故障的保護

（1）保護對時間的要求。我們知道TN系統(tǒng)有一點直接接地，所以一旦出現(xiàn)單相接地故障，由于阻抗很小會導(dǎo)致很大的短路電流，雖然保護電器的存在能快速切除故障，但在保護設(shè)備動作之前，PEN或PE線有壓降的話，會使故障設(shè)備的金屬外殼帶有危險的電位，而PEN或PE阻抗約占故障線路總阻抗的一半以上，導(dǎo)致壓降遠遠超過安全電壓，為避免人體觸及帶有故障電位的設(shè)備外殼時間超過安全閥值，要求保護設(shè)備能快速切除故障線路，為此對保護設(shè)備的開斷時間有較高的要求。

（2）漏電保護的措施。在TN系統(tǒng)中，漏電保護的裝置基本上是應(yīng)用在TN-C系統(tǒng)中，一般采用過電流保護的方法兼作漏電保護。當過電流保護不能滿足上述時間和漏電保護的要求時，可采用零序保護，其整定值避免跟線路上最大不平衡電流相等，這種方式也有局限性，它只適用于某些特定的故障；對于另外一些供電線路，比如移動式設(shè)備，為防止故障電壓通過PEN線蔓延到外部設(shè)備，需要安裝漏電電路保護。在TN系統(tǒng)中，接地故障的保護裝置的動作特性要滿足：

ZS×Is≤U0 （1）

其中，Zs為回路阻抗（Ω）；Is為動作電流（A）；U0為相線對地標稱電壓（V）。

3.2.2 IT系統(tǒng)的接地故障保護

由上面第二節(jié)可知，在IT低壓配電系統(tǒng)的線路中，當?shù)谝淮谓拥毓收习l(fā)生時，由于單相接地，得出對地漏電電流很小，所以這時可以考慮不切斷該相，但是考慮到設(shè)備安全運行的問題，還是需要采取措施在可行的時間內(nèi)來切斷故障，這個可以通過讓絕緣監(jiān)視電器發(fā)出可視信號來實現(xiàn)。它的動作電流需滿足：

Ra×Id≤50V （2）

其中，Ra表示外露可導(dǎo)電部分的接地極電阻（Ω）；Id表示第一次短路故障的故障電流（A）。

IT系統(tǒng)的外露可導(dǎo)電部分可采用兩種方式接地，一是用共同的接地極接地，此時系統(tǒng)類似于一個TN系統(tǒng)；另外一個則是用單獨的接地極接地，這時系統(tǒng)類似于TT系統(tǒng)。當采用第一種方式時，在發(fā)生第一次異相接地故障之后，如果再一次發(fā)生同樣性質(zhì)的故障，這時回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護的要求；同理，當采用第二種方式時，回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護的要求。

3.2.3 TT系統(tǒng)接地故障的保護

在TT系統(tǒng)接地故障的保護中，動作電流也應(yīng)滿足：

RsIe≤50V （3）

其中，Rs 為外露可導(dǎo)電部分的接地極電阻（Ω）。

在一般情況下，要計算出TT配電系統(tǒng)的接地故障電流沒有那么容易，因此實際情況是Ie很難確定，另外，由于TT系統(tǒng)的特殊接地方式，導(dǎo)致故障電流較小，一般采用的過電流保護在這里很難執(zhí)行，因為靈敏度要求得不到滿足。所以在TT系統(tǒng)中還是應(yīng)該安裝漏電保護器裝置來達到保護接地故障的目的。

4 結(jié)束語

選煤廠低壓配電系統(tǒng)接地不是簡單的工程，因為低壓配電系統(tǒng)中接地規(guī)范與否，關(guān)系到今后配電運行能否安全，所以相關(guān)技術(shù)人員必須切實地重視起來，認真做好低壓配電系統(tǒng)中的接地工作，根據(jù)不同的供電設(shè)備選擇不同的接地方式和保護措施，在采取接地故障的保護時要注意防止接地方式的混亂以及接地、接零混用。在確保人身安全的同時保證設(shè)備正常運行，提高全體公民安全用電水平，為社會穩(wěn)定做出自己的貢獻。

參考文獻

[1]鄧中民，史廣尚.選煤廠的電氣接地技術(shù)應(yīng)用[J].洗選加工，2012，10（16）：31-32.

[2]湯繼東.低壓系統(tǒng)的接地及等電位聯(lián)結(jié)[J].電氣工程應(yīng)用，2012（3）：2-22.