核電廠低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)配置優(yōu)化探討

王福濤

摘要：低壓配電系統(tǒng)的接地方式不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生故障電流，造成設(shè)備損壞、電氣火災(zāi)。以核電廠低壓配電系統(tǒng)為核心，探究核電廠低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)配置，進(jìn)而提出以下內(nèi)容，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作人員提供相應(yīng)的存參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：核電廠;低壓系統(tǒng);配置優(yōu)化;分析

1導(dǎo)言

低壓配電系統(tǒng)用電負(fù)荷主要包括電動(dòng)機(jī)、加熱器、閥門、配電箱柜等。這些負(fù)荷分布在核電廠核島、常規(guī)島、BOP等多個(gè)區(qū)域。

2低壓配電系統(tǒng)的接地方式

2.1分析TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)即接零保護(hù)系統(tǒng)，是將電氣設(shè)備的金屬外殼和零線相連接。其特點(diǎn)有兩個(gè)：一是設(shè)備外殼帶電后，該系統(tǒng)能將漏電電流變?yōu)槎搪冯娏鳎啾扔赥T系統(tǒng)電流更大，此時(shí)熔斷器的熔絲熔斷，斷路器立即動(dòng)作跳閘，促使設(shè)備斷電，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù);二是該系統(tǒng)使用的材料少，能節(jié)省工時(shí)，適合推廣應(yīng)用。TN系統(tǒng)可劃分為三種：一是TN-S，中性線和保護(hù)線分開(kāi)，電氣外殼的導(dǎo)電部分和保護(hù)線連接，適用于設(shè)置變電所的場(chǎng)所;二是TN-C，中性線和保護(hù)線合成PEN線，電氣外殼的導(dǎo)電部分和PEN線連接，PEN線不和斷路器連接，適用于一般工業(yè)廠房;三是TN-C-S，中性線和保護(hù)線開(kāi)始合成PEN線，到某點(diǎn)后又分開(kāi)，電氣外殼的導(dǎo)電部分可與PEN線連接，也可與保護(hù)線連接，適用于不設(shè)置變電所的場(chǎng)所

2.2分析IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)中的“I”代表電源側(cè)沒(méi)有工作接地，或經(jīng)高阻抗接地，“T”代表負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備接地保護(hù)。該系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)間短，但是可靠性和安全性高，適用于不允許停電的場(chǎng)所，對(duì)連續(xù)供電的要求高。IT系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，即使中性點(diǎn)不接地，設(shè)備漏電后的漏電電流也較小，不會(huì)影響電源電壓的平衡，比TT系統(tǒng)的安全性要好;但是如果供電距離長(zhǎng)，那么在設(shè)備外殼帶電或發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)不一定動(dòng)作，就會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。

2.3分析TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)采用中性點(diǎn)接地保護(hù)，是電氣設(shè)備外殼接地。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：一旦設(shè)備外殼帶電就具有接地保護(hù)作用，可避免人體觸電，但低壓斷路器不一定跳閘，此時(shí)漏電設(shè)備外殼的對(duì)地電壓比安全電壓要高;漏電電流較小時(shí)，即使有熔斷器，熔絲也不一定熔斷，還需使用漏電保護(hù)器，因此難以推廣;材料消耗多，難以回收利用。

3接地保護(hù)配置存在的主要問(wèn)題

3.1饋線接地保護(hù)選配造成的越級(jí)跳閘問(wèn)題

核電廠低壓配電系統(tǒng)針對(duì)電機(jī)等饋線負(fù)荷，根據(jù)額定容量選配接地保護(hù)。通常核島配電盤75kW及以上、常規(guī)島配電盤100kW及以上電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷配置接地保護(hù)。開(kāi)關(guān)相間短路保護(hù)因?yàn)殪`敏度或動(dòng)作時(shí)限的原因，存在無(wú)法及時(shí)切除故障的風(fēng)險(xiǎn)，若此時(shí)接地電流已超過(guò)上游降壓變壓器零序保護(hù)動(dòng)作定值，則降壓變壓器零序保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)6.6kV開(kāi)關(guān)，越級(jí)跳閘造成整盤失電，擴(kuò)大停電范圍。

3.2接地保護(hù)級(jí)差配合問(wèn)題

核電廠配電系統(tǒng)接地保護(hù)的級(jí)差配合，主要體現(xiàn)在負(fù)荷接地保護(hù)與降壓變壓器中性點(diǎn)零序保護(hù)的配合關(guān)系，既有電流定值的配合問(wèn)題，又有延時(shí)配合的問(wèn)題。核電廠配電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，因動(dòng)作電流或延時(shí)級(jí)差配合問(wèn)題，接地保護(hù)曾發(fā)生過(guò)誤動(dòng)作，問(wèn)題主要出現(xiàn)在采用“熔斷器+接觸器”方式供電的饋線開(kāi)關(guān)，與上游降壓變采用零序電流保護(hù)的配合關(guān)系上。降壓變下游負(fù)荷眾多，有加熱器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)頭等，這些負(fù)荷所在回路的熔斷器種類和容量都不盡相同，熔斷器熔斷特性曲線差別較大，使得零序保護(hù)不能完全匹配下游所有熔斷器特性曲線，存在保護(hù)配合死區(qū)，而這些死區(qū)的存在可能會(huì)導(dǎo)致越級(jí)跳閘。

4低壓配電系統(tǒng)接地故障的保護(hù)要求

4.1分析TN系統(tǒng)接地故障的保護(hù)

一是出現(xiàn)接地故障時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用，中性線電位應(yīng)盡量靠近大地電位。為此，中性線既要重復(fù)接地，又要分配均勻;有條件時(shí)，最好對(duì)每一個(gè)接戶線和引線均進(jìn)行接地處理。二是在用戶端，安裝設(shè)備對(duì)剩余電流進(jìn)行末級(jí)保護(hù)三是在保護(hù)中性線上，不能安裝熔斷器，也不能安裝單獨(dú)開(kāi)關(guān)。四是在變壓器的低壓側(cè)、出線的回路上，均要安裝電流保護(hù)設(shè)備，發(fā)生短路、過(guò)負(fù)荷情況時(shí)能及時(shí)發(fā)揮保護(hù)功能。五是采用TN-C-S系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)線和中性線分開(kāi)后，不能再合并;分開(kāi)后的中性線不要重復(fù)接地，保護(hù)線可重復(fù)接地。

4.2分析IT系統(tǒng)接地故障的保護(hù)

一是在變壓器的低壓側(cè)、出線的回路上，均要安裝電流保護(hù)設(shè)備，發(fā)生短路、過(guò)負(fù)荷情況時(shí)，能及時(shí)發(fā)揮保護(hù)功能。二是在變壓器的低壓側(cè)，中性線不能為220V單相供電。三是如果使用帶電導(dǎo)體，就不能直接接地。四是檢查三相的對(duì)地絕緣值，正常運(yùn)行狀態(tài)下需確保泄漏電流低于30mA。五是不論是低壓側(cè)的中性點(diǎn)，還是各出線回路的終端相線，為了防止高壓擊穿，都要使用高壓擊穿熔斷器。六是發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障電流小，造成的損害小，可不切斷電源;但是，必須安裝聲光報(bào)警器，以便發(fā)生故障后能及時(shí)報(bào)警，提醒工作人員檢修。

4.3分析TT系統(tǒng)接地故障的保護(hù)

一是變壓側(cè)的低壓側(cè)中性點(diǎn)可直接接地，中性線不能再接地，且和相線的絕緣水平相同。二是具有剩余電流保護(hù)功能，包括剩余電流總保護(hù)、中級(jí)保護(hù)、末級(jí)保護(hù)等。三是中性線不能安裝熔斷器或單獨(dú)開(kāi)關(guān)。四是使用同一個(gè)接地故障保護(hù)的電器，導(dǎo)電部分要使用PE線連接公用地極，接地電阻在三是歐姆以內(nèi)。

5結(jié)論

綜上所述，低壓配電系統(tǒng)中，接地方式主要有TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。本文結(jié)合核電廠低壓配電接地故障，分析了故障原因，闡述了接地保護(hù)的改進(jìn)措施，以期提高低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

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