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变电站的安全防护

变电站的安全防护

点击数:7831 次   录入时间:03-04 11:35:11   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
 单极直流输电运行以大地为回线,大地电流与单极线电流相同。因此高压直流走廊地电位受直流电流影响。有研究报告为证。
 双极直流输电理想条件下,地线电流互相抵消,大小为零。若换流器并联,则大地电流是单极的两倍。
 研究报告表明,高压直流投运后,附近变压器躁声升高。其它严重后果只能待以后验证。
2. 工程中提高接地效果的简便或辅助措施
1)水下接地网最简单可靠。但必须在水下加固,且人际罕至,水位常年稳定。
2)潮湿混凝土可作接地,但其电流密度极限值为4.2~15.7A/cm2,平均密度0.039A/cm2。
3)钢塔是很好的接地极。
4)混凝土基础也是好的接地极(取决于土壤电阻率)。
3. 变电站接地网
1)满足工频短路接地电流和雷电冲击电流的要求。防雷接地和一次设备接地可共用一个地网。
2)二次设备对地要求更敏感。接地网的接地电阻一般不超过4Ω。为防止一次设备地网的冲击电压,最好为独立地网,而且地网也要考虑均压问题。二次设备也接入该地网。
 地网不均压,则二次设备的电压反击也造成控制和保护设备损坏。
 3)接地线的热稳定:接地引线面积必须足够大,接头必须牢固。如烧断地线,地线开路,则高压向保护电缆反击,有瘫痪继电保护设备的隐患(CT、PT要加放火墙最好)。
 4)接地网的防腐。
4.低压配电系统的几种接地制式及安全应对措施
IEC规定:接地制式由两个字母表示,第一个字母表示电源接地点对地的关系,T-直接接地,I-不接地,或通过阻抗接地。
第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系,T-独立于电源接地点的直接接地。N-直接与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接。
 后续字母表示中性线与保护线之间的关系。C-表示中性线N与保护线PE合并为PEN线;S-保护线与中性线分开;C-S表示在电源侧为PEN,从某点分开为N及PE。
 根据以上分类方法,接地制式分为如下几种:TN-S,TN-C,TN-C-S,TT,IT等。
TN系统:
保护线在变电所附近接地。如是三角型接线,未引出中性线,可将一相接地,但该线不能作为PEN线。配电线引入建筑物时,保护线在入口处接地。PEN线断裂,则危险(电位升高,铜线面积10mm2,铝线16mm2以上)。建筑物内的外露导线、金属管道、总接地端子等连成等电位。
TN-C系统:简单,经济。缺点:但三相不平衡时,PEN线有电流,对敏感电子设备不利。相线接地时,对地电压升高,扩大事故范围。
TN-S系统:保护线与中性线分开。具有TN-C的优点,但成本贵。适合精密电子设备。但仍不能避免相线接地时保护线电压升高的问题。
TN-C-S系统:PE线与N分开后,N必须对地绝缘。工矿企业多采用,末端为TN-S,精密仪器有利。而前端为PEN。(实际上:精密设备直通接地)。民用建筑电源线路采用TN-C,进入室内采用TN-S。
TT系统:
 一般是变压器或发电机,其中性线必须直接接地,即使没有中线,也必须有一个相线接地。其外露导线必须接地。该方式对其它设备影响小,安全。
建筑物内的外露导线、金属管道、接地系统连为一体(等电位)在建筑物入口处接地。
IT系统:
 要求不配中性线。电源单相接地时,设备可继续运行。但如果两相接地,则非常危险。
 如果引出中性线,则要求中性线设过流检测装置。
漏电保护器(RCD)的接线要求:
1) 带电的线包括N线都要穿过RCD的零序电流互感器,PE线不能穿过。负载侧的N线不能与其他N线共用。
2) 在同一条线路上装设RCD和不装RCD的电气设备不能共用一个接地体。
5. 楼内有重要设备时接地的重要措施
1)接地电阻<1Ω,最高不大于4Ω。
 2)接地网最好采用蛛网状(减小冲击接地电阻和跨步电压)。
3)为了防雷,最低层设公共接地点或接地母线,所有金属装置都与之相连。金属体电位均衡比接地电阻还重要。
4)进户配电线进入建筑物之前,入口处安装避雷器。
 5)地电位均衡的最好办法是环形地网或建筑物基础地。
6)感应电压的消除办法:双绞线或屏蔽电缆。信号线至少离开避雷引下线0.5米。
7)电源变压器低压侧中性点经保险接地,防止工频零序电流由钢筋回到中性点产生地电位干扰,
变电站计算机系统本身的接地方案:
数字部分浮地最可靠,但要考虑数字地的防静电措施。
系统中的装置则必须一点接地;
电缆屏蔽层的接地:不能在一次设备处接地,因为屏蔽层与信号线的耦合电容很大,直接感应进入计算机。正确的方法是屏蔽层在一次设备侧悬空,在计算机处接地。
六、  低压系统人身安全措施:
1. 人体阻抗及相关参数
人体总阻抗=内阻+2*皮肤阻抗。接触电压500伏以下时,主要体现皮肤阻抗。皮肤破损后,总阻抗接近于内阻。
人体初始电阻:电容效应,初始电阻接近500Ω。
 三种状况下人体的阻抗及安全电压:
 状况1:干燥;Z=1000+0.5*Z5%  安全电压:50V
 状况2:潮湿;Z=200+0.5*Z5%  安全电压:25V
 状况3:侵水;等于内阻。   安全电压:12V
人体感觉电流:0.5mA (15—100Hz)
摆脱电流:   10mA  (15—100HZ)
2.  电击防护措施
 直接电击防护:
1) 带电体绝缘
2) 遮拦和外护物防护(外壳)
3) 阻挡物防护(防止无意识接触)
4) 漏电保护防护()附加防护,电流30mA。
间接电击防护(附加防护):
1) 自动切断电源
2) 使用采用一定绝缘的设备(Ⅱ级)
3) 使用非导电场所(场所内严禁有保护线,无接地,绝缘的地板、墙,永久措施)
4) 不接地的等电位连接(外露导电部分与外导电部分等电位,严禁与大地连接)。
5) 回路电气隔离,外露导线严禁与设备金属外壳相连。电压不超过500V。

七、 枢纽变电站发展方向
1. GIS
3. 数字化
3. 地下
随着技术的进步和社会的发展,变电站的安全及防护水平必然越来越高。毫无疑问,更强壮、更安全、更简便、少维护是变电站的必然发展方向。
就我们目前面临的上述问题来说,枢纽变电站转入地下将带来以下好处:
1) 不受气候变化影响。
2) 防雷电。
3) 防电磁脉冲。(军事破坏)
4) 防太阳风暴。
5) 消除电磁污染。
6) 减少耕地占用。
由此将变电站的的安全性提高到一个新水平——由工业级提高到军事级。

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