1 前言
农网建设与改造中,剩余电流动作保护器(以下简称保护器)不可轻视。这一点对供电部门和电力用户来说,都已成共识,但如何选用适应农村特点的、性能优良的保护器,以及各级保护器之间的配合,才能使低压电网*可靠地运行,大限度地发挥保护器的作用,是农电工作者应考虑的问题。
下面结合我局在农网改造期间,关于保护器的安装、选型进行的探讨。
2 保护器的网络布局
农村低压电网根据用户数量不同,配备不同台数的配变。保护器应以配电台区为独立单位,各自组成一个保护网络。农网改造中,我局按照三级保护配备。一级保护作总后备,装在配电盘上。除了作二、三级保护后备外,还作二级保护至一级保护安装处之间的线路漏电或触电的主保护。三级保护作为用户线路和用电设备触电和漏电的主保护,装在用户进线处。二级保护介于一、三级保护之间。它既作为三级保护的后备,同时又是一级保护的补充和完善,安装在电表箱内。除了作三级保护的后备外,还作三级保护至二级保护安装处之间的线路的触电或漏电的主保护。有了二级保护,一方面作末级保护的后备保护,大大提高事故反应能力。另一方面,还缩小了因故停电的影响范围。由于它们在网络中所起的作用不同,因而在选型上就有所不同。
3 总保护的选型
作为总保护的保护器为一级保护。保护器按照结构的不同,可分为若干种。根据以往的使用情况看,鉴相鉴幅和鉴漏型的保护器正确动作率较高。我们选用了鉴漏式保护器作一级保护。这种保护器的突出优点是对突变漏电电流(模拟触电电流)和缓变漏电电流(模拟线路漏电电流)有较好的鉴别能力。误动作少,可靠性高,其性能优于鉴相鉴幅式。另外,这种保护器还有自送电功能。即如果因某种原因而跳闸停电,经一定延时后,它可以自动恢复送电。提高了供电可靠性,也减轻了农电工的麻烦。
这种保护器需与低压断路器或接触器配合使用。现将常用于总保护的鉴漏式保护器的种类和特点简述如下:
(1)总路普通式(PZ):无需主导线穿绕零序互感器,只要将交流接触器或断路器线圈与保护器触点串联在380V电源上即可,安装接线十分简单。?
(2)总路节能式(WZ):无需主导线穿绕零序互感器,交流接触器线圈与保护器的两个接线端子相接即可,不仅安装接线十分简单,而且能大幅度降低交流接触器线圈的电能损耗,彻底消除电磁噪声。?
(3)分路普通式(PF):接线方式与PZ相同,但安装时,主导线需穿绕零序互感器。?
(4)分路节能式(WF):接线方式与WZ相同,但安装时,主导线需穿绕零序互感器。
从上述各种保护器看,总路节能式保护器是较理想的选择。其动作时限应为0.2~0.3s,额定漏电动作电流为300mA,额定触电动作电流为100mA。?
4 中级剩余电流动作保护器选型
中级保护器即二级保护。二级保护器装于电表箱中,我市电表箱分4表位和6表位两种,每个表箱单相两线进线,在进线处接一只共用的保护器。因此,它的正确动作与否直接关系着4~6个家庭的正常*用电。如果二级保护器频繁误动,将会给这4~6个家庭的用电带来不应有的麻烦。如果拒动,又会失去它本来的作用。另外,由于二级保护装于电表箱中,电表箱的钥匙一般在农电工手中,而农电体制改革以后,农电工接受电工组集中统一管理,一般不在本村居住。一旦因故停电,要恢复送电就有可能不及时,不方便。因此,非常需要自恢复送电功能。作为二级保护,负荷电流不大(一般为40~100A),所以应采用直通式的集多种保护功能于一体的低压断路器,这样可简化接线,节省电表箱内空间,降低故障率和综合造价。考虑上述原因,我们选用单相鉴漏自复式漏电断路器,作为漏电或触电的第二道防线。其突出特点是:体积小、重量轻、负载能力大。对人畜触电电流和线路泄漏电流有较强的鉴别能力。可把触电电流整定一个较小值(如50mA),提高对保护的灵敏度,并具有跳闸自动复位功能。把漏电动作电流整定一个较大值(如200mA);当泄漏电流超过*界限跳闸后,不再复位。因此,适合于泄漏电流较大的网络或线路,如农村用户年久的室内线路,绝缘严重老化,在做饭时的蒸气可能使其产生很大的泄漏电流。另外,具有过载和短路保护功能。
在参数选择上,二级保护的动作时限选为0.12~0.2s,额定剩余动作电流选为100mA,额定动作电流选为50mA,主回路额定电流40~100A。
5 末级保护器选型
末级保护器即作为三级保护。因保护器装在用户家里,它停电与否只关系到一个家庭。其动作灵敏度要求高,它是保护的*道防线。并且操作权也在用户自己的手中,所以不允许停电自恢复功能。另一方面,用户进线处除了装有保护器外,还有熔断器和闸刀开关作为过载和短路保护。也就是说,保护器无须具有短路保护功能。对农村用户来说,长时间大幅值的过电压也会损坏甚至烧毁家用电器。因此,家用保护器还应具备过压保护功能。
在参数选择上,其动作时限应不大于0.1s,额定动作电流应为30MA,过电压动作值为285±5V,主回路额定电流为20A~32A。?
另外,农村小型动力,如磨坊、泵房等用电也应装设三级保护。为了简化结线,降低综合造价,电动机保护宜采用多种保护功能于一体的断路器。对于三相电动机,采用塑料外壳电子式断路器,它具有漏电、过载、短路和断相保护等功能。对于单相电动机,宜采用集过载、短路、过压、漏电等多种功能于一体的断路器,除了上述功能外,它还带有一个明显断开点,在回路停电检修时,起隔离开关的作用。上述断路器的动作时限应不大于0.1s,额定漏电动作电流一般应为30MA
漏电开关跳闸后,允许采用分路停电再送电的方式检查线路,对漏电保护器跳闸查找方法:
1、试送投运法
主要查找剩余电流动作保护器自身故障。具体操作方法是:先切断电源,再将剩余电流动作保护器的零序互感器负荷侧引线全部拆除(二级、三级剩余电流动作保护器直接将出线拆除)再合保护器。若保护器仍然无法投运,则说明保护器自身故障,应予以修理或更换。若能正常运行,则保护器本身并无故障,再查找配电盘或者线路。其操作方法是:先将各路出线或交流接触器负荷切断,若不能运行则说明配电盘上有故障,应检查各路电气、仪表等设备是否绝缘良好,接线是否正确;若能正常运行则说明配电盘上无故障。当确认故障发生在外线路上时,可采用分线查找法查找故障点。
2、直观巡查法
直观巡查法就是巡视人员针对故障现象进行分析判断,对保护区域包括剩余电流动作保护器和被保护的线路设备等进行直观巡视,从而找出故障点。巡视时应着重对线路的转角、分支、交叉跨越等复杂地段和故障易发点进行检查。这种方法简便易行,适用于对明显故障点的查找。如导线断线落地、拉线与导线接触及错误接线等。
3、数值比较法
数值比较法就是借助仪器仪表对线路或设备进行测量,并把所测的数值与原数值进行比较,从而查出故障点。需要特别指出的是:当线路中性线绝缘下降或设备中性线重复接地,容易引起总保护频繁跳闸,而二级保护器不跳闸。在解决二级保护器跳闸时,不应采取将相线与中性线对调的方法投运二级保护,将设备重复接地线拆除即可。
4、分线排除法
排查线路故障点时,可以按照“先主干、再分支、后末端”的顺序,断开低压电网的各条分支线路,仅对主干线进行试送电,若主干线无故障,那么主干线便能正常运行。然后,再依次将分支和末端投入运行。哪条线路投入运行时保护器跳闸,故障点就在哪条线路上,就可在此线路上集中查找故障点。
1、适用于中性点直接接地或经过电阻、电抗接地的低压配电系统。对于电源中性点不接地的系统,则不宜采用漏电保护器。因为后者不能构成泄漏回路,即使发生了接地故障,产生了大于或等于漏电保护器的额定动作电流,该保护器也不能及时动作切断电源回路;或者依靠人体接能故障点去构成泄漏电气回路,促使漏电保护器动作,切断电源回路。但是,这对人体仍不安全。显而易见,必须具备接地装置的条件,电气设备发生漏电时,且漏电电流达到动作电流时,就能在0.1秒内立即跳闸,切断了电源主回路。
2、漏电保护器保护线路的工作中性线N要通过零序电流。否则,在接通后,就会有一个不平衡电流使漏电保护器产生误动作。
3、接零保护线(PE)不准通过零序。因为保护线路(PE)通过零序电流互感器时,漏电电流经PE保护线又回穿过零序电流互感器,导致电流抵消,而互感器上检测不出漏电电流值。在出现故障时,造成漏电保护器不动作,起不到保护作用。
4、控制回路的工作中性线不能进行重复接地。一方面,重复接地时,在正常工作情况下,工作电流的一部分经由重复接地回到电源中性点,在电流互感器中会出现不平衡电流。当不平衡电流达到一定值时,漏电保护器便产生误动作;另一方面,因故障漏电时,保护线上的漏电电流也可能穿过电流互感器的个性线回到电源中性点,抵消了互感器的漏电电流,而使保护器拒绝动作。
5、漏电保护器后面的工作中性线N与保护线(PE)不能合并为一体。如果二者合并为一体时,当出现漏电故障或人体触电时,漏电电流经由电流互感器回流,结果又雷同于情况3,造成漏电保护器拒绝动作。
6、被保护的用电设备与漏电保护器之间的各线互相不能碰接。如果出现线间相碰或零线间相交接,会立刻破坏了零序平衡电流值,而引起漏电保护器误动作;另外,被保护的用电设备只能并联安装在漏电保护器之后,接线保证正确,也不许将用电设备接在实验按钮的接线处。
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