核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于核電站設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法。該方法在中低壓配電變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上裝設(shè)的接地保護(hù)繼電器，所述的接地保護(hù)繼電器為兩段式漏電繼電器，第一階段漏電實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)作用，第二階段接地故障作用于跳閘，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)；在配電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，從主干饋線回路配備防電弧火災(zāi)保護(hù)到末端回路配備防人身電擊保護(hù)，多層后備。本發(fā)明在核電站低壓配電系統(tǒng)的全供電范圍內(nèi)解決了防接地電弧火災(zāi)和防間接接觸電擊，行之有效的保障了低壓配電系統(tǒng)的安全性。
【專利說明】核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)設(shè)計(jì)是很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)是解決兩方面的防范:
[0003]其一，防人身電擊；當(dāng)電氣裝置因絕緣破損發(fā)生接地故障時(shí)，原本不帶電的電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分將因此帶對地故障電壓，從而使人員遭受電擊，接地故障引起的間接接觸電擊事故是最常見多發(fā)的電擊事故。
[0004]其二，防電氣火災(zāi)；就電氣災(zāi)害而言，接地故障引起的電弧、電火花也是最常見多發(fā)的電氣火災(zāi)起火源，遠(yuǎn)較帶電導(dǎo)體間的短路，諸如相間短路、單相短路具有更大的危險(xiǎn)性。
[0005]兩方面的防范需貫穿整個(gè)供電系統(tǒng)，整體規(guī)劃，合理配置。其實(shí)施首先需處理兩個(gè)接地問題:一個(gè)是系統(tǒng)內(nèi)電源端帶電導(dǎo)體的接地；另一個(gè)是負(fù)荷端電氣裝置外露導(dǎo)電部分的接地。前者指變壓器、發(fā)電機(jī)等中性點(diǎn)的接地，稱作系統(tǒng)接地；后者指電氣裝置內(nèi)電氣設(shè)備金屬外殼、布線金屬管槽等外露導(dǎo)電部分的接地，稱作保護(hù)接地。包含兩個(gè)含義:一是指電氣回路或電氣設(shè)備外殼與大地的連接，既然與大地連接，對接地電阻有要求；另一是指需接地部分與替代大地的某一導(dǎo)體相連接，這時(shí)以該導(dǎo)體的電位為參考電位而不是以大地的電位為參考電位，即等電位連接。這兩者往往是結(jié)合實(shí)施的。
[0006]目前，工業(yè)與民用低壓配電接地故障保護(hù)設(shè)計(jì)中，雖考慮了接地和加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(RCD)，但缺乏系統(tǒng)整體性，實(shí)施方案在完整性和靈敏度方面都未有預(yù)期的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，充分考慮了系統(tǒng)接地和保護(hù)接地的要求，在全廠接地系統(tǒng)整體基礎(chǔ)上，進(jìn)行了合理的配置，實(shí)施全供電范圍內(nèi)的接地故障保護(hù)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，包括在中低壓配電變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上裝設(shè)的接地保護(hù)繼電器，所述的接地保護(hù)繼電器為兩段式漏電故障繼電器，兩段式漏電故障繼電器分別與主控室控制機(jī)柜和6.6kV中壓開關(guān)相連接，第一階段漏電實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)作用，第二階段接地故障作用于跳閘，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)；在配電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，從主干饋線回路配備防電弧火災(zāi)保護(hù)到末端回路配備防人身電擊保護(hù)，多層后備。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其中，在變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上設(shè)置電流互感器，電流互感器的信號作用于所述的接地保護(hù)繼電器。
[0010]進(jìn)一步，如上所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其中，所述的級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器采用三級配合，第一級為末端回路上安裝的普通型瞬動(dòng)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)對人身的觸電防護(hù)；第二級為對動(dòng)力配電中心的饋線回路安裝的選擇型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，帶一定的動(dòng)作時(shí)限，實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)發(fā)生的防范；第三級為取自變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上的電流互感器的剩余電流信號的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器設(shè)置，通過接地保護(hù)繼電器以固定延時(shí)作用于報(bào)警，在發(fā)出報(bào)警信號后有足夠的時(shí)間查出故障回路，切斷回路電源。
[0011]進(jìn)一步，如上所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其中，所述的變壓器為D，ynll干式配電變壓器。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
[0013]本發(fā)明采用在變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上設(shè)置高靈敏度的接地故障繼電器，低壓配電系統(tǒng)接地故障保護(hù)信號來源于裝設(shè)于中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上的電流互感器，其剩余電流保護(hù)所檢測的是三相電流加中性線電流的相量和，其實(shí)施方案簡單、可行。接地故障電流返回電源一是經(jīng)PE線，另一是經(jīng)大地。變壓器所供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生的接地故障電流都可以被檢測出來，再通過已配套的繼電器就可以作用于跳閘或報(bào)警。這種互感器尺寸不大，安裝簡便，且其變比很小，動(dòng)作靈敏度很高，可在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)的作用。而工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)中，是在變壓器出線上裝用帶接地故障保護(hù)功能的大額定電流框架式斷路器，其整定電流至少為斷路器額定電流的20%，這個(gè)動(dòng)作電流值很大，對防電擊和防接地電弧火災(zāi)幾乎不起作用，它的作用是在發(fā)生接地故障時(shí)提高PE線路絕緣的過電流防護(hù)的靈敏度。其需在相線和中性線上裝設(shè)電流互感器，取其二次回路并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)剩余電流的檢測，由于該電流互感器有很大的變比，置于斷路器內(nèi)的接地故障保護(hù)是難以提高其保護(hù)靈敏度的。
[0014]其次，本發(fā)明采用級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(RCD)，防人身觸電的瞬動(dòng)，防電氣火災(zāi)的動(dòng)作延時(shí)，構(gòu)成整體級聯(lián)配合，實(shí)現(xiàn)了防間接接觸電擊和防接地電弧火災(zāi)保護(hù)和多層后備防護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)配置圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的保護(hù)配置詳解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]實(shí)施例
[0019]在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明的低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障設(shè)計(jì)包括:
[0020]在變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上設(shè)置電流互感器，配置高靈敏度的接地故障繼電器。[0021]如圖2所示，核電站低壓配電系統(tǒng)接地故障保護(hù)僅在變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上設(shè)置電流互感器001TI，001TI選用常規(guī)的電流互感器，沒有特殊的技術(shù)要求，例如:LMZJ1_0.66500/5A,電流互感器001TI信號作用于高靈敏度的接地故障繼電器001X1，其剩余電流保護(hù)所檢測的是三相電流加中性線電流的相量和，即Ipflu+Iv+Iw+L (中性線不配出時(shí)Ipflu+Iv+Iw)，其實(shí)施方案簡單、可行。接地故障電流返回電源一是經(jīng)PE線，另一是經(jīng)大地。將電流互感器001TI安裝于圖2所示位置，變壓器所供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生的接地故障電流都可以被檢測出來，再通過已配套的繼電器001X1就可以作用于跳閘或報(bào)警。這種互感器尺寸不大，安裝簡便，且其變比很小，動(dòng)作靈敏度很高，可在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)的作用。
[0022]配置的接地故障繼電器001X1，為兩段式漏電故障繼電器，例如:LEG_173LS。兩段式漏電故障繼電器001X1實(shí)現(xiàn)向主控室DCS報(bào)警和6.6kV中壓開關(guān)跳閘。001X1與主控室DCS機(jī)柜有控制電纜連接，與6.6kV中壓開關(guān)亦有控制電纜連接。第一階段漏電實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，輸出對象是主控室DCS機(jī)柜，在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)作用，其實(shí)質(zhì)意義上是配置整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的總的剩余電流保護(hù)。第二階段接地故障作用于跳閘，輸出對象是
6.6kV中壓開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)，其實(shí)質(zhì)意義是配置零序電流保護(hù)。兩種方式使整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)完整、合理，實(shí)施有效。具體的方式是:兩段式漏電故障繼電器001X1采集電流信號，電流值在第一閾值(較小)時(shí)，發(fā)信號向主控室DCS報(bào)警，電流值在第二閾值(較大)時(shí)，發(fā)信號跳閘6.6kV中壓開關(guān)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。所述的閾值是采集的電流，是個(gè)電流值。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明對低壓饋線回路配置了防電弧火災(zāi)的接地故障保護(hù)，在饋線末端的照明箱出線上配置了防人身觸電的漏電保護(hù)，形成了剩余電流保護(hù)的級聯(lián)配合。剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(RCD)的級差配合原則如下:
[0024]第一級為末端回路(照明箱)上安裝的30mA的普通型瞬動(dòng)RCD，采用帶漏電附件的微型斷路器，實(shí)現(xiàn)對人身的觸電防護(hù)；第二級為對配電箱等動(dòng)力配電中心的饋線回路加裝300mA (或依據(jù)要求不同值)的選擇型RCD，采用漏電繼電器，整定值為300mA ;例如RESYSM40，帶一定的動(dòng)作時(shí)限，漏電保護(hù)信號作用于跳本回路的低壓開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)發(fā)生的防范。這樣，兩級RCD在動(dòng)作時(shí)間和電流上都滿足了選擇性要求。第二級RCD的作用是作為第一級RCD防間接接觸電擊和防接地電弧火災(zāi)的后備防護(hù)。這也有效的切斷了電源以防止爬電接地故障引發(fā)的多種接地電弧火災(zāi)。第三級的RCD設(shè)置即取自變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上的電流互感器001TI的剩余電流信號，通過專門的接地故障保護(hù)繼電器以固定延時(shí)作用于報(bào)警，在發(fā)出報(bào)警信號后有足夠的時(shí)間查出故障回路，切斷回路電源。
[0025]通過合理配置RCD，實(shí)現(xiàn)了防間接接觸電擊和防接地電弧火災(zāi)保護(hù)和多層后備防護(hù)。
[0026]誠如規(guī)范所述，接地故障保護(hù)為防間接接觸電擊和防接地電弧火災(zāi)保護(hù)，其基礎(chǔ)是全廠接地，包括接地與等電位連接兩方面含義下的間接防護(hù)，本發(fā)明的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障設(shè)計(jì)正是基于核電站的全廠接地的基礎(chǔ)上，在這個(gè)平臺上的實(shí)施此發(fā)明，配置高靈敏度的接地故障保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了防間接接觸電擊和防接地電弧火災(zāi)保護(hù)，又有效的兼顧了供電可靠與用電安全的平衡性。為提高核電站低壓配電系統(tǒng)的安全性提供了有效的解決辦法。[0027]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其特征在于:包括在中低壓配電變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上裝設(shè)的接地保護(hù)繼電器，所述的接地保護(hù)繼電器為兩段式漏電故障繼電器，兩段式漏電故障繼電器分別與主控室控制機(jī)柜和6.6kV中壓開關(guān)相連接，第一階段漏電實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，在全供電范圍內(nèi)起防接地電弧火災(zāi)作用，第二階段接地故障作用于跳閘，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)；在配電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，從主干饋線回路配備防電弧火災(zāi)保護(hù)到末端回路配備防人身電擊保護(hù)，多層后備。
2.如權(quán)利要求1所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其特征在于:在變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上設(shè)置電流互感器，電流互感器的信號作用于所述的接地保護(hù)繼電器。
3.如權(quán)利要求2所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其特征在于:所述的級聯(lián)配合的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器采用三級配合，第一級為末端回路上安裝的普通型瞬動(dòng)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)對人身的觸電防護(hù)；第二級為對動(dòng)力配電中心的饋線回路安裝的選擇型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，帶一定的動(dòng)作時(shí)限，實(shí)現(xiàn)對電氣火災(zāi)發(fā)生的防范；第三級為取自變壓器中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上的電流互感器的剩余電流信號的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器設(shè)置，通過接地保護(hù)繼電器以固定延時(shí)作用于報(bào)警，在發(fā)出報(bào)警信號后有足夠的時(shí)間查出故障回路，切斷回路電源。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的核電站低壓配電系統(tǒng)全供電范圍接地故障保護(hù)方法，其特征在于:所述的變壓器為D，ynll干式配電變壓器。
【文檔編號】H02H7/26GK103683225SQ201310642234
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】陳懷宇, 范君龍, 王勁, 朱豐林 申請人:中國核電工程有限公司