6接地系统零序电流互感器安装方法浅析.pdf

小电流接地系统零序 电流互感器安装方法浅析 引 、 秘 周余强 淄博矿业集团 岱庄煤矿 摘要 阐述 了零序 电流生产 的原理 ， 分析 了电缆头 与零序 电流互感器 的 一 相 对 羹 曩 蔷 ．耋 互 警 囊 安 萋 B c． 关 键 词 零 序 电 流 互 感 器高 压 电 缆 头安 装 方 法 H D L『亓 r 0引言 I I } 煤矿供电采用中性点不接地或经消弧线圈接地的接地系统， 称 为小电流接地系统。 这种系统中性点对地绝缘， 发生单相接地后形不 成单相短路回路 ， 而且三相设备正常工作 ， 系统可 以继续运行。但 当 发生单相接地后非故障相的相电压会升高到线电压，长期运行将造 成非故障相绝缘极穿， 进而发展成为相间短路事故。 为了避免再有一 相发生接地 ， 从而形成两相接地短路 ， 系统 中应装设专门的单相接地 保护，发出报警信号。零序电流互感器就是监测接地故障的装置之 一 。小电流接地系统中零序 电流互感器的安装与直接接地系统 中漏 电保护器 的安装是有区别的。 在直接接地 系统 中， 为防止人身触 电事 故 ， 通常要装设漏 电保护器 ， 漏 电保护器的监测元件也有零序线 圈及 其铁 芯。 漏 电保护器 的安装只要负荷 回路 电缆 电线 穿过零序线圈 ， 即可起到漏 电保护的作 用。由于使用者受到漏电保护器安装方法的 影响 ， 造成 在小 电流接地系统中， 零序 电流 互感器与高压 电缆头 的相 对位置关系不正确 ，故障时，零序电流互感器无法正确反映零序电 流， 从而造成故障时零序报警保护装置的误报或不报。 因此分析小电 流接地 系统 中零序 电流 的产生原理 ，确定零序 电流互感器 与高压 电 缆头的相对位置关系， 才能正确 安装零序 电流互感器。 1零序 电流产生的原因 小电流接地 系统正 常运 行时 ， 中性 点、 三相对地都 呈绝缘状 态 ， 相与地之存在三相对地分布 电容 C A 、 C B 、 C c o三相相 电压 U A 、 U B 、 U c 是对称的 ， 系统 中各 电缆三相对地 电容 电流 平衡 ， 因此 ， 三相 电容 电 流相量和 为零 ， 没有 电流在地中流动 。 小电流接地系统发生一相金属性或经过度阻抗接地时，就会出 现漏电故障。图 1 是系统发生 C相接地后的电路图。 I 1一 l I 一 l A I ～ I l B I s ～ 一 0 二 0 二 I C I 3 6 一 t 一一一一一 i 负 I I 荷 2 I 。 j 主 亍 I I I I 。 I 3 ． ； 负 荷 图 1 C相接地 电容 电流分布 接地后 ， C相与地同电位 ， 没有了对地 电容 电流。， ～ 在供 电系 统中各条线路上的分布如图 1所示。根据节点电流定律 ， c ， 2 ， 6 O 亦即 一 ， ， ， ， 故障线路的故障相的电容电流 ，是系统所有电容电流的矢量 和。实际， c 方向与图 1中接地点 方所示向相反。 由图 1 知， 系统中所有线路其余两相电容电流都涌向故障线路 的故障点。 接地故障使系统各电缆产生不平衡的电容电流， 也就是零 序 电流。 零序 电流互感器就是用于监测接地时电容 电流 的变化 ， 从而 获得报警或跳 闸信号 的。 2零序电流互感器安装方法 零序电流 互感器与高压 电缆 头的相对位置关系绝定 了零序 电流 互感器是否能够监测到故障时系统产生的不平衡的电容电流。也就 是零序电流互感器安装是否正确。因此首先要分析零序电流互感器 与高压 电缆头的相对位置关系。 2 ． 1 电缆头与接地线 或金属外皮 同时穿过零序 电流互感器 ， 如 图 2所示。 根据节点电流定律知 零序 电流 I o l c - 1 1 1 2 1 八 1 6 O 2 95 负 荷 1 一 电缆 2 一 零序 电流互感器 3 一 接地线 图 2电缆头与接地线 或金属外皮 同时穿过零序 电流互感器 故障线路故障相的电容电流与同一电缆另外两完好相以及地线 或金属外皮 所流过 的 电容 电流 之和 大小相等 ， 方 向相反 ， 相互 抵 消。电容 电流矢量和为零。因此没有零序 电流生产， 零序 电流互感器 的铁心中不会感应 出电动势 ， 与之相连 的电流继 电器 不动作。 因此图 2所示安装方法不正确。 2 ． 2 电缆动动力芯线穿过零序 电流互感器 ，但 电缆头及接地线 不穿过 ， 如图 3所示。 1 一 电缆 2 一 零序电流互感器 3 一 接地线 图 3电缆动动力芯线穿过零序 电流互感器 ． 但 电缆头及接地线不穿过 I l I I 1 ／ 2 1 I 八十 I 6 1 零序 电流正是地线 或金属 外皮 上所流过 的电容 电流 ， 零序 电 流可 以使互感器 的铁 心中感应出电动势 ，与之相连 的电流继 电器动 作 。因此图 3所示安装方法正确。 2 ． 3 电缆头与接地线同时穿过零序 电流互感器 ， 金属外皮 或地 线 又返 向穿过零序 电流互感器接地 ， 如图 4所示。 LJ ／ 』 磁 ㈣ 2 工 1 l I 工 l _ l T l 上1 一b一 I 3 6 一 J 二 J 丰 一 ／ ／ ／ L T、 ．． 一 _ 负 倚 1 一 电缆 2 一 零序电流互感器 3 一 接地线 图 4电缆头与接地线 同时穿过零序电流互感器 ． 地线又返 向穿过零序电流互感器接地 l o I c l A 1 6 一 l 1 , 1 2 1 3 I 6 1 l c I l l l 2 1 I A l 6 地 线 或金属外皮 上所流过的 电容 电流两次不同方向穿过零序 电流互感器 ， 自行抵消 ， 零序 电流与 2 2同 ， 可 以使 互感器 的铁心 中 感应出 电动势 ， 与 之相连 的电流继 电器动作 。因此图 4所示安装 方 法正确 。 变频 中央空调的节能分析 方 明 长庆油田分公司兴隆园物业服务处 摘 要 以西安市某单位 小区为例 ， 根据 西安地 区的气候 条件 ， 提 出了变 频中央空调 节约能源的思 路和 方法 ， 在保证用户使用 需求的条件下 ， 进 行 了 节能实验 ， 结果表明， 节能效果显著 。 关键词 变频中央空调节能 1研究的意义 中央空调 系统 的设计通常按建筑 物所 在地 的极端气候条件来计 算其最大负荷 ，并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供 水流量。然而， 实际上每年只 有极短时间 出现最大冷负荷 或最大热 负荷 的情况， 绝大多数中央空调系统在大部分时间是在部分 低 负 荷状态下运行，实际空调负荷平均只有设备设计能力的 5 0 ％左右 ， 因此出现了“ 大马拉小车” 的现象， 不但浪费大量能源， 而且还带来设 备磨损 ， 缩短寿命等一系列 问题。 2西安地区空调使用条件分析 西安地 处我国西北 ， 年平均温度为 1 6 ． 2 ℃， 最高的 8月 ， 月平均 气温 2 8 ． 3 。C， 最低 的 1月份 ， 月平均气温 1 ． 5 。C， 年 极端最高温度 3 8 ． 4 o C， 年极端最 低温度零下 1 2 ℃ ， 四季温差较大。 在这种地理环境 和气候条件下 ， 开机时间变化等多种因素 ， 导致中央 空调 负荷波动较 大 ， 如果仅依靠人工手段对空调系统 进行控制和管理 ， 不能实现空调 冷量 或热量 的供应随负荷的变化而调节， 就会浪费大量能源。 尽管 现在许多空调主机已能够根据负荷变化自动随之加载或减载，但与 冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能跟随负荷的变化自动调节 负载， 始终在额定功率下运行， 仍然造成了输送能量的很大浪费。 表 1 某企 业生产 的变频节 电设备的一组实测数据 3变频节电设备省电对比 以下是某 企业 对其 生产 的变频节 电设备 投运后 的一组 实测 数 据 ， 见表 1 制冷 5个月 ， 日均 2 0小时 。 4 西安某小 区的使用变频节电设备前后 实际测试对 比 以下是西安某小区中央空调 水系统 变频设备投运前后的耗 电数 据对 比， 见表 2 f 制冷 5个月， 日均 1 6小时 。 表 2西安某小区变频设备投运前后 的耗 电数据对 比 5安全可靠性和节能效果 中央空调 系统通 过安 装变频节 电系统 ， 实施节能改造后 ， 实际运 行结果表 明 系统运行 安全 、 稳定 、 可靠 ， 功 能指标 到达 设备技 术要 求 系统直观、 自动化程度较高 ， 能及 时、 准确地 自动跟踪末端空调 负 荷运行 ； 系统实现了空调泵组的软启动、 软停止、 运行平滑稳定， 较大 地改善了设备的启停性能和运行磨损；系统具有强大的管理功能和 安全保护功能， 确保整个空调系统优化、 安全的运行； 6 节能效果及社会效益 节能改造前， 该项 目年耗电6 2 ．5 2万 k Wh 实施节能改造后， 每 年节约电量 3 1 ． 7 1 万 k Wh 。 按照现行标准折算， 即每年可节约9 5吨 标 准 煤 。 每 年 可减 排 C O 2 约 3 1 7 1 O 0 X9 0 O ／ 1 0 2 8 5吨 ； S O 2 约 3 1 7 1 O 0 X 1 1 门0 0 3 ． 4 9吨 ； N 2 03 约 3 1 7 1 O 0 X 3 ／ 1 0 0 O ． 9 5吨 ； 由此可 见， 本项 目的实施不仅节约了大量的能源， 还大大减少了煤炭燃烧所 产生 的废气排放和温室气体排放 ， 对环境保护起 到了巨大的作用。 长期 以来 ， 当季节交替 、 气候变幻 、 昼夜轮 回和 空调 实际使用面 积发生变化时 ， 中央空调系统仍在传统 的运行模式下 ， 不能 实现冷媒 流量跟随末端负荷的变化而动态调节， 造成了巨大的能源浪费。 据不 完全统计 ，截至 2 0 0 6年 ，我 国已安 装中央 空调 的建筑 物约 有 7万 栋 ， 其中高级星级酒店约有 5 0 0 0多家， 若能全部采用节能技术， 预 计 每年 可节 电 3 5 ． 7亿千瓦时 ， 节约 电费开支 2 7亿元。 上接第 2 9 5页 3零序 电流互感器现场安装 零序 电流 互感器 的安装根据不同的设备可以因地制宜 ，但必须 符合上述正确 的位置关 系。 的监测原理 不清楚 ，导致零 序 电流互感器 现场安装不正 确。下面是几种常见的错误 安装及改进方法。 3 ． 1煤矿 井下高压配 电 使用 高压 防爆 配 电开 关 ， 零 序 电流互感器在开关中的位 置和 电缆头与零序 电流互感 器的相对位置如图 5所示。 生产厂家装零序 电流 互 感器 固定在开关内壁进线 口 前侧 ，电缆头无法穿过互 感 器 ，地线的接地 螺丝在开 关 接线腔 内，因此只能形成 图 5所 示的接线方式 ，这种位 置关 系如 2 ． 1所述。零序互 感器监测不到真正的零序 电 流 ， 导致报警或选线错误。 该 装置 的改进 方法 将 零序互感器从固定支架处前 置 ， 在其后侧留出空间 ， 在 固 定支架上钻孑 L ，让地 线绕过 零序 电流 互感器。形成 2 - 2 薯 一 1 ～ 紧 固螺丝 2 一 开关 壁 3 一 高压 电缆进 线嘴 4 一 高压电缆 5 一 零序电流互器 6 一 零序 电流互器 固定支架 7 一 地线穿线孔 图 6 高压 配电装置 改造后 所述的位置 关系，改进后的安 装方法如 图 6所 示。 3 ． 2 煤 矿用 高压开 关柜 的 高压 电缆经 电缆沟从 开关柜底 板 的下侧进入 ， 厂家或施工单位 将零序 电流互器安装在开 关柜 底板 的支架上或放置于开 关柜 底板上 ，施工人员 为了方便 ， 最 后形成图 7所示的安装方法。 图 7所 示零序 电流互感器 安装 方法，同样 监测不到真正 的零序 电流 。 该 装置 的改进 方法 加长 地线，使其穿过零序 电流互感 器 的铁心后接地 。改进后 的安 装 方法如图 8所示。 4 结语 在小 电流 系统中 ，零 序 电 流 互感 器能 够监视 系统绝 缘 ， 在 系统 单相 接地 时发 出报 警 ， 防止发 生两相接地短 路。也可 以动作于跳 闸 ， 防止 人身触 电。 1 一 高压 电缆 2 ～ 零序 电流互器 3 一 固定支架 4 一 高压开关柜 图 7 高压开关柜改造前 f I I 、 I l 厂 ， f f f f 【， 一 ／ f 【t l I I I-，， f f f 但零序 电流 互感器必须正确 安 1 一 高压电缆 2 一 零序电流互器 装 ， 符合 2 ． 2或 2 ． 3 ， 使 电缆接 3 - 固定支架 4 一 高压开关柜 地线和 大地 形成 的回路 不与零 图8高压开关柜改造后 序电流互感器交链。否则接地保护装置不起作用。 2 9 6