核電廠低壓配電系統接地保護配置優化探討

王福濤

摘要：低壓配電系統的接地方式不當，會產生故障電流，造成設備損壞、電氣火災。以核電廠低壓配電系統為核心，探究核電廠低壓配電系統接地保護配置，進而提出以下內容，希望能夠為同行業工作人員提供相應的存參考價值。

關鍵詞：核電廠;低壓系統;配置優化;分析

1導言

低壓配電系統用電負荷主要包括電動機、加熱器、閥門、配電箱柜等。這些負荷分布在核電廠核島、常規島、BOP等多個區域。

2低壓配電系統的接地方式

2.1分析TN系統

TN系統即接零保護系統，是將電氣設備的金屬外殼和零線相連接。其特點有兩個：一是設備外殼帶電后，該系統能將漏電電流變為短路電流，相比于TT系統電流更大，此時熔斷器的熔絲熔斷，斷路器立即動作跳閘，促使設備斷電，實現安全保護;二是該系統使用的材料少，能節省工時，適合推廣應用。TN系統可劃分為三種：一是TN-S，中性線和保護線分開，電氣外殼的導電部分和保護線連接，適用于設置變電所的場所;二是TN-C，中性線和保護線合成PEN線，電氣外殼的導電部分和PEN線連接，PEN線不和斷路器連接，適用于一般工業廠房;三是TN-C-S，中性線和保護線開始合成PEN線，到某點后又分開，電氣外殼的導電部分可與PEN線連接，也可與保護線連接，適用于不設置變電所的場所

2.2分析IT系統

IT系統中的“I”代表電源側沒有工作接地，或經高阻抗接地，“T”代表負載側電氣設備接地保護。該系統的應用時間短，但是可靠性和安全性高，適用于不允許停電的場所，對連續供電的要求高。IT系統應用時，即使中性點不接地，設備漏電后的漏電電流也較小，不會影響電源電壓的平衡，比TT系統的安全性要好;但是如果供電距離長，那么在設備外殼帶電或發生接地故障時，保護不一定動作，就會帶來危險。

2.3分析TT系統

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

3接地保護配置存在的主要問題

3.1饋線接地保護選配造成的越級跳閘問題

核電廠低壓配電系統針對電機等饋線負荷，根據額定容量選配接地保護。通常核島配電盤75kW及以上、常規島配電盤100kW及以上電動機類負荷配置接地保護。開關相間短路保護因為靈敏度或動作時限的原因，存在無法及時切除故障的風險，若此時接地電流已超過上游降壓變壓器零序保護動作定值，則降壓變壓器零序保護動作跳開6.6kV開關，越級跳閘造成整盤失電，擴大停電范圍。

3.2接地保護級差配合問題

核電廠配電系統接地保護的級差配合，主要體現在負荷接地保護與降壓變壓器中性點零序保護的配合關系，既有電流定值的配合問題，又有延時配合的問題。核電廠配電系統在實際運行過程中，因動作電流或延時級差配合問題，接地保護曾發生過誤動作，問題主要出現在采用“熔斷器+接觸器”方式供電的饋線開關，與上游降壓變采用零序電流保護的配合關系上。降壓變下游負荷眾多，有加熱器、電動機、電動頭等，這些負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，使得零序保護不能完全匹配下游所有熔斷器特性曲線，存在保護配合死區，而這些死區的存在可能會導致越級跳閘。

4低壓配電系統接地故障的保護要求

4.1分析TN系統接地故障的保護

一是出現接地故障時，為了實現保護作用，中性線電位應盡量靠近大地電位。為此，中性線既要重復接地，又要分配均勻;有條件時，最好對每一個接戶線和引線均進行接地處理。二是在用戶端，安裝設備對剩余電流進行末級保護三是在保護中性線上，不能安裝熔斷器，也不能安裝單獨開關。四是在變壓器的低壓側、出線的回路上，均要安裝電流保護設備，發生短路、過負荷情況時能及時發揮保護功能。五是采用TN-C-S系統時，保護線和中性線分開后，不能再合并;分開后的中性線不要重復接地，保護線可重復接地。

4.2分析IT系統接地故障的保護

一是在變壓器的低壓側、出線的回路上，均要安裝電流保護設備，發生短路、過負荷情況時，能及時發揮保護功能。二是在變壓器的低壓側，中性線不能為220V單相供電。三是如果使用帶電導體，就不能直接接地。四是檢查三相的對地絕緣值，正常運行狀態下需確保泄漏電流低于30mA。五是不論是低壓側的中性點，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。六是發生單相接地故障時的故障電流小，造成的損害小，可不切斷電源;但是，必須安裝聲光報警器，以便發生故障后能及時報警，提醒工作人員檢修。

4.3分析TT系統接地故障的保護

一是變壓側的低壓側中性點可直接接地，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功能，包括剩余電流總保護、中級保護、末級保護等。三是中性線不能安裝熔斷器或單獨開關。四是使用同一個接地故障保護的電器，導電部分要使用PE線連接公用地極，接地電阻在三是歐姆以內。

5結論

綜上所述，低壓配電系統中，接地方式主要有TN系統、IT系統和TT系統。本文結合核電廠低壓配電接地故障，分析了故障原因，闡述了接地保護的改進措施，以期提高低壓配電系統的運行穩定性。

參考文獻

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