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剩余电流动作继电器在油气田站场内监测路灯接地方式

更新时间:2024-02-26      点击次数:113

0引言

适合于油气田场景下路灯接地方式,本文将浅谈一下单独采TN系统TT系统存在的问题,并提出解决合理化建议。

1接地方式

低压配电系统,按其保护接地型式分TN系统TT系统IT系统*一个字母代表电源的带电导体与大地的关系T:电源的一点与大地直接连接I:电源与大地隔离或电源的一点经高阻抗与大地连接*二个字母说明电气装置的外露导电部分与大地的关系T:外露导电部分直接接大地N:外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而连接。

TN系统根N线PT线的不同组合分TN-C系统TN-S系统TN-C-S系统TN-C系统中N线PE线合为一PEN线TN-S系统N线PE线分开TN-C-S系统中前一部分TN-C系统,后面一部分TN-C,另一部分TN-S系统。

由于油气田站场内路灯接地系统采TTTN系统,故本文不IT系统进行论述。

TN-S系统接地方式见1.1-1TT系统接地方式见1.1-2

img1 

img2 

2转移故障电压

TN系统中,若任一相发生接大地故障,接地故障电流通过接地故障点、大地、配电变压器的接地电阻返回到变压器构成回路,由于接地故障点电阻较大导致故障电流较小,不足以使保护电器动作,故障电流就经配电变压器的接地电阻,使电源星型结点、中性线PEN线PE线以及电气装置的外露导电部分都将带对地故障电压。转移故障电压示意见1.2-1

img3 

3同一剩余电流动作保护电器所保护的设备应共用接地

若同一剩余电流动作保护电器内所保护的各个设备采用单独接地,其中一设备中性线发生接地故障,由于中性线对地电压接近零伏,剩余电流动作保护电器将不动作,故障将持续存在;另一设备发生相线接地故障,故障电Id的一部Id1经系统接地电阻返回电源,另一部Id2则经中性线返回电源Id2抵消了剩余电流动作保护电器内Id,剩余电流动作保护电器存在拒动的可能性。设备均将持续带故障电压而引发电机事故。

若同一剩余电流动作保护电器内所保护的各个设备采用共用接地,Id全为金属性通路Id值甚大RCD虽然拒动,但过电流保护电器可瞬时动作,消除了电极危险。

4接地方式的对比

TN-S系统:油气田站场内路灯采TN-S系统,路灯存在因转移故障电压而使灯杆带危险对地电压的安全隐患。

TT系统:油气田站场内路灯采TT系统,根据《低压配电设计规范GB50054-2011的相关规定TT系统中,配电线路的间接接触防护的保护电器应采用剩余电流动作保护电器或过电流保护电器。TT系统内发生接地故障时,其故障回路内除部分是金属导体外,还串联有电源侧的系统接地和电气装置外漏垫垫部分的保护接地,其故障回路阻抗TN系统的故障阻抗大,故障电流较小,为采用过电流防护电器设置很低接地电阻值的接地极是很困难的,TT系统采用剩余电流动作保护电器。

同一剩余电流动作保护电器所保护的路灯需共用接地,故油气田站场内路灯需重新敷设接地装置将所有路灯相连,由于油气田站场内路灯间距较大,共用接地装置需重敷设热镀锌扁钢,对站场内同一剩余电流动作保护电器所保护的路灯进行可靠连接,导致接地部分费用较高,造成浪费。

5接地方式的意见

本文建议油气田站场内路灯接地系统采TN+TT系统,保护电器采用带剩余断路器,在保障安全的前提下,提高路灯接地系统的经济性。

TN+TT系统,当出现转移故障电压时,局TT系统能够降低路灯金属外壳对地电压,保障人身安全;当发生单相短路接地故障时,剩余电流动作保护器灵敏度高,可直接配合断路器切断电路,保护设备及人身安全;当某一路灯中性线发生接地故障,另一路灯发生相线接地故障,断路器可直接切断电路,保护设备及人身安全。

6安科ASJ系列产品介绍

安科ASJ系列剩余电流动作继电器和多回路剩余电流监测仪可与低压断路器或低压接触器等组成组合式剩余电流保护装置,主要适用于交50Hz,额定电400V及以下TTTN系统配电线路,用来对电气线路进行接地故障保护,防止接地故障电流引起的设备损坏和电气火灾事故,也可用来对人身触电危险提供间接接触保护。

img4img5img6 

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器

img7img8 

ASJ60系列剩余电流监测仪

6.1功能介绍

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器具有以下功能A型或AC型剩余电流测量,剩余电流越限报警指示,额定剩余动作电流可设定*限不驱动时间可设定,两组继电器输出,具有就地,远""功能;

ASJ60系列剩余电流监测仪具有以下功能16路剩余电流监测1路预警继电器输出16路报警继电器输出2DI输入,自动重合闸功能,远程通讯功能,远程分合闸功能。

6.2技术指标

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器技术指标

项目

指标

AC

A

辅助电源

电压

AC110/220V±10%

AC/DC85~270V

 

功耗

<5W

<5W

 

输入

额定剩余动作

In

0.030.10.30.5(A)

0.030.050.10.30.51351030(A)

 

极限不驱动时t

0.10.5(s)

00.060.10.20.30.50.81410(s)

 

额定剩余不动作

Ino

50%In

50%In

动作特性

AC正弦交流电流

AC正弦交流电流、

脉动直流电流

频率

50Hz±5Hz

50Hz±5Hz

动作误差

-20% ~ -10%In

-20% ~ -10%In

输出

输出方式

一组常开、一组转换

一组常闭或常开、一组转换

触点容量

5A 250VAC

5A 30VDC

AL1:8A 250VAC; 5A 30VDC

AL2:6A 250VAC; 5A 30VDC

复位方式

就地、远程

就地、远程、自动

环境

工作温度

运行温度-20 ~ +55,存储温度-30 ~ +70

工作湿度

95%RH,不结露,无腐蚀性气体场所

海拔高度

2000m

污染等级

3

安装类别

ASJ60系列剩余电流监测仪技术指标

项目

指标

电源

电压范围

AC/DC85V~265V

*大功耗

10VA

输入

*大测量支路数

16

剩余电流测量范围

1mA~30A

额定剩余动作电In

1 mA ~30A连续可调

动作特性

AC正弦交流电流及脉动直流电流

频率

50Hz±5Hz

动作延时

0~10s可设

开关量

2路无源干接点输入

输出

输出方式

1路水浸报警继电器(常开)

16路剩余电流报警继电器(常开)

触点容量

AC 250V/3A DC 30V/3A

重合闸

次数

0~99连续可设

间隔时间

0~999秒连续可设

通讯

1

RS485通讯Modbus-RTU协议

2(可选)

4G无线通讯

环境要求

温度

工作温度-10~55,存储温度-30~70

湿度

95%,不结露

海拔

2500m

平均工作时间

50000小时

6.3选用说明

剩余电流动作继电器在应用时应注意低压系统的接线型式。

系统形式

系统接线

说明

TT系统

img9 

ASJ。因为当发生单相接地故障时,故障电流很小,且较难估计,达不到开关的动作电流,外壳上将出现危险电压。

TN-S系统

img10 

可采ASJ。更快速灵敏切断故障,以提高安全可靠性,此PE线不得穿过互感器N线要穿互感器,且不得重复接地。

其余接线型式需要改造成以上两种型式使用,防止出线误动作或者不动作的情况。剩余电流互感器的选择应根据主回路的额定电流为参考选择,

型号

孔径

主回路额定电流

变比

AKH-0.66L45

45mm

80A

1A:1mA

AKH-0.66L80

80mm

250A

1A:1mA

AKH-0.66L100

100mm

400A

1A:1mA

AKH-0.66L150

150mm

630A

1A:1mA

AKH-0.66L200

200mm

1000A

1A:1mA

AKH-0.66L-260*100II

265*104mm

1000A

1A:1mA

实际应如图所示,互感器安装在主回路或者支路上,通过测量剩余电流判断是否驱动断路器动作。

img11 

ASJ10/20剩余电流继电器典型应用

img12 

ASJ60剩余电流监测仪典型应用

6.4注意事项

当采用剩余电流动作保护器RCD)作为电击防护附加防护措施时,应符合下列规定:

·       额定剩余电流动作值不应大30mA

·       额定电流不超32A的下列回路应装设剩余电流动作保护器RCD):

·       供一般人员使用的电源插座回路;

·       室内移动电气设备;

·       人员可触及的室外电气设备。

·       剩余电流动作保护器RCD)不应作*一的保护措施;

·       采用剩余电流动作保护器RCD)时应装设保护接地导体PE)。

参考文献:

[1]建筑物电气装500问,王厚余编著,中国电力出版社200841日出版

[2]路灯配电系统若干问题的探讨,李良胜章友俊,《建筑电气200702

[3]路灯低压供电系统保护接地方式分析,徐文雷《江苏科技信息200901

[4]张小.浅谈油气田站场内路灯接地方.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手.2022.06

 


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