中性接地電阻的特性及型號,功率小的電阻萬用表輔助電路圖解析

2020-11-22 電子發燒友

　　中性接地電阻的特性及型號

　　中性點接地電阻櫃主要用於城鄉配電網中主變中性點與接地網的聯接，城鄉配電網主要指10kV、35kV、66kV三個電壓等級的電網，在電力系統中量大面廣，佔有重要的地位。隨著城網改造的深入發展，10KV配電網容量迅速增加，網絡結構日趨完善，而且根據城市建設需要，架空裸導線路正逐漸被電纜和絕緣導線所替代，與此同時，由於過電壓引發的開關櫃和昂貴的家用電器火災事故也屢見不鮮。因此，如何有效的經濟的限制配電網過電壓問題成為當前供用電的工作重點。

　　10KV配電網中性點通常可分為不接地系統、經電阻接地系統和經消弧線圈接地系統。由於選擇接地方式是一個涉及線路和設備的絕緣水平、通訊幹擾、繼電保護構成方式和供電網絡的安全可靠等等因素的綜合性問題，所以我國配電網和大型工礦企業的供電系統做法各異，以前大都採用中性點不接地或經消弧線圈接地的運行方式。近年來一些城市電網大力推廣電阻接地的運行方式。

　　80年代中期廣州等城市10kV配電網發展很快，城市中心區大量敷設電纜，單相接地電容電流增長較快，1987年達到60A以上，雖然裝了消弧線圈，由於電容電流較大，且運行方式經常變化，消弧線圈調整困難，還由於使用了一部分絕緣水平低的電纜，為了降低過電壓水平，減少相間故障可能性，因此採用了中性點經低電阻接地的方式。

　　根據對廣州地區區莊變電站的研究結果，採用中性點經低電阻接地，當Rn≤10Ω，在大多數情況下可使單相接地工頻電壓升高降低到1.4p.u左右。從限制弧光接地過電壓考慮，當電弧點燃到熄滅過程中，系統所積累的多餘電荷在熄滅後半個工頻周波內能夠通過Rn洩漏掉，過電壓幅值就可明顯下降。根據這個要求可以得到中性點的低電阻值應滿足的條件為：

　　Rn≤1/3ωC0

　　當Rn=10Ω時，弧光接地過電壓則可降至1.9p.u.以下。

　　中性點電阻值的選擇若取得太低時，則單相接地電流較大，對通信線路幹擾大；若阻值取得太大，則繼電保護動作不可靠。一般來說，中性點電阻中的電流在100～200A時對通信線路的幹擾不成問題，在此條件下，10kV架空線路，中性點電阻值為28.80～57.74Ω。對於電纜為主的配電網，根據日本的經驗，中性點電阻中的電流在400～800A時，對通信線的幹擾問題不大，據此，10kV電纜配網中性點電阻值的範圍應為7.2～14.4Ω。

　　從保證繼電保護動作可靠性考慮，發生單相接地故障時應具有較高的靈敏度。接地繼電器有2種：一種是接地過流繼電器，另一種是根據零序電流方向而動作的接地方向繼電器。

　　採用過流繼電器在發生金屬性接地時，保護的靈敏度是沒有問題的。但在經過渡電阻接地時，主要是架空線路有相當一部分單相接地故障，故障點的電阻較大，保護的靈敏度存在一些問題。而對於電纜線路，單相接地時的過渡電阻一般都比較小，對繼電保護的靈敏度影響不大。

　　最後從限制諧振過電壓的要求出發，在電纜線路特別長時，有可能出現 jωLe=1/jωC 的情況，而引起諧振，若中性點有適當電阻，則健全相上的異常電壓可以得到限制。

　　中性點經低電阻接地的方式，特別是以架空線為主的配電網單相接地時，跳閘次數會大大增加，如果未能實現環網供電或線路沒有裝設重合閘，則停電次數將會增加，降低了供電可靠性，而對電纜為主的配電因其故障率極低，這個問題不突出。

　　結合我國具體情況，建議以電纜為主的電容電流達到150A以上的配電網可以採用低電阻接地方式，相應的故障電流水平為400～1000A。對10kV系統，中性點接地電阻值可取RN=10～20Ω。

　　（三）執行標準

　　DL/T 780-2001 《配電系統中性點接地電阻器》

　　GB6450 《乾式電力變壓器》

　　DL/T 620-1997 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》

　　GB 311.2-6 《高電壓試驗技術》

　　GB 1208-1997《電流互感器》

　　GB 4208-93《外殼防護等級（IP代碼）》

　　IEC289

　　IEEE32-1972標準 《中性點接地裝置的技術、術語和試驗》

　　其他有關國標及電力行業標準

　　（四）種類

　　● 配電網小電阻接地電阻櫃

　　● 配電網中電阻接地電阻櫃

　　● 配電網高電阻接地電阻櫃

　　● 發電機中性點電阻接地電阻櫃

　　（五）品種產品系列化

　　● 適用電壓：3.3kV～35kV；

　　● 允許通流：5A～5000A；

　　● 標稱電阻：0.1Ω～1500Ω；

　　● 允許通流時間：10s、30s、60s、10min、連續運行；

　　● 進出線方式：上進下出、下進下出、側進側出、側進下出；

　　● 安裝地點：戶內、戶外；

　　● 允許溫升：通流時間為10s、30s、60s時為760℃；通流時間為10min時為610℃；連續運行時為385℃；

　　●電流互感器CT：可選件

　　功率小的電阻萬用表輔助電路圖解析：

　　實際工作中，為分析電路原理，在根據實物繪製電原理圖時，往往需要測出小阻值電阻的實際阻值，比如高檔開關電源中用於檢測負載電流的康銅電阻（一般為毫歐級），過流保護用的大功率小阻值電阻（有些達到0.1Ω以下），大功率功放電路中與電流放大管（E極或s極）串接的反饋電阻（一般為零點幾歐姆）。

　　以下為一款用普通萬用表精確測量小阻值電阻的輔助電路圖

　　由於普通數字萬用表電阻擋的最小量程為200Ω，受精度限制，往往無法精確測量出這些電阻的具體阻值，也無法判斷出它們的一致性如何，常常為此感到困難。為此，試製做如圖1所示的輔助電路，結合萬用表的直流低電壓擋（200mV、2V、20V），實現對小阻值電阻的精確測量。

　　通過恆流源給被測電阻RX加一定的電流，再用萬用表測量Rx兩端的電壓，所測的電壓值除以流過被測電阻Rx的恆定電流，即可得出被測電阻的阻值。理論上流過待測電阻的電流越大，越易於精確測出小阻值電阻Rx的阻值，但電流過大，一是會引起恆流源嚴重發熱，影響電流的穩定性，導致所測阻值不準；二是小功率電阻不允許過大的電流流過。為此本電路選用LM317（U1）和電阻R1、R2、電位器RP1一起構成簡單的100mA的恆流源。

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