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10kV高压供电系统与低压380V/220V供电系统的不同点:
首先是中性点接地方式,10kV高压供电系统属中性点不接地系统,而低压380V/220V供电系统中性点必须直接接地;
其次是供电方式,10kV高压供电系统采用三相三线制供电,低压380V/220V供电系统则采用三相四线制供电;
另外,10kV高压配电柜中的主进线柜通常采用下进线,俗称倒进火,即“刀带电”。
我国目前大多采用三相四线制低压供电系统,即380V/220V中性点直接接地低压供电系统。该供电系统具有3条火线,即L1、L2、L3(或A、B、C),一条零线。这条零线之所以称为零线,就是因为它是由变压器二次侧中性点引出的,而二次侧中性点又直接接地,与大地零电位连接。在三相四线制低压供电系统中它既是工作地线,又是保护零线,现在称为PEN线,其中PE是保护零线,N是工作零线,合起来就是PEN线,PEN线表示工作零线兼做保护零线,俗称“零地合一”。下图是三相四线制低压380V/220V供电系统图。
从图中可以看出单相负载(灯泡)一端接火线,另一端接在零线上;三相电动机的三相绕组分别接在三条火线上,而电动机的金属外壳则接在零线(地线)上。从而不难看出,这条零线(地线)既是单相负载(灯泡)的电源回路,又是三相电动机保护接零的保护回路。
这里顺便说说中性点直接接地的问题,变压器二次侧中性点直接接地叫工作接地,按照规程要求其接地电阻不得大于4欧。我们知道10kV高压系统是采用中性点不接地的供电系统,那么为什么380V/220V低压供电系统非要中性点直接接地呢?
在中性点直接接地的380V/220V低压供电系统中,由于中性点直接接地,因此,任何一条火线对地电压都是220V。如果任何一条火线接地的话,都会造成短路,此时会造成开关跳闸或熔丝熔断。如果中性点不直接接地,若有一条火线接地,由于中性点不直接接地,就形成不了回路,也就不会引起开关跳闸或熔丝熔断,从而使大地带电,此时未接地的两相对地电压不是220V,而是380V(相当于火线与火线之间的线电压)。这时人站在地上就等于踩在一条火线上,如果不慎碰到另外两相中的任一条火线,就将承受380V电压,这是非常危险的。
二次侧中性点直接接地的另一意义在于,可以降低低压电气设备的绝缘水平。我们知道,配电变压器一次侧(高压)额定电压一般多为10kV,而二次侧额定电压为400V。可见配电变压器一、二次额定电压之比,即U1/U2=10000V/400V=25,也就是说一、二次电压相差25倍。如果中性点不直接接地的话,一旦变压器绝缘损坏,一次高压串入二次低压,低压电气设备难以承受这么高的高压,势必造成绝缘击穿,从而烧毁低压电气设备;如果提高低压电气设备的绝缘水平,又必然造成电气设备造价提高。如果中性点直接接地的话,即使变压器绝缘损坏,一次高压串入二次低压侧,电流也可以通过中性点接地(工作接地)流向大地,从而起到降低低压电气设备绝缘水平的作用。
10kV高压供电系统采用中性点不接地系统,即使中性点通过消弧线圈接地,仍属于不接地系统,也就是说,只要不是直接接地,就称为不接地系统。采用不接地系统供电,可以避免由于系统中一相接地造成故障掉闸,以致影响供电系统正常运行。然而有利必有弊,即在中性点不接地系统中,发生一相接地故障时,如接地相金属性接地,接地相的相电压为0,另外未接地的两相的相电压将升高根号3倍,即由5.8kV升到10kV,这不仅威胁设备的绝缘,还可能由于绝缘击穿造成另一相接地,从而引发相间短路故障。
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