变压器中性线在三相四线制供电系统中的作用和保护
变压器中性线在三相四线制供电系统中的作用和保护
【摘要】变压器中性线在三相四线制系统中，特别当三相负荷不对称时，是保证三相负荷电压降对称的基本条件，其作用在于使三相四线制星形连接的不对称负载得到相等的相电压。当中性线断线后会造成负载因电压过低无法正常工作或因电压过高而烧毁，甚至危害人身安全，所以必须尽可能的保证三相四线低压供电系统中主干零线的安全可靠，在实际工作中为防止主干零线断线故障的发生，必须采取多种安全可靠的防护措施。
【关键词】三相四线制系统；中性线；断线；影响；作用；保护措施
在现有的低压配电系统中，供电方式广泛采用三相四线制供电系统。在三相四线制供电系统中，由于配电变压器二次侧中性点接地完好，中性线与三相线之间构成一个实用有效地整体，在三相负荷不对称系统中，中性线的存在是保证三相负荷电压降对称的基本条件。一根相线发生断线，只有该相负载供电中断，对负载的安全并不构成危害，但中性线断线，将发生中性点偏移现象，使得三相电压不能保持平衡，导致负荷侧各相电压较正常电压过高或过低，用电设备不能正常工作。目前低压系统中存在着大量不可预料的中性线断线事故。
影响低压三相四线制安全可靠供电的因素很多，其中中性线的断开是一个重要原因。中性线断线故障以导线接驳口因故障或过载烧断和意外机械刮断（因垂直布线时中性线设在最低位置而最易被刮断）居多。而近年来多次发生在城镇中偷窃导线的案件，也是中性线被偷盗最多。因三相四线垂直布线时中性线在最低位置，沿墙水平布置导线时，一般中性线在靠墙位置，因而中性线最易被剪断和偷盗，中性线对地电位很低，盗窃中性线也较盗窃相线不容易触电。因此研究中性线断开对供电产生的影响也是十分必要的。
1.中性线对电路运行的影响
设三相四线制Y形连接负荷如图1所示，三个图1三相四线制Y形连接图负荷阻抗分别为ZA、ZB、ZC，中性线的阻抗为ZN，根据节点电位法：NN’=（1）。
从向量关系可以得知N点和N’点不重合，这一现象称为中性点位移。在电源UAN、UBN、UCN对称情况下，对（1）式进行分析如下：
1.1三相负荷平衡时
此时ZA=ZB=ZC，，无论ZN为何值时，都由（1）式可得NN’=0，所以IN=0即中性线没有电流通过，此时中性线存在与否不影响负荷的工作状况。
1.2三相负荷不平衡，中性线未断开时
三相四线制概念
1．什么是三相五线制？ 在三相四线制制供电系统中，把零线的两个作用分开，即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式。三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线。三相五线制的接线方式如下图1所示。 图1 三相五线制接线示意图 该接线的特点是：工作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载，因而得到广泛的应用。在三相负载不完全平衡的运行情况下，工作零线N 是有电流通过且是带电的，而保护零线PE不带电，因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。 2．三相五线制与三相四线制的比较 （1）基本供电系统简介 常用的基本供电系统有（380V）三相三线制和（380/220V）三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会（IEC）对此作了统一规定，称为TT系统、TN 系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S系统。 TT式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地， TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。TN-C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示，即常用的三相四线制供电方式。TN-S式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，即常用的三相五线制供电方式。 IT方式供电系统，其中I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。第二个字母T 表示负载侧电气设备进行接地保护。IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处。 （2）三相四线制（TN-C）与三相五线制（TN-S）系统的比较
变压器保护毕业设计论文
摘要 变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中非常重要的元件。变压器的安全运行关系到整个电力系统供电的可靠性。随着变压器电压等级和容量的提高，变压器本身也越来越贵重。因此变压器保护显得尤为重要，如何能够快速准确的切除变压器故障，使损失降低到最小，同时又要保证有足够的可靠性，就成了变压器保护的主要问题。 本文就此问题对当前变压器出现的各种故障及相应的保护原理进行了简要分析，并在此基础上对变压器保护装置进行了简单设计。该设计的硬件部分以ATmega16为系统的核心，通过对温度、电压及电流进行数据采集并送入信号处理电路，从而准确地得到控制系统可以识别的数字信号。 该设计的软件部分介绍了三种A VR单片机的应用软件，并对系统的主要流程作出了说明，讲述了单片机如何对处理得到的数字信号进行监视、判断处理，及时对各种保护装置发出声光报警或跳闸信号，进而更好地提高变压器运行的安全性和可靠性，确实做好变压器保护工作。 关键字：变压器保护微机保护单片机差动保护
Applications of Single chip in Transformer Protection Abstract As the equipment contacts various voltage grade networks, the transformer is one of the important elements in the electrical power system. The transformer running whether in security has relation to the reliability of whole electrical power system. With transformer voltage grade and capacity increase year after year, the transformer more and more expensive. Thus transformer protects bulk more important. In order to reduce the losses to the minimum and ensure there is sufficient reliability, how to clear the transformer faults quickly and accurately becomes the main problem of transformer protection. On this issue, the paper gives a brief analysis to the faults of transformer and the corresponding protection principle. And on the basis of this, carry out a simple design of transformer protective device. The design of hardware takes ATmega16 as the core, collecting the temperature, voltage and current and sending to signal processing circuit to obtain the digital signal that control system can identify accurately. The design of software introduces three kinds of application software and shows the main flow chart of the system, explains how the SCM to monitor and judge the digital signals had handled, send sound and light alarm or tripping signal to the protective device promptly, which serves to improve the operation of the transformer safely and reliability better, really do a good job on transformer protection. Keywords:transformer protection microcomputer-based protection SCM differential protection
三相四线制配电系统-下载
三相四线制配电系统，适用于低电压用户。 三相说白了就是常说的三根火线，但是他们互相之间有个120度的角度差。 也就是说，在同一时间，三根火线上的电压，电流之和都等于零。 三相四线制配电，是由一般的供电变压器低压侧引出，变压器低压侧为星（Y）型接线，它一共有4根出线，每相的通过三个相同的负载后都要通过中性线（零线）回到变压器。 零线不带电。电路要畅通总得有电压高的和电压低的。这样才能从电压高的流向电压低的。零线0电压 没有零线可以 1，零线是单相电，电流回路线，电压通常是220伏，电流经过火线与零线之间的电器就作功了，没有作功的电就经过零线回电厂了。两根或三根火线也能组成回路，其电压就是380伏。 2，家庭用电是单相电，供电部门送来的是一根火线，一根零线，家里墙上插座的火线零线就是这么接过来的，另外还有个孔是接地线，以防电器漏电，也叫安全线 电压是两点之间的电势差，平时说的电压隐含了以大地为零电势面的前提。零线是三相供电制的相平衡（电势连）线，理论上对大地电压应是 0V，实际上相平衡不能时刻保证，所以零线会有微弱的电压。 为什么火线有电压而零线没有? 简单一点说，在两相电中不是电从火线流向零线的，而是在相互交替变化着来回的流，一秒钟变化50次，也就是我们说的频率是50赫兹，发电厂出来的电，其中一相输出的同时，进行接地连接，那么这一相就是零线了。而另一相则为火线，大地本身导电，两根线又是同相所以不存在电压差，因此也不会有电压。 远距离高压输电用三相三线制，三根都是火线，没有零线。到变压成我们用的380V或是220V工频电源时，在变电处将零线接地所以地线和零线在变压器处同点位，除非它的接地处发生故障，我们不应该感觉出零线带电。但由于大地的电阻比零线的大，所以当某处漏电时，就会发生零线带电的状况，还由于零线通过的电流比地线漏电流大的多，导致零线上的电压降低，使用户端零线电位与地不一致，也会造成零线带电。 现在我国是三相四线制，火线就是其中一个相线。零线就是中线，地线是保护线。
低压供电系统中三相四线制和三相五线制有何区别
低压供电系统中三相四线制和三相五线制有何区别 三相四线制就是动力负载和照明负载共用－根零线。三相五线是动力照明分开。 三相四线制:相线A、B、C，保护零线PEN，PEN线上有工作电流通过，PEN在进入用电建筑物处要做重复接地；三相五线制：相线A、B、C，零线N，保护接地线PE，N线有工作电流通过，PE线平时无电流（仅在出现对地漏电或短路时有故障电流）； 前者属于TN-C接地系统，后者属于TN-S接地系统。如今我国民用建筑的配电方式采用后者。 三相四线制分两种情况： TN-S：L1L2L3+PE（保护线）+N（中性线） TN-C：L1L2L3+PEN（二者合一） 三相五线制有一种情况： TN-C-S：L1L2L3+前半部PEN，后半部PE+N 具体如下： 低压系统接地制式按配电系统和电气设备接地的不同组合分类，可分为TN、TT、IT三种形式，其文字代号的意义如下： 1、第一个字母表示配电系统的对地关系： T：电源端有一点直接接地； I：电源端所有带电部分与地绝缘，或有一点经阻抗接地。 2、第二个字母表示电气装置的外露导电部分与地的关系： T：外露导电部分对地直接做电气连接，与配电系统的任何接地点无关； N：外露导电部分与配电系统的接地点直接做电气连接（在交流配电系统中，接地点通常就是中性点） 在TN系统中，所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的接地点相连接。这个接地点通常是配电系统的中性点。如果没有中性点（如配电变压器二次侧为三角形接线）或未引出中性点，可将变压器二次侧的一相接地，但该接地线不能用作PEN线。保护线应在每个变电所附近接地。配电系统引入建筑物时，保护线在其入口处接地。为了在故障时，保护线的电位尽量接近地电位，应尽可能将保护线与附近的有效接地极相连，如有必要，可增加接地点，并使其均匀分布。 根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-S及TN-C-S。 1、在TN-C系统中，保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。当发生接地故障时，故障电流大，可采用一般过电流保护电器切断电源，以保证安全。但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路，正常PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，这对敏感的电子设备不利。另外，PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸，因此，我国《爆炸危险环境电力设备设计规范》中明确规定：在1、10区爆炸危险环境中不能采用TN-C系统。同时由于PEN线在同一建筑物内往往相互有电气连接，当PEN线断线或相线直接与大地短路时，都将呈现相当高的对地故障电压，这时可能扩大事故范围。 2、在TN-S系统中，保护线与中性线分开，具有TN-C系统的优点，但价格较贵。由于正常情况下PE线不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的环境中。在民用建筑中，家用电器大都有单独接地极的插头，采用TN-S供电，既方便又安全。但TN-S系统仍不能解决相线对大地适中引起电压升高和对地故障电压的蔓延问题。 3、在TN-C-S系统中，PEN线自A点起分为保护线和中性线，分开以后，N线应对地绝缘。为了防止分开后的PE线与N线混淆，应按国标GB7947-87的规定，给PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标，给N线涂以浅蓝色色标。PEN自分开后，PE线与N线不能再合并，否则将丧失分开后形成的TN-S系统的特点。 TN-C-S是广泛采用的配电系统，在工矿企业中，对电位敏感的电气设备往往设置在线路未端，而线路前端大多数为固定设备，因此，到了线咱未端改为TN-S系统十分不利。在民用建筑中，电源线咱采用TN-C系统，进入建筑物内改为TN-S系统。这种系统，线路结构简单又能保证一定的安全水平。在电源侧的PEN线上难免有一定的电压降，但对工矿企业的固定设备及作为民用建筑的电源线都没有影响，PEN分开后即有专用的保护线，可以确保TN-S所具有的特点。
电力变压器保护毕业设计
毕业设计 设计题目电力变压器保护设计系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日
工程学院毕业设计任务书
工程学院毕业设计成绩表
摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算
ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system．Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment．Therefore．We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree． The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article．At the same time the massive specialized materials was consulted by me． It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers．And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay
变压器纵联差动保护
第四节变压器纵联差动保护 一、变压器纵联差动保护的原理 纵联差动保护是反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如下图所示。 为了保证纵联差动保护的正确工作，应使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，差回路电流为零。在保护范围内故障时，流入差回路的电流为短路点的短路电流的二次值，保护动作。应使 或 结论： 适当选择两侧电流互感器的变比。 纵联差动保护有较高的灵敏度。 二、变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡电流及减小不平衡电流的措施 在正常运行及保护范围外部短路稳态情况下流入纵联差动保护差回路中的电流叫稳态不平衡电流I bp。 1．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 思考：由于变压器常常采用Y,dll的接线方式, 因此, 其两侧电流的相位差30o。此时，如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，会有一个差电流流入继电器。如何消除这种不平衡电流的影响？
解决办法：通常都是将变压器星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形。 2．由两侧电流互感器的误差引起的不平衡电流 思考：变压器两侧电流互感器有电流误差△I，在正常运行及保护范围外部故障时流入差回路中的电流不为零，为什么？ 为什么在正常运行时，不平衡电流也很小？ 为什么当外部故障时，不平衡电流增大？ 原因：电流互感器的电流误差和其励磁电流的大小、二次负载的大小及励磁阻抗有关，而励磁阻抗又与铁芯特性和饱和程度有关。 当被保护变压器两侧电流互感器型号不同，变比不同，二次负载阻抗及短路电流倍数不同时都会使电流互感器励磁电流的差值增大。 减少这种不平衡电流影响的措施： （1）在选择互感器时，应选带有气隙的D级铁芯互感器，使之在短路时也不饱和。 （2）选大变比的电流互感器，可以降低短路电流倍数。 （3）在考虑二次回路的负载时，通常都以电流互感器的10％误差曲线为依据，进行导线截面校验，不平衡电流会更小。最大可能值为： 3．由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流 思考：两侧的电流互感器、变压器是不是一定满足 或的关系？ 原因：很难满足上述关系。 减少这种不平衡电流影响的措施： 利用平衡线圈W ph来消除此差电流的影响。 假设在区外故障时，如下图所示，则差动线圈中将流过电流（），由它所产生的磁势为W cd()。为了消除这个差动电流的影响，通常都是将平衡线圈W ph接入二次电流较小的一侧，应使 W cd()=W ph 4．带负荷调变压器的分接头产生的不平衡电流 思考：在电力系统中为什么采用带负荷调压的变压器会产生不平衡电流？
电气供电系统的分类
电气供电系统的分类 一、建筑工程供电系统 建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制，三相五线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会（ IEC ）对此作了统一规定，称为 TT 系统、 TN 系统、 IT 系统。其中TN 系统又分为 TN-C 、TN-S 、 TN-C-S 系统。下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。 TT 系统 TN-C 供电系统→ TN 系统→ TN-S IT 系统 TN-C-S （一）工程供电的基本方式 根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即 TT 、 TN 和 IT 系统，分述如下。 （ 1 ） TT 方式供电系统 TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图 1-1 所示。这种供电系统的特点如下。
1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。 2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此 TT 系统难以推广。 3 ） TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。 现在有的建筑单位是采用 TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量，如图 1-2 所示。 图中点画线框内是施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线（N）可以有电流，而专用保护线（PE）没有电流；③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。—— TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统 （ 2 ） TN 方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。它的特点如下。 1 ）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。 2 ） TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比 TT 系统优点多。 TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。
电力变压器继电保护设计
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
三相五线制和三相四线制比较
1.什么是三相五线制? 在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线方式如下图1 所示. 图1 三相五线制接线示意图 该接线的特点是:工作零线N与保护零线PE 除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接.由于该种接线能用于单相负载、没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载,因而得到广泛的应用.在三相负载不完全平衡的运行情况下,工作零线 N是有电流通过且是带电的,而保护零线 PE 不带电,因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位. 2.三相五线制与三相四线制的比较 (1)基本供电系统简介常用的基本供电系统有(380V)三相三线制和(380/220V)三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格.国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT 系统、TN系统、IT 系统.其中TN 系统又分为TN-C、TN-S 系统. TT 式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称TT 系统.第一个符号T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T 表示负载设备金属外壳和正常不带电的金属部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关.在TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地。 TN 方式供电系统是将电气设备的金属外壳和正常不带电的金属部分与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示.TN-C 方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE 表示,即常用的三相四线制供电方式.TN-S 式供电系统是把工作零线N 和专用保护线PE 严格分开的供电系统,称作TN-S 供电系统,即常用的三相五线制供电方式. IT 方式供电系统,其中I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地.第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护.IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好.一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如连续生产装置、大医院的手术室、地下矿井等处. (2)三相四线制(TN-C)与三相五线制(TN-S)系统的比较 在三相四线制供电方式中,由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利. 在零线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的. 采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线 N 和保护零线 PE 是分别敷设的,工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上,这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在"地"电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患. 发电机中,三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点,引出线称为中线(在单相供电中称为零线);另
电力变压器差动保护原理与研究
变压器差动保护的基本原理 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。 变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 1）励磁涌流 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同
某电力变压器继电保护设计(继电保护)
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
三相三线制与三相四线制
三相三线制 三相三线制（three-phase three-wire system ）不引出中性线的星型接法和三角形接法。电力系统高压架空线路一般采用三相三线制，三条线路分别代表a，b，c 三相，我们 在野外看到的输电线路，一回即有三根线（即三相），三根线可能水平排列，也可能是三角 形排列的；对每一相可能是单独的一根线（一般为钢芯铝绞线），也有可能是分裂线（电压 等级很高的架空线路中，为了减小电晕损耗和线路电抗，采用分裂导线，多根线组成一相线， 一般2-4 分裂，在特高压交直流工程中可能用到6-8 分裂），没有中性线，故称三相三线制。 三相交流发电机的三个定子绕组的末端联结在一起，从三个绕组的始端引出三根火线 向外供电、没有中线的三相制叫三相三线制。 电晕：曲率半径小的导体电极对空气放电，便产生了电晕。 （电晕产生热效应和臭氧、氮的氧化物，使线圈内局部温度升高，导致胶粘剂变 质、碳化，股线绝缘和云母变白，进而使股线松散、短路，绝缘老化。） 三相四线制 概述 在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中 三相四线制 三条线路分别代表A,B,C 三相，另一条是中性线N（如果该回路电源侧的中性点接地，则中性线也称为零线，如果不接地，则从严格意义上来说，中性线不能称为零线）。在进入 用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情 况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路。而三相系统中，三相平衡时，中性线（零线）是无电流的，故称三相四线制；在380V 低压配电网中为了从380V 线间电压中获得220V 相间电压而设N 线，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。
三相五线制供电方式
三相五线制供电方式 一、概述 在三相四线制制供电系统中，把零干线的两个作用分开，即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线 (该接线的是: 工 作零线N与保护零线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。由于该种接线能用于单相负载，没有中性点引出的三相负载和有中性点引出的三相负载,因而得到广泛的应用。在三相负载不完全平衡的运行情况下，工作零线N是有电流通过且是带电的，而保护零线PE不带电，因而该供电方式的接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。 二、三相五线制供电的原理 众所周知，在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压电网，由于环境恶化，导线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，这对安全运行十分不利。在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压，这是不允许的。如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处
在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。 三、对三相五线制敷设的要求 (1) 在用绝缘导线布线时，保护零线应用黄绿双色线，工作零线一般用黑色线。沿墙垂直布线时，保护零线设在最下端，水平布线时，保护零线在靠墙端。 (2) 在电力变压器处，工作零线从变压器中性瓷套管上引出，保护零线从接地体的引出线引出。 (3) 重复接地按要求一律接在保护零线上，禁止在工作零线上重复接地。 (4) 采用低压电缆供电时应选用五芯低压电力电缆。 (5) 在终端用电处(如闸板、插座、墙上配电盘等)工作零线和保护零线一定分别与零干线相连接。 (6) 对老企业的改造应逐步实行保护零线和工作零线分开的办法。例如在车间入户时零干线做重复接地，重复接地以后工作零线单独敷设，保护零线由此重复接地体引出；使用四极漏电保护断路器的，在断路器前是三相四线制，在断路器后改为三相五线制; 在架空线路供电又实行动力电和照明电分开架设的(两棚线)，可以用随照明线横担架设的零线为工作零线，随动力线横担架设的零线做保护零线。 四、三相五线制供电的应用范围 凡是采用保护接零的低压供电系统，均是三相五线制供电的应用
变压器差的动保护原理(详细)
变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2” I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障；
四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为 例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下： 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法， 施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之
某电力变压器继电保护设计说明书
1 引言 电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。应根据审定的电力系统设计原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保护和安全自动装置设计。 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电流整定计算是重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。
2 继电保护的相关知识 2.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 2.2 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 2.3 继电保护基本原理 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护。 2.4 对继电保护装置的要求 继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。 （1）选择性 选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。 （2）速动性 速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。（3）灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情
详解三相四线制系统中零线的重要作用
三相四线制系统中零线的重要作用 在低压供电系统中，大多数采用三相四线制方式供电，因为这种方式能够提供两种不同的电压——线电压(380V)和相电压(220V)，可以适应用户不同的需要。 在三相四线制系统中，如果三相负载是完全对称的(阻抗的性质和大小完全相同，即阻抗三角形是全等三角形)，则零线可有可无，例如三相异步电动机，三相绕组完全对称，连接成星形后，即使没有零线，三相绕组也能得到三相对称的电压，电动机能照常工作。但是对于宅楼、学校、机关和商场等以单相负荷为主的用户来说，零线就起着举足轻重的作用了。尽管这些地方在设计、安装供电线路时都尽可能使三相负荷接近平衡，但是这种平衡只是相对的，不平衡则是绝对的，而且每时每刻都在变化。在这种情况下，如果零线中断了，三相负荷中性点电位就要发生位移了。中性点电位位移的直接后果就是三相电压不平衡了，有的相电压可能大大超过电器的额定电压(在极端情况下会接近380V)，轻则烧毁电器，重则引起火灾等重大事故；而有的相电压大大低于电器的额定电压(在极端情况下会接近0V)，轻则使电器无法工作，重则也会烧毁电器(因为电压过低，空调、冰箱和洗衣机等设备中的电动机无法起动，时间长了也会烧毁)。由于三相负荷是随机变化的，所以电压不平衡的情况也是随机变化的。 对于没有零线时中性点电位发生位移这个问题，很多同学甚至一些电工无法理解，而理论计算又涉及到较深的电工基础知识（如电动势和阻抗的复数表示法以及复数的四则运算等)，特别是当负载不是纯电阻时，计算相当繁琐，学生也难以弄懂，在大多数情况下也没有必要去计算。下面仅举个特例来帮助同学们理解没有零线时各相负载两端电压的变化。 现在我们假定某住宅楼为三层，三相电源分别送入一楼、二楼和三楼住户。