在电力系统中接地分TN

第一篇：在电力系统中接地分TN

在电力系统中接地分TN-C和TT与,NT有什么不同

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。）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。）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。）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，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③ TT

系统适用于接地保护占很分散的地方。

（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。）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。）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。

（3）TN-C 方式供电系统 它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，如图 1-3 所示。这种供电系统的特点如下。）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属

外壳有一定的电压。）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。）TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。）TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。

（4）TN-S 方式供电系统 它是把工作零线 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，如图 1-4 所示，TN-S 供电系统的特点如下。

1）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。）工作零线只用作单相照明负载回路。）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。）TN-S 方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用 TN-S 方式供电系统。

（5）TN-C-S 方式供电系统 在建筑施工临时供电中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线，如图 1-5、1-6 所示。这种系统称为 TN-C-S 供电系统。TN-C-S 系统的特点如下。

图 1-5 TN-C-S 方式供电系统 1-6 工地总配电箱分出 PE 线）工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，如图 1-5ND 这段线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。D 点至后面 PE 线上没有电流，即该段导线上没有电压降，因此，TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度。负载越不平衡，ND 线又很长时，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地，如额头 1-6 所示。）PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳

闸造成大范围停电。）对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联，PE 线上不许安装开关和熔断器，也不得用大顾兼作 PE 线。

通过上述分析，TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。

（6）IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电

气设备进行接地保护，如图 1-7 所示。

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，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。从图 1-8 可见，在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。

（二）供电线路符号小结）国际电工委员会（IEC）规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。如 T 表示是中性点直接接地； I 表示所有带电部分绝缘。）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如 T 表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系； N 表示负载采用接零保护。）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如 C 表示工作零线与保护线是合一的，如 TN-C ；

S 表示工作零线与保护线是严格分开的，所以 PE 线称为专用保护线，如 TN-S。

也就是说，接地保护形式分为三种：TN系统；TT系统；IT系统。一 TN系统中性点直接接地，并引出有中性线。保护线或保护中性线（顾名思义，中性线和地线合为了一体）属于三相四线制系统，系统有个特点就是，设备不单独接地，只系统接地，分为TN--C、TN--S和TN--C--S 三种。(a)TN--C 系统：整个系统的中性导体和保护导体是合一的(b)（b）TN--S系统：整个系统的中性导体和保护导体是分开的（c)TN--C--S系统：系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的

二 TT 系统也属于三相四线制系统，但除了系统接地外，用电设备分别单独接地。

三 IT 系统是中性点不接地或经1kΩ阻抗接地，其他用电设备单独接地，通常不引出N线。

第二篇：继电保护在电力系统中的重要性

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随着电力系统的高速发展，电网规模日益壮大，电力系统网络结构更显复杂，提高电力系统的安全运行水平尤为重要。继电保护是确保电力系统安全可靠运行的重要装置，保护装置动作的正确性将直接影响整个系统的安全稳定运行，稍有不慎就会导致事故的发生，只有 对继电保护装置进行定期检验和维护，按时检巡其运行状况，及时发现故障并做好处理，才能保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。继电保护装置是关系到电网安全稳定运行的重要设备,是电力系统不可缺少的重要组成部分,是电网安全稳定运行的第三道防线。

一、什么是继电保护

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，所以也称继电保护。基本任务是：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。

二、基本原理

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

(1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

(2)电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

(3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压 间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为 20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为 60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相 位角则是 180°+(60°～85°)。

(4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电 压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短 路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。

利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

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此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护。

三、继电保护重要性的体现

1、对继电保护的基本要求、继电保护装置必须具备以下 5 项基 本性能:(1)、安全性.在不该动作时,不发生误动作.(2)、可靠性.在该动作时,不发生拒动作.(3)、快速性.能以最短时限将故障或异常消除.(4)、选择性.在可能的最小区间切除故障,保证最大限度地向 无故障部分继续供电.(5)、灵敏性.反映故障的能力,通常以灵敏系数表示.选择继电 保护方案时,除设置需满足以上 5 项基本性能外,还应注意其经济性.即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费,还必须考虑因装置不完善 而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失.2、随着电力系统容量日益增大,范围越来越广,仅设置系统各元 件的继电保护装置,远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严 重事故.为此必须从电力系统全局出发,研究故障元件被相应继电保 护装置的动作切除后,系统将呈现何种工况,系统失去稳定时将出现 何种特征,如何尽快恢复其正常运行等.系统保护的任务就是当大电 力系统正常运行被破坏时,尽可能将其影响范围限制到最小,负荷停 电时间减到最短.此外,机、炉、电任一部分的故障均影响电能的安全 生产,特别是大机组和大电力系统的相互影响和协调正成为电能安全 生产的重大课题.因此,系统的继电保护和安全自动装置的配置方案 应考虑机、炉等设备的承变能力,机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要.为了巨型发电机组的安全,不 仅应有完善的继电保护,还应研究、推广故障预测技术.3、电力规程规定：任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不 允许在无继电保护的状态下运行。所有运行设备都必须有两套交、直 流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置 进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能有 另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要 求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都有不同的熔断器 供电。可见，虽然继电保护不是电力系统的一次设备，但在保证一次 设备安全运行方面担负着不可或缺的重要角色。

4、继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力 系统的安全经济运行,防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性,电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局 部电网和设备事故,而得不到有效控制,就会造成对电网稳定的破坏 和大面积停电事故。现代化大电网对继电保护的依赖性更强,对其动 作正确率的要求更高

5、提高继电保护可靠性的措施应注意以下几点:

(1)、保护装置在制造过程中要把好质量关,提高装置整体质量水平,选用故障率低、寿命长的元器件,不让不合格的劣质元件混进其 中。同时在设备选型时要尽可能的选择质量好,售后服务好的厂家。

(2)、晶体管保护装置设计中应考虑安装在与高压室隔离的房内, 免遭高压大电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。同时要防止

环境对晶体管造成的污染,有条件的情况下要装设空调。电磁型、机 电型继电器外壳与底座

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间要加胶垫密封,防止灰尘和有害气体侵入。

(3)、继电保护专业技术人员在整定计算中要增强责任心。计算 时要从整个网络通盘考虑,认真分析,使各级保护整定值准确,上下级 保护整定值匹配合理。

(4)、加强对保护装置的运行维护与故障处理能力并进行定期检 验,制定出反事故措施,提高保护装置的可靠性。

(5)、从保证电力系统动态稳定性方面考虑,要求继电保护系统具 备快速切除故障的能力。为此重要的输电线路或设备的主保护采用多 重化设施,需要有两套主保护并列运行。

(6)、为了使保护装置在发生故障时有选择性动作,避免无选择性 动作,在保护装置设计、整定计算方面应考虑周全、元器件配合合理、才能提高保护装置动作的可靠性。

6、鉴于继电保护的重要性,对其定期进行预防性试验是完全必要 的,决不能只是在出现不正确动作后再去分析和修复。继电保护定期 检修的根本目的应是 “确保整个继电保护系统处在完好状态,能够 保证动作的安全性和可靠性”。因此,原则上定检项目应与新安装项 目有明显区别,只进行少量针对性试验即可。应将注意力集中在对保 护动作的安全性和可靠性有重大影响的项目上,避免为检修而检修, 以获取保护定期检验投资效益的最大回报。

继电保护发展至今,经历了四个发展阶段: 传统的继电器式继电 保护;半导体晶体管式继电保护;集成电路继电保护;微机保护。

通过继电保护的发展过程可以看出，继电保护随着时代的变迁、科技的进步一同在发展。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电 保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势 是计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智 能化，这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔 天地。

总之，继电保护必将随着各种技术的进步和发展呈现更新的特 征，也将获得更广泛的应用。

第三篇：Gis在电力系统中的应用

GIS在电力系统中的应用

GIS的简介和功能

GIS即地理信息系统(GIS, Geographic Information System)是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。地图制作和地理分析已不是新鲜事，但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且，在GIS技术出现之前，只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。

一、GIS特点

1、开放性

具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。GIS技术支持多种数据库管理系统，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库；运行多种编程语言和开发工具；支持各类操作系统平台；为各应用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口；可嵌入非专用编程环境。

2、先进性

GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。系统设计采用目前最新技术，支持远程数据和图纸查询，利用系统提供的强大图表输出功能，可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。系统具备完善的测量工具，现场勘查数据，线路杆塔等设备的初步设计，并可直接进行线路设备迁移与相关计算等，实现线路辅助设计与设备档案修改。具有线路的方位或区域分析判断功能，为用户提供可靠的辅助决策，综合统计分析，为管理决策人员提供依据。特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。地图精度高，省级地图的比例尺达到1：10000或1：5000，市级地图比例尺达到1：1000或1：500，地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。

3、发展性

具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过程中，考虑系统成功后进一步发展，包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。开发工具一般采用J2EE、XML等。

二、电力GIS特点

电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点：

1、电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性，需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。

2、电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的统一管理和多层保护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。

3、电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。

4、电力GIS的单机工作站方式已经落后，且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的应用和开发上整合信息，实现资源共享。

5、电力GIS具备安全保护的特点，电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源，是国家安全的信息。

三、GIS在电力行业的应用

1、面向对象的数据建模，具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。分层建立各种数据模型，并建立各层的连接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。

2、支持多种图形处理与管理，实现数据的多层映射，多维空间映射，提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数，标尺准确，高精确度杆塔位置，按用户需要自动生成专用地图。

3、数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描述，其目的是能对电网实现快速查询，及时掌握电网运行状态，快速诊断电网故障，提高处理事故能力，保证电网运行质量以及提高用户服务质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算；根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息，对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。

4、电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。支持多种管理应用系统的连接，其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期实行全过程跟踪，包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。

5、电力GIS对信息库进行安全保护，制定管理与使用的安全保密措施和机制，包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑，并严格实施，对应用系统的数据实现多层安全保护，设置用户权限以保证系统资源共享下的安全，使系统能在可靠安全的环境下运行。

电力系统所管辖的电网线路和设施分布在广阔的地域上，因此就很需要有GIS来为其所用。电力信息系统与其它信息系统不同之处在于它需要在数据库中记录地理信息，而且有两种类型的地理信息：电力设施的详细位置信息和设施之间的空间关系信息。

GIS系统是通过GIS技术对电力系统基础数据进行计算机管理，能够在地理背景图上管理配电网图形资料和非图形参数，真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置、对所属电力用户的供电方式等各种信息，并结合DMS中实时控制和离线应用，在地理背景图上显示电力系统实际运行状况。

通过GIS软件技术对配电网基础数据进行计算机管理，把GIS系统中实时控制和离线应用有机结合，形成一个具有空间概念（地理环境信息）和基础信息（电网资料和用户资料）的分层管理数据库，既能方便地进行查询和管理，为配电网运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型，又为GIS系统提供基础数据库平台，支持系统许多应用软件的开发和其他功能的实现，如故障投诉管理、配网工作（设计、施工和检修）管理、用电营业管理系统等。

电力客户服务中心系统“95598”，用于处理用电客户进行故障报修、投诉举报、咨询登记、信息查询等业务，对于用户来说，更多的是进行用户用电的故障报修，信息员可以根据用户提供的地点，从GIS系统中通过相关操作查询与之相对应的用户杆号，然后通过座席系统Agent下发派工单到配电抢修班或其他相关部门，指挥抢修车辆达到现场进行维修，再由抢修相关人员将现场故障情况及处理结果及时反馈给客户服务中心。

配电GIS与电力客户服务中心系统“95598”相结合，可以快速、准确的根据用户的故障投诉电话判断发生故障的地点、抢修队伍目前所处位置、及时派出抢修人员，缩短停电时间。近几年，电力系统相继开发建设了一大批GIS应用系统。如大连供电公司配电地理信息系统，长春供电公司用电GIS综合管理系统，南昌供电局SCZDA/AM/FM/GIS自动化主站系统，贵阳南区供电局配网地理系统，甘肃送变电工程公司输电管理地理信息系统等。下面介绍在系统运行管理方面

GIS在电力系统运行管理方面的应用

1、北京供电公司配电生产管理信息系统自2002年1月在北京供电公司、海淀、朝阳、丰台、石景山供电分公司和电缆管理处等单位安装以来，运行稳定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省电力公司和山西晋城供电分公司2002年12月开始实施的“基于空间信息的电网综合管理系统”实现了山西电网的全面统一管理。

3、江苏省电力公司信息中心，积极推进电力GIS的应用和研究，把输电管理系统、调度管理信息系统、客户服务系统建立在GIS平台上。

4、上海沪西供电所通过电力GIS搭建数字电网实时系统，监控辖区内150万用户的用电状态，改革供电服务业务方式，通过GPS卫星定位系统准确定位，对电力线路实施维护。从电力输电预警系统分析线路运行故障，向班组发布抢修指令。利用GIS系统输出出事现场电路设备信息和接线分布图，为抢修车赶赴现场的工程人员提供准确的设备和线路信息。

GIS为电力信息化建设做出了巨大贡献，对电力行业的发展起到了积极促进作用，但同时应当看到我国电力GIS与国外先进水平还有很大差距。美国在20世纪90年代初就提出了“数字地球”的概念，而我国的地理信息系统才刚刚发展几年。相信我国电力GIS的应用空间和应用深度还很大，相信通过我们的努力会将电力GIS的水平提高到一个新的高度，电力GIS在不久的将来会到达光辉的顶点。参考文献：

1.《大连供电公司配电地理信息系统-查询版操作手册》，深圳市雅都软件股份有限公司，2004年9月出版

2.《配电GIS户外数据采集系统的建设与思考》，袁晨 赵晓纯，2006年12月发表

3.《手持GPS在配网地理信息系统的应用》，农村电气化，2007年第4期

作者介绍：

第四篇：10kv电力系统配电设备的接地网设计

10kV电力系统配电设备的接地网设计

摘要：我国10kV电力系统配电设备的接地网设计直接关系到电力系统的安全性与稳定性，对保障供配电系统的持续稳定运行至关重要。尤其是随着电力系统设备的逐渐复杂化，对接地网设计的要求越来越高，许多新的设计理念与技术措施陆续涌现。在这种情况下，探讨如何做好10kV电力系统配电设备的接地网设计，具有积极的实际意义，本文将对10kV电力系统配电设备接地网设计的相关内容展开论述，以期为有关工作提供参考和借鉴。关键词：10kV；电力系统；配电设备；接地网设计

随着社会经济的发展，人们生产生活对于电能源的依赖性在逐渐的增强，而10KV电力系统配电设备作为与用电终端相连的设备，它的稳定性和安全性成为了供电保证最为重要的条件，配电设备的接地网设计对用电质量的影响很大，并且直接关系到用电系统的安全运行。1接地网设计概述

接地网作为维护电力系统持续稳定运行，确保配电设备与运行人员安全的重要措施，需要我们在电力系统设计施工中予以重视。接地网连接配电设备接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地以及维护检修临时接地等各个部分，一旦接地网设计不合理，将可能导致接地网电位分布不均的情况，甚至造成设备与电缆绝缘损坏。

接地网作为一种隐性工程往往得不到足够的重视，在实际工作中通常仅关注接地电阻测量结果，而非整个接地网设计的科学性与合理性。近年来由于电力系统的发展促使经地网流散电流不断增大，接地网设计的缺陷所引起的事故时有发生，不仅严重威胁到相关人员与设备的安全，而且给企业带来恶劣的社会影响和经济损失。因此，我们需要从强化接地网安全性设计入手，重视接地网设计的各个环节，以妥善解决和避免出现接地系统故障问题。2接地网设计内容及原则

2.1 接地网设计相关内容

首先，需要确定接地网入地电流。一方面，在计算接地网入地电流时需要充分考虑电力系统未来的发展，另一方面，故障电流经过会在接地电阻产生压降使电位升高，由于地电位升高受二次电缆与二次设备交流绝缘耐压值影响，因此要考虑二次电缆芯线上产生的感应电位。

其次，需要调研接地网处的土壤地质情况，了解接地网区域的土壤电阻率。一般是通过

钻孔来掌握土壤均匀情况和测量土壤电阻率，使用物探法勘探地质结构可得到电阻率分布图，还需要现场测试钢等金属在当前土壤环境下的腐蚀速率，以便于为接地网导体的材料选择和设计提供准确的依据。

第三，需要合理确定接地网面积，增加接地网面积可有效降低接地电阻，其效果好于增加接地网导体。因此在确定接地网面积时，需要先考虑系统所处的位置情况，将电力系统的相关设施均包括在内，将接地网设计为矩形或方形形状。

第四，接地电阻的确定。《电力设备接地设计技术规程》对电力系统接地网的接地电阻有明确具体的要求，通常≤0.5Ω，如果所处区域土壤电阻率较高，接地电阻要满足规定要求的技术经济性不合理，可允许接地电阻≤5Ω，但需要采取电位隔离、均压等措施来确保接触电位差等满足要求，并测绘电位分布曲线。

第五，合理确定接地导体尺寸。要根据故障电流大小来确定接地导体的具体尺寸，例如主要配电设备的接地导体尺寸应稍大，接地导体长度也应符合一定要求，以确保接触电压在安全容许值内。由于跨步电压一般小于接触电压，因此通常接地导体的长度计算以接触电压为依据，而且转移电势的限制难度较大，故多不以转移电流来进行计算。确定接地导体长度和间距后，便可对接地网进行整体的布置，由于可以认为电流经管道等设施入地，通常接地网导体的长度计算还要考虑深埋管道或是金属材质的基础桩等设施，确保总体的导体长度和尺寸合理。

2.2 接地网设计原则

首先，为尽量降低接地网的接地电阻，可将地基钢筋等金属接地体纳入接地网系统内，保证通流容量在容许值内，接地网导体的分流效果满足设计要求。

其次，为了避免电流过于集中，可基于自然接地物再以人工接地体作辅助补充，形成连续接地导体回环，从而控制接地网区域的高电位。并在回环内沿着设备布置方向设置平行接地导体，缩短设备的接地连接。

第三，埋深通常在0.5m-1.0m，而间距保持在10.0m-15.0m，接地导体一般选择圆镀锌钢材质，需确保水平接地导体搭接可靠，而垂直接地极可设置在主要配电设备处或避雷器附近，尤其是在高电阻率土壤条件下设置长垂直接地极效果很好。接地方式的选择与设计

在接地网的接地方式中，主要包括中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经低电阻接地方式和中性点直接接地方式等。其中中性点不接地方式的优势在于发生单相接地故障时线电压不变，因此三项设备可维持正常运行，缺点在于可能产生异常过电压，而且在10kV配电网中需要每相对地电容值≤0.04μF方可确保人身直接触及网络不致伤亡，但实际上这一数值是难以实现的，漏电接地保护仅能防护间接接触而无法防护直接接触的安全。中性点经消弧线圈接地方式的运行可靠性在所有接地方式中最高，发生瞬间故障时可自动熄弧，故障点对地电位低，单相接地异常过电压小于2.8倍相电压，且残流过零后故障相电压的幅值和恢复时间得到限制，有效的避免了接地电弧重燃，可在欠补偿、全补偿和过补偿状态下良好运行，不发生串联谐振过电压，并且运行管理简单，是最适合10kV电力系统配电设备接地网选择的一种接地方式。中性点经低电阻接地方式的继电保护简单，系统运行维护也十分简单，而且单相接地异常过电压不大于2.5倍相电压，但综合投资较高，供电可靠性较低，还可能严重干扰通信设备，且故障点对地电位高，容易导致安全事故。中性点直接接地方式投资省，单相接地故障情况下其他相电压升幅最低，但对通信设备的干扰严重，单相接地电流大。

因此，在10kV中压配网中消弧线圈接地形式的使用最为广泛，当单相接地电容电流超过了允许值10A时，所有的中性点接地都可以使用这种方法来解决。但是如果电流超过150A时，电流中的谐波电流分量和有功电流分量可能大于10A，这就使消弧线圈接地不能对那部分电流进行补偿，可使用经低电阻接地运行方式。我们在进行设计的过程中要将消弧线圈的补偿作用充分发挥，将节点电流的数值降到最小，这样就算有残余电流通过，接地电弧也可以自动熄灭.我们通过调节电感参数可以使消弧线圈完成以下运行；在全补偿状态下，电流和系统的电容电流处于对等的关系，这时消弧线圈在接地过程中故障线路的电流等于故障残余电流和电容电流之差，同时电流值不断缩小，使接地保护的灵敏性不断降低，这样就会形成铁磁谐振，需要加装消谐装置。当配电网在运行过程中发生改变，需要及时对消弧线圈进行调整，并且合理补偿将补偿时间缩到最短。

结束语

本文分析论述了10kV电力系统配电设备的接地网设计内容和基本原则，并对接地方式的选择与设计进行详细分析，介绍了不同接地方式的优缺点，认为经消弧线圈接地方式最适用于10kV配电网，且当设备的单项电流小于10A的情况下可采取中性点不接地的方式，电流超过150A时建议使用经低电阻接地运行方式。这些情况说明进行接地网设计时要全面考虑众多因素，对不同接地方式进行选择，以获取最为合理的设计方案。未来我们在接地网设计中，还需要努力向资源节约型、环境友好型的方向努力，建设绿色接地网，以更好的保障安全性、经济性、环保性，满足社会经济发展对电力事业发展的要求。

参考文献

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第五篇：关于光纤通讯在电力系统中的应用

光纤通讯技术在电力系统中的应用

【摘 要】随着经济的不断发展，各行各业对电力的需求越来越大，要求电力系统不断应用新材料、新技术，提高服务质量。光纤通信具有电绝缘性能高、抗干扰能力强、容量大、传输质量高等优点，提高了电力通信能力，成为电力系统的重要技术和信息的主要运输方式。

【关键词】光纤通讯技术；电力系统；应用

电力通信承载着数据、语音、宽带、IP 等常规业务，是电力系统重要而关键的组成部分。电力通信的安全保障与工作效率的提升对整个电信系统的高效、安全运行起着重要的作用。在电力系统中应用光纤通信技术，就可以实现系统的高效、安全和稳定运行。而且，随着光纤通信技术的不断进步，能够促进电信通信行业的快速发展。

1光纤通讯技术

光纤通讯技术是光导纤维通讯技术的简称，就是利用光导纤维传输信号、实现信息传递的一种通信方式。光纤由纤芯、包层和涂层组成，内芯非常细，包层对纤芯起保护作用，涂层的作用就是增加光纤的韧性，达到保护光纤的目的。光纤通讯传输的介质是光纤，在电力信息传输过程中，系统中所采用的光纤不是单独的一根，而是由许多单根光纤组合在一起，完成信息的传递。从技术上分析，光纤通讯技术主要包括以下几个过程：

（1）发射信号。就是使用特定波长的激光器并采用密集波分复用技术发射信号的过程。在这个过程中，要求有足够大的带宽，能够保证光源输出波长的相对稳定，从而避免了浪费，降低了运行成本。

（2）合波。在信号传输之前，使用波分复用器对信号进行结合，这一过程主要包括输入波导过程、耦合波导过程、阵列波导过程以及最后的输出波导过程。

（3）放大信号。就是应用专用设备对信号进行放大。通过放大的信号，便于传输，便于接收，有利于整个光纤传输系统灵活、高效和稳定运行。

（4）分离有效信号。就是按照有效原则，对原来合成一组的光信号进行精确分离的过程。经过分离后的信号，分别与相对应的耦合器进行耦合。

（5）接受有效信号。有效信号经过解复用过程，再经过滤波器，然后传送到接收器中，完成一级传输，并根据实际情况进行下一级传输。

2光纤通讯技术用于电力系统的优点

相对于其他材料和技术，光纤用于电力系统的通信有明显的技术优势：

（1）通信容量大。相对于电缆或铜线，光纤有较大的传输带宽，光纤通信的容量要比微波通信大几十倍，光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。电力系统的信息传输具有单个信息量小、总数据量大的特点，而且对信息传输的准确性要求较高。采用光纤通讯技术可以实现每一路信号都由特定的波长进行传送，大大提升了传输的准确性。光纤通信具有的这种容量大和传输距离远等优势是其它传输介质所不能企及的。

（2）损耗低，中继距离长。在电力通信系统应用中，应用的光纤通常为石英光纤。石英光纤的传输损耗小，比其它任何传输介质的损耗都低。从中继距离来比较，由石英光纤组成的光纤通信系统比其他介质构成的系统要长得多。

（3）保密性能好，抗电磁干扰能力强。石英制成的光纤不易被腐蚀，绝缘性好，对电磁干扰有较强的免疫力，也不受其他人为释放的电磁的干扰。在实际应用中，光纤往往与高压输电线路平行架设，与电力导体进行复合构成复合光缆，石英光纤能够避免线路之间的干扰，能够实现信号的保真。同时，石英是一种绝缘介质，交变电磁波在石英光纤中既不会产生感生波动电压，也不会产生与传输信号无关的其他噪声。

（4）光纤直径纤细、质地柔软。光纤的芯径极细，由多芯光纤组成的光缆直径小，采用这种光纤作为传输信道，占用空间小，解决了地下传输管道难于铺设的问题，节约了施工成本。而且，光纤重量轻，柔韧性好，在飞机、火箭、人造卫星和宇宙飞船等特殊领域有着广泛的应用。

（5）保密性能好。信息是共享的，但同时也是需要保密的。这不仅仅是电力通信的需要，更是个人信息安全保证的需要。采用光纤通讯技术，能够保证每一组信号都用专有的频率和波段进行传送，有较好的保密效果。

（6）原材料资源丰富。用于生产光纤的原材料资源比较丰富，生产成本低，而且光纤具有温度稳定性好、寿命长等特点，因此，成为各个行业、各个系统广泛应用的优质材料。

3电力通信系统中常用光纤的特点和应用

在电力通信系统中，最常用的光纤有光纤复合地线、光纤复合相线和自承式光缆等。

（1）光纤复合地线。含有一定光纤单元的地线称作光纤复合地线。这种光纤单元具有地线的作用，可以防止输电线路发生雷击现象，使用起来安全可靠。而且还具有光纤的优点，能够利用地线中的光纤传输信息，在使用过程中不需要特别的维护，比较适用旧电路的改造和新线路的建设。

（2）光纤复合地线。光纤复合地线就是将光纤单元复合在输电线路的一种电力光缆，有效解决了架空线路的受限问题，充分利用了电力系统的线路资源，节约了电能和资源。

（3）自承式光缆。自承式光缆分为金属自承式和全介质自承式两种。金属自承式光缆结构简单、生产成本低，在实际应用中不需要考虑热容量和短路电流等因素。全介质自承式光缆直径小、质量轻，绝缘性能强，具有稳定的光学性能，特别是在事故状态下能够减少停电造成的损失。

4光纤通讯技术在电力系统应用中的发展前景

电力系统光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，光纤通信在保障着电力系统安全、稳定运行，满足人民生产和生活方面起到了积极作用，受到了人们的普遍欢迎。总体而言，光纤通讯技术在电力系统中的应用越来越广泛，并朝着超高速、超大容量、超长距离传输的方向发展，提高了光纤传输的承载能力和系统的处理速度。

（1）新型光纤的使用。随着经济和社会的不断发展，传统的单模光纤已经不能满足长距离、高质量的信号传输了，迫切需要研发功能强、质量高、安全性能好的新型光纤。当前，随着干线网、城域网的建设和发展，两种新型光纤得到了广泛认可：①非零色散光纤，它是一种经过改进的色散位移光纤，综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性，是新一代光纤通信系统的最佳传输介质。②无水吸收峰光纤。这两种光纤都能实现低损耗、低色散传输，传输容量能够实现几百倍、几千倍甚至上万倍的增长，可以带来巨大的经济效益。

（2）光复用技术。光复用技术是光纤通信技术应用中最活跃的一个领域，它的技术应用和技术进步极大地推动了光纤通信事业的发展。为进一步提高光纤的利用率，人们采用了各种光的复用方法，其中最重要的是波分复用、频分复用和码分复用技术。①波分复用技术。波分复用技术就是在一根光纤上同时传送多个不同波长的光载波，提高了光纤的传输能力，有较强的方便性和灵活性。同时，还可以利用不同波长沿不同方向传输来实现单根光纤的双向传输。②频分复用技术。当相邻两峰值波长间隔小于 1nm 时，称为光频分复用系统。它的光载波间隔非常密，一般用于大容量高速通信系统或分配式网络系统。传统的频分复用系统器件如合波器、分波器等技术已很难对光载波进行区分，要求用分辨力更高的技术来选取各个光载波。目前，采用的主要有可调谐的光滤波器和相干光通信技术等。③光码分复用技术。光码分复用技术通过直接光编码和光解码，实现光信道的复用和信号交换。这种技术较好地解决移动通信中抗多径衰落、抗干扰问题，提高了网络的容量，改善了系统性能，增强了系统的保密性和网络的灵活性。

（3）光联网的应用与发展。光联网有效改善了传统联网中存在的不足和弊端，不仅实现了超大容量的光网络，增加了网络的范围和节点数，而且还增强了网络的透明度，使不同系统、不同信号得到了有效的连接，网络的灵活性大大增强。另一方面，光联网还实现了网络的快速恢复。在发生故障时，因为恢复时间非常短，对电力系统的正常运行不会造成太大的影响，也不会造成太大的损失，降低了建网、运行和维护成本。正是因为光联网有着非常多的优点，适应了电力系统的发展需求，促进电力通信迈上了一个新的发展台阶。（4）光孤子通信。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离、无畸变的通信，在零误码的情况下完成信息传递。光孤子是一种特殊的超短光脉冲，非线性效应和群速度色散相应平衡，即使经过长距离传输后，波形和速度都能够保持不变，完全摆脱了光纤色散对通信容量和传输速度的限制，被认为是最有发展前途的传输方式之一。

（5）全光网络。全光网络是指信号在网络传输和交换过程中始终以光的形式存在。传统的光网络虽然也实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍然采用一些电器件，限制了通信网干线总容量的进一步提高。全光网络系统的传输是以光节点代替电节点，节点之间都是全光化，所有的信息都是以光的形式进行传输与交换的，提高了网络资源的利用率。

（6）光放大技术和光交换技术。光放大器的成功开发及其产业化是光纤通信技术的一项重要成果，大大地促进了光孤子通信、全光网络和光复用技术的发展。采用光交换技术可以克服电子交换有关容量方面的瓶颈问题，能够实现协议透明性和网络的高速率，提高网络的而且能够节省大量的建网和网络升级成本。

5结 论

光纤通信技术已涉及到电力、交通、广播电视、计算机、军事等各个领域，为各行各业的发展提供了良好的技术基础和发展机遇。而电力信息又是各个系统的基础所在，只有确保电力信息传输的安全，才能发挥光纤通讯技术的独特优势，才能保证各行业、各系统、各领域的高效运行，提高电力通信的质量和能力，从而促进经济的发展。

参考文献

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