
我国高压输电系统采用的是特定的线路配置,确保电力稳定传输。在交流输电方面,我们采用三相三线制,因此只有三根线用于传输高压电能。而直流输电则采用二相制,即使用两根导线。这三根或两根导线承载着升压变压器产生的强大电力,满足广大区域的用电需求。
这些导线中的三相电相位差为120度,可以推动三相电机顺畅运转,同时也能为照明电路提供稳定的三路电源。谈到照明电路,除了这三根火线外,还需要一根零线来平衡电压。零线的产生是通过三相变压器的一种特殊接法——星形接法得到的。在高压输电系统中,三相交流母线的涂色标准有明确规定,不同的相位涂上不同的颜色,以便辨识和管理。
至于高压输电线路,我们现在的10kV、110kV、220kV、500kV甚至更高电压等级的线路都是没有零线的。这是因为这些电压等级的电能不能直接被大多数设备使用,需要通过变压器等设备降压后才能供我们日常用电。我们平时使用的较多的3相4线制(TN—C系统)则包括三根火线和一根零线。零线在系统中扮演着重要角色,包括与火线配合形成相电压、作为某些设备的中性点接地、保护设备外壳等。但在10kV以上电压等级的线路中,由于电能的特殊性,并不需要零线。
在110kV及以上的输电线路上方,你会看到两条架空零线(也称避雷线或架空地线),它们的主要作用是防止雷电波对线路的损害。你日常看到的高压进线是没有零线的。
对于高压线路的保护,110kV一般配置一套保护系统,而220kV以上则需要配置两套来自不同厂家、原理不同的保护系统。常见的保护方式包括光纤纵差和高频保护等。当线路发生一相接地时,会自动跳闸以断开故障源。线路还配备了重合闸装置,可在判定故障为永久性后不进行重合。
关于大、小电流接地系统,大电流接地系统是指中性点直接接地的系统,如我们的3相4线制。当系统发生故障时,接地电流会比较大。而小电流接地系统则包括中性点不接地、经消弧线圈接地以及经大电阻接地的系统,它们在发生故障时接地电流较小。
至于电力变压器为何需要瓦斯保护,这是因为变压器的主保护由差动保护和瓦斯保护共同构成。差动保护通过对比首末两端电流来判断故障并动作,主要保护变压器的绕组、套管等部分。而瓦斯保护则是一种非电气量保护,它装在油箱和油枕之间,能够检测内部的短路等异常状况。当变压器内部发生短路时,会产生气体,触发瓦斯继电器发出警告信号,严重时甚至会引发跳闸动作。瓦斯保护的独特之处在于它能保护差动保护无法覆盖的位置,如铁心,因此与差动保护共同构成了变压器的主保护体系。
