3.5 中性點非直接接地單項接地保護

1、3.5中性點非直接接地電網(wǎng)中接地短路保護1 在中性點非直接接地的電網(wǎng)（又稱小接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生單相接地時，由于故障點的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負荷的供電沒有影響，在故障不擴大的情況下，運行一段時間也是可以的。但是，在單相接地以后，其他兩相的對地電壓要升高 倍。為了防止故障進一步擴大成兩點或多點接地短路，還是應該動作于跳閘，特別是對配電網(wǎng)供電可靠性要求越來越高的今天，更是應該如此。 因此，在小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，一般只要求繼電保護能有選擇性地發(fā)出信號，而不必跳閘。但當單相接地對人身和設備的安全有危險時，則應動作于跳閘。3.5中性點非直接接地電網(wǎng)中接地短路保護

2、23.5.1 中性點不直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點圖2.42 簡單網(wǎng)絡接線示意圖 3故障點的零序電壓在非故障相中流向故障點的電容電流為：其有效值為此時，從接地點流回的電流為：其有效值為: , 即正常運行時，三相對地電容電流的算術和。 4圖2.43 單相接地故障時三相系統(tǒng)的電容電流分布圖5 當網(wǎng)絡中有發(fā)電機F 和多條線路存在時（如圖2.43 所示），每臺發(fā)電機和每條線路對地均有電容存在，當線路的A 相接地后，如果忽略負荷電流和電容電流在線路阻抗上的電壓降，則全系統(tǒng)A 相對地的電壓均等于零，因而各元件A 相對地的電容電流也等于零，在非故障的線路上，A 相電流為零，B 相和C 相中流有本身的電容

3、電流，因此，在線路始端所反映的零序電流為： 有效值：6 發(fā)電機本身的電容電流： 其有效值為： 即零序電流為發(fā)電機本身的電容電流，其電容性無功功率的方向為由母線流向發(fā)電機，這個特點與非故障線路一樣。7 對于故障線路，在B 相和C 相上與非故障線路一樣，不僅有它本身的電容電流，而且在接地點要流回全系統(tǒng)B 相和C 相對地電容電流總和，其值為：有效值在線路始端所流過的零序電流就為： 有效值8圖2.44 單相接地故障時的零序等效網(wǎng)絡( a ）等效網(wǎng)絡；( b ）相量圖9 對于中性點不直接接地電網(wǎng)中的單相接地故障，利用零序等效網(wǎng)絡來幫助分析就容易計算出零序電流的大小，現(xiàn)總結如下： 發(fā)生單相接地時，全系統(tǒng)都

4、將出現(xiàn)零序電壓。 在非故障線路上有零序電流，其數(shù)值等于本身的對地電容電流，電容性無功功率的實際方向為由母線流向線路。 在故障線路上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和，數(shù)值一般較大，電容性無功功率的實際方向為由線路流向母線。103.5.3 中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點圖2.45 消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地時的電流分布( a ）用三相系統(tǒng)表示；( b）零序等效網(wǎng)絡11 如圖2.45所示。在中性點接入一個電感線圈。當單相接地時，在接地點就有一個電感分量的電流流過，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，就可以減少流經(jīng)故障點的電流，因此稱它為消弧線圈。 當35kV 電網(wǎng)發(fā)生單相接

5、地故障時，流過故障點的零序電容電流總和大于10A , 10kV 電網(wǎng)大于20A 和3 一6kV 電網(wǎng)大于30A 時，電源中性點應采用經(jīng)消弧線圈接地。 流過接地點的電流變成電感電流和電容電流的相量和，即式中： 全系統(tǒng)的對地電容電流； - 消弧線圈的電流， 因為電感電流與電容電流的方向相反，故實際上是起“補償作用”，從而減小接地電流。根據(jù)消弧線圈對電容電流的補償程度可分為3 種補償方式：12（1）完全補償 由于 ，實質上構成了串聯(lián)諧振條件，如果三相對地電容不相等，則在正常情況下系統(tǒng)中由于中性點電壓偏移或者在斷路器三相不同期合閘而出現(xiàn)零序電壓時，會在串聯(lián)諧振回路中產(chǎn)生很大電流及異常高電壓，造成系統(tǒng)破

6、壞，因此，一般不采用完全補償方式。( 2 ）欠補償 接地電流 ，仍是一種容性狀態(tài)，當系統(tǒng)運行方式變化（例如，切除部分線路）時，隨著 的減少，系統(tǒng)又可能陷入上述完全補償?shù)臓顟B(tài)，這也不宜采用。( 3 ）過補償 實際上，常用的是過補償方式，即此時接地電流將呈感性，這種方式不會導致串聯(lián)諧振情況的發(fā)生。13對電容電流的補償程度通常用補償度P來表示： 一般選擇P取5-10% ，而以不大于10為宜。由于在經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，采用了過補償方式后，流經(jīng)故障線路和非故障線路保護安裝處的零序電流都是本線路的電容電流，其方向均為母線指向線路，其大小差異也不大，因此，也很難像中性點不接地電網(wǎng)那樣，利用零序電流大小的

7、不同來找出故障線路。在這類系統(tǒng)中，主要依靠零序電壓的監(jiān)視來檢測接地，而利用穩(wěn)態(tài)高次諧波分量或暫態(tài)零序電流原理保護。 143.5.2 中性點不接地電網(wǎng)中單相接地的保護 （1）無選擇性絕緣監(jiān)視裝置 在發(fā)電廠和變電所的母線上，一般裝設網(wǎng)絡單相接地的監(jiān)視裝置，它利用接地后出現(xiàn)的零序電壓，帶延時動作于信號。 因此，可用一過電壓繼電器接于三相五柱式電壓互感器的開口三角形側，如圖所示。151.絕緣監(jiān)視 如圖所示，通過對母線零序電壓的監(jiān)視，可以知道電網(wǎng)是否有接地故障。當零序電壓較大時，值班人員輪流拉開各出線的斷路器，如果零序電壓消失，說明所拉線路就是故障線路；如果拉開線路后，零序電流依然存在，說明所拉線路不是故障線路，則把所拉開線路斷路器合上，繼續(xù)拉下一條線路，直到零序電壓消失。 3.5.2 中性點不接地電網(wǎng)中單相接地的保護 16為大的特點來實現(xiàn)有選擇地發(fā)出信號或動作于跳閘。這種保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的線路。（3）零序功率方向保護 利用故障線路與非故障線路零序