輸電線路接地保護

2023/2/71本章節(jié)主要內(nèi)容

一、中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護二、小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護第五章輸電線路接地保護2023/2/72

當一相發(fā)生接地故障時，故障電流是各元件對地的電容電流，往往比負荷電流小得多，所以這種系統(tǒng)叫小接地電流系統(tǒng)。中性點經(jīng)消弧線圈接地

中性點直接接地

中性點不接地

中性點經(jīng)高電阻接地

當發(fā)生一點接地故障時，即構成單相接地短路，這時所產(chǎn)生的故障電流很大，稱中性點直接接地的系統(tǒng)為大接地電流系統(tǒng)。第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

一、中性點工作方式2023/2/73

變壓器中性點接地情況的變化，直接影響到零序電流保護的靈敏度。因此，對變壓器中性點接地的選擇應滿足兩點要求：①不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險的過電壓；②不使零序序網(wǎng)有較大的變化，以保證零序電流保護有穩(wěn)定的靈敏度。變壓器中性點接地方式的選擇原則如下：

(1)在多電源系統(tǒng)中，每個電源處至少應該有一臺變壓器中性點接地，以防止中性點不接地的電源因某種原因與其它電源切斷聯(lián)系時，形成中性點不接地系統(tǒng)。

(2)在雙母線按固定聯(lián)接方式運行的變電所，每組母線上至少應有一臺變壓器中性點直接接地。這樣，當母線聯(lián)絡開關斷開后，每組母線上仍保留一臺中性點直接接地的變壓器。

(3)如果兩臺變壓器并聯(lián)運行，應選用零序阻抗相等的變壓器。正常將其中一臺變壓器中性點直接接地。當中性點接地的變壓器退出運行時，則將另一臺變壓器轉入中性點接地運行。

(4)在兩臺以上變壓器并聯(lián)運行的情況下，規(guī)定正常按一臺變壓器中性點接地運行，其它變壓器中性點不接地。當中性點接地的變壓器停運時，將其中零序阻抗或綜合零序阻抗與停用變壓器的相近的一臺或兩臺中性點不接地的變壓器轉入中性點接地運行。

(5)低壓側無電源的變壓器的中性點可以不接地運行，以提高零序電流保護靈敏度和簡化保護接線。二、中性變壓器中性點接地方式的選擇點工作方式

2023/2/74故障點處、母線M和N處的零序電壓為

當K點發(fā)生單相接地短路時，故障點處的零序電流為

零序電壓、零序電流的分布具有下特點：(1)故障點處的零序電壓最高，變壓器中性點接地處的零序電壓為零。

(2)零序電流是由故障點處零序電壓產(chǎn)生，只在故障點與中性點接地的變壓器之間流動。并由大地構成回路。(3)零序或負序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向為由母線指向故障點，而零序功率方向卻由故障點指向母線。三、接地故障時零序分量的分布特點

2023/2/75+零序電流速斷(I段)時限零序電流速斷(II段)零序過電流(III段)四、零序電流保護的組成及多段式零序電流保護2023/2/76第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

1.無時限零序電流速斷保護0工作原理和整定與相間短路的無時限電流速斷保護類似

1、躲過被保護線路末端接地短路故障時，流過本保護的最大零序電流。

可靠系數(shù)，一般取1.25-1.3。

N處發(fā)射接地故障時，最大零序電流。

2、躲過斷路器三相觸頭不同時合閘時，流過保護的最大零序電流。

—

可靠系數(shù)，一般取

1.1-1.2。

—

三相觸頭不同時合閘時，最大零序電流。3、當被保護線路采用單相自動重合閘時，保護還應躲過單相重合閘過程中出現(xiàn)非全相運行又伴隨振蕩時的零序電流。

-可靠系數(shù)，一般取

1.1-1.2。

—

非全相振蕩時的零序電流。

零序電流I段的動作電流取上述三個條件計算的最大者。2023/2/77第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

2.限時零序電流速斷保護0限時零序電流速斷保護工作原理和整定與相間短路的限時電流速斷保護類似,其動作時限和電流與相鄰線路零序I段配合。1、按與相鄰線路的零序電流I段配合

__可靠系數(shù)，一般取1.25-1.3。

__分支系數(shù).2、按躲過非全相運行時的零序電流整定“躲非全相運行Ⅱ段”

__本線路非全相運行時的最大零序電流。

零序Ⅱ段的靈敏度應按被保護線路末端接地故障時流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求Ksen≥1．3～1．5。

2023/2/78上頁下頁返回第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

3.零序過電流速保護零序過電流速保護工作原理和整定與相間短路的過電流保護類似1．躲過相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時，流過保護的最大不平衡電流。

--相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時，零序電流濾過器所輸出的最大不平衡電流。

可按下式計算

—非周期分量系數(shù)，取1-2

—電流互感器同型系數(shù)，三相同型時取0.５不同型時取1。

—電流互感器10%誤差，取0．１；

—相鄰線路出口處三相短路時，流經(jīng)保護安裝點的最大短路電流。2.與相鄰線路III段零序電流保護的靈敏度取得配合2023/2/79第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

上頁下頁返回4.零序方向電流速保護1.增設方向元件的必要性當零序電流速斷保護不能躲過反方向接地故障時流過本保護的最大零序電流，或零序過電流保護時限不配合時，需加設方向元件構成零序方向電流保護，以保證選擇性。

在零序電流保護正方向有中性點接地的變壓器的情況下，無論被保護線路對側有無電源，當保護反方向發(fā)生非對稱接地故障時，就有零序電流通過保護安裝點。

2.正向故障時，保護安裝點零序電壓與零序電流的相位關系

2023/2/710第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

3.整流型零序功率方向繼電器動作回路和制動回路的電壓

功率方向繼電器動作方程

2023/2/711第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

LG-12型零序功率方向繼電器接線方式繼電器電壓線圈的“*”端與零序電壓濾過器的非“*”端相接，即采用反極性接線方式

2023/2/712第一節(jié)中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護

大接地電流系統(tǒng)零序保護的評價一、靈敏庹高過電流保護是按最大負荷電流整定，而零序過電流保護是按躲過最大不平衡電流整定，因此，零序過電流保護的靈敏度高。二、動作迅速零序過流保護的動作時限，不必與Y，d接線的降壓變壓器后的線路保護動作時限相配合，因此，其動作時限比相間過電流保護動作時限短。三、不受系統(tǒng)振蕩和過負荷的影響當系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對稱過負荷時，三相是對稱的，反應相間短路的電流保護都受其影響，可能誤動作。而零序電流保護則不受其影響，因為振蕩及對稱過負荷時，無零序分量。四、接線簡單、經(jīng)濟、可靠零序電流保護反應單一的零序分量，故用一只測量繼電器就可反應三相中任意一相的接地短路，使用繼電器的數(shù)量少。所以，零序電流保護接線簡單、經(jīng)濟、調(diào)試維護方便、動作可靠。2023/2/713N

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第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地

故障的保護一.中性點不接地系統(tǒng)單相接地的特點2023/2/714第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護

單相接地的特點:1、發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。非故障相電壓升高至原來的倍，電源中性點對地電壓與故障相電勢的相量大小相等方向相反；2、非故障線路保護安裝處，流過本線路的零序電容電流。容性無功功率是由母線指向非故障線路；3、故障線路保護安裝處，流過的是所有非故障元件的零序電容電流之和。而容性無功功率是由故障線路指向母線。2023/2/7151．無選擇性絕緣監(jiān)視裝置在發(fā)電廠或變電所的母線上裝設一臺三相五柱式電壓互感器，出的信號沒有選擇性，運行人員只能根據(jù)信號和三個電壓表的指示情況判別故障相，而選不出故障線路。二.中性點不接地系統(tǒng)單相接地的保護方式2023/2/716第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護

二.中性點不接地系統(tǒng)單相接地的保護方式2．零序電流保護零序電流保護是利用故障元件的零序電流大于非故障元件的零序電流的特點，區(qū)分出故障和非故障元件，從而構成有選擇性的保護。根據(jù)需要保護可動作于信號，也可動作于跳閘。2023/2/717第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護

二.中性點不接地系統(tǒng)單相接地的保護方式3．零序功率方向保護在出線較少的情況下，非故障線路的零序電容電流與故障線路的零序電容電流相差不大，采用零序電流保護靈敏度很難滿足要求，可利用故障線路和非故障線路零序功率方向的不同，區(qū)分出故