电力系统接地故障及保护

,接地故障及保护,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,接地故障时零序分量的分布特点,1、故障点处的零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地处的零序电压为零。2、零序电流是由故障点处零序电压产生，其大小与分布由接地变压器的分布与数目决定。3、零序或负序功率方向与正序功率方向相反，即正序功率方向为由母线指向故障点，而零序功率方向却由故障点指向母线。,三段式零序电流保护,一、无时限零序电流速断保护二、限时零序电流速断保护三、零序过电流保护,无时限零序电流速断保护,工作原理:反映被保护线路零序电流升高而动作的保护作用：作为被保护线路接地故障的主保护保护区：线路始端一部分整定计算原则与相间短路的无时限电流速断保护类似,1、躲过被保护线路末端接地短路故障时，流过本保护的最大零序电流。,整定原则及公式,可靠系数，一般取1.25-1.3。,N处发生接地故障时，流过本保护的最大零序电流,2、躲过断路器三相触头不同时合闸时，流过保护的最大零序电流。（为提高保护灵敏度可让保护带有0.1秒延时,此条可不考虑),可靠系数，一般取1.1-1.2。,三相触头不同时合闸时，出现的最大零序电流。,3、当被保护线路采用单相自动重合闸时，保护还应躲过单相重合闸过程中出现非全相运行又伴随振荡时的零序电流。,可靠系数，一般取1.1-1.2。,非全相振荡时的零序电流。,限时零序电流速断保护,工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带有较小时限动作的保护作用：与零序I段配合作为被保护线路接地故障的主保护保护区：本线路全长整定计算原则与相间短路的限时电流速断保护类似,1、按与相邻线路的零序段配合整定。,整定计算及灵敏度校验,相邻线路零序段的动作电流;,可靠系数，取1.1；,分支系数。,2、按躲过非全相运行时的零序电流整定(不灵敏II段按此原则整定),本线路非全相运行时的最大零序电流。,3、灵敏度校验,按被保护线路末端接地故障时流过保护的最小3倍零序电流来校验，要求即：末端故障时定能动作！,零序过电流保护,工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带有较长时限动作的保护作用：作为被保护线路接地故障的后备保护保护区：本线路全长和下一相邻线路全长出口方式：跳开本线路出口断路器整定计算原则：1、在下一相邻线路上发生三相短路时，本保护不动作。2、与下一相邻线路零序过电流保护灵敏度配合,1、躲过相邻线路出口处发生三相短路时，流过保护的最大不平衡电流。,零序过电流保护动作电流整定,可靠系数，取1.2-1.3,相邻线路出口处发生三相短路时，零序电流滤过器输出的最大不平衡电流。,最大不平衡电流计算,2、与下一相邻线路零序过电流保护灵敏度配合,灵敏度校验,近后备：选本线路末端接地短路流过本保护的最小零序电流与保护动作电流之比,要求灵敏系数不小于1.3-1.5;远后备：选下一相邻线路末端接地短路流过本保护的最小零序电流与保护动作电流之比,要求灵敏系数不小于1.2“故障零序动作电流”,零序方向电流保护,增设方向元件的必要性正向故障时，保护安装点零序电压与零序电流的相位关系整流型零序功率方向继电器,LG-12整流型零序功率方向继电器,原理接线动作方程及动作特性接线方式,动作方程,幅值比较,相位比较：,接地短路功率方向继电器的接线方式,三段式电流保护与三段式零序电流保护的异同,LG-11与LG-12异同,第二节小电流接地系统单相接地故障的保护,一、中性点不接地系统单相接地特点和保护方式,单相接地的特点,1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。非故障相电压升高至原来的倍，电源中性点对地电压与故障相电势的相量大小相等方向相反；,2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路；,3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路指向母线。,单相接地故障的保护方式,1无选择性绝缘监视装置（利用接地故障时出现的零序电压而构成）2、零序电流保护（利用故障线路始端和非故障线路始端零序电流大小不同而构成）3、零序功率方向保护（利用故障线路始端和非故障线路始端零序功率方向不同而构成）,无选择性绝缘监察装置,2零序电流保护,零序电流保护是利用故障元件的零序电流大于非故障元件的零序电流的特点，区分出故障和非故障元件，从而构成有选择性的保护。根据需要保护可动作于信号，也可动作于跳闸。,1）动作电流整定：按躲过本线路的对地电容电流整定。,相电压有效值；,本线路每相对地电容；,可靠系数，保护瞬时动作取4-5;保护延时动作取1.5-2。,2）灵敏度校验：应按在被保护线路上发生单相接地故障时，流过保护的最小零序电流校验。,3零序功率方向保护,利用故障线路和非故障线路零序功率方向的不同，区分出故障线路，构成有选择性的零序方向保护。,零序功率方向保护的原理接线及动作特性,单相接地故障的特点,中性点经消弧线圈接地电网中，当采用过补偿方式时，流经故障线路和非故障线路保护安装处的电流，是电容性电流，其容性无功功率方向都是由母线流向线路。故无法利用功率方向来判别是故障线路还是非故障线路。