电自-接地保护

1、2.3 2.3 线路接地保护线路接地保护 任务任务 1.1.选择线路的接地保护方式。选择线路的接地保护方式。 知识点知识点 1.1.中性点直接接地系统、中性点非直中性点直接接地系统、中性点非直接接地系统单相接地的特点。接接地系统单相接地的特点。2.2.零序方向元件的原理、接线，阶段零序方向元件的原理、接线，阶段式零序电流保护的构成。式零序电流保护的构成。3.3.中性点非直接接地系统接地保护方中性点非直接接地系统接地保护方式。式。 目标目标 1.1.掌握中性点直接接地系统、中性点掌握中性点直接接地系统、中性点非直接接地系统单相接地的特点及保非直接接地系统单相接地的特点及保护方式。护方式。2.2.

2、掌握零序方向元件的原理、接线。掌握零序方向元件的原理、接线。 中性点直接接地电网单相接地时零序分量的特点；中性点直接接地电网单相接地时零序分量的特点；分析零序电压、零序电流、零序功率。分析零序电压、零序电流、零序功率。 三段式零序电流保护的三段式零序电流保护的基本原理、基本原理、整定方法；整定方法； 对比巩固三段式原理，区别零序保护的特殊性。对比巩固三段式原理，区别零序保护的特殊性。 三段式零序方向电流保护的构成原理；三段式零序方向电流保护的构成原理； 零序方向元件的原理与接线；零序方向元件的原理与接线； 比较零序方向元件与相间方向元件。比较零序方向元件与相间方向元件。 中性点非直接接地电网单

3、相接地时零序分量特点；中性点非直接接地电网单相接地时零序分量特点； 中性点非直接接地电网的保护方式。中性点非直接接地电网的保护方式。内内 容容接地保护的引入接地保护的引入 l电网中单相接地故障多，宜配置专用接地保护电网中单相接地故障多，宜配置专用接地保护l电流保护用于反应接地短路灵敏度低、动作电流保护用于反应接地短路灵敏度低、动作 时间长时间长电网中性点运行方式电网中性点运行方式 中性点不接地中性点不接地 中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地中性点直接接地小接地电流系统小接地电流系统大接地电流系统大接地电流系统电源电源中间变电所终端变电所1台接地2台接地2台接地不接地2.3

4、.12.3.1中性点直接接地系统中的阶段式中性点直接接地系统中的阶段式零序电流及方向保护零序电流及方向保护1.单相接地时的零序电压、零序电流、零序功率的特点单相接地时的零序电压、零序电流、零序功率的特点零序电压分布零序电压分布故障点零序电流故障点零序电流k0120AEIZZZ故障点零序电压故障点零序电压k0kAkBkC3AUUUUE 以以A相接地为例相接地为例A侧测量到的电流是故障点零侧测量到的电流是故障点零序电流按照零序网络的分流。序电流按照零序网络的分流。A母线测量到的电压是其背后母线测量到的电压是其背后变压器变压器T1的零序电压。的零序电压。000arg(180)kUI 故障点零序电压与

5、零序故障点零序电压与零序电流夹角为电流夹角为001.001.000 ( )rg( )kTkTkUIZZaZZ 故障点零序电压电流故障点零序电压电流0180000arg(180)kUI 正方向故障零序电压与正方向故障零序电压与零序电流夹角为零序电流夹角为100rgTkaZ正方向故障分析正方向故障分析0180k单相接地时零序分量的特点：单相接地时零序分量的特点： 故障点处的零序电压最高。故障点处的零序电压最高。 零序电流的大小和分布，主要取决于系统的零序阻抗零序电流的大小和分布，主要取决于系统的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗及其所处位置。和中性点接地变压器的零序阻抗及其所处位置。 零序电流仅

6、在中性点接地的电网中流通。零序电流仅在中性点接地的电网中流通。 正方向故障时，保护安装处母线零序电压与零序电流正方向故障时，保护安装处母线零序电压与零序电流的相位关系，取决于母线背后元件的零序阻抗。的相位关系，取决于母线背后元件的零序阻抗。000arg/(180)UI 故障线路的零序功率方向由线路指向母线。故障线路的零序功率方向由线路指向母线。2.2.阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护*零序电流和零序电压的获取零序电流和零序电压的获取（1）零序电流的获取方法）零序电流的获取方法a、微机保护自采零序电流、微机保护自采零序电流03abcIIIIb、外采零序电流和电流、外采零序电流和电流c、外采零

7、序电流、外采零序电流零序套管零序套管TA（2）零序电压的获取方法）零序电压的获取方法a、微机保护自采零序电压、微机保护自采零序电压BCANL03abcUUUUb、外采零序电压、外采零序电压TV开口三角形电压开口三角形电压*阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护（1）零序电流速断保护（零序电流）零序电流速断保护（零序电流I段）无延时段）无延时整定原则：保护区不超出本线路以保证选择性。整定原则：保护区不超出本线路以保证选择性。即动作电流即动作电流I0.op大于线路末端短路的最大零序电流大于线路末端短路的最大零序电流3I0.max。II0.oprel0.ust3IKI零序电流零序电流I段的动作电流应躲

8、过手动合闸或自动重合闸段的动作电流应躲过手动合闸或自动重合闸期间断路器三相触头不同时合上所出现的最大零序电流。期间断路器三相触头不同时合上所出现的最大零序电流。（1）零序电流速断保护（零序电流）零序电流速断保护（零序电流I段）段）零序电流零序电流I段的动作电流应躲过被保护线路末端发生单段的动作电流应躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流。相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流。非全相运行伴随振荡时的最大零序电流是上述三点中最大非全相运行伴随振荡时的最大零序电流是上述三点中最大的，为提高保护灵敏度，将的，为提高保护灵敏度，将I段分为两个段分为两个I段。段。II0.

9、oprel0.max3IKI可靠系数，可靠系数，1.2 1.3线路末端故障时流线路末端故障时流过保护的最大零序过保护的最大零序电流电流断路器三相触头不断路器三相触头不同时合闸所出现的同时合闸所出现的最大零序电流最大零序电流II0.oprel0.unc3IKI=零序电流零序电流I段的动作电流应躲过非全相运行期间振荡所段的动作电流应躲过非全相运行期间振荡所造成的最大零序电流。造成的最大零序电流。非全相运行伴随振荡非全相运行伴随振荡时的最大零序电流时的最大零序电流零序电流灵敏零序电流灵敏I段与不灵敏段与不灵敏I段段灵敏灵敏I段：按整定条件段：按整定条件、 整定（取较大者为整定值）。整定（取较大者为整

10、定值）。一般情况下按照整定条件一般情况下按照整定条件 整定，但在手动合闸或自动整定，但在手动合闸或自动重合闸期间增加重合闸期间增加100ms延时。延时。不灵敏不灵敏I段：按整定条件段：按整定条件整定。整定。零序电流灵敏零序电流灵敏I段与不灵敏段与不灵敏I段比较段比较不灵敏不灵敏I段动作值大，保护区小，作为非全相运行时的主段动作值大，保护区小，作为非全相运行时的主要接地保护。要接地保护。灵敏灵敏I段动作值小，保护区长，灵敏度高，但在非全相运段动作值小，保护区长，灵敏度高，但在非全相运行时要退出运行。行时要退出运行。（2）限时零序电流速断保护（零序电流）限时零序电流速断保护（零序电流II段）段）整

11、定原则：保护区不超出相邻线路整定原则：保护区不超出相邻线路I段保护区。段保护区。即动作电流即动作电流I0.op大于相邻线路大于相邻线路I段保护末端短路时段保护末端短路时流经本保流经本保护护的最大零序电流的最大零序电流3I0.max才能满足选择性。才能满足选择性。（2）限时零序电流速断保护（零序电流）限时零序电流速断保护（零序电流II段）段）躲过相邻线路躲过相邻线路段末端短路时流过本线路的最大零序电流。段末端短路时流过本线路的最大零序电流。IIII0.op.1relA0.k.maxIK I=K为相邻线路为相邻线路段末端段末端灵敏度校验灵敏度校验A0.min.BsenII0.OP.131.3 1.

12、5IKI线路末端接地故障线路末端接地故障时的最小值时的最小值灵敏度满足要求，则动作时间为灵敏度满足要求，则动作时间为0.5S；灵敏度不满足要求时，改为与相邻线路灵敏度不满足要求时，改为与相邻线路II段配合，则动作段配合，则动作时间为时间为1S。（3）零序过电流保护（零序电流）零序过电流保护（零序电流III段）段）整定原则：正常时应当不起动，故障切除后应当返回，为整定原则：正常时应当不起动，故障切除后应当返回，为保证选择性，动作时间应当与相邻线路保证选择性，动作时间应当与相邻线路III段按照阶梯原段按照阶梯原则配合。则配合。即动作电流即动作电流I0.op大于本线路末端三相短路时流过本保护的大于本

13、线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流。一般不计算，取最大不平衡电流。一般不计算，取24A。（3）零序过电流保护（零序电流）零序过电流保护（零序电流III段）段）躲过本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流。躲过本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流。IIIIII0.oprelub.maxIK I最大不平衡电流，最大不平衡电流，无法精确计算无法精确计算灵敏度校验灵敏度校验M0.min.NsenII0.op.11.31.53IKI近后备线路末端接地故障最小值线路末端接地故障最小值动作时间按照阶梯原则与相邻线路配合。动作时间按照阶梯原则与相邻线路配合。M0.min.PsenII

14、0.op.11.23IKI远后备相邻线末端接地故障最小值相邻线末端接地故障最小值IIIIIIMNmax0.5tts相邻线3. 零序方向电流保护零序方向电流保护（1）零序电流保护装设方向元件的必要性）零序电流保护装设方向元件的必要性采用方向元件的原因与方向电流保护相同。采用方向元件的原因与方向电流保护相同。（2）整流型零序功率方向继电器接线）整流型零序功率方向继电器接线接线以接线以-3U-3U0 0、3I3I0 0接入。接入。（3）线路三段式零序方向电流保护接线）线路三段式零序方向电流保护接线2.3.22.3.2中性点非直接接地系统中的接地保护中性点非直接接地系统中的接地保护1.中性点不接地系统单相接地时零序分量的特点中性点不接地系统单相接地时零序分量的特点(a)A相接地短路时零序电流分布图相接地短路时零序电流分布图只能靠对地电容构成回路只能靠对地电容构成回路1.中性点非直接接地电网接地时零序分量的特点中性点非直接接地电网接地时零序分量的特点(b)A相接地短路时零序电压相量图相接地短路时零序电压相量图特点：特点：2.中性点不接地系统单相接地故障的保护方式中性点不接地系统单相接地故障的保护方式（1）绝缘监视装置）绝缘监视装置出现零序电压出现零序电压值班人员轮流拉开各出线的断值班人员轮流拉开各出线的断路器路器如零序电压不消