3.5 中性点非直接接地单项接地保护

1、3.5中性点非直接接地电网中接地短路保护1 在中性点非直接接地的电网（又称小接地电流系统）中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，在故障不扩大的情况下，运行一段时间也是可以的。但是，在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高 倍。为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，还是应该动作于跳闸，特别是对配电网供电可靠性要求越来越高的今天，更是应该如此。 因此，在小接地电流系统中发生单相接地故障时，一般只要求继电保护能有选择性地发出信号，而不必跳闸。但当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。3.5中性点非直接接地电网中接地短路保护

2、23.5.1 中性点不直接接地电网中单相接地故障的特点图2.42 简单网络接线示意图 3故障点的零序电压在非故障相中流向故障点的电容电流为：其有效值为此时，从接地点流回的电流为：其有效值为: , 即正常运行时，三相对地电容电流的算术和。 4图2.43 单相接地故障时三相系统的电容电流分布图5 当网络中有发电机F 和多条线路存在时（如图2.43 所示），每台发电机和每条线路对地均有电容存在，当线路的A 相接地后，如果忽略负荷电流和电容电流在线路阻抗上的电压降，则全系统A 相对地的电压均等于零，因而各元件A 相对地的电容电流也等于零，在非故障的线路上，A 相电流为零，B 相和C 相中流有本身的电容

3、电流，因此，在线路始端所反映的零序电流为： 有效值：6 发电机本身的电容电流： 其有效值为： 即零序电流为发电机本身的电容电流，其电容性无功功率的方向为由母线流向发电机，这个特点与非故障线路一样。7 对于故障线路，在B 相和C 相上与非故障线路一样，不仅有它本身的电容电流，而且在接地点要流回全系统B 相和C 相对地电容电流总和，其值为：有效值在线路始端所流过的零序电流就为： 有效值8图2.44 单相接地故障时的零序等效网络( a ）等效网络；( b ）相量图9 对于中性点不直接接地电网中的单相接地故障，利用零序等效网络来帮助分析就容易计算出零序电流的大小，现总结如下： 发生单相接地时，全系统都

4、将出现零序电压。 在非故障线路上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。 在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。103.5.3 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点图2.45 消弧线圈接地电网中单相接地时的电流分布( a ）用三相系统表示；( b）零序等效网络11 如图2.45所示。在中性点接入一个电感线圈。当单相接地时，在接地点就有一个电感分量的电流流过，此电流和原系统中的电容电流相抵消，就可以减少流经故障点的电流，因此称它为消弧线圈。 当35kV 电网发生单相接

5、地故障时，流过故障点的零序电容电流总和大于10A , 10kV 电网大于20A 和3 一6kV 电网大于30A 时，电源中性点应采用经消弧线圈接地。 流过接地点的电流变成电感电流和电容电流的相量和，即式中： 全系统的对地电容电流； - 消弧线圈的电流， 因为电感电流与电容电流的方向相反，故实际上是起“补偿作用”，从而减小接地电流。根据消弧线圈对电容电流的补偿程度可分为3 种补偿方式：12（1）完全补偿 由于 ，实质上构成了串联谐振条件，如果三相对地电容不相等，则在正常情况下系统中由于中性点电压偏移或者在断路器三相不同期合闸而出现零序电压时，会在串联谐振回路中产生很大电流及异常高电压，造成系统破

6、坏，因此，一般不采用完全补偿方式。( 2 ）欠补偿 接地电流 ，仍是一种容性状态，当系统运行方式变化（例如，切除部分线路）时，随着 的减少，系统又可能陷入上述完全补偿的状态，这也不宜采用。( 3 ）过补偿 实际上，常用的是过补偿方式，即此时接地电流将呈感性，这种方式不会导致串联谐振情况的发生。13对电容电流的补偿程度通常用补偿度P来表示： 一般选择P取5-10% ，而以不大于10为宜。由于在经消弧线圈接地的系统中，采用了过补偿方式后，流经故障线路和非故障线路保护安装处的零序电流都是本线路的电容电流，其方向均为母线指向线路，其大小差异也不大，因此，也很难像中性点不接地电网那样，利用零序电流大小的

7、不同来找出故障线路。在这类系统中，主要依靠零序电压的监视来检测接地，而利用稳态高次谐波分量或暂态零序电流原理保护。 143.5.2 中性点不接地电网中单相接地的保护 （1）无选择性绝缘监视装置 在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号。 因此，可用一过电压继电器接于三相五柱式电压互感器的开口三角形侧，如图所示。151.绝缘监视 如图所示，通过对母线零序电压的监视，可以知道电网是否有接地故障。当零序电压较大时，值班人员轮流拉开各出线的断路器，如果零序电压消失，说明所拉线路就是故障线路；如果拉开线路后，零序电流依然存在，说明所拉线路不是故障线路，则把所拉开线路断路器合上，继续拉下一条线路，直到零序电压消失。 3.5.2 中性点不接地电网中单相接地的保护 16为大的特点来实现有选择地发出信号或动作于跳闸。这种保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的线路。（3）零序功率方向保护 利用故障线路与非故障线路零序