中性点直接接地系统的接地保护

1、中性点直接接地系统的接地保护第1页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日不对称短路分析方法：对称分量法不对称的三相系统正负零序网分别对称的三相系统故障分析方法复习第2页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日1. 零序序网的构成零序电流流通回路：UK0、线路、接地变压器中性点一、零序电压、电流和功率的分布特点零序电流正方向：母线线路零序电压正方向：线路大地第3页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日2. 零序分量的特点2）零序电流 Uk0 产生; 方向；相量图 分布（变压器中性点）1）零序电压 故障点最高，中性点最低5）运行方式变化 线路、中性点位

2、置数目不变，零序网不变； 正负序阻抗变化间接影响零序（Uk1、 Uk2、Uk0 ）3）零序功率 短路点最大； 线路母线（故障线路），与正序功率相反。4）零序阻抗角 取决于ZT0 ： 与线路阻抗角和故障点位置无关第4页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日不平衡电压：二、零序电压、零序电流的获取 1. 零序电压滤过器 。mnABC。三个单相式电压互感器ABCmna b c。三相五柱式电压互感器mn。接于发电机中性点的电压互感器加法器保护装置内部合成零序电压PT误差、三相不完全对称、三次谐波 保护应考虑躲开它的影响。第5页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日2零序

3、电流滤过器电流互感器采用三相星形接线，在中性线上的电流就是 3I0，在电子式和数字式保护中，也可通过将三相电流互感器的二次电流直接相加得到。因此不需要装设专门的电流互感器，而是直接接入相间保护用的电流互感器的中性线上；第6页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日零序电流滤过器的不平衡输出： 三个电流互感器励磁电流不相等(铁心磁化曲线不一致以及制造过程中的差异引起)而产生。相间短路由于TA一次侧流过较大短路电流，TA传变特性变差，不平衡电流增大！第7页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日电流互感器套接于三相电缆的外面，互感器的一次电流是ABC三相电流之和。只当一

4、次侧有零序电流时，互感器的二次侧才有相应的零序电流输出。 3. 零序电流互感器 I0- 电缆引出的线路优点：不平衡电流小，接线简单第8页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日三、三段式(四段式)零序电流保护本线末单相或两相接地故障可能出现的最大零序电流 1零序电流速断保护（零序段）断路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流 灵敏 I 段:若保护动作时间 三相不同期合闸时间,可不考虑 I0.unb 影响 若I0.unb I0.max 造成灵敏度降低,保护范围缩小,可考虑给保护加短延时（0.1s）,按I0.max整定以躲过断路器三相不同期合闸的影响。 12ABCYY第9页，共21

5、页，2022年，5月20日，4点47分，星期日当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。不灵敏段：针对非全相运行状态下的接地短路起保护作用,对全相运行也起到一定的保护作用。不灵敏 I 段:定值较高灵敏段：针对全相运行状态下的接地短路起保护作用，非全相运行时退出。第10页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日2. 零序电流段保护与下级线路零序段保护相配合，保护范围不超过下级线路零序段保护范围的末端。当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接地的变压器时，需要考虑分支电路对零序电流分布的影响。第11页，共21页，2022年，5月20日

6、，4点47分，星期日零序段的动作电流：动作时限（与相邻线路零序段配合）：0.5 s第12页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日若灵敏系数不满足:灵敏性校验：（本线末、接地、最小短路电流）3）改用接地距离保护。2）采用两个灵敏性不同的零序段保护,保留原有0.5s 段，保证在正常、最大方式下快速切除故障；1）与相邻线路零序段配合；再增加一个与相邻线路零序段相配合的段保护，保证在各种方式下切除故障。第13页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日3. 零序电流段保护（零序过电流保护）1） 躲开下条线路出口处相间短路所出现的最大不平衡电流2）逐级配合: 本保护零序段的保

7、护范围，不能超出相邻线 路零序段的保护范围。整定计算中，当相邻两个保护之 间有分支电路时，同样要考虑分支系数。第14页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日灵敏性校验：按近后备和远后备分别校验。第15页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日动作时限：为保证动作的选择性，按照阶梯型配合的原则来确定。 13的三段无需配合，无零序电流产生；46的三段有配合，变压器T1的零序过流可实现速动；同一线路上的零序三段比相间三段动作速度快。优点：第16页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日四、方向性零序电流保护若有多个变压器中性点接地，零序电流保护有可能发生误

8、动，需要考虑方向性问题。12ABCYY3T1T2k1k2K1点短路时，保护3（母线线路）有可能误动；K2点短路时，保护2 （母线线路）有可能误动。措施：加装零序功率方向元件，反方向故障时闭锁保护。第17页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日 接入零序电压和零序电流，反应于零序功率方向而动作。零序功率方向元件：12ABCYY3T1T2k1k2保护2k1点正方向短路.U0I0.k0.U0k0-I0.I0.k2点反方向短路第18页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日五、对零序电流保护的评价相间过电流保护：躲过最大负荷电流，57A；相间电流保护三相星形接线也可保护单

9、相接地，但零序电流保护与之相比，有其独特优点： 1）零序过电流保护（零序段）整定值小，灵敏性 高，动作时限较短零序过电流保护：躲过不平衡电流，23A。2）零序电流保护不受系统非正常运行状态的影响如：系统振荡，过负荷等第19页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日3）零序电流保护受系统运行方式变化的影响较小线路零序阻抗比正序阻抗大,X023.5X1，零序电流曲线变化较陡，零序段保护范围大且较稳定，零序段的灵敏性也容易满足要求。4）方向性零序电流保护没有电压死区问题在110KV及以上高压和超高压电网中，单相接地故障占全部故障的7090，零序电流保护为绝大多数的故障提供了保护，有显著优越性。 保护出口处短路时，零序电压最高，不为零。第20页，共21页，2022年，5月20日，4点47分，星期日零序电流保护的不足：1）对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，不能满足系统运