4电网的接地保护资料

4电网的接地疼惜4.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、电压和功率的特点 4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜 4.3中性点干脆接地电网方向零序电流疼惜4.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜14电网的接地疼惜在电力系统中，中性点的工作方式有中性点干脆接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地三种。后面两种也称非干脆接地。在中性点干脆接地系统中，发生单相接地短路时，将出现很大的故障相电流和零序电流，故又称大电流接地系统。在中性点非干脆接地系统中，发生单相接地时，因不构成短路回路，在故障处流过较小的故障电流，故又称为小电流接地系统。24.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、

电压和功率的特点当中性点干脆接地的电网中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，在正常运行状况下它们是不存在的，因此可以利用零序电流构成接地短路的疼惜。对于零序电流照旧接受母线流向故障点为正方向，而对于零序电压，是以线路高于大地的电压为正方向。3故障点的零序电压最高．系统中距离故障点越远处的零序电压越低；零序电流是产生的，当忽视回路的电阻时，和将超前，计及回路电阻时，例如取零序阻抗角为。则和将超前。零序电流的分布，确定于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关，例如在图4-1(a)中，当变压器T2的中性点不接地时，则。4.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、

电压和功率的特点4对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率方向事实上都是由线路流向母线的。从任一疼惜（如疼惜1）安装处的零序电压与电流之间的关系看，由于A母线上的零序电压事实上是从该点到零序网络中性点之间零序阻抗上的电压降，可表示为：在电力系统运行方式变更时，假如送电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但此时，系统的正序阻抗和负序阻抗要随着运行方式而变更，正、负序阻抗的变更将引起故障点各序重量电压之间电压支配的变更，因而间接地影响零序重量的大小。4.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、

电压和功率的特点5零序电压过滤器为了取得零序电压，通常接受三个单相式电压互感器或三相五柱式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形：4.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、

电压和功率的特点6零序电流过滤器对于架空线路，为取得零序电流，通常接受三个单相电流互感器，结成完全星形接线，继电器中的电流为可见，继电器中流过的电流实际就是中线中的电流，因此，在实际应用中并不须要特地的零序电流过滤器，而是将继电器接入相间短路疼惜用电流互感器的中线上即可。对于电缆线路，将互感器套在电缆外面，

从铁心中穿过的电缆就是电流互感器的

一次绕组，其一次电流是，

正常时为零，发生单相接地时为，在二次侧输出，其主要特点就是接线

简洁。4.1中性点干脆接地电网中接地短路的零序电流、

电压和功率的特点7零序电流疼惜与相间电流疼惜一样，广泛接受三段式电流疼惜。通常零序Ⅰ段为无时限电流速断疼惜，只疼惜线路的一部分，零序Ⅱ段带时限零序电流速断疼惜，一般带有0.5s的延时，可以疼惜线路全长，并与相邻线路疼惜相协作。零序Ⅲ段为零序过电流保

护，作为本级线路和相邻

线路接地疼惜的后备疼惜。4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜8零序电流速断（零序Ⅰ段）疼惜在发生单相或两相接地短路时，也可以求出零序电流随线路长度变更的关系曲线，进行疼惜的整定计算。零序电流速断疼惜的整定原则如下：4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜9按上述条件（1）、（2）整定的零序Ⅰ段，往往不能躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时，所出现的最大零序电流，假如按条件（3）整定，则正常状况下发生接地故障时，其疼惜范围又要缩小，不能充分发挥零序I段的作用。在装有综合重合闸的线路上，通常是设置两个零序Ⅰ段疼惜，一个是按条件1或2整定（由于整定值较小，疼惜范围较大，因此，称为灵敏Ⅰ段），它的主要任务是对全相运行状态下的接地故障起疼惜作用，具有较大的疼惜范围，而当单相重合闸起动时，则将其自动闭锁，需待复原全相运行时可能重新投入。另一个是按条件（3）整定（由于它的定值较大．因此称为不灵敏Ⅰ段），装设它的主要目的，是为了在单相重合闸过程中，其它两相又发生接地故障时，用以弥补失去灵敏Ⅰ段的缺陷，尽快地将故障切除。不灵敏I段也能反应全相运行状态下的接地故障，只是其疼惜范围较灵敏Ⅰ段为小。4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜10零序电流限时速断（零序Ⅱ段）疼惜整定原则如下：4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜11零序过电流（零序III段）疼惜零序III段的作用相当于相间短路的过电流疼惜，在一般状况下是作为后备疼惜运用的，但在中性点干脆接地电网中的终端线路上，它也可以作为主疼惜运用。在零序过电流疼惜中，对继电器的启动电流，原则上是依据躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最大不半衡电流来整定，本疼惜零序Ⅲ段的疼惜范围，不能超出相邻线路上零序Ⅲ段的疼惜范围。如有分支电路，则疼惜装置的灵敏系数，当作为相邻

元件的后备疼惜时，应依据相邻元

件末端接地短路时，流过本疼惜的

最小零序电流（应考虑分支电路使

电流减小的影响）来校验。同一线路上的零序过电流疼惜与相

间短路的过电流疼惜相比，将具有

较小的时限。4.2中性点干脆接地电网零序电流疼惜12方向零序电流疼惜的基本原理在双侧或多侧电源的网络中，电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地。由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，因此在变压器接地数比较多的困难网络中，就须要考虑零序电流疼惜动作的方向性问题。4.3中性点干脆接地电网方向零序电流疼惜13零序功率方向继电器整流型零序功率方向继电器，都是把最大灵敏角做成=70°~85

°，即要求加入继电器的超前70°~85

°时动作最灵敏。4.3中性点干脆接地电网方向零序电流疼惜越靠近故障点的零序电压越高，因此零序方向元件没有电压死区。当故障点距疼惜安装地点很远时，由于疼惜安装处的零序电压较低，零序电流较小，继电器反而可能不起动。为此，必需校验方向元件在这种状况下的灵敏系数，要求Ksen＞1.5。14对零序电流疼惜的评价优点：零序过电流疼惜的灵敏度高，总的故障切除时间更短。而零序电流疼惜受系统运行方式变更的影响要小得多。因此零序I段的疼惜范围较大，也较稳定，零序Ⅱ段的灵敏系数也易于满足要求。当系统中发生某些不正常运行状态时，例如系统振荡、短时过负荷等，零序疼惜不受它们的影响。在110kV及以上的高压和超高压系统中，单相接地故障约占全部故障的70％～90％，而且其它的故障也往往是由单相接地发展起来的，因此，接受特地的零序疼惜就具有显著的优越性。4.3中性点干脆接地电网方向零序电流疼惜15对零序电流疼惜的评价不足：对于短线路或运行方式变更很大的状况，疼惜往往不能满足系统运行所提出的要求；随着单相重合闸的广泛应用，在重合闸动作的过程中将出现非全相运行状态，再考虑系统两侧的电机发生摇摆，则可能出现较大的零序电流，因而影响零序电流疼惜的正确工作；当接受自耦变压器联系两个不同电压等级的网络时（例如110kV和220kV电网），则任一网络的接地短路都将在另一网络中产生零序电流，这将使零序疼惜的整定协作困难化．并将增大第Ⅲ段疼惜的动作时限。4.3中性点干脆接地电网方向零序电流疼惜16在中性点非干脆接地电网中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压照旧保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般状况下部允许再接着运行1～2小时，而不必立刻跳闸，这也是接受中性点非干脆接地运行的主要优点。但是在单相接地以后．其他两相的对地电压要上升倍。为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应刚好发出信号，以便运行人员实行措施予以消退。因此，在单相接地时，一般只要求继电疼惜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平安有紧急时，则应动作于跳闸。4.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜17中性点不接地电网中单相接地故障的特点在A相接地以后，各相对地的电压为故障点k的零序电压为在非故障相中流向故障点的电容电流为其有效值为，为相电压的有效值。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。4.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜184.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜而当网络中有发电机（G）和多条线路存在时

在非故障的线路I上，在线路始端所反应的零序电流为其有效值为零序电流为线路I本身的电容电流，电容性无功功率的方向为由母线流向线路。194.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜当网络中有发电机（G）和多条线路存在时

在发电机G上，只剩下发电机本身的电容电流其有效值为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是由母线流向发电机，这个特点与非故障线路是一样的。204.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜当网络中有发电机（G）和多条线路存在时

在发生故障的线路Ⅱ上，在B相和C相上，与非故障的线路一样，流有它本身的电容电流，在接地点要流回全系统B相和C相对地电容电流之总和，其值为其有效值为214.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜当网络中有发电机（G）和多条线路存在时

此电流要从A相流回去，因此，从A相流出的电流可表示为，这样在线路Ⅱ始端所流过的零序电流则为，并将代入其有效值为224.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜当网络中有发电机（G）和多条线路存在时

可见，由故障线路流向母线的零序电流，其数值等于全系统非故障元件对地电容电流之总和（但不包括故障线路本身），其电容性无功功率的方向为由线路流向母线，恰好与非故障线路上的相反。234.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜单相接地时的零序等效网络总结以上分析的结果，可以得出如下结论：在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。在非故障的元件上有零序电流，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。规定方向实际方向【大小见式（4-20）】244.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点依据以上的分析，当中性点不接地电网中发生单相接地时，在接地点要流过全系统的对地电容电流，假如此电流比较大，就会在接地点燃起电弧，引起弧光过电压，从而使非故障相的对地电压进一步上升，因此，使绝缘损坏，形成两点或多点的接地短路，造成停电事故。为了解决这个问题，通常在中性点接入一个电感线圈，这样当单相接地时，在接地点就有一个电感重量的电流通过，此电流和原系统中的电容电流相抵销，就可以削减流经故障点的电流，因此，称它为消弧线圈。在各级电压网络中，当全系统的电容电流超过下列数值时，即应装设消弧线圈：

3～6kV电网——30A；10kV电网——20A；22～66kV电网——10A．254.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点当线路Ⅱ上A相接地以后，电容电流的大小和分布与不接消弧线圈时是一样的，不同之处是在接地点又增加了一个电感重量的电流，因此，从接地点流回的总电流为两者相位大约相差180°，因此，将因消弧线圈的补偿而减小。264.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜274.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜IL大于ICΣ的程度用过补偿度度来表示，其关系为一般选择过补偿度P=5％～l0％，而不大于10％。总结以上分析的结果，可以得出如下结论。当接受完全补偿方式时，流经故障线路和非故障线路的零序电流都是本身的电容电流，电容性无功功率的实际方向都是由母线流向线路，因此，在这种状况下，利用稳态零序电流的大小和功率方向都无法推断出哪一条线路上发生了故障。当接受过补偿方式时，流经故障线路的零序电流将大于本身的电容电流，而电容性无功功率的实际方向照旧是由母线流向线路，和非故障线路的方向一样，因此，在这种状况下，首先就无法利用功率方向的差别来判别故障线路，其次由于过补偿度不大，因此也很难象中性点不接地电网那样．利用零序电流大小的不同来找出故障线路。284.4中性点非干脆接地电网的接地疼惜中性点不接地电网中单相接地的疼惜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。为此，可用一过电压继电器接于电压互感器二次成开口角形的一侧。只要本网络中发生单相接地故障，则在同一电压等级的全部发电厂和变电所的母线上，都将出现零序电压