电力系统继电保护第二章第三四节

1、第二章包括电力网的电流保护、接地导线与大地之间的反常的连接、单相接地和两相接地，电力网接地的种类和保护策略，接地与中性点接地方式密切相关，虽然故障条件相同，但中性点接地方式不同，接地所表示的故障特征和结果、危害完全不同，因此保护策略也不同。根据单相接地时接地电流的大小，分为大电流连接系统中性点直接接地和大电流连接系统中性点直接接地的情况的中性点经由小电阻接地的小电流接地系统中性点非接地中性点经由消弧线圈接地， 110kV以上的电力网：中性点直接接地方式35kV以下的电力网3360中性点不接地或不直接接地，大电流接地系统：在该电压等级中，一部分或全部电压互感器的中性点直接接地。 优点：绝缘要求低

2、，绝缘投资相对于小电流接地系统低。 缺点：单相接地发生时，会产生大的短路电流，损坏设备等。 (主要用于110kV以上的电压等级)、小电流接地系统：在该电压等级中，所有电压互感器的中性点不接地。 发生单相接地故障时，几乎没有短路电流，设备不会烧坏，因此可以运行12小时，供电可靠性高，但非故障相电压上升1.732倍，因此绝缘要求高。 随着电压等级的上升，对绝缘的投资急剧增加。 主要用于1066kV的配电系统。 利用相对于中性点直接接地电网，接地时出现大零序电流的特点，(1)零序电流保护(2)零序电流保护相对于中性点非有效接地电网，特征不明显的是不跳闸，相对于2.3.1接地时的零相电压、电流和电力分

3、布，相对于中性点有效接地电网，现在正序： a相为b相120度，b相为c相120度，c相为a相120度。 负序： a相向b相延迟120度，b相向c相延迟120度，c相向a相延迟120度。 零相： ABC三相相同，两个相都没有引导，没有延迟。 一、零相成分的特点、零相网络：与线路、接地变压器的数量和位置有关，与发电机无关。 1 .零相电压：故障点的零相电压最高，离故障点越远，零相电压越低，电压互感器中性点连接位于零。 2 .零序电流分布：与电压互感器中性点接地的多寡和位置有关的大小：与线路及中性点接地电压互感器的零相阻抗有关。 方向：从故障点流向接地的电压互感器中性点。 在零序电流：三相四线电路中

4、，三相电流的相量和等于0，即，若在Ia Ib IC=0三相四线上引入电流互感器，则此时感应电流为零。 如果在电气线路中发生触电或漏电故障，则在电路中流动漏电电流，对于此时通过电流互感器的三相电流相量与不均匀的0，在其相量之和为Ia Ib Ic=I (漏电电流)的电流互感器的次级线圈中有感应电压，该电压被施加在检测部的电子放大电路上，在此处连接的大于保护区装置的预定生物电流值的电流互感器被零序电流发生零序电流的2个条件： 1，无论是纵向故障还是横向故障，无论正常时还是异常时的非对称，如果有零相电压发生，2 .零序电流有通道。 以上两个条件不可缺少。 因为缺少第一个所以没有源泉；缺少第二个是我们通

5、常讨论的“电压有木有一定是电流有木有的问题”。 3 .零相功率、分布：短路点零相功率为最大方向：对于发生故障的线路，两端的零相功率方向为线路母线。4 .零相电压和电流的拓扑关系、正方向故障：不输出正相、负相电压，仅输出零相电压3U0。2 .零相电压、零序电流的获取、1 .零相电压的获取(1)零相电压滤波器、(2)在微机保护内直接用普通计程仪实现加法器，2零序电流的获取(1)将零序电流滤波器连接到相间保护电流互感器的中性线上。 不平衡电流：(2)零序电流电流互感器(电缆线)一次电流：优点：无不平衡电流，接线简单，二、中性点直接接地系统的接地故障保护、中性点直接接地系统接地时产生较大的零序电流，反

6、应零相电流增大的保护为零相保护。 零序电流保护可设置在上图的空气开关1和2处。 由于零序电流保护，对单相接地具有高灵敏度。 零序电流保护是高压线保护所需要的保护之一。 高压线保护(110kV以上)，其(1)零相(电流)保护(2)距离保护(3)射频波保护、三段式零序电流保护、(1)零序电流速断保护(零相级)、(2)零序电流限制时速切断保护(零相级)、(3)零序电流保护(零相级)、零序电流保护的启动电流调整类似于反映线电流的电流保护。 必须根据故障零序电流的修正计算，根据场所不同，根据接地时的零序电流大小进行调整。 (1)零序电流瞬时速断(零相I级)保护、(1)从下一个线路出口接地故障中逃脱的最大

7、三倍零序电流3I0.max、的修正：故障点：本线路末端、背后的零相阻抗小，相反侧的零相阻抗大。 (2)由于空气开关的三相触头不接通云同步而出现的最大三倍零序电流3I0.unb的订正：二相合：一相合：取两者中较大者，(一)零序电流瞬时速断(零相I段)保护，调整原则(2)得到的值一般较大，保障范围缩小，灵敏度降低，此时，虽然在段带灵敏度：要求最小保障范围(15 %)l，(1)零序电流瞬时速断(零相I段)保护，(3)线路采用单相自动再接通时，避免在非全相运行状态再次发生系统振荡时出现的最大零序电流被调整。 (1)在(2)中调整后的零相I段，大多无法避免在非全相运行状态下再次发生系统振荡时产生的最大零

8、序电流，此外，(3)如果推一推调整，正常时发生接地短路时的保障范围变窄，零相I段的作用将无法向一盏茶发挥。设置2个零相I段：灵敏I段：通过(1)或(2)进行调整，在一定值小、保障范围宽的主要起到保护全相运行状态下接地故障作用的单相自动再接通启动时自动摇滾乐。不灵敏I段：在(3)中调整，值大、保障范围小的主要单相重接通中，其他两相又接地故障，尽快切除故障，与相邻线路的零序电流I段相加，、(二)零序电流限制时速截止(零序电流段)保护，灵敏度检查：要求Ksen1.31.5， 结合相邻线分，在2个灵敏度不同的II段进行切换，避开下段线路出口，三相短路时流过保护具的最大不平衡电流Iunb.max，式中，

9、与下段线路零相III段的保护在灵敏度上合作，(三)零相过电流(零相III段)保护，灵敏度检查： 1 .作为近应用备份时：应在被保护线路末端接地时2 .作为远程应用备份时：相邻线路末端接地时，以流过保护的最小三倍零序电流进行验证、要求、动作时间：按步骤时限的原则进行选择、零序电流保护的时限特性， 零序电流保护零序电流方向继电器=方向性零序电流保护，4，方向性零序电流保护，K1短路： 3误动作，K2短路： 2误动作，1 .零序电流方向继电器的接线：整流型和晶体管型零序电流方向继电器3 .不受系统振动和过载的影响，4 .方向性零序电流保护没有电压死区，5 .简单、 值得信赖，优点：5，零序电流保护的

10、评价，1 .在短线路或运行方式变化较大时，保护往往不满足要求，2 .增加单相重加载过程第段保护的工作时间，缺点：5，对零序电流保护的评价，35kV网格10kV网格6kV网格， 中性点不直接接地电网(小接地电流系统)、中性点经电阻接地电网中性点经消弧线圈接地电网、第三节中性点经小电阻接地系统中的高电阻接地检测2 .特征非金属导电介质呈高电阻特征，接地电流小，且故障呈弧性、间歇性、瞬时性特征，普通零序电流保护不易检测。针对高电阻接地的保护1 )零相反时限过流保护2 )基于三次间谐波电流或三次间谐波电流的系统电压相位构成的保护3 )基于采样值突变量的保护、零相反时限过流保护可以选择正常运转时出现的不

11、平衡电流、整定值：动作方程式：时间整定值、继电器中流过的电流、接地线并立即发出信号人身或设备的安全有危险时，请进行跳闸动作。 在中性点非接地系统中发生两相接地时，相间电流保护动作切除故障线路。 假定忽略多线路电容电流分布：多线路电容电流分布：以及负载电流和电容电流在线路上的电压降。 全系统UA=0，a相对电容电流为零，UB-D=UC-D=，多线路单相接地的零值电路，结论：3.在故障线路上，零序电流是全系统非故障元件对地电容电流的总和，方向从线路流向母线。1 .发生单相接地时，所有系统都发生零相电压，2 .非故障线路有零序电流，其数值与该线路自身的电容电流相等，方向从母线流向线路。 三、中性点不

12、接地系统下的单相接地故障保护、(1)零相电压保护(绝缘监视装置)、绝缘监视装置利用单相接地时出现的零相电压，具有延迟地对信号进行动作。 此保护只能监视接地故障，但不能判别哪条线路的接地故障。 为了找到故障线路，驾驶员必须依次在短时间内切断各线路，通过自动重新接通进行修正。 当切断某条线路时，零相电压信号消失，即表示该线路已单相接地。 (2)零序电流保护、零序电流保护利用故障线路零序电流大于非故障线路零序电流的特点，实现选择性保护。 为了保证工作选择性，零序电流保护的生物电流Iset必须大于本线路的电容电流，即三、中性点不接地系统的单相接地故障保护，(3)零相功率方向保护，零相功率方向保护利用故

13、障线路和非故障线路的保护安装部位的零序电流方向相反的特征构成。 用于零序电流保护不满足要求、接线复杂的网络。 三、中性点不接地系统下的单相接地故障保护，第五节中性点为消弧线圈接地系统下的接地故障保护，一、中性点为消弧线圈接地系统下的单相接地特征、单相接地时、电容电流分布图、在中性点加消弧线圈后，单相接地时，通过接地点的总电流为感应电流和全系统总容量电流的矢量和。 即，总和的相位偏差180度，这通过消弧线圈的补偿减小。 根据对电容电流的补偿程度，可分为完全补偿、不足补偿、过补偿三种补偿方式。 过补偿方式没有发生超电势的危险。 广泛使用。 补偿度： P=(ILIC)/IC (510 )，利用绝缘监

14、视装置； 利用破坏补偿的方法在短时间内投入有效电阻的方法反映过渡零序电流最初的半波的接地故障保护5次间谐波电流的接地故障保护。 4、保护方式、二、中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障保护、(1)零相电压保护(绝缘监视装置)、绝缘监视装置利用单相接地时出现的零相电压，具有延迟地对信号进行工作。 此保护只能监视接地故障，但不能判别哪条线路的接地故障。 为了找到故障线路，驾驶员必须依次在短时间内切断各线路，通过自动重新接通进行修正。 当切断某条线路时，零相电压信号消失，即表示该线路已单相接地。 二、中性点经消弧线圈接地系统中的单相接地故障保护，(2)由单相接地瞬间过渡过程的最初半波构成保护，基本思想：过渡过程