繼電保護(hù)08接地保護(hù)

1、5.2小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)P105114 在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)裝置能在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)裝置能無選擇性地發(fā)出預(yù)告信號(hào)，不必跳閘。但對(duì)人身和設(shè)備的安全造成危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)有無選擇性地發(fā)出預(yù)告信號(hào)，不必跳閘。但對(duì)人身和設(shè)備的安全造成危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)有選擇性地動(dòng)作于斷路器跳閘。選擇性地動(dòng)作于斷路器跳閘。 假定電網(wǎng)負(fù)荷為零，并忽略電源和線路上的電壓降，電網(wǎng)的各相對(duì)地電假定電網(wǎng)負(fù)荷為零，并忽略電源和線路上的電壓降，電網(wǎng)的各相對(duì)地電容容C0相等。在正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)地電壓是對(duì)稱的，中性點(diǎn)對(duì)地電壓

2、為零，相等。在正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)地電壓是對(duì)稱的，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，即即UN=0。忽略電源和線路壓降，各相對(duì)地電壓為各相電勢。在三相對(duì)稱電壓。忽略電源和線路壓降，各相對(duì)地電壓為各相電勢。在三相對(duì)稱電壓作用下，產(chǎn)生三相電容電流也是對(duì)稱的，并超前對(duì)應(yīng)相電壓作用下，產(chǎn)生三相電容電流也是對(duì)稱的，并超前對(duì)應(yīng)相電壓90。 設(shè)在設(shè)在A相線路上發(fā)生金屬性單相相線路上發(fā)生金屬性單相接地，則接地相對(duì)地電容接地，則接地相對(duì)地電容C0被短路，被短路，中性點(diǎn)對(duì)地電位升至中性點(diǎn)對(duì)地電位升至UN=-EA，線路，線路各相對(duì)地電壓、母線上零序電壓分別各相對(duì)地電壓、母線上零序電壓分別為為:AKCKBKAKjAACKCjAABKB

3、KAEUUUUeEEEUeEEEUU33 330015015000 .P106)(300000KCKBCBAKKCCKBBAUUCjIIIIUCjIUCjII 故障點(diǎn)各相電流和故障點(diǎn)故障點(diǎn)各相電流和故障點(diǎn)三倍零序電流分別為三倍零序電流分別為: 兩非故障相在電壓和作用下，出現(xiàn)兩非故障相在電壓和作用下，出現(xiàn)超前相電壓超前相電壓90的電容電流和，非的電容電流和，非故障相電流為故障相電流為IB 、IC。線路各相對(duì)地電壓、母線上零序電壓分別為線路各相對(duì)地電壓、母線上零序電壓分別為:AKCKBKAKjAACKCjAABKBKAEUUUUeEEEUeEEEUU33 330015015000 .2、單側(cè)電源多

4、條線路電網(wǎng)的單相接地零序電流分布、單側(cè)電源多條線路電網(wǎng)的單相接地零序電流分布 設(shè)線路設(shè)線路II的的A相相接地短路，忽略負(fù)荷接地短路，忽略負(fù)荷電流及電容電流在線電流及電容電流在線路阻抗上的電壓降，路阻抗上的電壓降，則電網(wǎng)則電網(wǎng)A相對(duì)地電壓相對(duì)地電壓均為零，各元件均為零，各元件A相相對(duì)地電容電流為零，對(duì)地電容電流為零，B相、相、C相對(duì)地電壓相對(duì)地電壓和電容電流升高和電容電流升高 倍倍。各元件。各元件B相和相和C相相對(duì)地電容電流通過大對(duì)地電容電流通過大地、故障點(diǎn)、電源和地、故障點(diǎn)、電源和本元件構(gòu)成回路。本元件構(gòu)成回路。3 線路線路II上上A相電流相電流為零，為零，B相和相和C相電流相電流為本身的電容

5、電流為本身的電容電流IB1和和IC1，非故障線路始，非故障線路始端反應(yīng)的零序電流從母端反應(yīng)的零序電流從母線指向線路，可表示為線指向線路，可表示為：IKCIBIICUjIII00033 發(fā)電機(jī)端的零序電流為：發(fā)電機(jī)端的零序電流為： GKCGBGGCUjIII00033 2、單側(cè)電源多條線路電網(wǎng)的單相接地零序電流分布、單側(cè)電源多條線路電網(wǎng)的單相接地零序電流分布 非故障線路始端反應(yīng)非故障線路始端反應(yīng)的零序電流從母線指向線的零序電流從母線指向線路，可表示為：路，可表示為：IKCIBIICUjIII00033 電機(jī)端的零序電流為：電機(jī)端的零序電流為： GKCGBGGCUjIII00033 故障線路故障線

6、路II保護(hù)安裝保護(hù)安裝處流過的零序電流，仍以處流過的零序電流，仍以母線指向線路為假定正方母線指向線路為假定正方向。向。 即：即：)(3)(33000000GIKGIIICCUjIII 根據(jù)以上分析，可得出如下結(jié)論根據(jù)以上分析，可得出如下結(jié)論（1）在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，電網(wǎng)各處故障相對(duì)地電壓）在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，電網(wǎng)各處故障相對(duì)地電壓（金屬性故障）為零，非故障相對(duì)地電壓升高至電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)中（金屬性故障）為零，非故障相對(duì)地電壓升高至電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)中出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常時(shí)的相電壓。出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常時(shí)的相電壓。（2）非故障線路保護(hù)安裝處，流過

7、本線路的零序電容電流，其方向由母）非故障線路保護(hù)安裝處，流過本線路的零序電容電流，其方向由母線指向非故障線路，超前零序電壓線指向非故障線路，超前零序電壓90（3） 故障線路保護(hù)安裝處，流過的是所有非故障元件的零序電容電流之故障線路保護(hù)安裝處，流過的是所有非故障元件的零序電容電流之和，數(shù)值較大，其方向由故障線路指向母線，滯后零序電壓和，數(shù)值較大，其方向由故障線路指向母線，滯后零序電壓90（4）故障線路的零序功率與非故障線路的零序功率方向相反。）故障線路的零序功率與非故障線路的零序功率方向相反。 利用單相接地時(shí)，故障線路零序電流利用單相接地時(shí)，故障線路零序電流大于非故障線路零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分大于

8、非故障線路零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分故障元件和非故障元件，構(gòu)成有選擇性故障元件和非故障元件，構(gòu)成有選擇性的零序電流保護(hù)。根據(jù)需要可發(fā)出預(yù)告的零序電流保護(hù)。根據(jù)需要可發(fā)出預(yù)告信號(hào)或作用于故障線路的斷路器跳閘。信號(hào)或作用于故障線路的斷路器跳閘。 這種保護(hù)一般用在有條件安裝零序電這種保護(hù)一般用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線上?？站€上。22)-(5 30 UCKIreloper 22)-(5 3)(3000000CKCCCUKCCUKrelrelsen 可靠系數(shù)，可靠系數(shù)，如瞬時(shí)動(dòng)作，取如瞬時(shí)動(dòng)作，取45；如保護(hù)延；如保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，可取時(shí)動(dòng)作，可取

9、1.52；relKC0各線路各線路每相對(duì)地電容總每相對(duì)地電容總和的最小值；和的最小值；電纜頭電纜頭 對(duì)地絕緣對(duì)地絕緣經(jīng)經(jīng)TA鐵芯鐵芯再接地再接地 在實(shí)用計(jì)算中可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算各條線路本身的零序電容電流：在實(shí)用計(jì)算中可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算各條線路本身的零序電容電流：對(duì)電纜線路對(duì)電纜線路 ; 對(duì)架空線路對(duì)架空線路 min1.25sK35035310lUIN350320lUIN流過故障點(diǎn)的零序電流為：流過故障點(diǎn)的零序電流為： 采用零序電流互感器時(shí)采用零序電流互感器時(shí) 采用零序電流濾過器時(shí)，采用零序電流濾過器時(shí)， 。顯然，只有在出線較多時(shí)，。顯然，只有在出線較多時(shí)，才能滿足保護(hù)的靈敏系數(shù)的才能滿足保護(hù)的靈敏

10、系數(shù)的 要求要求.350)35(3210llUINmin1.5sK 在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，當(dāng)出線較少情況下，非故障相零序電流與故障相在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，當(dāng)出線較少情況下，非故障相零序電流與故障相零序電流差別可能不大，采用零序電流保護(hù)不能滿足靈敏性要求，這時(shí)可采用零序電流差別可能不大，采用零序電流保護(hù)不能滿足靈敏性要求，這時(shí)可采用零序功率方向保護(hù)。零序功率方向保護(hù)。零序功率方向繼電器零序功率方向繼電器的最大靈敏角為的最大靈敏角為90采用正極性接入方式，接入采用正極性接入方式，接入3U0和和3I0。非故障線路保護(hù)安裝處零非故障線路保護(hù)安裝處零序電流超前零序電壓序電流超前零序電壓905.2小接地電

11、流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù) 在零序電壓作用下，消在零序電壓作用下，消弧繞組有一電感電流弧繞組有一電感電流IL經(jīng)接經(jīng)接地點(diǎn)流回消弧繞組。地點(diǎn)流回消弧繞組。（1）完全補(bǔ)償：使）完全補(bǔ)償：使IK=IL-IC=0的補(bǔ)償方式。這種補(bǔ)償方式，正是滿足串聯(lián)的補(bǔ)償方式。這種補(bǔ)償方式，正是滿足串聯(lián)諧振的條件諧振的條件 。使電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高，這是不允許的。因此，實(shí)際。使電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高，這是不允許的。因此，實(shí)際上不采用完全補(bǔ)償方式。上不采用完全補(bǔ)償方式。（2）欠補(bǔ)償：使）欠補(bǔ)償：使ILIC的補(bǔ)償方式，補(bǔ)償后接地點(diǎn)的電流仍然是容性的，的補(bǔ)償方式，補(bǔ)償后接地點(diǎn)的電流仍然是容性

12、的，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)，例如某些線路因檢修被迫切除或因短路跳閘時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)，例如某些線路因檢修被迫切除或因短路跳閘時(shí)，系統(tǒng)零序電容電流會(huì)減小。致使可能得到完全補(bǔ)償。所以欠補(bǔ)償方式一系統(tǒng)零序電容電流會(huì)減小。致使可能得到完全補(bǔ)償。所以欠補(bǔ)償方式一般也不采用。般也不采用。（3）過補(bǔ)償：是使）過補(bǔ)償：是使ILIC的補(bǔ)償方式。采用這種補(bǔ)償方式后，接地點(diǎn)殘余的補(bǔ)償方式。采用這種補(bǔ)償方式后，接地點(diǎn)殘余電流是感性的，這時(shí)即使系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，也不會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振。電流是感性的，這時(shí)即使系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，也不會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振。因此這種補(bǔ)償方式得到了廣泛的應(yīng)用。因此這種補(bǔ)償方式得到了廣泛的應(yīng)用。

13、l 根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出中性點(diǎn)經(jīng)消弧根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出中性點(diǎn)經(jīng)消弧繞組單相接地的暫態(tài)過程與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單繞組單相接地的暫態(tài)過程與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的暫態(tài)過程相同。根據(jù)單相接地暫態(tài)過程相接地的暫態(tài)過程相同。根據(jù)單相接地暫態(tài)過程的特點(diǎn)，可以構(gòu)成反應(yīng)暫態(tài)過程的接地保護(hù)，一的特點(diǎn)，可以構(gòu)成反應(yīng)暫態(tài)過程的接地保護(hù)，一般反應(yīng)暫態(tài)過程的接地保護(hù)方式有如下兩種：般反應(yīng)暫態(tài)過程的接地保護(hù)方式有如下兩種：l （1）反應(yīng)暫態(tài)電流幅值接地保護(hù)。）反應(yīng)暫態(tài)電流幅值接地保護(hù)。l （2）反應(yīng)暫態(tài)零序分量首半波方向的接地保護(hù)，）反應(yīng)暫態(tài)零序分量首半波方向的接地保護(hù)，這種保護(hù)是應(yīng)用反應(yīng)暫態(tài)零序電

14、流和零序電壓首這種保護(hù)是應(yīng)用反應(yīng)暫態(tài)零序電流和零序電壓首半波方向原理構(gòu)成。半波方向原理構(gòu)成。5.2小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)25)-(5 )(31)(33000000IIINIIIRIIICCjRUIIIIN 12z3,dq5-65.2小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)補(bǔ)充題補(bǔ)充題5-1：如圖所示網(wǎng)絡(luò)已知電源等值電抗如圖所示網(wǎng)絡(luò)已知電源等值電抗 ；線路正序電；線路正序電抗，零序電抗抗，零序電抗 ；變壓器；變壓器T1額定參數(shù)：額定參數(shù)：31.5MVA,，110/6.6kV,UK=10.5%，其它參數(shù)如圖所示，試確定，其它參數(shù)如圖

15、所示，試確定AB線路的零序電流保護(hù)第線路的零序電流保護(hù)第I段、第段、第II段、第段、第III段的動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限。段的動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限。補(bǔ)充題補(bǔ)充題5-15-1的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)1205 ,8XXX 100.4 /,1.4 /Xkm Xkm2X0X1XEphIK1IK2IK0兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖例題例題5-1：如圖所示網(wǎng)絡(luò)已知電源等值電抗如圖所示網(wǎng)絡(luò)已知電源等值電抗 ；線路正序電抗，；線路正序電抗，零序電抗零序電抗 ；變壓器；變壓器T1額定參數(shù)：額定參數(shù)：31.5MVA,，110/6.6kV,UK=10.5%，其它參數(shù)如圖所示，試確定，其它參數(shù)如圖所示

16、，試確定AB線路的零序電流保護(hù)第線路的零序電流保護(hù)第I段、第段、第II段、第段、第III段的動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限。段的動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限。例題例題5-15-1的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)1205 ,8XXX 100.4 /,1.4 /Xkm Xkm解：解：1、計(jì)算零序短路電流。、計(jì)算零序短路電流。線路線路AB：線路線路BC：變壓器變壓器T1：1200.4 208 ,1.4 5028XXX 1200.4 5020 ,1.4 5070XXX120.105 11040.3331.5XX2X0X1XEphIK1IK2IK0兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖125813XX01XX，08 2

17、8 36X 所以，故應(yīng)按單相接地短路整定計(jì)算，按兩相接地短路效驗(yàn)靈敏系數(shù)所以，故應(yīng)按單相接地短路整定計(jì)算，按兩相接地短路效驗(yàn)靈敏系數(shù)(1)(1,1)00kkII1,12020201201,101150001378013 3613363 13133633 7802340phkKEXIAXXXXXXXIA 兩相接地：兩相接地：單相單相 接地：接地： 1011500010703 13 1336kIA 1033 10703210kIA B母線的最大三相短路電流為母線的最大三相短路電流為 311500051103 58KBIAC母線短路時(shí)的零序電流為母線短路時(shí)的零序電流為12033 ,106XXX1,1

18、03 11500033381333 10633 1063 3333 106KIA 103 115000311603 3333 106kIA兩相兩相 接地：接地：解：解：1、計(jì)算零序短路電流。、計(jì)算零序短路電流。線路線路AB：線路線路BC：變壓器變壓器T1：1200.4 208 ,1.4 5028XXX 1200.4 5020 ,1.4 5070XXX120.105 11040.3331.5XX125813XX01XX，所以，故應(yīng)按單相接地短路整定計(jì)算，按兩相所以，故應(yīng)按單相接地短路整定計(jì)算，按兩相接地短路效驗(yàn)靈敏系數(shù)接地短路效驗(yàn)靈敏系數(shù)(1)(1,1)00kkII1,12020201201,101150001378013 3613363 13133633 7802340phkKEXIAXXXXXXXIA 2X0X1XEphIK1IK2IK0兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖08 28 36X 1011500010703 13 1336kIA 1033 10703210kIA B母線的最大三相短路電流為母線的最大三相短路電流為 311500051103 58KBIAC母線短路時(shí)的零序電流為母線短路時(shí)的零序電流為12033 ,106XXX1,103 11500033381333 1