接地故障的特征與保護(hù)方式

1、.1電力系統(tǒng)接地方式： 中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)不直接接地。 中性點(diǎn)直接接地稱為大電流接地系統(tǒng)（110KV及以上電網(wǎng)），中性點(diǎn)不直接接地稱為小電流接地系統(tǒng)（ 35KV及以下電網(wǎng)）。2.4 接地故障的特征與保護(hù)方式接地故障的特征與保護(hù)方式 接地故障的方式包括：?jiǎn)蜗嘟拥亍上嘟拥?、三相接地，后兩種故障現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率小且具有相間短路的特征，這里重點(diǎn)分析出現(xiàn)幾率最高的單相接地故障所表現(xiàn)出的特征及保護(hù)方式。.2 故障相電壓降低，非故障相電壓升高。單相金屬性接地時(shí)，故障相電壓為零，非故障相電壓升高為線電壓值。 要求：保護(hù)裝置有選擇地發(fā)出信號(hào)，必要時(shí)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。相電壓的特點(diǎn)：一、中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地

2、的特點(diǎn)線電壓的特點(diǎn)：相間電壓仍然對(duì)稱，對(duì)用戶沒有影響， 一般情況可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間（1小時(shí)）分析該情況下的特征：.3AEBECEK10LI10LI30LI30LI20LI20LI0kAUACkCABkBEEUEEUAkCkBkAkEUUUU)(310.4電壓相量圖：AEBECE0kUkCUkBU03UAkEU010LI20LI30LI.5非故障線路的零序電流0202001010kLLkLLUCjIUCjI接地點(diǎn)總零序電流為00302010003)(3kLLLkkUCjCCCjUI故障線路的零序電流為03000201030)()(kLkLLLUCCjUCCjI.6單相接地故障特點(diǎn)1、全系統(tǒng)都出現(xiàn)

3、零序電壓、且零序 電壓全系統(tǒng)相等。2、非故障線路零序電流由本線路對(duì) 地電容形成。方向：母線指向線路3、故障線路零序電流由全系統(tǒng)非故 障線路、元件對(duì)地電容形成。 方向：線路指向母線4、故障相電壓下降，非故障相電壓升 高。.7 1、絕緣監(jiān)視裝置信號(hào)二、 不直接接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)方式 通過母線電壓互感器開口三角形側(cè)輸出電壓（零序電壓）大小來判斷有無接地故障。 不具有選擇性，無法判斷是母線上哪一條出線接地。尋找接地線路只能采用“拉閘停電”方法結(jié)合觀察電壓表指示來判斷。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單。適用于母線上出 現(xiàn)回路數(shù)少的情況。.8原 理：利用故障線路與非故障線路零序電流的數(shù)值不 同的特征構(gòu)成保護(hù)。使用條件：

4、電纜線路或經(jīng)電纜出線的架空線路上，同一母 線上出線回路數(shù)越多越靈敏。2、零序電流保護(hù)（有裝設(shè)零序電流互感器的條件）.9被保護(hù)線路接地時(shí)零序電流為：)(3100LpCCU靈敏系數(shù)：10100101003)(3lrelLLprelLpsenCKCCCUKCCUK保護(hù)動(dòng)作電流：1003LprelopCUKI可靠系數(shù)速動(dòng)保護(hù)：45；延時(shí)保護(hù)1.52。線路自身對(duì)地電容電流母線上所有線路對(duì)地電容之和接地線路對(duì)地電容結(jié)論：母線上出線回路數(shù)越多越靈敏。.10信號(hào)3、零序功率保護(hù) 利用故障線路與非故障線路零序電流方向不同的特征構(gòu)成保護(hù).11三、 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn) 電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),可利用對(duì)

5、稱分量法將電流分解為正序、負(fù)序和零序。接地時(shí)等效網(wǎng)絡(luò)：.121、故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電 壓越低，變壓器中性接地點(diǎn)的零序電壓為零。2、零序電流的分布，主要決定于輸電線路的零序阻抗 和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目 和位置無關(guān)。3、運(yùn)行方式變化，若輸電線路和中性點(diǎn)接地的變壓器 數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就是不變的。 系統(tǒng)正序阻抗和負(fù)序阻抗要隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式而變 化，將間接影響零序分量的大小。1、單相接地時(shí)的特征：4、對(duì)于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功 率方向相反，零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向 母線的。.13四、 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)通常也

6、采用階段式保護(hù)。 從保護(hù)構(gòu)成看，三段式零序電流保護(hù)與三段式相間短路保護(hù)相類似。 特點(diǎn)：為了保證保護(hù)動(dòng)作的快速性和選擇性 要求，保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。動(dòng)作條件：（1）按躲過被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)，保護(hù) 安裝處測(cè)量到的最大零序電流整定。1、零序電流速斷保護(hù)max. 0Irel13IKIIop.1403ILmax. 03IIopI1.15（2）按躲過斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，最大零序電流 整定ustIopIKI.0Irel13 若保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于斷路器三相合閘不同期時(shí)間，本條件可不考慮。保護(hù)整定值取上述兩條件較大值。靈敏度不滿足要求措施： 保護(hù)可經(jīng)小延時(shí)，使保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間大于斷路器觸頭不

7、同時(shí)合閘的時(shí)間。（3）按非全相運(yùn)行且振蕩條件整定 按此條件整定，通常整定值較高，可采用設(shè)置兩個(gè)速斷保護(hù)，即靈敏段、不靈敏段 。.162、限時(shí)零序電流速斷保護(hù)工作原理與相間短路保護(hù)相似。要求：要保護(hù)線路全長(zhǎng)。動(dòng)作電流IcalIIrelIIopIKI.201靈敏度0.min13calsenopIKI.17保護(hù)動(dòng)作電流確定分析03ILKIopI1IIopI1IcalI. 0IopI2動(dòng)作時(shí)間：12opoptttI.18 當(dāng)下級(jí)線路比較短或運(yùn)行方式變化比較大，靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可采用下列措施加以解決:（1）使本線路的零序段與下一線路的零序 段相配合，其動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限都與下一線路的零序段配合；（

8、2）保留原來0.5s時(shí)限的零序段，增設(shè)一個(gè)與下一線路零序段配合的、動(dòng)作時(shí)限為1s左右的零序段，它們與瞬時(shí)零序電流速斷及零序過電流保護(hù)一起，構(gòu)成四段式零序電流保護(hù)。（3）從電網(wǎng)接線的全局考慮，改用接地距離保護(hù)。.193、零序過電流保護(hù)作用：作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。 動(dòng)作電流按最大不平衡電流整定，同時(shí)要求各保護(hù)間進(jìn)行配合。IIIcalrelIIIopIKI. 01 零序電流保護(hù)段的靈敏系數(shù)，按保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)流過本保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn)。作近后備時(shí)，校驗(yàn)點(diǎn)取本線路末端，要求靈敏度1.31.5，作下一線路的遠(yuǎn)后備時(shí)，校驗(yàn)點(diǎn)取相鄰線路末端，要求靈敏度1.25。.20tL1t2t3t4t10t20t30t.21 零序功率方向繼電器接于零序電壓和零序電流之上，動(dòng)作于否決定于零序功率功率的方向。 在正向保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路時(shí)，要求零序功率方向繼電器應(yīng)能正確動(dòng)作，并工作在較靈敏的狀態(tài)下。五、零序電流方向保護(hù).22靈敏角70sen)11