南昌大學(xué)繼電保護(hù)第五章電力系統(tǒng)的接地保護(hù)

1、 在電力系統(tǒng)中，中性點(diǎn)的工作方式有中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈在電力系統(tǒng)中，中性點(diǎn)的工作方式有中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)不接地三種，后兩種也稱非直接接地。接地和中性點(diǎn)不接地三種，后兩種也稱非直接接地。 在我國(guó)在我國(guó)110 KV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)都采用中性點(diǎn)直接接地方式，而及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)都采用中性點(diǎn)直接接地方式，而3 35 KV的電網(wǎng)采用中性點(diǎn)非直接接地方式。的電網(wǎng)采用中性點(diǎn)非直接接地方式。 在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的故障相電在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的故障相電流和零序電流，故又稱為大電流接地系統(tǒng)。在中性

2、點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生流和零序電流，故又稱為大電流接地系統(tǒng)。在中性點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，因構(gòu)不成短路回路，在故障點(diǎn)上流過(guò)比負(fù)荷電流小得多的電流，故單相接地時(shí)，因構(gòu)不成短路回路，在故障點(diǎn)上流過(guò)比負(fù)荷電流小得多的電流，故又稱為小電流接地系統(tǒng)。又稱為小電流接地系統(tǒng)。第五章第五章 電電網(wǎng)的網(wǎng)的接接地保護(hù)地保護(hù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容:第一節(jié)第一節(jié) 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)接地短路時(shí)的零序電壓、零序電流和零序功率中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)接地短路時(shí)的零序電壓、零序電流和零序功率單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)及變壓器中心點(diǎn)接地方式的選擇單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)及變壓器中心點(diǎn)接地方式的選擇（一）單相接地時(shí)零序分量的

3、特點(diǎn)（一）單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn) 當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，將出現(xiàn)零序電壓和零序電流，如圖所示。零序電當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，將出現(xiàn)零序電壓和零序電流，如圖所示。零序電流可以看成是在故障點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)零序電壓流可以看成是在故障點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)零序電壓 而產(chǎn)生的，它必須經(jīng)過(guò)變壓器接地的而產(chǎn)生的，它必須經(jīng)過(guò)變壓器接地的中性點(diǎn)構(gòu)成回路。所以，零序電流只能在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中流動(dòng)。中性點(diǎn)構(gòu)成回路。所以，零序電流只能在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中流動(dòng)。 對(duì)零序電流的方向，對(duì)零序電流的方向，規(guī)定母線流向線路為正，而零序電壓的正負(fù)以大地為規(guī)定母線流向線路為正，而零序電壓的正負(fù)以大地為基準(zhǔn)，線路高于大地的電壓為正，低于大地的電壓為負(fù)

4、。這樣形成的網(wǎng)絡(luò)稱為零基準(zhǔn)，線路高于大地的電壓為正，低于大地的電壓為負(fù)。這樣形成的網(wǎng)絡(luò)稱為零序網(wǎng)絡(luò)，序網(wǎng)絡(luò)，如圖如圖5-1所示所示02!02!)(kkKKkKIIIUUU (由此可知，零序電流的實(shí)際方向，是線路流向母線的方向。零序網(wǎng)絡(luò)中的零序電由此可知，零序電流的實(shí)際方向，是線路流向母線的方向。零序網(wǎng)絡(luò)中的零序電壓、零序電流、零序功率等統(tǒng)稱為零序分量，具有如下特點(diǎn)。壓、零序電流、零序功率等統(tǒng)稱為零序分量，具有如下特點(diǎn)。1. 1. 零序電壓零序電壓 零序電壓的最高點(diǎn)位于接地故障處，系統(tǒng)中距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低零序電壓的最高點(diǎn)位于接地故障處，系統(tǒng)中距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低。零序電壓的分布

5、如圖所示。保護(hù)安裝處的母線零序電壓其大小主要取決于變壓。零序電壓的分布如圖所示。保護(hù)安裝處的母線零序電壓其大小主要取決于變壓器的零序電抗可見(jiàn)，零序分量的特點(diǎn)：器的零序電抗可見(jiàn)，零序分量的特點(diǎn)：（1 1）故障點(diǎn)零序電壓）故障點(diǎn)零序電壓U Uk0k0最高最高, ,離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)離故障點(diǎn)越遠(yuǎn), U, Uk0k0 越低越低. .變壓器中性點(diǎn)接地處變壓器中性點(diǎn)接地處U Uk0k0=0 ,=0 ,如圖如圖5-1(c)5-1(c)所示。所示。(2) (2) 零序電流，如圖零序電流，如圖5-15-1（d)d)其數(shù)值和分布與變壓器中性點(diǎn)接地的多少和位置有其數(shù)值和分布與變壓器中性點(diǎn)接地的多少和位置有關(guān)，而與電源的數(shù)

6、目和位置無(wú)關(guān)。關(guān)，而與電源的數(shù)目和位置無(wú)關(guān)。 (3(3） (4(4）零序電流的分布與大?。┝阈螂娏鞯姆植寂c大?。? 5） 零序功率是由故障點(diǎn)流向電源，即由故障線路流向母線。而通常規(guī)定，母零序功率是由故障點(diǎn)流向電源，即由故障線路流向母線。而通常規(guī)定，母線到線路的方向?yàn)檎Ｋ?，?duì)于零序功率方向繼電器，它是在負(fù)值零序功率下動(dòng)線到線路的方向?yàn)檎Ｋ?，?duì)于零序功率方向繼電器，它是在負(fù)值零序功率下動(dòng)作的。零序功率方向繼電器的輸入電壓與輸入電流之間的相位差完全取決于變壓器作的。零序功率方向繼電器的輸入電壓與輸入電流之間的相位差完全取決于變壓器的零序阻抗角，與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。的零序

7、阻抗角，與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。所以，用零序電流和零序電壓的幅值以及它們的相位關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)接地短路的零序所以，用零序電流和零序電壓的幅值以及它們的相位關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)接地短路的零序電流保護(hù)和零序方向保護(hù)。電流保護(hù)和零序方向保護(hù)。1,001)(TAOZIU（二）（二） 變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地是大系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地是大接地電流系統(tǒng)的標(biāo)志。其主要目的是降低對(duì)整接地電流系統(tǒng)的標(biāo)志。其主要目的是降低對(duì)整個(gè)系統(tǒng)絕緣水平的要求。但中性點(diǎn)接地變壓器個(gè)系統(tǒng)絕緣水平的要求。但中性點(diǎn)接地變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及其分布情況變

8、化時(shí)，零序網(wǎng)絡(luò)的臺(tái)數(shù)、容量及其分布情況變化時(shí)，零序網(wǎng)絡(luò)也隨之改變，因此，同一故障點(diǎn)的零序電流分也隨之改變，因此，同一故障點(diǎn)的零序電流分布也隨之改變。所以變壓器的中性點(diǎn)接地情況布也隨之改變。所以變壓器的中性點(diǎn)接地情況改變，將直接影響零序電流保護(hù)的靈敏性。改變，將直接影響零序電流保護(hù)的靈敏性。因因此對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇要滿足下面兩條此對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇要滿足下面兩條要求：要求：(1) 不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓。不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓。(2) 不使零序網(wǎng)絡(luò)有較大改變，以保證零序電流不使零序網(wǎng)絡(luò)有較大改變，以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏性。保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏性。A0UI1T根據(jù)上述兩條要求，

9、根據(jù)上述兩條要求，變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇的原則如下：變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇的原則如下：(1) 在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)電源處至少有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，以防止中性點(diǎn)在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)電源處至少有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，以防止中性點(diǎn)不接地的電源因某種原因與其他電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在圖不接地的電源因某種原因與其他電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在圖5-1(a)中，如變壓器中，如變壓器T1的中性點(diǎn)不接地，當(dāng)線路的中性點(diǎn)不接地，當(dāng)線路AB上發(fā)生接地短路時(shí)，上發(fā)生接地短路時(shí)，B側(cè)零序側(cè)零序保護(hù)先動(dòng)作跳開(kāi)保護(hù)先動(dòng)作跳開(kāi)B側(cè)斷路器，則側(cè)斷路器，則A側(cè)成為一個(gè)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)并帶接地故

10、障點(diǎn)側(cè)成為一個(gè)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)并帶接地故障點(diǎn)運(yùn)行，從而會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的弧光電壓，使按大接地電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)備的絕緣遭受運(yùn)行，從而會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的弧光電壓，使按大接地電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)備的絕緣遭受到破壞。到破壞。(2) 在雙母線按固定聯(lián)接方式運(yùn)行的變電站，每組母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中在雙母線按固定聯(lián)接方式運(yùn)行的變電站，每組母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，每組母線上仍保留一臺(tái)中性點(diǎn)直性點(diǎn)直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，每組母線上仍保留一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變接接地的變 壓器。壓器。(3) 每個(gè)電源處有多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，規(guī)定正常時(shí)按一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接每個(gè)電源處有

11、多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，規(guī)定正常時(shí)按一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，其他變壓器中性點(diǎn)不接地。這樣，當(dāng)某臺(tái)中性點(diǎn)接地變壓器由于檢修接地運(yùn)行，其他變壓器中性點(diǎn)不接地。這樣，當(dāng)某臺(tái)中性點(diǎn)接地變壓器由于檢修或其他原因切除時(shí)，將另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，以保持系統(tǒng)零序電流的大小與或其他原因切除時(shí)，將另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，以保持系統(tǒng)零序電流的大小與分布不變。分布不變。(4) 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)選用零序阻抗相等的變壓器，正常時(shí)將一臺(tái)變壓器兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)選用零序阻抗相等的變壓器，正常時(shí)將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器退出運(yùn)行時(shí)，則將另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直中性點(diǎn)直接接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器退

12、出運(yùn)行時(shí)，則將另一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行接接地運(yùn)行(5) 220kV以上大型電力變壓器都為分級(jí)絕緣，且分為兩種類型，其中絕緣水平以上大型電力變壓器都為分級(jí)絕緣，且分為兩種類型，其中絕緣水平較低的一種較低的一種(500kV系統(tǒng)，中性點(diǎn)絕緣水平為系統(tǒng)，中性點(diǎn)絕緣水平為38kV的變壓器的變壓器)，中性點(diǎn)必須直接接，中性點(diǎn)必須直接接地。地。第二節(jié)第二節(jié) 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)一、零序電流保護(hù)的構(gòu)成一、零序電流保護(hù)的構(gòu)成1 1。零序電流濾過(guò)器的不平衡電流。零序電流濾過(guò)器的不平衡電流不平衡電流：正常運(yùn)行時(shí)通過(guò)保護(hù)的電流不平衡電流：正常運(yùn)行時(shí)通過(guò)保護(hù)的電流TaK

13、erstnpunbKIKKKI)3(max.max.2。零序電流保護(hù)的接線零序電流保護(hù)的接線第四節(jié)第四節(jié) 對(duì)稱分量濾過(guò)器對(duì)稱分量濾過(guò)器一。零序電流濾過(guò)器一。零序電流濾過(guò)器28頁(yè)頁(yè))(13)()(10mCmBmATATAmCmBmACBATAcbarIIIKKIIIIIIIKIIII當(dāng)三相對(duì)稱時(shí))(1mCmBmATArIIIKI當(dāng)三相不對(duì)稱時(shí)TArKII03二。零序電壓濾過(guò)器二。零序電壓濾過(guò)器TVCbamnKUUUUU03 2.零序電流保護(hù)的接線零序電流保護(hù)的接線 零序電流保護(hù)與三段式相間短路保護(hù)基本相似，也分為三段式：零序電零序電流保護(hù)與三段式相間短路保護(hù)基本相似，也分為三段式：零序電流流I段

14、為瞬時(shí)零序電流速斷，只保護(hù)線路的一部分；零序電流段為瞬時(shí)零序電流速斷，只保護(hù)線路的一部分；零序電流II段為限時(shí)零序段為限時(shí)零序電流速斷，可保護(hù)本線路全長(zhǎng)，并與相鄰線路零序電流速斷保護(hù)相配合，帶電流速斷，可保護(hù)本線路全長(zhǎng)，并與相鄰線路零序電流速斷保護(hù)相配合，帶有有 延時(shí)，它與零序電流延時(shí)，它與零序電流I段共同構(gòu)成本線路接地故障的主保護(hù)；零序電流段共同構(gòu)成本線路接地故障的主保護(hù)；零序電流III段為零序過(guò)電流保護(hù)，動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，它作為本線路和相鄰線路段為零序過(guò)電流保護(hù)，動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，它作為本線路和相鄰線路的接地故障的后備保護(hù)。的接地故障的后備保護(hù)。零序電流與線路的阻抗有關(guān)，可以作

15、出零序電流與線路的阻抗有關(guān)，可以作出 隨線路長(zhǎng)度隨線路長(zhǎng)度 變化的關(guān)系曲線，然后變化的關(guān)系曲線，然后進(jìn)行整定，其整定原則類似于相間短路的三段式電流保護(hù)。進(jìn)行整定，其整定原則類似于相間短路的三段式電流保護(hù)。二、三段式零序電流保護(hù)的整定計(jì)算二、三段式零序電流保護(hù)的整定計(jì)算1.無(wú)時(shí)限無(wú)時(shí)限 零序電流速斷保護(hù)（零序電流零序電流速斷保護(hù)（零序電流I段）段）無(wú)時(shí)限無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流零序電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流 的整定應(yīng)考慮以下三個(gè)原則：的整定應(yīng)考慮以下三個(gè)原則： （1）躲過(guò)被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩）躲過(guò)被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)流過(guò)本線路的最大零序電相接地短路時(shí)流過(guò)本線路的最大零

16、序電流流.即：計(jì)算3I0.max求取的條件：故障點(diǎn)應(yīng)選取線路末端，圖中A處的零序電流I段整定時(shí)故障點(diǎn)應(yīng)在B處。故障類型應(yīng)選擇使得零序電流最大的一種接地故障，當(dāng)X1X0采用兩相接地短路，X1X0采用單相接地。整定時(shí)應(yīng)按照最大運(yùn)行方式考慮，即系統(tǒng)的零序等值阻抗最小。OPImax.01,03 IKIrelop(2) 應(yīng)大于斷路器三相不同時(shí)合閘應(yīng)大于斷路器三相不同時(shí)合閘(非全相運(yùn)行非全相運(yùn)行)時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流 ，即，即 式中式中 可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.11.2。relK求取3I0.ust的方法：a.兩相先合，相當(dāng)于一相斷線的零序電流，類似于兩相接地短路有b.一相先合，相當(dāng)

17、于兩相斷線的零序電流，類似于單相接地短路有（3）躲過(guò)非全相運(yùn)行期間振蕩所造成的最大零序電流，）躲過(guò)非全相運(yùn)行期間振蕩所造成的最大零序電流，即：注：非全相運(yùn)行伴隨振蕩時(shí)的最大零序電流是上述三點(diǎn)中最大的。如按（3）整定，則定值比較大，靈敏性較低。則可裝設(shè)兩套靈敏性不同的零序電流速斷保護(hù)，即：式中Z11、Z22、Z00系統(tǒng)的縱向正序、負(fù)序、零序等值阻抗。取式中的較大者a.靈敏I段：按整定條件（1）（2）整定（兩者中取較大者為整定值），或只是按照整定條件（1）整定，單相自動(dòng)重合閘時(shí)靈敏I段自動(dòng)閉鎖。b.不靈敏I段：按整定條件（3）整定。非全相運(yùn)行時(shí)投入。靈敏性：保護(hù)范圍要求大于線路全長(zhǎng)的15%20%。

18、動(dòng)作時(shí)間為0。ustrelopIKI, 0, 03 若按若按 上述原則上述原則 整定，則動(dòng)作電流過(guò)大，使保護(hù)范圍縮小，不能充整定，則動(dòng)作電流過(guò)大，使保護(hù)范圍縮小，不能充分發(fā)揮零序分發(fā)揮零序段的作用。此時(shí)，應(yīng)設(shè)置靈敏度不同的兩套零序電流段的作用。此時(shí)，應(yīng)設(shè)置靈敏度不同的兩套零序電流速斷保護(hù)：速斷保護(hù)： 靈敏的靈敏的段：仍按上述原則（段：仍按上述原則（1）（）（2）整定，因動(dòng)作值小，保）整定，因動(dòng)作值小，保護(hù)范圍大，所以靈敏。主要任務(wù)是對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障進(jìn)護(hù)范圍大，所以靈敏。主要任務(wù)是對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)單相自動(dòng)重合閘啟動(dòng)時(shí)行保護(hù)。當(dāng)單相自動(dòng)重合閘啟動(dòng)時(shí)(即開(kāi)始切除單相接

19、地故障時(shí)即開(kāi)始切除單相接地故障時(shí))將將其自動(dòng)閉鎖，待恢復(fù)全相運(yùn)行時(shí)再重新投入。其自動(dòng)閉鎖，待恢復(fù)全相運(yùn)行時(shí)再重新投入。 不靈敏的不靈敏的段：其整定原則為（段：其整定原則為（3）因動(dòng)作值大，保護(hù)范圍小，）因動(dòng)作值大，保護(hù)范圍小，所以不靈敏。主要任務(wù)是專為非全相運(yùn)行狀態(tài)下所以不靈敏。主要任務(wù)是專為非全相運(yùn)行狀態(tài)下(如單相自動(dòng)重合如單相自動(dòng)重合閘過(guò)程中閘過(guò)程中)，其他兩相又發(fā)生了單相接地故障時(shí)的保護(hù)，以便盡快，其他兩相又發(fā)生了單相接地故障時(shí)的保護(hù)，以便盡快地將故障切除。當(dāng)然，它也能反應(yīng)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障，只地將故障切除。當(dāng)然，它也能反應(yīng)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障，只是其保護(hù)范圍比靈敏的是其保護(hù)范

20、圍比靈敏的段要小。段要小。 2. 帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)（零序電流帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)（零序電流II段）：段）：1。動(dòng)作電流的整定計(jì)算。動(dòng)作電流的整定計(jì)算帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)的整定原則與相間短路的限時(shí)電流速斷帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)的整定原則與相間短路的限時(shí)電流速斷保護(hù)相同保護(hù)相同（1）零序）零序II段的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路的零序段的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路的零序段保護(hù)相配合整段保護(hù)相配合整定，如圖所示。定，如圖所示。 2,0min,1,0opbrelopIKKImin,0,0min,)(ABBCbIIK5 . 13 . 131, 0min, 0min,opsIIK若靈敏系數(shù)效驗(yàn)不合格，可采用下

21、面的措施：（2）（3）2,0min,1,0opbrelopIKKI2,0min,1,0opbrelopIKKI2,0min,1,0opbrelopIKKI動(dòng)作時(shí)間整定：（三）零序過(guò)電流保護(hù)（三）零序過(guò)電流保護(hù)（1）(2) 按與相鄰線路的零序電流按與相鄰線路的零序電流III段配合進(jìn)行整定。段配合進(jìn)行整定。(3) 應(yīng)大于非全相運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大三相零序電流，即應(yīng)大于非全相運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大三相零序電流，即按上述的整定原則計(jì)算，應(yīng)選取其中較大者作為按上述的整定原則計(jì)算，應(yīng)選取其中較大者作為 的整定值。的整定值。max,1,0unbrelopIKI靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)：作本線路的近后備時(shí)，其靈敏度應(yīng)按本

22、線路末端接地短路時(shí)流作本線路的近后備時(shí)，其靈敏度應(yīng)按本線路末端接地短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)大于過(guò)本保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)大于1.31.5。 作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)按相鄰線路末端接地短路作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)按相鄰線路末端接地短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)大于時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)大于1.2 。 動(dòng)作時(shí)間：從零序網(wǎng)的最末級(jí)開(kāi)始按階梯原則向電源方向動(dòng)作時(shí)間：從零序網(wǎng)的最末級(jí)開(kāi)始按階梯原則向電源方向推算。推算。 定時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則確定，如圖所定時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則確定

23、，如圖所示。必須注意的是，在示。必須注意的是，在 接法的變壓器低壓側(cè)的任何故障接法的變壓器低壓側(cè)的任何故障都不會(huì)在高壓側(cè)引起零序電流，因此保護(hù)都不會(huì)在高壓側(cè)引起零序電流，因此保護(hù)3的零序過(guò)電流可以是的零序過(guò)電流可以是瞬時(shí)動(dòng)作的，所以對(duì)零序過(guò)電流保護(hù)來(lái)說(shuō)，動(dòng)作時(shí)限可從保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作的，所以對(duì)零序過(guò)電流保護(hù)來(lái)說(shuō)，動(dòng)作時(shí)限可從保護(hù)3開(kāi)始逐級(jí)配合，即開(kāi)始逐級(jí)配合，即 ， 。為便于比較，將反。為便于比較，將反應(yīng)相間短路的過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限特性也畫(huà)在同一圖中，它是從應(yīng)相間短路的過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限特性也畫(huà)在同一圖中，它是從保護(hù)保護(hù)4開(kāi)始逐級(jí)配合的。由圖可見(jiàn)，同一線路上零序過(guò)電流保護(hù)開(kāi)始逐級(jí)配合的。由圖可見(jiàn)，同一線

24、路上零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限小于相間短路過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。這是零序過(guò)的動(dòng)作時(shí)限小于相間短路過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。這是零序過(guò)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)之一。電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)之一。0,d0 20 3ttt 010 2ttt 第三節(jié)第三節(jié) 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的方向性零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的方向性零序電流保護(hù)一。零序方向電流保護(hù)的工作原理一。零序方向電流保護(hù)的工作原理在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源處變壓器的中性點(diǎn)至少有一臺(tái)要接地，由于零序電流在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源處變壓器的中性點(diǎn)至少有一臺(tái)要接地，由于零序電流的實(shí)際流向是由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)接地的變壓器，因此，在變壓器接地?cái)?shù)目比較多的實(shí)際流向是

25、由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)接地的變壓器，因此，在變壓器接地?cái)?shù)目比較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，就需要考慮零序電流保護(hù)動(dòng)作的方向性問(wèn)題。的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，就需要考慮零序電流保護(hù)動(dòng)作的方向性問(wèn)題。如圖所示，線路兩側(cè)電源處的變壓器中性點(diǎn)均直接接地，這樣當(dāng)如圖所示，線路兩側(cè)電源處的變壓器中性點(diǎn)均直接接地，這樣當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，其零序等效網(wǎng)絡(luò)和零序電流分布如圖其零序等效網(wǎng)絡(luò)和零序電流分布如圖(b)所示，按照選擇性的要求，應(yīng)該由保護(hù)所示，按照選擇性的要求，應(yīng)該由保護(hù)1、2動(dòng)作動(dòng)作切除故障，但是零序電流也流過(guò)保護(hù)切除故障，但是零序電流也流過(guò)保護(hù)3時(shí)，就可能引起保護(hù)時(shí)，就可能引起保護(hù)3的誤動(dòng)作。同樣當(dāng)?shù)恼`

26、動(dòng)作。同樣當(dāng)k2點(diǎn)發(fā)生點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，其零序等效網(wǎng)絡(luò)和零序電流分布如圖接地短路時(shí)，其零序等效網(wǎng)絡(luò)和零序電流分布如圖(c)所示，其零序電流所示，其零序電流 又可能使保護(hù)又可能使保護(hù)2誤動(dòng)作。這與雙側(cè)電源電網(wǎng)反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)一樣。為了保證位于母線兩側(cè)的零誤動(dòng)作。這與雙側(cè)電源電網(wǎng)反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)一樣。為了保證位于母線兩側(cè)的零序電流保護(hù)有選擇性地切除故障，必須在零序電流保護(hù)中加裝功率方向元件，構(gòu)成零序序電流保護(hù)有選擇性地切除故障，必須在零序電流保護(hù)中加裝功率方向元件，構(gòu)成零序電流方向保護(hù)。此時(shí)，只需按同一方向的零序電流保護(hù)進(jìn)行配合，并構(gòu)成階段式零序方電流方向保護(hù)。此時(shí)，只需按同一方向的零

27、序電流保護(hù)進(jìn)行配合，并構(gòu)成階段式零序方向電流保護(hù)。向電流保護(hù)。二、零序電壓濾過(guò)器二、零序電壓濾過(guò)器零序功率方向繼電器需要輸入保護(hù)安裝處的零序電壓和零序電流零序功率方向繼電器需要輸入保護(hù)安裝處的零序電壓和零序電流三、接地短路時(shí)保護(hù)安裝處零序電壓與零三、接地短路時(shí)保護(hù)安裝處零序電壓與零序電流的相位關(guān)系序電流的相位關(guān)系如上圖所示：正方向接地短路故障時(shí)，零序電壓滯后零序電流110o-95o。如圖所示：反方向接地短路故障時(shí)，零序電壓超前零序電流110o-95o。 四四. 零序功率方向繼電器的接線零序功率方向繼電器的接線零序功率方向繼電器的接線見(jiàn)圖零序功率方向繼電器的接線見(jiàn)圖5-8為判別零序功率的方向，因

28、為零序功率方向繼電器反應(yīng)的是零序功為判別零序功率的方向，因?yàn)榱阈蚬β史较蚶^電器反應(yīng)的是零序功率的方向，所以需要接入零序電壓率的方向，所以需要接入零序電壓 和零序電流和零序電流 ；由圖可知，當(dāng)由圖可知，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，按規(guī)定的電流、電壓正方向看點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，按規(guī)定的電流、電壓正方向看，零序電壓，零序電壓 將滯后于零序電流將滯后于零序電流 約約95110，即繼電器，即繼電器的最大靈敏角為的最大靈敏角為-95-110目前，生產(chǎn)廠家實(shí)際制造的零序功率方向繼電器的最靈敏的角度是目前，生產(chǎn)廠家實(shí)際制造的零序功率方向繼電器的最靈敏的角度是7085，即電流滯后于電壓，即電流滯后于電壓7085時(shí)繼電器

29、動(dòng)作最靈敏時(shí)繼電器動(dòng)作最靈敏。所以，見(jiàn)圖。所以，見(jiàn)圖5-8，在使用零序功率方向繼電器時(shí)，若以正極性端，在使用零序功率方向繼電器時(shí)，若以正極性端接入繼電器電流線圈的極性端，則接入繼電器電流線圈的極性端，則 必須以負(fù)極性端接入繼電必須以負(fù)極性端接入繼電器電壓線圈的極性端。（負(fù)號(hào)表示電流超前電壓器電壓線圈的極性端。（負(fù)號(hào)表示電流超前電壓)。具體接線如圖。具體接線如圖所示，將零序功率方向繼電器電流線圈的極性端子與零序電流過(guò)濾所示，將零序功率方向繼電器電流線圈的極性端子與零序電流過(guò)濾器的極性端子相連，以取得器的極性端子相連，以取得 ；而把繼電器電壓線圈的極性端子；而把繼電器電壓線圈的極性端子與零序電壓過(guò)

30、濾器的非極性端子相連，以取得與零序電壓過(guò)濾器的非極性端子相連，以取得 - 矢量關(guān)系如圖矢量關(guān)系如圖所示，剛好符合最靈敏的條件。這一點(diǎn)在實(shí)際工作中須特別注意，所示，剛好符合最靈敏的條件。這一點(diǎn)在實(shí)際工作中須特別注意，否則，將失去動(dòng)作的方向性。否則，將失去動(dòng)作的方向性。03U03I03I03U03U03I03U接地故障點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，零序電壓越高，所以零序功率方向接地故障點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，零序電壓越高，所以零序功率方向繼電器不存在電壓繼電器不存在電壓“死區(qū)死區(qū)”問(wèn)題。這里僅說(shuō)明零序功率方向繼電器問(wèn)題。這里僅說(shuō)明零序功率方向繼電器的接線方法。的接線方法。 六六. 三段式零序方向電流保護(hù)三段式零

31、序方向電流保護(hù)三段式零序方向電流保護(hù)由零序方向電流速斷保護(hù)、限時(shí)零序方三段式零序方向電流保護(hù)由零序方向電流速斷保護(hù)、限時(shí)零序方向電流速斷保護(hù)和零序方向過(guò)電流保護(hù)組成，其原理接線如圖所向電流速斷保護(hù)和零序方向過(guò)電流保護(hù)組成，其原理接線如圖所示。示。在同一保護(hù)方向上零序方向電流保護(hù)的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的整在同一保護(hù)方向上零序方向電流保護(hù)的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的整定計(jì)算原則以及靈敏系數(shù)的校驗(yàn)與三段式零序電流保護(hù)相同。因定計(jì)算原則以及靈敏系數(shù)的校驗(yàn)與三段式零序電流保護(hù)相同。因?yàn)榻拥毓收宵c(diǎn)的為接地故障點(diǎn)的 最大，所以當(dāng)接地故障位于保護(hù)安裝處附最大，所以當(dāng)接地故障位于保護(hù)安裝處附近時(shí)不會(huì)出現(xiàn)繼電器的電壓死區(qū)

32、。相反，當(dāng)接地點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)不會(huì)出現(xiàn)繼電器的電壓死區(qū)。相反，當(dāng)接地點(diǎn)距保護(hù)安裝處較遠(yuǎn)時(shí)，零序電壓和零序電流都較低，繼電器可能不啟動(dòng)，所以較遠(yuǎn)時(shí)，零序電壓和零序電流都較低，繼電器可能不啟動(dòng)，所以要校驗(yàn)其靈敏度，即相鄰線路末端接地短路時(shí)流經(jīng)本保護(hù)的最小要校驗(yàn)其靈敏度，即相鄰線路末端接地短路時(shí)流經(jīng)本保護(hù)的最小零序功率與繼電器的動(dòng)作功率之比值零序功率與繼電器的動(dòng)作功率之比值(即靈敏系數(shù)即靈敏系數(shù))要求不小于要求不小于 2.0。03U 第四節(jié)第四節(jié) 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù) 所謂小電流接地系統(tǒng)，是指中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，即指中性點(diǎn)不所謂小電流接地系統(tǒng)，是指中性點(diǎn)非

33、直接接地系統(tǒng)，即指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，因構(gòu)不成短路回路，在故障點(diǎn)上流過(guò)比負(fù)荷電流小得多的接地時(shí)，因構(gòu)不成短路回路，在故障點(diǎn)上流過(guò)比負(fù)荷電流小得多的電流，所以稱為小電流接地系統(tǒng)。在我國(guó)，電流，所以稱為小電流接地系統(tǒng)。在我國(guó)，3kV35 kV的電網(wǎng)主的電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)非直接接地方式。要采用中性點(diǎn)非直接接地方式。在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，除故障點(diǎn)電流很小外，三在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，除故障點(diǎn)電流很小外，三相之間的線電壓仍然保持對(duì)稱，對(duì)負(fù)載的供電沒(méi)有影響，所以在一相之

34、間的線電壓仍然保持對(duì)稱，對(duì)負(fù)載的供電沒(méi)有影響，所以在一般情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行般情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行2h。在此期間，其他兩相的對(duì)地電壓要。在此期間，其他兩相的對(duì)地電壓要升高升高 倍，為了防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大造成兩相或三相短路，應(yīng)倍，為了防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大造成兩相或三相短路，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便運(yùn)行人員查找發(fā)生接地的線路，采取措施予以及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便運(yùn)行人員查找發(fā)生接地的線路，采取措施予以消除。這也是采用小電流接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。所以在單相接地時(shí)消除。這也是采用小電流接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。所以在單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能選出發(fā)生接地的線路并及時(shí)發(fā)出信號(hào)，而，一般只要求繼電保護(hù)能選出發(fā)生

35、接地的線路并及時(shí)發(fā)出信號(hào)，而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對(duì)人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作不必跳閘。但當(dāng)單相接地對(duì)人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。于跳閘。本節(jié)根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的特點(diǎn)，介紹絕緣本節(jié)根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的特點(diǎn)，介紹絕緣監(jiān)視裝置、零序電流保護(hù)和零序方向電流保護(hù)三種保護(hù)方式；通過(guò)監(jiān)視裝置、零序電流保護(hù)和零序方向電流保護(hù)三種保護(hù)方式；通過(guò)對(duì)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障情況的分析，說(shuō)明中性點(diǎn)經(jīng)對(duì)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障情況的分析，說(shuō)明中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的原因，并給出相應(yīng)的接地保護(hù)方法。消弧線圈接地的原因，并給出相應(yīng)的接地保護(hù)方法。

36、3一。一。 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)（一）中性點(diǎn)不接地的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)如圖（一）中性點(diǎn)不接地的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)如圖5-13(a)所示。在正常運(yùn)行情況所示。在正常運(yùn)行情況下，三相有相同的對(duì)地電容下，三相有相同的對(duì)地電容 ，三相的對(duì)地電壓是對(duì)稱的，中性，三相的對(duì)地電壓是對(duì)稱的，中性點(diǎn)對(duì)地電壓點(diǎn)對(duì)地電壓 ，在相電壓的作用下，各相的電容電流也是對(duì)，在相電壓的作用下，各相的電容電流也是對(duì)稱的，且超前各自的相電壓稱的，且超前各自的相電壓90。這時(shí)，三相對(duì)地電壓之和與三相。這時(shí)，三相對(duì)地電壓之和與三相電容電流之和均為零，如圖（電容電流之和均為零，如圖（b)所示。所示。所以電網(wǎng)正

37、常運(yùn)行時(shí)無(wú)零序所以電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)無(wú)零序電壓和零序電流。電壓和零序電流。（二）（二）假設(shè)假設(shè)A相發(fā)生金屬性單相接地短路，相發(fā)生金屬性單相接地短路，A相對(duì)地電壓為相對(duì)地電壓為零，對(duì)地電容被短接，電容電流為零，而其他兩相的對(duì)地零，對(duì)地電容被短接，電容電流為零，而其他兩相的對(duì)地電壓升高電壓升高 倍，對(duì)地電容電流也相應(yīng)增大倍，對(duì)地電容電流也相應(yīng)增大 倍，其倍，其相量關(guān)系如圖相量關(guān)系如圖(c)所示。證明如下圖所示。證明如下圖5-14：0CN0U33結(jié)論一結(jié)論一： 3在不計(jì)負(fù)荷電流和電網(wǎng)壓降時(shí)，電網(wǎng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓和各相對(duì)地電在不計(jì)負(fù)荷電流和電網(wǎng)壓降時(shí)，電網(wǎng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓和各相對(duì)地電壓為壓為 可見(jiàn)在中性點(diǎn)處出

38、現(xiàn)的零序電壓為可見(jiàn)在中性點(diǎn)處出現(xiàn)的零序電壓為結(jié)論二：故障點(diǎn)的零序電壓大小與相電壓相等結(jié)論二：故障點(diǎn)的零序電壓大小與相電壓相等。 A相接地時(shí)，相接地時(shí)，A相對(duì)地電容電流為零，而非故障相在對(duì)地電壓的作相對(duì)地電容電流為零，而非故障相在對(duì)地電壓的作用下，分別產(chǎn)生超前用下，分別產(chǎn)生超前90的電容電流，即的電容電流，即0ABCAN13UUUUEUNAcBAjAAccjAABBAUEUUUUeEEEUeEEEUU)(31330015015000ACBAjAccjABBEwCjIIIeEwCjUjwCIeEwCjUjwCI015000150003)(3300從接地點(diǎn)流回的接地電流從接地點(diǎn)流回的接地電流 為：為

39、：則有效值為：則有效值為：此時(shí)，此時(shí)，結(jié)論三結(jié)論三通過(guò)故障相通過(guò)故障相A接地點(diǎn)處的電流是系統(tǒng)非故障相電容電流之和，即其接地點(diǎn)處的電流是系統(tǒng)非故障相電容電流之和，即其有效值為有效值為 ，是正常運(yùn)行時(shí)單相電容電流的，是正常運(yùn)行時(shí)單相電容電流的 3倍。倍。而通過(guò)保護(hù)安裝處的零序電流為而通過(guò)保護(hù)安裝處的零序電流為 由上可知，對(duì)于單條線路，當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)故障線路由上可知，對(duì)于單條線路，當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)故障線路的零序電流為零，的零序電流為零，所以零序電流保護(hù)不能發(fā)生。所以零序電流保護(hù)不能發(fā)生。（三）單側(cè)電源多線路中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)如圖（三）單側(cè)電源多線路中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)如圖5-14（a

40、)所示，假設(shè)所示，假設(shè)線路線路WL3 的的A相相k點(diǎn)接地，則該電網(wǎng)點(diǎn)接地，則該電網(wǎng)A相被短接，整個(gè)電網(wǎng)的相被短接，整個(gè)電網(wǎng)的A相對(duì)相對(duì)地電壓和對(duì)地電容電流都為零，各元件的地電壓和對(duì)地電容電流都為零，各元件的B相和相和C相對(duì)地電壓和對(duì)相對(duì)地電壓和對(duì)地電容電流升高地電容電流升高 倍，這時(shí)電網(wǎng)的電容電流分布如圖倍，這時(shí)電網(wǎng)的電容電流分布如圖5-14（ a)所所示。各元件的示。各元件的B相和相和C相對(duì)地電容電流通過(guò)大地、接地點(diǎn)、電源和相對(duì)地電容電流通過(guò)大地、接地點(diǎn)、電源和線路構(gòu)成回路。線路構(gòu)成回路。0ABC30IIII3KIACBAKEwCjIIII03EwCIEwCIIKCB0,033EwCIK03

41、31。非故障線路保護(hù)安裝處的。非故障線路保護(hù)安裝處的各相電流及各相電流及3倍零序電流倍零序電流非故障線路始端反應(yīng)的零序非故障線路始端反應(yīng)的零序電流從母線指向線路，可表電流從母線指向線路，可表示為示為關(guān)系如圖所示，其有效值為關(guān)系如圖所示，其有效值為方向?yàn)閺哪妇€指向線路方向?yàn)閺哪妇€指向線路同理同理 結(jié)論：結(jié)論：零序電流為線路零序電流為線路本身本身的電容電流，電容性無(wú)的電容電流，電容性無(wú)功功率方向由母線流向功功率方向由母線流向線路。線路。0101033IC UACBEwCjIII01110133phEwCI020233AGGCGBGEwCjIII, 0,033phGGEwCI,0,0332。發(fā)電機(jī)端

42、的零序電流。發(fā)電機(jī)端的零序電流 在發(fā)電機(jī)上在發(fā)電機(jī)上，首先有它本身的，首先有它本身的B B相和相和C C相對(duì)地電容電流相對(duì)地電容電流 和和 ， 但由于它是產(chǎn)生其它電容電流的電源。但由于它是產(chǎn)生其它電容電流的電源。 因此，從因此，從A A相中要流回從故障點(diǎn)流上來(lái)的全部電容電流，相中要流回從故障點(diǎn)流上來(lái)的全部電容電流，而在而在B B相和相和C C相中又要分別流出各線路上同名相的對(duì)地電容相中又要分別流出各線路上同名相的對(duì)地電容電流，此時(shí)從發(fā)電機(jī)出現(xiàn)端所反映的零序電流仍為三相電電流，此時(shí)從發(fā)電機(jī)出現(xiàn)端所反映的零序電流仍為三相電流之和。流之和。（參見(jiàn)賀家李一書(shū)圖）有效值為（參見(jiàn)賀家李一書(shū)圖）有效值為GB

43、I,GCI,由圖可見(jiàn)，各線路電容電流從由圖可見(jiàn)，各線路電容電流從A A相流人后又分別從相流人后又分別從B B相和相和C C相流出，互相抵消，只剩下發(fā)電機(jī)本身的電容電流，故相流出，互相抵消，只剩下發(fā)電機(jī)本身的電容電流，故 即零序電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，其電容性無(wú)功功率即零序電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，其電容性無(wú)功功率的方向是由母線流向發(fā)電機(jī)，此特點(diǎn)與非故障線路一樣。的方向是由母線流向發(fā)電機(jī)，此特點(diǎn)與非故障線路一樣。3。故障線路保護(hù)安裝處各相電流及三倍零序電流。故障線路保護(hù)安裝處各相電流及三倍零序電流在發(fā)生故障的線路在發(fā)生故障的線路，B相和相和C相上與非故障線路一樣，有它本身的相上與非故障線路

44、一樣，有它本身的電容電流電容電流 ，不同之處是在接地點(diǎn)要流回全系統(tǒng)，不同之處是在接地點(diǎn)要流回全系統(tǒng)B和和C相對(duì)地電容電相對(duì)地電容電流之總和，如圖流之總和，如圖5-15 故障點(diǎn)處電流：故障點(diǎn)處電流：其方向由線路指向母線，其方向由線路指向母線，故障線路故障線路WL3始端的零序電流為始端的零序電流為其有效值為：其有效值為：)()()()(,332211GCGBCBCBCBKIIIIIIIIIKAII3phGphPhGPhPhPhGKEwCCCCCwEEwCEwCEwCEwCIIIII00030201003020100302013)(333333333)(3)333 ()(30020100201332

45、2113333303GAGcBcBcBcBKcBACCCEwjIIIIIIIIIIIIIIII)(3)(3303003020103CCwECCCwEIphA綜上所述，中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地短路時(shí)零序分量的綜上所述，中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地短路時(shí)零序分量的特點(diǎn)如下：特點(diǎn)如下：(1)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地短路時(shí)，電網(wǎng)各處接地相中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地短路時(shí)，電網(wǎng)各處接地相對(duì)地電壓為零，非故障相電壓升高對(duì)地電壓為零，非故障相電壓升高 至電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)出至電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常時(shí)的相電壓?，F(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(guò)本線路的零序

46、電容電流非故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)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，其方向由母線指向非故障線路，超前零序電壓90。 (3)故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)的是所有非故障元件的零故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)的是所有非故障元件的零序電容電流之和，其方向由故障線路指向母線，滯后零序序電容電流之和，其方向由故障線路指向母線，滯后零序電壓電壓90。（4）故障線路的零序功率與非故障線路的零序功率方向）故障線路的零序功率與非故障線路的零序功率方向相反。相反?？梢?jiàn)由故障線路流向母線的零序電流，數(shù)值等于全系統(tǒng)非可見(jiàn)由故障線路流向母線的零序電流，數(shù)值等于全系統(tǒng)非故障元件對(duì)地電容電流之總和，其電容

47、性無(wú)功功率的方向故障元件對(duì)地電容電流之總和，其電容性無(wú)功功率的方向?yàn)橛删€路流向母線，與非故障上相反為由線路流向母線，與非故障上相反。 二、二、 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地保護(hù)根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)以及電網(wǎng)的具體情況根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)以及電網(wǎng)的具體情況，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)可以采用以下幾種方，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)可以采用以下幾種方式。式。1. 絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置利用單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓的特點(diǎn)，可以構(gòu)成無(wú)選擇性利用單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓的特點(diǎn)，可以構(gòu)成無(wú)選擇性的絕緣監(jiān)視裝置，其原理接線如圖所示。的絕緣監(jiān)視裝置，其

48、原理接線如圖所示。 在發(fā)電廠或變電所的母線上，裝有一套三相五柱式電壓互感器，其二次側(cè)有在發(fā)電廠或變電所的母線上，裝有一套三相五柱式電壓互感器，其二次側(cè)有兩組線圈，一組接成星形，在它的引出線上接三只電壓表兩組線圈，一組接成星形，在它的引出線上接三只電壓表(或一只電壓表加一個(gè)或一只電壓表加一個(gè)三相切換開(kāi)關(guān)三相切換開(kāi)關(guān))，用于測(cè)量各相電壓，用于測(cè)量各相電壓(注意：電壓表的額定工作電壓應(yīng)按線電壓來(lái)注意：電壓表的額定工作電壓應(yīng)按線電壓來(lái)選擇選擇)；另一組接成開(kāi)口三角形，并在開(kāi)口處接一只過(guò)電壓繼電器，用于反應(yīng)接；另一組接成開(kāi)口三角形，并在開(kāi)口處接一只過(guò)電壓繼電器，用于反應(yīng)接地故障時(shí)出現(xiàn)的零序電壓，并動(dòng)作于

49、信號(hào)。地故障時(shí)出現(xiàn)的零序電壓，并動(dòng)作于信號(hào)。 正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)三相電壓對(duì)稱，沒(méi)有零序電壓，所以三只電壓表讀數(shù)相等正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)三相電壓對(duì)稱，沒(méi)有零序電壓，所以三只電壓表讀數(shù)相等，過(guò)電壓繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變電所母線上任一條線路發(fā)生接地時(shí)，接地相電壓變，過(guò)電壓繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變電所母線上任一條線路發(fā)生接地時(shí)，接地相電壓變?yōu)榱悖撓嚯妷罕碜x數(shù)變?yōu)榱?，而其他兩相的?duì)地電壓升至原來(lái)的為零，該相電壓表讀數(shù)變?yōu)榱悖渌麅上嗟膶?duì)地電壓升至原來(lái)的 倍，所倍，所以電壓表讀數(shù)升高。同時(shí)出現(xiàn)零序電壓，使過(guò)電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地故障信以電壓表讀數(shù)升高。同時(shí)出現(xiàn)零序電壓，使過(guò)電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地故障信號(hào)。工作人員

50、根據(jù)信號(hào)和表針指示，就可以判別出發(fā)生了接地故障和故障的相別號(hào)。工作人員根據(jù)信號(hào)和表針指示，就可以判別出發(fā)生了接地故障和故障的相別，即知道哪一相接地了。但卻不知道是哪一條線路的該相發(fā)生了接地故障。因?yàn)?，即知道哪一相接地了。但卻不知道是哪一條線路的該相發(fā)生了接地故障。因?yàn)楫?dāng)該電網(wǎng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，處于同一電壓等級(jí)的所有發(fā)電廠和變電所母線上當(dāng)該電網(wǎng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，處于同一電壓等級(jí)的所有發(fā)電廠和變電所母線上，都將出現(xiàn)零序電壓，所以該裝置發(fā)出的信號(hào)是沒(méi)有選擇性的。這時(shí)可采用由運(yùn)，都將出現(xiàn)零序電壓，所以該裝置發(fā)出的信號(hào)是沒(méi)有選擇性的。這時(shí)可采用由運(yùn)行人員依次短時(shí)斷開(kāi)每條線路的方法行人員依次短時(shí)斷開(kāi)每

51、條線路的方法(可輔以自動(dòng)重合閘，將斷開(kāi)線路投入可輔以自動(dòng)重合閘，將斷開(kāi)線路投入)來(lái)尋來(lái)尋找故障點(diǎn)所在線路。如斷開(kāi)某條線路時(shí)，系統(tǒng)接地故障信號(hào)消失，則被斷開(kāi)的線找故障點(diǎn)所在線路。如斷開(kāi)某條線路時(shí)，系統(tǒng)接地故障信號(hào)消失，則被斷開(kāi)的線路就是發(fā)生接地故障的線路。找到故障線路后，就可以采取措施進(jìn)行處理，如轉(zhuǎn)路就是發(fā)生接地故障的線路。找到故障線路后，就可以采取措施進(jìn)行處理，如轉(zhuǎn)移故障線路負(fù)荷，以便停電檢查。移故障線路負(fù)荷，以便停電檢查。 在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓互感器本身有誤差以及高次諧波電壓的存在在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓互感器本身有誤差以及高次諧波電壓的存在，開(kāi)口三角形處會(huì)有不平衡電壓輸出。所以，過(guò)

52、電壓繼電器的動(dòng)作電壓應(yīng)躲過(guò)這，開(kāi)口三角形處會(huì)有不平衡電壓輸出。所以，過(guò)電壓繼電器的動(dòng)作電壓應(yīng)躲過(guò)這一不平衡電壓，一般整定為一不平衡電壓，一般整定為 。315V2. 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù) 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)分故障元件和非故障元件，構(gòu)成有選擇性的零序電流保的特點(diǎn)，區(qū)分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)，并根據(jù)需要可發(fā)出預(yù)告信號(hào)或作用于故障線路上的斷路器跳閘護(hù)，并根據(jù)需要可發(fā)出預(yù)告信號(hào)或作用于故障線路上的斷路器跳閘。 對(duì)于架空線路，采用零序電流過(guò)濾器的接線方式，即將繼電器對(duì)于架空線路

53、，采用零序電流過(guò)濾器的接線方式，即將繼電器接在完全星形接線的中線上，如圖所示。接在完全星形接線的中線上，如圖所示。 )3(0,TAunbrelropKIIKI對(duì)于電纜線路，采用零序電流互感器的接線方式，如圖所示對(duì)于電纜線路，采用零序電流互感器的接線方式，如圖所示。保護(hù)的靈敏系數(shù)按被保護(hù)線路發(fā)生單相接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的保護(hù)的靈敏系數(shù)按被保護(hù)線路發(fā)生單相接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小零序電流來(lái)最小零序電流來(lái) 校驗(yàn)由于流經(jīng)故障線路的零序電流為全網(wǎng)絡(luò)中非校驗(yàn)由于流經(jīng)故障線路的零序電流為全網(wǎng)絡(luò)中非故障線路的電容電流之和，所以靈敏系數(shù)為故障線路的電容電流之和，所以靈敏系數(shù)為T(mén)ArelropKIKI0,3ro

54、pTAsIKIK,0min.)3(000000,0min.3)(3)3(CKCCEwCKECCwIKIKrelphrelphropTAs在實(shí)用計(jì)算中，用經(jīng)驗(yàn)公式在實(shí)用計(jì)算中，用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)電纜線路：對(duì)電纜線路：對(duì)架空線路：對(duì)架空線路：流過(guò)故障點(diǎn)的零序電流為：流過(guò)故障點(diǎn)的零序電流為：根據(jù)規(guī)程規(guī)定：根據(jù)規(guī)程規(guī)定：采用零序電流互感器：采用零序電流互感器：采用零序電流濾過(guò)器：采用零序電流濾過(guò)器：AlUIN35035310AlUIN350320AllUIN350)35(321025.1min,sK5 . 1min,sK 3. 零序功率方向保護(hù)零序功率方向保護(hù) 利用故障線路與非故障線路零序電流方向不同的特點(diǎn)

55、，可以構(gòu)成有選擇利用故障線路與非故障線路零序電流方向不同的特點(diǎn)，可以構(gòu)成有選擇性的零序功率方向保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出線較少時(shí)，非故障線性的零序功率方向保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出線較少時(shí)，非故障線路零序電流與故障線路零序電流差別可能不大，采用零序電流保護(hù)靈敏度很路零序電流與故障線路零序電流差別可能不大，采用零序電流保護(hù)靈敏度很難滿足要求，則可采用零序方向保護(hù)。難滿足要求，則可采用零序方向保護(hù)。 因?yàn)橹行渣c(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，非故障線路零序電流超前零序因?yàn)橹行渣c(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，非故障線路零序電流超前零序電壓電壓90，故障線路零序電流滯后零序電壓，故障線路零序電流滯后

56、零序電壓90，所以，采用零序方向繼電，所以，采用零序方向繼電器可以明顯區(qū)分故障線路與非故障線路。零序方向保護(hù)的原理接線如圖器可以明顯區(qū)分故障線路與非故障線路。零序方向保護(hù)的原理接線如圖(a)所所示，零序功率方向繼電器的最大靈敏角為示，零序功率方向繼電器的最大靈敏角為 90，采用正極性接入方式，采用正極性接入方式接入接入 和和 。以電壓為參考量，給出。以電壓為參考量，給出 的動(dòng)作區(qū)如圖的動(dòng)作區(qū)如圖(b)所示。動(dòng)所示。動(dòng)作方程為；作方程為；sen03U03I0sinrrrIU三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)的單相接地保護(hù)三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)的單相接地保護(hù) 由圖由圖5-17可知，當(dāng)可知，當(dāng) A相

57、發(fā)生接地故障時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的電流等于系統(tǒng)總的電相發(fā)生接地故障時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的電流等于系統(tǒng)總的電容電流，其值為容電流，其值為 ,所以，接地點(diǎn)的電流所以，接地點(diǎn)的電流 與與 成正成正比。在系統(tǒng)電壓等級(jí)一定的情況下，系統(tǒng)越大，比。在系統(tǒng)電壓等級(jí)一定的情況下，系統(tǒng)越大， 就越大，則就越大，則 也越大。當(dāng)也越大。當(dāng) 達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)在接地點(diǎn)燃起電弧，引起弧光過(guò)電壓，從而使非故障相對(duì)地達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)在接地點(diǎn)燃起電弧，引起弧光過(guò)電壓，從而使非故障相對(duì)地電壓進(jìn)一步升高，造成絕緣損壞，形成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，以致發(fā)展為停電事電壓進(jìn)一步升高，造成絕緣損壞，形成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，以致發(fā)展為停電事故。故。 為

58、解決這一問(wèn)題，可在電源中性點(diǎn)接一電感為解決這一問(wèn)題，可在電源中性點(diǎn)接一電感 ，如圖所示。當(dāng)線路的，如圖所示。當(dāng)線路的A相接相接地時(shí)，通過(guò)電感地時(shí)，通過(guò)電感 L的電流為的電流為 其電流與電壓之間的相位關(guān)系如圖所示。此時(shí)通過(guò)故障點(diǎn)的電流為其電流與電壓之間的相位關(guān)系如圖所示。此時(shí)通過(guò)故障點(diǎn)的電流為 由式可知，選擇適當(dāng)大小的電感由式可知，選擇適當(dāng)大小的電感 ，可以使單相接地時(shí)，流經(jīng)故障點(diǎn)的電流，可以使單相接地時(shí)，流經(jīng)故障點(diǎn)的電流 減小減小到零，因此，通常稱該電感線圈為消弧線圈。到零，因此，通常稱該電感線圈為消弧線圈。KC000Aj3j3IIC UC E0C0CKIKIAALjjEEILL AKCL0A

59、A01j3jj3()3EIIICEECLL 在我國(guó)，對(duì)于在我國(guó)，對(duì)于3kV 6kV 電網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的總的電網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的總的電容電流超過(guò)電容電流超過(guò)30A ，對(duì)于，對(duì)于10kV 電網(wǎng)超過(guò)電網(wǎng)超過(guò)20A ，對(duì)于，對(duì)于22kV 60kV 電網(wǎng)超過(guò)電網(wǎng)超過(guò) 10A時(shí)，都要求裝設(shè)消弧線圈。時(shí)，都要求裝設(shè)消弧線圈。因?yàn)樽儔浩髦行渣c(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流也因?yàn)樽儔浩髦行渣c(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流也很小，所以它也屬于小電流接地系統(tǒng)。很小，所以它也屬于小電流接地系統(tǒng)。消弧線圈的作用就是用電感電流來(lái)補(bǔ)償流經(jīng)接地點(diǎn)的

60、電容電流。根據(jù)人為對(duì)消弧線圈的作用就是用電感電流來(lái)補(bǔ)償流經(jīng)接地點(diǎn)的電容電流。根據(jù)人為對(duì)電容電流補(bǔ)償程度的不同，可分為完全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償三種方式。電容電流補(bǔ)償程度的不同，可分為完全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償三種方式。1. 完全補(bǔ)償完全補(bǔ)償完全補(bǔ)償就是使完全補(bǔ)償就是使 的補(bǔ)償方式。從消除故障點(diǎn)電弧，避免出現(xiàn)弧光的補(bǔ)償方式。從消除故障點(diǎn)電弧，避免出現(xiàn)弧光過(guò)電壓的角度來(lái)說(shuō)，這種補(bǔ)償方式是最好的。但從另一方面來(lái)說(shuō)，則存在嚴(yán)過(guò)電壓的角度來(lái)說(shuō)，這種補(bǔ)償方式是最好的。但從另一方面來(lái)說(shuō)，則存在嚴(yán)重缺點(diǎn)，因?yàn)橥耆a(bǔ)償時(shí)，重缺點(diǎn)，因?yàn)橥耆a(bǔ)償時(shí)， 正是引起串聯(lián)諧振的條件，如圖所示正是引起串聯(lián)諧振的條件，如圖所示，如