3.5 中性點(diǎn)非直接接地單項(xiàng)接地保護(hù)

1、3.5中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中接地短路保護(hù)1 在中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)（又稱小接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負(fù)荷的供電沒有影響，在故障不擴(kuò)大的情況下，運(yùn)行一段時(shí)間也是可以的。但是，在單相接地以后，其他兩相的對地電壓要升高 倍。為了防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，還是應(yīng)該動(dòng)作于跳閘，特別是對配電網(wǎng)供電可靠性要求越來越高的今天，更是應(yīng)該如此。 因此，在小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能有選擇性地發(fā)出信號(hào)，而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。3.5中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中接地短路保護(hù)

2、23.5.1 中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)圖2.42 簡單網(wǎng)絡(luò)接線示意圖 3故障點(diǎn)的零序電壓在非故障相中流向故障點(diǎn)的電容電流為：其有效值為此時(shí)，從接地點(diǎn)流回的電流為：其有效值為: , 即正常運(yùn)行時(shí)，三相對地電容電流的算術(shù)和。 4圖2.43 單相接地故障時(shí)三相系統(tǒng)的電容電流分布圖5 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有發(fā)電機(jī)F 和多條線路存在時(shí)（如圖2.43 所示），每臺(tái)發(fā)電機(jī)和每條線路對地均有電容存在，當(dāng)線路的A 相接地后，如果忽略負(fù)荷電流和電容電流在線路阻抗上的電壓降，則全系統(tǒng)A 相對地的電壓均等于零，因而各元件A 相對地的電容電流也等于零，在非故障的線路上，A 相電流為零，B 相和C 相中流有本身的電容

3、電流，因此，在線路始端所反映的零序電流為： 有效值：6 發(fā)電機(jī)本身的電容電流： 其有效值為： 即零序電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，其電容性無功功率的方向?yàn)橛赡妇€流向發(fā)電機(jī)，這個(gè)特點(diǎn)與非故障線路一樣。7 對于故障線路，在B 相和C 相上與非故障線路一樣，不僅有它本身的電容電流，而且在接地點(diǎn)要流回全系統(tǒng)B 相和C 相對地電容電流總和，其值為：有效值在線路始端所流過的零序電流就為： 有效值8圖2.44 單相接地故障時(shí)的零序等效網(wǎng)絡(luò)( a ）等效網(wǎng)絡(luò)；( b ）相量圖9 對于中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)中的單相接地故障，利用零序等效網(wǎng)絡(luò)來幫助分析就容易計(jì)算出零序電流的大小，現(xiàn)總結(jié)如下： 發(fā)生單相接地時(shí)，全系統(tǒng)都

4、將出現(xiàn)零序電壓。 在非故障線路上有零序電流，其數(shù)值等于本身的對地電容電流，電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€流向線路。 在故障線路上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和，數(shù)值一般較大，電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛删€路流向母線。103.5.3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)圖2.45 消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地時(shí)的電流分布( a ）用三相系統(tǒng)表示；( b）零序等效網(wǎng)絡(luò)11 如圖2.45所示。在中性點(diǎn)接入一個(gè)電感線圈。當(dāng)單相接地時(shí)，在接地點(diǎn)就有一個(gè)電感分量的電流流過，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，就可以減少流經(jīng)故障點(diǎn)的電流，因此稱它為消弧線圈。 當(dāng)35kV 電網(wǎng)發(fā)生單相接

5、地故障時(shí)，流過故障點(diǎn)的零序電容電流總和大于10A , 10kV 電網(wǎng)大于20A 和3 一6kV 電網(wǎng)大于30A 時(shí)，電源中性點(diǎn)應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地。 流過接地點(diǎn)的電流變成電感電流和電容電流的相量和，即式中： 全系統(tǒng)的對地電容電流； - 消弧線圈的電流， 因?yàn)殡姼须娏髋c電容電流的方向相反，故實(shí)際上是起“補(bǔ)償作用”，從而減小接地電流。根據(jù)消弧線圈對電容電流的補(bǔ)償程度可分為3 種補(bǔ)償方式：12（1）完全補(bǔ)償 由于 ，實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了串聯(lián)諧振條件，如果三相對地電容不相等，則在正常情況下系統(tǒng)中由于中性點(diǎn)電壓偏移或者在斷路器三相不同期合閘而出現(xiàn)零序電壓時(shí)，會(huì)在串聯(lián)諧振回路中產(chǎn)生很大電流及異常高電壓，造成系統(tǒng)破

6、壞，因此，一般不采用完全補(bǔ)償方式。( 2 ）欠補(bǔ)償 接地電流 ，仍是一種容性狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化（例如，切除部分線路）時(shí)，隨著 的減少，系統(tǒng)又可能陷入上述完全補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)，這也不宜采用。( 3 ）過補(bǔ)償 實(shí)際上，常用的是過補(bǔ)償方式，即此時(shí)接地電流將呈感性，這種方式不會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)諧振情況的發(fā)生。13對電容電流的補(bǔ)償程度通常用補(bǔ)償度P來表示： 一般選擇P取5-10% ，而以不大于10為宜。由于在經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，采用了過補(bǔ)償方式后，流經(jīng)故障線路和非故障線路保護(hù)安裝處的零序電流都是本線路的電容電流，其方向均為母線指向線路，其大小差異也不大，因此，也很難像中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)那樣，利用零序電流大小的

7、不同來找出故障線路。在這類系統(tǒng)中，主要依靠零序電壓的監(jiān)視來檢測接地，而利用穩(wěn)態(tài)高次諧波分量或暫態(tài)零序電流原理保護(hù)。 143.5.2 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù) （1）無選擇性絕緣監(jiān)視裝置 在發(fā)電廠和變電所的母線上，一般裝設(shè)網(wǎng)絡(luò)單相接地的監(jiān)視裝置，它利用接地后出現(xiàn)的零序電壓，帶延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 因此，可用一過電壓繼電器接于三相五柱式電壓互感器的開口三角形側(cè)，如圖所示。151.絕緣監(jiān)視 如圖所示，通過對母線零序電壓的監(jiān)視，可以知道電網(wǎng)是否有接地故障。當(dāng)零序電壓較大時(shí)，值班人員輪流拉開各出線的斷路器，如果零序電壓消失，說明所拉線路就是故障線路；如果拉開線路后，零序電流依然存在，說明所拉線路不是故障線路，則把所拉開線路斷路器合上，繼續(xù)拉下一條線路，直到零序電壓消失。 3.5.2 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù) 16為大的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇地發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于跳閘。這種保護(hù)一般使用在有條件安裝零序電流互感器的線路。（3）零序功率方向保護(hù) 利用故障線路與非故障線路零序