第四章電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向第四、五節(jié)

§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)

在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)(又稱小接地電流系統(tǒng))中發(fā)生單相接地時，在一般情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行1~2小時，而不必立即跳閘。在單相接地以后，其他兩相的對地電壓要升高倍。應(yīng)及時發(fā)出信號。在單相接地時，一般只要求繼電保護(hù)能有選擇性地發(fā)出信號，當(dāng)單相接地對人身和設(shè)備的安全有危險時，則應(yīng)動作于跳閘。

引言兩相接地故障時，相間短路保護(hù)將動作于跳閘切除故障線路?！?-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障的特點(diǎn)

2.簡單網(wǎng)絡(luò)單相接地

故障相對地電壓變?yōu)榱悖瑢Φ仉娙荼欢探?，其它兩相的對地電壓升高倍，對地電容電流也相?yīng)地增大倍。

1.正常情況

三相對地有相同的電容C0，在相電壓的作用下，每相都有一超前于相電壓900的電容電流流入地中，而三相電流之和等于零。

§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)在A相接地以后，各相對地的電壓為

故障點(diǎn)k的零序電壓為

非故障相流向故障點(diǎn)的電容電流為

有效值

從接地點(diǎn)流回的電流

有效值

即為正常運(yùn)行時，三相對地電容電流的算術(shù)和

15001500線路Ⅰ線路Ⅱ§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)3.網(wǎng)絡(luò)中有發(fā)電機(jī)(F)和多條線路存在

(1)非故障的線路I始端感受電流有效值

③B相和C相中分別流出同名相的對地電容電流

①有它本身對地電容電流和有效值（2）發(fā)電機(jī)F②A相中流回的全部電容電流(3)故障線路Ⅱ

在B相和C相上，流有它本身的電容電流和，在接地點(diǎn)流回全系統(tǒng)B相和C相對地電容電流之總和。有效值

從A相流出的電流，在線路Ⅱ始端流過的零序電流為有效值

結(jié)論：由故障線路流向母線的零序電流，等于全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和，其電容性無功功率的方向?yàn)橛删€路流向母線，與非故障線路上的相反。

線路Ⅰ線路Ⅱ（3）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，電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛删€路流向母線。

（2）在非故障的元件上有零序電流，等于本身的對地電容電流，電容性無功功率的實(shí)際方向由母線流向線路。

§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)單相接地時的零序等效網(wǎng)絡(luò)。向量關(guān)系

結(jié)論（1）在發(fā)生單相接地時，全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓。

§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)二、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù)

1．絕緣監(jiān)視裝置

U0延時動作于信號特點(diǎn)：單相接地U0發(fā)信號無選擇性故障選線麻煩延時信號§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)2．零序電流保護(hù)

利用故障線路零序電流較非故障線路為大的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號或動作于跳閘。

需安裝零序電流互感器；

動作電流的整定保護(hù)裝置的起動電流應(yīng)大于本線路的電容電流

校驗(yàn)時應(yīng)采用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時的電容電流。

靈敏性校驗(yàn)：§4-4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)3．零序功率方向保護(hù)

利用故障線路與非故障線路零序功率方向不同的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)，動作于信號或跳閘。

適用范圍：適用于零序電流保護(hù)不能滿足靈敏系數(shù)的要求時和接線復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中。

其它保護(hù)方法：可利用中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障時產(chǎn)生的高次諧波或故障過渡過程的某些特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

零序功率（電流）方向保護(hù)原理框圖第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)一、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中中單相接地故障的特點(diǎn)1.單相接地故障的穩(wěn)態(tài)分析若IC0大UA-D弧光過電壓絕緣損壞兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地時解決的辦法：在中性點(diǎn)接入一個電感線圈—消弧線圈。

第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)線路Ⅰ線路Ⅱ第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)從接地點(diǎn)流回的總電流為

其中，消弧線圈的電流

22~66kV電網(wǎng)——10A。

ID零序等效網(wǎng)絡(luò)應(yīng)裝沒消弧線圈網(wǎng)絡(luò)：3~6kV電網(wǎng)——30A；10kV電網(wǎng)——20A；當(dāng)L斷開時第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)三種補(bǔ)償方式

（1）完全補(bǔ)償抑制弧光串聯(lián)諧振的條件①正常時，若CA≠CB≠CC電源中性點(diǎn)對地產(chǎn)生電壓偏移但是②斷路器合閘三相觸頭不同時閉合時，將短時出現(xiàn)數(shù)值更大的零序電壓U0實(shí)際上不能采用這種方式。第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)過補(bǔ)償度：大于的程度

一般選擇過補(bǔ)償度P＝5％~10％，而不大于10％。

（2）欠補(bǔ)償ID仍為容性電流當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時，例如某個元件被切除或因發(fā)生故障而跳閘IC諧振過電壓不采用（3）過補(bǔ)償電流為電感性實(shí)際中廣泛應(yīng)用無諧振過電壓第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)結(jié)論

（1）當(dāng)采用完全補(bǔ)償方式時，流經(jīng)故障線路和非故障線路的零序電流都是本身的電容電流，電容性無功功率的實(shí)際方向都是由母線流向線路，因此，利用穩(wěn)態(tài)零序電流的大小和功率方向都無法判斷出哪一條線路上發(fā)生了故障。

（2）當(dāng)采用過補(bǔ)償方式時，流經(jīng)故障線路的零序電流將大于本身的電容電流，而電容性無功功率的實(shí)際方向仍然是由母線流向線路，和非故障線路的方向一樣，因此，首先就無法利用功率方向的差別來判別故障線路，其次由于過補(bǔ)償度不大，因此，也很難象中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)那樣，利用零序電流大小的不同來找出故障線路。

實(shí)際電力系統(tǒng)所接回路數(shù)會發(fā)生變化，會使全系統(tǒng)對地電容電流發(fā)生變化，可采用可變消弧線圈自動跟蹤補(bǔ)償。第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)

2.單相接地故障的暫態(tài)分析當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，接地電容電流的暫態(tài)分量可能比穩(wěn)態(tài)值大很多倍。暫態(tài)電流分布圖通常，由電網(wǎng)中絕緣被擊穿而引起的單相接地故障，常發(fā)生在相電壓接近最大值的瞬間，所以暫態(tài)電容電流由圖中兩部分電流組成。（1）由故障相電壓突然降低引起的放電電流。特點(diǎn)母線流向故障點(diǎn)衰減速度快振蕩頻率高第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)

（2）由非故障相電壓突然升高引起的充電電流。特點(diǎn)通過電源成回路衰減速度慢振蕩頻率較低暫態(tài)電流波形電感電流滯后于電壓900，其最大值應(yīng)出現(xiàn)在故障發(fā)生在電壓過零的瞬間。當(dāng)故障發(fā)生在相電壓最大值時,此時暫態(tài)電容電流比暫態(tài)電感電流大得多。第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)電感電流與電容電流所以在同一系統(tǒng)中，不論中性點(diǎn)不接地或是經(jīng)消弧線圈接地，在相電壓接近于最大值時發(fā)生故障的瞬間，其過渡過程是近似相同的。R、L、C：網(wǎng)絡(luò)的分布參數(shù)Lk：消弧線圈的集中電感不影響電容電流分量的計(jì)算，可以忽略。電阻R包括導(dǎo)線的電阻、大地的電阻以及故障點(diǎn)的過渡電阻。

第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)

在忽略Lk以后，對暫態(tài)電容電流的分析實(shí)際上就是一個RLC串聯(lián)回路突然接通零序電壓的過渡過程的分析。流經(jīng)故障點(diǎn)電流的變化

(1)

電流的過渡過程具衰減的周期特性(2)

電流經(jīng)非周期性質(zhì)的衰減而趨于穩(wěn)態(tài)值。(3)

對于架空線路，由于L較大，C較小，電流迅速衰減。第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)自由振蕩頻率對于架空線路，由于L較大，C較小，

300~1500Hz；

對于電纜線路，由于L很小而C很大，1500~3000Hz，過渡過程與架空線路相比所經(jīng)歷的時間極為短促二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地的保護(hù)1·絕緣監(jiān)視裝置利用接地故障發(fā)生后所出現(xiàn)的零序電壓判斷接地故障的發(fā)生。2·利用單相接地故障瞬間過渡過程的首半波構(gòu)成保護(hù)①暫態(tài)過程中首半波接地電流幅值很大；②接地線路首半波零序電壓和零序電流極性相反。

由于電容電流的峰值大小與發(fā)生接地故障瞬間相電壓的瞬時值有關(guān)，因此很難保證保護(hù)裝置的可靠動作。第五節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)