輸電線路接地保護(hù)

2023/2/71本章節(jié)主要內(nèi)容

一、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)二、小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第五章輸電線路接地保護(hù)2023/2/72

當(dāng)一相發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流是各元件對(duì)地的電容電流，往往比負(fù)荷電流小得多，所以這種系統(tǒng)叫小接地電流系統(tǒng)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

中性點(diǎn)直接接地

中性點(diǎn)不接地

中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地

當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，即構(gòu)成單相接地短路，這時(shí)所產(chǎn)生的故障電流很大，稱中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)為大接地電流系統(tǒng)。第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

一、中性點(diǎn)工作方式2023/2/73

變壓器中性點(diǎn)接地情況的變化，直接影響到零序電流保護(hù)的靈敏度。因此，對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇應(yīng)滿足兩點(diǎn)要求：①不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓；②不使零序序網(wǎng)有較大的變化，以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏度。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇原則如下：

(1)在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一臺(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它電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。

(2)在雙母線按固定聯(lián)接方式運(yùn)行的變電所，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)直接接地的變壓器。

(3)如果兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)選用零序阻抗相等的變壓器。正常將其中一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地的變壓器退出運(yùn)行時(shí)，則將另一臺(tái)變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn)行。

(4)在兩臺(tái)以上變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況下，規(guī)定正常按一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，其它變壓器中性點(diǎn)不接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，將其中零序阻抗或綜合零序阻抗與停用變壓器的相近的一臺(tái)或兩臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn)行。

(5)低壓側(cè)無(wú)電源的變壓器的中性點(diǎn)可以不接地運(yùn)行，以提高零序電流保護(hù)靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接線。二、中性變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇點(diǎn)工作方式

2023/2/74故障點(diǎn)處、母線M和N處的零序電壓為

當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)，故障點(diǎn)處的零序電流為

零序電壓、零序電流的分布具有下特點(diǎn)：(1)故障點(diǎn)處的零序電壓最高，變壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為零。

(2)零序電流是由故障點(diǎn)處零序電壓產(chǎn)生，只在故障點(diǎn)與中性點(diǎn)接地的變壓器之間流動(dòng)。并由大地構(gòu)成回路。(3)零序或負(fù)序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向?yàn)橛赡妇€指向故障點(diǎn)，而零序功率方向卻由故障點(diǎn)指向母線。三、接地故障時(shí)零序分量的分布特點(diǎn)

2023/2/75+零序電流速斷(I段)時(shí)限零序電流速斷(II段)零序過(guò)電流(III段)四、零序電流保護(hù)的組成及多段式零序電流保護(hù)2023/2/76第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

1.無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù)0工作原理和整定與相間短路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)類似

1、躲過(guò)被保護(hù)線路末端接地短路故障時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的最大零序電流。

可靠系數(shù)，一般取1.25-1.3。

N處發(fā)射接地故障時(shí)，最大零序電流。

2、躲過(guò)斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。

—

可靠系數(shù)，一般取

1.1-1.2。

—

三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，最大零序電流。3、當(dāng)被保護(hù)線路采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，保護(hù)還應(yīng)躲過(guò)單相重合閘過(guò)程中出現(xiàn)非全相運(yùn)行又伴隨振蕩時(shí)的零序電流。

-可靠系數(shù)，一般取

1.1-1.2。

—

非全相振蕩時(shí)的零序電流。

零序電流I段的動(dòng)作電流取上述三個(gè)條件計(jì)算的最大者。2023/2/77第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

2.限時(shí)零序電流速斷保護(hù)0限時(shí)零序電流速斷保護(hù)工作原理和整定與相間短路的限時(shí)電流速斷保護(hù)類似,其動(dòng)作時(shí)限和電流與相鄰線路零序I段配合。1、按與相鄰線路的零序電流I段配合

__可靠系數(shù)，一般取1.25-1.3。

__分支系數(shù).2、按躲過(guò)非全相運(yùn)行時(shí)的零序電流整定“躲非全相運(yùn)行Ⅱ段”

__本線路非全相運(yùn)行時(shí)的最大零序電流。

零序Ⅱ段的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端接地故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小三倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，要求Ksen≥1．3～1．5。

2023/2/78上頁(yè)下頁(yè)返回第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

3.零序過(guò)電流速保護(hù)零序過(guò)電流速保護(hù)工作原理和整定與相間短路的過(guò)電流保護(hù)類似1．躲過(guò)相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最大不平衡電流。

--相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，零序電流濾過(guò)器所輸出的最大不平衡電流。

可按下式計(jì)算

—非周期分量系數(shù)，取1-2

—電流互感器同型系數(shù)，三相同型時(shí)取0.５不同型時(shí)取1。

—電流互感器10%誤差，取0．１；

—相鄰線路出口處三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)安裝點(diǎn)的最大短路電流。2.與相鄰線路III段零序電流保護(hù)的靈敏度取得配合2023/2/79第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

上頁(yè)下頁(yè)返回4.零序方向電流速保護(hù)1.增設(shè)方向元件的必要性當(dāng)零序電流速斷保護(hù)不能躲過(guò)反方向接地故障時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最大零序電流，或零序過(guò)電流保護(hù)時(shí)限不配合時(shí)，需加設(shè)方向元件構(gòu)成零序方向電流保護(hù)，以保證選擇性。

在零序電流保護(hù)正方向有中性點(diǎn)接地的變壓器的情況下，無(wú)論被保護(hù)線路對(duì)側(cè)有無(wú)電源，當(dāng)保護(hù)反方向發(fā)生非對(duì)稱接地故障時(shí)，就有零序電流通過(guò)保護(hù)安裝點(diǎn)。

2.正向故障時(shí)，保護(hù)安裝點(diǎn)零序電壓與零序電流的相位關(guān)系

2023/2/710第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

3.整流型零序功率方向繼電器動(dòng)作回路和制動(dòng)回路的電壓

功率方向繼電器動(dòng)作方程

2023/2/711第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

LG-12型零序功率方向繼電器接線方式繼電器電壓線圈的“*”端與零序電壓濾過(guò)器的非“*”端相接，即采用反極性接線方式

2023/2/712第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

大接地電流系統(tǒng)零序保護(hù)的評(píng)價(jià)一、靈敏庹高過(guò)電流保護(hù)是按最大負(fù)荷電流整定，而零序過(guò)電流保護(hù)是按躲過(guò)最大不平衡電流整定，因此，零序過(guò)電流保護(hù)的靈敏度高。二、動(dòng)作迅速零序過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，不必與Y，d接線的降壓變壓器后的線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相配合，因此，其動(dòng)作時(shí)限比相間過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限短。三、不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對(duì)稱過(guò)負(fù)荷時(shí)，三相是對(duì)稱的，反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)都受其影響，可能誤動(dòng)作。而零序電流保護(hù)則不受其影響，因?yàn)檎袷幖皩?duì)稱過(guò)負(fù)荷時(shí)，無(wú)零序分量。四、接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠零序電流保護(hù)反應(yīng)單一的零序分量，故用一只測(cè)量繼電器就可反應(yīng)三相中任意一相的接地短路，使用繼電器的數(shù)量少。所以，零序電流保護(hù)接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、調(diào)試維護(hù)方便、動(dòng)作可靠。2023/2/713N

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第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地

故障的保護(hù)一.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)2023/2/714第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)

單相接地的特點(diǎn):1、發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。非故障相電壓升高至原來(lái)的倍，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓與故障相電勢(shì)的相量大小相等方向相反；2、非故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)本線路的零序電容電流。容性無(wú)功功率是由母線指向非故障線路；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序電容電流之和。而容性無(wú)功功率是由故障線路指向母線。2023/2/7151．無(wú)選擇性絕緣監(jiān)視裝置在發(fā)電廠或變電所的母線上裝設(shè)一臺(tái)三相五柱式電壓互感器，出的信號(hào)沒(méi)有選擇性，運(yùn)行人員只能根據(jù)信號(hào)和三個(gè)電壓表的指示情況判別故障相，而選不出故障線路。二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式2023/2/716第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)

二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式2．零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)是利用故障元件的零序電流大于非故障元件的零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分出故障和非故障元件，從而構(gòu)成有選擇性的保護(hù)。根據(jù)需要保護(hù)可動(dòng)作于信號(hào)，也可動(dòng)作于跳閘。2023/2/717第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)

二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式3．零序功率方向保護(hù)在出線較少的情況下，非故障線路的零序電容電流與故障線路的零序電容電流相差不大，采用零序電流保護(hù)靈敏度很難滿足要求，可利用故障線路和非故障線路零序功率方向的不同，區(qū)分出故