接地故障與保護(hù)

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(chēng)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(chēng)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,接地故障的方式包括：?jiǎn)蜗嘟拥?、兩相接地、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。,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)單相接地的特點(diǎn),線電壓的特點(diǎn)：相間

2、電壓仍然對(duì)稱(chēng)，對(duì)用戶(hù)沒(méi)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：,電壓相量圖：,非故障線路的零序電流,接地點(diǎn)總零序電流為,故障線路的零序電流為,單相 接地 故障 特點(diǎn),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。,1、絕緣監(jiān)視裝置,二、 不直接接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)方式,通過(guò)母線電壓互感器開(kāi)口三角形側(cè)輸出電壓（零序電壓）大小來(lái)判斷有無(wú)接地故障。 不具有選擇性，無(wú)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”

3、方法結(jié)合觀察電壓表指示來(lái)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。,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：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）,被保護(hù)線路接地時(shí)零序電流為：,靈敏系數(shù)：,保護(hù)動(dòng)作電流：,可靠系數(shù),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。,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),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)稱(chēng)

4、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)：,1、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(wú)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。,四、 零序電流保護(hù),零序電流保護(hù)通常

5、也采用階段式保護(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(lèi)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(guò)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),（2）按躲過(guò)斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，最大零序電流 整定,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(mǎn)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

6、護(hù)，即靈敏段、不靈敏段 。,2、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,靈敏度,保護(hù)動(dòng)作電流確定分析,動(dòng)作時(shí)間：,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(mǎn)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；,（2）保留原來(lái)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(guò)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)。,3、零序過(guò)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。,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(guò)本保護(hù)的最小零序電流來(lái)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。,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),靈敏角,在雙側(cè)電源