1、2019/12/19,1,本章主要内容,一、中性点直接接地电网中单相接地故障的保护 二、小接地电流系统单相接地故障的保护,第五章 输电线路接地保护,2019/12/19,2,当一相发生 接地故障时， 故障电流是各 元件对地的电 容电流，往往 比负荷电流小 得多，所以这 种系统叫小接 地电流系统。,中性点经消弧线圈接地,中性点直接接地,中性点不接地,中性点经高电阻接地,当发生一点接 地故障时，即 构成单相接地 短路，这时所 产生的故障电 流很大 ，称中 性点直接接地 的系统为大接 地电流系统。,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,一、中性点工作方式,2019/12/19,3,变压器中性
2、点接地情况的变化，直接影响 到零序电流保护的灵敏度。因此，对变压器中 性点接地的选择应满足两点要求： 不使系统出现危险的过电压； 不使零序序网有较大的变化，以保证零序电 流保护有稳定的灵敏度。,变压器中性点接地方式的选择原则如下： (1)在多电源系统中，每个电源处至少应该有一台变压器中 性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其它 电源切断联系时，形成中性点不接地系统。 (2)在双母线按固定联接方式运行的变电所，每组母线上至 少应有一台变压器中性点直接接地。这样，当母线联络开关 断开后，每组母线上仍保留一台中性点直接接地的变压器。 (3)如果两台变压器并联运行，应选用零序阻抗相等的变压
3、器。正常将其中一台变压器中性点直接接地。当中性点接地 的变压器退出运行时，则将另一台变压器转入中性点接地运 行。,(4)在两台以上变压器并联运行的情况下，规定正常 按一台变压器中性点接地运行，其它变压器中性点 不接地。当中性点接地的变压器停运时，将其中零 序阻抗或综合零序阻抗与停用变压器的相近的一台 或两台中性点不接地的变压器转入中性点接地运行。 (5) 低压侧无电源的变压器的中性点可以不接地运行， 以提高零序电流保护灵敏度和简化保护接线。,二、中性变压器中性点接地方式的选择点工作方式,2019/12/19,4,故障点处、母线M 和N处的零序电压 为 当K点发生单相接地 短路时，故障点处的 零
4、序电流为,零序电压、零序电流的分布具有下特点： (1)故障点处的零序电压最高，变压器中性点接地处的零序电压为零。,(2)零序电流是由故障点处零序电压产生，只在故障点与中性点接地的变压器之间流动。并由大地构成回路。,(3)零序或负序功率方向与正序功率方向相反，即正序功率方向为由母线指向故障点，而零序功率方向却由故障点指向母线。,三、接地故障时零序分量的分布特点,2019/12/19,5,四、零序电流保护的组成及多段式零序电流保护,2019/12/19,6,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,1.无时限零序电流速断保护,工作原理和整定与相间 短路的无时限电流速断 保护类似,1、躲过被保护
5、线路末端接 地短路故障时，流过本保 护的最大零序电流。 可靠系数， 一般取1.25-1.3。 N处发射接地故障 时，最大零序 电流。,2、躲过断路器三相触头不 同时合闸时，流过保护的 最大零序电流。 可靠系数，一般取 1.1-1.2。 三相触头不同时合 闸时，最大零序 电流。,3、当被保护线路采用单相 自动重合闸时，保护还应 躲过单相重合闸过程中出 现非全相运行又伴随振荡 时的零序电流。 - 可靠系数，一般取 1.1-1.2。 非全相振荡时的 零序电流。,零序电流I段的动作电流取上 述三个条件计算的最大者。,2019/12/19,7,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,2. 限时零序
6、电流速断保护,限时零序电流速断保护 工作原理和整定与相间 短路的限时电流速断保 护类似,其动作时限和电 流与相邻线路零序I段 配合。,1、按与相邻线路的零序电 流I段配合 _可靠系数， 一般取1.25-1.3。 _分支系数.,2、按躲过非全相运行时的 零序电流整定“躲非全相运 行段” _本线路非全相运 行时的最大零序 电流。,零序段的灵敏度应 按被保护线路末端接 地故障时流过保护的 最小三倍零序电流来 校验，要求 Ksen1315。,2019/12/19,8,上页,下页,返回,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,3. 零序过电流速保护,零序过电流速保护工作 原理和整定与相间短路 的过
7、电流保护类似,1躲过相邻线路出口处 发生三相短路时，流过 保护的最大不平衡电流。 -相邻线路出口 处发生三相短路 时，零序电流滤 过器所输出的最 大不平衡电流。,可按下式计算 非周期分量系数，取1-2 电流互感器同型系数，三相同型时取0.不 同型时取1。 电流互感器10%误差，取0； 相邻线路出口处三相短路时，流经保护 安装点的最大短路电流。,2.与相邻线路III段零序电流保护的灵敏度取得配合,2019/12/19,9,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,上页,下页,返回,4. 零序方向电流速保护,1.增设方向元件的必要性,在零序电流保护正方 向有中性点接地的变 压器的情况下，无论
8、被保护线路对侧有无 电源，当保护反方向 发生非对称接地故障 时，就有零序电流通 过保护安装点。,2.正向故障时，保护安装 点零序电压与零序电流的 相位关系,2019/12/19,10,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,3.整流型零序功率方向继电器,动作回路和制 动回路的电压,功率方向继电器 动作方程,2019/12/19,11,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,LG-12型零序功率方向继电器接线方式,继电器电压线圈的“*”端与零序电压滤过器 的非“*”端相接，即采用反极性接线方式,2019/12/19,12,第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的保护,大接地电流系统零
9、序保护的评价,一、灵敏庹高 过电流保护是按最大负荷电流整定， 而零序过电流保护是按躲过最大不平衡电 流整定，因此，零序过电流保护的灵敏度 高。,二、动作迅速 零序过流保护的动作时限，不必与 Y，d接线的降压变压器后的线路保护动 作时限相配合，因此，其动作时限比相 间过电流保护动作时限短。,三、不受系统振荡和过负荷的影响 当系统发生振荡和对称过负荷时，三相 是对称的，反应相间短路的电流保护都受其 影响，可能误动作。而零序电流保护则不受 其影响，因为振荡及对称过负荷时，无零序 分量。,四、接线简单、经济、可靠 零序电流保护反应单一的零序分量，故 用一只测量继电器就可反应三相中任意一相 的接地短路，
10、使用继电器的数量少。所以， 零序电流保护接线简单、经济、调试维护方 便、动作可靠。,2019/12/19,13,第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护,一.中性点不接地系统单相接地的特点,2019/12/19,14,第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护,单相接地的特点: 1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。 非故障相电压升高至原来的 倍，电源中性点对地电 压与故障相电势的相量大小相等方向相反； 2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容 电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路； 3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件 的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路
11、 指向母线。,2019/12/19,15,二.中性点不接地系统单相接地的保护方式,2019/12/19,16,第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护,二.中性点不接地系统单相接地的保护方式,2019/12/19,17,第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护,二.中性点不接地系统单相接地的保护方式,3零序功率方向保护,在出线较少的情况下，非故障线 路的零序电容电流与故障线路的 零序电容电流相差不大，采用零 序电流保护灵敏度很难满足要求 ，可利用故障线路和非故障线路 零序功率方向的不同，区分出故 障线路，构成有选择性的零序 方向保护区分出故障,2019/12/19,18,三、中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的特点,2019/12/19,19,第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护,经消弧线圈接地系统单相接地的特点: 当采用过补偿方式时，流经故障线路和非故障 线路保护安装处的电流，是电容性电流，其容 性无功功率方向都是由母线流向线路。故无法 利用功率方向来判别是故障线路还是非故障线 路。当过补偿度不大时，也很难利用电流大小 判别出故障线路。,
