中性點不接地電網(wǎng)的接地保護

1、1 中性點不接地電網(wǎng)的接地保護電力電網(wǎng)小接地系統(tǒng)大局部為中性點不接地系統(tǒng)，而單相接地保護的變化已從傳統(tǒng)接地保 護開展到無人值守變電所配合綜合自動化裝置的接地保護、接地選線裝置等，其保護目前 主要有以下幾種：(1) 系統(tǒng)接地絕緣監(jiān)視裝置：絕緣監(jiān)視裝置是利用零序電壓的有無來實現(xiàn)對不接地系統(tǒng)的監(jiān)視。將變電所母線電壓互感器其中一個繞組接成星形，利用電壓表監(jiān)視各相對地電壓，另一繞 組接成開口三角形，接入過電壓繼電器，反響接地故障時出現(xiàn)的零序電壓。當發(fā)生單相接地故障時，開口三角形出現(xiàn)零序電壓，過電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。該保護只能實現(xiàn)監(jiān)測出接地故障，并能通過三只電壓表判別出接地的相別，但不能判別出 是

2、哪條線路的接地。要想判斷故障線路，必須經(jīng)拉線路試驗，必將增加了對用戶的停電次 數(shù)。且假設發(fā)生兩條線路以上接地故障時，將更難判別。裝置可能會因電壓互感器的鐵磁諧振、熔斷器的接觸不良、直流的接地、回路的接觸不良 而誤發(fā)或拒發(fā)接地信號。 (2) 零序電流保護：零序電流保護是利用故障線路的零序電流比 非故障線路零序電流大的特點來實現(xiàn)選擇性的保護， 如 DD-11 接地電流繼電器和南自廠的 RCS-955 系列保護。該保護一般安裝在零序電流互感器的線路上，且出線較多的電網(wǎng)中更能保證它的靈敏度和 選擇性。但由于零序電流互感器的誤差，線路接線復雜，單相接地電容的大小、裝置的誤 差、定值的誤差、電纜的導電外皮

3、等的漏電流等影響，發(fā)生單相接地故障線路零序電流二 次反映不一定比非故障線路大，易發(fā)生誤判斷、誤動。(3) 零序功率保護：零序功率方向保護是利用非故障線路與故障線路的零序電流相差180來實現(xiàn)有選擇性的保護。如傳統(tǒng)的零序功率方向繼電器，無人值守綜自所應用的如南瑞 DSA113 、119 系列 零序功率方向保護。零序功率方向保護沒有死區(qū)，但對零序電壓零序電流回路接線等要求比擬高，對系統(tǒng)中有 消弧線圈的需用五次諧波功率原理。(4) 小電流接地選線綜合裝置：隨著電力科技的開展， 近年來小電流接地電力系統(tǒng)逐步應用了獨立的小接地電流選線裝置。 將小電流系統(tǒng)所有出線引入裝置進行接地判斷及選線，如華星公司的 M

4、LX 系列。 MLX 系 列選線裝置的原理是用電流 (消弧線圈接地采用五次諧波 )方向判斷線路，選電流最大的三 條線路在進行方向比擬，從而解決了零序電流較小、各種裝置 LH 誤差、測量誤差、電力電纜潛流、消弧線圈、電容充放電過程等影響，能正確判別或切除故障線路。2 接地保護安裝調試考前須知(1) 在無選擇性零序電壓保護裝置及零序功率方向保護裝置中，電壓互感器一次、二次中 性點必須可靠接地，一次繞組中性點接地不僅是平安接地而且是工作接地。假設中性點接地 不可靠，二次系統(tǒng)那么不能正確反映一次系統(tǒng)發(fā)生接地故障時不平衡電壓零序功率方向，因 此開口三角形電壓極性必須正確。(2) 在利用零序電流互感器 (

5、多為電纜出線 )構成的接地保護裝置中，當電網(wǎng)發(fā)生接地故障 時，故障電流不僅可能經(jīng)大地流動，而且也經(jīng)電纜導電外皮和鎧裝流動。因此，零序電流 互感器上方電纜頭保安接地線必須沿電纜方向穿過 LH 在線路側接地 (見圖 1) 。圖 1 電纜頭保安接地線圖零序互感器下方電纜皮接地那么不需穿過零序互感器，防止形成短路環(huán)，電纜固定夾頭與電 纜外殼、接地線絕緣、零序電流互感器變比、極性誤差應調整一致、正確，以減少互感誤 差。(3) 在經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)單相接地保護通常利用反映諧波的電纜電容的五次諧波分量 保護和暫態(tài)電流速動保護，其實現(xiàn)選擇性較困難。可在發(fā)現(xiàn)接地故障時投入有效電阻，以 增加故障電流有功分量方法

6、，利用零序電流保護、方向保護有選擇地切除故障。(4) 在電容器自投切系統(tǒng)中，補償電容器應接成中性點不接地 Y 或 D 接法。發(fā)生接地后， 三相負載仍保持對稱運行，從而不影響零序電流，保證接地保護的靈敏性、正確性。(5) 在同一系統(tǒng)電纜線路和經(jīng)電纜線路出線的架空線路中，它們單相接地電容電流大小存 在差異，零序電流保護定值應充分考慮。(6) 利用三個電流互感器構成的零序電流濾過器，必須克服其不平衡電流的影響。接地短路？ 短路是指電源未經(jīng)過負載而直接短接。但是變壓器的繞組對于 50HZ 工頻交流電來說，繞 組的阻抗很大，把一臺變壓器看作一個電源，另一臺變壓器看作負載，作為電源的一臺變 壓器經(jīng)過一個大

7、阻抗的另一臺變繞組構成回路，這叫短路嗎？ 大、小接地電流系統(tǒng)指的是當發(fā)生單相接地時，流過接地點電流的大或小。如果把變壓器 的中性點直接接地，當發(fā)生單相接地時，將構成回路，在接地點流過很大的短路電流，故 稱大電流接地系統(tǒng)。如變壓器中性點不接地，當發(fā)生單相接地時，不構成故障回路，在接 地點只流過系統(tǒng)對地的電容電流，數(shù)值較小，故稱小電流接地系統(tǒng)。 大、小電流接地系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，不能片面說大電流接地系統(tǒng)會導致更多的事故。 大電流接地系統(tǒng)因為中性點直接接地，因此在過電壓方面比小電流接地系統(tǒng)有優(yōu)勢，設備 選型只按相電壓考慮，適用于電壓等級高的假設采取小電流接地系統(tǒng)會大大增加絕緣費用的 情況， 所以一般 1

8、10KV 及以上電壓等級均為大電流接地系統(tǒng)。 缺點就是當系統(tǒng)出現(xiàn)故障機 率高的單相接地時保護會動作切除故障，所以供電可靠性降低。 小電流接地系統(tǒng)那么相反，缺點是運行中可能出現(xiàn)較高水平的過電壓，設備選型應按線電壓考慮，故只能用于電壓等級較低即使絕緣按線電壓考慮費用也不會增加很多的情況，一般66KV 及以下均采用小電流接地方式。優(yōu)點就是發(fā)生單相接地時故障點只流過較小的系統(tǒng) 電容電流，不破壞線電壓的對稱性，可以繼續(xù)運行(一般不得帶接地點運行超過 2 小時)， 供電可靠性高。系統(tǒng)中性點接地 系統(tǒng)中性點接地問題，要根據(jù)一次設備抗短路能力和繼電保護要求來決定。大型變壓 器的 Y 型結線，其中性點與地網(wǎng)之間

9、都帶有一個刀閘，如果這個刀閘合上，那么接地，如分 開，那么不接地。中性點刀閘的分合，必須根據(jù)系統(tǒng)調度的命令來操作。接地系統(tǒng)中性點至 少必須有一個接地點。2. 如果一條線路兩端變壓器的中性點都接地，并不意味著三相短路，因為當系統(tǒng)三相電壓 平衡時，中性點并沒有接地電流，只有發(fā)生非對稱故障或三相電壓不平衡時，才有接地電 流(專業(yè)上為零序電流) ，這時，繼電保護監(jiān)測到零序電流，當超過規(guī)定值時動作，根據(jù)邏 輯判斷，有選擇地切斷故障。3. 小電流接地系統(tǒng)，主要是考慮到一次設備抗短路能力差，在中性點和接地點處串接一個 電感線圈或電阻，一方面限制短路電流，另一方面又能反映出零序電流，以便繼電保護可 靠動作。從

10、這里可以看出，限制零序電流的作用，雖然減輕了短路對一次設備的危害，但 也同時降低了繼電保護的靈敏性， 必須進行計算， 以保證兩方面都能滿足， 是矛盾統(tǒng)一的。4. 在一次設備結線圖中，變壓器的組別是不能隨便畫的，必須與實際相符。這是比擬通俗的解釋，如果要很明白，必須具有比擬專業(yè)的電力知識。電流互感器1. 電流互感器是 本標準規(guī)定了電流互感器的根本技術要求，適用于額定頻率 50Hz 電力系統(tǒng)供 電氣測量和電氣保護用的新制造的電流互感器。本標準參照采用國際標準 IEC185-1966 ?電流互感器?及第 1 號修正 (1977) 、第 2 號修 正 (1980) 和第 3 號修正 (1982) 。1

11、 一般技術條件1.1 使用條件電流互感器應適合于以下使用條件。注：如使用條件與本規(guī)定不同，例如最低氣溫低于-30 C,海拔超過1000m，耐污穢和耐地震等，應在訂貨時提出，與制造廠協(xié)商解決。1.1.1 環(huán)境溫度最高氣溫+40 C；日平均氣溫，不超過 +30 C；最低氣溫：對戶內式互感器-5 C；對戶外式互感器-30 C。1.1.2 海拔不超過 1000m 。1.1.3 大氣條件大氣中無嚴重影響互感器絕緣的污穢及浸蝕性和爆炸性介質。1.1.4 系統(tǒng)的接地方式a. 中性點有效接地系統(tǒng)；b. 中性點非有效接地系統(tǒng)。1.2 定義以下定義適用于本標準。1.2.1 互感器用以傳遞信息供應測量儀器、儀表和保

12、護、控制裝置的變換器。電流互感器在正常使用情況下， 其二次電流與一次電流實質上成正比，而其相位差在聯(lián)結方法正確時接近零的互感器。1.2.3 一次繞組通過被變換電流的繞組。二次繞組供應測量儀器、儀表和保護或控制裝置電流回路電流的繞組。二次回路由電流互感器二次繞組供電的外部回路。額定一次電流 作為互感器性能基準的一次電流值。額定二次電流 作為互感器性能基準的二次電流值。額定電流比額定一次電流與額定二次電流之比。實際電流比實際一次電流與實際二次電流之比。電流誤差比值差互感器在測量電流時所出現(xiàn)的數(shù)值誤差。它是由于實際電流比不等于額定電流比而造成的。電流誤差的百分數(shù)用下式表示：式中額定電流比；11 實際

13、一次電流， A ；12 在測量條件下，流過I1時的實際二次電流，A。相位差互感器的一次電流與二次電流相量的相位之差。相量方向以理想互感器的相位差為零來確定。當二次電流相量超前一次電流相量時，相位差為正值。它通常以分或厘弧度表示。注：本定義只在電流為正弦時正確。復合誤差見附錄A互感器一次電流和二次電流的正符號與端子標志相一致的情況下，在穩(wěn)態(tài)時 以下兩個值之差的有效值稱為復合誤差：a. 次電流瞬時值；b. 二次電流瞬時值與額定電流比的乘積。復合誤差通常以一次電流有效值的百分數(shù)表示，按下式計算：式中I1一次電流有效值，A;11 一次電流瞬時值，A ;12 二次電流瞬時值，A ;T一個周波的時間，s。

14、準確級對互感器所給定的等級，其誤差在規(guī)定使用條件下應在規(guī)定的限值之內。負荷以歐姆和功率因數(shù)表示的二次回路阻抗。負荷通常以視在功率伏安值表示， 它是二次回路在規(guī)定功率因數(shù)和額定二次 電流下所汲取 的。1.2.15 額定負荷 確定互感器準確級所依據(jù)的負荷值。1.2.16 額定輸出 在額定二次電流及接有額定負荷的條件下，互感器所供應二次回路的視在功率值 在規(guī)定功率因數(shù)下以伏安表示 。1.2.17 設備最高電壓根據(jù)設備的絕緣條件及其他性能， 允許長期運行的最高相間電壓有效值， 其 值等于所在系 統(tǒng)的系統(tǒng)最高電壓。1.2.18 系統(tǒng)最高電壓在正常運行情況下， 系統(tǒng)中任一點在任何時間可以持續(xù)的最高相間電壓

15、有效 值。它不包括 由于故障或突然切除大負荷時所出現(xiàn)的短暫電壓波動。1.2.19 額定絕緣水平一組額定耐受電壓值。當額定電壓在 330kV 及以上時，為額定操作沖擊耐受 電壓值和額 定雷電沖擊耐受電壓值；當額定電壓為 330kV 以下時，為額定短時工 頻耐受電壓值和額 定雷電沖擊耐受電壓值。它表示互感器絕緣所能承受的耐壓強 度。1.2.20 接地系數(shù)時，三 相系統(tǒng)中的在一定的系統(tǒng)結構下，接地故障 系統(tǒng)中任一點的一相或多相接地故障某選定點 一般選設備安裝點 完好相對地的最高工頻電壓有效值與排除故障后該選定點 的相間工頻電壓有效值之比值，該比值用百分數(shù)表示。1.2.21 中性點有效接地系統(tǒng)80%

16、。通 常，該系統(tǒng)的中性點直接接地或經(jīng)一低值阻抗接地的系統(tǒng)，其接地系數(shù)不超過 零序電抗與正序電抗的比值不大于 3 ，零序電阻與正序電抗的比值 不大于 1。1.2.22 中性點非有效接地系統(tǒng)80% 。 通常，該系中性點不接地、經(jīng)高值阻抗接地或諧振接地的系統(tǒng)，其接地系數(shù)超過統(tǒng)的零序電抗與正序電抗的比值大于3，零序電阻與正序電抗的比值大于 1。特殊的變壓器，其原理和普通變壓器的原理是一樣的，110220 kV變電站空母線諧振特征可歸納如下：a 由于三相諧振電路各自獨立，因而諧振可在一相中產(chǎn)生，亦可在兩相或三相中同時產(chǎn) 生。b 諧振現(xiàn)象僅局限于變電站內，對電源系統(tǒng)不產(chǎn)生任何影響。c. 諧振波主頻率，最常

17、見的是基波、1/3次分頻；其次為1 /5次分頻和1 /2次分頻。d 非諧振相的相電壓為工頻耦合電壓，是由開關斷口電容耦合產(chǎn)生的，其值取決于母線對地雜散電容、壓變激磁電感和斷口電容3參數(shù)，一般為0 . 20 . 6 pu ;諧振相的相電壓那么為工頻耦合電壓與諧振波電壓的迭加。由于鐵芯過飽和的緣故，諧振相相電壓中一般 都含有相當豐富的高次諧波分量，因而造成諧振相電壓波形的嚴重畸變。e 除三相三次諧振時電壓相序僅具有零序性質外，所有其它頻率的諧振波都具有零序、 正序和負序分量。f.諧振相壓變的電流，不管其頻率如何，都呈尖頂狀，且其幅值幾乎相同，說明諧振時鐵 芯都進入相近的過飽和程度。但諧振電流的有效

18、值是不同的。諧振頻率越高，壓變的電流 有效值越大，對壓變熱穩(wěn)定的破壞作用就越嚴重。g 線電壓值同諧振相數(shù)有關，亦同諧振波頻率有關，一般情況下它不等于系統(tǒng)的正常線 電壓，且3個線電壓之間亦不等。h 操作開關或刀閘時是否會激發(fā)產(chǎn)生諧振以及產(chǎn)生何種頻率的諧振，往往是隨機的，不 同相可能同時產(chǎn)生不同頻率的諧振，還可能從一種頻率的諧振自動滑向另一種頻率的諧振。諧振即物理的簡諧振動，物體在跟偏離平衡位置的位移成正比，且總是指向平衡位置 的回復力的作用下的振動。其動力學方程式是F=-kx。諧振的現(xiàn)象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率表轉動變化 快，但是和短路得區(qū)別是不會出現(xiàn)零序量。在物理

19、學里，有一個概念叫 共振：當策劃力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時，系統(tǒng)受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。電路里的諧振其實也是這個意思：當電路的鼓勵的頻 率等于電路的固有頻率時，電路的電磁振蕩的振幅也將到達峰值。實際上，共振和諧振表 達的是同樣一種現(xiàn)象。這種具有相同實質的現(xiàn)象在不同的領域里有不同的叫法而已。收音機利用的就是諧振現(xiàn)象。轉動收音機的旋鈕時，就是在變動里邊的電路的固有頻率。 突然，在某一點，電路的頻率和空氣中原來不可見的電磁波的頻率相等起來，于是，它們 發(fā)生了諧振。遠方的聲音從收音機中傳出來。這聲音是諧振的產(chǎn)物。諧振解析諧振電路都有一個特點，容抗等于感抗，電路呈阻性：那么就有3 L=1

20、/ wC因為LC都是有知條件，那么可以把諧振的頻率點算出來。品質因數(shù)Q=w L/R，所謂品質因數(shù)如果為 28,那么并聯(lián)的諧振電路就是電流減少了28倍；如果是串聯(lián)的諧振電路，那么就是電壓增加了 28倍。那么現(xiàn)在串聯(lián)諧振點下的電壓為施加的電壓乘以品質因數(shù)。如果條件告訴你的施加電壓為峰值，那么就直接相乘；如果條件告訴你的施加電壓為有效值，那么還需要將算出來的電壓再乘以1.414得出峰值。補充答復：你想想看，因為有個前提條件w L=1/ wC品質因數(shù)Q=w L/R，我考慮了電感，那么電容不是也考慮進去了嗎？首先你要清楚串聯(lián)諧振實際應用中會用到哪些設備：要諧振，當然要滿足 w L=1/wC,這其中我們可

21、以改變三個參數(shù)來實現(xiàn)諧振，電容C電感L和頻率w，那么現(xiàn)實應用中被試品是電容，電容的大小是固定的，我們可以通過串 并聯(lián)電容改變電容的大小，但很麻煩；那么我們可以改變電感L,以前也使用過可調電感，但實際應用很不方便，體積也比擬龐大，所以后來使用最多的也就是改變頻率，也就是調 頻電源。諧振回路中首先將電源接至可調電源，由可調電源輸入電壓到勵磁變壓器的二次端，由勵磁變壓器變壓到一次高壓再串聯(lián)電感，將電感的另一頭接到被試品上。這里品質因數(shù) Q增大電壓的倍數(shù)指的是實際加到被試品上的電壓也就是電感另一頭的電壓除以勵磁變的 高壓側電壓。諧振變壓器當然也會飽和，勵磁變就是一個變壓器，只要是個變壓器它就存在鐵芯飽

22、 和問題，我們實際應用中要計算一下這個變壓器的額定電流，看看會不會超過實際容量。如果超過了電感或者勵磁變的額定電流就不光是飽和的問題了，就存在損壞試驗設備的問 題了。如被試品的電容是 0.24卩F ,電感是500H ,勵磁變的一次額定電流為2A ,電感的額定電流也是2A，那么我們算一下，3 L=1/C,那么諧振頻率就是 91.28HZ，算一下，如果我在被試品上加17.4KV電壓，那么一次電流就等于1= 3 CU=n f CU=2*3.14*91.28*0.24*0.000001*17400=2.39A這個時候電流就超過了試驗設備的額定電流，這個時候我們可以算一下，再串聯(lián)一個同樣的電感，電感變?yōu)?/p>

23、1000H，諧振頻率變?yōu)?4.55HZ，一次電流就變?yōu)?.69A就可以了。我們實際應用中如果電流肯定大于2A ,那么一般我們可以這樣做，再并聯(lián)一個電抗器，這個時候電抗器就可以承受 4A,當然電感也變小一倍， 再將勵磁變的一次電流改為4A的。勵磁變的一次電流是可以通過串并聯(lián)繞組改變的這個時候如果諧振頻率不能到達你的 要求，可以并聯(lián)電容等等方法來實現(xiàn)。電路諧振含有電感線圈和電容器的無源指不含獨立電源線性時不變電路在某個特定頻率的外加電源作用下，對外呈純電阻性質的現(xiàn)象。這一特定頻率即為該電路的諧振頻 率。以諧振為主要工作狀態(tài)的電路稱諧振電路。無線電設備都用諧振電路完成調諧、濾波 等功能。電力系統(tǒng)那么

24、需防止諧振以免引起過電流、過電壓。電路中的諧振有線性諧振、非線性諧振和參量諧振。前者是發(fā)生在線性時不變無源電路中的諧振，以串聯(lián)諧振電路中的諧振為典型。非線性諧振發(fā)生在含有非線性元件電路內。由鐵心線圈和線性電容器串聯(lián)或并聯(lián)而成的電路習稱鐵磁諧振電路就能發(fā)生非線性諧振。在正弦鼓勵作用下，電路內會出現(xiàn)基波諧振、高次諧波諧振、分諧波諧振 以及電流或電壓的振幅和相位跳變的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱鐵磁諧振。參量諧振是發(fā)生 在含時變元件電路內的諧振。一個凸極同步發(fā)電機帶有容性負載的電路內就可能發(fā)生參量 諧振。諧振子把振動物體看作不考慮體積的微粒或者質點，點電荷的時候，這個振動物體就叫 諧振子。所謂諧振，在運動學就

25、是簡諧振動，該振動是物體在一個位置附近往復偏離該振動中 心位置叫平衡位置進行運動，在這個振動形式下，物體受力的大小總是和他偏離平衡 位置的距離成正比，并且受力方向總是指向平衡位置。電學諧振指的是電磁學物理量的強度在一個中值上下進行波動，也是類似運動學諧振 的。振動是粒子運動的另一種形式，諧振子harm on ic oscillator的振動，也是最簡單的理想振動模型。這里將把定態(tài)薛定諤方程應用于一維諧振子和三維諧振子系統(tǒng)，求解得到 其波函數(shù)和能量。諧振器石英晶體諧振器1. 概念： 石英晶體諧振器又稱為石英晶體，俗稱晶振.是利用石英晶體的壓電效應而制成的諧振元件。與半導體器件和阻容元件一起使用，

26、便可構成石英晶體振蕩器。壓電效應： 對某些電介質施加機械力而引起它們內部正負電荷中心相對位移，產(chǎn)生極化，從而導 致介質兩端外表內出現(xiàn)符號相反的束縛電荷。在一定應力范圍內，機械力與電荷呈線性可 逆關系。這種現(xiàn)象稱為壓電效應。作用：提供系統(tǒng)振蕩脈沖，穩(wěn)定頻率，選擇頻率。2. 主要參數(shù)：a. 標稱頻率：在規(guī)定條件下 , 晶振的諧振中心頻率。b. 調整頻差：在規(guī)定條件下 ,基準溫度時的工作頻率相對標稱頻率的最大偏離值.ppm 。c. 溫度頻差：在規(guī)定條件下，在整個工作溫度范圍內，相對于基準溫度時工作頻率的允許偏離 值。d. 負載諧振電阻：晶振與指定外部電容相串聯(lián)，在負載諧振頻率時的電阻值。e. 負載電容： 是指與晶振一起決定負載諧振頻率的有效外界電容。常用標準值有:12pF 、16pF 、 20pF 、 30pF 。諧振器就起諧振的作用 .它能和容性或感性負載一起呈純阻性作用。過電壓過電壓是指工頻下交流電壓均方根值升高，超過額定值的10% ，并且持續(xù)時間大與 1分鐘的長時間電壓變動現(xiàn)象；過電壓的出現(xiàn)通常是負荷投切的結果，例如：切斷某一大容 量負荷或向電容器組增能無功補償過剩導致的過電壓。電力系統(tǒng)在特定條件下所出現(xiàn)的超過工作電壓的異常電壓升高。屬于電力系統(tǒng)中的一種電 磁擾動現(xiàn)象。電工設備的絕緣長期耐受著工作電壓，同時還必須能夠承受一定幅度的過電 壓，這樣才能保證電