接地故障與保護

1、電力系統(tǒng)接地方式： 中性點直接接地、中性點不直接接地。,中性點直接接地稱為大電流接地系統(tǒng)（110KV及以上電網(wǎng)），中性點不直接接地稱為小電流接地系統(tǒng)（ 35KV及以下電網(wǎng)）。,2.4 接地故障的特征與保護方式,接地故障的方式包括：單相接地、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，故障相電壓為零，非故障相電壓升高為線電壓值。,要求：保護裝置有選擇地發(fā)出信號，必要時應動作于跳閘。,相電壓的特點：,一、中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地的特點,線電壓的特點：相間

2、電壓仍然對稱，對用戶沒有影響， 一般情況可繼續(xù)運行一段時間（1小時）,分析該情況下的特征：,電壓相量圖：,非故障線路的零序電流,接地點總零序電流為,故障線路的零序電流為,單相 接地 故障 特點,2、非故障線路零序電流由本線路對 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方式,通過母線電壓互感器開口三角形側(cè)輸出電壓（零序電壓）大小來判斷有無接地故障。 不具有選擇性，無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判斷。,特點：簡單。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。,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,（有裝設零序電流互感器的條件）,被保護線路接地時零序電流為：,靈敏系數(shù)：,保護動作電流：,可靠系數(shù),線路自身對地電容電流,母線上所有線路對地電容之和,接地線路對地電容,結(jié)論：母線上出線回路數(shù)越多越靈敏。,3、零序功率保護,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,三、 中性點直接接地系統(tǒng)單相接地的特點,電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,可利用對稱

4、分量法將電流分解為正序、負序和零序。,接地時等效網(wǎng)絡：,1、故障點的零序電壓最高，離故障點越遠處的零序電 壓越低，變壓器中性接地點的零序電壓為零。,2、零序電流的分布，主要決定于輸電線路的零序阻抗 和中性點接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目 和位置無關。,3、運行方式變化，若輸電線路和中性點接地的變壓器 數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡就是不變的。 系統(tǒng)正序阻抗和負序阻抗要隨著系統(tǒng)運行方式而變 化，將間接影響零序分量的大小。,1、單相接地時的特征：,4、對于發(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,零序電流保護通常

5、也采用階段式保護。,從保護構(gòu)成看，三段式零序電流保護與三段式相間短路保護相類似。,特點：為了保證保護動作的快速性和選擇性 要求，保護只能保護線路的一部分。,動作條件：,（1）按躲過被保護線路末端接地短路時，保護 安裝處測量到的最大零序電流整定。,1、零序電流速斷保護,（2）按躲過斷路器三相觸頭不同時合閘時，最大零序電流 整定,若保護動作時間大于斷路器三相合閘不同期時間，本條件可不考慮。,保護整定值取上述兩條件較大值。,靈敏度不滿足要求措施：,保護可經(jīng)小延時，使保護裝置的動作時間大于斷路器觸頭不同時合閘的時間。,（3）按非全相運行且振蕩條件整定,按此條件整定，通常整定值較高，可采用設置兩個速斷保

6、護，即靈敏段、不靈敏段 。,2、限時零序電流速斷保護,工作原理與相間短路保護相似。,要求：要保護線路全長。,動作電流,靈敏度,保護動作電流確定分析,動作時間：,當下級線路比較短或運行方式變化比較大，靈敏系數(shù)不滿足要求時，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，其動作電流、動作時限都與下一線路的零序段配合；,（2）保留原來0.5s時限的零序段，增設一個與下一線路零序段配合的、動作時限為1s左右的零序段，它們與瞬時零序電流速斷及零序過電流保護一起，構(gòu)成四段式零序電流保護。,（3）從電網(wǎng)接線的全局考慮，改用接地距離保護。,3、零序過電流保護,作用：作為近后備保護和遠后備保護。,動作電流按最大不平衡電流整定，同時要求各保護間進行配合。,零序電流保護段的靈敏系數(shù)，按保護范圍末端接地短路時流過本保護的最小零序電流來校驗。作近后備時，校驗點取本線路末端，要求靈敏度1.31.5，作下一線路的遠后備時，校驗點取相鄰線路末端，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，動作于否決定于零序功率功率的方向。,在正向保護區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路時，要求零序功率方向繼電器應能正確動作，并工作在較靈敏的狀態(tài)下。,五、零序電流方向保護,靈敏角,在雙側(cè)電源