接地故障与保护演示文稿

1、单相接地时的特征：
1、故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电
压越低，变压器中性接地点的零序电压为零。
2、零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗
和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目 和位置无关。
3、运行方式变化，若输电线路和中性点接地的变压器 数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。 系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变
（3）从电网接线的全局考虑，改用接地距离保护。
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3、零序过电流保护 作用：作为近后备保护和远后备保护。
动作电流按最大不平衡电流整定，同时要求各保护间进 行配合。
I K I III
III
op1
rel 0.cal
零序电流保护Ⅲ段的灵敏系数，按保护范围末端 接地短路时流过本保护的最小零序电流来校验。作近 后备时，校验点取本线路末端，要求灵敏度≥1.3~1.5， 作下一线路的远后备时，校验点取相邻线路末端，要 求灵敏度≥1.25。
分析该情况下的特征：
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E C E B
E A
I0 L 2
I0 L 2
I 0 L 1
I 0 L 1 I0 L 3
K
I0 L 3
U kA 0
U kB EB E A U kC EC E A
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U k01 3(U kA U kB U kC )E A
电压相量图：
E A
接地故障与保护演示文稿
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一、中性点非直接接地系统单相接地的特点 线电压的特点：相间电压仍然对称，对用户没有影响， 一般情况可继续运行一段时间（1小时） 相电压的特点： 故障相电压降低，非故障相电压升高。单相金属性 接地时，故障相电压为零，非故障相电压升高为线电压 值。
要求：保护装置有选择地发出信号，必要时应动作于跳闸。
结论：母线上出线回路数越多越灵敏。
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3、零序功率保护
信 号
利用故障线路与非故障线路零序电流 方向不同的特征构成保护
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三、 中性点直接接地系统单相接地的特点
电力系统发生单相接地时,可利用对称分量法将电流分 解为正序、负序和零序。
接地时等效网络：
△
△
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化，将间接影响零序分量的大小。
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4、对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功
率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向 母线的。
四、 零序电流保护 零序电流保护通常也采用阶段式保护。 从保护构成看，三段式零序电流保护与三段式相间
短路保护相类似。
1、零序电流速断保护
特点：为了保证保护动作的快速性和选择性 要求，保护只能保护线路的一部分。
动作条件：
（1）按躲过被保护线路末端接地短路时，保护 安装处测量到的最大零序电流整定。
IoIp1 KrIel3I0.max
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△
3I0
II op 1
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△
3I 0.max
L
（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时，最大零序电流
整定
IoIp1 t
故障线路的零序电流为
I 0 L 3 j( C 0 L 1 C 0 L 2 ) U k 0 j( C 0 C 0 L 3 ) U k 0
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单相 接地
故障 特点
1、全系统都出现零序电压、且零序 电压全系统相等。
2、非故障线路零序电流由本线路对
地电容形成。方向：母线指向线路
U k 0
U kC
U kB
E C
E B
3U 0
Uk0 EA
I 0 L 1
I0 L 2
I0 L 3
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非故障线路的零序电流
0
接地点总零序电流为
I k 0 3 U k 0 j( C 0 L 1 C 0 L 2 C 0 L 3 ) 3 jC 0 U k 0
特点：简单。适用于母线上出
现回路数少的情况。
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2、零序电流保护
原 理：利用故障线路与非故障线路零序电流的数值不
同的特征构成保护。
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
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保护动作电流：Io0 pKre3U l p C0L1
3、故障线路零序电流由全系统非故
障线路、元件对地电容形成。 方向：线路指向母线
4、故障相电压下降，非故障相电压升 高。
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二、 不直接接地系统单相接地故障的保护方式
1、绝缘监视装置
信号
通过母线电压互感
器开口三角形侧输出
电压（零序电压）大
小来判断有无接地故
障。
不具有选择性， 无法判断是母线上哪 一条出线接地。寻找 接地线路只能采用 “拉闸停电”方法结 合观察电压表指示来 判断。
L
动作时间： tⅡ op1 toIp2 t
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当下级线路比较短或运行方式变化比较大，灵敏系 数不满足要求时，可采用下列措施加以解决: （1）使本线路的零序Ⅱ段与下一线路的零序Ⅱ 段相配合， 其动作电流、动作时限都与下一线路的零序Ⅱ段配合；
（2）保留原来0.5s时限的零序Ⅱ段，增设一个与下一 线路零序Ⅱ段配合的、动作时限为1s左右的零序Ⅱ段， 它们与瞬时零序电流速断及零序过电流保护一起，构 成四段式零序电流保护。
线路自身对 地电容电流
可靠系数
速动保护：4~5； 延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3Up(C0C0L1)
灵敏系数：
母线上所有线路对地 电容之和
K se n3U K pre(3 C U l0p C C 0L 01 L 1)C K 0 r e C C l0l0 1 L 1
接地线路对地电容
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时间，本条 件可不考虑。
保护整定值取上述两条件较大值。
灵敏度不满足要求措施：
保护可经小延时，使保护装置的动作时间大于断路器触头不 同时合闸的时间。
（3）按非全相运行且振荡条件整定
按此条件整定，通常整定值较高，可采用设置两个速断保护， 即灵敏Ⅰ段、不灵敏Ⅰ段 。
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2、限时零序电流速断保护
工作原理与相间短路保护相似。 要求：要保护线路全长。
动作电流
I K I II
II I
op1
rel 20.cal
灵敏度
Ksen
3I0.cal.min IⅡop1
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保护动作电流确定分析
K △
△
3I0
II op 1
II op 2
I II op 1
II 0 . cal