2.4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护

3I 0 II 3U (C 0 C 0 II )
线路→母线
多线路单相接地的零序等值电路
XT0 C0f I0 f
I 0I
l1
C0Ⅰ
Ud0
I0 f I 0 I
' I 0II
Ud0
ID
l2 C0Ⅱ
ID
I
' 0II
I 0 II
I 0I
I0 f
A相接地时的零序等效网络及向量图
3.零序功率方向保护 利用故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点。 适用于零序电流保护不满足灵敏系数的要求时和接线复杂的电网。
接地相电压为零。 中性点电压升高为相电压。 非故障相电压升高 3倍； 零序电压升高为相电压。 线电压依然对称。
I K I B IC I K 3U C0
接地点电流为正常时三相电容电流之代数和 接地点电流是线路的零序电流。
多线路电容电流分布:
EC E
IC I IBI
欠补偿
I L I C
L
1 3C
过补偿
I L I C
L
1 3C
广为应用
补偿度： P = ( IL－ICΣ) / ICΣ＝ ( 5～10 )％
三、中性点不接地电网中单相接地的保护
1. 绝缘监视装置
测量发电厂、变电所母线 3U0， + U0>
延时信号
如果 3U0>Uset， 则 认为电网发生单相接地故障，即绝缘损坏。
消弧线圈的作用：减小流经故障点的电流。
I D I L I C ； IL ， I C j 3CU jL 1 j (3wC )U wL
IC I IBI
EC E
U
I D I L I C
线 路 I
结论：
1. 发生单相接地故障，全系统出现零序分量；
2. 在非故障的线路上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流， 容性无功功率的方向为母线流向线路；
3. 在故障线路上，零序电流为全系统非故障线路对地电容电流之总和， 数值一般较大，容性无功功率的方向为线路流向母线。
二、中性点经消弧线圈接地电网单相接地故障的特点
线 路 I
C01
B
EA
C0f
I B f IC f
I C II I B II
线 路 II
CBA
IK
C0Ⅱ
假设：忽略负荷电流和电容电流在线路上的电压降。 全系统UA=0, A相对地电容电流为零，UBK=UCK=
3U
非故障线路I : 3I 0 I 3U C 0 I ，母线→线路
故障线路 II: I A II I D ( I B I I C I ) ( I B II I C II ) ( I B f I C f ) 3U C0 3I 0 II I A II I B II I C II ( I B I I C I I B f I C f )
EC
N
EB EA
C B A
一、中性点不接地系统单相接地故障的特点（单条线路）
EC
IC
N
EB EA
IB
C B A
UC D EC
EA
U0
N I
U B D EB IB IB
D

U Ak 0
ID
K
I B IC
IC
Baidu Nhomakorabea
U Bk E B E A U Ck EC E A
3 E A e j150 3E A e j150
1 U k 0 (U AK U BK U CK ) E A U 3

IA 0 I B U BK jwC0 I C U CK jwC0
第 2.4 节
中性点非直接接地系统中单相接 地故障的保护
主讲人：xuzhenyu 电力工程系四方研究所
Office: 教五B309
North China Electric Power University
中性点非直接接地电网单相接地故障的保护
中性点非直接接地电网又称为小接地电流系统。包括：
（1）中性点不接地电网
C0Ⅰ
B
EA
C0f
IL
I B f IC f
I C II I B II
线 路 II
CBA
IL
ID
C0Ⅱ
完全补偿
I L I C
L
1 3C
产生谐振过电压，造成 中性点电压升高 运行方式变化（某元件 检修或切除时），仍可 能引起谐振过电压。
L 1 3C
（2）中性点经消弧线圈接地电网（即经过电感接地） （3）中性点经电阻接地电网
EC
N
EB EA
C B A
小接地电流系统对保护的要求
（1） 三相线电压仍对称，对负荷的供电没有影响，允许再
继续运行1～2小时；
（2） 非故障相对地电压要升高 3 倍，为了防止故障进一步
扩大成两点或多点接地短路，应及时发出信号。
2. 零序电流保护
利用故障线路较非故障线路的零序电流大的特点。 起动电流应躲过其它线路故障时本线路的电容电流 I set＝Krel· φωC0 3U K sen＝ 3Uφ ω( CΣ. min-C0 ) / K rel 3U φ ωC0＝ （CΣ. min-C0）/ K rel C0 适用范围：一般用于安装零序电流互感器的线路