中性点直接接地电网接地故障的特点
3.4中性点直接接地电网中接地短路保护
取两者中较大者为整定值
注:如果保护装置动作时间大于断路器三相触头
不同期合闸的时间,则无需考虑第二个条件。
❖ 零序电流限时速断(零序II段)保护
➢起动电流:与下一段线路的零序I段保护相配合 ✓当该保护与下一段线路之间无中性点接地的 变压器时
Ksen
=
3I0.min Iset
1.5
下一线路末端发生接 地故障时流过保护的 最小零序电流
❖ 方向性零序电流保护 ➢问题的提出
k1点短路 选择性 k2点短路
t03 t02 t03 t02
当零序功率方 向由线路到母 线时动作
矛盾,需要加 功率方向元件
❖ 对零序电流保护的评价
➢优点 ✓零序电流保护(一般为2-3A)比相间短路 的电流保护(一般为5-7A)有较高的灵敏度
2. 零序电流 分布与变压器中性点接地的多少及位置有关。 大小与线路的零序阻抗及中性点接地变压器的
零序阻抗有关。
3. 零序功率
短路点 S0 最大,越靠近变压器中性点接地处 S0
越小。对于发生故障的线路,两端
S
的方向与
0
S
1
方向相反,从线路 母线。
4. 保护安装外零序电压与电流的相伴关系:
•
•
UA0 I0 ZT1.0
✓零序电流保护受系统运行方式变化的影响 要相对较小
✓当系统中发生某些不正常运行状态时,例 如系统振荡,短时过负荷等,不会误动
✓动作时限比相间短路的保护相对要小
✓零序方向元件无死区 ➢缺点
✓不能反映相间短路
例:如图所示网络中,已知:
(1)电源等值电抗X1s= X2s=5Ω, X0=8 Ω; (2)线路AB、BC的电抗x1=0.4 Ω/km, x0=1.4 Ω/km; (3)变压器T1额定参31.5MVA,110/6.6kV,Uk=10.5%,
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
•3I0(1) =
•3E •2 +
•两相接地短路的零序电流为:
•3I0(1,1)=•
•3E +2
•单相接地
•= •+ •+
•故障点的等效零序电势
•故障点的等效正序、负序、零序阻 抗
•
2) 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大 零序电流 ,引入可靠系数
•3I0.unb的计算,一相先合与两相断线情况类同, 两相先合与一相断线情况类同。 •具体可参见电力系统分析之短路计算
•
c. 当系统中发生某些不正常运行状态时(如系统振荡,短时 过负荷等)零序保护不受影响。
d. 在110kV及以上的高压或超高压系统中,单相接地故障占 全部故障的70%-90%,而且其它故障也往往是由单相接 地引起的,故采用零序保护具有显著的优越性。
•缺点:
a. 对于短线路或运行方式变化很大的情况,保护往往不能满 足系统运行所提出的要求。
•
•~
•T1 •A •1
•2•B •T2 •C
•A
•XT10
•系统接线
•X’k0
•X’’k0
•B
•若母线A还
•XT2. 接有中性点
0
接地的变压
器,则零序
阻抗变小,
流过A侧零
序电流增大
。
•T2中性点接地:
•零序等效网络
•= •=
•X’’k0+XT2.0
•X’k0+XT1.0+X’’k0+XT2.
0
•X’k0+XT10
•(c)零序电流变化曲线 中断开,此时
•
• 3)零序Ⅱ段灵敏系数:
•零序Ⅱ段的灵敏系数,应按照本线路 末端接地短路时的最小零序电流来校 验,并应满足Ksen≥1.5的要求。
关于中性点接地方式的特点分析
在我 国的供 电系统 中, 中性点接地一般分为两种 , 大 电流 接地系统和小电流接地系统。其 中大电流接地系统一般包括 中 性 点直接接地 : 小电流接地系统分 为 : 中性点不接地 、 中性点经 消弧线 圈接地 、 中性点经电阻接地
1 . 1 大 电流 接 地
一
借助消弧线圈将 中性点接地是我们用之最便捷 的方法之 利 用 消 弧 线 圈补 偿 通 路 中 电流 , 电流 值 被 调 节 到 电 弧 可 以 自动熄灭的区域 。 在大地与中性点 中间附加 电感消弧线 圈来避
2 0 1 3 . NO. 1 1
J o u r n a l o f He n a n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
工业 工 程 与技 术
关于中性点接地方式的特点分析
余祖红 李 淳
( 湖北兴发化工集团股份有限公司, 湖北 宜昌
,
我国 1 1 0 k v 及 以上电网一般采用大电流接地方式 即中性 点直接接地方式 , 中性点 电位固定为地 电位 , 发生单 相接地故 障时 , 通过大地形成 回路 , 就形成单相短路 。 在 中性点直接接地 系统 中, 单相接地故 障时非 故障相得相 电压不 变 , 而故障相相 电压在故 障点骤降为 0 , 因大地容量可视为无穷大系统 , 故单相 短路时 , 中性点电势仍为 0 , 故障点以后 电压则 由线路 阻抗乘 以 短路电流急剧升高。对于电源侧来说 , 单相接地故 障后 , 中性点 电势仍为 0 , 并未 漂移 , 因此非故 障相对地 电压并 未改变 . 而故 障 电流很大 , 继 电保护能迅速动作于跳闸 , 切 除故障 , 系统设备 承受过电压时间较短 。 系统的过 电压水平和输变 电设备所需的 绝缘水平较低 , 线路造价投资低 。但是大电流接地 系统在发生 单相接地时所产生的大电流对通讯 系统 的干扰影响很大 , 且引 发生单相接地故障时单相接地 电流很大 , 必然引起断路器 的跳 闸, 降低 了供 电连续性 , 因此供 电可靠性较差 。
配电网中性点接地方式的分类及特点
配电网中性点接地方式的分类及特点配电网中性点接地方式的分类及特点一、我国城乡配电网中性点接地方式的发展概况(1)建国初期,我国各大城市电网开始改造简化电压等级,将遗留下来的3kV、6kV配电网相继升压至10kV,解放前我国城市配电网中性点不接地、直接接地和低电阻接地方式都存在过,上海10kV电缆配电网中性点不接地、经电缆接地、经电抗接地3种方式并存运行至今,北京地区10kV系统中性点低电阻与消弧线圈并联接地,上海35kV系统中性点经消弧线圈和低电阻接地2种方式并存至今。
但是,从50年代至80年代中期,我国10,66kV系统中性点,逐步改造为采用不接地或经消弧线圈接地两种方式,这种情况在原水利电力部颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7-79》中规定得很明确。
(2)80年代中期我国城市10kV配电网中,电缆线路增多,电容电流相继增大,而且运行方式经常变化,消弧线圈调整存在困难,当电缆发生单相接地故障时间一长,往往发展相短路。
从1987年开始,广州区庄变电站为了满足较低绝缘水平10kV电缆线路的成为两要求,采用低电阻接地方式,接着在近20个变电站推广采用了低电阻接地方式,随后深圳、珠海和北京的一些小区,以及苏州工业园20kV配电网采用了低电阻接地,90年代上海35kV配电网也全面采用电阻接地方式。
(3)90年代对过电压保护设计规范(SDJ7-79)进行了修订,并已颁布执行,在新规程中,有关配电网中性点接地方式的修改主要有以下几点:1 ?原规程中规定3,10kV配电网中单相接地电容电流大于30A时才要求安装消弧线圈,新的规程将电容电流降低为大于10A时,要求装消弧线圈。
2 ?根据国内已有的中性点经低电阻接地的运行经验,对6,35kV主要由电缆线路构成的系统,其单相接地故障电流较大时,中性点经低电阻接地方式作为一种可选用的方案列入了新规程。
3 ?对于6kV和10kV配电系统以及厂用电系统,单相接地电流较小时,将中性点经高电阻接地也作为一种可选择的方案,列入了新规程。
中性点接地方式
1 中性点直接接地中性点直接接地方式,即是将中性点直接接入大地。
该系统运行中若发生一相接地时,就形成单相短路,其接地电流很大,使断路器跳闸切除故障。
这种大电流接地系统,不装设绝缘监察装置。
中性点直接接地系统产生的内过电压最低,而过电压是电网绝缘配合的基础,电网选用的绝缘水平高低,反映的是风险率不同,绝缘配合归根到底是个经济问题。
中性点直接接地系统产生的接地电流大,故对通讯系统的干扰影响也大。
当电力线路与通讯线路平行走向时,由于耦合产生感应电压,对通讯造成干扰。
中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时,其接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。
此时,若工作人员误登杆或误碰带电导体,容易发生触电伤害事故。
对此只有加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施,事故也是可以避免的。
其办法是:①尽量使电杆接地电阻降至最小;②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护套;③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。
2 中性点不接地中性点不接地方式,即是中性点对地绝缘,结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资省。
适用于农村10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络。
该接地方式在运行中,若发生单相接地故障,其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流,其值很小称为小电流接地系统,需装设绝缘监察装置,以便及时发现单相接地故障,迅速处理,以免故障发展为两相短路,而造成停电事故。
中性点不接地系统发生单相接地故障时,其接地电流很小,若是瞬时故障,一般能自动熄弧,非故障相电压升高不大,不会破坏系统的对称性,故可带故障连续供电2h,从而获得排除故障时间,相对地提高了供电的可靠性。
中性点不接地方式因其中性点是绝缘的,电网对地电容中储存的能量没有释放通路。
在发生弧光接地时,电弧的反复熄灭与重燃,也是向电容反复充电过程。
由于对地电容中的能量不能释放,造成电压升高,从而产生弧光接地过电压或谐振过电压,其值可达很高的倍数,对设备绝缘造成威胁。
中性点直接接地和不直接接地系统中发生单相接地故障时各有什么特点
地 。直 接 接地 系统 供 电可 靠 性 相对
(贵 州 省 独 山 县 欧 阳 丹 )
遇 有 下 列 情 况 ,现 场 运 行 人 员 较 低 。 这 种 系 统 中 发 生 单 相 接 地 故 欧 阳 丹 同 志 :
必 须 请 示 值 班 调 度 员 并 得 到 许 可 后 t ̄ n,-J,出 现 了 除 中 性 点 外 的 另 一 个
电 力 系 统 中 性 点 运 行 方 式 主 要 有 几 种 ? 什 么 叫 大 电 流 、小 电 流 接
送 电 ? (辽 宁 省 铁 岭 市 肖 会 云 ) 分 两 类 ,即 直 接 接 地 和 不 直 接 接 地 系 统 ? 其 划 分 标 准 如 何 ?
肖 会 云 同 志 :
闸 ,没 有 查 出 明 显 故 障 点 时 ;
中 性 点 不 直 接 接 地 方 式 (包 括 中 性 速 切 除接 地相 甚 至 三 相 。 不直 接接
(2)环 网线 路 故 障 跳 闸 ;
地 系 统 供 电 可 靠 性 相 对 较 高 ,但 对 点 经 消 弧 线 圈 接 地 方 式 )。
(6)拉 合 励 磁 电 流 不 超 过 2 A的 机 等 ),引 发 系 统 事 故 ,威 胁 电 力 系
并 列 有 关 的 二 次 回 路 检 修 时 改 动 空 载 变 压 器 、电 抗 器 和 电 容 电 流 不 统 的 安 全 运 行 。
过 ,也 须 核 对 相 位 、相 序 。 若 相 位 或 超 过 5 A的 空 载 线 路 (但 20 kV及 以
接 地 故 障 时 ,接 地 短 路 电 流 很 大 ,这
E重蛋盈 墼堑
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N O NG C U N DIA N G O N G
电力系统中性点运行方式特点
电力系统中性点运行方式特点发表时间:2017-07-13T15:02:55.190Z 来源:《基层建设》2017年第7期作者:张源[导读] 摘要:所谓电力系统中性点接地方式就是电力系统当中,变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。
厦门ABB开关有限公司福建 361009摘要:所谓电力系统中性点接地方式就是电力系统当中,变压器或者发电机中性点和地之间所采用的连接方式。
通过大量的实践发现,选用恰当的中性点接地方式非常重要,不但对电力系统的电流起到一定的抑制作用,还可以对过电压的水平进行有效的控制。
本文对各种中性点运行方式的特点进行了分析和比较,并根据其不同特点,列举了我国电力系统种主要运用的中性点接线方式。
关键词:中性点接地;消弧线圈;电力系统电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地;另一类是中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
1中性点不接地电力系统中性点接地方式就是中性点和地之间没有任何实质性的连接,然而电力系统的三相却和地之间有电容的存在,也就是说,电力系统中性点不接地是通过等值电容来实现接地的目的的,并且电力系统中性点不接地的零序电抗是一个可以变化的有限数值。
所以能够得到以下结论:电力系统中性点不接地和中性点绝缘是完全不同的。
1.1安全性电力系统中性点不接地安全性更高。
如果三相供电系统进行单相接地,那么中性点不接地的短路电流要比直接接地的电力小很多,也就是说,中性点不接地连接方式和直接接地方式相比较,中性点不接地更加的安全。
因此,在很多低压供电系统或者爆炸危险场所都选用中性点不接地的连接方式。
1.2可靠性电力系统中性点不接地连接方式除了具有安全性的优点之外,还具有可靠性的特点。
通过研究发现,中性点不接地配电网存在单相接地故障的时候,线电压通常是处于对称不变的状态,同时故障位置的短路电流非常小,所以对用户的用电安全没有起到破坏作用。
接地故障的特征与保护方式
△
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
I
I op1
K
I rel
3I
t
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。
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。
I
I op1
K
I rel
3I
0.
max
△
3I 0
II op1
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)
保护动作电流:I op0 K rel 3U pC0L1
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:
3U p(C0 C0L1 )
灵敏系数:
保护动作电流确定分析
K △
△
3I 0
II op1
II op 2
I II op1
II 0.cal
L
动作时间: tⅡop1 toIp2 t
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;
中性点直接接地电网接地故障的特点
短路电流损坏设备
短路电流会通过接地点流入大地,造成设备损坏或火灾事故。
短路电流影响正常供电
短路电流会导致电压下降,影响正常供电的稳定性和可靠性。
短路电流威胁人身安全
短路电流会产生电弧,威胁现场工作人员的人身安全。
接地故障的检测与排除
使用保护装置
在电力系统中安装保护装置,如 继电器、断路器等,可以在发生 接地故障时迅速切断故障线路。
01 中性点直接接地电网的概 述
接地故障的类型
单相接地故障
多相接地故障
指三相交流电力系统中一相导线与零 线发生短路,造成该相电流过大。
指三相交流电力系统中三相导线同时 与零线发生短路,造成三相电流过大。
两相接地故障
指三相交流电力系统中两相导线同时 与零线发生短路,造成两相电流过大。
接地故障的危害
定期巡检
定期对电力设备进行巡检,及时发 现并排除潜在的接地故障隐患。
培训与演练
对工作人员进行培训和演练,提高 他们对电力设备和系统的认知和操 作技能,以便在发生接地故障时能 够迅速应对。
02 中性点直接接地电网接地 故障的类型
单相接地故障
定义
01
单相接地故障是指电网中某相导线发生接地,导致该相电压降
定位故障点
通过故障指示器、行波测 距等手段快速定位故障点。
隔离故障区域
将故障线路从电网中隔离, 避免故障扩大。
恢复供电
通过合环操作或切换线路 等方式,尽快恢复对非故 障区域的供电。
两相接地故障的处理方法
定位故障点
利用保护装置和自动化装置快速定位故障点。
隔离故障区域
将故障线路从电网中隔离,防止事故扩大。
对设备的运行状态进 行监测,及时发现异 常情况,采取相应措 施。
接地故障的特征与保护方式要点
3U j(C C C ) 3 jC U I k0 k0 0 L1 0L2 0 L3 0 k 0
故障线路的零序电流为
I 0 L3 j(C0 L1 C0 L 2 )U k 0 j(C0 C0 L3 )U k 0
E C
E B
E A
I 0 L1
I 0 L1
I 0L2
I 0 L3
K
I 0L2
I 0 L3
0 U kA
E E U kB B A E E U kC C A
1 (U U U ) E U k0 kA kB kC A 3
4
接地故障的特征与保护方式
电力系统接地方式:
中性点直接接地、中性点不直接接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统(110KV及以上 电网),中性点不直接接地称为小电流接地系统( 35KV 及以下电网)。 接地故障的方式包括:单相接地、两相接地、三相接 地,后两种故障现象出现的几率小且具有相间短路的特征, 这里重点分析出现几率最高的单相接地故障所表现出的特征 及保护方式。
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)
保护动作电流:I op 0 K rel 3U pC0 L1
可靠系数 速动保护:4~5;
线路自身对 地电容电流
延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为:
3U p(C0 C0 L1 )
sen 70
灵敏角
sen (95 ~ 110 )
零序功率方向继电器接线
三段式零序电流方向保护原理接线
信号 信号
330-500kv中性点直接接地电网线路保护
330-500kv中性点直接接地电网线路保护一、330-500kv电网的特点选择330-500kv中性点直接接地电网中线路保护方式时,应慎重考虑超高压电力系统的特点:(1)输送功率大,稳定问题严重,要求保护可靠性高,动作要快;(2)线路负荷电流大,故障电流相对较小,有时甚至还可能出现故障,电流比负荷电流小的情况。
这将使保护装置的某些启动元件或测量元件不能满足灵敏性的要求;(3)由于线路长,电压高,导线中的分布电容将明显增大,将对保护产生下列影响:1)线路空载合闸时,由于断路器三相触头不同时合闸出现的零、负序电流,可能使保护误动作;2)外部短路时,被保护线路两端电流不相等,在双回线路或环形网络中非故障线路上可能出现两端电位相同的情况(相当于内部短路)保护可能误动作;3)系统故障的暂态过程中,分布电容会通过线路电感放电,产生同频分量电流;4)在正常运行情况下,线路两端的电流不是相差180°; (4)在线路上常常装有串联补偿电容,它对保护会产生下述影响:1)阻抗继电器的测量阻抗不能与线路长度成正比例;2)故障时,串联补偿电容的保护间隙可能不同时击穿产生附加零、负序分量;3)在系统故障的暂态道程中,会出现低频分量;(5)由于超高压线路的l/r大,因而非周期分量的衰减时间常数大,有时可达200-300ms以上,当线路上装有并联电抗器时,会产牛附加的直流分量;(6)非全相运行带来的影响;(7)高频信号在长线路I的传输衰耗大,通道干扰电平较高;(8)超高压系统多采用电容式电压互感器,其二次电压个能快速准确地反映一次电压的变化。
二、330-500kv线路继电保护的配置方式主保护是满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护;后备保护是主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护。
后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。
远后备保护是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
(4)采用单相自动重合闸时,还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ,I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段,分别为: 灵敏Ⅰ段:按(1)(3)条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段:按(4)整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业: 2-41 复习题:60(做)、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
变压器中性点。
(3)零序功率
方向:线路→母线。
(4)零序阻抗角
取决于ZB0 :
U A0 (I0 )Z B1.0
(5)运行方式变化
线路、中性点不变,零序网不变;
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序(Ud1、
Ud2、Ud0
)
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流: 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点:无不平衡电流,接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流,反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向:线路-母线; 反方向:母线-线路。 16
功率方向继电器GJ0 :
输入: U J -3U0 IJ 3 I0
向量图:
正方向短路: 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
中性点直接接地的系统
中性点直接接地的系统,发生单相接地故障时,接地短路电流很大,这种系统称为大电流接地系统。
一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。
中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,发生单相接地故障时,由于不构成短路回路,接地短路电流比负荷电流小很多,这种系统称为小电流接地系统。
一般66kv及以下系统常采用这种系统 1 中性点不接地电网的接地保护电力电网小接地系统大部分为中性点不接地系统,而单相接地保护的变化已从传统接地保护发展到无人值守变电所配合综合自动化装置的接地保护、接地选线装置等,其保护目前主要有以下几种:(1) 系统接地绝缘监视装置:绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。
将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形,利用电压表监视各相对地电压,另一绕组接成开口三角形,接入过电压继电器,反应接地故障时出现的零序电压。
当发生单相接地故障时,开口三角形出现零序电压,过电压继电器动作,发出接地信号。
该保护只能实现监测出接地故障,并能通过三只电压表判别出接地的相别,但不能判别出是哪条线路的接地。
要想判断故障线路,必须经拉线路试验,必将增加了对用户的停电次数。
且若发生两条线路以上接地故障时,将更难判别。
装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。
(2) 零序电流保护:零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护,如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。
该保护一般安装在零序电流互感器的线路上,且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。
但由于零序电流互感器的误差,线路接线复杂,单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响,发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大,易发生误判断、误动。
(3) 零序功率保护:零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。
南方电网面试题及参考答案.doc
南方电网面试题及参考答案南方电网面试题及参考答案(一)1、电力系统中性点直接接地和不直接接地系统中,当发生单相接地故障时各有什么特点? [ 5分]答:电力系统中性点运行方式主要分两类,即直接接地和不直接接地。
直接接地系统供电可靠性相对较低。
这种系统中发生单相接地故障时,出现了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相。
不直接接地系统供电可靠性相对较高,但对绝缘水平的要求也高。
因这种系统中发生单相接地故障时,不直接构成短路回路,接地相电流不大,不必立即切除接地相,但这时非接地相的对地电压却升高为相电压的1.7倍。
2、什么情况下单相接地故障电流大于三相短路故障电流? [ 5分] 答:当故障点零序综合阻抗小于正序综合阻抗时,单相接地故障电流将大于三相短路故障电流。
例如:在大量采用自耦变压器的系统中,由于接地中性点多,系统故障点零序综合阻抗往往小于正序综合阻抗,这时单相接地故障电流大于三相短路故障电流。
3、电力系统的调频方式有几种?特点如何?答:电力系统的调频方式分为一次调频和二次调频。
(1) 一次调频是指由发电机组调速系统的频率特性所固有的能力,随频率变化而自动进行频率调整。
其特点是频率调整速度快,便调整量随发电机组不同而不同,且调整量有限,值班调度员难以控制。
(2) 二次调频是指当电力系统负荷电出力发生较大变化时,一次调频不能恢复频率至规定范围时采用的调频方式。
二次调频分为手动调频及自动调频。
1) 手动调频。
在调频厂,由运行人员根据系统频率的变动来调节发电机的出力,使频率保持在规定范围内。
手动调频的特点是反映速度慢,在调整幅度较大时,往往不能满足频率质量的要求,同时值班人员操作频繁,劳动强度大。
要求,同时值班人员操作频繁,劳动强度大。
2) 自动调频。
这是现代电力系统采用的调频方式,自动调频是通过装在发电厂和调度中心的自动装置随系统频率的变化自动增减发电机的发电出力,保持系统频率在较小的范围内波动。
中性点直接接地电网接地故障特点
零序电压互感器 原理接线:
工作原理:发电机定子绕组单相接地时, UN=Uo Umn=UN/nTV 应用:发电机
结 束
求职应注意的礼仪
求职时最礼貌的修饰是淡妆 面试时最关键的神情是郑重
无论站还是坐,不能摇动和抖动 对话时目光不能游弋不定 要控制小动作 不要为掩饰紧张情绪而散淡
中性点直接接地电网接地故障的特点
复习电工知识 接地故障的特点 取得零序分量的方法
•复习电工知识
一组不对称的电气量可能分解出三组对称序分 量
• 接地特点
分析 电流特点 电压特点 保护安装处零序电流与零序电压 的相位关系
•分析:以单相接地为例
接地特征:出现零序电流和零序电压
零序电压的特点: 分布:取决于中性点接地变压器的数目和位置。 大小:接地点零序电压最高,变压器接地中性点 零序电压最低为零,其它各处离接地点愈远 零序电压愈低。
•取得零序电流的方法
零序电流滤过器
原理接线图
等效电路图
工作原理 1、正常运行及相间短路 原因:三相TA励磁性不同 特点: 正常运行时值小 不超过(2~3)%
2、接地故障
TA的额定电流 相间短路时其值 增大
应用: 中性点直接接地系统
零序电流互感器
一次电流为 IA+IB+IC
工作原理 1、正常运行及相间短路 理想情况下 IA+IB+IC=0 Ik=0 实际情况 IA+IB+IC≠0 Ik=Iunb 不平衡电流 原因:三相导线排列不对称 特点:数值小 2、接地故障 IA+IB+IC=3Io Ik=3Io/nTAo 应用:中性点不接地电网 (①电缆线路或经电缆引出的架空线路 ②该电网接地时零序电流数值小)
电力系统中性点运行方式特点
电力系统中性点运行方式特点作者/张伟斌,河钢集团宣钢检修公司文章摘要:中性点接地方式是一个综合性很强的技术问题,随着配电容量的不断增大,选择一种合适的中性点接地方式尤为重要,对电力 系统的安全运行起着重要的作用。
选择因此本文以此为背景对各种中性点运行方式的特点进行了分析和比较,并根据其不同特点,列举了 我国电力系统种主要运用的中性点接线方式。
关键词:中性点接地;消弧线圈;电力系统电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接 接地或经过低阻抗接地;另一类是中性点不接地,经过消弧 线圈或高阻抗接地。
其中采用最广泛的是中性点接地、中性 点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
本文结 合自身经验介绍各种接地方式的特点,供大家选择时参考。
1•中性点不接地系统当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电 压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但 是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障相电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而 引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。
所以,在中 性点不接地电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人 员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。
在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在 接地处引起的电弧就很难自行熄灭。
在接地处还可能出现所 谓间隙电弧,即周期地熄灭与重燃的电弧。
由于电网是一 个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将弓丨起相对地的过 电压,其数值可达(2.5〜3) Ux。
这种a电压会传输到与接 地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击 穿,而形成两相接地短路。
在电压为3-10kV的电力网中,一相接地时的电容电流不 允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭。
在20〜60kV电 压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对 于设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭。
因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A〇2•中性点经消弧线圈接地系统当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中 性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经 消弧线圈接地系统。
10kV系统中性点接地方式
10kV系统的接地方式10kV系统中性点接地可分为:中性点不接地系统(中性点非有效接地系统)(包括中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统、高电阻接地系统);中性点接地系统(中性点有效接地系统)(中性点直接接地系统或经低电阻接地系统) 。
1.10kV系统中性点不接地系统(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时,三相基本平衡电压作用下,各相对地电容电流I CL1、I CL2、I CL3相等,分别超前相电压90°,I CL1=I CL2=I CL3=UΦωC,其I CL1+I CL2+I CL3=0,系统中性点与地有相同电位。
如L1相发生接地故障,忽略接地过渡电阻,视为金属性接地,10kV系统各支路的电容电流的流向如下图所示:图14.2-1 10kV系统接地故障示意从10kV系统接地故障示意图可以得出结论:a)全系统所有非故障的各支路,故障相的电容电流均为零,非故障相均有电容电流;b)在故障支路,故障相流过所有各支路的电容电流的总和;c)故障支路的电容电流其方向由负载流向电源,非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载;d)故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和;e)接地故障电流大小与接地故障点的位置无关,只与接地故障点的过渡电阻有关。
10kV系统接地故障,电压与电流矢量关系如下图所示:图14.2-2 10kV系统接地故障矢量图L1相发生接地故障,相当于在L1相上加上U0=-U L1,L2相L3相也加上U0=-U L1,非故障相对地电压升高3倍,其夹角由120°变成60°,合成的电容电流增大3倍,接地故障电流为单相电容电流的3倍,I d=3UΦωC。
(2) 优缺点a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压,易使设备和线路绝缘被击穿。
b)油浸纸绝缘电力电缆达20A,聚乙烯绝缘电力电缆达15A,交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A,接地故障电流引燃电弧则不能自熄,引起间歇性电弧,产生过电压易产生相间短路或火灾;c)非故障相对地电压升高3倍。
中性点直接接地系
U&d 0
纯感性负荷电流
U&d 0
考虑线路中的零序电阻
滞后电压90O
时,零序电压 U&d与0 零序 电流之间相位角为:
I&0
I&0
按规定正
I&0
I&0
I&0
零序电流 实际流向
忽略电阻时向量图
d 0 90 I&0
d 0
I&0
I&0
计及电阻时向量图
方向来看
零序电流 在电感中,电流滞后电压90o
从线路流
U&d 0
零序电压分布
U&A0
U&B 0
变电所A母线
故障点
变压器中性点接地处的零序电压为0。
变电所B母线
纯感性负荷电流 滞后电压90O
U&d 0
I&0 I&0
I&0
忽略电阻时向量图
➢零序电流
U&k 0
考虑线路中的零序电阻 时,零序电压 U&d与0 零序 电流之间相位角为:
I&0 d0 90
d 0
2.若零序Ⅰ段的动作时间大于断路器三相不同时合闸的时 间,则不需考虑 I0.u的nc 影响,按原则1整定。 3.若按原则2整定使启动电流过大,保护范围过小,可在
合闸时使零序Ⅰ段带一个小延时,按原则1来整定,以躲 过三相不同时合闸的时间。
C、当线路上采用单相自动重合闸时,按躲开在非全相运 行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流。
I&A 0 I&B I&dB
U&dA U&A I&C I&dC
电网中性点接地方式
电网中性点接地方式是一个综合性的、系统性的问题,既涉及到电网的安全可靠性、也涉及电网的经济性。
中性点接地方式直接影响到系统设备绝缘水平、系统过电压水平、过电压保护元件的选择、继电保护方式、系统的运行可靠性、通讯干扰等。
我国的110kV及以上电压等级的电网一般都采用中性点直接接地方式,在中性点直接接地系统中,由于中性点电位固定为地电位,发生单相接地故障时,非故障相的工频电压升高不会超过1.4运行相电压;暂态过电压水平也相对较低;继电保护装置能迅速断开故障线路,设备承受过电压的时间很短,这样就可以使电网中设备的绝缘水平降低,从而使电网的造价降低。
在三相交流电力系统中,作为供电电源的发电机和变压器的中性点,有三种运行方式:一种是电源中性点不接地;一种是电源中性点经消弧线圈接地;一种是电源中性点直接接地。
前两种合称为中性点非有效接地,或小电流接地系统,后一种中性点直接接地称为中性点有效接地,或大电流接地。
1 电源中性点不接地电力系统(3-63 kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式)。
电源中性点不接地系统发生单相接地时,如C相单相接地,那么完好的A、B 两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压,即升高为原对地电压的√3倍,C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。
当发生单相接地时,三相用电设备的正常工作未受到影响,因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化,因此三相用电设备仍然照常运行。
但电力部门只允许运行2小时,因为一旦另一相又发生接地故障时,就形成两相接地短路,产生很大的短路电流,可能损坏线路设备。
2 电源中性点经消弧线圈接地的电力系统。
在中性点不接地的电力系统中,有一种情况比较危险,即在单相接地时,如果接地电流较大,将出现断续电弧,这可使线路发生电压谐振现象,在线路上形成一个R-L-C的串联谐振电路,从而使线路上出现危险的过电压(可达相电压的2.5-3倍),导致线路上绝缘薄弱地点的绝缘击穿。
中性点直接接地电网接地故障分析
4、零序功率 实际上由线路指向母线,与短路功率方 向相反
1.2 单相接地短路时的零序分量分布
补充:
零序电流的分布:在接地点和变压器接地中性 来自之间流通。变压器三角侧无零序电流。
取决于变压器中性点接地的数目和分布情况, 而与电源数目无关。
1.3 获得零序分量的方法
1、获得零序电流的方法
(1)零序电流过滤器 a、正常及相间短路时
IK=Iunb≠0 (不平衡电流) b、接地短路
IK=3I0/nTA
1.3 获得零序分量的方法
(2)零序电流互感器
用于电缆线路, 优点:不平衡电流小,
接线简单。
(3)变压器中性线
互感器
1.3 获得零序分量的方法
1.1 接地故障的基本特征
(2)两相接地,如B、C相接地 Ù kB=0,Ù kC= 0, Ù kA= È A ì A=0 3Ù 0= Ù KA+ Ù KB+ Ù KC≠0, 3ì0= ì A+ ì B+ ì C ≠ 0 出现零序电压和零序电流 可见,只有接地故障时,系统出现零序电流电 压(零序分量),而相间短路时无零序分量。
1.2 单相接地短路时的零序分量分布
1、系统任意一点接地短路时,出现零 序电压和零序电流;非全相运行或 QF三相触头不同时合闸时,出现零 序分量。
2、故障点的零序电压最高,中性点零 序电压为零,离故障点越近,零序 电压越高。
1.2 单相接地短路时的零序分量分布
1.2 单相接地短路时的零序分量分布
2、获得零序电压方法 (1)零序电压过滤器
1.3 获得零序分量的方法
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•取得零序电流的方法
零序电流滤过器
原理接线图
等效电路图
工作原理 1、正常运行及相间短路 原因:三相TA励磁性不同 特点: 正常运行时值小 不超过(2~3)%
2、接地故障
TA的额定电流 相间短路时其值 增大
应用: 中性点直接接地系统
零序电流互感器
一次电流为 IA+IB+IC
工作原理 1、正常运行及相间短路 理想情况下 IA+IB+IC=0 Ik=0 实际情况 IA+IB+IC≠0 Ik=Iunb 不平衡电流 原因:三相导线排列不对称 特点:数值小 2、接地故障 IA+IB+IC=3Io Ik=3Io/nTAo 应用:中性点不接地电网 (①电缆线路或经电缆引出的架空线路 ②该电网接地时零序电流数值小)
零序电流的特点: 分布:取决于中性点接地变压器的数目和位置 系统处于各种运行方式时,可保持零序电流的 分布基本不变 大小:取决于中性点接地变压器和输电线路的零序阻抗
•保护安装处零序电流与零序电压的相位关系
保护安装处正方向接地
保护安装处反方向接地
•取得零序分量的方法
取得零序电流的方法 零序电流滤过器 零序电流互感器 取得零序电压的方法 零序电压滤过器 零序电压互感器
零序电压互感器 原理接线:
工作原理:发电机定子绕组单相接地时, UN=Uo Umn=UN/nTV 应用:发电机
结 束
中性点直接接地电网接地故障的特点
复习电工知识 接地故障的特点 取得零序分量的方法
•复习电工知识
一点
分析 电流特点 电压特点 保护安装处零序电流与零序电压 的相位关系
•分析:以单相接地为例
接地特征:出现零序电流和零序电压
零序电压的特点: 分布:取决于中性点接地变压器的数目和位置。 大小:接地点零序电压最高,变压器接地中性点 零序电压最低为零,其它各处离接地点愈远 零序电压愈低。
•取得零序电压的方法
零序电压滤过器 由一个三相五柱式电压互感器或三个单相 电压互感器二次侧接成开口三角形构成。原 理接线如下:
工作原理 以三相五柱式电压互感器为例: 输出电压Umn=Ua+Ub+Uc =(UA+UB+UC)/nTV-Uunb 1、正常运行及相间短路 UA+UB+UC=0 理想情况 Umn=0 实际情况 Umn=Uunb 2、接地故障 UA+UB+UC=3Uo Umn=3Uo/nTV 应用:任何电网