输电线路接地保护

•
•
UM0 IM0 ZM0
•
•
UN0 IN0 ZN0
当K点发生单相接地 短路时，故障点处的
零序电流为 •
•
I K0
U K0
Z0
1TM M
N 2TM
Z MK 0
Ik
K ZNK 0
ZM 0
IM 0 UM 0
IK 0
U K 0 INU0 N0 ZN 0 IM 0
IM 0
UM0
UK0 UN0
M 0
1800 M 0
•
3 E A e j150
•
3 E A e j150
•
1•
•
•
•
U K 0 (U A U B U C ) E A
3
IC
C
IB
IA K
B
A
C0
C0
C0
IB
IC
一.中性点不接地系统单相接地的特点
C0G
I
C0 I
II
C0II
一.中性点不接地系统单相接地的特点
1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。 非压故与障故相障电相压电升势高的至相原量来大的小相3倍等，方电向源相中反性；点对地电 2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容 电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路； 3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件 的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路 指向母线。
3. 零序过电流保护
3. 零序过电流保护
在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的 过电流保护相比，将具有较小的时限，这是零序过 电流保护的一大优点。
4. 零序方向电流保护
1）增设方向元件的必要性
2）正向故障时，保护 安装点零序电压与零序 电流的相位关系
M 1 K1 2 N 3 K2 4 P
•
•
二、接地故障时零序分量的分布特点
1TM M
N 2TM
Z MK 0
Ik
K ZNK 0
ZM 0
IM 0 UM 0
IK 0
U K 0 INU0 N0 ZN 0 IM 0
IM 0
UM0
UK0 UN0
M 0
1800 M 0
(3)零序或负序功率方向与正序功率方向
相反，即正序功率方向为由母线指向故障 点，而零序功率方向却由故障点指向母线。
用一只测量继电器就可反应三相中任意一相 的接地短路，使用继电器的数量少。所以， 零序电流保护接线简单、经济、调试维护方 便、动作可靠。
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
在小接地电流系统中发生单相接地故障时， 一般都允许再继续运行1-2小时。 要求保护能够选出接地线路并及时发出信号； 当对人身和设备安全有危险时，应动作与跳闸。
对变压器中性点接地的选择应满足两点要求： ①不使系统出现危险的过电压； ②不使零序序网有较大的变化，以保证零序 电流保护有稳定的灵敏度。
第一节中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护
二、接地故障时零序分量的分布特点
故障点处、母线M 和N处的零序电压 为
•
•
U K0 I M0(ZM0 ZMK0)
• 完全补偿
•
•
I L I K0
• 过补偿
•
•
IL IK0
• 欠补偿
•
•
IL IK0
C0G
I L
I
I L
Ik0
I0I
I0II I0G
L
Ik0
I
C0 I
II
C0II
• 补偿度
p
IL Iko Iko
10%
U k 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
经消弧线圈接地系统的接地保护
1．反应稳态5次谐波分量的接地 保护；
2．反应暂态零序电流的保护；
零序电压、零序电流的分布具有下特点：
(1)故障点处的零序电压最高，变压器中 性点接地处的零序电压为零。
UM 0
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第一节中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护
二、接地故障时零序分量的分布特点
1TM M
N 2TM
Z MK 0
Ik
K ZNK 0
ZM 0
IM 0 UM 0
IK 0
U K 0 INU0 N0 ZN 0 IM 0
地短路故障时，流过本保
护的最大零序电流。
II 0oper
Krel 3I0max
K
rel
可靠系数，
一般取1.25-1.3。
I0maNx 处发射接地故障
时，最大零序
电流。
3IM 0
1 II
0.oper
0
N
3I0.max
l
1.无时限零序电流速断保护
2、躲过断路器三相触头不
同时合闸时，流过保护的
最大零序电流。
在发电厂或变电所的母线上装设 一台三相五柱式电压互感器， 出的信号没有选择性，运行人 员只能根据信号和三个电压表 的指示情况判别故障相，而选 不出故障线路。
信号
U
3U 0 VVV
Na b c
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式
2．零序电流保护
零序电流保护是利用故障元件 的零序电流大于非故障元件的 零序电流的特点，区分出故障 和非故障元件，从而构成有选 择性的保护。根据需要保护可 动作于信号，也可动作于跳闸。
M I0 1
IM 0
I0
3IM 0
II 0.oper.1 0
IM0
IN0 Kb
N I0 2 K P
IN 0
3I N 0 I II
0.oper.1
II 0.oper.2 l
3. 零序过电流保护 零序过电流速保护工作原理和整定与相间短路的过电流保护类似
1)．躲过相邻线路出口处发生三相短路时，流过保护的最大不平
IM 0
UM0
UK0 UN0
M 0
1800 M 0
零(2)序零电序压电、流零是序由电故流障的点分处布零具序有电下压特产点生：，
(只1)在故故障障点点处与的中零性序点电接压地最的高变，压变器压之器间流中 性动点。接并地由处大的地零构序成电回压路为。零。
UM 0
第一节中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护
UM 0
三、零序电流保护的组成及多段式零序电流保护
QF
零序电流速 断(I段)
YC
+
I
1KA
1KS
2KS 3KS
It
It
KC 2KA
1KT 3KA
TA
时限零序电流 速断(II段)
零序过电流 (III段)
1.无时限零序电流速断保护
工作原理和整定与相间
短路的无时限电流速断
保护类似
M I0
1、躲过被保护线路末端接
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式
3．零序功率方向保护
在出线较少的情况下，非故障线路的零序电容电流与故障 线路的零序电容电流相差不大，采用零序电流保护灵敏度 很难满足要求，可利用故障线路和非故障线路零序功率方 向的不同，区分出故障线路，构成有选择性的零序方向保 护区分出故障
二、中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的特点
第五章 输电线路接地保护
本章主要内容 一、中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护 二、小接地电流系统单相接地故 障的保护
第一节中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护
一、中性点工作方式
当发生一点接 地故障时，即 构成单相接地 短路，这时所 产生的故障电 流很大 ，称中 性点直接接地 的系统为大接 地电流系统。
3．注入信号法 。
中性点经高电阻接地 中性点不接地
60kV以下系统
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故 障的保护
正常运行
相间短路
无零序分量
系统振荡
单相接地 两相接地 一相断线 两相断线
有零序分量
零序电流 零序电压 零序功率方向
第一节中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护
一、变压器中性点接地方式的选择
U M0 I M0 ZM0
IM 0
IM 0
M 0
1800 M 0
U M 0
5.大接地电流系统零序保护的评价
1）灵敏度高 过电流保护是按最大负荷电流整定，而零
序过电流保护是按躲过最大不平衡电流整定， 因此，零序过电流保护的灵敏度 高。
2）动作迅速 零序过流保护的动作时限，不必与Y，d接线的 降压变压器后的线路保护动作时限相配合，因此 其动作时限比相间过电流保护动作时限短。
I
1.1-1.2。 0—un非c 全相振荡时的
零序电流。
零序电流I段的动作电流取上 述三个条件计算的最大者。
2. 限时零序电流速断保护
按与相邻线路的零序电
流I段配合
K I K I 0oper1
rel 0oper2
b
K __可靠系数， r一el般取1.25-1.3。
KK_bb_分I支IMN系00 数.
中性点直接接地 中性点经消弧线圈接地
中性点经高电阻接地 中性点不接地
110kV以上系统
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故 障的保护
一、中性点工作方式
当一相发生 接地故障时， 故障电流是各 元件对地的电 容电流，往往 比负荷电流小 得多，所以这 种系统叫小接 地电流系统。
中性点直接接地 中性点经消弧线圈接地
大接地电流系统零序保护的评价
3）不受系统振荡和过负荷的影响 当系统发生振荡和对称过负荷时，三相
是对称的，反应相间短路的电流保护都受其 影响，可能误动作。而零序电流保护则不受 其影响，因为振荡及对称过负荷时，无零序 分量。
5.大接地电流系统零序保护的评价
4）接线简单、经济、可靠 零序电流保护反应单一的零序分量，故
一.中性点不接地系统单相接地的特点
IB jC0UkB
IC jC0UkC
IA (IB IC) (jC0UkB jC0UkC)
IkoIB IC
EC
U KC
EC
IB
EA
IB IC
IC
UK0 U KB
3UK0 EB
EB
E A
U N
•
U KA 0
•
•
•
U KB E B E A
•
•
•
U KC EC E A
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式
1．无选择性绝缘监视装置 利用接地故障时出现的零序电压而构成
2.零序电流保护
利用故障线路始端和非故障线路始端 零序电流大小不同而构成
3、零序功率方向保护 利用故障线路始端和非故障线路始端
零序功率方向不同而构成
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式
1．无选择性绝缘监视装置 A B C
I 0oper
Krel 3I 0ust
Kre—l 1.可1-靠1.系2。数，一般取
I0u—st 三相触头不同时合
闸时，最大零序 电流。
3、当被保护线路采用单相
自动重合闸时，保护还应
躲过单相重合闸过程中出
现非全相运行又伴随振荡
时的零序电流。
I 0oper
K rel
3I 0unc
K-re可l 靠系数，一般取
I K I 衡电流。 0oper1
rel unbmax
Iunbm--a相x 邻线路出口处发生三相短路时，零序电流滤过器所输出的最
大不平衡电流。
3. 零序过电流保护
2)与相邻线路III段零序电流保护的灵敏度取得配合
K I K I 0oper1
rel 0oper2
b
时限按阶梯原则整定。