全面接地故障与保护.ppt

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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。
分析该情况下的特征：
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。
（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
K sen
3I0.cal.min IⅡop1
2.4 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。
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保护动作电流确定分析
K △
△
3I 0
I
I op1
I
I op
2
I II op1
II 0.cal
动作时间： tⅡop1 toIp2 t
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L
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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；
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 化，将间接影响零序分量的大小。
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。
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四、 零序电流保护
0.
m
a
x
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△
3I 0
I
I op1
△
3I 0.max
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L
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（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
来自百度文库
I rel
3I
0.ust
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。
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。
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。
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非故障线路的零序电流
I0L1 jC0L1Uk0 I0L2 jC0L2Uk0
接地点总零序电流为 Ik 0 3Uk 0 j(C0L1 C0L2 C0L3 ) 3 jC0Uk0
故障线路的零序电流为
I0L3 j(C0L1 C0L2 )Uk 0 j(C0 C0L3 )Uk 0
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（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。
（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
灵敏系数：
K sen
3U p(C0 C0L1 ) K rel 3U pC0L1
C0 C0L1 K relC0l1
母线上所有线路对 地电容之和
接地线路对地电容
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
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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
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
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：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 )
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。
I
I op1
K
I rel
3I
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2
EC EB
EA
I0 L 2
I0 L 2
I0 L1
I0 L1 I0 L3
K
I0 L3
UkA 0
UkB EB EA UkC EC EA
Uk 0
1 3
(UkA
UkB
UkC )
EA
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3
电压相量图：
Uk C
EC
EA
Uk 0 Uk B
EB
3U0
Uk0 EA
I0 L1
I0 L 2
I0 L 3
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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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。