中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护课件

1、第二章电网电流保护、第三节中性点直接接地电网中接地短路的零相电流和方向保护，为了进行非对称短路计算，通常将a、b、c三相电压和电流分解为对称成分。算子、1 .中性点接地电网的特点是，正常运行或三相短路时，三相电压和电流对称。 因此设：2.3.1接地时的零相电压、电流和电力的分布、二相短路时K (2)BC，则故障点的零相电压和零相电流为：故障点k处为：单相接地为K(1)A (中性点接地系统)、接地点处为故障相电压：故障相电流3360 在故障点零相电压零相电流为：零相电压和零相电流发生接地故障而区分为正常运转和相间短路，二相接地为k (1，1 ) BC，故障点：相间短路仅为纵向不对称。 接地短路分

2、为横向不对称和纵向不对称。 横向非对称故障是指系统的某一点和地面之间发生的故障。 纵向不对称故障是指系统某两点之间发生的故障。 在零相网络、纵向分析、中性点直接接地的电网(也称为大接地电流系统，一般为110kV以上的电网)中发生接地时，会产生大的零相电压和电流，但在正常运行和相间短路的情况下不存在，因此可以利用零相电压和电流来构成接地的保护，具有显着的特性设为，T1，T2，a，b，c，1，2，系统布线，二相接地，k (1，1 ) BC，用对称成分的方法将电流和电压分解为正相，反相，零相成分。 零相电流可视为在故障点出现零相电源而发生，经由变压器的中性点构成电路，零相电流的方向规定为从母线流向故

3、障线路，零相电压的方向规定为线路比大地高的电压为正。 忽略、电阻时矢量图，单纯的电感性负载电流滞后电压90O，在考虑线路中的零相电阻的情况下，零相电压和零相电流的相位角为、计及电阻时矢量图，零相电流实际流过，电感中，电流滞后电压90O， 具有零相电流从规定的正方向从线路流过母线的特征，零相分量的参数具有以下特征：零相电压：故障点的零相电压最高； 变压器中性点接地点的零相电压为。 零相电压分布，变电站a母线，变电站b母线，故障点，变电站a母线上零相电压在变电站母线上的零相电压，零相电流，零相电流仅在故障点和中性点接地的变压器之间流动，由大地构成电路。 零相电流流过的范围比正相、反相电流少。 无视

4、电路电阻时，则前进。 测量电阻时，如果设零相阻抗角，则为超前。 无视、电阻时矢量图，纯电感性负载电流滞后电压90O，计算和电阻时矢量图，在考虑线路中的零相电阻的情况下，零相电压和零相电流的相位角为： 阻抗主要是变压器的电感，零相电流的分布主要取决于输电线路的零相阻抗和中性点接地变压器的零相阻抗，无论电源的数量和位置如何，在变压器t的中性点不接地的情况下，零相不构成电路。 零相电力对于故障的线路，两端的零相电力的方向与正相电力的方向相反，零相电力的方向实际上从线路流向母线。 但是，故障点越远离保护设置场所，流过保护设置场所的零相电流就越小。 在保护设施、保护设施中，零相电压和零相电流的相位差取决

5、于变压器的零相阻抗角，与被保护线路的零相阻抗和故障点的位置无关。 关于系统运行方式，电力系统运行方式发生变化时，只要输电线和中性点接地的变压器的数量不变化，零相阻抗和零相等等效网络就不变化，中性点接地的变压器的数量越多，系统的零相阻抗越小，接地点的零相电流就越大。1 .零相电压滤波器、2.3.2零相电压滤波器、零相电流滤波器，在集成电路保护装置内部合成零相电压，连接到发电机中性点的变压器中使用的并不是全部直线地传递到二次侧，而是连接三个同一形式的同一变比的单相变压器二次侧同极性端子输出考虑到励磁电流的影响，由于TA一次电流的一部分被线圈励磁消耗，因此零相电流继电器中流过的电流(理论上)为：实际

6、流过零相电流继电器的电流为：各相电流变流器输出的电流为：被称为零相电流滤波器的不平衡电流在发生相间短路时，流过变压器的一次侧的电流值最大零相电流为零时，零相电流滤波器还在输出！ 在正常运转都不伴随接地的相间短路的情况下，三个变流器一次侧电流的矢量和必然为0，因此，零相电流继电器中流动的电流是：3I，0，TAN，a，b，c，电缆，零相电流变压器接线图，用电缆该变流器被嵌在电缆外，通过其铁心的电缆是其一次绕组，该变流器的一次电流在一次侧有零相电流的情况下，变压器的二次侧有相应的3I0输出，因此被称为零相变流器。 采用零相变流器的优点，与零相电流滤波器相比，主要没有不平衡电流，布线也简单。 2.3.

7、3零相电流速断(零相级)保护、整定原则： (有两个)在邻接的下一个线路出口避免可能发生单相或二相接地的最大零相电流，在导入可靠系数，确定最大零相电流时，考虑使零相电流最大的运行方式和接地类型。 即，应该考虑系统正序阻抗Z1最小、保护设置侧变压器中性点接地数最多、线路末端变压器中性点接地数最小或不接地的情况。，T1，T2，a，b，c，1，2，系统接线，零相等等价网络，XT10，a，b，Xk0，XT2.0，T2中性点接地：母线a上连接中性点接地的变压器时，零相阻抗变小T2中性点不接地：单相接地时的3I0(1)大还是二相接地时的3i0 (1，1 )大可以比较，如果是，3i0 (1，3i0 (1)为3

8、i0 (1，1 )。 在=的条件下，单相接地的零相电流为：二相接地的零相电流为：单相接地，故障点的等效零相电位，故障点的等效正相，反相，零相阻抗，断路器三相接触件避免在不同时期接通的最大零相电流，导入信赖系数，在3I0.unb的计算中，一相与先二相断线的情况相同具体来说，可以参照电力系统分析的短路计算，如果保护装置的动作时间比断路器的三相的不同时期接通的时间大，则不考虑该条件，如果考虑，则调整值应该选择其中大的一方。 在线路采用单相自动再接通的情况下，最小保护范围要求在线路全长的15%以上，在上述()中调整过的零相段在非全相运行状态下发生了系统振荡时，大多数情况下无法避免最大零相电流，但如果在

9、该条件下调整，在正常情况下发生接地的情况下，其保护范围变小其中之一是条件和调整(值小、保护范围宽、被称为敏锐的分段)，其主要任务是对全相运行状态下的接地发挥保护作用，在单相自动再接通时，重叠期间会自动关闭，在恢复全相运行之前不能再接通，为了解决这一矛盾，通常有两个另一个是按照条件()进行调整(值大，称为死区)，主要作用是在单相再接通过程中，当其他两相又接地时，弥补失去死区的缺陷。2.3.4零相电流限制时速断(零相级)保护，在两个保护之间的变电站母线上连接了中性点接地的变压器的情况下，也会产生辅助电流，导入零相电流的分支系数后，零相级的启动电流调整为：保护范围不超过相邻的下一个线路零相级的保护范

10、围，零相级调整的启动电流先时限为t :，T1，T2，1，2，线路BC发生接地的情况下，保护1和保护2中流过的零相电流分别为和，两者的差为从变压器中性点流过的电流，变压器切除和中性点不接地的情况下3 )零相分段的灵敏度系数：零相分段的灵敏度系数应通过本线路终端接地时的最小零相电流来验证，以满足Ksen1.5的要求。 作为2.3.5零相过电流(零相级)保护、接地保护的备份，在零相过电流保护中，启动电流的调整原则上避免在相邻的下一个线路出口相间短路时出现零相变流器的最大不平衡电流进行调整，若导入可靠性系数，则为：()二次侧零相过电流保护工作电流、二次侧工作电流， 同时各保护之间要求协助灵敏度系数的本

11、保护零相段的保护范围不得超过相邻线路的零相段。 当两个保护之间有分支电路时，启动电流应如下调整：可靠性系数1.1-1.2，相邻线路的零相分段保护范围的末端发生接地故障时，故障线路的零相电流与本保护装置中流过的零相电流的比。 评价、优点：相间短路的过电流保护调整为大于负载电流IL.max，继电器的启动电流一般大，零相过电流保护调整为避免不平衡电流，其值一般在发生单相接地故障时，故障相的电流和零相电流相等，因此零相过电流保护的灵敏度高。 零相电流保护受系统运行方式变化的影响很小，线路始端和终端短路时，零相电流变化显着，因此零相段的保护范围也很宽，很稳定。 系统发生某种异常运行状态时(例如系统振动、

12、短时间过载等)，零相保护不受影响。 在110kV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%，另外，其他故障也多由单相接地故障引起，因此采用零相保护具有显着优势。 缺点：在短线路和运行方式的变化很大的情况下，保护往往不能满足系统运行的要求。 随着单相再接通的广泛应用，再接通中出现非全相运行状态，考虑到系统两侧的电机摇晃，有可能出现大的零相电流，会影响零相电流保护的正确动作。 如果使用自耦合变压器连接到两个不同电压电平的网络(例如110kV和220kV的电网)，则任一网络的接地会在其他网络中产生零相电流，使零相保护的整定复杂化，增加零相段的工作时限。 在中性点直接接地的电网中

13、，零相电流保护简单、经济可靠，因此被广泛应用。第四节中性点不直接接地电网中单相接地故障的保护、中性点不接地、中性点为消弧线圈接地、中性点为电阻接地等电网统称为中性点不直接接地电网。 中性点不直接接地电力网(也称为小接地电流系统)中发生单相接地时，故障点的电流小，并且三相间的线间电压保持对称，对向负载的电力供给没有影响，因此一般允许继续运行12小时。 其间，其他二相的对地电压加倍上升，为了防止故障进一步扩大到两点或多点接地，运行人员发出寻找发生接地的线路的信号，采取措施消除也是采用中性点非直接接地运行的主要优点。 因此，在单相接地的情况下，继电器保护只需要选择发生了接地的线路马上发出信号，不需要

14、跳闸，但在单相接地对人身和设备的安全危险的情况下，必须进行跳闸动作。 起到这种作用的保护装置有时被称为“接地分选装置”。 2.4.1中性点不接地电网的单相接地事故的特征，a接地故障时的矢量图是：、 在如图所示的最简单的网络通常运行中，三相具有相对相同的容量，在相电压的作用下，各相的电容电流比相电压先流过接地，三相电流之和等于零。 假设a相发生了单相接地，a相接地电压为0，接地容量短路，其他二相接地电压加倍，接地容量电流也相应地加倍，相量关系如图所示。、 a接地后，负载电流和电容器电流在线路阻抗上产生的电压降被无视，各相对电压为：故障点k的零相电压为：非故障相发生电容器电流流过故障点，其有效值在

15、式中是相电压的有效值。 由于所有系统a的相对电压都等于零，所以在每个元件中a的相对电容电流也等于零，此时，从a的接点流出的电流是所有系统的非故障相电容电流之和：其有效值是正常运行时的单相电容电流的3倍。 在单相接地的情况下，用三相系统表示的容量电流分布图是、 当网络中存在发电机和多条线路时，用、，等集中的容量表示各发电机和各线路对地存在容量的话，线路a接地后，没有故障的线路上a相电流为零， 因为b相和c相有自己的电容电流，所以在线路的始端反应的零相电流，其有效值为：非故障线路的零相电流是线路自身的电容电流，电容性无效功率的方向从母线流向线路。 在发电机g中，首先，有其自身的b相和c相的对地电容电流之和，但因为它是产生其他电容电流的电源，所以从a相流过从故障点流过的所有电容电流，从b相和c相在各线路流过同名相的对地电容电流时，从发电机的线端反应的零相电流不是三相电流的和从图中可以看出，各线路的电容电流从a相流入后，分别从b相和c相流出，因此相加抵消，仅残留发电