接地故障的特征與保護方式

1、電力系統(tǒng)接地方式： 中性點直接接地、中性點不直接接地。 中性點直接接地稱為大電流接地系統(tǒng)（110KV及以上電網(wǎng)），中性點不直接接地稱為小電流接地系統(tǒng)（ 35KV及以下電網(wǎng)）。2.4 接地故障的特征與保護方式接地故障的特征與保護方式 接地故障的方式包括：單相接地、兩相接地、三相接地，后兩種故障現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率小且具有相間短路的特征，這里重點分析出現(xiàn)幾率最高的單相接地故障所表現(xiàn)出的特征及保護方式。 故障相電壓降低，非故障相電壓升高。單相金屬性接地時，故障相電壓為零，非故障相電壓升高為線電壓值。 要求：保護裝置有選擇地發(fā)出信號，必要時應(yīng)動作于跳閘。相電壓的特點：一、中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地的特點線

2、電壓的特點：相間電壓仍然對稱，對用戶沒有影響， 一般情況可繼續(xù)運行一段時間（1小時）分析該情況下的特征：AEBECEK10LI10LI30LI30LI20LI20LI0kAUACkCABkBEEUEEUAkCkBkAkEUUUU)(310電壓相量圖：AEBECE0kUkCUkBU03UAkEU010LI20LI30LI非故障線路的零序電流0202001010kLLkLLUCjIUCjI接地點總零序電流為00302010003)(3kLLLkkUCjCCCjUI故障線路的零序電流為03000201030)()(kLkLLLUCCjUCCjI單相接地故障特點1、全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓、且零序 電壓全

3、系統(tǒng)相等。2、非故障線路零序電流由本線路對 地電容形成。方向：母線指向線路3、故障線路零序電流由全系統(tǒng)非故 障線路、元件對地電容形成。 方向：線路指向母線4、故障相電壓下降，非故障相電壓升 高。 1、絕緣監(jiān)視裝置信號二、 不直接接地系統(tǒng)單相接地故障的保護方式 通過母線電壓互感器開口三角形側(cè)輸出電壓（零序電壓）大小來判斷有無接地故障。 不具有選擇性，無法判斷是母線上哪一條出線接地。尋找接地線路只能采用“拉閘停電”方法結(jié)合觀察電壓表指示來判斷。特點：簡單。適用于母線上出 現(xiàn)回路數(shù)少的情況。原 理：利用故障線路與非故障線路零序電流的數(shù)值不 同的特征構(gòu)成保護。使用條件：電纜線路或經(jīng)電纜出線的架空線路上

4、，同一母 線上出線回路數(shù)越多越靈敏。2、零序電流保護（有裝設(shè)零序電流互感器的條件）被保護線路接地時零序電流為：)(3100LpCCU靈敏系數(shù)：10100101003)(3lrelLLprelLpsenCKCCCUKCCUK保護動作電流：1003LprelopCUKI可靠系數(shù)速動保護：45；延時保護1.52。線路自身對地電容電流母線上所有線路對地電容之和接地線路對地電容結(jié)論：母線上出線回路數(shù)越多越靈敏。信號3、零序功率保護 利用故障線路與非故障線路零序電流方向不同的特征構(gòu)成保護三、 中性點直接接地系統(tǒng)單相接地的特點 電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,可利用對稱分量法將電流分解為正序、負序和零序。接地時等效

5、網(wǎng)絡(luò)：1、故障點的零序電壓最高，離故障點越遠處的零序電 壓越低，變壓器中性接地點的零序電壓為零。2、零序電流的分布，主要決定于輸電線路的零序阻抗 和中性點接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目 和位置無關(guān)。3、運行方式變化，若輸電線路和中性點接地的變壓器 數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就是不變的。 系統(tǒng)正序阻抗和負序阻抗要隨著系統(tǒng)運行方式而變 化，將間接影響零序分量的大小。1、單相接地時的特征：4、對于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功 率方向相反，零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向 母線的。四、 零序電流保護零序電流保護通常也采用階段式保護。 從保護構(gòu)成看，三段式零序電流保護與三段式相

6、間短路保護相類似。 特點：為了保證保護動作的快速性和選擇性 要求，保護只能保護線路的一部分。動作條件：（1）按躲過被保護線路末端接地短路時，保護 安裝處測量到的最大零序電流整定。1、零序電流速斷保護max. 0Irel13IKIIop03ILmax. 03IIopI1（2）按躲過斷路器三相觸頭不同時合閘時，最大零序電流 整定ustIopIKI.0Irel13 若保護動作時間大于斷路器三相合閘不同期時間，本條件可不考慮。保護整定值取上述兩條件較大值。靈敏度不滿足要求措施： 保護可經(jīng)小延時，使保護裝置的動作時間大于斷路器觸頭不同時合閘的時間。（3）按非全相運行且振蕩條件整定 按此條件整定，通常整定

7、值較高，可采用設(shè)置兩個速斷保護，即靈敏段、不靈敏段 。2、限時零序電流速斷保護工作原理與相間短路保護相似。要求：要保護線路全長。動作電流IcalIIrelIIopIKI.201靈敏度0.min13calsenopIKI保護動作電流確定分析03ILKIopI1IIopI1IcalI. 0IopI2動作時間：12opoptttI 當下級線路比較短或運行方式變化比較大，靈敏系數(shù)不滿足要求時，可采用下列措施加以解決:（1）使本線路的零序段與下一線路的零序 段相配合，其動作電流、動作時限都與下一線路的零序段配合；（2）保留原來0.5s時限的零序段，增設(shè)一個與下一線路零序段配合的、動作時限為1s左右的零序

8、段，它們與瞬時零序電流速斷及零序過電流保護一起，構(gòu)成四段式零序電流保護。（3）從電網(wǎng)接線的全局考慮，改用接地距離保護。3、零序過電流保護作用：作為近后備保護和遠后備保護。 動作電流按最大不平衡電流整定，同時要求各保護間進行配合。IIIcalrelIIIopIKI. 01 零序電流保護段的靈敏系數(shù)，按保護范圍末端接地短路時流過本保護的最小零序電流來校驗。作近后備時，校驗點取本線路末端，要求靈敏度1.31.5，作下一線路的遠后備時，校驗點取相鄰線路末端，要求靈敏度1.25。tL1t2t3t4t10t20t30t 零序功率方向繼電器接于零序電壓和零序電流之上，動作于否決定于零序功率功率的方向。 在正向保護區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路時，要求零序功率方向繼電器應(yīng)能正確動作，并工作在較靈敏的狀態(tài)下。五、零序電流方向保護靈敏角70sen