第5章輸電線路接地保護(hù)

第5章輸電線路接地保護(hù)第一頁，共60頁。培訓(xùn)內(nèi)容第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電流保護(hù)第二節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序方向電流保護(hù)第三節(jié)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第四節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第二頁，共60頁。概述電力系統(tǒng)中性點(diǎn)工作方式，是綜合考慮了供電的可靠性、過電壓、系統(tǒng)絕緣水平、繼電保護(hù)的要求、對(duì)通信線路的干擾以及系統(tǒng)穩(wěn)定的要求等因素而確定的。在我國采用的中性點(diǎn)工作方式有：中性點(diǎn)直接接地，中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地四種。第三頁，共60頁。概述在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，即構(gòu)成單相接地短路，這時(shí)所產(chǎn)生的故障電流很大，所以稱中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)為大接地電流系統(tǒng)。目前我國110kV及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)，均屬于大接地電流系統(tǒng)。根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，在這種系統(tǒng)中，單相接地故障占總故障的80％~90％，甚至更高。前述電流保護(hù)，當(dāng)采用完全星形接線方式時(shí)，也能保護(hù)單相接地短路，但靈敏度常常不能滿足要求。因此，為了反映接地短路，必須裝設(shè)專用的接地短路保護(hù)，并作用于跳閘。第四頁，共60頁。概述在66kV及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中，采用中性點(diǎn)不接地、經(jīng)高電阻或經(jīng)消弧線圈接地的工作方式。在這三種接地方式中，當(dāng)一相發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流是各元件對(duì)地的電容電流，往往比負(fù)荷電流小得多，所以這種系統(tǒng)又叫小接地電流系統(tǒng)。目前發(fā)電廠中6kV廠用電系統(tǒng)則往往用中電阻接地的方式。第五頁，共60頁。概述在電力系統(tǒng)各種中性點(diǎn)工作方式下，發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序分量特點(diǎn)不同。下面分別根據(jù)零序分量的不同特點(diǎn)，介紹電網(wǎng)的接地保護(hù)。第六頁，共60頁。第五章輸電線路接地保護(hù)第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電流保護(hù)第七頁，共60頁。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地，是大接地電流系統(tǒng)的標(biāo)志。其主要目的是降低對(duì)整個(gè)系統(tǒng)絕緣水平的要求。當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器的臺(tái)數(shù)，容量及其分布情況變化時(shí)，系統(tǒng)零序序網(wǎng)也隨之變化，因此同一點(diǎn)故障時(shí)，零序電流的分布也隨之變化。所以變壓器中性點(diǎn)接地情況的變化，直接影響到零序電流保護(hù)的靈敏度。第八頁，共60頁。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇因此，對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇應(yīng)滿足兩點(diǎn)要求：1）不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓；2）不使零序序網(wǎng)有較大的變化，以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏度。根據(jù)這兩項(xiàng)要求，變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇原則如下：第九頁，共60頁。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇1）在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地，以防止中性點(diǎn)不接地的電源因某種原因與其他電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。2）在雙母線按固定聯(lián)接方式運(yùn)行的變電所，每組母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開后，每組母線上仍保留一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器。3）如果兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)選用零序阻抗相等的變壓器。正常將其中一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地的變壓器退出運(yùn)行時(shí)，則將另一臺(tái)變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn)行。第十頁，共60頁。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇4）在兩臺(tái)以上變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況下，規(guī)定正常按一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，其他變壓器中性點(diǎn)不接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，將其中零序阻抗或綜合零序阻抗與停用變壓器的相近的一臺(tái)或兩臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn)行。5）低壓側(cè)無電源的變壓器的中性點(diǎn)可以不接地運(yùn)行，以提高零序電流保護(hù)靈敏度和簡化保護(hù)接線。第十一頁，共60頁。接地故障時(shí)零序分量的分布特點(diǎn)大電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地單相接地時(shí)的零序等值電路零序電壓分布圖kZMK0和ZNK0分別是故障點(diǎn)兩側(cè)的零序阻抗ZM0和ZN0分別是兩側(cè)變壓器的零序阻抗零序系統(tǒng)可看成在故障點(diǎn)突然出現(xiàn)一個(gè)UK0的零序電動(dòng)勢形成。零序電流只在線路與中性點(diǎn)接地變壓器之間流動(dòng)。故障點(diǎn)處的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為零。零序電流由故障點(diǎn)處零序電壓產(chǎn)生，其大小及分布由接地變壓器的分布情況和數(shù)目決定。零序或負(fù)序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向?yàn)橛赡妇€指向故障點(diǎn)，而零序功率方向卻由故障點(diǎn)指向母線。第十二頁，共60頁。三段式零序電流保護(hù)接線圖+零序電流由星形接線電流互感器獲得。其它接線與相間三段式電流保護(hù)的接線相同。第十三頁，共60頁。無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)是反映被保護(hù)線路零序電流升高而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)，作為被保護(hù)線路接地故障的主保護(hù)；與相間無時(shí)限電流速斷保護(hù)一樣只能保護(hù)線路始端一部分。整定計(jì)算原則與相間短路的無時(shí)限電流速斷保護(hù)類似。第十四頁，共60頁。無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)0零序電流與短路位置關(guān)系圖N處發(fā)生接地故障時(shí)，流過保護(hù)的最大零序電流為了滿足選擇性零序動(dòng)作電流:I0·oper>3I0·max第十五頁，共60頁。整定原則1、躲過被保護(hù)線路末端接地短路故障時(shí)，流過本保護(hù)的最大零序電流3I0·max，即其中，Krel——可靠系數(shù)，一般取1.25~1.3。I0·max——N處發(fā)生接地故障時(shí)，流過本保護(hù)的最大零序電流第十六頁，共60頁。整定原則2、躲過斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，流過保護(hù)的最大零序電流，即其中，Krel——可靠系數(shù)，一般取1.1~1.2。I0·ust——三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，出現(xiàn)的最大零序電流。第十七頁，共60頁。整定原則3、當(dāng)被保護(hù)線路采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，保護(hù)還應(yīng)躲過單相重合閘過程中出現(xiàn)非全相運(yùn)行又伴隨振蕩時(shí)的零序電流，即其中，Krel——可靠系數(shù)，一般取1.1~1.2。I0·unc——非全相振蕩時(shí)的零序電流。第十八頁，共60頁。整定原則零序電流I段的動(dòng)作電流取上述三個(gè)條件計(jì)算的最大者。按照上述條件整定可能使動(dòng)作值太高，難以滿足靈敏度要求，通常采取如下措施：1）斷路器三相觸頭不同時(shí)接通所引起的零序電流持續(xù)時(shí)間短，一般引入0.1s延時(shí)即可躲過，這樣整定動(dòng)作電流時(shí)不必考慮此項(xiàng)。第十九頁，共60頁。整定原則2）通常按第三個(gè)條件整定的動(dòng)作值較高，這意味著零序I段的保護(hù)區(qū)縮得較短。為不使保護(hù)區(qū)縮短，增加不考慮躲過非全相運(yùn)行又伴隨振蕩的零序I段，一般稱為“靈敏I段”，在線路出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí)該“靈敏I段”退出。動(dòng)作值較高的“不靈敏I段”不必退出運(yùn)行。無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍應(yīng)不小于被保護(hù)線路全長的15％。第二十頁，共60頁。限時(shí)零序電流速斷保護(hù)工作原理:反映被保護(hù)線路零序電流升高而帶有較小時(shí)限動(dòng)作的保護(hù)。作用：與零序I段配合作為被保護(hù)線路接地故障的主保護(hù)。保護(hù)區(qū)：本線路全長。整定計(jì)算原則與相間短路的限時(shí)電流速斷保護(hù)類似。第二十一頁，共60頁。限時(shí)零序電流速斷保護(hù)原理0流過保護(hù)1的零序電流與本線路短路位置關(guān)系曲線流過保護(hù)1的零序電流與相鄰線路短路位置關(guān)系曲線流過保護(hù)2的零序電流與該線路短路位置關(guān)系曲線相鄰線路保護(hù)2的I段零序保護(hù)動(dòng)作值本線路的II段零序保護(hù)動(dòng)作值，該值參考II0.oper2整定第二十二頁，共60頁。整定原則1、按與相鄰線路的零序Ⅰ段配合整定，即其中，Kb——分支系數(shù)，其值為下一相鄰線路零序I段保護(hù)區(qū)末端接地短路時(shí)，下一相鄰線路（故障線路）的零序電流與流過本保護(hù)的零序電流之比。

——相鄰線路零序Ⅰ段的動(dòng)作電流;

Krel——可靠系數(shù)，取1.1。第二十三頁，共60頁。整定原則2、按躲過非全相運(yùn)行時(shí)的零序電流整定(躲過非全相運(yùn)行II段)“躲過非全相運(yùn)行II段”又稱“不靈敏II段”，動(dòng)作電流按下式整定：其中，——本線路非全相運(yùn)行時(shí)的最大零序電流。第二十四頁，共60頁。整定原則3、靈敏度校驗(yàn)按被保護(hù)線路末端接地故障時(shí)流過保護(hù)的最小3倍零序電流來校驗(yàn)，要求當(dāng)被保護(hù)線路較長或系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大時(shí)，靈敏度往往不夠，這時(shí)，還需采取其它措施。第二十五頁，共60頁。零序過電流保護(hù)零序過電流保護(hù)工作原理與反應(yīng)相間短路的過電流保護(hù)相似，作為接地短路故障的后備保護(hù)，但在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的終端線路上，也可以作為主保護(hù)。工作原理：反映被保護(hù)線路零序電流升高而帶有較長時(shí)限動(dòng)作的保護(hù)。作用：作為被保護(hù)線路接地故障的后備保護(hù)。保護(hù)區(qū)：本線路全長和下一相鄰線路全長。出口方式：跳開本線路出口斷路器。第二十六頁，共60頁。整定原則1、躲過相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，流過保護(hù)的最大不平衡電流，即其中，Krel——可靠系數(shù)，取1.2~1.3；

Iunb·max——相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，零序電流濾過器輸出的最大不平衡電流。第二十七頁，共60頁。整定原則最大不平衡電流可按下式計(jì)算：式中，Kaper——非周期分量系數(shù)，取1～2；

Kst——電流互感器同型系數(shù)，三相同型時(shí)取0．5，不同型時(shí)取1；

Kerr——電流互感器10％誤差，取0.1；

I(3)K·max——相鄰線路出口處三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)安裝點(diǎn)的最大短路電流。第二十八頁，共60頁。整定原則2、與相鄰線路Ⅲ段零序電流保護(hù)的靈敏度取得配合為了獲得動(dòng)作的選擇性，零序過電流保護(hù)的動(dòng)作電流的整定計(jì)算，必須按逐級(jí)配合的原則來考慮。也就是本線路Ⅲ段零序電流保護(hù)的保護(hù)范圍不能超過相鄰線路Ⅲ段零序電流保護(hù)的保護(hù)范圍，即第二十九頁，共60頁。整定原則3、靈敏性校驗(yàn)近后備：以零序過電流保護(hù)作為本線路保護(hù)后備時(shí)，應(yīng)按本線路末端發(fā)生接地短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn)，要求Ksen≥1.3~1.5遠(yuǎn)后備：當(dāng)作為相鄰元件保護(hù)后備時(shí)，應(yīng)按相鄰元件末端發(fā)生接地短路時(shí)流過保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn)，要求Ksen≥1.2第三十頁，共60頁。時(shí)限選擇按上述原則整定的零序過電流保護(hù)，其動(dòng)作電流都很小，故在電網(wǎng)發(fā)生接地短路時(shí)，同一電壓等級(jí)內(nèi)各零序過流保護(hù)都可能起動(dòng)。為保證動(dòng)作的選擇性，各零序過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)按階梯原則整定變壓器2TM的零序過電流保護(hù)3可以是無延時(shí)的，因?yàn)樵谧儔浩鞯蛪喝切谓泳€側(cè)接地短路時(shí)，沒有零序電流通過保護(hù)。同一線路上的零序過電流保護(hù)的時(shí)限小于相間短路過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。第三十一頁，共60頁。第五章輸電線路接地保護(hù)第二節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序方向電流保護(hù)第三十二頁，共60頁。增設(shè)方向元件的必要性在零序電流保護(hù)正方向有中性點(diǎn)接地的變壓器的情況下，無論被保護(hù)線路對(duì)側(cè)有無電源，當(dāng)保護(hù)反方向發(fā)生非對(duì)稱接地故障時(shí)，就有零序電流通過保護(hù)安裝點(diǎn)。當(dāng)在線路MN或NP上發(fā)生接地短路時(shí)都有零序電流流過位于母線N兩側(cè)的保護(hù)2和3當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)對(duì)保護(hù)3來說是反方向故障同理，線路NP上故障時(shí)，保護(hù)2也是反方向故障當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)若保護(hù)3的零序過電流時(shí)限t03<保護(hù)2的零序過電流時(shí)限t02，保護(hù)3將先于保護(hù)2動(dòng)作，導(dǎo)致無選擇性。對(duì)零序電流速斷來說，若流過線路NP的零序電流I0·NP>保護(hù)3的零序電流速斷動(dòng)作值，則保護(hù)3的零序電流速斷將動(dòng)作，也會(huì)導(dǎo)致無選擇性。因此，當(dāng)零序電流速斷保護(hù)不能躲過反方向接地故障時(shí)流過本保護(hù)的最大零序電流，或零序過電流保護(hù)時(shí)限不能互相配合時(shí)，需加裝方向元件，構(gòu)成零序方向電流保護(hù)，以保證選擇性。第三十三頁，共60頁。正向故障時(shí)，保護(hù)安裝點(diǎn)零序電壓與零序電流的相位關(guān)系當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)零序序網(wǎng)如圖所示M處保護(hù)安裝點(diǎn)零序電流IM0的參考正方向?yàn)橛赡妇€指向線路M處保護(hù)安裝點(diǎn)零序電壓UM0的參考正方向?yàn)橛赡妇€指向地可見UM0與IM0的關(guān)系為ZM0為保護(hù)背后系統(tǒng)的等值零序阻抗可畫出UM0與IM0的相位關(guān)系如圖所示其中M0為ZM0的阻抗角可見，正向故障時(shí)，保護(hù)安裝點(diǎn)零序電流IM0超前保護(hù)安裝點(diǎn)零序電壓UM0一個(gè)角度該角度為保護(hù)背后系統(tǒng)零序阻抗角的補(bǔ)角，大于90°，意味著零序功率方向由故障點(diǎn)流向母線，與正序的相反第三十四頁，共60頁。零序功率方向繼電器的接線電流繞組接于零序電流濾過器回路，輸入電流Ig＝3I0電壓繞組接于電壓互感器二次側(cè)開口三角形繞組的輸出端，輸入電壓為3U0零序功率方向繼電器只反應(yīng)保護(hù)線路正方向接地短路時(shí)的零序功率方向，按規(guī)定的電流、電壓正方向，當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生正方向接地故障時(shí)，3I0超前3U0約95°～110°這時(shí)繼電器應(yīng)正確動(dòng)作，并應(yīng)在最靈敏的條件下，即繼電器的最大靈敏角sen應(yīng)為-95°~-110°。目前，電力系統(tǒng)中實(shí)際使用的零序功率方向繼電器最大靈敏角sen=70°～85°，即當(dāng)從其正極性輸入端的電流3I0滯后于按正極性輸入的電壓3U0的相角70°~85°，這時(shí)繼電器最靈敏。所以把3I0和3U0不加改變均從正極性端子輸入繼電器，則繼電器將不工作在最靈敏狀態(tài)下。如果把3U0以反極性加到繼電器正極性端子上，這時(shí)接入的電壓為Ug＝-3U0，加入電流為Ig＝3I0，Ig滯后Ug70°，即g＝70°，亦即g＝

sen，這樣才能使繼電器工作在最靈敏的條件下。因此在實(shí)際工作中要注意功率方向繼電器和電流、電壓濾過器的接線要正確，即把繼電器電流繞組中標(biāo)有“·”號(hào)的端子與零序電流過濾器標(biāo)有“·”號(hào)的同極性端子相連接，以得到繼電器輸入電流Ig＝3I0，把繼電器電壓繞組中不帶“·”號(hào)的端子與電壓濾過器中帶有“·”號(hào)的異性端子相連接，以得到繼電器的輸入電壓Ug＝-3U0。第三十五頁，共60頁。三段式零序功率方向保護(hù)接線三段式零序方向電流保護(hù)由無時(shí)限零序方向電流速斷、限時(shí)零序方向電流速斷和零序方向過電流保護(hù)組成。第三十六頁，共60頁。整定原則在同一方向上零序方向電流保護(hù)動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的整定同三段式零序電流保護(hù)相同。零序電流元件的靈敏系數(shù)校驗(yàn)也與前面相同。只是由于零序電壓分布的特點(diǎn)，在靠近保護(hù)安裝處附近不存在方向元件死區(qū)。但遠(yuǎn)離保護(hù)安裝地點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，流過保護(hù)的零序電流很小，零序電壓也很低，方向元件有可能不動(dòng)作，為此應(yīng)分別檢驗(yàn)方向元件的電流和電壓靈敏度，即第三十七頁，共60頁。整定原則Ksen·U=3U0·min/Uoper·min≥1.5Ksen·I=3I0·min/Ioper·min≥1.5式中，3U0·min、3I0·min——分別為相鄰線路末端接地短路時(shí)，加在方向元件上的3倍零序電壓和電流；Uoper·min、Ioper·min——分別為零序方向元件的最小動(dòng)作電壓和電流。第三十八頁，共60頁。第五章輸電線路接地保護(hù)第三節(jié)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第三十九頁，共60頁。單相接地的特點(diǎn)NU&假設(shè)負(fù)荷為0，且忽略電源和線路壓降電網(wǎng)各相對(duì)地電容為C0由于三相對(duì)稱，正常運(yùn)行時(shí)，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓UN=0各相對(duì)地電壓為相電勢，如UA=EA通過各相分布電容C0的電容電流IA、IB、IC對(duì)稱，并超前電壓90°AE&CE&BE&CI&電容電流IA、IB、IC及各相電勢EA、EB、EC的關(guān)系如圖所示三相對(duì)地電壓和三相對(duì)地電容電流均對(duì)稱，因此，系統(tǒng)沒有零序電流A相在K點(diǎn)接地時(shí)，A相對(duì)地電壓為0，A相電容被短接此時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓成了中性點(diǎn)對(duì)K點(diǎn)電壓UN=-EA各相對(duì)地電壓和零序電壓為相量關(guān)系如圖所示，可見A相接地后B、C兩非故障相對(duì)地電壓升高為原來的倍，而且出現(xiàn)了零序電壓各相零序電流及故障點(diǎn)3倍零序電流為可見，兩非故障B、C的電容電流IB、IC流向了故障點(diǎn)K，這就是零序電容電流第四十頁，共60頁。單相接地的特點(diǎn)單相接地的特點(diǎn)可歸納如下：1）發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。非故障相電壓升高至原來的／3倍，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓UN=U0，U0的相量與故障相電勢的相量大小相等、方向相反；2）非故障相保護(hù)安裝處，與正常時(shí)運(yùn)行時(shí)相同，僅流過本線路的零序電容電流，且容性無功功率是由母線指向非故障線路；第四十一頁，共60頁。單相接地的特點(diǎn)單相接地的特點(diǎn)可歸納如下：3）故障相保護(hù)安裝處，流過的是兩非故障相的零序電容電流之和。而容性無功功率是由本線路故障點(diǎn)流向母線，即其功率方向與非故障線路方向相反。第四十二頁，共60頁。單相接地故障的保護(hù)方式根據(jù)上述單相接地故障的特點(diǎn)，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，其單相接地故障的保護(hù)方式主要有以下幾種：1）無選擇性絕緣監(jiān)視裝置（利用接地故障時(shí)出現(xiàn)的零序電壓而構(gòu)成）2）零序電流保護(hù)（利用故障線路始端和非故障線路始端零序電流大小不同而構(gòu)成）3）零序功率方向保護(hù)（利用故障線路始端和非故障線路始端零序功率方向不同而構(gòu)成）第四十三頁，共60頁。無選擇性絕緣監(jiān)視裝置由以上分析可知，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)無零序電壓，一旦發(fā)生單相接地故障時(shí)就會(huì)出現(xiàn)零序電壓。因此，可利用有無零序電壓3U0來實(shí)現(xiàn)無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置。3U0過電壓繼電器動(dòng)作時(shí)，發(fā)出單相接地信號(hào)。因裝置給出的信號(hào)沒有選擇性，運(yùn)行人員只能根據(jù)信號(hào)和三個(gè)電壓表的指示情況判別故障相,而選不出故障線路。如要查尋故障線路，還需運(yùn)行人員依次短時(shí)斷開各條線路，根據(jù)零序電壓信號(hào)是否消失來確定出故障線路。這種方式只適用于比較簡單并且允許短時(shí)停電的線路。第四十四頁，共60頁。零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)是利用故障元件的零序電流大于非故障元件的零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分出故障和非故障元件，從而構(gòu)成有選擇性的保護(hù)。根據(jù)需要保護(hù)可動(dòng)作于信號(hào)，也可動(dòng)作于跳閘。這種保護(hù)一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線上。當(dāng)單相接地電流較大，足以克服零序電流濾過器中的不平衡電流影響時(shí)，保護(hù)裝置可接于由三只電流互感器構(gòu)成的零序電流濾過器回路中。第四十五頁，共60頁。零序電流保護(hù)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，應(yīng)按躲過本線路的對(duì)地電容電流整定，即其中，U——相電壓有效值；

C0——本線路每相對(duì)地電容；

Krel——可靠系數(shù)，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作取4-5;保護(hù)延時(shí)動(dòng)作取1.5-2。第四十六頁，共60頁。零序電流保護(hù)保護(hù)的靈敏度，應(yīng)按在被保護(hù)線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，靈敏系數(shù)為其中，C0Σ——電網(wǎng)在最小運(yùn)行方式下，各線路每相對(duì)地電容之和。第四十七頁，共60頁。零序功率方向保護(hù)利用故障線路和非故障線路零序功率方向的不同，區(qū)分出故障線路，構(gòu)成有選擇性的零序方向保護(hù)。零序功率方向保護(hù)的原理接線如圖所示。零序方向繼電器的最大靈敏角sen=90°采用正極性方式接入3U0和3I0功率方向元件采用正弦型功率方向繼電器KWZ，動(dòng)作方程為|UgIgsinm|≥0電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障相的3I0滯后3U090°，即m=90°，繼電器此時(shí)的動(dòng)作最靈敏；對(duì)于故障相，其3I0超前3U090°，即m=-90°，繼電器不動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了選擇性保護(hù)m=0~90°是零序功率方向繼電器的動(dòng)作范圍。第四十八頁，共60頁。第五章輸電線路接地保護(hù)第四節(jié)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第四十九頁，共60頁。概述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過接地點(diǎn)的電流為全系統(tǒng)零序電容電流的總和。當(dāng)接地點(diǎn)零序電流較大時(shí)，可能在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧，引起弧光過電壓，造成非故障相絕緣破壞，從而發(fā)展為兩點(diǎn)或多點(diǎn)接點(diǎn)短路，使事故擴(kuò)大。為了解決這一問題，可以在中性點(diǎn)接入一個(gè)電感線圈補(bǔ)償接地點(diǎn)的零序電流，從而消除接點(diǎn)的電弧，這一電感線圈就稱為消弧線圈。第五十頁，共60頁。消弧線圈補(bǔ)償原理發(fā)電機(jī)或星形接線的變壓繞組消弧線圈電源端三相分布電容母線線路I線路II線路I分布電容線路II分布電容正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)稱，三相電容電流也對(duì)稱，中性點(diǎn)電位為0流經(jīng)消弧線圈的電流IL=0線路II在K點(diǎn)A相發(fā)生單相接地故障時(shí)，K點(diǎn)產(chǎn)生零序電壓UK0=-EA在零序電壓作用下，消弧線圈產(chǎn)生電感電流IL有IL、IB、IC三種電流在K點(diǎn)處匯合，IB+IC

=IK0IK0則由I0I、I0II、I0G組成。由于IL與IK0相位相反，使IK0受到補(bǔ)償而減小第五十一頁，共60頁。消弧線圈補(bǔ)償方式根據(jù)對(duì)電容電流的補(bǔ)償程度分為三種補(bǔ)償方式。當(dāng)IL=IK0時(shí)，稱為完全補(bǔ)償；當(dāng)IL<IK0時(shí)，稱為欠補(bǔ)償；當(dāng)IL>IK0時(shí)，稱為過補(bǔ)償。為防止消弧線圈L與三相對(duì)地電容形成串聯(lián)諧振，通常不采取完全補(bǔ)償。欠補(bǔ)償方式也不宜采用，因?yàn)榍费a(bǔ)償時(shí)，在接地點(diǎn)的電流仍然是容性的。一旦因運(yùn)行方式改變或因某些線路檢修切除后，電網(wǎng)對(duì)地電容電流減小，同樣會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振情況，從而造成過電壓。第五十二頁，共60頁。消弧線圈補(bǔ)償方式實(shí)際上常用的是過補(bǔ)償方式，其補(bǔ)償度一般不大于10%?？梢?，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中，當(dāng)采用過補(bǔ)償方式時(shí)，流經(jīng)故障線路和非故障線路保護(hù)安裝處的電流，都是電容性電流，其容性無功功率方向都是由母線流向線路。故無法利用功率方向來判別是故障線路還是非故障線路。當(dāng)過補(bǔ)償度不大時(shí)，也很難利用電流大小判別出故障線路。第五十三頁，共60頁。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的

接地保護(hù)方法由上述可見，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，要實(shí)現(xiàn)有選擇