牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)課件：電網(wǎng)的接地保護(hù)

電網(wǎng)的接地保護(hù)牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)電網(wǎng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)

學(xué)習(xí)指南中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)單相接地故障特性中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)知識(shí)回顧1、零序分量的概念2、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地故障特征（零序電壓、電流、功率）3、零序分量（電壓、電流）濾過器中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)一、相關(guān)規(guī)定中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)(又稱小接地短路電流系統(tǒng))小接地系統(tǒng)包括：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地系統(tǒng)。（中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)），發(fā)生故障的時(shí)候接地電流比較小。運(yùn)行規(guī)程：一般允許中性點(diǎn)非直接接地帶接地故障繼續(xù)運(yùn)行1-2小時(shí)，因而其供電可靠性高，這是其主要優(yōu)點(diǎn)。對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障通常只要求選出故障線路，并及時(shí)發(fā)出信號(hào)；但當(dāng)單相接地故障對(duì)人身和設(shè)備安全有危險(xiǎn)時(shí)，則動(dòng)作與跳閘。單相接地時(shí)，用三相系統(tǒng)表示的電容電流分布圖當(dāng)饋電線II發(fā)生接地故障時(shí)：各相對(duì)地電壓為：

二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障特性右圖示為接線示意圖。正常運(yùn)行時(shí)，三相的對(duì)地電容相當(dāng)于中性點(diǎn)接地的三相對(duì)稱星形容性負(fù)載，三相的對(duì)地電壓仍然是對(duì)稱的相電壓，對(duì)地電容電流也三相對(duì)稱，并分別比系統(tǒng)電勢超前90°，電源中性點(diǎn)的電位與地電位相等，無零序電壓和零序電流。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)單相接地時(shí)，用三相系統(tǒng)表示的電容電流分布圖當(dāng)饋電線II發(fā)生接地故障時(shí)：各相對(duì)地電壓為：

二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障特性①故障點(diǎn)k的零序電壓為

上式表明：由此引起全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓,且電網(wǎng)各處零序電壓相等。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)單相接地時(shí)，用三相系統(tǒng)表示的電容電流分布圖二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障特性非故障相的饋電線路零序電流：非故障相的饋電線路I上，A相對(duì)地電容電流為零，B相和C相電流有本身的對(duì)地電容電流。因此在饋電線路I始端所反應(yīng)的零序電流為:上式表明：在非故障相的饋電線路零序電流為該線路本身的對(duì)地電容電流，其無功功率方向?yàn)槟妇€流向線路。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障特性電源S上的零序電流其有效值為：上式表明：上式表明：電源出線端所反映的零序電流為電源本身的對(duì)地電容電流，無功功率方向?yàn)槟妇€流向電源。因此，接地故障饋電線線路上故障點(diǎn)的零序電流為所有元件對(duì)地電容電流形成，即上式表明：在發(fā)生接地故障的饋電線路始端所反應(yīng)的零序電流，為全系統(tǒng)非故障元件(不包括故障線路本身)對(duì)地電容電流之總和，其電容性無功功率的方向?yàn)橛砂l(fā)生接地故障的饋電線路流向母線。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)單相接地時(shí)，用三相系統(tǒng)表示的電容電流分布圖故障特性：零序電壓:發(fā)生單相接地時(shí)，全系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)零序電壓。零序電流:在非故障元件上，等于該元件本身的電容電流，方向?yàn)閺哪妇€流向線路。在故障元件上為全系統(tǒng)非故障元件電容電流之和，方向?yàn)閺木€路流向母線。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地故障特性中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)1．絕緣監(jiān)察裝置利用接在母線上的三相五柱式電壓互感器TV與一個(gè)過電壓繼電器KV構(gòu)成。絕緣監(jiān)察裝置接線圖中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)1．絕緣監(jiān)察裝置

TV二次側(cè)有兩個(gè)繞組：一個(gè)繞組接成星形，用三個(gè)電壓表分別測量三個(gè)相電壓；另一個(gè)繞組接成開口三角形，在開口處接一個(gè)過電壓繼電器KV。正常運(yùn)行時(shí)，母線三相電壓對(duì)稱，三個(gè)電壓表指示值相等(都等于相電壓)，KV不動(dòng)作。當(dāng)連接于母線的任何一個(gè)元件發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相的電壓表指示為零，另兩相電壓表指示值增加至√3倍；同時(shí)KV線圈端子上加入數(shù)值接近3倍相電壓的零序電壓3U0，KV動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。絕緣監(jiān)察裝置接線圖中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)1．絕緣監(jiān)察裝置解決辦法：按相排查。具體做法是：運(yùn)行人員依次按動(dòng)每條線路的“檢查接地按鈕”，使其斷路器跳閘，并立即由自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作使斷路器合閘；在斷開某條線路斷路器的瞬時(shí)，如果接地信號(hào)消失，即表明該線路有單相接地故障

絕緣監(jiān)察裝置接線圖中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)2．零序電流保護(hù)它是利用故障線路零序電流比非故障線路零序電流要大的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號(hào)或動(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線路上(如電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路)。當(dāng)單相接地電流較大，足以克服零序電流濾過器中不平衡電流的影響時(shí)，這種保護(hù)也可以接于三個(gè)電流互感器構(gòu)成的零序電流回路中。

零序電流互感器的安裝接線圖中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)2．零序電流保護(hù)采用零序電流互感器，考慮到當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流不僅在地中流通，也可能沿著電纜鉛皮和鋼鎧流通。為了防止當(dāng)保護(hù)區(qū)外發(fā)生單相接地故障時(shí)，該電流引起非故障線路零序電流保護(hù)誤動(dòng)作；同時(shí)，也為了避免該電流使故障線路零序電流保護(hù)的靈敏度降低，應(yīng)將電纜端盒與金屬支架絕緣，并將電纜端盒的接地線穿過零序電流互感器的鐵芯再接地。

零序電流互感器的安裝接線圖中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單相接地保護(hù)3．零序功率保護(hù)在出線較少或較短的情況下，故障線路零序電流與非故障線路零序電流差別不大，采用零序電流保護(hù)靈敏度往往不能滿足要求。這時(shí)可以采用零序功率方向保護(hù)，利用故障線路與非非故障線路零序功率方向不同的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)獲跳閘。

知識(shí)總結(jié)零序分量特點(diǎn)中性點(diǎn)直接接地特征零序電壓？零序電流？零序功率方向？中性點(diǎn)直接接地特征零序電壓？零序電流？電網(wǎng)的接地保護(hù)牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)電網(wǎng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)

學(xué)習(xí)指南零序保護(hù)的概念中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)零序分量及零序保護(hù)概念一、什么是零序分量正序分量ABC負(fù)序分量ABC零序分量ABC在不對(duì)稱三相電路中各相電量之間滿足如下關(guān)系：零序電流和零序電壓的出現(xiàn)即表明電力系統(tǒng)發(fā)生了接地短路?？梢岳眠@一特點(diǎn)構(gòu)成接地短路保護(hù)，這種保護(hù)叫做零序保護(hù)，也稱接地保護(hù)。零序分量及零序保護(hù)概念二、什么是零序保護(hù)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也稱大接地電流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)中一相接地時(shí)，出現(xiàn)除中性點(diǎn)以外的另一個(gè)接地點(diǎn)，構(gòu)成了短路回路，接地故障相電流很大，為了防止設(shè)備損壞，必須迅速切斷電源，因而供電可靠性低，易發(fā)生停電事故。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)一、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)二、故障特性分析零序網(wǎng)絡(luò)及電流、電壓分布

1、零序電壓：接地短路點(diǎn)最高，距離越遠(yuǎn)零序電壓越低，到變壓器中性點(diǎn)接地處等于零。

2、零序電流：可看成是由接地短路點(diǎn)出現(xiàn)的零序電壓U0k產(chǎn)生的，由接地短路點(diǎn)流向變壓器接地的中性點(diǎn)。零序電流的大小和分布與變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置有關(guān)。3、零序功率：方向是由線路流向母線，例如由k(1)點(diǎn)流向母線A和母線B。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)二、故障特性分析零序網(wǎng)絡(luò)及電流、電壓分布

4、零序阻抗：保護(hù)安裝處的零序電壓，實(shí)際上是從該點(diǎn)到零序網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)之間零序阻抗上的電壓降。例如，對(duì)母線A來說，零序電壓就是在變壓器1T零序阻抗X01T上的電壓降。該處零序電流與零序電壓之間的相位差也由零序阻抗Xm的阻抗角決定，而與被保護(hù)線路和故障點(diǎn)位置無關(guān)。1.對(duì)稱分量濾過器的概念為了使繼電器只受一種分量而不受其他分量的作用，需要采用一種特殊的對(duì)稱分量濾過電路，它只讓所需要的分量通過，而將其他分量阻擋。只讓零序分量通過的，叫做零序分量濾過器。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)三、零序分量濾過器2、零序電壓濾過器如圖所示是由電壓互感器二次側(cè)接成開口三角形構(gòu)成的零序電壓濾過器。對(duì)于正序或負(fù)序電壓分量，三相相加為零；對(duì)于零序電壓分量，三相相加不為零。因此，電壓互感器二次側(cè)開口三角形輸出端只有零序電壓分量3U0出現(xiàn)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)三、零序分量濾過器3、零序電流濾過器如圖所示是由電流互感器二次側(cè)三相的首端并聯(lián)、末端并聯(lián)，兩并聯(lián)點(diǎn)為輸出端而構(gòu)成的零序電流濾過器。對(duì)于正序或負(fù)序電流分量，三相相加為零；對(duì)于零序電流分量，三相相加不為零。因此，零序電流濾過器輸出端只有零序電流分量3I0出現(xiàn)。

在實(shí)際使用中，這種零序電流濾過器可與相間短路保護(hù)共用一組三相星形接線的電流互感器。常用于架空線路。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大接地）接地保護(hù)三、零序分量濾過器零序電流濾過器1、若在