电力系统接地故障及保护.ppt

接地故障及保护 第一节第一节 中性点直接接地电网中性点直接接地电网 中单相接地故障的保护中单相接地故障的保护 接地故障时零序分量的分布特点接地故障时零序分量的分布特点1 1、故障点处的零序电压最高，离故障点、故障点处的零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地越远，零序电压越低，变压器中性点接地处的零序电压为零处的零序电压为零2 2、零序电流是由故障点处零序电压产生，、零序电流是由故障点处零序电压产生，其大小与分布由接地变压器的分布与数目其大小与分布由接地变压器的分布与数目决定 3 3、零序或负序功率方向与正序功率方向、零序或负序功率方向与正序功率方向相反，即正序功率方向为由母线指向故障相反，即正序功率方向为由母线指向故障点，而零序功率方向却由故障点指向母线点，而零序功率方向却由故障点指向母线 三段式零序电流保护三段式零序电流保护一、无时限零序电流速断保护一、无时限零序电流速断保护 二、限时零序电流速断保护二、限时零序电流速断保护 三、零序过电流保护三、零序过电流保护+无时限零序电流速断保护无时限零序电流速断保护工作原理工作原理: :反映被保护线路零序电流升高反映被保护线路零序电流升高而动作的保护而动作的保护作用作用：作为被保护线路接地故障的主保护：作为被保护线路接地故障的主保护保护区保护区：线路始端一部分：线路始端一部分整定计算原则整定计算原则与相间短路的无时限电流速与相间短路的无时限电流速断保护类似断保护类似 1 1、躲过被保护线路末端接地短、躲过被保护线路末端接地短路故障时，流过本保护的最大零序路故障时，流过本保护的最大零序电流。

电流整定原则及公式整定原则及公式可靠系数，一般取可靠系数，一般取1.25-1.31.25-1.3N N处发生接地故障时，流过本保护的处发生接地故障时，流过本保护的最大零序电流最大零序电流 0 2 2、躲过断路器三相触头不同时合、躲过断路器三相触头不同时合闸时，流过保护的最大零序电流闸时，流过保护的最大零序电流为提高保护灵敏度可让保护带有（为提高保护灵敏度可让保护带有0.10.1秒延时秒延时, ,此条可不考虑此条可不考虑) )——可靠系数，一般取可靠系数，一般取1.1-1.21.1-1.2——三相触头不同时合闸时，三相触头不同时合闸时， 出现的最大零序电流出现的最大零序电流 3 3、当被保护线路采用单相自、当被保护线路采用单相自动重合闸时，保护还应躲过单相动重合闸时，保护还应躲过单相重合闸过程中出现非全相运行又重合闸过程中出现非全相运行又伴随振荡时的零序电流伴随振荡时的零序电流可靠系数，一般取1.1-1.2 非全相振荡时的零序电流 限时零序电流速断保护限时零序电流速断保护 工作原理工作原理: :反映被保护线路零序电流升反映被保护线路零序电流升高而带有较小时限动作的保护高而带有较小时限动作的保护作用作用：与零序：与零序I I段配合作为被保护线路段配合作为被保护线路接地故障的主保护接地故障的主保护保护区保护区：本线路全长：本线路全长整定计算原则整定计算原则与相间短路的限时电流速与相间短路的限时电流速断保护类似断保护类似 1 1、按与相邻线路的零序、按与相邻线路的零序ⅠⅠ段配段配合整定。

合整定整定计算及灵敏度校验整定计算及灵敏度校验 0 相邻线路零序相邻线路零序ⅠⅠ段段的动作电流的动作电流; ;可靠系数，取可靠系数，取1.11.1；；分支系数分支系数　2、按躲过非全相运行时的零序按躲过非全相运行时的零序电流整定电流整定( (不灵敏不灵敏IIII段段按此原则整定按此原则整定) )——本线路非全相运本线路非全相运行时的最大零序电流行时的最大零序电流3 3、灵敏度校验、灵敏度校验 按被保护按被保护线路末端线路末端接地故障时流过保护的接地故障时流过保护的最小最小3 3倍零序电流来校倍零序电流来校验，要求验，要求即：末端故障时定能动即：末端故障时定能动作！！作！！零序过电流保护零序过电流保护工作原理工作原理: :反映被保护线路零序电流升高而带有较长反映被保护线路零序电流升高而带有较长时限动作的保护时限动作的保护作用作用：作为被保护线路接地故障的后备保护：作为被保护线路接地故障的后备保护保护区保护区：：本线路全长和下一相邻线路全长本线路全长和下一相邻线路全长出口方式出口方式：跳开本线路出口断路器：跳开本线路出口断路器整定计算原则：整定计算原则：1 1、在、在下一相邻线路下一相邻线路上发生三相短路上发生三相短路时，本保护不动作。

时，本保护不动作2 2、与、与下一相邻线路下一相邻线路零序过电零序过电流保护灵敏度配合流保护灵敏度配合 1 1、躲过相邻线路出口处发生、躲过相邻线路出口处发生三相短路时，流过保护的最大不三相短路时，流过保护的最大不平衡电流平衡电流 零序过电流保护动作电流整定零序过电流保护动作电流整定—可靠系数，取1.2-1.3——相邻线路出口处发生三相短路时，零序电流滤过器输出的最大不平衡电流最大不平衡电流计算最大不平衡电流计算2 2、与下一相邻线路零序过电流、与下一相邻线路零序过电流保护灵敏度配合保护灵敏度配合灵敏度校验灵敏度校验近后备：近后备：选选本线路末端本线路末端接地短路流过本保接地短路流过本保护的最小零序电流与保护动作电流之比护的最小零序电流与保护动作电流之比, ,要要求灵敏系数不小于求灵敏系数不小于1.3-1.5;1.3-1.5;远后备远后备：：选选下一相邻线路末端下一相邻线路末端接地短路流接地短路流过本保护的最小零序电流与保护动作电流之过本保护的最小零序电流与保护动作电流之比比, ,要求灵敏系数不小于要求灵敏系数不小于1.21.2““故障零序故障零序 > > 动作电流动作电流”” 零序方向电流保护零序方向电流保护增设方向元件的必要性增设方向元件的必要性正向故障时，保护安装点零序电正向故障时，保护安装点零序电压与零序电流的相位关系压与零序电流的相位关系整流型零序功率方向继电器整流型零序功率方向继电器   LG-12 整流型零序功率方向继电器整流型零序功率方向继电器 原理接线原理接线动作方程及动作特性动作方程及动作特性接线方式接线方式  动作方程幅值比较相位比较：接地短路功率方向继电器的接线方式接地短路功率方向继电器的接线方式三段式电流保护与三段式零序电流保护的三段式电流保护与三段式零序电流保护的异同异同三段电流三段电流三段零序三段零序作用作用反应相间短路反应相间短路I I、、II II段主保护，段主保护，IIIIII段后段后备备反应接地短路反应接地短路I I、、II II段主保护，段主保护，IIIIII段段后备后备动作电流动作电流整定原则整定原则I I、、II II段类似，段类似，IIIIII段按段按负负荷电流荷电流考虑考虑IIIIII段按相邻线路段按相邻线路相间相间短路不动作短路不动作考虑考虑动作时间动作时间I I、、II II段同；段同；IIIIII段时间较段时间较长长I I、、II II段同；段同；IIIIII段时间段时间较短较短灵敏度灵敏度校验点选择一样，短校验点选择一样，短路类型选择两相短路路类型选择两相短路校验点选择一样，校验点选择一样，短短路类型选择接地短路路类型选择接地短路（（IIIIII段灵敏度较高）段灵敏度较高）特点特点接线较复杂，受振荡接线较复杂，受振荡和过负荷影响和过负荷影响接线简单，不受振荡接线简单，不受振荡和过负荷影响和过负荷影响LG-11与与LG-12异同异同LG-11LG-11LG-12LG-12应用应用相间短路相间短路接地短路接地短路记忆回路记忆回路有有无无灵敏角灵敏角-30-300 0 ；；-45-450 0 70 700 0动作范围动作范围接线接线90900 0第二节第二节 小电流接地系统单小电流接地系统单相接地故障的保护相接地故障的保护NU&一、中性点不接地系统单相接地特点和保护方式一、中性点不接地系统单相接地特点和保护方式AE&CE&BE&CI&单相接地的特点单相接地的特点 1 1、发生接地后，全系统出、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。

非故障现零序电压和零序电流非故障相电压升高至原来的相电压升高至原来的 倍，电源倍，电源中性点对地电压与故障相电势的中性点对地电压与故障相电势的相量大小相等方向相反；相量大小相等方向相反；  2 2、非故障线路保护安装处，、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容电流容流过本线路的零序电容电流容性无功功率是由母线指向非故障性无功功率是由母线指向非故障线路；线路； 3 3、故障线路保护安装处，流、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件的零序电过的是所有非故障元件的零序电容电流之和而容性无功功率是容电流之和而容性无功功率是由故障线路指向母线由故障线路指向母线 单相接地故障的保护方式单相接地故障的保护方式 1 1．无选择性绝缘监视装置．无选择性绝缘监视装置 （利用接（利用接地故障时出现的零序电压而构成）地故障时出现的零序电压而构成）2 2、、零序电流保护零序电流保护（利用故障线路始端（利用故障线路始端和非故障线路始端零序电流大小不同和非故障线路始端零序电流大小不同而构成）而构成）3 3、零序功率方向保护、零序功率方向保护（利用故障线路（利用故障线路始端和非故障线路始端零序功率方向始端和非故障线路始端零序功率方向不同而构成）不同而构成）  无无选选择择性性绝绝缘缘监监察察装装置置2 2．零序电流保护．零序电流保护 零序电流保护是利用故障零序电流保护是利用故障元件的零序电流大于非故障元元件的零序电流大于非故障元件的零序电流的特点，区分出件的零序电流的特点，区分出故障和非故障元件，从而构成故障和非故障元件，从而构成有选择性的保护。

根据需要保有选择性的保护根据需要保护可动作于信号，也可动作于护可动作于信号，也可动作于跳闸 1 1））动作电流整定：动作电流整定： 按躲过本线路的对地电容电流整定按躲过本线路的对地电容电流整定 ——相电压有效值相电压有效值； ——本线路每相对地电容；本线路每相对地电容； ——可靠系数，保护瞬时动作取可靠系数，保护瞬时动作取4-5;4-5;保保护延时动作取护延时动作取1.5-21.5-2 2 2）灵敏度校验：）灵敏度校验： 应按在被保护线路上发生单相接地故障应按在被保护线路上发生单相接地故障时，流过保护的最小零序电流校验时，流过保护的最小零序电流校验 3 3．零序功率方向保护．零序功率方向保护 利用故障线路和非故障线路利用故障线路和非故障线路零序功率方向的不同，区分出零序功率方向的不同，区分出故障线路，构成有选择性的零故障线路，构成有选择性的零序方向保护序方向保护 零序功率方向保护的原理接线及动作特性零序功率方向保护的原理接线及动作特性  单相接地故障的特点单相接地故障的特点 中性点经消弧线圈接地电网中，中性点经消弧线圈接地电网中，当采用过补偿方式时，流经故障线路当采用过补偿方式时，流经故障线路和非故障线路保护安装处的电流，是和非故障线路保护安装处的电流，是电容性电流，其容性无功功率方向都电容性电流，其容性无功功率方向都是由母线流向线路。

故无法利用功率是由母线流向线路故无法利用功率方向来判别是故障线路还是非故障线方向来判别是故障线路还是非故障线路当过补偿度不大时，也很难利用路当过补偿度不大时，也很难利用电流大小判别出故障线路电流大小判别出故障线路 二、中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障特二、中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障特点和保护方式点和保护方式 经消弧线圈接地系统的接地保护经消弧线圈接地系统的接地保护 1 1．反应稳态．反应稳态5 5次谐波分量的接地次谐波分量的接地 2 2．反应暂态零序电流的保护；．反应暂态零序电流的保护； 保护；保护；3 3．注入信号法．注入信号法 。