电网的接地保护课件.ppt

1、整理课件整理课件不对称短路分析方法：对称分量法不对称短路分析方法：对称分量法不对称的三相系统不对称的三相系统正负零序网分别对称的三相系统正负零序网分别对称的三相系统故障分析方法复习整理课件1.1.零序序网的构成零序序网的构成零序电流流通回路：零序电流流通回路：UK0、线路、接地变压器中性点、线路、接地变压器中性点一、零序电压、电流和功率的分布特点零序电流正方向：零序电流正方向：母线线路母线线路零序电压正方向：零序电压正方向：线路大地线路大地0KU整理课件0KU0AU0KU0BU0KU01I02I01I02I整理课件0AU0KU0KU0BU0KU01I02I01I02I整理课件 0AU0KU0K

2、U0BU0KU01I02I01I02I整理课件0AU0KU0KU0BU0KU01I02I01I02I整理课件0AU0KU0KU0BU0KU01I02I01I02I整理课件1零序电流滤过器电流互感器采用三相星形接线，在电流互感器采用三相星形接线，在中性线上的电流就是中性线上的电流就是 3I0，在电子式和数字式保护中，也可通过将三相电流互在电子式和数字式保护中，也可通过将三相电流互感器的二次电流直接相加得到。感器的二次电流直接相加得到。因此不需要装设专门的电流互感器，而是直接接入因此不需要装设专门的电流互感器，而是直接接入相间保护用的电流互感器的中性线上；相间保护用的电流互感器的中性线上；.0.3

3、IIIIIcbar二、零序分量的获得（教材P28）整理课件cbaIIII03LI1I2I三个电流互感器励磁电流不相等三个电流互感器励磁电流不相等(铁心磁化曲线不一致铁心磁化曲线不一致以及制造过程中的差异引起以及制造过程中的差异引起)而产生。而产生。)()()(1CCBBAATAIIIIIIn)(1CBATAIIIn相间短路由于相间短路由于TATA一次侧流过较大短路电流，一次侧流过较大短路电流，TATA传变特传变特性变差，不平衡电流增大！性变差，不平衡电流增大！unbI 在在时，零序电流过时，零序电流过滤器存在一个不平衡电流，即滤器存在一个不平衡电流，即 整理课件电流互感器套接于三相电缆的外面，

4、互感器的一次电流互感器套接于三相电缆的外面，互感器的一次电流是电流是ABC三相电流之和。只当一次侧有零序电流三相电流之和。只当一次侧有零序电流时，互感器的二次侧才有相应的零序电流输出。时，互感器的二次侧才有相应的零序电流输出。I003I-电缆引出的线路电缆引出的线路优点：优点：不平衡电流小，接线简单不平衡电流小，接线简单整理课件3、零序电压互感器、零序电压互感器 零序电压的取得，通常采用三个单相电压互感器零序电压的取得，通常采用三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器。或三相五柱式电压互感器。发生接地故障时，从发生接地故障时，从mnmn端子上得到的零序电压为：端子上得到的零序电压为：03.UU

5、UUUCBAmn。mnABC。三个单相式电压互感器ABCmna b c。三相五柱式电压互感器mn。接于发电机中性点的电压互感器加法器aUbUcU03U保护装置内部合成零序电压不平衡电压：不平衡电压：PT误差、误差、三相不完全对称、三相不完全对称、三次谐波三次谐波 保护应考虑躲开它的影响。保护应考虑躲开它的影响。整理课件5.2 中性点直接接地系统线路接地故障保护中性点直接接地系统线路接地故障保护零序零序I段段零序零序段段零序零序段段整理课件一、零序电流速断保护（零序一、零序电流速断保护（零序I段）段）整理课件 零序电流速断保护起动值的整定原则如下。零序电流速断保护起动值的整定原则如下。1.1.躲

6、开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能出现的最大零序电流出现的最大零序电流3I3I0max0max,即即 式中式中 单相接地短路时的零序电流和两相接地短路时单相接地短路时的零序电流和两相接地短路时的零序电流最大值。的零序电流最大值。max.0Imax.0relOP3IKI整理课件IopKIIust.0Irel13如果保护装置的动作时间如果保护装置的动作时间大于断路器三相不同期合闸的时间大于断路器三相不同期合闸的时间，则可以不考虑这一条件。则可以不考虑这一条件。整理课件 。10.3IIoprelswiIKI保护的动作值应躲开该电流的影响，即

7、：保护的动作值应躲开该电流的影响，即：10.3IIoprelswiIKI整理课件措施措施：通常设置两个速断保护。通常设置两个速断保护。（1 1）灵敏）灵敏段段 按条件按条件1 1）和）和 2 2）整定；定值较小，）整定；定值较小，保护范围较大。对保护范围较大。对的接地故障起作用的接地故障起作用。重合闸启动时，将其自动闭锁重合闸启动时，将其自动闭锁;待再次全相运行时才投入。待再次全相运行时才投入。单相单相ZCHZCH整理课件（2 2）不灵敏）不灵敏段段 按条件按条件3 3）整定。）整定。装设它的主要目的，是为了在单相重合闸过程装设它的主要目的，是为了在单相重合闸过程中，中，其他两相又发生接地故障

8、时其他两相又发生接地故障时，用以弥补失去，用以弥补失去灵敏灵敏段的缺陷，尽快地将故障切除！段的缺陷，尽快地将故障切除！整理课件当线路采用单相自动重合闸时当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态躲过非全相运行状态下下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。不灵敏不灵敏段：段：针对针对的接地短路起的接地短路起保护作用保护作用,对全相运行也起到一定的保护作用。对全相运行也起到一定的保护作用。不灵敏不灵敏 I 段段:定值较高定值较高灵敏灵敏段：段：针对针对的接地短路起保的接地短路起保护作用，非全相运行时退出。护作用，非全相运行时退出。灵敏灵敏 I 段段:定值

9、较小定值较小整理课件(2)(2)限时零序电流速断保护限时零序电流速断保护 a.a.与相邻线路零序电流与相邻线路零序电流段配合段配合2010IopIIrelIIopIKI02015.0ttttIII灵敏性校验灵敏性校验:5.130min0IIopsenIIK限时零序电流速断保护其基本原理与相间短路保护相似。限时零序电流速断保护其基本原理与相间短路保护相似。整理课件当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接地的变压器时，需要考虑分支电路对零序电流分布地的变压器时，需要考虑分支电路对零序电流分布的影响。的影响。b.b.两个保护间的变电所母线上有中性点接地

10、的变压器时两个保护间的变电所母线上有中性点接地的变压器时整理课件整理课件零序零序段的动作电流：段的动作电流：（与相邻线路零序（与相邻线路零序段配合）：段配合）：0.5 sminb10/0IopIIrelKIK20IIopI（本线末、接地、最小短路电流）（本线末、接地、最小短路电流）5.131.min.0IIopBkIIsenIIK整理课件3 3）改用接地距离保护。）改用接地距离保护。2 2）采用两个灵敏性不同的零序）采用两个灵敏性不同的零序段保护段保护,保留原有保留原有0.5s0.5s 段，保证在正常、最大方式下快速切除故障；段，保证在正常、最大方式下快速切除故障；1 1）与相邻线路零序）与相

11、邻线路零序段配合；段配合；再增加一个与相邻线路零序再增加一个与相邻线路零序段相配合的段相配合的段保护，段保护，保证在各种方式下切除故障。保证在各种方式下切除故障。整理课件1 1）躲过下级线路相间短路时最大不平衡电流）躲过下级线路相间短路时最大不平衡电流 max.IIIrel1unbIIIopIKI(3)3)零序过电流保护零序过电流保护 动作电流整定条件：动作电流整定条件：整理课件即本级零序过电流的保护范围不能超过相邻线路零序过电即本级零序过电流的保护范围不能超过相邻线路零序过电流保护的范围。流保护的范围。K0b.min零序电流分支系数零序电流分支系数在相邻线路的零序III段保护范围末端接地短路

12、时，故障线路中零序电流与流过本保护中零序电流之比。op2relIKI.0IIIop1III/K0b.minIII整理课件3.3.灵敏度校验灵敏度校验 作为作为时，按本线路末端发生接地故时，按本线路末端发生接地故障时的最小零序电流来校验，要求障时的最小零序电流来校验，要求 作为作为时，按相邻线路保护范时，按相邻线路保护范围末端发生接地故障时，流过本保护的最小零序电流围末端发生接地故障时，流过本保护的最小零序电流3I3I0min0min来校验，要求来校验，要求IIIopbkIIIsenIKIK1.0min.C.01.3)(远IIIopBkIIIsenIIK1.min.01.3)(近整理课件为保证动

13、作的选择性，按照阶梯型配为保证动作的选择性，按照阶梯型配合的原则来确定。合的原则来确定。13的三段无需配合，无零序电流产生；的三段无需配合，无零序电流产生；46的三段有配合，变压器的三段有配合，变压器T1的零序过流可实现速动；的零序过流可实现速动；只有在两个变压器间发生接地故障时，才能引起零序只有在两个变压器间发生接地故障时，才能引起零序电流，所以只有保护电流，所以只有保护4 4、5 5、6 6才能采用零序保护，要求：才能采用零序保护，要求：654ttt整理课件一、中性点不接地电网中单一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点相接地故障的特点 1、单条线路 正常运行情况下，三相对地有相同的电容

14、，在相电压的作用下，每相都有一超前于相电压 的电容电流流入地中，而三相电流之和等于零。0C90第三节第三节 中性点非直接接地电网中单相接地故障的零中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护序电压、电流及方向保护 0CBAIII.CUIIICBA.整理课件0DAU1503jAABDBeEEEU1503jAACDCeEEEU假设相发生假设相发生单相接地单相接地，各相对地的电压为，各相对地的电压为结论：结论：3整理课件故障点故障点D D的零序电压为：的零序电压为：)(31.CDBDADdoUUUUAE各相对地电容电流为各相对地电容电流为 ：0.0.0CjUICjUIICDCBDBA

15、结论：故障点的零序电压大小结论：故障点的零序电压大小Ud0Ud0与相电压与相电压UU相等相等。03CUIICB整理课件从接地点流回的电流从接地点流回的电流I ID D为为 ：CBCBADIIIIII.)(0CjUUCDBD)(.AECj03.UCj03结论：结论：从接地点流回的电从接地点流回的电流流IDID为正常运行时，三为正常运行时，三相对地电容电流的算术相对地电容电流的算术和。和。整理课件2.2.多条线路网络多条线路网络 当线路当线路II AII A相接地时，在此接地电流相接地时，在此接地电流IDID为为 0.F000.D.CF.BF.C.B.CI.BI.D.CU3)CCC(U3I)II(

16、)II()II(I整理课件零序电流零序电流为线路为线路本身的本身的电容电流，电容性无功功率电容电流，电容性无功功率方向由母线流向线路。方向由母线流向线路。在在非故障线路非故障线路上，上，A A相电流为零，相电流为零，B B和和C C相中流有本身的电容相中流有本身的电容电流。因此线路始端电流。因此线路始端所反映的零序电流为所反映的零序电流为 03CUID11013CBIII010133CUI有效值为有效值为（1 1）非故障元件）非故障元件整理课件 在发电机上在发电机上，首先有它本身的，首先有它本身的B B相和相和C C相对地电容电流相对地电容电流 和和 ，但由于它是产生其它电容电流的电源。，但由

17、于它是产生其它电容电流的电源。因此，从因此，从A A相中要流回从故障点流上来的全部电容电流，而相中要流回从故障点流上来的全部电容电流，而在在B B相和相和C C相中又要分别流出各线路上同名相的对地电容电流，相中又要分别流出各线路上同名相的对地电容电流，此时从发电机出现端所反映的零序电流仍为三相电流之和。此时从发电机出现端所反映的零序电流仍为三相电流之和。BfICfI整理课件 由图可见，各线路电容电流从由图可见，各线路电容电流从A A相流人后又分别从相流人后又分别从B B相和相和C C相相流出，互相抵消，只剩下发电机本身的电容电流，故流出，互相抵消，只剩下发电机本身的电容电流，故 即零序电流为发

18、电机本身的电容电流，其电容性无功功率即零序电流为发电机本身的电容电流，其电容性无功功率的方向是由母线流向发电机，此特点与非故障线路一样。的方向是由母线流向发电机，此特点与非故障线路一样。CfBffIII03ffCUI0033整理课件在发生故障的线路在发生故障的线路，B相和相和C相上与非故障线路一样，没有它本相上与非故障线路一样，没有它本身的电容电流身的电容电流 和和 ，不同之处是在接地点要流回全系统，不同之处是在接地点要流回全系统B和和C相对地电容电流之总和，为相对地电容电流之总和，为BICI)()()(11CfBfCBCBDIIIIIII（2 2）故障线路）故障线路：整理课件 有效值有效值

19、式中式中 为全系统每相对地电容的总和。此电流为全系统每相对地电容的总和。此电流要从要从A A相流回去，因此，从相流回去，因此，从A A相流出的电流可表示相流出的电流可表示为为 ，这样在线路，这样在线路始端所流过的零序电流始端所流过的零序电流则为则为 000013)(3CUCCCUIfD0CDAII)(3110CfBfCBCBAIIIIIIII整理课件其有效值为其有效值为 可见由故障线路流向母线的零序电流，数值等可见由故障线路流向母线的零序电流，数值等于全系统非故障元件对地电容电流之总和，其电容于全系统非故障元件对地电容电流之总和，其电容性无功功率的方向为由线路流向母线，与非故障上性无功功率的方

20、向为由线路流向母线，与非故障上相反。相反。)(33000CCUI整理课件NoImageNoImage结论：结论：发生单相接地时，全系统都将出现发生单相接地时，全系统都将出现零序电压零序电压。在非故障的元件上在非故障的元件上有零序电流有零序电流，其数值等于本身，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。线流向线路。障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，数值较大，电容性无功功率实际容电流之和，数值较大，电容性无功功率实际方向方向：线路流向母线。线路流向母线。整理课件

21、1、绝缘监视、绝缘监视 在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号。动作于信号。二、中性点不接地电网中单相接地保护二、中性点不接地电网中单相接地保护 整理课件正常运行时：没有零序电压，三只电压表读数相等，正常运行时：没有零序电压，三只电压表读数相等，KVKV不动。不动。当系统任一出线发生接地故障时：接地相对地电压为零，而当系统任一出线发生接地故障时：接地相对地电压为零，而其他两相对地电压升高。同时在开口三角处出现零序电压，其他两相对地电压升高。

22、同时在开口三角处出现零序电压，过电压继电器过电压继电器KVKV动作，给出接地信号。动作，给出接地信号。整理课件2、零序电流保护、零序电流保护 零序电流保护是零序电流保护是来实现有选择性的发出信号或动作来实现有选择性的发出信号或动作于跳闸的保护装置。于跳闸的保护装置。零序电流保护的原理接线图如右图所示。零序电流保护的原理接线图如右图所示。零序电流保护装置的起动电流必须大于零序电流保护装置的起动电流必须大于本线路的零序电容电流，即本线路的零序电容电流，即0.3CUKIrelOPKA整理课件零序电流保护装置的灵敏度：零序电流保护装置的灵敏度：按被保护线路上发生接地故障时流经保护的最小按被保护线路上发生接地故障时流经保护的最小零序电流来校验，灵敏系数为：零序电流来校验，灵敏系数为：由上式可见，当全网络的电容电流越大，或被保护线由上式可见，当全网络的电容电流越大，或被保护线路的电容电流越小时，零序电流保护的灵敏系数就越容易路的电容电流越小时，零序电流保护的灵敏系数就越容易满足要求。满足要求。OPKAsenICCUK.00)(3000CKCCrel