3.4中性點直接接地系統(tǒng)輸電線路接地故障保護

1、2.4中性點直接接地系統(tǒng)輸電線路接地故障保護,1、 中性點直接接地系統(tǒng)接地時零序分量的特點,電力系統(tǒng)發(fā)生接地時,可利用對稱分量法將電流分解為正序、負序和零序。在中性點直接接地電網(wǎng)中，當發(fā)生單相接地短路時，將出現(xiàn)較大的零序電流,在正常運行時,理想條件下,系統(tǒng)中不含有零序電壓電流。采用三相完全星形接線的過電流保護雖然可以反應故障，但靈敏度往往不能滿足要求。因此，在中性點直接接地電網(wǎng)中,都裝有利用有零序電壓電流構成的接地短路保護。,接地時零

2、序等效網(wǎng)絡：,零序分量特點,1、故障點的零序電壓最高為，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。,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。,4、對于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正

3、序功率方向相反，零序功率方向實際上都是由線路流向母線的。,2、 零序電流保護,零序電流保護通常也采用階段式保護。,從保護構成看，三段式零序電流保護與三段式相間短路保護相類似。,零序電壓過濾器、零序電流過濾器,零序電壓過濾器：三個單相電壓互感器三相五柱式電壓互感器接于發(fā)電機中性點的合成零序電壓零序電流過濾器零序電流互感器,1、零序電流速斷保護,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：

4、,（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。,,,,保護動作電流,（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,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，通常整定值較高，可采用設置兩個速斷保護。,即靈敏

5、I 段，不靈敏 I 段保護。,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,限時零序電流速斷保護的動作電流應躲過下一級相鄰元件的瞬時零序電流速斷保護范圍末端發(fā)生接地短路時流過保護安裝處的三倍零序電流：在本線路末端校驗靈敏度時，要求ks?1.5，若不能滿足，可考慮與相臨線路零序II段配合。,保護動作電流確定分析,,動作時間：,靈敏度,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

6、要求時，可采用下列措施加以解決:,(1)使本線路的零序Ⅱ段與下一線路的零序Ⅱ 段相配合，其動作電流、動作時限都與下一線路的零序Ⅱ段配合；,(2)保留原來0.5s時限的零序Ⅱ段，增設一個與下一線路零序Ⅱ段配合的、動作時限為1s左右的零序Ⅱ段，它們與瞬時零序電流速斷及零序過電流保護一起，構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

7、定。,同時要求各保護間進行配合。,靈敏度,零序電流保護Ⅲ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≥1.3~1.5，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。,,,3.4.3 零序方向電流保護,在雙側電源兩側變壓器的中性點均接地的電網(wǎng)中，當線路上發(fā)生接地短路時，故障點的零序電流將分為兩個支路分別流向兩側的接地中性點，不裝設方向元件將不能保證