电力系统接地保护

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南昌大学继电保护第五章电力系统的接地保护汇总

南昌大学继电保护第五章电力系统的接地保护汇总

K rel
• 3I0,ust
式中
KΙ rel
——可靠系数,取1.1~1.2。
求取t的方法:a.两相先合,相当于一相断线的零序电流,类似于两相接地短 路有
b. 一相先合,相当于两相断线的零序电流,类似于单相接地短路有 式中Z11、Z22、Z00——系统的纵向正序、负序、零序等 值阻抗。取式中的较大者
二、三段式零序电流保护的整定计算
I
OP
1.无时限 零序电流速断保护(零序电流I段)
无时限零序电流速断保护的动作电流 的整定应考虑以下三个原则:
(1)躲过被保护线路末端发生单相或两
相接地短路时流过本线路的最大零序电
流.即:
I 0,op
K1 rel
• 3I 0.max
计算3I0.max求取的条件: ①故障点应选取线路末端,图中A处
(4) 两台变压器并联运行,应选用零序阻抗相等的变压器,正常时将一台变压器 中性点直接接地。当中性点接地变压器退出运行时,则将另一台变压器中性点直 接接地运行
(5) 220kV以上大型电力变压器都为分级绝缘,且分为两种类型,其中绝缘水平 较低的一种(500kV系统,中性点绝缘水平为38kV的变压器),中性点必须直接接 地。
二、零序电压滤过器 零序功率方向继电器需要输入保护安装处的零序电压和零序电流
三、接地短路时保护安装处零序电压与零 序电流的相位关系
如上图所示:正方向接地短路故障时,零 序电压滞后零序电流110o-95o。 如图所示:反方向接地短路故障时,零序 电压超前零序电流110o-95o 。
四. 零序功率方向继电器的接线
的零序电流I段整定时故障点应在B处。 ②故障类型应选择使得零序电流最大
的一种接地故障,当X1∑>X 0∑ 采用两相 接地短路,X1∑ < X 0∑采用单相接地。

工作接地和保护接地的区别

工作接地和保护接地的区别

工作接地和保护接地的区别在电力系统中,接地是非常重要的安全措施。

根据其目的和功能,接地可以分为不同的类型,其中比较重要的是工作接地和保护接地。

虽然这两种类型看起来相似,但实际上它们有一些明显的不同之处。

定义工作接地和保护接地都是电力系统中的接地,但它们的目的和定义有所不同。

•工作接地是指将系统中某些设备和导体通过一个接地电阻连接到地面,以保证人身安全,同时也可使设备和电气系统具有适当的电位。

此时接地的电阻,一般不应大于4欧姆。

•保护接地是一种特殊的接地方式,用于对电力系统进行保护。

其主要目的是在故障时,确保电流得以及时地分流,从而减小故障的影响和危害。

保护接地的最大特点是在故障发生时,要求接地电阻可以非常小,一般不超过1欧姆。

应用场景从应用场景的角度来看,工作接地和保护接地也有所不同。

•工作接地主要用于电力系统中的人身安全和设备电位控制。

例如,在维修设备、更换元件时,对设备进行工作接地,就能够有效地防止电击伤害,保障工作人员的人身安全。

•保护接地主要用于电力系统的保护,主要是对故障电流的分流,以减小故障的影响和危害。

例如,在发生接地故障时,如果没有进行保护接地,那么电流就有可能经过其他设备或电气元件,导致更大的损失。

接地电阻另一个不同之处是接地电阻。

工作接地和保护接地的接地电阻有明显的差别。

•工作接地的接地电阻,一般不应大于4欧姆。

这个限制是出于人身安全考虑,如果接地电阻过大,就会增加电流通过人体的可能性,造成电击伤害。

•保护接地的接地电阻,需要非常小,一般不超过1欧姆。

这个限制是因为,保护接地必须能够对故障电流进行有效分流和绝缘,如果接地电阻过大,就会导致电流无法分流,从而影响保护作用。

工作接地和保护接地是电力系统中非常重要的安全措施。

虽然这两种接地方式有些相似之处,但它们的定义、应用场景和接地电阻等方面都存在较大的差异。

因此,在电力系统应用中,必须根据实际情况进行正确选择和应用,以确保电力系统的安全和稳定运行。

几种接地保护方式

几种接地保护方式

几种接地保护方式接地保护是一种重要的安全措施,用于保护电气设备和人员免受电击等危险。

在电力系统中,接地保护可以有效地将电流引导到地面,防止电阻或故障引起的电压积累,从而保证电气设备的正常运行。

本文将介绍几种常见的接地保护方式。

1. 系统接地系统接地是指将电力系统中的中性点或一侧相接地,通常使用接地电阻或接地变压器来实现。

这种接地方式能够降低系统的电压,并将故障电流引导到地面,减少电气设备受损和人员受伤的风险。

系统接地可以分为直接接地和间接接地两种方式。

直接接地是将电力系统的中性点直接接地,通常采用接地电阻来限制故障电流的流动。

接地电阻的阻值根据系统的额定电压和电流来确定,一般应符合相关的国家标准和规定。

间接接地是通过接地变压器实现的,将系统的中性点与地之间绝缘并通过变压器连接。

接地变压器可以使系统与地之间保持一定的绝缘,减少电气设备的电压升高。

2. 保护接地保护接地是在电力系统中增加保护接地,用于防止电压升高和保护设备和人员的安全。

保护接地一般采用保护接地装置,如接地开关、接地故障指示器等。

接地开关是一种能够将设备与地之间连接或断开的开关装置,可以在故障发生时迅速切断故障电源,避免电气设备的损坏和人员的伤害。

接地故障指示器是一种能够监测电力系统中是否存在接地故障的装置,当接地故障发生时,指示器会报警,提醒操作人员及时采取措施。

3. 信号接地信号接地是指将信号系统中的信号接地,用于保护信号传输的可靠性和设备的正常运行。

在信号系统中,信号接地可以减少电磁干扰和噪音的影响,提高信号的传输质量。

常见的信号接地方式包括单点接地和多点接地。

单点接地是将信号系统中的所有信号共用一个接地点,可以减少接地回路的复杂性,提高信号的稳定性。

多点接地是将信号系统中的不同信号分别接地,可以避免信号之间的干扰和串扰,提高信号传输的清晰度和准确性。

总结:接地保护是保证电气设备和人员安全的重要措施,具备不同的接地方式可以根据具体的工程需求和系统要求选择适合的接地方式。

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类,有中性点接地系统和中性点不接地系统。

其中,两种接地系统按接地故障的方式分类,又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。

单相接地是最常见的线路故障,两相接地、三相接地出现几率小,但有明显的相间短路特征。

★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点:1.一相电流增大,一相电压降低;出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为同一相别。

3.零序电流相位与故障相电流同向,零序电压与故障相电压反向。

4.故障相电压超前故障相电流约80度左右(短路阻抗角,又叫线路阻抗角);零序电流超前零序电压约110度左右。

☆两相短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;没有零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.两个故障相电流基本反向。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。

☆两相接地短路故障特点:1.两相电流增大,两相电压降低;出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.零序电流向量为位于故障两相电流间。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右;零序电流超前零序电压约110度左右。

☆三相短路故障特点:1.三相电流增大,三相电压降低;没有零序电流、零序电压。

2.故障相电压超前故障相电流约80度左右;故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。

★电力系统工作接地(接地保护)变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接,称为工作接地。

工作接地分为直接接地与非直接接地(包括不接地或经消弧线圈接地)两类,工作接地的接地电阻不超过4?为合格。

☆电网中性点运行方式:大接地电流系统(110kV及以上)1.直接接地,又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统(35kV及以下)1.不接地,又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例:中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系:T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。

电力系统中的接地保护和接零保护-文档

电力系统中的接地保护和接零保护-文档

电力系统中的接地保护和接零保护在中职技校多年的电工教学中, 发现许多学生对电力系统中 的接地保护和接零保护概念比较模糊, 有些学生在加入工作后还 联系咨询这方面的知识。

如接地、接零保护的工作原理;什么情 况下用接地保护, 什么情况下用接零保护; 什么时候可以重复接 地,什么时候不可以重复接地等。

对于这方面的知识,在此作简 要阐述。

现今,接地、接零电力系统多采用国际电工委员会( IEC ) 规定的标准,分有IT 、TT 、TN 三种基本形式的系统,其中统又细分为TN-C TN-S 和TN-C-S 系统。

国际电工委员会规定的 中:( 1)第一个字母反映电力系统对地关系, T 表示中性点直接接地, I 表示电源中性点没有工作接地或经过高阻抗接地;(2)第二个字母反映负载侧的对对地关系, T 表示 负载采用接地保护,但它与系统中的其他任何接地点相互独立,N 表示负载采用接零保护;(3)第三个字母反映工作零线(N ) 与保护零线(PE )的组合关系,C 表示工作零线与保护零线是合 一的,称保护零线(PEN ,S 表示工作零线与保护零线是严格 分开的。

何为“接地”?出于不同的目的, 将电气设备中某一部位经 接地线和接地体与大地做良好的电气连接称为接地。

根据接地的 目的不同,可分为工作接地(如变压器中性点接地,避雷装置的TN 系供电方式符号接地等)和保护接地。

、保护接地所谓保护接地是指为了人身安全的目的,将电气设备在故障情况下,可能呈现危险的对地电压的导电部分(设备的金属外壳或金属结构)与大地做紧密的电气连接。

保护接地的作用原理主要是分流原理,保护接地电阻值一般不大于 4 欧。

1. 保护接地在IT 系统中的应用IT 系统是指中性点不接地或经阻抗(约1000 欧)接地。

电气设备的外露可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地的三相三线制低压配电系统(见图1)。

这种方式的供电系统在供电距离不长时,供电的可靠性、安全性好,一般用于不允许停电或要求严格地连续供电的地方。

电力系统中的接地保护及原理分析

电力系统中的接地保护及原理分析

电力系统中的接地保护及原理分析摘要:在电气安全工作当中,对电力系统进行接地保护是十分重要的保护模式,做好接地保护可以从很大程度上提高电力系统的安全性和稳定性。

在进行电力系统的接地保护时,要保障高精准、高效率。

本文旨在对电力系统中的接地保护的相关原理进行阐述,并对当前接地保护存在的问题进行分析。

关键词:电力系统;接地保护;原理;存在问题电力系统是十分复杂的,在整个电力系统中包含大量电气设备、而且设备种类又很繁多。

不仅如此,在电力系统的实际使用中,有时会因为环境问题对设备、线路产生影响。

因此对电力系统进行安全保护和定期维护就成为了至关重要的问题,而且这也是一大难题。

由于线路长时间暴露在自然条件下,有时会产生胶体脱离、金属线路外露等十分危险的电路故障;而电气设备中原本不带电的金属结构和外壳等,也有可能因故障而携带电流;在对此类故障进行修复的时候就有可能对施工人员的人身安全产生威胁。

所以要解决因电流泄露而产生的安全问题,就要对电力系统进行有效的接地保护。

接地保护可以有效减少电击事故、设备损害以及雷击等预期外的事故发生。

一、电力系统中的接地保护的原理及分类1.接地保护的原理接地保护作为电力系统中的重要安全保护手段,其主要原理是对漏电设备对大地的泄露电流量进行限制,将设备所泄露的电流控制在安全范围以内,保障施工人员免受设备漏电的伤害。

当设备泄露的电流达到安全阈值时,保护器就会产生自动断电反应。

这种保护方法一般被应用在三相三线制的供电系统中,例如IT系统,这种供电系统的配电变压器不直接接地。

当某电气设备由于绝缘损坏而导致漏电时,接地保护可以保证其对地电压在安全范围内。

2.接地保护的分类根据使用情况和使用方式的不同,我们将接地保护分为三种保护模式,一般情况下统称为接地保护,但在应用到不同的设备、环境当中时,则又具体分为:工作接地、保护接地以及保护接零。

(1)工作接地:工作接地是指在保障电力系统和所连接的设备都能够正常运行的基础上,满足测点和控制精度的接地保护模式。

接地原理及作用

接地原理及作用

接地原理及作用接地是电气工程中常用的一种安全措施,它通过将电器设备与地球连接来确保电流的安全传导和故障电流的及时排除。

接地原理是电力系统中的基本原理之一,它对于保护人和设备的安全至关重要。

本文将从接地的定义、原理、类型、作用等方面进行详细探讨。

一、接地的定义接地是指将电设备的金属部分或导体与大地(通常为地球)相连的一种电气连接方式。

通过接地,电流可以顺利地流过地面,避免危险电流滞留在电气设备中。

接地是电力系统中的重要组成部分,它承担着电流分配、电流传导和保护电流的功能。

二、接地的原理接地的基本原理是利用地的导电能力来完成电流的传递和散失。

地是一种良好的导电体,具有较低的电阻。

当电流通过接地装置进入地面时,由于地的导电性,会形成一个闭合回路,电流得以流动。

基于欧姆定律,电流在电阻趋近于零的情况下,电压也会趋近于零。

因此,接地的原理是通过将电流引入地面,使电压保持在一个安全范围内,避免电气设备和人身受到电流侵害。

三、接地的类型根据接地方式的不同,接地可以分为以下几种类型:1. 保护接地:保护接地是指将设备的外壳或导体通过接地装置与地相连,以保护人和设备不受电流侵害。

这种接地方式常用于家庭用电、工业设备等场所,可以有效消除触电风险。

2. 防雷接地:防雷接地是指将建筑物或设备与接地极通过导线连接,将雷击电流引入地下,起到保护建筑物和设备免受雷击伤害的作用。

防雷接地通常在建筑物、通信基站、雷击敏感设备等场所使用。

3. 信号接地:信号接地是指将信号源的负极通过接地连接到地,以减小信号干扰和提高信号的质量。

常见的信号接地应用于通信系统、传感器设备等领域。

4. 中性点接地:中性点接地是在三相四线电力系统中,将中性点通过接地极连接到地,以提高系统的可靠性和安全性。

四、接地的作用接地在电力系统中具有以下重要作用:1. 保护人身安全:接地能够防止触电事故的发生。

当设备发生漏电或短路时,接地可以将电流迅速引入地下,保护人的生命安全。

电力系统接地故障及保护

电力系统接地故障及保护

最大不平衡电流计算
Kaper ~ 非周期分量影响系数取 1 2 Kst ~ 电流互感器同型系数, 同型取0.5,不同型取1 Kerr ~ 电流互感器10%误差, 取0.1
2、与下一相邻线路零序过电流 保护灵敏度配合
K III I K I 0oper1
rel III 0oper2
b
Kb ~ 分支系数,其值为下一相邻线路

3 I 0 I B I C j3U K 0 C0




3 I 0G I BG I CG j3U K 0 C0G





3 I 0 (I B I C I BG I CG )

j3U 0 (C0 C0 )
单相接地的特点
1、发生接地后,全系统出 现零序电压和零序电流。非故障 相电压升高至原来的 倍3 ,电源 中性点对地电压与故障相电势的 相量大小相等方向相反;
3、零序功率方向保护(利用故障线路 始端和非故障线路始端零序功率方向 不同而构成)
A
信号
B
C


U


3U 0




VVV


Na b c
2.零序电流保护
零序电流保护是利用故障 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 故障和非故障元件,从而构成 有选择性的保护。根据需要保 护可动作于信号,也可动作于 跳闸。
运行时的最大零序 电流。
3、灵敏度校验
按被保护线路末端接
地故障时流过保护的最
小3倍零序电流来校验,
要求
Ksen 1.3 ~ 1.5
即:末端故障时定能动
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接地保护一、中性点直接接地系统的零序电流保护中性点直接接地系统发生接地短路时产生很大的短路电流,要求继电保护必须及时动作切除故障,保证设备和系统的安全。

(一)接地短路特点及零序电流测量1.接地短路特点电力系统发生接地故障,包括单相接地故障和两相接地故障,在三相中出现大小相等、相位相同的零序电压和零序电流。

对于中性点直接接地系统,零序电流具有以下特点:(1)零序电流通过系统接地中性点和短路故障点形成短路通路,因此零序电流通过变压器接地中性点构成回路;(2)零序电流的大小不仅与中性点接地变压器的多少、分布有关,而且与系统运行方式有关;(3)线路零序电流的大小与短路故障位置有关,短路点越靠近保护安装地点,零序电流数值越大,零序电流的大小与短路故障位置的关系如图3-14所示。

另外注意,接地故障点的零序电压最高。

根据以上零序电流的特点,可以构成中性点直接接地系统的线路零序电流保护。

2.变压器中性点接地考虑考虑变压器中性点接地的多少、分布时,应使电网中对应零序电流的网络尽可能保持不变或变化较小,以保证零序电流保护有较稳定的保护区和灵敏度,同时防止单相接地故障时非故障相出现危险过电压。

3.零序电压和零序电流测量接地短路时三相的零序电压大小相等、相位相同,根据序分量的概念有C B A U U U U ••••++=03。

通常采用三个单相式电压互感器或三相五柱式电压互感器取得零序电压,如3-11所示。

图中m 、n 端子输出为零序电压TV C B A TV mm n U U U U n U 03)(1•••••=++=(3-14) 式中 TV n ——电压互感器一相变比。

接地短路时三相的零序电流大小相等、相位相同,根据序分量的概念有C B A I I I I ••••++=03。

通常通过零序电流滤过器测量零序电流,如图3-12(a)所示。

流人电流继电器的电流为TA C B A TA m n I I I I n I 03)(1•••••=++= (3-15) 式中 TA n ——电流互感器变比。

对于采用电缆的线路,零序电流还可以通过零序电流互感器获得,如图3-12(b )所示。

TA0为零序电流互感器。

(二)阶段式零序电流保护根据接地短路故障出现零序电流的特点,构成反应零序电流增大的零序电流保护。

零序电流保护通常也是采用阶段式,从原理上看,与相间短路的阶段式电流保护相同,区别是反应的电流不同,因此在原理接线图上表现为测量元件的输入量不同,三段式零序电流保护的原理框图如图3-13所示。

三段式零序电流保护的组成包括,零序电流I段,即瞬时零序电流速断保护;零序电流Ⅱ段,即限时零序电流速断保护;零序电流Ⅲ段,即零序过电流保护。

图3-13中I I0、II I、IIII分别为零序电流I段、Ⅱ段、Ⅲ段测量元件,反应输入零序电流;II t0、IIIt分别为零序电流Ⅱ段、Ⅲ段时间元件,建立保护的动作延时;保护通过或门H 出口使断路器跳闸。

1.瞬时零序电流速断保护(零序电流工段)零序电流I 段为无延时动作,因此,为了保证选择性,保护范围不能超过本线路的末端母线,只能保护本线路的一部分,其动作电流I act I .0、保护范围L 1与接地短路零序电流03I 的关系如图3-14所示,图中I I m ax .03是保护线路末端母线接地短路时流过保护的最大零序电流。

计算I I m ax .03。

时按系统最大运行方式,并需要考虑短路类型,计算单相接地短路和两相接地短路的零序电流,取大者。

2.限时零序电流速断保护(零序电流Ⅱ段)零序电流Ⅱ应保护本线路的全长,保护范围必然延伸到相邻线路,但不应超出相邻线路的零序电流I 段的保护范围,因此在动作电流和动作时限上,需要与相邻线路的零序电流I 段配合,一般有0.5s 的动作延时。

需要指出的是,在整定零序电流Ⅱ段动作电流时,为了保证保护范围不超出相邻线路的零序电流I 段的保护范围,必须考虑分支电路的影响。

分支电路对流过保护的零序电流的影响,以及与动作电流、保护范围的关系如图3-15所示。

图中I act I 1..0和II act I 1..0分别为保护1零序电流工段动作电流和零序电流Ⅱ段动作电流;I act I 2..0为保护2零序电流I 段动作电流;I L 1和II L 1分别为保护l 零序电流工段保护范围和零序电流Ⅱ段保护范围;IL 2为保护2零序电流I 段保护范围。

显然,由于变压器T2中性点接地,构成零序分支电路,当k 点发生接地短路时,流过保护1(线路L1)与流过保护2(线路L2)的零序电流不相等,即2.01.033L L I I ≠,所以在保护l 零序电流Ⅱ段与保护2零序电流I 段配合时,不可忽略这一影响。

零序电流I 段和零序电流Ⅱ段共同构成线路接地短路的主保护。

3.零序过电流保护(零序电流Ⅲ段)零序过电流保护作为线路接地故障时的近后备保护和远后备保护,应该在系统正常运行和相间短路时不动作。

系统正常运行时三相对称,3I 0=0;相间短路时,短路电流只含有正序分量和负序分量,同样有3I 0=0,根据零序电流的测量方法(参见图3-12),此时流入电流元件的电流只是不平衡电流。

因此,零序电流Ⅲ段的动作电流只需躲过最大不平衡电流即可,一般数值不大,保护的灵敏度较高。

零序过电流保护的动作时限同样是按照阶梯时限原则整定。

由于接地短路的零序电流以变压器接地中性点构成回路,所以动作时限无须与中性点不接地变压器的另一侧配合,如图3-16所示。

图中分别为保护1、保护2、保护3零序过电流保护的动作时限。

同时图中画出相应的反应相间短路的定时限过电流保护动作时限,可见,同一处的零序过电流保护动作时限小于相间过电流保护动作时限。

在图3-16中,为保证零序过电流保护的选择性,保护1、2、3之间的零序动作电流,还应满足灵敏度配合要求,即III act III act III act I I I 3..02..01..0>>。

综上所述,阶段式零序电流保护灵敏度高,延时小,保护范围受系统运行方式影响小,用于中性点直接接地系统的接地短路的专门保护,具有明显的优越性。

在多电源系统,要求电流侧至少有一台变压器中性点接地运行。

当线路两侧都有中性点接地运行变压器时,发生接地短路的情况与双侧电源线路电流保护的情况类似,为了保证加装零序功率方向元件后,构成三段式零序方向电流保护。

零序功率方向元件接入零序电压和零序电流的取得如图3-11和图3-12所示。

需要指出的是,由于接地短路时,故障点零序电压最高,零序功率方向元件不存在电压死区问题。

二、中性点非直接接地系统的零序保护(一)中性点不搪地系统的零序保护1、单相接地故障的特点中性点不接地系统,正常运行时三相对称,中性点对地电压等于零,全系统没有零序电压和零序电流。

当系统发生单相接地时,系统各处故障相的对地电压等于零。

三相对地电压不平衡,出现零序电压;系统电流分布如图3-17所示。

图示为三条线路L1、L2和L3,假设均未带负荷,在线路L3上发生A相单相接地故障,由于系统中性点不接地,发生单相接地短路时,系统没有其他的直接接地点,短路电流只能通过单相接地故障点和各条线路非故障相对地分布电容构成通路,根据图示电流分布,中性点不接地系统发生单相接地故障时有如下特点:1)故障相对地电压等于零,系统出现零序电压;2)所有线路出现接地电流(零序电流),接地电流为容性电流;故障点接地电流等于所有线路的对地电容电流之和;3)故障线路的零序电流等于所有非故障线路的电容电流之和,方向由线路流向母线;4)非故障线路的零序电流等于本身线路非故障相的对地电容电流,方向由母线流向线路。

可见,中性点不接地系统发生单相接地故障时的零序电流数值不大,三相电压之间的线电压仍然对称,能够对负荷供电,因此不必立即跳闸,可以连续运行l~2h。

为了防止故障发展扩大,要求此时继电保护动作发出信号。

2.单相接地保护目前,对于中性点不接地系统,通常采用绝缘监视和接地选线的方式实现单相接地保护。

(1)绝缘监视装置。

绝缘监视装置反应中性点不接地系统发生单相接地故障时,系统出现零序电压而动作发出信号,也称为零序电压保护,原理接线图如图3-18所示。

电压互感器二次有两组绕组,其中一组接成星形,接三个电压表,用于测量各相对地电压;另一组接成开口三角形,用于测量零序电压,用过电压继电器KV反应零序电压。

系统正常运行时,三相对称,无零序电压,过电压继电器KV不动作,三个电压表指示相同,为相电压;发生单相接地,系统出现零序电压,过电压继电器KV动作后接通信号回路,发出接地故障信号,此时接地相电压降低,根据电压表PV的读数可判断接地相。

绝缘监视装置无法判断故障线路,因此也称为非选择性保护。

如果需要选择接地线路,可以通过故障选线按钮,依次断开线路,随之自动重新合闸投入断开线路。

当断开某一条线路时接地故障信号消失,则说明是该线路发生了接地故障。

(2)接地选线装置。

接地选线装置检测中性点不接地系统发生单相接地故障,并选择故障线路。

根据系统发生单相接地故障时的电流大小及方向特征,可以实现的故障检测原理有:基于零序电流大小选出故障线路、基于零序功率选出故障线路等。

利用故障线路的零序电流等于所有非故障线路的电容电流之和的特征,实现基于零序电流大小选出故障线路,其零序电流元件的动作电流应该躲过本线路对地电容形成的零序电流。

系统正常运行时,三相对称,无零序电流,装置不动作;发生单相接地,系统出现零序电流,且故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流,接地选线装置动作,输出选线结果。

显然,当母线出线多时,故障线路与非故障线路电流差别大,更有利于故障选线。

对母线出线较少的中性点不接地系统,发生单相接地故障时,故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差不大,利用零序电流无法选出故障线路。

因此,利用故障线路的零序功率与非故障线路方向相反的特征,可以实现基于零序功率选出故障线路。

随着微机保护的发展,目前国内已经生产出多种型号的接地选线装置,实现的原理也不只以上两种。

在系统发生接地故障时,接地选线装置正确选择出故障线路,为检修提供了方便。

(二)中性点经电阻接地系统的零序保护中性点经电阻接地系统的零序保护可参照中性点直接接地系统考虑,并在进行接地短路电流计算时,零序网络按接人3倍中性点电阻计算。

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