输电线路接地故障保护
输电线路保护讲义
输电线路保护讲义一、引言输电线路是电力系统中起着重要作用的组成部分，它将发电厂产生的电能通过变压器传送到各个消费者。
为了确保电力系统的正常运行和保护线路设备的安全性，输电线路保护显得极为重要。
本讲义将介绍输电线路保护的基本概念、原理和常见方法，以帮助读者更好地理解和应用相关知识。
二、输电线路保护的目的输电线路保护的主要目的是迅速、准确地检测出故障，切断受故障影响的部分，保护其他正常运行的设备。
同时，还需要保证线路的可靠运行，减少因故障而造成的停电时间和损失。
三、输电线路保护的原理1. 故障检测：输电线路保护装置通过对线路电流、电压进行测量和比较，检测故障的发生。
常见的故障包括短路故障、接地故障等。
2. 故障判断：一旦检测到故障，保护装置需要判断故障的类型和位置。
常见的故障类型有单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障等。
保护装置需要根据故障的特征进行准确判断。
3. 故障切除：保护装置在判断故障后，需要通过断路器等开关设备，切断故障电路，以防止故障继续影响线路的其他部分。
四、输电线路保护的常见方法1. 过电流保护：通过对线路电流进行监测，一旦发现超过额定电流的情况，保护装置会迅速切断故障部分。
采用不同的过电流保护装置，可以实现不同的保护策略，例如差动保护、相邻线路保护等。
2. 距离保护：距离保护是一种常见的保护方法，它通过测量线路电流和电压之间的相位差来判断故障的位置。
距离保护装置可以根据设置的保护范围，迅速切除故障部分。
3. 差动保护：差动保护是一种针对线路电流的保护方法，它通过比较线路各处电流的差异来检测故障。
差动保护主要用于检测短路故障。
4. 接地保护：接地保护是一种用于检测接地故障的保护方法。
它通过测量线路接地电流或接地电压来判断故障的发生，并迅速采取切除措施。
五、总结输电线路保护是电力系统中至关重要的环节，它保证了电力系统的稳定运行和设备的安全运行。
本讲义简要介绍了输电线路保护的目的、原理和常见方法。
输电线路电力设施保护措施
输电线路电力设施保护措施输电线路是电力系统中的重要组成部分，为了确保电力设施的正常运行和安全可靠，需要采取一系列保护措施。
下面将从输电线路的终端设备保护、线路故障保护、环境保护等方面介绍输电线路电力设施的保护措施。
1. 终端设备保护输电线路的终端设备包括变电站、开关站等。
为了保护这些设备的安全可靠运行，可以采取以下措施：（1）设置适当的继电保护装置，用于检测电力设施的电流、电压、功率等参数，一旦检测到异常情况，及时切除故障电源，防止故障进一步扩大。
（2）设置温度监测仪，用于监测设备的温度，一旦温度超过安全范围，及时采取措施进行散热或停机保护。
（3）定期对设备进行检修和维护，以确保设备的正常运行和安全可靠。
（4）设置防雷装置，用于保护设备免受雷击和静电的影响。
2. 线路故障保护线路故障是导致供电中断和设备损坏的主要原因之一，为了确保输电线路的正常供电和设备的安全可靠，需要采取一系列线路故障保护措施：（1）设置过电流保护装置，用于检测线路的电流是否超过额定值，一旦超过，及时切除故障电源，防止故障进一步扩大。
（2）设置接地保护装置，用于检测线路的接地情况，一旦发现接地故障，及时切除故障电源，防止人身伤害和设备损坏。
（3）设置过压保护装置，用于检测线路的电压是否超过额定值，一旦超过，及时切除故障电源，保护设备不受过高电压的影响。
（4）设置跳闸保护装置，用于检测线路的短路和接地故障，一旦发现故障，及时切除故障电源，保护设备不受损坏。
3. 环境保护为了保护输电线路的电力设施不受外部环境的影响，需要采取一系列环境保护措施：（1）设置防护罩，用于保护输电线路的设备免受恶劣气候、灰尘、腐蚀等影响。
（2）定期清理输电线路，清除积灰、积水等杂物，防止设备受损和线路短路。
（3）设置防爆装置，用于防止输电线路设备发生爆炸事故，保护人员安全。
（4）合理选择输电线路的铺设路径，避免受到建筑物、大树等干扰和损坏。
接地故障的特征与保护方式
△
3I 0.max
L
（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时，最大零序电流
整定
I
I op1
K
I rel
3I
t
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时间，本 条件可不考虑。
保护整定值取上述两条件较大值。
灵敏度不满足要求措施：
保护可经小延时，使保护装置的动作时间大于断路器 触头不同时合闸的时间。
从保护构成看，三段式零序电流保护与三段式 相间短路保护相类似。
1、零序电流速断保护
特点：为了保证保护动作的快速性和选择性
要求，保护只能保护线路的一部分。 动作条件：
（1）按躲过被保护线路末端接地短路时，保护 安装处测量到的最大零序电流整定。
I
I op1
K
I rel
3I
0.
max
△
3I 0
II op1
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op0 K rel 3U pC0L1
线路自身对 地电容电流
可靠系数 速动保护：4~5； 延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0L1 )
灵敏系数：
保护动作电流确定分析
K △
△
3I 0
II op1
II op 2
I II op1
II 0.cal
L
动作时间： tⅡop1 toIp2 t
当下级线路比较短或运行方式变化比较大，灵 敏系数不满足要求时，可采用下列措施加以解决:
（1）使本线路的零序Ⅱ段与下一线路的零序Ⅱ 段相 配合，其动作电流、动作时限都与下一线路的零序Ⅱ 段配合；
输电线路安全保护措施
输电线路安全保护措施随着社会的发展和人们对电能需求的不断增长，输电线路的建设和运行变得越来越重要。
然而，由于输电线路本身的特殊性质以及外界的各种因素，其安全风险也日益增加。
为了确保输电线路的安全运行，必须采取一系列的安全保护措施。
本文将对输电线路的安全保护措施进行详细阐述。
一、输电线路的设计和建设输电线路的设计和建设是确保其安全运行的第一步。
在设计时，应考虑多种因素，包括地理环境、气候条件、线路长度等。
具体而言，应采取以下措施：1. 强化线路结构：选择适当的绝缘材料和线杆材料，确保线路的结构牢固，能够抵抗外部压力和风力等因素的影响。
2. 考虑灾害风险：在设计和建设线路时，应根据当地的地质和气候条件，评估可能发生的自然灾害风险，比如地震、风暴、洪水等，采取相应的措施来减少灾害对线路的损害。
3. 安全间距和距离保护：确保输电线路与其他建筑物、植被等的良好间隔，避免因外部因素对线路的干扰和破坏。
同时，采用合适的距离保护措施，确保线路之间以及线路与地面之间的距离符合安全标准。
二、输电线路的定期检查和维护定期检查和维护是保证输电线路安全运行的重要环节。
通过对线路进行定期检查和维护，可以及时发现并排除潜在的安全隐患，确保线路的正常运行。
具体而言，应采取以下措施：1. 线路巡视：定期进行线路巡视，包括对线路杆塔、绝缘子、导线等的外部状况进行检查，发现并修复破损、变形等问题，避免因此导致线路故障和安全事故的发生。
2. 周期性绝缘子检测：绝缘子是输电线路中重要的保护装置，负责保护导线和支撑塔之间的绝缘。
定期对绝缘子进行绝缘电阻和介质损耗等测试，发现并更换老化和损坏的绝缘子。
3. 导线的维护：定期检查导线的紧固状态和线缆连接处的接头，确保导线的稳定性和连接可靠性。
三、输电线路的安全防护措施除了设计和建设以及定期检查和维护外，还需要采取一系列的安全防护措施来减少外界因素对输电线路的损害和干扰。
具体而言，应采取以下措施：1. 线路绝缘保护：加装额外的绝缘层或罩线，提高线路的绝缘水平，防止命令干扰、电弧放电等问题的发生。
输电线路保护讲义
输电线路保护讲义一、引言输电线路是电力系统的重要组成部分，起着将发电厂产生的电能输送到用户的作用。
然而，由于电力系统中存在各种故障和意外情况，为了保障线路的安全运行，必须进行输电线路保护。
本讲义将介绍输电线路保护的基本概念、工作原理和常用的保护装置。
二、输电线路保护的概念输电线路保护是一种用于检测和隔离故障的保护装置系统。
其主要功能是在发生故障时迅速切除故障区域，以保护线路的安全运行。
输电线路保护系统主要包括电流保护、电压保护和差动保护等多种类型。
三、电流保护1. 过电流保护过电流保护是一种最常见和广泛应用的保护方式。
它可以根据线路上电流的大小判断是否发生故障，并迅速切除故障区域。
常用的过电流保护包括瞬时过电流保护和定时过电流保护。
2. 地故保护地故保护用于检测线路的接地故障。
当线路接地故障发生时，地故保护装置会迅速切除故障区域，以防止电流通过地极对人和设备造成伤害。
四、电压保护电压保护主要用于检测线路的电压异常情况，并在检测到异常时触发保护动作。
常见的电压保护包括低压保护、过压保护和跳闸保护。
五、差动保护差动保护是一种基于比较电流的保护方式。
它通过监测线路上的电流差值，判断是否发生故障，并在故障发生时迅速切除故障区域。
差动保护对于大容量变压器和特高压线路的保护至关重要。
六、常用的保护装置1. 保护继电器保护继电器是输电线路保护中最常见的装置，用于监测电流、电压和频率等参数，并在发生故障时切断电路。
它具有灵敏度高、响应速度快的特点。
2. 跳闸器跳闸器是一种自动切除线路的装置。
当保护继电器检测到故障时，跳闸器会迅速打开，切断电流流动，以保护线路的安全。
七、总结输电线路保护是电力系统中保证线路安全运行的重要环节。
本讲义介绍了电流保护、电压保护和差动保护等多种保护方式，以及常用的保护装置。
在实际应用中，需要根据具体线路的特点和要求选择适合的保护方案，并配备相应的保护装置，以确保输电线路的安全可靠运行。
输电线路运行故障及措施分析
输电线路运行故障及措施分析输电线路是电力系统中非常重要的基础设施，一旦出现故障，不仅会影响电力供应，还可能对人民生命财产造成巨大威胁。
因此，及时发现和处理输电线路故障是非常关键的。
本文将分析输电线路故障的类型和应对措施。
1.故障类型（1）短路故障短路故障是指两根或两根以上输电线路或变电站设备之间，发生了直接或间接的互相接触、或接近而无绝缘保护漏电流通过的故障。
短路故障的特点是短路电流大，容易造成设备烧毁，并可能引发火灾等安全事故。
（2）断线故障断线故障是指两根或两根以上输电线路之间突然断开连接的故障。
断线故障的特点是设备仍然可用，但容易造成断电，影响用户用电。
（3）接地故障接地故障是指设备的绝缘破损，导致设备与地之间发生直接或间接接触而产生的故障。
接地故障的特点是出现了漏电流而不是短路电流，但仍会造成电力设备受损和供电中断。
2.应对措施（1）自动保护系统自动保护系统是一种实时监测电力系统故障并采取快速断开电源的保护系统。
在输电线路发生短路、接地等故障时，自动保护系统可以采取跳闸、切断电源等快速保护措施，从而有效地缩小故障损失，保证系统安全。
（2）巡检系统巡检系统是对输电线路进行定期检查和维护的一种方法。
通过检查输电线路的绝缘情况、接头的紧固状况等，及时发现线路存在的潜在问题，加强维护和保养工作，避免故障的发生。
（3）维护保养维护保养是一种防范性措施，通过对输电线路进行定期检查、清扫、松紧度检查、防腐漆涂装等维修保养，保持设备的良好状态，检修异常设备，提高设备的可靠性和使用寿命。
（4）应急预案在发生突发事故时，电力部门需要制定应急预案，如迅速组织人员进行现场处理和有序疏散周围人群，消除故障的影响。
总之，输电线路故障常常发生，为保证人民生命财产安全以及电力系统的正常运行，必须采取有效的应对措施，避免故障的发生，或在故障发生时尽快进行处理和修复。
中性点直接接地系统输电线路接地故障保护
2、限时零序电流速断保护 工作原理与相间短路保护相似。 要求：要保护线路全长。 动作电流
I
II set1
K I
II I rel 20.cal
限时零序电流速断保护的动作电流应躲过下一级相 邻元件的瞬时零序电流速断保护范围末端发生接地 短路时流过保护安装处的三倍零序电流：
I
set1
krel 3I
set 2
/ k0b
在本线路末端校验灵敏度时，要求ks1.5，若不能 满足，可考虑与相临线路零序II段配合。
ksen
3I 0 B.min I set
保护动作电流确定分析
K
△ △
3I 0
I
I set1
II I set 1
I I set 2
I 0I.cal
L
I 动作时间： tⅡ t op1 op 2 t
零序功率方向继电器接线
三段式零序方向电流保护原理接线
信号
信号
信号
I
I set1
K 3I0.unb
I rel
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时 间，本条件可不考虑。
保护整定值取上述两条件较大值。
灵敏度不满足要求措施： 保护可经小延时，使保护装置的动作时间 大于断路器触头不同时合闸的时间。 （3）按非全相运行且振荡条件整定 按此条件整定，通常整定值较高，可采 用设置两个速断保护。 即灵敏I 段，不灵敏 I 段保护。
4、对于发生故障的线路，两端零序功率方 向与正序功率方向相反，零序功率方向实际 上都是由线路流向母线的。
2、 零序电流保护 零序电流保护通常也采用阶段式保护。 从保护构成看，三段式零序电流保护 与三段式相间短路保护相类似。
第5章 输电线路接地故障的零序保护
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图5-5 零序电流保护原理接线图
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3.零序电流速断（零序Ⅰ段）保护
➢优点：与反应相间短路的Ⅰ段比保护范围长且稳定。
➢整定计算：
（1）躲过被保护线路末端单相或两相电流接地时的最 大零序电流；
（2）躲过QF三相不同时合闸时，流过保护的最大零序 电流；
20
图5-8 方向性零序电流保护
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➢LG-12型的功率方向继电器的接线：图5-9
.
.
I j 3I0
.
.
U j 3U 0
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➢ 三段式零序方向电流保护的原理接线图：图5-10
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5.2.6 对零序电流保护的评价
1.采用专门的零序电流保护具有以下优点：
1.零序电压在故障点最高，离故障点越远，越小。
2.零序电流的分布，取决于输电线路和中性点接地变压器的零 序阻抗。
3.系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地变压器数 目不变，则零序阻抗和零序等效网络就不变。但正序阻抗和负 序阻抗要随着系统运行方式而变化，从而间接影响零分量大小
4.零序电流的实际流向，为线路流向母线。
压互感器 (d)在集成电路保护装置内部
合成零序
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2.零序电流过滤器
** ** **
图5-3 零序电流过滤器
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图5-4 零序电流互感器
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5.2.4 零序电流保护
1.构成： 阶段式：零序Ⅰ段（零序电流瞬时速断）
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故障点电流：
I E I L I Ei jU 0 (
1 3C0 ) L
补偿方式
0 ，即采用完全补偿方式，此时 在理想情况下，可使 I E 消弧线圈的电感值L、系统对地总电容 C0 与工频角频率ω的 关系为: 1 1 或 L 3 2 C 0 3LC0 这正好满足串联谐振条件，在正常运行时，系统会在电压或 参数不平衡形成的纵向零序电压作用下产生危险的过电压。 欠补偿方式在运行方式改变后也可能满足谐振条件。因此， 一般采用补偿度为5～10%的过补偿方式，使消弧线圈中感 性电流略大于系统容性电流.B jC01 3EAe
j1500
jC01
I k .C1 U k .C jC01 3EAe
j1500
jC01
• 二者之和为： I E1 I k .B1 I k .C1 3EA jC01 3U0 jC01 I En Ik .Bn Ik .Cn 3EA jC0n 3U0 jC0n • 非故障线路保护安装处零序电流为：
I 3U jC 3I 0.1 E1 0 01
I 3U j C 3U jC I E Ei 0 0i 0 0
• 故障点电流（方向如图所示）为 :
I 3U j C 3U jC I E Ei 0 0i 0 0
接地点总零序电流为
相 电 压 特 点
单相金属性接地时，故障相电压为零， 非故障相电压升高为线电压值。
要求：保护装置有选择地发出信号， 必要时应动作于跳闸。
E C
E B
E A
I 0 L1
I 0 L1
I 0L2
I 0 L3
K
I 0L2
I 0 L3
0 U kA
E E U kB B A E E U kC C A
2、 不接地系统单相接地故障的保护方式 （1）无选择性绝缘监视装置
信号
（2）零序电流保护
原理：利用零序电流的数值不同实现。 使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空 线路上。 保护动作电流 I set 0 Krel 3U pC0 L1 可靠系数 速动保护：4~5。延时保护1.5~2。
被保护线路零序电流为
3U p(C0 C0 L1 )
灵敏系数
K sen
3U p(C0 C0 L1 ) K rel 3U pC0 L1
C0 C0 L1 K rel C0l1
（3） 零序功率方向保护
信 号
经消弧线圈接地电网单相接地特点及接地保护
当系统对地电容电流之和大于安全电流时，通 常要求系统中性点经消弧线圈接地，以便系统 发生单相接地时，补偿故障点流过的电容电流， 避免在故障点燃起电弧。 消弧线圈电感电流：
零序功率方向非故障线路一致，如图所示。这样，在单相接地 短路时各线路零序电流的大小及功率方向都不能作为故障选相 的可靠判据。
I I jU (1/ L 3 (C C )) 3I 0.2 E2 E 0 0 02
I k 0 3Uk 0 j(C0 L1 C0 L2 C0 L3 ) 3 jC0Uk 0
故障线路的零序电流为
I0 L3 j(C0 L1 C0 L2 )Uk 0 j(C0 C0 L3 )Uk 0
1、全系统都出现零序电压、且零序 电压全系统相等。
单相 接地 故障 特点 2、非故障线路零序电流由本线路对 地电容形成，电容性功率方向为母线 流向线路。 3、故障线路零序电流由全系统非 故障线路、元件对地电容形成，电 容性功率方向为线路流向母线 4、故障相电压下降，非故障相 电压升高。
1 (U U U ) E U k0 kA kB kC A 3
电压相量图：
E A
U k0
U kC
E U k0 A
I 0 L1
U kB
E C
E B
3U 0
I 0L2
I 0 L 3
各线路非故障相对地电容电流
• 各线路非故障相对地电容电流为：
2.5 输电线路非直接接地故障保护 接地方式：中性点直接接地、中性点不直接 接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统。 中性点不直接接地称为小电流接地系统。 1、中性点非直接接地系统单相接地的特点 相间电压特点：相间电压仍然对称，对用户没 有影响，一般情况可继续运行一段时间。
故障相电压降低，非故障相电压升高。