电网接地保护
什么叫保护接地和保护接零保护接地与保护接零的主要区别
保护接地，为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地；保护零线－其实也就是地线，就是其中某根电线接触物体时，让漏保开关能及时跳闸，不击伤人，所称保护零线。
两种接线方式都为保护人身安全起着重要作用。
(1)保护接地。
电气设备因绝缘下降或损坏时，会引起正常情况下不带电的金属外壳带电，人体一旦触及就会发生触电事故，为了保障人身安全，将电气设备正常情况下不带电的金属外壳与接地装置进行良好的连接，称为保护接地。
有了保护接地，当人体触及带电的金属外壳时，由于人体电阻与接地电阻并联，且人体电阻(1500~ 2000Ω)远比接地电阻(要求4Ω)大，所以通过人体的电流要比流经接地装置的电流小得多，对于人的危险程度就显著地减小了。
保护接地通常用于中性点不接地的供电系统，也可用于中性点接地的供电系统。
(2)保护接零。
简称接零，就是将电气设备正常情况下不带电的金属外壳，用导线与供电系统的零线（指零干线或专用保护接零线）进行可靠连接，以达到保护人身安全、防止触电事故发生的目的。
保护接零用于380/220V三相四线制中性点接地的供电系统。
有了保护接零，当设备外壳带电时，故障电流就由相线流经外壳到零线，再回到变压器的中性点。
由于故障回路的电阻、电抗很小，所以故障电流很大，强大的电流能把闸刀开关内的熔丝或熔断器上的熔丝熔断，切断电源，从而就可避免人体遭受触电的危险。
保护接零应由单位统一施工，在零干线上统一引入专用的保护接零线至每个开关柜（箱）及用户。
现在提倡的三相五线制供电（即三根相线、一根中性线N-工作零线和一根保护零线PE），对用户来说十分安全。
如果在每户的电能表后接一只漏电保护器及在进户处采取重复接地措施，则能有效地防止触电事故的发生。
若采用等电位联结，则可不必重复接地。
必须指出，在由同一台配电变压器供电的低压供电系统中，应采取同一种保护方式，即要么全部采用保护接地，要么全部采用保护接零，而不应同时采取保护接地与保护接零这两种不同的保护方式。
浅析1000V以下电网系统的保护接地和保护接零措施
浅析1000V以下电网系统的保护接地和保护接零措施发表时间：2018-10-18T14:58:21.310Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：樊武明[导读]（北方铜业股份有限公司铜矿峪矿山西运城 043706） 1 保护接地和保护接零的定义把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架用接地装置与大地可靠地连接起来，以保证人身安全的保护方式，叫保护接地，简称接地。
把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护人身安全的保护方式，叫保护接零（也叫保护接中线），简称接零。
2 保护接地应用范围图一保护接地示意图保护接地一般用在1000伏以下的中性点不接地的电网与1000伏以上的电网中。
在中性点不接地的系统中，假设电动机的A相绕组因绝缘损坏而碰金属外壳，外壳带电（见图一），在没有保护接地的情况下，当人体接触外壳时，电流经过人体和另外两根火线的对地绝缘电阻Re、RC（如果导线很长，还要考虑导线与大地间的电容）而形成回路。
如果另外两根火线对地绝缘不好，流过人体的电流会超过安全限度而发生危险。
在有保护接地的情况下，当人体接触带电的外壳时，电流在A相碰壳处分为两路，一路经接地装置的电阻Rd，一路经人体电阻Rr，这两路汇合后再经另外两根火线的对地绝缘电阻Re和RC构成回路。
由于Re<<Rr，所以通过人体的电流很小，这就避免了触电危险。
3 保护接零应用范围保护接零一般用在1000伏以下的中性点接地的三相四线制电网中，目前供照明用的380／220伏中性点接地的三相四线制电网中广泛采用保护接零措施。
如图二所示。
一旦某一根绝缘破损与金属外壳接触，就会形成单相短路，电流很大，于是保险丝熔断（或自动开关自动切断电路），电动机脱离电源，从而避免了触电危险。
图二保护接零4 原因分析1）根据电气安装规程规定，在1000伏以下中性点接地系统中，用电设备不允许采用保护接地（图三），原因分析如下：这是因为当某一相绝缘破损与金属外壳接触时，电流Id便会经过大地回到变压器的中性点，而这时流过保险丝的电流很可能小于保险丝的熔断电流，保险丝不断，金属外壳仍与电源相连。
接地保护与漏电保护
接地保护与漏电保护
一、接地爱护
接地爱护是平安防护技术的主要措施之一。
消失故障时，比如电气设备绝缘被击穿后，电气设备不带电的金属外壳以及与之相连的机器、管道等金属部分可能呈现危急的对地电压、人体触准时便可能发生触电危急。
为保证人身平安、削减或避开触电事故的发生，将电器设备不带电的金属外壳与大地做电气联接，称为接地爱护。
采纳了接地爱护，可使接触电压和跨步电压远小于设备故障时的对地电压，因而大大减轻了触电危急。
不接地电网与大地没有电气联接，对地之间只有绝缘电阻和分布电容存在，又称对地绝缘电网或系统。
10KV高压系统多为这种运行方式。
低压系统通常采纳三相四线制，假如其中性点不接地即属不接地电网，又称中性点不接地系统。
二、接零爱护
不接地电网运用接地爱护措施是当绝缘良好、电网分布范围较小时，其绝缘电阻可限制触电电流，对触电有肯定防护作用，因此多用于线路较短，分布范围小。
环境正常、线路能常常保持绝缘良好的状况。
不接地电网的缺点是一相故障接地时，其它相对地电压上升为线电压因而增加触电的危急性；故障点难于发觉，不能很好地利用爱护装置；对高压窜入低压及绝缘损坏带来的危急需采纳特别的措施。
因此，在大部分场合，特殊是分布较广的低压系统，都采纳中性点直接接地的
运行方式，称为接地电网或中性点接地系统。
接地电网中的中性点接地，称为工作接地，即为了系统平安运行而采纳的接地。
接地的中性线即为零线。
所谓接零爱护，就是把设备不带电的金属外壳部分接于电源的零线，不存在危急电压；同时，漏电将造成单相短路，短路电流通常很大，足以促动爱护装置快速切断电源，消退触电危急。
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。
保护接地应用范围
保护接地的应用范围1.各种不接地配电网保护接地适用于各种不接地配电网,包括交流不接地配电网和直流不接地配电网,也包括低压不接地配电国和高压不接地配电心。
在这类配电x中，凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外，均应接地。
它们主要包括:(1)电机、变压器、电器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳:(2)电气设备的传动装置:(3)屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架,以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门(4)配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座:(5)交、直流电力电缆的金属接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电场的金属护层,可触及的金属保护管和穿线的钢管;(6)电缆桥架、支架和井架:(7)装有避雷线的电力线路杆塔:(8)装在配电线路杆上的电力设备:(9)在非沥青地面的居民区内,无避雷线的小接地短路电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝士村塔;(10)电除尘器的构架;(11)封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分:(12)六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体:(13)电热设备的金属外壳:(14)控制电缆的金属护层。
2.电气设备的某些金属部分电气设备下列金属部分，除另有规定外,可不接地:(1)在木质、沥青笔不良导电地面,无裸露接地导体的干慢的房间内,交流额定电压 380v 及以下,直流客定电压 440V 及以下的电气设备的金属外壳:但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。
(2)在干燥场所,交流额定电压 127V及其以下，直流额定电压11v及其以下的电气设备的外壳。
(3)安装在电屏,控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时不会在支持物上引起危险电压的绝缘子的金属底座等。
(4)安装在已接地金属框架上的设备,如穿墙套管笔(但应保证设备底与金属框加接触良好)。
(5)额定电压220V 及其以下的蓄电池室内的金属支架。
继电保护第5章
二、零序电流滤过器接线和零 序电流互感器接线
零序电流互感器接线
零序电流滤过器接线
零序电压滤过器 接线
三、接地短路保护安装处零序 电压与零序电流的相位关系
当保护1正向K1点发生接地故障时， 取保护安装点零序电流参考方向为由 母线指向线路，零序电压参考方向由 母线指向地。 U 0 . 1 I 0. 1 Z
第五章的内容
• 第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率 • 第二节中性点直接接地电网的零序电流保 护 • 第三节 中性点直接接地电网的零序方向电 流保护 • 第四节 中性点非直接接地电网的接地保护 • 第五节 对电网接地保护的评价和应用
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
UK0
UK0
二、零序电压滤过器
• 零序功率方向继电器需要输入保护处的零 序电流和零序电压，零序电流可通过零序 电流滤过器提供，零序电压则由零序电压滤过
器提供。 • 零序电压滤过器由三个单相电压互感器构成或由 三相五柱式电压互感器构成，电压互感器一次侧 的三相绕组接成星形接线并将中性点接地，接于 被保护线路母线上，二次侧三相绕组接成开口三 角形，其端子m、n上的电压与一次系统的三倍零 序电压成正比，即Umn=Ua+Ub+Uc=（UA+UB+UC） /KTV=3U0/KTV。
•
0r
0T 1
U 0 1 I 0 1 ( Z 0 L Z 0 T 2 ) I 0 1 Z 0
三、接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
U 01 I 01 ( Z 0 L Z 0T 2 ) I 01 Z 0
高压接地保护的原理
高压接地保护的原理
高压接地保护是一种用来保护电力系统设备和人身安全的保护措施。
其原理是通过将系统的接地电阻控制在一个较低的范围内，使系统接地不会产生过大的电流，从而防止设备受损和人身触电的危险。
高压接地保护的原理主要包括以下几个方面：
1. 接地方式：通过将系统中的接地点与地面相连接，形成一个接地回路，将系统的电位与地电位连接起来。
接地可分为星型接地和单点接地等不同方式，根据电网要求选择适当的接地方式。
2. 接地电阻：通过控制接地系统的接地电阻，限制接地电流的大小。
低电阻接地可有效降低接地电位，减小系统和人身的触电风险。
而过高的接地电阻会使接地电流过大，对电网设备造成损坏。
3. 接地保护装置：接地保护装置是实现高压接地保护的核心设备，其主要功能是检测系统的接地故障，并在故障发生时迅速切断接地故障点。
接地保护装置可根据不同的接地方式和系统要求选择合适的装置类型和配置。
4. 绝缘监测：高压系统中的绝缘状况对接地保护起着重要的作用。
对于很多情况下，绝缘故障可能导致接地电流突变或突增，因此进行绝缘监测可以提前发现并处理绝缘故障，保护系统的安全。
总之，高压接地保护的原理是通过控制接地电阻，确保系统的接地电流不超过一定范围，保护系统设备和人身安全。
同时，通过适当的接地方式、接地保护装置和绝缘监测等手段，提高接地保护的可靠性和灵敏度。
330-500kv中性点直接接地电网线路保护
330-500kv中性点直接接地电网线路保护一、330-500kv电网的特点选择330-500kv中性点直接接地电网中线路保护方式时，应慎重考虑超高压电力系统的特点：（1）输送功率大，稳定问题严重，要求保护可靠性高，动作要快；（2）线路负荷电流大，故障电流相对较小，有时甚至还可能出现故障，电流比负荷电流小的情况。
这将使保护装置的某些启动元件或测量元件不能满足灵敏性的要求；（3）由于线路长，电压高，导线中的分布电容将明显增大，将对保护产生下列影响：1）线路空载合闸时，由于断路器三相触头不同时合闸出现的零、负序电流，可能使保护误动作；2）外部短路时，被保护线路两端电流不相等，在双回线路或环形网络中非故障线路上可能出现两端电位相同的情况（相当于内部短路）保护可能误动作；3）系统故障的暂态过程中，分布电容会通过线路电感放电，产生同频分量电流；4）在正常运行情况下，线路两端的电流不是相差180°; （4）在线路上常常装有串联补偿电容，它对保护会产生下述影响：1）阻抗继电器的测量阻抗不能与线路长度成正比例；2）故障时，串联补偿电容的保护间隙可能不同时击穿产生附加零、负序分量；3）在系统故障的暂态道程中，会出现低频分量；（5）由于超高压线路的l/r大，因而非周期分量的衰减时间常数大，有时可达200-300ms以上，当线路上装有并联电抗器时，会产牛附加的直流分量；（6）非全相运行带来的影响；（7）高频信号在长线路I的传输衰耗大，通道干扰电平较高；（8）超高压系统多采用电容式电压互感器，其二次电压个能快速准确地反映一次电压的变化。
二、330-500kv线路继电保护的配置方式主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护；后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。
后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。
远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
电网接地故障的电流保护
X’’L0+XT20 X’L0+XT10+X’’L0+XT20 X’L0+XT10
3I0 3I 0
.
X’L0+XT10+X’’L0+XT20
0 =0 3I
至于是单相接地短路时的3I0（1）大，还是两相接地短路时的3I0（1，1）大，
X 1 和 X 0 ，若 X 1 > X 0 ，则3I0（1，1）> 3I0（1） 若 X < X 0 ，则3I0（1）> 3I0（1，1）。因为在X 1 = X 的条件下： 1 2 E (1) 3I 0 3 2Z1 Z0
A B C
I0
LH 0 电缆
零序电流互感器接线示意图
穿心式零序电流互感器
对于采用电缆引出的送电线路，还 广泛地采用了零序电流互感器的接 线以获得3I0，此电流互感器就套 在电缆的外面，从其铁芯中穿过的 电缆就是其一次绕组，这个互感器 的一次电流就是 I A I B IC ，只当 一次侧有零序电流时，在互感器的 二次侧才有相应的3I0输出，故称 它为零序电流互感器。采用零序电 流互感器的优点，和零序电流过滤 器相比，主要的是没有不平衡电流， 同时接线也更简单。
故故障点的 零序电压和 零序电流为:
1 1 1 1 U do U A U B U C U A U A U A 0 3 3 2 2
1 1 I do I dA I dB I dC 0 IdB IdB 0 3 3
和 I 超前 U 为90 ，当计及 当忽略回路的电阻时， I 0 0 d0 和 I 超前U 电阻时，设零序阻抗角 d 0 80 ，则 I 0 0 d0 为 180 d 0 。
几种接地保护方式
几种接地保护方式（TN-C,TN-S,TN-C-S）TT是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统。
TT方式供电系统的特点如下：1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，山于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。
但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。
2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，因此TT系统难以推广。
3 ）TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采用TT系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。
TN方式供电系统的特点如下：1）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。
2 ） TN系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比TT 系统优点多。
TN-C是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线。
TN-C方式供电系统的特点如下：1 ）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。
2 ）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。
3 ）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。
4 ）TN-C系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。
所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。
5 ）TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。
TN-S是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。
TN-S方式供电系统的特点如下：1 ）系抵正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。
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U U U K1 K2 K0 SK1 SK 2 SK 0 I I I K1 K2 K0
故障点的零序电流为
E I 0 Z1 Z2 Z0
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1、单相接地零序分量特点
（1）故障点的零序电压最高，离故障点越远，零 序电压越低。 （2）零序电流超前零序电压90° （3）零序电流的分布，决定于线路的零序阻抗和 中性点接地变压器的零序阻抗及变压器接地中性 点的数目和位置。 （4）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向 相反，是由线路流向母线的。短路点零序功率最 大。 （5）某一保护安装地点处的零序电压与零序电流 之间的相位差取决于背后元件的阻抗角。
• 2.3.2中性点非直接接地电网的接地保护
• 1、中性点不接地电网单相接地故障的特点 • 2、中性点不接地电网的接地保护
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2.3.1 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
中性点直接接地电网发生单相接地故障时，通过中性 点直接接地，在故障相中流过很大的短路电流，这
零序电压成正比，即Umn=Ua+Ub+Uc=（UA+UB+UC）/KTV=3U0/KTV。
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二、零序电流滤过器接线和零 序电流互感器接线
图2-64零序电流滤过器的接线 a零序电流滤过器接线;b零序电流互感器接线
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零序电压滤过器 接线
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(3)接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
的非周期分量，造成TA的铁芯严重饱和，由于三个TA饱和
程度不同，造成励磁电流有很大差别，因而产生很大不平 衡电流。零序电流滤过器的最大不平衡电流为：
Iunbmax Knp K st Kerr I K max
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3
零序电流滤过器
图2-64零序电流滤过器的接线
a)由三个TA接成零序电流滤过器；b)由零序电流互感器构成的 零序电流保护
Z0·Σ——保护正向系统零序总阻抗。 0.r 为Z0Σ的阻抗角，背后故障时U01超 前I01角度为 0.r 。
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（4）零序功率方向继电器 接线
图2-72零序功率方向继电器接线及相量图 a继电器接线；b零序电流3I0和零序电压3U0相量图
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（4）零序功率方向继电器接线
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（2）零序电压滤过器
• 零序功率方向继电器需要输入保护处的零序电流和零序电压， 零序电流可通过零序电流滤过器提供，零序电压则由零序电
压滤过器提供。
• 零序电压滤过器由三个单相电压互感器构成或由三相五柱式 电压互感器构成，电压互感器一次侧的三相绕组接成星形接 线并将中性点接地，接于被保护线路母线上，二次侧三相绕 组接成开口三角形，其端子m、n上的电压与一次系统的三倍
KW接线如图2-72（a）所示，其电流绕组接于零序 电流滤过器，输入电流为3I0。电压绕组接于电压 互感器开口三角形绕组的输出端，输入电压为 3U0 。零序功率方向继电器只反应正向故障， 3I0 超前 3U0 约 95~110°。此时，继电器应正确动作， 并应在最大灵敏角条件下。 2）电力系统中实际使用的零序功率方向继电器最大 70 ~ 85 灵敏角 m ，即当从其正极性输入端的3I0 电 流 滞 后 于 按 正 极 性 输 入 的 电 压 3U0 的 相 角 70°～85°，这时，继电器最灵敏。
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（5）三段式零序方向电流保护
在同一方向上零序方向电流保护动作电流和动作 时限的整定同前面介绍的三段式零序电流保护相 同。零序电流元件的灵敏度校验也与前面相同。 三段式零序方向电流保护接线如图2-73所示 由于零序电压分布的特点可知，在靠近保护安装 处附近不存在方向元件死区，但远离保护安装地 点发生接地短路时，流过保护的零序电流很小， 零序电压也很低，方向元件有可能不动作，为此 应分别检验方向元件的电流和电压灵敏系数。
•
0r
0T 1
U 0 1 I 0 1 ( Z 0 L Z 0 T 2 ) I 0 1 Z 0
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(3)接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
U 01 I 01 ( Z 0 L Z 0T 2 ) I 01 Z 0
在正常运行或最大运行方式下以较短延时切除本线路接地 短路，另一个定值较小，有较长时限，保证在系统最小运 行方式下线路末端接地时有足够的灵敏性。
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3、中性点直接接地电网的零序方向电流
保护
（1）零序方向电流保护的工作原理。
在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序功率
的方向总是由故障点指向各个中性点的，即零序电流方向
种电网称为大接地电流电网。在中性点直接接地电
网发生单相接地故障时，要求继电保护装置切除故 障。采用前面电流保护虽然也能反应中性点直接接 地电网的单相短路，但因为这种保护灵敏性低和动 作时间长，所以，必须装设专用的接地保护装置。
如图2-63a接地短路的零序等值网络。
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图2-63 接地短路时的零序等值网络 (a)电网接线；（b）零序网络；（c）零序电压分布
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三段式零序电流保护整定计算
（1）零序保护第I段 I
I op1
K 3I0max
I rel
III sen
t1I 0s
0min III TA 0op1
（2）零序保护第II段 （3）零序保护第III段
3 Iunbmax Knp K st Kerr I K max
II II t01 t02 max II t01 t 0.5s
近后备保护：
III K sen
I
III III 3I 0min II K sen II 1.3 ~ 1.5 I 0op 0op1 rel unbmax 1
K I
3I 0min 1.3 ~ 1.5 III I 0op1
III Krel 1.2 ~1.3
III III t0 t ( n1) 0n t
远后备保护：
III K sen
3I 0min 1.2 I 0III op1
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零序电流保护II段保护整定计算
当灵敏性不满足要求时，采用括号内值，此时，可增
加一个零序II段，保护有两个零序II段。一个定值大，能
图2-67带时限零序电流速断保护原理说明图
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零序电流保护的时限特性
III III III t06 t05 t04
III III t0 t ( n1) 0n t
图2-68零序电流保护的时限特性
零序电流保护时限比相间短路过流保护动作时限缩短了。因为变压器 Yd 接线，所以高压侧无零序电流，所以零序保护4可以瞬时动作，不必和保护3 配合。所以零序保护动作时限从保护4开始逐级加大一个时限级差。从图268中可以看出接地保护时限比相间短路保护时限缩短了。
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变压器中性点的选择
不使系统出现危险的过电压； 不使零序网络有较大改变，以保证 零序保护有稳定的灵敏性。
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2 、中性点直接接地电网的零序电流保 护
（1）零序保护的构成 零序电流保护通过零序电流滤过器获得零序电流。 1）零序电流滤过器的不平衡的电流
零序电流滤过器由三个TA构成，由于短路电流中含有很大
是由故障点流向各个中性点的变压器。因此，在变压器接 地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向 性。
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（1）零序方向电流保护的工作原理
当K1接地短路时，按选择性
的要求，保护1、2动作切除
故障，加装零序功率方向元 件，将保护3闭锁。K2点接
地故障时，保护3、4动作，
保护2应装设零序功率方向 元件将保护2闭锁，保证了 动作的选择性。 图2-69零序电流方向保护工作原理 a)网络接线；b)K1点短路零序网络；c)K2点短零序网络
当保护1正向K1点发生接地故障时，取保护 安装点零序电流参考方向为由母线指向线 路，零序电压参考方向由母线指向地。
U 0.1 I 0.1 Z 0.T 1 U 0k I 0.1 / Z 0.T 1 Z 0 .l
(2-106)
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正反向故障时，保护按装处零 序电压、电流的相位关系
0 r
I01
U0K -I01 Z0L2 U01
Z0L1
U01 I01
U0K
Z0T1
U01
Z0T2
0 r
I01
反向故障时零序网络及向量图
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(3)接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
/ Z0· T 1——变压器T1的零序阻抗； Z 0L——接地短路 点至保护安装处的线路之间的零序阻抗。零序功率 方向继电器输入电压U01和零序电流I01之间相角决定 于保护安装处背后变压器的零序阻抗。I01超前U01相 角 180 ，通常约为70°～85°，故零序 电流超前零序电压的相位角一般为95°～110°。 • 当保护1背后K2点发生接地故障时，保护安装处的 零序电压和零序电流之间关系为 ：
教材配套电子教案
电力系统继电保护
刘学军 编制
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2.3 电网的接地保护
2.3 电网的接地保护
• 2.3.1中性点直接接地电网的零序电流保护和零序方向电 流保护
1、中性点直接接地电网接地短路时的零序电压、零序电流和零序功率 2、中性点直接接地电网的零序电流保护 3、中性点直接接地电网的零序方向电流保 护
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（2）零序电流保护接线
图2-65 三段式零序电流保护的接线