电力系统中性点接地方式及其零序保护
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
•3I0（1） =
•3E •2 +
•两相接地短路的零序电流为：
•3I0（1,1）=•
•3E +2
•单相接地
•= •+ •+
•故障点的等效零序电势
•故障点的等效正序、负序、零序阻 抗
•
2) 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大 零序电流 ，引入可靠系数
•3I0.unb的计算，一相先合与两相断线情况类同， 两相先合与一相断线情况类同。 •具体可参见电力系统分析之短路计算
•
c. 当系统中发生某些不正常运行状态时（如系统振荡，短时 过负荷等）零序保护不受影响。
d. 在110kV及以上的高压或超高压系统中，单相接地故障占 全部故障的70%-90%，而且其它故障也往往是由单相接 地引起的，故采用零序保护具有显著的优越性。
•缺点：
a. 对于短线路或运行方式变化很大的情况，保护往往不能满 足系统运行所提出的要求。
•
•～
•T1 •A •1
•2•B •T2 •C
•A
•XT10
•系统接线
•X’k0
•X’’k0
•B
•若母线A还
•XT2. 接有中性点
0
接地的变压
器，则零序
阻抗变小，
流过A侧零
序电流增大
。
•T2中性点接地：
•零序等效网络
•= •=
•X’’k0+XT2.0
•X’k0+XT1.0+X’’k0+XT2.
0
•X’k0+XT10
•（c）零序电流变化曲线 中断开，此时
•
• 3）零序Ⅱ段灵敏系数：
•零序Ⅱ段的灵敏系数，应按照本线路 末端接地短路时的最小零序电流来校 验，并应满足Ksen≥1.5的要求。
110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置
摘要：本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点，然后分析了其缺点，最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。
关键词：110kV；变压器；保护装置
我国经济发展严重依赖电力系统的保障。变压器作为影响电力系统运行的稳定与效率的重要组成部分，关乎经济运行的基础保障到位与否，一旦某个环节出现故障，将带来巨大的损失。
变压器中性点接地方式可以分为中性点无效接地和中性点有效接地。中性点接地方式对电网的继电保护、过电压水平、绝缘水平、人身设备安全等有重要影响，所以接地方式的选择要经过多方面因素的综合评估才能确定，其中包含电网投入资本、稳定运行的可靠性、应用的经济性等多方面考量。深入研究中性点的接地方式和零序保护装置至关重要。
[3]刘蓉晖.110kV内桥式变电站110kV电压切换及并列装置接线改进[J].广西电力，2012，35（2）：37-39.DOI：10.3969/j.issn.1671-8380.2012. 02.013.
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一、110kV变压器中性点接地方式分析
（一）110KV变压器中性点接地方式的优点
1、装置简易中性点接地方式可以省略“失地”继保装置。由于其接地方式的统一，可以很好地简化继保装置，避免了孤立的不接地电网形式，对于提高电网的稳定可靠有很大的帮助。
2、方案操作性高110kV变压器中性点接地对绝缘要求较低，其绝缘水平可下降到20kV等级，也不会出现高幅值过电压，其全波冲击耐压可提升到125kV，工频耐压每分钟可达到55kV。意味着可省略避雷和棒间隙等装置，对提升电网的安全稳定有很大效果。
中性点直接接地系统接地短路的零序电流及方向保护
７ ２・
科技 论坛
中性点直接接地系统接地短路的零序电流方向保护
徐 永 峰
（ 国网哈 尔滨供 电公 司 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ｏ ｏ ｏ ）
摘
要： 本文对 中性 点直接接地 系统接地短路的零序 电流及方向保护进行介绍 ， 通过 分析 零序 电流速断保护 的构成 ， 可 以减 少系统
一
，
接的关系 ， 还与零序电流的分布有着较大的 关系 ， 零序电流的大小与分 求整定。按此原则
布影响着电网线路的零序阻抗 ，还影响着中性点接地变压器的零序阻 整 定 的灵 敏 Ｉ 段 不 在单相 自动重合闸时 ， 自动将灵敏 抗。下面笔者对 中Ｊ ｌ 生 点直接接地系统变压器 『 生 点的接地原则进行简 能躲过非全相振荡出现的零序电流 ， 单的分析。 Ｉ 段闭锁，需待恢复全相运行时在重新投入。通过设置两个零序电流 Ｉ １ ． １ 如果发电厂的低压侧存在 电源变压器 ， 并且电网中只有单台变 段环保 ，解决了全相与非全相运行下保护灵敏ｆ 生和选择之间产生的矛 压器运行 ， 则可以采用中Ｉ 『 生 点接地运行的方式 ， 这种运行方式可以避免 盾。零序电流保护 Ｉ 段的保护最小范围要求不小 于保护线路长度 的 不接地系统的工频出现过电压。 １ ５ ｖ ／ ￣２ ０ ％， 其整定的动作延时为 ０ 。 １ ． ２对于存在 自耦变压器 ，并且有着绝缘要求的变压器存在时， 可 ３ ． ２ 带时限零序电流速断保护。根据整定的零序 Ｉ Ｉ 段的动作电流不 能躲开非全相运行时的零序电流 ， 则装有综合 自动重合闸的线路 出现 以采用中性点接地的方式运行。 １ ． ３ 采用 Ｔ形式接人线路的变压器， 一般采用的是不接地的运行方 非全相运行时应将该保护退出工作。 或者装设两个零序 Ｉ Ｉ 段保护 ， 其中 式， 如果 Ｔ接变压器 的低压侧存在电源 ， 为了避免不接地系统出现工频 不灵敏的零序 Ｉ Ｉ 段保护按躲过非全相运行时的最大零序电流整定。当 过 电压现象 ， 应采取有效的防治措施 ， 在故 障发生时 ， 对小电源进行解 线路 在单相 自动 重 和 闸过 程 中和非 全相 运行 时不 退 出工作 ，灵 敏 的零 序Ｉ Ｉ 段保护按与相邻线路零序保护配合的条件整定 ，在线路进行单相 裂。 １ － ４ 为 了减少 操作 过 电压 的出现 ， 可 以采用 临 时变压 器 中性点 接地 重和闸过程中和非全相运行时退出工作。 ３ ． ３ 零序过 电流保护。零序过电流保护主要作为本线路零序 Ｉ 段和 的运行方式 ， 在操作完成后， 在断开变压器。 １ ． ５ 为了加强对系统的保护， 在制定保护措施时， 应从整体 出发， 对 零序 Ｉ Ｉ 段 的近后备保护和相邻线路 、 母线 、 变压器节点短路的远后备保 在中陛点直接接地电网中的终端线路上 ， 也可以作为接地短路的主 变压器 中． 陛点的接地运行方式进行调整 ，设计人员应采用同一发 电厂 护。 或者变电站零序阻抗不变 的原则 ， 当系统存在两台及以上变压器时 ， 可 保护。它的动作电流整定计算应当遵循以下原则。 以将其中一台变压器采用 中． ｆ 生点接地的方式运行 ，如果这一变压器停 ３ ． ３ ． １ 躲过相邻线路始端三相短路时， 流过保护的最大不平衡电流 ， 止运行， 则需要将另外 的一台变压器进行中性点直接接地运行 ， 这两台 即 叩 Ｉ ＝础 ， 变压 器不 能出现 在 同一 条母 线上 。 式 中 — — 可靠 系数 ，一般 取 １ ． ２—１ ， ３ ； ２ 零序 电流保 护 的构成 ３ ． ３ ． ２ 与相邻线路零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段保护进行灵敏 『 生 配合， 以保证动作 的选 ２ ． １ 零序电流滤过器的不平衡 电流。 零序电流滤过器是零序电流保 Ｉ Ｉ 段的保护范 围不能超过相邻线路 Ｉ Ｉ Ｉ 段的 护的重要构成 ， 利用这一装置， 可以获得零序电流 。如果零序电流保护 择 陛，即本级线路的零序 Ｉ 零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段的动作电流必须进行逐级配合。 出现相间短路 ， 并且短路电流含有较大的非周期分量 ， 则会对滤过器造 保护范围。为此 ， 当该保护作近后备保护时，检验 在被保护线路末端 ，灵敏 系数 成ｌ 生 能影 响， 电流互感器的铁芯会 出现饱和， 铁芯的磁化 陛能会发生变 杠 ‘ ｎ ≥Ｉ ． ３—１ ． ５ ； 当该保护作远后备保护时 ，检验｜ 在相邻线路末 化。励磁 电流存在较大的差异 ， 从而出现了不平衡电流。这种不平衡电 丘。 要 求灵敏 系数 Ｋ ≥１ ． ２ 流影响了系统的稳定运行 ， 为了减少故障的发生， 需要在系统中加入保 端 ， 结束 语 护 装置 ， 对不 平衡 电流 进行 调 整 ， 并减 少不 平衡 电流 的 出现 。设计 人员 零序电流方向保护装置可以保证 中性点直接接地系统 的稳定运 可 以选择磁化籽ｌ 生 相同的零序 电流滤过器 ， 减少二次负荷的出现 实现 行， 为了降低系统出现故障的概率 ， 设计人员应合理利用保护装置 ， 确 负荷的均衡 Ｉ 生。 定零序电流的大小。本文对 中． ｆ 生 点直接接地系统变压器中Ｊ 眭点接地原 ２ ． ２ 零序电流保护的接线 。 零序电流保护接线也是其重要的组成之 对零序电流保护的构成进行了介绍 ， 还对三段式零序电 在接地系统中， 多采用的是三段式零序电流保护， Ｉ 段是无时限电流 则进行了分析 ， 希望对相关设计人员提供一定帮助 ， 保证电 速断保护 ， Ｉ Ｉ 段是带时限零序 电流速断保护 ， Ｉ Ｉ Ｉ 段是零序过流保护。三 流 的保护方式进行了探讨 ， 力 系统 的稳定 运行 。 段式 零序 电流保 护原 理接 线图如 图 １ 所示。 参考 文献 零序电流继 电器 １ Ｋ Ａ Ｚ 、 中间继电器 Ｋ Ｍ、 信号继电器 １ Ｋ Ｓ构成零 １ 】 袁兆强， 刘辉冲 性点直接接地电网的 自适应零序 电流速 断保护【 Ｊ Ｊ ． 高 序Ｉ 段 电流保护 ； ２ Ｋ Ａ Ｚ 、 １ Ｋ Ｔ和 ２ Ｋ Ｓ构成零序 Ｉ Ｉ 段 电流保护 ； ３ Ｋ Ａ Ｚ 、 【 电压技术 ， ２ ０ ｏ ７ （ ９ ） ． ２ Ｋ Ｔ 、 ３ Ｋ Ｓ 构成零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段电流保护。 ｆ ２ １ 赵志学． 浅谈 １ １ ０ ｋ Ｖ变压器中性点接地方式与零序保护配置叨． 科技 ３ 三段式 零序 电流保 护 ３ ． １ 无时限零序电流速断保护。在装有管型避雷器的线路上 ， 为避 致 富 向导 ， ２ ｍｏ （ ９ ） ． ３ ］ 刘永红． 电力 系统 中性点接地 方式及其零序保护【 Ｊ Ｊ ． 科技 资讯 ， ２ ０ ０ ８ 免在避雷器放电动作时引起保护误动作 ，可在无时限电流速断保护接 ［ 线中装有带小延时的中间继电器，这样可以在时间上躲过继电器三相 ｆ ３ ｏ １ ．
110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置
110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置(2008/01/28 21:18)摘要：在分析变压器零序保护配置的基础上，对110kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及目前厦门电网110kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨，提出拆除部分中性点棒间隙，改善变压器零序保护配合的措施。
关键词：变压器；中性点；零序保护中图分类号：TM772文献标识码：B文章编号：1006-6047(1999)06-0064-031变压器零序保护配置厦门电网目前全部选用分级绝缘变压器，在多台变压器并列运行的变电站，主变中性点一般采用部分接地的运行方式。
对于中性点不接地的变压器，其外部故障的后备保护，过去采用零序互跳保护或中性点间隙保护两种方法。
1.1零序互跳保护变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式，称为零序互跳。
如图1，2台主变并列运行，1号主变中性点接地，当K2点发生接地故障时，1号主变中性点零序过流保护动作，第一时限跳2号主变高低压侧开关，K2故障点被隔离，1号主变恢复正常运行。
如果故障点在K1处，当第一时限跳开2号主变后，零序过流保护第二时限跳本变压器，切除故障。
零序互跳保护显而易见的缺点是：①有选择性切除故障的概率只有50%；②母线故障时没有选择性，会扩大停电范围；③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合，对保护整定配合不利；④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验，条件苛刻，二次接线容易错误。
来源:图2内桥接线变电站示意图为了节省投资、占地，节约110kV线路空中走廊等原因，新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线，而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器，变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护，没有配置中性点间隙电流保护以及110kVTV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。
由于零序保护配置不够完整，在多台“T”接的线路-变压器组接线中，各变压器中性点仍全部接地运行。
电力系统中性点接地的三种方式
电力系统中性点接地的三种方式有效接地系统（又称大电流接地系统）小电流接地系统（包含不接地和经消弧线圈接地）经电阻接地系统（含小电阻、中电阻和高电阻）大电流接地系统用于110kV及以上系统及。
该系统在单相接地时，另外两相对地电压基本不变，系统过电压较低，对110kV及以上系统抑制过电压有利，但此时接地电流很大，运行设备很难长时间通过此电流，接地相对地电压很低，甚至为零，系统电压严重不平衡，许多电气设备无法正常工作，必须及时切除接地点。
大电流接地系统要求部分主变的中性点接地，避免单相接地时短路电流过大。
这些主变必须有一个三角形接线的绕组，以构成零序通路，降低零序阻抗。
主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3，线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。
作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。
其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地，其他主变中性点通过间隙接地。
好处是110kV侧零序阻抗稳定，有利于该110kV系统零序定值的计算和整定，零序过流保护的保护范围变化很小，容易保持其阶梯特性；未220kV系统提供稳定的零序电源，保持220kV 系统零序保护的方向性和稳定性。
主变220kV侧中性点和110kV侧中性点均加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为220kV负荷变电站的主变必须分列运行。
此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地，110kV侧中性点全部接地运行。
所有主变不能相220kV系统提供零序电流，110kV侧零序阻抗稳定。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为链式接线的220kV变电站，其220kV侧母线并列运行并有两个电源。
虽然主变分列运行，但必须有一台主变的220kV侧中性点直接接地，其他主变的220kV 侧中性点通过间隙接地。
110kV侧中性点必须全部直接接地。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行，其电源侧母线为单电源。
电力系统继电保护_中国电力出版社零序保护(2-3)
第 2.3 节零序电流保护主要针对中性点直接接地系统（大电流接地系统）。
特征和差异：1）电力系统正常运行时，三相对称，没有负序和零序分量。
2）不对称故障时，会产生负序或零序分量。
其中，零序分量（特征）总是伴随着不对称接地故障的发生而产生，据此，可构成反映不对称接地故障的零序电流保护。
电力系统不对称短路的分析和计算方法：对称分量法3.5.1 对称分量法原理：一个不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三个对称的三相量。
正序分量：大小相等，相位彼此差120°，相序和正常运行方式一致；负序分量：大小相等，相位彼此差120°，相序和正常运行方式相反；零序分量：大小相等，相位相同。
各序相量间的关系：正序分量21111,b a c a F a F F aF ==负序分量22222,b a c a F aF F a F ==零序分量0000,b a c a F F F F ==其中310120j e a j +-==3102402j e a j --==写成矩阵形式1222011111a a b a c a F F F a a F F a a F ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦简写为P SF TF =2121113111a a T a a -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1S PF T F -=212201113111a a a b a c F a a F F a aF F F ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦•在三相系统中三相线电压之和恒等于零，故线电压中没有零序分量。
在没有中性线的星形接线中，三相电流之和为零，故不存在电流的零序分量。
在三角形接法中，线电流是相电流之差，相电流中的零序分量在闭合的三角形中自成环流，线电流中没有零序分量。
在星形连接方式中零序电流必须以中性线（地线）作为通路，且中性线中的零序电流为一相零序电流的3倍。
供配电系统的接线方式及特点配电系统中性点接地方式中性点的接地方式与供配电系统的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平、保护装置配置等有关，直接影响系统的可靠性、连续性、主变压器和发电机的运行安全性以及对通讯线路的干扰等。
主变零序保护及中性点不接地保护
什么叫主变零序电压保护？1.中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。
为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时。
零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。
一般取t1=0.5～1.Os，而取t2=t1+△t为时限阶段。
零序保护I段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。
设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。
零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而t4=t3+△t。
t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。
为防止变压器与系统并列之前，在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。
2.主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV，l0 min；工频耐压为200kV。
主变不接地运行时，单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。
如220kV主变最高工作电压为242kV，而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压，同时暂态电压值可能高达252kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200kV，这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。
避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。
另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。
对此,前述零序保护往往不能起到保护作用，故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。
电力系统中性点接地方式及其零序保护
环球市场电力工程/电力系统中性点接地方式及其零序保护刘 琦中国化学工程第三建设有限公司电仪五公司摘要：电力系统中性点接地方式的合理选择关乎电网的安全、稳定运行，因此应予以足够的重视。
电力系统发生了单接地故障，必然出现零序电流及零序电压，因此进一步加强对其的研究非常有必要，通过对零序电流和零序电压的监测和管理可以有效的实现对接地故障的监测和处理，保障电力系统的稳定运行。
基于此本文分析了电力系统中性点接地方式及其零序保护。
关键词：电力系统；中性点接地方式；其零序保护1电力系统中性点接地在电力系统中中性点接地方式是非常重要的运行方式，因此也是越来越受到重视。
其主要是指三相交流电网中性点与大地间的电气连接方式。
中性点的接地方式总的来讲分为中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地及直接接地，前两种在概念上称为中性点非有效接地，后两种称为中性点有效接地。
非有效接地系统在农村小电网用得较多，随着电网规模的不断发展，越来越多的电网已转向中性点有效接地系统。
但不论哪种接地方式，都有各自的适用场合和在工程应用中的不足，因此，必须做好技术预测，选择更有效的中心点运行方式。
1.1 中性点不接地系统三相电位向量实际是零，和地电位相同，因此中性点是否接地对三相无影响。
这种中性点与地之间无直接连接的方式通常称为中性点不接地。
但实际上电力系统的三相与地之间存有电容，因此中性点不接地本质上是三相对地电容相等时保持对地的零电位(图1)。
当三相对地电容不相等时，中性点产生对地电势差，即中性点位移，由于常态下产生的位移电压较小，对电网影响小，可以忽略。
当系统发生单相短路接地时，故障电流大致以“相线—设备外壳—设备接地电阻—大地—相线对地容抗—相线”的方向流动，由于相线对地容抗值极大，故障电流微小，接触电压也不大，对人身没有危害，所以这种方式较中性点接地更安全。
当线路不长、电压不高时，接地电容电流小，引起的电弧会自动熄灭而不致引起跳闸。
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
（4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ，I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段，分别为： 灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业： 2-41 复习题：60（做）、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ：
U A0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
线路、中性点不变，零序网不变；
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序（Ud1、
Ud2、Ud0
）
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流： 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点：无不平衡电流，接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向：线路－母线； 反方向：母线－线路。 16
功率方向继电器GJ0 ：
输入： U J －3U0 IJ 3 I0
向量图：
正方向短路： 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
电力系统中性点接地方式及其零序保护
文章编号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ８ ｌ （） Ｏ ０ － ２ １ ７ － ７ １２ ０ ） Ｏ ｃ ｌ ６ ０ －
１中性点运行方式及其特点介绍
１ １中性 点不 接地 系统 ．
图 ５ 零序 电流 滤过 器原 理接 线图 上 述 两 种 方 法 获 得 零 序 电流 的 区 别 在 于 零 序 电流 互 感 器 与 零 序 电 流 滤 过 器 相 比， 没有 不 平 衡 电流 ， 接线 简 单 。 零 序 电压 的取 得 可 以 从 三 相 五 柱 式 电 压 互 感 器 的 二 次 绕 组 开 口三 角 形 侧 取 得 。 而 正 序 和 负序 分 量 的 电 压 ，三 相 相 加 后 为 零 ，无输 出 。此 种 接 线 实 际 上 就 是 零 序 电 压 过 滤 器 。 如 图 ６ 所 示 。 零 序 电压 的 获 得 也 可 以 用 三 个 单 相 电压 互 感 器 接 成 开 口三 角形 的 二 次侧 取 得 ， 理 雷 同 。 原 ① 零 序 电流 保 护 。 为 了 满 足 系 统 保 护 的要 求 ，通 常 零序 电流 保 护 设置 为 三 段 ， 别为 零 序 Ｉ ， 分 段 零 序 Ⅱ段 及 零 序 Ⅲ 段 。 但 在采 用三 相 重 合 闸 或 综 合 重 合 闸 的 线 路 ， 防 止 在 三相 合 闸 为 过 程 中三 相 触 头 不 同期 或单 相 重 合过 程 的
如 下 图 １所 示 。
一
一ห้องสมุดไป่ตู้
三一
图 １ 中性 点不接 地 系统
正 常 运 行 ： 压 、 电流 对 称 。 电 单 相 接地 ： 障 相 电压 为零 ， 故障 相 故 非 电 压 升 高 为 线 电压 。 中 性 点 电 压 发 生 偏 移 ， 于 一 相 相 电压 。接 地 点 电 流 为非 故 等 障 相 对 地 电容 电 流 的 和 ，数 值 为 正 常运 行 时 一 相 对地 电容 电流 的 ３倍 。但 线 电 压仍 然对 称 ， 以继 续 运行 ２ｈ。 因存 在接 地 客 可 性 电流 ， 在 接地 点有 电弧 。 故 １． ２中性点 经消 弧线 圈接 地 系统 如 下 图 ２所 示 。 ２零序保护 ２． １中性点 直接 接地 系统 零 序保 护 在 中 性 点 直 接 接 地 的 电 网 中发 生 接 地 短 路 时 ，将 出现 很 大 的零 序 电流 ，而在 正 常 情 况 下 不 存 在 。零 序 网络 中 电流 电压 的 分 布 如下 图 ４。其 特 点 如 下 ： ①故 障 点 的 零序 电 压 最 高 ，离 故 障 点 越 远 ，零 序 电 压越 低 。 ＿… ＼ ．． 一 三 一歹 天 ②零 序 电流 的 分 布 ，决 定 于 线 路 的 零 ● ） ｂ ） 序 阻 抗和 中性 点接 地 变 压 器 的零 序 阻 抗 及 图 ２ 中性点 经消 孤线 圈接 地 系统 变 压 器 接 地 中 性 点 的数 目和 位 置 ， 与 电 而 正 常运 行 ：电压 、 电 流对 称 。 单 相 接 地 ： 障 相 电压 为 零 ； 故 障 相 故 非 电 压 升 高 为 线 电 压 。 中性 点 电 压 发 生 偏 移 ， 于一 相 相 电 压 。 该 电 压 作 用 在 消 弧 等 线 圈 上 ， 产生 感性 电 流 。 该 电 流 与 接 地 将 点非 故障 相 对 地 电容 电流 的 和 进 行 叠加 彼 此 补 偿 ， 值 上 小 于 中 性 点 不 接 地 系 统 对 数 地 容 性 电容 电流 。但 线 电压 仍 然 对 称 ，可 以继 续 运行 ２ ｈ。 上 述 两 种 系 统 ，为 小 电 流 接 地 系 统 。 常用在 ６０ ｋＶ 及以下 系统 。 １ ３中性点 直接 接地 系统 如 图 ３所 示 。 正 常运 行 ：三相 电压 、电 流 对称
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电力系统中性点接地方式及其零序保护
电力系统中性点是指发电机、变压器的中性点且指变压器Y形接线，通常情况下，接地中性点管理方式主要有两种，中性点不接地和中性点接地，而中性点接地根据接地方式不同又可以分为中性点经消弧线圈接地以和中性点直接接地。
本文主要介绍了中性点三种接地方式的特点及其在单相接地故障发生时，常见零序保护方式及其特点。
标签：中性点接地方式；零序保护；电力系统
0 前言
电力系统中绝大多数故障都是单相接地故障。
为提高其动作灵敏性，均装设专门的接地保护装置。
该装置构成简单，易于实现。
通常反映接地故障时的零序电流和电压，称为零序保护装置。
零序保护装置的装设可以使相间短路的保护接线用电流互感器不完全星形接法来实现，简化了设备。
而中性点不接地、中性点经消弧线圈接地系统在发生单相接地故障时，由于故障电流小，线电压仍然对称，系统还可以持续运行1-2小时，故称为小电流接地系统。
除非有特殊要求，该系统的接地保护才作用于跳闸，否则接地保护只作用于信号，提醒运行人员注意。
下面就本人在工作学习过程中的知识点，做一简单介绍。
1 中性点运行方式及其特点介绍
1.1 中性点不接地系统
当出现故障时，造成单相接地现象，单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。
而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。
接地点电流也因此产生变化，等同于非故障相对地电容电流的和，而数值也因此成为正常运行时单相对地电容电流的3倍。
虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应，可以连续继续运行2小时以上。
此外，由于中性点发生接地现象，导致接地容性电流的产生并且较强，因此导致接地点在一定范围内产生电弧，对周边安全造成影响。
此种方法为小电流接地系统方法，通常针对与电流相对较小的电力系统，如6kV以下系统。
1.2 中性点接地系统
1.2.1 中性点经消弧线圈接地系统
当采用中性点经消弧线圈接地系统时，其正常运行状态下电压、电流以均衡、对称额形式存在。
当出现故障时，导致单向接地现象的产生时，与中性点不接地相似单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。
而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。
但不同
的是，通过利用消弧线圈，将其电压作用进行控制补偿，通过补偿将产生感性电流与接地点产生的非故障相对地电容电流进行补偿和叠加，在电流数值上总体上小于中性点不接地系统的电容电流。
系统故障状态下，虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应，可以连续继续运行2小时以上。
1.2.2 中性点直接接地系统
采用中性点直接接地实现三相电压平行控制，因此三相电压和电流一直保持对称。
当出现单向接地现象时，不同于中性点不接地和经消弧圈接地导致中性点以单相的存在，其中性点电压不变，仍然保持为零，只有故障相停止，其他非故障相由于对地电压未发生变化，其电流也不变，进而稳定的运行。
故障相经过接地后，导致单相与接地中性点形成单相短路，进而触发单相短路时保护装置，实现跳闸等控制动作，实现故障单相的局部控制。
中性点直接接地系统运行稳定，故障影响范围较小，同时没有产生电弧效应，大大保障了接地点范围的安全。
由于中性点接地成本控制和管理先对复杂，因此适用于较大工程，如110kV以上等超高压系统，通过采用该系统，一方面提高保护效果；另一方面可以降低运行损失成本。
2 零序保护
2.1 中性点不接地系统的零序保护
单相接地时，中性点成以单相电压存在，影响系统内三相电力系统，因此系统内都会出现零序电压，而短路点的零序电压即为相电压。
2.1.1零序电流保护
当零序电流继电器感应到零序电流时将动作发出信号。
为防止单相接地电流较大造成重大影响，通常将保护装置也接于零序电流滤过器形成的零序回路中，对交大电流进行控制。
2.1.2 方向性零序电流保护
一般情况下故障线路与非故障线路零序功率方向会有所不同，因此在使用充分利用这个特点，对零序功率方向继电器要采用方式接入进行控制，必须采用正极性接入，防止误动或拒动。
2.1.3 绝缘监察装置
绝缘监察装置对接地后出现的零序电压进行监测，并进行延时动作与信号的发生。
运行期间可以利用线路始端五次谐波零序电流异常，对故障线路进行判别，实现有效的监测。
2.2 中性点直接接地系统零序保护
采用中性点直接接地系统时，正常情况下零序电流不存在，而接地时则会产生很大的零序电流和零序电压的变化。
系统中一旦出现接地短路，必然导致零序电流的产生。
因此可以通过安装零序电流互感器对接地导致的零序电流信号进行监测。
此外，零序电压发生的变化也可以通过利用零序电压过滤器进行监测，通过采用一种或两种监测均可以实现对接地现象的监测。
（1）零序电流保护。
当电力系统运行过程中出现不对称时，由于平行线路间的影响，将导致临近线路零序电流的异常产生，造成继电器误动作。
为此，一般情况况下通过设置限定值或方向元件来提高监测精度，防止误判误动。
（2）零序方向电流保护。
当单相接地短路时，将导致零序电流的方向发生了变化，将出现反向零序电流，为此，需要零序方向元件，加强对零序电流方向的判别，形成方向保护。
同时，由于故障带的零序电压会随着传输距离衰减，因此离故障点越远，零序电压越低，由于零序功率方向继电器没有死区，因此保护也相对全面。
3 结束语
由上可知，电力系统发生了单接地故障，必然出现零序电流及零序电压。
通过对零序电流和零序电压的监测和管理可以有效的实现对接地故障的监测和处理，保障电力系统的稳定运行。
参考文献：
[1]贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].水利电力出版社.
[2]李骏年主编.电力系统继电保护[M].中国电力出版社.。