第三章输电线路的接地保护.doc

第三章 输电线路的接地保护 电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92规定： 1.对3～63kV 中性点非直接接地电力网中的单相接地故障，继电保护配置原则的具体规定。 （1）在发电厂和变电所母线，应装设单相接地监视信号装置。一旦电网中发生单相接地故障，信号装置动作告警，以便通告运行人员及时处理及寻找故障点。 （2）在线路上装设有选择性的单相接地保护。 对有零序电流互感器的线路，或者不能安装零序电流互感器，而单相接地保护能够躲过电流回路中不平衡电流的影响，也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。 （3）在出线回路数不多，线路又不是特别重要，或装设选择性保护也难保证有选择性时，可以采取依次断开线路的方法，寻找单相接地在哪条线路。有时为了快速恢复对完好线路的供电，断开后如无故障，靠自动重合闸恢复供电。 2.对110kV 线路的下列故障应装设相应的保护装置 （1）单相接地短路。 （2）相间短路。 对接地短路应装设相应的保护装置并应符合下列规定： 1.宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护。 2.对某些线路当零序电流保护不能满足要求时可装设接地距离保护并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。 第一节 　大接地电流系统的接地故障特点 一、接地保护概述 在中性点直接接地电网中，当发生单相接地短路时，将出现大的短路电流，故中性点直接接地电网又称为大接地电流电网。在我国通常110kV及以上电压等级的电网，均为中性点直接接地电网。前面讲述的电流保护和方向电流保护，若采用三相完全星形接线，虽然也能反应中性点直接接地电网的单相接地短路，但由于它们的动作电流较大，而单相接地短路电流又往往比相间短路电流小，因此灵敏系数常常不能满足要求。另外，反应相间短路的保护兼作接地保护时，其时限也比专用接地保护长，故为了反应中性点直接接地电网的单相接地短路故障，通常装设专用的接地保护－反应零序分量的保护。 电压为3~35kV的电网，采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，统称为中性点非直接接地电网。在这种电网中发生单相接地时，不构成短路回路，故没有短路零序电流，只有零序电容电流，其值比负荷电流小得多，所以这种电网又称为小接地电流电网。由于这种电网发生单相接地时故障电流很小，且电网的线电压仍对称，不影响对负荷供电，故允许带着接地点继续运行一段时间。因此中性点非直接接地电网通常装设作用于信号的零序分量保护，以便采取措施消除接地故障，防止故障扩大。 二、大接地电流系统接地故障的特点 大接地电流系统的接地故障主要是单相或两相接地短路。下面分析在发生上述故障时的参数特征。 正常运行或三相短路时，由于三相电压和电流是对称的，故 = (++) = 0 = (++) = 0 即没有零序电压和零序电流。 两相短路时，例如VW两相短路，在故障点kV=KW = -kU；kU = 0，；kV = -kW，因此故障点的零序电压和零序电流为 d0 = (++) = (kU -kU -kU) = 0 = (kU +kV +kW) = (0 +kV -kV) = 0 上述分析说明，正常运行及相间短路时，均没有零序电压和零序电流。 但是，发生接地短路时，情况不同。例如U相接地短路，则在接地故障点，故障相电压KU = 0，KV=，kW =；=KU ，= 0，= 0，因此故障点的零序电压、零序电流为 = (kV +kW ) = (+) (3-1) (1)= kU (3-2) 若发生VW两相接地短路，在故障点有，kV =KW = 0，kU =，kU= 0，则有 = kU= (3-3) = (kV +kW) (3-4) 由上述分析可知，出现零序电压和零序电流是接地故障区别于正常运行和相间短路的基本特征。 下面进一步分析零序电压和零序电流的分布。 故障点处三相电压不对称的程度最高，故该点零序电压也最高，离故障点越远零序电压越低，变压器接地中性点处零序电压为零。例如在图3-1(a)所示电网中k点单相接地时，其零序电压的分布见图3-1(b)。由于故障点处出现零序电压所以产生零序电流和，它们经变压器的中性点构成回路。对零序电流的方向，仍然采用母线流向故障点为正，而对零序电压的方向是线路高于大地为正，根据图3-1(b)所示等效网络，则有 k0 = -(+)= -(+) (3-5) 保护安装处的零序电压为 = - = -