第二章电网的电流保护分解.ppt

图2-50 单相接地时的零序等效网络（对应图2-49）及相量图 （a）等效网络 （b） 相量图 对中性点不接地电网中的单相接地故障，利用图2-49的分析，可以给出清晰的物理概念，根据该图的分析方法，得出如图2-50（a）所示的零序等效网络以后，对计算零序电流的大小和分布则是十分方便的。总结以上分析的结果，可以得出如下结论： ⑴在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压； ⑵在非故障的元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路； ⑶在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。 这些特点和区别，将是考虑保护方式的依据。 二、中性点经消弧线圈接地电网中单相接 地故障的特点 根据以上的分析，当中性点不接地电网中发生单相接地时，在接地点要流过全系统的对地电容电流，如果此电流比较大，就会在接地点燃起电弧，引起弧光过电压，从而使非故障相的对地电压进一步升高，致使绝缘损坏，形成两点或多点的接地短路，造成停电事故。 具有方向性的三段式零序电流保护的原理接线如图2-46所示。其中方向元件KPD接于 和 ，由它的触点控制三段电流元件的动作，只当方向元件和电流元件同时动作后，才能分别去启动出口中间继电器或各自的时间继电器。装设信号继电器和连接片XB的作用，同图2-19的说明。 图2-46 具有方向性的三段式零序电流保护的原理接线 八、对零序电流保护的评价 零序电流保护与采用三相星形接线方式相比的优点： ⑴相间短路的过电流保护系按照大于负荷电流整定，继电器的启动电流一般为5～7A，而零序过电流保护则按照躲开不平衡电流的原则整定，其值一般为2～3A，由于发生单相接地故障时，故障相的电流与零序电流 相等，因此，零序过电流的灵敏度高。 由图2-43可见，零序过电流保护的动作时间也较相间保护为短。尤其对于两侧电源的线路，当线路内部靠近任一侧发生接地短路时，本侧零序Ⅰ段动作跳闸后，对侧零序电流增大可使对侧零序Ⅰ段也相继动作跳闸，因而使总的故障切除时间更加缩短。 ⑵相间短路的电流速断和限时电流速断保护直接受系统运行方式变化的影响很大，而零序电流保护受系统运行方式变化的影响小得多。 此外，由于线路零序阻抗远较正序阻抗为大， ,故线路始端与末端短路时，零序电流变化显著，曲线较陡，因此零序Ⅰ段的保护范围较大，也较稳定，零序Ⅱ段保护的灵敏系数也易于满足要求。 ⑶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，三相是对称的，相间短路的电流保护均将受它们的影响而可能误动作，因而需要采取必要的措施予以防止，而零序保护则不受它们的影响。 ⑷在110kV及以上的高压和超高压系统中，单相接地故障约占全部故障的70％～90％，而且其他的故障也往往是由单相接地发展而起来的，因此，采用专门的零序保护就具有显著的优越性，从我国电力系统的实际运行经验中，也充分证明这一点。 零序过电流保护的缺点如下： ⑴对于短线路和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； ⑵随着单相重合闸的广泛应用，在重合闸动作的过程中将出现非全相运行状态，再考虑系统两侧的电机发生摇摆，则可能出现较大的零序电流，因而影响零序电流保护的正确工作，此时应从整定计算上予以考虑，或在单相重合闸动作过程中使之短时退出运行； ⑶当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的网络时（如110kV和220kV电网），则任一网络的接地短路都将在另一网络中产生零序电流，这将使零序保护的整定配合复杂化，并将增大第Ⅲ段保护的动作时限。 实际上，在中性点直接接地的电网中，由于零序电流保护简单、经济、可靠，因而获得了广泛的应用。 第四节　中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护 一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点 二、中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故