2.电网电流保护.ppt

中性点不接地系统单相接地故障的特点 正常运行情况下，三相对地有相同的电容，在相电压的作用下，每相都有一超前于相电压的电容电流流入地中，而三相电容电流之和等于零。 A相发生单相接地短路，在接地点处A相对地电压为零，对地电容被短接电容电流为零，而其他两相的对地电压升高 倍，对地电容电流也相应增大 倍。 故障点处的电压 负荷电流： 线电压仍然三相对称，三相负荷电流对称，相对于故障前没有变化。 对地关系： 忽略负荷电流和电容电流在线路阻抗上产生的电压降，故障点处各相对地的电压为： 故障点k处的零序电压为： 故障点处的电流 故障点处非故障相的电容电流： 故障点处A相的电容电流为零， 故障点处A相接地点流过的电流为全系统非故障相的电容电流之和： 零序分量分布的特点 中性点不接地系统发生单相接地后： 零序网络由同级电压网络中元件对地的等值电容构成通路，网络的零序阻抗很大。 在发生单相接地时，相当于在故障点产生了一个其值与故障相故障前相电压大小相等、方向相反的零序电压，从而全系统都将出现零序电压。 在非故障元件中流过的零序电流，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。 在故障元件中流过的零序电流，其数值为全系统非故障元件对地电容电流之总和；电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点 消弧线圈： 在中性点接入一个电感线圈，则当单相接地时，在接地点就有一个电感分量的电流通过，此电流和原系统中的电容电流相抵消，就可以减少流经故障点的电流，熄灭电弧，称之为消弧线圈。 在各级电压网络中，应装设消弧线圈的条件： 对3～6kV电网，电容电流超过30A； 10kV电网，电容电流超过20A； 22～66kV电网，电容电流超过10A。 单相接地的稳态特点 在电源的中性点接入了消弧线圈，当线路上A相接地时，从接地点流回的总电流为： 和 的相位大约相差180o， 将因消弧线圈的补偿而减小。 零序等效网络如图所示。 消弧线圈有三种补偿方式： 完全补偿 欠补偿 过补偿 完全补偿 优点： 接地点的电流近似为0，可以消除故障点的电弧，避免弧光过电压。 缺点：完全补偿时电感L和三相对地电容对50交流串联谐振 实际运行中，电压架空线路三相的对地电容不完全相等，正常运行时在电源中性点对地之间就产生电压偏移，应用戴维南定理，当L断开时中性点的电压为： 在断路器合闸三相触头不同时闭合时，也将短时出现一个数值更大的零序分量电压。 上述两种情况下所出现的零序电压， 其零序等效网络如图所示。 零序电压将在串联谐振的回路中产 生很大的电压降落，从而使电源中 性点对地电压严重升高， 在实际上不能采用这种补偿方式。 欠补偿与过补偿 欠补偿：ILIC∑，补偿后的接地点电流仍然是电容性的。 当系统运行方式变化时，例如某个元件被切除或因发生故障而跳闸，则电容电流就将减小，这时很可能又出现IL和IC∑两个电流相等的情况，而又引起过电压。 欠补偿的方式一般也是不采用的。 过补偿：ILIC∑，补偿后的残余电流是电感性的。 这种方法不可能发生串联谐振的过电压问题，因此，在实际中获得了广泛的应用。 ILIC∑的程度用过补偿度P来表示，其关系为: 一般选择过补偿度P = 5%-10%,而不大于10％。 结论： 当采用过补偿方式时，流经故障线路的零序电流是流过消弧线圈的零序电流与非故障元件零序电流之差，而电容性无功功率的实际方向仍然是由母线流向线路（实际上是电感性无功由线路流向母线），和非故障线路的方向一样。 无法利用功率方向的差别来判别故障线路， 也很难利用零序电流大小的不同来找出故障线路。 零序电压保护 在中性点非直接接地系统中，只要本级电压网络中发生单相接地故障，则在同一电压等级的所有发电厂和变电所的母线上，都将出现数值较高的零序电压。 在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号，表明本级电压网络中出现了单相接地。 其接线如图所示。 这种方法给出的信号是没有选择性的，要想发现故障是在哪条线路上，还需要由运行人员依次短时断开每条线路，并继之将断开线路投入。当断开某条线路时，零序电压的信号消失，即表明故障是在该线路上。 零序电流保护 利用故障线路零序电流较非故障线路为大的特点来实现有选择性地发出信号或动作于跳闸。 应用： 这种保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的线路上（如电缆线路或经电缆引出的架空线路）； 当单相接地电流较大，足以克服零序电流过滤器中的不平衡电流的影响时，保护装置也可以接于三个电流互感器构成的零序回路中。 起动电流的整定： 灵敏度校验： 式中C∑为同一电压