梁远升《继电保护原理》教学课件-4.电网接地故障的电流、电压保护.pptVIP

第四章 电网接地故障的电流、电压保护 单相接地与两相接地故障 主讲：梁远升 计划课时：6 第一节 电网接地故障种类及保护策略 接地故障 包括单相接地故障和两相接地故障 接地故障保护的重要性 单相接地故障占高压线路总故障次数的70%以上 单相接地故障占配网线路总故障的80%以上 绝大多数的相间故障都是由单相接地发展而来 接地故障与中性点接地方式密切相关，接地故障特征及危害完全不同，保护策略也不相同 接地点状况也将影响接地电流的大小 金属性接地 非金属性接地 电弧接地、树枝、杆塔 高阻接地 1.中性点接地方式与接地故障种类 中性点接地方式 大电流接地系统（中性点有效接地系统） 中性点直接接地系统 中性点经小电阻接地系统 小电流接地系统（中性点非有效接地系统） 中性点不接地系统 中性点经消弧线圈接地系统 中性点接地方式的定量标准 小电流接地系统 零序综合阻抗越大，接地点电流越小 1.中性点接地方式与接地故障种类 中性点直接接地系统 故障特征： 接地点通过大地、中性点N、相导线形成短路通路； 故障相有大短路电流，非故障相电流几乎不变； 故障相电压降低，非故障相电压几乎不变。 保护策略 保护动作于跳闸 无过电压问题 用户供电可靠性低 1.中性点接地方式与接地故障种类 中性点不接地系统 单相接地故障特征： 系统没有形成短路电流通路，故障相和非故障相都流过正常负荷电流； 线路存在分布电容，故障电流为容性短路电流； 线电压保持对称；故障相电压降低，中性点电压升高至相电压，非故障相电压升高至线电压。 保护策略 保护动作于警报，短时不予以切除故障， 容性短路电流在故障点以电弧形式存在，电弧高温会损坏设备，进而发展为相间故障； 存在过电压问题； 尽快排查故障，或进行倒负荷操作 用户供电可靠性高 1.中性点接地方式与接地故障种类 中性点经消弧线圈接地系统 单相接地故障特征： 正常时中性点电压为零，无电流流过线圈； 单相接地故障时，中性点出现零序电压，感性电流经过线圈流入地，抵消接地点的容性短路电流； 可消除或减轻电弧电流的危害； 接地相电压降低，中性点电压升高为相电压，非故障相电压升高为线电压。 保护策略 同中性点不接地系统 用户供电可靠性高 1.中性点接地方式与接地故障种类 中性点经小电阻接地系统 故障特征： 中性点接地电阻限制了故障电流，但数值仍较大 故障后中性点电压不为零，非故障相电压升高 保护策略 保护动作于跳闸 与小电流接地系统相比，抑制了过电压 适用于大城市电缆网络规模较大，接地电容电流太大，难以通过消弧线圈补偿的系统 2.不同接地故障的保护方法 大电流接地系统 故障前没有零序电压和零序电流 故障后出现零序电压和零序电流 零序电压和零序电流保护灵敏性和速动性更高，无需区别重负荷情况 经小电阻接地系统发生高阻接地后，接地回路阻抗大，故障特征不明显 小电流接地系统 单相接地后，除出现零序电压，故障特征不明显 单相接地危害依然存在，保护动作于警报 对于中性点非直接接地系统，单相接地选线较难 第二节 中性点有效接地系统的接地保护 1.故障特征分析 中性点有效接地系统发生短路后，对其进行对称分量变换，利用复合序网，分析其零序网。 零序网在故障点出现零序电压Uk0，产生的零序电流通过变压器中性点接地构成回路 1.故障特征分析 U0 I0 + - + - + - 1.故障特征分析 故障特征 零序电压 故障点的零序电压最高，距离故障点越远零序电压越低 零序电流 忽略回路电阻，以母线流入线路方向为电流正向，零序电流超前零序电压90°（与正序电流方向相反） 若中性点经小电阻接地，零序电流超前零序电压90° 零序电流的分布取决于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的中性点接地阻抗，与电源数目和位置无关 零序功率 零序功率方向与正序功率方向相反 保护安装处的零序电压与零序电流的关系 零序电流与零序电压的相位差由中性点接地变压器的阻抗有关。 书有误：P74倒数第5段，“中性点非有效接地系统”的“非”去掉。 2.中性点有效接地系统中的接地保护 三段式零序电流保护 零序电流瞬时速断（零序I段）保护 零序电流限时速断（零序II段）保护 零序过电流（零序III段）保护 需要计算零序短路电流3I0 单相接地 两相接地 保护装置获得零序电流的方法主要有两种： 分别从三相TA获得电流，叠加运算得3I0； 从三相星接的中心线TA获得3I0。 因此在继保中，零序电流指的是3I0 零序短路电流计算 零序短路电流计算 单相接地 两相接地 对正序和负序网进行戴维南等效 零序短路电流计算 单相接地 两相接地 对正序和负序网进行戴维南等效 零序短路电流计算(T2中性点不接地) T2中性点不接地 零序短路电流计算(T2中性点不接地) 单相接地 两相接地 零序短路电流计算(借用助增