输电线路接地短路分析及相应的保护.ppt

主要内容 引言 选题的背景和意义 电力系统的一次设备发生短路故障时会产生很严重的后果。例如：流过短路电流的元件将被损坏或缩短使用寿命；大量电力用户的正常工作将遭到破坏或产生废品；还会破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性，引起振荡，甚至使系统瓦解。输电线路属于一次设备，且据统计接地短路占我国电网输电线路故障的80%以上，所以研究输电线路的接地短路具有重大的意义。 我国电力系统110kV及上为大接地电流系统，110kV以下为小电流接地电流系统。输电线路接地短路特别是单相接地短路，是电网最常见的故障类型，大、小接地电流系统在发生接地故障时电气量特点不同，保护原理也不同。本课题要求对系统的接地故障进行全面细致地分析，得出电气量变化特点，配置相应的保护。 发展现状及存在的问题 在大接地电流系统中，发生单相接地短路的故障机率很大，占总故障的70%~90%，因此，如何设置接地故障保护，将是这种系统的中心问题。 当大接地电流系统发生接地短路时，系统中出现零序电压和零序电流，从而可以采用零序电流、电压保护。由于零序分量构成的保护整定值低、灵敏度高的优点，所以目前大接地系统的单相接地保护多采用阶段式电流保护。 在220kV及以上这样的高压系统中,为了缩小故障的损害程度，满足并列运行稳定性的要求，常常要求出口线路两侧瞬时的切除线路上任何一点故障,纵联差动保护可以满足这一要求，但只能用在长度不超过10kM的线路上，因此，为了快速切除高压远距离输电线上的故障，必须采用高频保护。 发展现状及存在的问题 小接地电流系统发生单相接地短路时，由于故障点电流较小或者根本没有，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许再继续进行1～2h。在此期间，其他两相的对地电压要升为倍，为了防止故障进一步扩大造成两点或多点接地短路，就应及时发出信号，以便运行人员查找发生接地的线路，采取措施予以消除。因此，在单相接地时，一般只要求继电保护能选出发生接地的线路并及时发出信号，而不必跳闸；但当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。能完成这种任务的保护装置被称作“接地选线装置”。这也是促使小接地电流系统单相接地选线技术的研究和发展。 中性点不接地时可以主要采用无选择性绝缘监视装置来进行保护，中性点经消弧线圈接地时可以采用接地故障暂态过程和零序电流五次谐波原理来选故障线路。 研究的主要问题 大接地电流系统 研究理论和方法 单相接地短路 单相接地短路 单相接地短路 单相接地短路 单相接地短路 单相接地短路 特点： 短路处出现了零序分量。 短路点故障相中的各序电流大小相等、方向相同，故障相中的电流，而两个非故障相中的电流均等于零。 短路点正序电流的大小与在短路点原正序网络上增加一个附加阻抗而发生三相短路时的电流相等。 短路点故障相的等于零，而两个非故障相电压的幅值总相等。 两个非故障相电压间的相位差为，它的大小取决于的比值。假定和的阻抗角相等，当的比值在范围内变化时，的变化范围为，对应比值为的情况，对应比值于接近零的情况。 两相接地短路 两相接地短路 两相接地短路 两相接地短路 两相接地短路 两相接地短路 特点： 1）短路处出现了零序分量。 2）两故障相电流的幅值总相等。 大接地电流系统 零序电流保护 零序电流保护 零序电流保护 零序电流 段保护 零序电流保护 零序II段的启动电流应整定为 零序电流保护 1）用两个灵敏度不同的零序II段保护。保留0.5s的零序II段保护，快速切除正常运行方式和最大运行方式在线路上所发生的接地故障；同时在增加一个与下级线路零序II段保护配合的II段保护，它能保证在各种运行方式下线路上发生短路时，保护装置具有足够的灵敏系数。 2）从电网接线的全局考虑，改用接地距离保护。 零序电流III段保护 零序III段保护在一般情况下是作为后备保护使用的，但在中性点直接接地系统中的中端线路上，他也可以作为主保护使用。 在零序过电流保护中，对继电器的启动电流，原则上是躲开下级线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流 来整定，即为 同时，还必须要求各保护之间在灵敏系数上要互相配 合，满足 灵敏系数配合的要求时，实 零序电流III段保护 际上对零序过电流保护的整定计算，必须按逐级配合的原则来考虑，具体说，就是本保护零序III段的保护范围，不能超出相邻线路的零序III段保护的保护范围。当两个保护之间有分支电路时，2-8的分析，保护装置的启动电流应整定为 式中