电力系统中性点接地方式及其零序保护.pdf

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1、电力系统中性点接地方式及其零序保护电力系统中性点接地方式及其零序保护电力系统中性点是指发电机、变压器的中性点且指变压器Y 形接线， 通常情况下，接地中性点管理方式主要有两种，中性点不接地和中性点接地，而中性点接地根据接地方式不同又可以分为中性点经消弧线圈接地以和中性点直接接地。 本文主要介绍了中性点三种接地方式的特点及其在单相接地故障发生时，常见零序保护方式及其特点。标签：中性点接地方式；零序保护；电力系统0 前言电力系统中绝大多数故障都是单相接地故障。 为提高其动作灵敏性，均装设专门的接地保护装置。该装置构成简单，易于实现。通常反映接地故障时的零序电流和电压， 称为零序保护装置。零序保护装置

2、的装设可以使相间短路的保护接线用电流互感器不完全星形接法来实现，简化了设备。而中性点不接地、中性点经消弧线圈接地系统在发生单相接地故障时， 由于故障电流小， 线电压仍然对称，系统还可以持续运行 1-2 小时，故称为小电流接地系统。除非有特殊要求，该系统的接地保护才作用于跳闸，否则接地保护只作用于信号，提醒运行人员注意。下面就本人在工作学习过程中的知识点，做一简单介绍。1 中性点运行方式及其特点介绍1.1 中性点不接地系统当出现故障时，造成单相接地现象，单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。接地点电流也因

3、此产生变化，等同于非故障相对地电容电流的和， 而数值也因此成为正常运行时单相对地电容电流的 3 倍。虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应， 可以连续继续运行 2 小时以上。 此外， 由于中性点发生接地现象，导致接地容性电流的产生并且较强，因此导致接地点在一定范围内产生电弧，对周边安全造成影响。此种方法为小电流接地系统方法，通常针对与电流相对较小的电力系统，如 6kV 以下系统。1.2 中性点接地系统1.2.1 中性点经消弧线圈接地系统当采用中性点经消弧线圈接地系统时， 其正常运行状态下电压、 电流以均衡、对称额形式存在。当出现故障时，导致单向

4、接地现象的产生时，与中性点不接地相似单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。但不同的是，通过利用消弧线圈，将其电压作用进行控制补偿，通过补偿将产生感性电流与接地点产生的非故障相对地电容电流进行补偿和叠加， 在电流数值上总体上小于中性点不接地系统的电容电流。系统故障状态下，虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应，可以连续继续运行 2 小时以上。1.2.2 中性点直接接地系统采用中性点直接接地实现三相电压平行控制， 因此三相电压和电流一直保持对称。 当出现单向

5、接地现象时，不同于中性点不接地和经消弧圈接地导致中性点以单相的存在，其中性点电压不变，仍然保持为零，只有故障相停止，其他非故障相由于对地电压未发生变化，其电流也不变，进而稳定的运行。故障相经过接地后，导致单相与接地中性点形成单相短路，进而触发单相短路时保护装置，实现跳闸等控制动作，实现故障单相的局部控制。中性点直接接地系统运行稳定，故障影响范围较小，同时没有产生电弧效应，大大保障了接地点范围的安全。由于中性点接地成本控制和管理先对复杂，因此适用于较大工程，如 110kV 以上等超高压系统，通过采用该系统，一方面提高保护效果；另一方面可以降低运行损失成本。2 零序保护2.1 中性点不接地系统的零

6、序保护单相接地时，中性点成以单相电压存在，影响系统内三相电力系统，因此系统内都会出现零序电压，而短路点的零序电压即为相电压。2.1.1 零序电流保护当零序电流继电器感应到零序电流时将动作发出信号。 为防止单相接地电流较大造成重大影响，通常将保护装置也接于零序电流滤过器形成的零序回路中，对交大电流进行控制。2.1.2 方向性零序电流保护一般情况下故障线路与非故障线路零序功率方向会有所不同， 因此在使用充分利用这个特点，对零序功率方向继电器要采用方式接入进行控制，必须采用正极性接入，防止误动或拒动。2.1.3 绝缘监察装置绝缘监察装置对接地后出现的零序电压进行监测， 并进行延时动作与信号的发生。

7、运行期间可以利用线路始端五次谐波零序电流异常， 对故障线路进行判别，实现有效的监测。2.2 中性点直接接地系统零序保护采用中性点直接接地系统时， 正常情况下零序电流不存在，而接地时则会产生很大的零序电流和零序电压的变化。系统中一旦出现接地短路，必然导致零序电流的产生。 因此可以通过安装零序电流互感器对接地导致的零序电流信号进行监测。此外，零序电压发生的变化也可以通过利用零序电压过滤器进行监测，通过采用一种或两种监测均可以实现对接地现象的监测。（1）零序电流保护。当电力系统运行过程中出现不对称时，由于平行线路间的影响，将导致临近线路零序电流的异常产生，造成继电器误动作。为此，一般情况况下通过设置

8、限定值或方向元件来提高监测精度，防止误判误动。（2）零序方向电流保护。当单相接地短路时，将导致零序电流的方向发生了变化，将出现反向零序电流，为此，需要零序方向元件，加强对零序电流方向的判别，形成方向保护。同时，由于故障带的零序电压会随着传输距离衰减，因此离故障点越远，零序电压越低，由于零序功率方向继电器没有死区，因此保护也相对全面。3 结束语由上可知，电力系统发生了单接地故障，必然出现零序电流及零序电压。通过对零序电流和零序电压的监测和管理可以有效的实现对接地故障的监测和处理，保障电力系统的稳定运行。参考文献：1贺家李主编.电力系统继电保护原理M.水利电力出版社.2李骏年主编.电力系统继电保护M.中国电力出版社.