第五章电网的接地保护精选文档.ppt
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1、第五章 电网的接地保护本讲稿第一页,共三十页5、了解获得零序电流和零序电压的基本方法(如零序电流、电压滤过器的工作原理)。6、掌握中性点非直接接地电网发生单相接地故障时的特点,以及出现零序电压和零序电流,尤其是零序电流的性质及其分布的特点。7、掌握中性点非直接接地电网中常见的几种接地保护方式及其特点。8、了解中性点经消弧绕组接地电网的接地故障现象与中性点不接地电网的故障有何不同。9、了解中性点经消弧绕组接地电网中实现接地保护的困难性及其克服方法。本讲稿第二页,共三十页第一节第一节 中性点直接接地电网接地短路时的零序电中性点直接接地电网接地短路时的零序电压、零序电流和零序功率压、零序电流和零序功
2、率 中性点直接接地电网发生单相接地故障时,通过中性点直接接地,在故障相中流过很大的短路电流,这种电网称为大接地电流电网。在中性点直接接地电网发生单相接地故障时,要求继电保护装置切除故障。采用前面电流保护虽然也能反应中性点直接接地电网的单相短路,但因为这种保护灵敏性低和动作时间长,所以,必须装设专用的接地保护装置。单相或两相接地故障发生时,将产生很大的零序电流和零序电压,这种序量在正常运行时理论上都为0,这样,基于零序分量构成的接地保护就会有很强的甄别性能,提高接地保护装置动作的灵敏性和可靠性。一、单向接地时零序分量的特点一、单向接地时零序分量的特点本讲稿第三页,共三十页本讲稿第四页,共三十页保
3、护按装处保护按装处A和及故障和及故障点处的零序电压点处的零序电压分别为:分别为:故障点的零序电流为:故障点的零序电流为:根据对称分量法根据对称分量法求解可得在求解可得在故障点处,各序电压和电流、故障点处,各序电压和电流、功率有下列关系:功率有下列关系:单相接地零序分量特点:单相接地零序分量特点:(1)故障点的零序电压最高,离故障点越远,零序电压越低。)故障点的零序电压最高,离故障点越远,零序电压越低。(2)零序电流超前零序电压)零序电流超前零序电压90(3)零序电流的分布,决定于线路的零序阻抗和中性点)零序电流的分布,决定于线路的零序阻抗和中性点本讲稿第五页,共三十页接地变压器的零序阻抗及变压
4、器接地中性点的数目和位置。(4)故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反,是由线路流向母线的。短路点零序功率最大。(5)某一保护安装地点处的零序电压与零序电流之间的相位差取决于背后元件的阻抗角,与被保护线路的阻抗大小和可故障点的位置没有关系。二、变压器中性点的选择二、变压器中性点的选择不使系统出现危险的过电压;不使零序网络有较大改变,以保证零序保护有稳定的灵敏性。变压器中心点运行方式选择的五点原则:p102对变压器中性点运行方式的选择要满足下面两个条件:本讲稿第六页,共三十页第二节第二节 中性点直接接地电网的零序电流保护中性点直接接地电网的零序电流保护一、零序保护的构成一、零序保护的构成1、
5、零序电流滤过器的不平衡的电流 零序电流滤过器由三个TA构成,由于短路电流中含有很大的非周期分量,造成TA的铁芯严重饱和,由于三个TA饱和程度不同,造成励磁电流有很大差别,因而产生很大不平衡电流。零序电流滤过器的最大不平衡电流为:很显然,这个东西是有害的。这个值我们希望它越小越好,采用零序电流互感器TAN来获得零序电流的好处就是没有这个不平衡电流,且接线简单,是获得零序电流的首选方案。本讲稿第七页,共三十页2、零序电流保护接线、零序电流保护接线三段式零序电流保护的接线三段式零序电流保护的接线二、三段式零序电流保护的整定计算二、三段式零序电流保护的整定计算1、无时限零序电流速断保护(零序电流保护I
6、段)本讲稿第八页,共三十页躲过被保护线路末端接地短路时的最大零序电流躲过断路器三相触头不同时接通时所引起的最大零序电流当被保护线路采用单相自动重合闸,有GABCL0PLAB本讲稿第九页,共三十页 零序电流的段保护最小范围要求不小于本线路全长的15%20%,其整定的动作延时为0。2、带时限零序电流速断保护(零序电流保护II段)与相邻线路I段保护相配合(主方案)上述几个方案中,按最大值作为动作整定值。本讲稿第十页,共三十页被保护线路末端接地短路时,流过保护的最小零序电流。与相邻线路II段保护相配合(辅助方案)只有采用主方案灵敏度系数不满足要求的情况下才考虑采用辅助方案,此时,装置中有两个定值和时限
7、不同的零序电流II段:一个定值大,能在正常运行或最大运行方式下以较短延时切除本线路接地短路,另一个定值较小,有较长时限,保证在系统最小运行方式下线路末端接地时有足够的灵敏性。整定的动作延时与电流保护II段的动作延时相同。3、零序过电流保护(零序电流保护III段)躲过相邻线路始端三相短路时流过保护的最大不平衡电本讲稿第十一页,共三十页流,即与相邻线路III段保护相配合,即躲过相同非全相运行时出现的最大三倍零序电流,即对于110KV及其以上的网络,还应躲过电路末端变压器另一侧短路时可能出现的最大不平衡电流,即本讲稿第十二页,共三十页第四节第四节 中性点非直接接地电网的接地保护中性点非直接接地电网的
8、接地保护 在中性点非直接接地电网中,发生单相接地时,一般只要求继电保护装置能无选择性地发出预告信号,不必跳闸。但对人身和设备的安全造成危险时,应有选择性地动作于断路器跳闸。一、中性点不接地电网单相接地故障的特点和接地保护一、中性点不接地电网单相接地故障的特点和接地保护1、中性点不接地系统的正常情况和单项接地情况正常情况 假定电网负荷为零,并忽略电源和线路上的电压降,电网的各相对地电容C0相等。在正常运行时,三相对地电压是对称的,中性点对地电压为零,即UN=0。忽略电源和线路压降,各相对地电压为各相电势。在三相对称电压作用下,产生三相电容电流也是对称的,并超前对应相电压90。单项接地情况本讲稿第
9、十三页,共三十页 设在A相线路上发生金属性单相接地,则接地相对地电容C0被短路,中性点对地电位升至UN=-EA,线路各相对地电压、母线上零序电压分别为:UAUBUCEBECEAU0U0U0IBICIB+ICIA=-(IB+IC)本讲稿第十四页,共三十页对于单条线路,当线路发生单相接地时,流过故障线路的零对于单条线路,当线路发生单相接地时,流过故障线路的零序电流为零,所以零序电流保护不能反应。序电流为零,所以零序电流保护不能反应。IKC02IC2IB2IC3IB3III线线路路IIC03ICGIBGCOGG单侧电源多线路电网的单相接地网络电流分布本讲稿第十五页,共三十页 在故障线路上的零序电流,
10、其数值等于全电网非故障元件对地电容电流的总和,其方向由线路指向母线,恰好与非故障线路上的零序电流方向相反,滞后于零序电压90。本讲稿第十六页,共三十页根据以上分析,可得出如下结论:在中性点不接地电网中发生单相接地时,电网各处故障相对地电压(金属性故障)为零,非故障相对地电压升高至电网电压,电网中出现零序电压,其大小等于电网正常时的相电压。非故障线路保护安装处,流过本线路的零序电容电流,其方向由母线指向非故障线路,超前零序电压90。故障线路保护安装处,流过的是所有非故障元件的零序电容电流之和,数值较大,其方向由故障线路指向母线,滞后零序电压90。故障线路的零序功率与非故障线路的零序功率方向相反。
11、2、中性点不接地电网的接地保护绝缘监视装置 利用中性点不接地电网发生单相接地时,电网出现零本讲稿第十七页,共三十页序分量电压的特点,构成绝缘监视装置,实现无选择性的接地保护。零序电流保护零序电流保护利用单相接地时,故障线路零序电流大于非故障线路零序电利用单相接地时,故障线路零序电流大于非故障线路零序电流的特点,区分故障元件和非故障元件,构成有选流的特点,区分故障元件和非故障元件,构成有选本讲稿第十八页,共三十页择性的零序电流保护。根据需要可发出预告信号或作用于故障择性的零序电流保护。根据需要可发出预告信号或作用于故障线路的断路器跳闸。线路的断路器跳闸。这种保护一般用在有条件安装零序电流互感器这
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