一,、接地保護(hù)概述

在中性點直接接地電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地短路時,，將出現(xiàn)大的短路電流,，故中性點直接接地電網(wǎng)又稱為大接地電流電網(wǎng)。在我國通常110kV及以上電壓等級的電網(wǎng),，均為中性點直接接地電網(wǎng),。前面講述的電流保護(hù)和方向電流保護(hù)，若采用三相完全星形接線,，雖然也能反應(yīng)中性點直接接地電網(wǎng)的單相接地短路,，但由于它們的動作電流較大，而單相接地短路電流又往往比相間短路電流小，因此靈敏系數(shù)常常不能滿足要求,。另外,，反應(yīng)相間短路的保護(hù)兼作接地保護(hù)時，其時限也比專用接地保護(hù)長,，故為了反應(yīng)中性點直接接地電網(wǎng)的單相接地短路故障,，通常裝設(shè)專用的接地保護(hù)－反應(yīng)零序分量的保護(hù)。

電壓為3~35kV的電網(wǎng),，采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式,，統(tǒng)稱為中性點非直接接地電網(wǎng)。在這種電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時,，不構(gòu)成短路回路,，故沒有短路零序電流，只有零序電容電流,，其值比負(fù)荷電流小得多,，所以這種電網(wǎng)又稱為小接地電流電網(wǎng)。由于這種電網(wǎng)發(fā)生單相接地時故障電流很小,，且電網(wǎng)的線電壓仍對稱,，不影響對負(fù)荷供電，故允許帶著接地點繼續(xù)運行一段時間,。因此中性點非直接接地電網(wǎng)通常裝設(shè)作用于信號的零序分量保護(hù),，以便采取措施消除接地故障，防止故障擴(kuò)大,。（關(guān)注微信公眾號全球電氣資源）

二,、大接地電流系統(tǒng)接地故障的特點

大接地電流系統(tǒng)的接地故障主要是單相或兩相接地短路。下面分析在發(fā)生上述故障時的參數(shù)特征,。

正常運行或三相短路時,，由于三相電壓和電流是對稱的，故

即沒有零序電壓和零序電流,。

兩相短路時，例如VW兩相短路,，在故障點

因此故障點的零序電壓和零序電流為

上述分析說明,，正常運行及相間短路時，均沒有零序電壓和零序電流,。

但是,，發(fā)生接地短路時，情況不同,。例如U相接地短路,，則在接地故障點，故障相電壓

此故障點的零序電壓、零序電流為

若發(fā)生VW兩相接地短路,，在故障點有

則有

由上述分析可知,，出現(xiàn)零序電壓和零序電流是接地故障區(qū)別于正常運行和相間短路的基本特征。

下面進(jìn)一步分析零序電壓和零序電流的分布,。

故障點處三相電壓不對稱的程度最高,，故該點零序電壓也最高，離故障點越遠(yuǎn)零序電壓越低,，變壓器接地中性點處零序電壓為零,。例如在圖3-1(a)所示電網(wǎng)中k點單相接地時，其零序電壓的分布見圖3-1(b),。由于故障點處出現(xiàn)零序電壓所以產(chǎn)生零序電流i.和i.

它們經(jīng)變壓器的中性點構(gòu)成回路,。對零序電流的方向，仍然采用母線流向故障點為正,，而對零序電壓的方向是線路高于大地為正,，根據(jù)圖3-1(b)所示等效網(wǎng)絡(luò)，則有

第二節(jié)　大接地電流系統(tǒng)的接地保護(hù)

零序電流保護(hù)反應(yīng)中性點接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時的零序電流分量,，原理簡單可靠,，靈敏度高、保護(hù)區(qū)較為穩(wěn)定,，在輸電線路中獲得了極為廣泛的應(yīng)用,。零序電流保護(hù)和反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)一樣采用階段式，多為四段式,，并可根據(jù)運行需要而增減段數(shù),。零序電流可由電流互感器構(gòu)成的零序濾過器獲得，零序電壓可由電壓互感器開口三角形獲得,，也有微機(jī)保護(hù)根據(jù)輸入的三相電流,、三相電壓分別計算出零序電流、零序電壓,。階段式零序電流保護(hù)由零序電流速斷保護(hù)(零序Ⅰ段),、限時零序電流速斷保護(hù)(零序Ⅱ段)、零序過電流保護(hù)(零序Ⅲ段)組成,。零序Ⅰ段和零序Ⅱ段共同構(gòu)成反應(yīng)本線路接地故障的主保護(hù),，零序Ⅲ段為后備保護(hù)。

一,、零序電流速斷保護(hù) (零序Ⅰ段)

反應(yīng)接地故障的零序電流速斷保護(hù)與反應(yīng)相間故障的瞬時電流速斷保護(hù)相似,，其選擇性是靠動作電流的整定獲得的。為此,，也可以求出單相或兩相接地短路時零序電流3I0隨線路長度l變化的關(guān)系曲線,，然后用類似于相間短路保護(hù)Ⅰ段的整定計算方法求得零序Ⅰ段的動作電流,。

零序Ⅰ段動作電流的整定需考慮以下三個原則：

(1)為保證選擇性，零序Ⅰ段的動作電流應(yīng)躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流

由于零序Ⅰ段的動作電流需躲過被保護(hù)線路末端接地短路時的最大零序電流,，故零序Ⅰ段不能保護(hù)本線路的全長,，只能保護(hù)本線路的一部分。但是,，由于線路的零序阻抗遠(yuǎn)比正序阻抗大,，一般X0=(2～3.5) X1，故線路始端與末端接地短路時,，零序電流變化顯著,，即3I0 = f ( l )曲線較陡，使零序Ⅰ段的保護(hù)范圍比相間短路電流保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍大,。而且由于系統(tǒng)運行方式變化時,，一般變壓器中性點接地點的數(shù)目和分布保持不變，即零序阻抗基本保持不變,，所以零序電流受運行方式變化的影響小,，使零序Ⅰ段的保護(hù)區(qū)比較穩(wěn)定。

(2)零序Ⅰ段的動作電流應(yīng)躲過由于斷路器三相觸頭不同時合閘時所出現(xiàn)的最大零序電流

如果在零序電流速斷保護(hù)中設(shè)有一個小延時,，由于該延時大于斷路器三相觸頭不同時合閘的時間,，則本項條件可以不考慮。

按上述兩項原則整定的零序I段,，稱為靈敏的零序I段,，其靈敏系數(shù)按保護(hù)范圍的長度來校驗，要求最小保護(hù)范圍不小于線路全長的15%,，這對零序Ⅰ段是較易滿足的,。

(3)在220kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中，常采用綜合重合閘裝置,，致使系統(tǒng)容易出現(xiàn)非全相運行狀態(tài),。在非全相運行情況下又出現(xiàn)振蕩時，將有較大的非全相振蕩零序電流,，此時上述靈敏的零序I段可能誤動作,。為避免這種誤動作，可由綜合重合閘閉鎖靈敏的零序I段,，而為了仍有快速的零序保護(hù),，可增設(shè)不靈敏的零序I段，它按躲過非全相振蕩時出現(xiàn)的最大零序電流整定,。

二,、限時零序電流速斷保護(hù)(零序Ⅱ段)

零序I段能瞬時動作,，但不能保護(hù)本線路全長,。為了較快地切除被保護(hù)線路全長上的接地故障,，還應(yīng)裝設(shè)限時零序電流速斷保護(hù)(零序Ⅱ段)。

零序Ⅱ段的整定計算類似于相間短路保護(hù)的限時電流速斷保護(hù),，它的動作電流應(yīng)與下一線路的零序I段相配合,，即保護(hù)范圍不超過下一線路零序I段的保護(hù)范圍。

但是,，對圖3-3(a)所示網(wǎng)絡(luò),，在兩保護(hù)之間的變電所B母線上接有中性點接地變壓器時，零序電流的變化曲線如圖3-3(b)所示,。當(dāng)線路VW上發(fā)生接地短路時,、流過保護(hù)2的零序電流31.與流過保護(hù)1的零序電流31.不等31.中的一部分經(jīng)變壓器t2

的中性點流回。這種情況下,，保護(hù)1的零序Ⅱ段動作電流應(yīng)按躲過下一線路零序I段保護(hù)范圍末端接地短路時,，流過保護(hù)1的零序電流的計算值3I.整定，即

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