第二章单侧电网保护第三节中性点直接接地系统VIP免费

电力系统中性点工作方式及应用场合：中性点直接接地，中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。110KV及以上电网--中性点直接接地系统（大接地电流系统）60KV及以下电网----中性点不能接地或不直接接地（小接地电流系统）当中性点直接接地系统中发生接地短路时，将出现很大的零序电压和电流，利用零序电压、电流来构成接地短路的保护，具有显著的优点，被广泛应用在110KV及以上电压等级的电网中。运行经验表明，在中性点直接接地系统中，单相接地短路故障几率占总故障率的70%-90%。所以如何正确设置接地故障的保护是该系统的中心问题之一。而在该系统中发生K（1），系统中会出现零序分量，而正常运行时无零序分量。故可利用零序分量构成接地短路的保护。零序电流是由故障点施加的零序电压产生的，经过线路、接地变压器的接地支路（中性点接地）构成回路。零序电流的正方向规定----由母线流向线路为正；零序电压的正方向规定----线路高于大地的电压为正；一、零序分量的特点（一）零序电压：故障点U0最高，离故障点越远，U0越低，变压器中性点接地处U0=0零序阻抗和零序等效网络与送电线路和中性点接地变压器的位置和数目有关，而与电力系统运行方式无关系统正序阻抗和负序阻抗会随着系统运行方式的变化而变化，正，负阻抗的变化将引起故障点处三序电压之间的分配的变化，因而间接影响零序分量的大小。（二）零序电流：零序电流由零序电压U0产生的，由故障点经线路流向大地。忽略回路的电阻时，由按照规定的正方向画出的零序电流、电压的相量图如图所示D：流过故障点两侧线路保护的电流I'o和I''o将Uko超前90度：·计及回路电阻时，若取零序阻抗角为Φko=80度，则相量图E所示，电流I'o和I''o将超前Uko100度；·分布：与中性点接地变压器的位置有关；·大小：与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关：与电源的分布和多少无关（三）零序功率及分布·大小：短路点U0最大，S0最大：变压器中性点处的U0最小，S0最小；·方向：零序功率的方向与正序功率的方向相反，从线路→母线。零序功率与正序功率方向向反（四）保护安装处U0与I0之间的相位关系从任一保护安装处的零序电压和电流之间的关系看，由于A母线上的零序电压实际上是从该点到零序网络中性点之间零序阻抗上的电压降，因此可表示为：Uab=-Io*Zt1.0该处零序电流和零序电压之间的相位差由Zt1.0的阻抗角决定：与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。二、零序电压、电流滤过器1零序电压滤过器⑴三个单相式电压互感器如图2.39A⑵三相电压互感器如图2.39B所示的a,b,c分别反映ABC三相电压，右侧为开口三角与A一样其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形，这样从m,n端子得到的输出电压为：Umn=Ua+Ub+Uc=3U0⑶集成电路式保护和数字式保护中，由电压形成回路取得三个相电压后，利用加法器将三个相电压相加（如图2.39D）⑷当发电机的中性点经电压互感器（或消弧线圈）接地时，如图2.39C从它的二次绕组中也能够取得零序电压。注意：⑴正常运行和电网相间短路时，由于电压互感器的误差以及三相系统对地不完全平衡，在开口三角形侧也可能有数值不大的电压输出，此电压称为不平衡电压以Uunb表示⑵当系统中存在有三次谐波分量时，一般三相中的三次谐波电压是同相位的，在零序电压过滤器的输出端也有三次谐波电压输出。对反应于零序电压而动作的保护装置，应该考虑躲开他们的影响。2、零序电流滤过器⑴采用三相电流互感器按图2.40A接线，此时流入继电器回路中的电流为Ir=Ia+Ib+Ic可见，电流互感器采用三相星形接线方式，在中性线上所流过的电流就是3Io，并不需要专门的一组电流互感器，而是接入相间保护用的电流互感器的中性线上即可。零序电流；滤过器也会产生不平衡电流图2.41为一个电流互感器的等效电路，考虑励磁电流Iu的影响后，二次电流和一次电流的关系应为：I2=（I1-Iu）/Nta此时流入继电器的电流为：Ir=Ia+Ib+Ic=[(Ia-Iua)+(Ib-Iub)+(Ic-Iuc)]/Nta=(Ia+Ib+Ic)/Nta-(Iua+Iub+Iuc)/Nta在正常运行和一切不伴随有接地的相同短路时，三个电流互感器一次侧电流的相量和必然为零，故流入继电器励磁电流中的电流即为：Ir=(Iu...