1、第三節第三節 中性點直接接地電網中接地短路的中性點直接接地電網中接地短路的零序電流及方向保護零序電流及方向保護大接地電流系統：系統中大接地電流系統：系統中主變壓器中性點主變壓器中性點直接接地電網。直接接地電網。在此系統中在此系統中,當發生接地故障時當發生接地故障時,通過變壓器接地點構成短路通路通過變壓器接地點構成短路通路,使故障相流過很大的短路電流使故障相流過很大的短路電流.110kV及以上電網及以上電網 中性點直接接地系統中性點直接接地系統335kV及以下電網及以下電網 中性點不接地或不直接接地中性點不接地或不直接接地(小接地小接地 電流系統電流系統) 運行經驗表明，在中性點直接接地系統中，

2、運行經驗表明，在中性點直接接地系統中，d(1)幾率占總故幾率占總故障率的障率的70%90% ，所以如何正確設置接地故障的保護是該系統，所以如何正確設置接地故障的保護是該系統的中心問題之一。而在該系統中發生的中心問題之一。而在該系統中發生d(1)，系統中會出現零序分，系統中會出現零序分量，而正常運行時無零序分量，故可利用零序分量構成接地短量，而正常運行時無零序分量，故可利用零序分量構成接地短路的保護。路的保護。接地故障時零序電流，零序電壓及零序功率的特點：接地故障時零序電流，零序電壓及零序功率的特點：正方向的規定正方向的規定零序電壓的方向：零序電壓的方向：線路高于大地的電線路高于大地的電壓為正；

3、壓為正；零序電流的方向：零序電流的方向：由母線流向故障點由母線流向故障點為正。為正。接地短路時的零序等效網絡接地短路時的零序等效網絡中性點接地電網特征中性點接地電網特征1、正常運行或三相短路時，三相的電壓和電流對稱，流過中、正常運行或三相短路時，三相的電壓和電流對稱，流過中性點的電流為零，中性點電壓也為零。性點的電流為零，中性點電壓也為零。001()031()03ABCABCUUUUIIII2、兩相短路時（以、兩相短路時（以BC相間短路說明），在故障點處相間短路說明），在故障點處1,20 ,dAAdBdCdAdAdBdCUUUUUIII 001111()()0332211()(0)033ddA

4、dBdCAAAddAdBdCdBdBUUUUUUUIIIIII則故障點處的零序電壓和零序電流為則故障點處的零序電壓和零序電流為3、單相接地短路時（以、單相接地短路時（以A為例），故障點的相電壓、電流為例），故障點的相電壓、電流0,0dAdBBdCCdAAdBdCUUUUUIIII0011()()3311()33ddAdBdCBCddAdBdCdAUUUUUUIIIII則故障點處的零序電壓和零序電流為則故障點處的零序電壓和零序電流為4、兩相接地短路（以、兩相接地短路（以BC兩相接地為例），在故障點處兩相接地為例），在故障點處,00,dAAdBdCdAdBBdCCUUUUIIIII0011()33

5、11()()33ddAdBdCAddAdBdCBCUUUUUIIIIII則故障點處的零序電壓和零序電流為則故障點處的零序電壓和零序電流為結論：中性點直接接地電網，結論：中性點直接接地電網，正常運行及發生相間短路時，正常運行及發生相間短路時，均沒有零序電壓和零序電流；均沒有零序電壓和零序電流；發生接地短路時，將出現很大發生接地短路時，將出現很大的零序電壓和零序電流。的零序電壓和零序電流。出現零序電壓和零序電流是接地故障有別于正常運行和相間出現零序電壓和零序電流是接地故障有別于正常運行和相間短路故障的基本特征。短路故障的基本特征。零序分量的特點：零序分量的特點：1、零序電壓、零序電壓 故障點處的零

6、序電壓最高，離故障點越遠，零序電壓越故障點處的零序電壓最高，離故障點越遠，零序電壓越低，變壓器中性點接地處的零序電壓為零。低，變壓器中性點接地處的零序電壓為零。2、零序電流、零序電流 由故障點處零序電壓產生，其大小與分布由由故障點處零序電壓產生，其大小與分布由接地變壓器接地變壓器的的分布與數目決定，而與電源的數目和位置無關。分布與數目決定，而與電源的數目和位置無關。 零序電流保護的靈敏度直接決定于系統中性點接地的數目零序電流保護的靈敏度直接決定于系統中性點接地的數目和分布。所以要求變壓器中性點不應任意改變其接地方式。和分布。所以要求變壓器中性點不應任意改變其接地方式。3、零序電壓和零序電流的相

7、位、零序電壓和零序電流的相位 零序或負序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向零序或負序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向為由母線指向故障點，而零序功率方向卻由故障點指向母線。為由母線指向故障點，而零序功率方向卻由故障點指向母線。 正方向短路時，保護安裝處母線零序電壓與零序電流的相位正方向短路時，保護安裝處母線零序電壓與零序電流的相位關系，取決于母線背后元件的零序阻抗（一般零序電流超前零序關系，取決于母線背后元件的零序阻抗（一般零序電流超前零序電壓為電壓為95-110），與被保護線路的零序阻抗和故障點位置無），與被保護線路的零序阻抗和故障點位置無關。關。4、零序功率、零序功率 在線

8、路正方向故障時，零序功率由故障線路流向母線，為負值；在線路正方向故障時，零序功率由故障線路流向母線，為負值；在線路反方向故障時，零序功率由母線流向故障線路，為正值。在線路反方向故障時，零序功率由母線流向故障線路，為正值。2.3.1 零序電壓過濾器零序電壓過濾器102212221 1 11 1 1111311AABBCCUUUUaaUa aUa aa aUUU11AAmmBmmBmmmCCUIZZZUZZZIZZZUI0001011111212222000000000000mmmUIIZZZUZZIZIZZZUII一、對稱分量法一、對稱分量法 03ABCUUUU012020121220121 1

9、 111AAAABBBBCCCCUUUUUUUUUaaUa aUUUUU01111212121111mmmmZZZZZZZZZZZ架空輸電線和電纜三相對稱架空輸電線和電纜三相對稱，Z1=Z2Z0Z1=Z2Z0二、零序電壓過濾器的幾種構成方式二、零序電壓過濾器的幾種構成方式1、采用三個單相電壓互感器，一次、采用三個單相電壓互感器，一次繞組接成星形，并將中性點直接接繞組接成星形，并將中性點直接接地；三個二次繞組相互串聯，接成地；三個二次繞組相互串聯，接成開口三角形，則從開口三角形，則從mn 兩端即可獲得兩端即可獲得零序電壓。零序電壓。2、采用三相五柱式三繞組電壓互感、采用三相五柱式三繞組電壓互感器

10、，一次繞組接成星形，并將中性點器，一次繞組接成星形，并將中性點直接接地；二次繞組有兩組線圈，一直接接地；二次繞組有兩組線圈，一組接成星形，用于接測量儀表或繼電組接成星形，用于接測量儀表或繼電器，另一組接成開口三角形，從開口器，另一組接成開口三角形，從開口處即可獲得零序電壓。處即可獲得零序電壓。3、對于發電機，當發電機的中性點經電、對于發電機，當發電機的中性點經電壓互感器或消弧線圈接地時，從它的二壓互感器或消弧線圈接地時，從它的二次繞組中也能獲得零序電壓。次繞組中也能獲得零序電壓。4、在集成電路保護和數字保護中，由、在集成電路保護和數字保護中，由電壓形成回路取得三個相電壓后，利電壓形成回路取得三

11、個相電壓后，利用加法器將將三個相電壓相加，也可用加法器將將三個相電壓相加，也可以從保護裝置內部取得零序電壓。以從保護裝置內部取得零序電壓。 微機保護根據數據采集系統得到微機保護根據數據采集系統得到三相電壓值再用軟件進行矢量相加得三相電壓值再用軟件進行矢量相加得到到3U0值。在線路的保護中值。在線路的保護中3U0主要用主要用于接地故障時判別故障方向。于接地故障時判別故障方向。 實際上在正常運行和電網相間短實際上在正常運行和電網相間短路時，由于電壓互感器的誤差以及三路時，由于電壓互感器的誤差以及三相系統對地不完全平衡，在開口三角相系統對地不完全平衡，在開口三角形側也可能有數值不大的電壓輸出。形側也

12、可能有數值不大的電壓輸出。當系統中存在三次諧波分量時，由于當系統中存在三次諧波分量時，由于一般三相中的三次諧波電壓是同相位一般三相中的三次諧波電壓是同相位的，在零序電壓過濾器的輸出也有三的，在零序電壓過濾器的輸出也有三次諧波的電壓輸出，對反應于零序電次諧波的電壓輸出，對反應于零序電壓而動作的保護裝置，應考慮躲開其壓而動作的保護裝置，應考慮躲開其影響。影響。三、零序電流過濾器三、零序電流過濾器1 1、原理、原理 03ABCIIII（1）采用三個單相電流互感器）采用三個單相電流互感器，接成完全星形接法，其繼電器，接成完全星形接法，其繼電器中得到的電流實際就是中線中流中得到的電流實際就是中線中流過的

13、電流。過的電流。 實際應用中，并不需要專門實際應用中，并不需要專門的零序電流過濾器，而是將繼電的零序電流過濾器，而是將繼電器接入相間短路保護用電流互感器接入相間短路保護用電流互感器的中線上就可以了。器的中線上就可以了。在正常運行和相間短路時在正常運行和相間短路時，零序電流過濾器存在不，零序電流過濾器存在不平衡電流。由于三個互感平衡電流。由于三個互感器鐵芯的飽和程度不同，器鐵芯的飽和程度不同，以及制造過程中的某些差以及制造過程中的某些差別而引起的。別而引起的。1111()()()1()()1()JABCALABLBCLCABCLALBLCLALBLCbpIIIIIIIIIInIIIIIInIII

14、In（2）零序電流互感器）零序電流互感器 采用電纜引出的送電線路，將零采用電纜引出的送電線路，將零序互感器套在電纜外面以獲得序互感器套在電纜外面以獲得3I0，從，從鐵芯中穿過的電纜就是電流互感器的鐵芯中穿過的電纜就是電流互感器的一次繞組，只有當一次側有零序電流一次繞組，只有當一次側有零序電流時，在互感器的二次側才有相應的時，在互感器的二次側才有相應的3I0輸出，故稱為零序電流互感器。輸出，故稱為零序電流互感器。優點：和零序電流過濾器相比，沒有優點：和零序電流過濾器相比，沒有不平衡電流，同時接線也更簡單。不平衡電流，同時接線也更簡單。三段式零序電流保護三段式零序電流保護總的原則總的原則 零序電流

15、保護與三段式相間短路保護基本相似，也分為零序電流保護與三段式相間短路保護基本相似，也分為三段式：零序電流三段式：零序電流I 段為瞬時零序電流速斷，只保護線路的段為瞬時零序電流速斷，只保護線路的一部分；零序電流一部分；零序電流II段為限時零序電流速斷，可保護本線路段為限時零序電流速斷，可保護本線路全長，并與相鄰線路零序電流速斷保護相配合，帶有全長，并與相鄰線路零序電流速斷保護相配合，帶有0.5s延延時，它與零序電流時，它與零序電流I 段共同構成本線路接地故障的主保護；段共同構成本線路接地故障的主保護；零序電流零序電流III 段為零序過電流保護，動作時限按階梯原則整定段為零序過電流保護，動作時限按

16、階梯原則整定，它作為本線路和相鄰線路的單相接地故障的后備保護。，它作為本線路和相鄰線路的單相接地故障的后備保護。2.3.3 零序電流速斷（零序零序電流速斷（零序段）保護段）保護零序電流與線路的阻抗有關，可以作出零序電流與線路的阻抗有關，可以作出3I0隨線路長度隨線路長度L變化的變化的關系曲線，然后進行整定，其整定原則類似于相間短路的三段關系曲線，然后進行整定，其整定原則類似于相間短路的三段式電流保護。零序電流速斷保護的動作電流的整定三個原則：式電流保護。零序電流速斷保護的動作電流的整定三個原則：(1) 為保證選擇性，動作電流應大于本線路末端單相或兩相接地為保證選擇性，動作電流應大于本線路末端單

17、相或兩相接地短路時流過保護安裝處的可能出現的最大零序電流短路時流過保護安裝處的可能出現的最大零序電流3I 0.max ，即，即K k可靠系數，取可靠系數，取1.21.3。0.max3dzkIKI01)1(0233ZZEI0102202021)1 . 1(02333ZZEZZZZZZZZEI求求3 I0max 故障點：本線路末端故障點：本線路末端故障類型：故障類型： （假設（假設X1X2）整定值按最大運行方式考慮，即系統的零序等值阻抗最小。整定值按最大運行方式考慮，即系統的零序等值阻抗最小。 (串串) 當當Z0Z1 I0(1)I0(1.1) 采用采用I0（1）當當Z0Z1 I0(1)I0(1.1

18、) 采用采用I0（1.1）當當Z0=Z1 I0(1)=I0(1.1) 任取任?。úⅲúⅲ﹩蜗嘟拥貑蜗嘟拥? :兩相接地兩相接地: :(2) 應大于斷路器三相不同期合閘應大于斷路器三相不同期合閘(非全相運行非全相運行)時出現的最大零時出現的最大零序電流序電流3I0.btK k可靠系數，取可靠系數，取1.11.2。0.3dzkbtIKI01NM02202021NMbt02EE3EE33ZZZZZZZZZZI01NMbt02EE33ZZI求求 3I0bt ： 兩相先合兩相先合 一相斷線一相斷線 并并 一相先合一相先合 兩相斷線兩相斷線 串串 取大者取大者原則（原則（2）所得定值一般較大，保護范圍縮

19、小，靈敏度降低，此）所得定值一般較大，保護范圍縮小，靈敏度降低，此時可考慮使時可考慮使段帶一小的延時（段帶一小的延時（0.1s）躲開不同時合閘時間。）躲開不同時合閘時間。(3) 當系統采用單相自動重合閘時當系統采用單相自動重合閘時 (哪相接地，哪相跳閘再自動哪相接地，哪相跳閘再自動重合閘重合閘)，單相短路故障被切除后，系統處于非全相運行狀態，單相短路故障被切除后，系統處于非全相運行狀態，并伴有系統振蕩，將出現很大的零序電流，保護可能誤動作。并伴有系統振蕩，將出現很大的零序電流，保護可能誤動作。 若按若按 （3） 整定，則動作電流過大，使保護范圍縮小，不整定，則動作電流過大，使保護范圍縮小，不能

20、充分發揮零序能充分發揮零序段的作用。段的作用。此時，應設置靈敏度不同的兩套零序電流速斷保護：此時，應設置靈敏度不同的兩套零序電流速斷保護： 靈敏的靈敏的段：段： 動作電流動作電流 仍按上述原則整定，因動作值小，仍按上述原則整定，因動作值小，保護范圍大，所以靈敏。主要任務是對全相運行狀態下的接地保護范圍大，所以靈敏。主要任務是對全相運行狀態下的接地故障進行保護。當單相自動重合閘啟動時故障進行保護。當單相自動重合閘啟動時(即開始切除單相接地即開始切除單相接地故障時故障時)將其自動閉鎖，待恢復全相運行時再重新投入。將其自動閉鎖，待恢復全相運行時再重新投入。 不靈敏的不靈敏的段：其整定原則為段：其整定

21、原則為因動作值大，保護范圍小，所以不靈敏。主要任務是專為非全因動作值大，保護范圍小，所以不靈敏。主要任務是專為非全相運行狀態下相運行狀態下(如單相自動重合閘過程中如單相自動重合閘過程中)，其他兩相又發生了，其他兩相又發生了單相接地故障時的保護，以便盡快地將故障切除。當然，它也單相接地故障時的保護，以便盡快地將故障切除。當然，它也能反應全相運行狀態下的接地故障，只是其保護范圍比靈敏的能反應全相運行狀態下的接地故障，只是其保護范圍比靈敏的段要小。段要小。0.3dzkbtIKI2、靈敏性：、靈敏性： 要求與要求與段電流保護相同段電流保護相同 （15%20%）2.3.4 零序電流限時速斷（零序零序電流

22、限時速斷（零序段）保護段）保護一、整定計算原則一、整定計算原則1、動作電流：與相鄰線路零序電流、動作電流：與相鄰線路零序電流段配合。段配合。min22010/fIdzIIKIIdzKIKI02015 . 0ttttIII0min031.5lmIIdzIKIKK1.1-1.2靈敏性校驗：靈敏性校驗： 動作時限：零序電流動作時限：零序電流段應比下一條線路零序電流段應比下一條線路零序電流段的動作段的動作時限大一個時限級差時限大一個時限級差若不滿足要求：若不滿足要求： 與相鄰線與相鄰線段配合或接地距離保護段配合或接地距離保護此外還可以考慮用以下方式解決：此外還可以考慮用以下方式解決：(1) 用兩個靈敏

23、度不同的零序用兩個靈敏度不同的零序段保護。即保留段保護。即保留0.5s的零序電的零序電流保護，以便快速切除正常運行方式和最大運行方式下線路流保護，以便快速切除正常運行方式和最大運行方式下線路上所發生的接地故障；同時再增加一個與下級線路零序電流上所發生的接地故障；同時再增加一個與下級線路零序電流段保護相配合的段保護相配合的段保護，它能保證在各種運行方式下線段保護，它能保證在各種運行方式下線路上發生短路時，保護裝置具有足夠的靈敏系數。這樣與零路上發生短路時，保護裝置具有足夠的靈敏系數。這樣與零序電流速斷保護和零序過電流保護共同組成四段式零序電流序電流速斷保護和零序過電流保護共同組成四段式零序電流保

24、護。保護。(2) 從電網接線的全局考慮，可改用接地距離保護。從電網接線的全局考慮，可改用接地距離保護。2.3.5 零序過電流（零序零序過電流（零序段）保護段）保護整定計算：整定計算：、躲開在下一條線路出口處相間短路時所出現的最大不平衡、躲開在下一條線路出口處相間短路時所出現的最大不平衡電流。電流。、與下一線路零序、與下一線路零序段相配合就是本保護零序段相配合就是本保護零序段的保護范段的保護范圍，不能超出相鄰線路上零序圍，不能超出相鄰線路上零序段的保護范圍。段的保護范圍。取取、中最大者。中最大者。max.bpIIIKIIIdz0I .KI02010min/dzkdzfzIK IK作用：作用：用于

25、本線路接地故障的近后備保護和相鄰元件（線路、母線或用于本線路接地故障的近后備保護和相鄰元件（線路、母線或變壓器）接地故障的后備保護。變壓器）接地故障的后備保護。在本線路零序電流保護在本線路零序電流保護、段拒動和相鄰的保護或開關拒動段拒動和相鄰的保護或開關拒動時靠它來最終切除故障。時靠它來最終切除故障。在中性點接地電網中的終端線路上也可作為主保護。在中性點接地電網中的終端線路上也可作為主保護。靈敏性：近后備和遠后備時均校驗靈敏性：近后備和遠后備時均校驗動作時限：動作時限：從零序網的最末級（受電端變壓器）開始按階梯原則向電源從零序網的最末級（受電端變壓器）開始按階梯原則向電源方向推算方向推算變壓器

26、低壓側的任何故障都不會在高壓側引起零序電流，因此變壓器低壓側的任何故障都不會在高壓側引起零序電流，因此與保護與保護3 3、2 2、1 1的配合不需考慮。因此在同一線路上的零序過的配合不需考慮。因此在同一線路上的零序過流保護與相間短路的過流保護相比，具有較小的動作時限，這流保護與相間短路的過流保護相比，具有較小的動作時限，這也是它的一個優點。也是它的一個優點。2.3.8 對零序電流保護的評價對零序電流保護的評價 在中性點直接接地的電網中，由于零序電流保護簡單、經在中性點直接接地的電網中，由于零序電流保護簡單、經濟、可靠，作為輔助保護或后備保護獲得了廣泛的應用。具有濟、可靠，作為輔助保護或后備保護

27、獲得了廣泛的應用。具有以下特點：以下特點：1. 靈敏性高靈敏性高A、由于線路的零序阻抗較正序阻抗大，所以線路始端和末端接、由于線路的零序阻抗較正序阻抗大，所以線路始端和末端接地短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序電流地短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序電流I段和段和零序電流零序電流II 段保護范圍較長。段保護范圍較長。B、零序過電流保護按躲過最大不平衡電流來整定，繼電器的動、零序過電流保護按躲過最大不平衡電流來整定，繼電器的動作電流一般為作電流一般為2A3A。而相間短路的過電流保護要按最大負荷。而相間短路的過電流保護要按最大負荷電流來整定，動作電流值通常電流來整定，動作電流值

28、通常5A7A。所以，零序過電流保護。所以，零序過電流保護靈敏性高。靈敏性高。C、零序電流保護受系統運行方式變化的影響要小，保護范圍、零序電流保護受系統運行方式變化的影響要小，保護范圍較穩定。因為系統運行方式變化時，零序網絡不變或變化不大較穩定。因為系統運行方式變化時，零序網絡不變或變化不大，所以零序電流的分布基本不變。，所以零序電流的分布基本不變。2. 速動性好速動性好A、零序過電流保護的動作時限比相間短路過電流保護的動作、零序過電流保護的動作時限比相間短路過電流保護的動作時限要短。時限要短。尤其是對于兩側電源的線路，當線路內部靠近任一側發生接地尤其是對于兩側電源的線路，當線路內部靠近任一側發

29、生接地短路時，本側零序電流保護一段動作跳閘后，對側零序電流將短路時，本側零序電流保護一段動作跳閘后，對側零序電流將增大，可使對側零序電流保護一段也相繼動作跳閘，因而使總增大，可使對側零序電流保護一段也相繼動作跳閘，因而使總的故障切除時間更加縮短。的故障切除時間更加縮短。3. 不受過負荷和系統振蕩的影響不受過負荷和系統振蕩的影響當系統中發生某些不正常運行狀態，如系統振蕩、短時過負當系統中發生某些不正常運行狀態，如系統振蕩、短時過負荷時，三相仍然是對稱的，不產生零序電流，因此零序電流荷時，三相仍然是對稱的，不產生零序電流，因此零序電流保護不受其影響，而相間短路電流保護可能受其影響而誤動保護不受其影

30、響，而相間短路電流保護可能受其影響而誤動作，所以需要采取必要的措施予以防止。作，所以需要采取必要的措施予以防止。4. 方向零序電流保護在保護安裝處接地時無電壓死區方向零序電流保護在保護安裝處接地時無電壓死區零序電流保護較之其他保護實現簡單、可靠，在零序電流保護較之其他保護實現簡單、可靠，在110kV及以上及以上的高壓和超高壓電網中，單相接地故障約占全部故障的的高壓和超高壓電網中，單相接地故障約占全部故障的70%90%，而且其他的故障也都是由單相故障發展起來的，所，而且其他的故障也都是由單相故障發展起來的，所以零序電流保護就為絕大多數的故障提供了保護，具有顯著以零序電流保護就為絕大多數的故障提供

31、了保護，具有顯著的優越性，因此在中性點直接接地的高壓和超高壓系統中獲的優越性，因此在中性點直接接地的高壓和超高壓系統中獲得普遍應用。得普遍應用。零序電流保護的缺點是：零序電流保護的缺點是：(1) 受變壓器中性點接地數目和分布的影響顯著。對于運行方受變壓器中性點接地數目和分布的影響顯著。對于運行方式變化很大或接地點變化很大的電網，保護往往不能滿足系式變化很大或接地點變化很大的電網，保護往往不能滿足系統運行所提出的要求。統運行所提出的要求。(2) 在單相自動重合閘動作的過程中將出現非全相運行狀態，在單相自動重合閘動作的過程中將出現非全相運行狀態，再考慮到系統兩側的發電機發生搖擺，可能會出現較大的零

32、再考慮到系統兩側的發電機發生搖擺，可能會出現較大的零序電流，可能影響零序電流保護的正確工作。序電流，可能影響零序電流保護的正確工作。 (3) 當采用自耦變壓器聯系兩個不同電壓等級的電網當采用自耦變壓器聯系兩個不同電壓等級的電網(如如110kV和和220kV電網電網)時，則在任一電網中發生接地短路時都會在另時，則在任一電網中發生接地短路時都會在另一電網中產生零序電流，這使得零序電流保護的整定配合復一電網中產生零序電流，這使得零序電流保護的整定配合復雜化，并增大了零序三段保護的動作時限。雜化，并增大了零序三段保護的動作時限。第四節第四節 中性點非直接接地電網中單相接地故中性點非直接接地電網中單相接

33、地故障的零序電壓、電流及方向保護障的零序電壓、電流及方向保護所謂中性點非直接接地系統（小電流接地系統），是指中性點所謂中性點非直接接地系統（小電流接地系統），是指中性點經消弧線圈接地、中性點經電阻接地和中性點不接地等系統。經消弧線圈接地、中性點經電阻接地和中性點不接地等系統。在我國，在我國，3kV35 kV的電網主要采用中性點非直接接地方式。的電網主要采用中性點非直接接地方式。1、該系統發生單相接地時，因構不成短路回路，在故障點上、該系統發生單相接地時，因構不成短路回路，在故障點上流過比負荷電流小得多的電流；流過比負荷電流小得多的電流；2、三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負載的供電沒有影響，、

34、三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負載的供電沒有影響，所以在一般情況下都允許再繼續運行所以在一般情況下都允許再繼續運行2h；中性點非直接接地電網中單相接地故障時：中性點非直接接地電網中單相接地故障時：3、其他兩相的對地電壓要升高、其他兩相的對地電壓要升高1.732倍，為了防止故障的進一倍，為了防止故障的進一步擴大，應及時發出信號。這也是采用小電流接地系統的主步擴大，應及時發出信號。這也是采用小電流接地系統的主要優點。要優點。對保護的要求對保護的要求A、一般只要求繼電保護能選出發生接地的線路并及時發出信、一般只要求繼電保護能選出發生接地的線路并及時發出信號（能實現該功能的裝置稱為號（能實現該功能的

35、裝置稱為“接地選線裝置接地選線裝置”），而不必），而不必跳閘。跳閘。B、但當單相接地對人身和設備的安全有危險時，則應動作于、但當單相接地對人身和設備的安全有危險時，則應動作于跳閘。跳閘。2.4.1 中性點不接地系統中單相接地故障的特點中性點不接地系統中單相接地故障的特點1、在正常運行情況下，三相有相同的對地電容、在正常運行情況下，三相有相同的對地電容 ，三相的對地，三相的對地電壓是對稱的，中性點對地電壓電壓是對稱的，中性點對地電壓UN =0 。在相電壓的作用下，。在相電壓的作用下，各相的電容電流也是對稱的，且超前各自的相電壓各相的電容電流也是對稱的，且超前各自的相電壓90。這時。這時，三相對地

36、電壓之和與三相電容電流之和均為零，電網無零序，三相對地電壓之和與三相電容電流之和均為零，電網無零序電壓和零序電流。電壓和零序電流。ABCIIIUC每相對地電容電流每相對地電容電流2、簡單網絡單相接地時（以、簡單網絡單相接地時（以A相為例）相為例）A相對地電壓為零，對地電容被短接，電容電流為零，而其他相對地電壓為零，對地電容被短接，電容電流為零，而其他兩相的對地電壓升高為線電壓，對地電容電流也相應增大兩相的對地電壓升高為線電壓，對地電容電流也相應增大 倍。倍。3（1）電網中性點對地電壓和各相對地電壓為）電網中性點對地電壓和各相對地電壓為（2）在接地點處出現的零序電壓為）在接地點處出現的零序電壓為

37、01()3dAdBdCdAUUUUE （3）非故障相分別產生超前）非故障相分別產生超前90的電容電流的電容電流其有效值為其有效值為 ，是正常運行時單相電容電流的，是正常運行時單相電容電流的3倍。倍。（4）通過故障相接地點的電流是非故障相電容電流矢量和，）通過故障相接地點的電流是非故障相電容電流矢量和，03DIUC3、單電源多線路中性點不接地電網單相接地（以、單電源多線路中性點不接地電網單相接地（以A相為例）相為例）如果忽略負荷電流和電容電流在線路阻抗上的壓降，則全系統如果忽略負荷電流和電容電流在線路阻抗上的壓降，則全系統A相對地的電壓均為零，故各元件相對地的電壓均為零，故各元件A相對地電容電流

38、為零，同相對地電容電流為零，同時時B、C相的對地電壓和電容電流也都升高相的對地電壓和電容電流也都升高 倍。倍。3（1）非故障線路始端所反應的零序電流）非故障線路始端所反應的零序電流000333BCIIIIUC零序電路為線路本身的電容電流，容性無功功率的方向為母零序電路為線路本身的電容電流，容性無功功率的方向為母線流向線路。線流向線路。（2）對發電機，要從）對發電機，要從A相流回故障點回流的全部電容電流，相流回故障點回流的全部電容電流，又從又從B、C流出各線路的對地電容，相加相互抵消后只剩發電流出各線路的對地電容，相加相互抵消后只剩發電機本身的電容電流，容性無功功率的方向為母線流向發電機。機本身

39、的電容電流，容性無功功率的方向為母線流向發電機。 000333fBfCfffIIIIUC（3）對故障線路，）對故障線路，B、C相與非故障線路相似；但故障點要相與非故障線路相似；但故障點要流回全系統流回全系統B相和相和C相對地電容電流總和。相對地電容電流總和。0000()()()3()3DBCBCBfCfDfIIIIIIIIUCCCUC線路始端流過的零序電流線路始端流過的零序電流00003()33()ABCBCBfCfIIIIIIIIIUCC 故障線路流向母線的零序電流為全系統非故障元件對地電容電故障線路流向母線的零序電流為全系統非故障元件對地電容電流之和（但不包括故障線路本身），其電容性無功功

40、率的方向流之和（但不包括故障線路本身），其電容性無功功率的方向為由線路流向母線，恰好與非故障線路上的相反。為由線路流向母線，恰好與非故障線路上的相反。結論：結論：(1) 接地相對地電壓為零，非故障相電壓升高，電網出現零序電接地相對地電壓為零，非故障相電壓升高，電網出現零序電壓，電源中性點對地電壓等于零序電壓，零序電壓的相量與故壓，電源中性點對地電壓等于零序電壓，零序電壓的相量與故障相電勢的相量大小相等方向相反。障相電勢的相量大小相等方向相反。(2) 單電源多線路中性點不接地電網的線路上任一點接地時，通單電源多線路中性點不接地電網的線路上任一點接地時，通過非故障線路的保護安裝處的零序電流為該線路

41、非故障相對地過非故障線路的保護安裝處的零序電流為該線路非故障相對地電容電流之相量和電容電流之相量和(即為一條線路的非故障相對地電容電流的相即為一條線路的非故障相對地電容電流的相量和量和)，并超前零序電壓，并超前零序電壓90。(3) 單電源多線路中性點不接地電網的線路上任一點接地時，通單電源多線路中性點不接地電網的線路上任一點接地時，通過故障線路的保護安裝處的零序電流為所有非故障線路零序電過故障線路的保護安裝處的零序電流為所有非故障線路零序電流之和，并滯后零序電壓流之和，并滯后零序電壓90。(4) 接地點流過的電流為電網各元件對地電容電流之和。接地點流過的電流為電網各元件對地電容電流之和。2.4

42、.2中性點經消弧線圈接地電網中單相接地的特點中性點經消弧線圈接地電網中單相接地的特點原理：在中性點接入一個電感線圈，當發生單相接地時，在接原理：在中性點接入一個電感線圈，當發生單相接地時，在接地點就有一個電感分量的電流通過，此電流和原系統中的電容地點就有一個電感分量的電流通過，此電流和原系統中的電容電流相抵消，就可以減少流經故障點的電流。電流相抵消，就可以減少流經故障點的電流。適用范圍：適用范圍：3-6kV電網電網30A10kV電網電網-20A22-66kV電網電網10A 采用消弧線圈以后，單相接地的電流分布將發生重大的變采用消弧線圈以后，單相接地的電流分布將發生重大的變化。電容電流的大小和分

43、布與不接消弧線圈時是一樣的，不同化。電容電流的大小和分布與不接消弧線圈時是一樣的，不同之處是在接地點增加了一個電感分量的電流，因為流經故障點之處是在接地點增加了一個電感分量的電流，因為流經故障點處的電流將因消弧線圈的補償而減小。處的電流將因消弧線圈的補償而減小。根據人為對電容電流補償程度的不同，可分為完全補償、欠補根據人為對電容電流補償程度的不同，可分為完全補償、欠補償和過補償三種方式。償和過補償三種方式。（1）完全補償就是使）完全補償就是使IL = IC ，從而使，從而使IK = 0的方式。從消除的方式。從消除故障點電弧，避免出現弧光過電壓的角度來說，這種補償方式故障點電弧，避免出現弧光過電壓的角度來說，這種補償方式是最好的。是最好的。但從另一方面來說，則存在嚴重缺點，因為完全補償時，正是但從另一方面來說，則存在嚴重缺點，因為完全補償時，正是引起串聯諧振的條件使中性點電壓出現嚴重升高。引起串聯諧振的