10 kV线路接地零序保护不动作原因分析
摘要:随着我国电网的快速发展,在目前的广东城市配电网中主要是以电缆和架空线同时存在的混合型网络的10 kV电网。接地故障主要存在于中性点接地的电网中,本文以某变电站10 kV小电阻接地系统为背景,针对出现的10 kV小电阻接地系统中,10 kV线路接地零序保护不动作的现象进行分析
关键词:10 kV线路接地零序保护不动作分析
随着电力负荷的不断增长,城市电网的建设要不断扩大电网规模,架空线路及电缆总长度不断增加,导致10 kV系统的输电线路对地电容电流不断增加,系统越来越复杂。以惠州电网中110 kV沙田站为例,在不影响线路运行的情况下,用详细的综合的排除法,分析了10 kV线路接地零序保护不动作现象的原因。
1 事件概况
在2012年的7月24日,由于受到台风暴雨的影响,供电所巡线工作人员发现正在运行的沙田站10kV田头线F10、花塘线F6在不同时段分别发生了树木直接折压在10 kV输电导线上的故障,田头线F10、花塘线F6在带电运行状态,均为单相接地,树枝及线路未发现放电痕迹,保护均未跳闸的异常现象。
基本情况:沙田站10 kV系统中性点采用了小电阻经曲折接地变
以保护人身安全为目的，把电气设备不带电的金属外壳接地或接零，叫做保护接地及保护接零。 1、保护接地 在中性点不接地的三相电源系统中，当接到这个系统上的某电气设备因绝缘损坏而使外壳带电时，如果人站在地上用手触及外壳，由于输电线与地之间有分布电容存在，将有电流通过人体及分布电容回到电源，使人触电，如图6-7-13所示。在一般情况下这个电流是不大的。但是，如果电网分布很广，或者电网绝缘强度显著下降，这个电流可能达到危险程度，这就必须采取安全措施。 没有保护接地的电动机一相碰壳情况 保护接地就是把电气设备的金属外壳用足够粗的金属导线与大地可靠地连接起来。电气设备采用保护接地措施后，设备外壳已通过导线与大地有良好的接触，则当人体触及带电的外壳时，人体相当于接地电阻的一条并联支路，如图6-7-14所示。由于人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，避免了触电事故。
装有保护接地的电动机一相碰壳情况 保护接地应用于中性点不接地的配电系统中。 2、保护接零 2.1. 保护接零的概念 为了防止电气设备因绝缘损坏而使人身遭受触电危险，将电气设备的金属外壳与供电变压器的中性点相连接者称为保护接零。保护接零（又称接零保护）也就是在中性点接地的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接。图6-7-15是采用保护接零情况下故障电流的示意图。当某一相绝缘损坏使相线碰壳，外壳带电时，由于外壳采用了保护接零措施，因此该相线和零线构成回路，单相短路电流很大，足以使线路上的保护装置（如熔断器）迅速熔断，从而将漏电设备与电源断开，从而避免人身触电的可能性。
保护接零 保护接零用于３８０/2２０Ｖ、三相四线制、电源的中性点直接接地的配电系统。 在电源的中性点接地的配电系统中，只能采用保护接零，如果采用保护接地则不能有效地防止人身触电事故。如图6-7-16所示，若采用保护接地，电源中性点接地电阻与电气设备的接地电阻均按４Ω考虑，而电源电压为２２０Ｖ，那么当电气设备的绝缘损坏使电气设备外壳带电时，则两接地电阻间的电流将为： 中性点接地系统采用保护接地的后果 熔断器熔体的额定电流是根据被保护设备的要求选定的，如果设备的额定电
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理 (2007-01-07 22:41:40) 转载▼ 分类：工作 目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。这两种保护的原理接线如图23所示 中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。 中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。 零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。当中性点电压超过击穿电压（还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压）时，间隙击穿，中性点有零序电流通过，保护启动后，经0.5s延时切变压器三侧断路器。 零序电压保护由过电压继电器16、时间继电器17、信号继电器18及压板19组成，电压定植按躲过接地故障母线上出现的最高零序电压整定，110kV系统一般取150V；当接地点的选择有困难、接地故障母线3Uo电压较高时，也可整定为180V，动作时间取0.5s。
110kV 线路保护配置一般装设反应相间故障的距离保护和反应接地故障的零序方向电流保护(或接地距离保护) ，采用远后备方式。当距离、零序电流保护灵敏度不满足要求或110kV 线路涉及系统稳定运行问题或对发电厂、重要负荷影响很大时，考虑装设全线路快速动作的纵联保护作为主保护，距离、零序电流(或接地距离)保护作为后备保护。必须指出，目前110kV 数字式线路保护装置一般同时具有接地距离保护与零序电流保护功能，在零序电流保护整定特别是Ⅱ段整定出现灵敏度不满足要求的情况下，可考虑通过降低电流定值，延长保护动作时间等方法进行整定，由于接地距离保护一般灵敏度都能满足要求，因此保护对于接地短路的速动性不会受到影响。 1距离保护 距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小(距离大小)的阻抗继电器为主要元件(测量元件) ，动作时间具有阶梯特性的相间保护装置。当故障点至保护安装处之间的实际阻抗大于预定值时，表示故障点在保护范围之外，保护不动作;当上述阻抗小于预定值时，表示故障点在保护范围之内，保护动作。当再配以方向元件(方向特性)及时间元件，即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。 距离保护可以应用在任何结构复杂、运行方式多变的电力系统中，能有选择地、较快地切除相同短路故障。在电网结构复杂，运行方式多变，采用一般的电流、电压保护不能满足运行要求时，则应考虑采用距离保护装置。距离保护的基本原则如下： (1)距离保护具有阶梯式特性时，其相邻上、下级保护段之间应在动作时间及保护范围上相互配合。同时，距离保护也应与上、下相邻的其他保护装置的动作时间及保护范围上相配合。例如：当相邻为发电机变压器组时，应与其过电流保护相配合;当相邻为变压器或线路时，若装设电流、电压保护，则应与电流、电压保护之动作时间及保护范围相配合。 (2)在某些特殊情况下，为了提高保护某段的灵敏度，采用所谓“非选择性动作，再由重合闸加以纠正”的措施。例如：当某一较长线路的中间接有分支变压器时，线路距离保护装置第Ⅰ段可允许按伸入至分支变压器内部整定，即可仍按所保护线路总阻抗的80%~85%计算，但应躲开分支变压器低压母线故障;当变压器内部发生故障时，线路距离保护第Ⅰ段可能与变压器差动保护同时动作(因变压器差动保护设有出口跳闸自保护回路) ，而由线路自动重合闸加以纠正，使供电线路恢复正常供电。 (3)采用重合闸后加速方式，达到保护配合的目的。采用重合闸后加速方式，除了加速故障切除，以减小对电力设备的破坏程度外，还可借以保证保护动作的选择性。这可在下述情况下实现：当线路发生永久性故障时，故障线路由距离保护断开，线路重合闸动作，进行重合。此时，线路上、下相邻各距离保护的Ⅰ、Ⅱ段可能均由其震荡闭锁装置所闭锁，而未经震荡闭锁装置闭锁的第Ⅲ段，在有些情况下往往在时限上不能互相配合(因有时距离保护Ⅲ段与相邻保护的第Ⅱ段配合) ，故重合闸后将会造成越级动作。其解决办法是采用重合闸后加速距离保护Ⅲ段，一般只要重合闸后加速距离保护Ⅲ段在 1.5～2s，即可躲过系统震荡周期，故只要线路距离保护Ⅲ段的动作时间大于2～2.5s，即可满足在重合闸后仍
低压配电系统的供电方式 低压配电系统按保护接地的形式不同 可分为：IT系统、TT系统和TN系统。 其中IT系统和TT系统的设备外露可导 电部分经各自的保护线直接接地(过去 称为保护接地)；TN系统的设备外露可 导电部分经公共的保护线与电源中性点 直接电气连接(过去称为接零保护)。 国际电工委员会(IEC)对系统接地的 文字符号的意义规定如下： 第一个字母表示电力系统的对地关系： T--一点直接接地； I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。 第二个字母表示装置的外露可导电部 分的对地关系： T--外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；
N--外露可导电部分与电力系统的接 地点直接电气连接(在交流系统中，接地点通常就是中性点)。 后面还有字母时，这些字母表示中性线与保护线的组合： S--中性线和保护线是分开的； O--中性线和保护线是合一的。 (1)IT系统： IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。即：过去称三相三线制供电系统的保护接地。 其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发
生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。 IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。 (2)TT系统： TT系统的电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地，且与电源中性点的接地无关。即：过去称三相四线制供电系统中的保护接地。 其工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻，大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人身起保护作用。 TT系统在确保安全用电方面还存在有不足之处，主要表现在：
接地距离保护须与零序电流保护共同配合才能构成完整的接地保护 一、在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足,这是因为:正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;Y/△接线降压变压器,△侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。1.当电流回路断线时,可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作2.当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动.另外，零序保护一般分为三段或四段。零序保护的II 段是与保护安装处相邻线路零序保护的I 段相配合整定的，它不仅能保护本线路的全长，而且可以延伸至相邻线路 二、距离保护是反映短路点至保护安装处距离长度的，动作时限是随短路点距离而变的阶段特性，当短路电流大于精工电流时，保护范围与通过保护的电流大小无关。距离保护测量的是阻抗值。距离保护一段不受系统运行方式变化影响。其余各段受运行方式变化影响也较小，躲开负荷电流的能力较大，因而它对运行方式的适应能力较强。当电流电压保护不能满足要求时，可采用距离保护，通常距离保护都是成套使用的，其中一、二段担任主保护段，三段担任后备保护段。也有四段式的保护或二段式的保护。其实零序保护和距离保护只能从定义上区分，零序保护的灵敏度高一些。假如相间短路零序保护就不会动作，这时距离保护会动作，但是在三相电流不平衡时距离保护就不会动作，零序保护动作，只能说零序保护和距离保护互相配合，使线路保护更完善。也就是说零序保护和距离保护的动作方式不一样，零序保护动作于电流(零序方向保护、和零序功率保护需要与零序电压相配合），距离保护动作与线路的阻抗大小，与电压和电流共同影响阻抗的大小，也就是说电流大但是阻抗只不一定小，距离保护和安装保护的距离有关。零序保护只反映电流的大小。 三、接地距离和相间距离是距离保护的两种分类，前者保护的是接地短路，后者保护的是相间短路。两者的区别在于故障环的选取不同，也就是测量阻抗的计算方法（计算表达式）上不同。 两者的区别主要在于采用的电气量不同，接地距离保护是利用短路电压和电流的比值，即测量阻抗的变化来区分系统的故障与正常运行状态。而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量。这是两者在原理上的最主要区别。但是，两者从保护的配合上来看，都是属于阶段式的保护，即都需要各保护区的上下级配合。再一点，从保护的性能来分析。应该说，在不发生单相接地时，零序电流分量是不会出现的，所以零序电流保护具有较高的灵敏性。但在上下级的配合时，限时零序电流速断保护（零序II段）的灵敏性可能不满足要求，这时可采用接地距离保护。这也就是说接地零序保护的灵敏性高于电流保护（可以看到，距离保护利用了短路时的两个电气量，自然比单一的电流保护要灵敏）。所以保护的配备上，一般距离保护作为了主保护，那么电流保护都是作为后备保护的，即在线路发生故障时，首先
团队的补充2011-04-14 22:24 以下内容也许对你有帮助 一、保护接地的基本原理和适用范围 在中性点不接地的三相三线制供电系统中，当电气设备的绝缘损坏使外壳带电时，接地短路电流经接地体和人体同时流过。由于人体的电阻RR（1700Ω）要比接地电阻RD（4Ω）大数百倍，流经人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。当接地电阻极小（小于4Ω）时，流过人体电流几乎等于零。另外，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时，所产生的压降也很小，故外壳对大地的电压是很低，人站在大地上去碰触外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。显然，在中性点不接地的系统中，采用保护接地可以有效地防止或减轻间接触电的危险。 在中性点直接接地系统中采用保护接地措施后，一旦电气设备发生碰壳故障，此时故障电流的流经路径为：电源（如U相）——故障设备的外壳——保护接地体RR——大地——中性点接地体RR——回到电源中性点。若此时恰好有人触及故障设备的外壳，就相当于人体电阻RR并联在保护接地电阻RD两端，此时，可求得接地故障电流IG为： 应注意的是，在大多数情况下，27.5A的故障电流是不足以使电路的过流保护装置（如熔断器、自动开关的脱扣器等）动作的，这将使得用电设备外壳上长期存在110V的对地电压，对人体是很不安全的。 二、保护接零的基本原理和适用范围 在广泛使用的三相四线制系统中采用保护接地是不安全的。如上述在大型超市的冷藏柜中采用保护接地，一旦发生漏电事故，冷藏柜上就会长期带有110V的对地电压，形成事故隐患，危及顾客的安全。那么，这种情况下应该采用哪种保护措施才是正确的呢？实际上，我国的低压配电网大多采用中性点直接接地的三相四线制380/220V系统。在这种系统中，应该采
电机发生接地零序保护拒动原因及采取的措施 【摘要】本文介绍了某电厂6KV接地系统，６ＫＶ电动机发生单相接地故障，保护装置零序保护闭锁，未出口。造成上级电源脱硫2T段工作进线开关零序保护动作跳闸，脱硫2T段因母线失压，致2T段部共8台辅机低电压保护动作跳闸。经过专业人员分析,找出了零序保护拒动的原因,使这一问题得到解决，保障设备安全运行。 【关键词】零序保护;CT饱和;综保装置 1.事件经过 2011.11.18 13：11，#2A浆液循环泵电机C相发生接地故障。保护装置零序保护闭锁，未出口。上级电源脱硫2T段工作进线开关零序保护动作跳闸，备用电源联投正常。由于切换过程时间大于0.5S，脱硫2T段因母线失压，致使2T 段部分负荷，共8台辅机低电压保护（65V，0.5S）动作跳闸。 本次保护各开关动作情况： 2.处理过程 对#2A浆液循环泵开关保护装置零序保护的采样、定值等方面进行校核，保护动作行为正确，动作值与定值单一致且二次接线与图纸一致。 (1)零序保护动作值：29.5倍（二次值5.9A，一次动作值115.6A）。 (2)零序保护动作时间：0.41S。 (3)零序保护CT一次侧突加电流156A，保护正确动作，动作时间0.42S。 (4)零序CT一次、二次接线正确。 3.动作原因 (1)该厂使用的某电气自动化有限公司生产的综保装置，其零序保护为防止电机在起动过程中由于三相电流不平衡而导致零序保护误动作（实际上保护装置不能区分电机运行状态），在其最大相电流Imax大于1.05倍额定值时，作为制动量，零序定值会自动抬高。 其动作特性为： I0>[1+（Imax/Ie–1.05）/4]*I0dz 当Imax>1.05 Ie
零序电流及方向保护 一、零序电流方向保护的基本原理； 1、基本原理； 零序电流保护： 在正常运行时没有零序电流，只有在接地短路时才有零序电流。 并且流过保护的零序电流大小反应了短路点的远近； 当短路点越近时，保护动作越快，短路点越远保护动作得越慢。 输电线路零序电流保护是反应输电线路一端零序电流的保护。反应输电线路一端电气量变化的保护由于无法区分本线路末端短路和相邻线路始端的短路，为了在相邻线路始端短路不越级跳闸。 所以反应输电线路一端电气量弯化的保护都要做成多段式保护。零序电流一段的任务： 保护本线路的一部分。它的定值按躲过本线路末端（实质是躲过相邻线路始端）接地短路时流过保护的最大零序电流整定（其他整定条件姑且不论）。 零序电流二段的任务： 能以较短的延时尽可能地切除本线路范围内的故障。 零序电流三段的任务： 应可靠保护本线路的全长，在本线路末端金属性接地短路时有一定的灵敏系数。 零序电流四段的任务：
起可靠的后备作用。第四段的定值应不大于300A，用它保护本线路的高阻接地短路。在110KV的线路上，零序电流保护中的第四段还应作为相邻线路保护的后备。 零序电流保护只能用来保护接地故障，所以对于两相不接地的短路和三相短路不能起到保护作用。另外零序一段保护范围受运行方式的影响也较大，有时可能保护范围缩得很小，这一点比同样保护接地故障的接地距离一段要逊色得多。但是零序电流保护的最后一段——零序过电流保护，由于很灵敏，保护过渡电阻的能力很强，这一点又比接地距离第三段强； 所以，现在有一些高压电网中有线路纵联保护，又配有保护接地短路的三段式的接地距离保护，并有双重化的保护配置，所以，生产一种保护装置的型号，把零序电流保护的第一段省略而只配零序电流保护二、三段； 零序电流保护中： 零序电流的大小与中性点接地的变压器的多少有很大关系。 零序方向继电器的原理、实现方法、性能评述： 零序方向继电器的最基本思想是比较零序电压的零序电流的相位来区分正、反方向的接地短路。 零序电流以母线流向被保护线路的方向为其正方向。 如果系统中各元件零序阻抗的阻抗角为80°，正方向短路时，零序电压超前零序电流的角度为：-100°，反方向短路时，零序电压超前零序电流的角度为80°；ARG表示的幅角，是分子相量超前分母相量
输电线路的零序电流保护 陈志林 （新疆农业大学机械交通学院电气102 103736202） 摘要：随着时代的进步，电力系统的规模在不断扩大，用户对电能质量的要求也在不断提高。因此，对继电保护装置本身的要求也越来越高，微型机继电保护具备了传统保护所没有的优良特性。本论文以110KV 线路继电保护为例，简述了零序电流保护原理、微型机保护的硬件结构分析、微型机保护的软件结构分析、零序保护及自动重合闸的基本原理与整定计算、零序保护及自动重合闸的流程图和程序设计等。 关键词：微型机保护，110kV输电线路，零序电流，重合闸 Zero sequence current protection of transmission lines Chen Zhilin (xinjiang agricultural university institute of mechanical transport electrical, 102, 103736202) Abstract:along with the progress of The Times, the scale of power system in the constantly expanding, user requirement for power quality has been improved. As a result, more and more is also high to the requirement of relay protection device itself, micro computer relay protection has the excellent characteristics of traditional protection did not. In this paper in 110 kv line protection, for example, this paper briefly describes the principle of zero sequence current protection, single-chip microcomputer protection of hardware structure, software structure of micro computer protection analysis, the basic principle of zero sequence protection and automatic reclosing and setting calculation, zero sequence protection and automatic reclosing flow chart and program design, etc. Key words:single-chip microcomputer protection, 110 kv transmission lines, the zero sequence current, reclosing 前言 随着我国经济的快速发展，电力也逐渐成为当今社会使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全运行对我国各方面因素都有极大的影响，电力系统范围越来越广，容量日益增大，继电保护在电力系统安全运行中具有举足轻重地位，完善的继电保护是电力系统安全运行的关键，更加要求我们队输电线路的电流进行保护，以防止事故的发生。 1 微型机保护的硬件结构分析 1.1 110kV输电线路微型机保护的硬件 微型机保护的硬件构成由四部分组成：①数据采集系统（或称模拟量输入系统）：数据采集系统包括电压形成、模拟滤波、采样保持(S/H)、多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)，其功能为完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量。②微型机主系统：微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)或闪存内存单元(FLASH)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行以及串行接口等。其功能为执行编制好的程序，以完成各种继电保护测量、逻辑和控制功能。 ③开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口(PIA或PIO)、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，其功能为完成各种保护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话及通
首先明确两个概念，工作接地和保护接地。 1什么是工作接地，什么是保护接地？ 工作接地，在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行，而将电力系统中某一点接地称为工作接地。例如电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地，能维持非故障相对地电压不变，电压互感器一次侧线圈的中性点接地，能保证一次系统中相对低电压测量的准确度，防雷设备的接地是为雷击时对地泄放雷电流。 保护接地，将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。电气设备上与带点部分相绝缘的金属外壳，通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易造成人身触电事故。为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气工程中常采用保护接地。 接地保护与接零保护统称保护接地，是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。这两种保护的不同点主要表现在三个方面：一是保护原理不同。接地保护的基本原理
是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。二是适用范围不同。根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素，《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。TT系统通常适用于农村公用低压电力网，该系统属于保护接地中的接地保护方式；TN系统（TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种）主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网，该系统属于保护接地中的接零保护方式。当前我国现行的低压公用配电网络，通常采用的是TT或TN-C系统，实行单相、三相混合供电方式。即三相四线制380/220V配电，同时向照明负载和动力负载供电。三是线路结构不同。接地保护系统只有相线和中性线，三相动力负荷可以不需要中性线，只要确保设备良好接地就行了，系统中的中性线除电源中性点接地外，不得再有接地连接；接零保护系统要求无论什么情况，都必须确保保护中性线的存在，必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设，同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。 低压配电系统中，按保护接地的形式，分为TN系统，TT系统，IT系统。
电器设备保护接地和保护接零 规定(通用版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0027
电器设备保护接地和保护接零规定(通用 版) 1．所有电器设备的金属外壳以及和电气设备连接的金属构架等，必须采取有效的接地或接零保护。 2．中性点不接地系统中的电气装置应采用保护接地。接地体、接地线及其连接必须严格按《上海地区低压用户电气装置规程》的要求选材和安装。接地网应定期检查、测试，其接地电阻不得超过4Ω。 3．中性点直接接地系统中的电气装置应采用保护接零。接零保护装置应严格按规范进行安装。低压架空线路的干线和分支线始端和终端以及沿线每一公里处应有重复接地，配电箱及起重机道轨也应有重复接地，其接地电阻不超过10Ω。
4．同一供电系统中，不准将一部分电气设备接地，而将另一部分电气设备接零。 5．所有电气设备的保护零线应以并联方式与零干线连接。零线的断面不应小于相线载流量的一半。零线上不准装设开关和熔断器。单相电气设备必须设置单独的保护零线，不得利用设备自身的工作零线兼做接零保护。 6．塔吊的接地极应在轨道的两端各设一组，每超过25m，应增设一组，其接地电阻不大于4Ω。 7．金属脚手架、井架、塔吊和长度超过10m的建筑物，应按规定设置防雷装置和接地装置，接地电阻不得大于10Ω。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
几起零序过流保护动作事故分析及改进措施探讨 摘要：随着继电保护技术的发展，主保护不断强化，后备保护逐渐简化，但在很多特殊情况下，主保护往往未能启动，无法快速切除故障，只能依靠后备保护隔离故障来保证人身、电网和设备的安全，对此，本文介绍了几起典型的零序过流保护动作事故，通过分析故障过程、探讨暴露的问题，指出在加强主保护、合理简化后备保护的同时，仍必须重视后备保护的运行维护，以及电网结构的合理性和一次设备的性能。 关键词：主保护；后备保护；零序过流保护；重要性 0 引言 如果配备了完善的接地距离保护，零序过流保护作为接地距离保护的补充，仅用作切除高电阻接地故障[1]；或是在主保护或断路器拒动等情况下，负责切除故障。但在某些情况下，系统的稳定和设备的安全都有可能受到影响，本文便根据运行中零序过流保护动作的几起典型案例，如山火、人为责任、保护拒动等原因引起零序过流保护动作，对事故过程、暴露的问题进行了分析和探讨。 1 山火引起零序过流保护动作事故 1.1 事故过程简介 图1、图2为某500kV线路A相因山火引起高阻接地故障时的两侧录波，其中A侧零序II段保护动作，直接三跳；B侧差A相动保护动作，单跳A相，重合不成功三跳。 图1 A侧故障录波 图2 B侧故障录波 1.2 事故过程分析 （1）根据两侧录波，故障时故障电流突变相对较小，故障后故障电流逐渐变大，故障相电压超前电流的角度较小，由此判断线路上发生了高阻接地故障。 （2）在近故障侧（A侧）保护感受到的故障电流较大，故障发生后，保护装置能够立即启动；而远故障侧（B侧），保护装置感受到的零序电流（0.04A 左右）和电流变化量均小于装置整定定值，故在故障发生后2340ms左右都未能启动。 差动保护动作条件为装置启动、差流满足且收到对侧的允许信号。故障发生后，两侧差动电流可以很快达到差动动作定值，但是由于B侧保护装置未启动，
电力系统继电保护课程设计 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年7 月 7日
1 设计原始资料 具体题目 系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为： φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45,X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =?+B-C 40km,L =线路 阻抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。 系统接线图 试对1、2进行零序保护的设计。 要完成的内容 ⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数； ⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度； ⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。 2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 设计规程 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。 ⑴ 对于接地短路： ① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护； ② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。 ⑵ 对于相间短路：
①单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应装设距离保护； ②双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 本设计的保护配置 主保护配置 电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中。 后备保护配置 距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值，则保护装置动作。 在保护1、2、3和4处配备三段式距离保护，选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式。 3 短路电流及残压计算 等效电路的建立 将本题中的系统简化成三序电压等值网络，即正序网络如图1所示；负序网络如图2所示；零序网络，图3所示。
保护接地与保护接零知识图文解析 （附注意事项） 概念 （1）保护接地： 电气设备的导体部分或者外壳用足够容量的金属导线或导体可靠的与大地连接，当人体触及带电外壳时，人体相当于接地电阻的一条并联支路，由于人体电阻远远大于接地电阻，所以通过人体的电流将会很小，避免了人身触电事故。 （2）保护接零： 电气设备在正常情况下，不带电的金属部分与零线做良好的金属或者导体连接。当某一相绝缘损坏致使电源相线碰壳，电气设备的外壳及导体部分带电时，因为外壳及导体部分采取了接零措施，该相线和零线构成回路。由于单相短路电流很大，使线路
保护的熔断器熔断。从而使设备与电源断开，避免了人身触电伤害的可能性。 适用范围 （1）保护接地：适用于中性点不接地的三相电源系统中。 （2）保护接零：适用于中性点接地的三相电源系统中（一些民用三相四线中性点接地系统也采用保护接地，但必须是配合带有漏电保护的开关使用）。 保护原理及危害分析 （1）在中性点不接地系统中：当人体触及电气设备的导体部分或者外壳时，人体相当于一个与接地电阻并联支路的一个大电阻。若按人体电阻值1000Ω(通常人体电阻值为1000～2000Ω)计算，设备外壳所带电压为220V时，那么无保护接地时流经人体的电流为：Ir=220/Rr=220mA(人体可以承受的最大交流电
流/交流摆脱电流为10mA)。 （2）在中性点接地系统中：在380V／220V三相四线制电源中性点直接接地的配电系统中，只能采用保护接零，采用保护接地则不能有效地防止人身触电事故的发生。 若采用保护接地，电流中性点接地电阻按4Ω考虑，而电源电压为220V，那么当电气设备的绝缘损坏使电气设备的外壳带
一起集电线路零序过流Ⅱ段动作跳闸 原因分析及预防措施 文/运维管理部董参参 摘要：风电场变电站最容易发生事故的设备就是架空线路，其中单相接地故障引起零序过流Ⅰ段动作占很大比例，极少数现场出现零序过流Ⅱ段动作跳闸，零序过流Ⅱ段动作大多数是二次设备异常引起的误动。本文主要分析了一起集电线路零序过流Ⅱ段动作跳闸事故，阐述了检查过程及预防措施，从而给其他现场处理类似事故提供一定的帮助。 关键字：零序电流互感器零序电流接地线 一、事故过程及设备简介： 2014年5月我站35kV润风六线集电线路因零序Ⅱ段动作，断路器跳闸，查看监控系统报文可知，在跳闸前，该集电线路曾多次报整组启动。该线路共计10台箱变，总容量为25MW，线路采用南瑞继保的PCS9612线路距离保护装臵，零序保护电流由外部专用的零序CT引入。跳闸前线路有10台机组并网运行，有功功率约为21.56MW，电流值约为:Ia 338.49A, Ib 338.1A, Ic 338.23A。 二、跳闸故障分析： 设备跳闸后，后台监控报文显示为零序Ⅱ段动作跳闸，零序电流0.195A，就地检查综合保护装臵报警情况，报警内容与后台一致，设备动作正确。随后现场人员分析了故障录波装臵记录的跳闸波形，故障录波显示瞬时值波形如图1、有效值波形如图2。 图1（跳闸时刻电压电流瞬时值）
图2（跳闸时刻电压电流有效值） 通过跳闸故障时刻的瞬时值和有效值分析可知，跳闸时刻35kV母线电压平衡，相电压无明显降低或者升高，也没有产生零序电压，瞬时值波形平滑，无畸变。跳闸时刻电流瞬时值波形为平滑的正弦波，没有发生畸变，所以一次设备没有发生放电现象。通过理论推断可知，如果集电线路发生了接地故障，不但该集电线路有零序电流，该段母线上的接地变也会产生零序电流，对比接地变和跳闸集电线路的零序电流，发现该段母线上的接地变并没有零序电流，如图3所示。由此推断一次设备运行正常，没有发生单相接地，或者相间短路等故障。 图3（跳闸时刻线路零序电流为0.19A和接地变零序电流为0.00A） 图1、图2都有一个异常现象，在跳闸时刻有零序电流，显示电流值为0.19A，并且35kV润风六线电流Io在跳闸时刻之后还一直存在，显示的电流值为0.19A。以上对图1和图2分析已经得知一次设备并无故障，依据零序电流产生的原理推断，就不具备产生零序电流的条件，断路器跳闸后，三相电流已经全部为0（图1和图2可证实），就更加不可能产生零序电流。 现场人员带着疑问查看了故障录波的实时监测值，此时润风六线断路器在分闸位，该线路显示三相电流为Ia：0.001A、Ib:0.002A和Ic:0.002A，考虑到零点漂移认为此时的电流均为0，但是零序电流Io实时监测值为0.137A，如图4所示。为了进一步证实该电流的存在，又检查了该集电线路的综合保护装臵二次实时测量值，该线路的零序电流显示为0.130A，如图5所示。设备跳闸后，故障录波实时监测和线路保护装臵都显示该集电线路的零序电流为0.13A左右，再次确定了该电
零序电流保护的原理 零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零，即ΣI=0，它是用零序C.T作为取样元件。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零（对零序电流保护假定不考虑不平衡电流），因此，零序C.T的二次侧绕组无信号输出（零序电流保护时躲过不平衡电流），执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序C.T的环形铁芯中产生磁通，零序C.T的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。 零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时，对TN-S 系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf，即Zs＝ Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id＝220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间。工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。当单相接地时，该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和，因而容易检测出接地故障电流，故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。TT接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中，常发现三相不平衡电流较大，当发生一相接地时，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB，接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，
接地保护与接零保护的区别
接地保护与接零保护 接地保护：为防止因电气设备绝缘损坏而遭受触电危险，将电气设备的金属外壳与接地体相连，称为接地保护。 接零保护：为防止因电气设备绝缘损坏而使人身遭受触电危险，将电气设备的金属外壳与变电器中性线相连接就称为接零保护。 接地：在电力系统中，将电气设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置，用导体作良好的电气联接叫接地。 接零：将电气设备和用电装置的金属外壳与系统零线相连接叫做接零。 接地与接零的目的：一是为了电气设备的正常工作(工作性接地)，另一目的是为了人身和设备的安全(保护性接地和接零) 接地保护适用于三相三线或三相四线制的电力系统。在这种电网中，凡由于绝缘破坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部份，例如变压器、电动机以及其它电器等的金属外壳和底座均可采用接地保护。(一般电厂均采用三相四线制系统) 接零保护适用于三相四线制中性点直接接地的低压电力系统中，电气设备外壳可采用接零保护。当采用接零保护时，除电源变压器的中性点必须采取工作接地以外，同时对零线要在规定的地点采取重复接地。 中性点：发电机、变压器和电动机的三相绕组星形联接的公共点称为中性点，如果三相绕组平衡，由中性点到各相外部接线端子间的电压绝对值必然相等。 零点：如果中性点是接地的则该点又称为零点。 中性线：从中性点引出的导线称作中性线；而从零点引出的导线称作零线。 三相五线制系统：三相四线制系统中，除中性线之外，再从电源中性点单独引出一根保护线(PE线)所形成的系统，称为三相五线制系统。，通常用在低压配电系统中。
中性线具有如下功能：用来接使用相电压的设备；用来传导三相不平衡电流和单相电流；用来减少负荷中性点的电压偏移。 PE线功能：保障人身安全，防止发生触电及带电外壳时的触电事故。通过保护线(PE)，将设备的外露可导电部份的金属外壳接到电源中性点的接地点去。当电气设备发生单相接地时，即形成单相短路，使设备或系统的保护装置动作，切除故障设备，防止人身触电。 电气设备因绝缘下降或损坏时，会引起正常情况下不带电的金属外壳带电，人体一旦触及就会发生触电事故，为了保障人身安全，需要采取保护接零或保护接地措施。 将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳与接地装置进行良好的连接，叫做保护，简称接地。 有了保护接地，当人体触及到带电的金属外壳是时，由于人体电阻与接地电阻并联，且人体电阻（约1千欧左右）远比接地电阻（约4欧）大，所以通过人体的电流要比流过经接地装置的电流小得多，对于人的危险程度就显著地减小了。保护接地通常用于中性点不接地的电力系统，也可用于中性点接地的电力系统。 将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳，用导线与电力系统的零线可靠连接，这就是保护接零，保护接零用于380伏或220伏中性点接地的电力系统。有了保护接零，当设备外壳带电时，故障电流就由火线流经设备外壳到零线，再回到变压器的中性点，由于故障回路的电阻，电抗很小，所以故障电流很大，强大的电流能把闸刀开关内或熔断器内的保险丝熔断，切断电源，从而就可避免人体遭受触电的危险。保护接零必须由单位统一施工，在零干线上统一引入专用的保护接零线至每个住户。要没有统一施工，每家每户自行从自家的零线（实际是零支线）上采取所谓的“保护接零”，是很危险的，应禁止。 接地保护也叫第三种接地保护措施，就是把可能发生漏电的设备外壳使用可靠的接地线连接到大地。接零保护是把设备外壳连接到中性线后在电力变压器侧集中接地，由于电力线路中零线可能