第五章电网的接地保护

电气 F1201——王小辉《继电保护原理》复习资料〔课后习题选〕第一章概述1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？电力系统运行中，电气元件发生短路、短线是的状态均视为故障状态；电气元件超出正常允许工作范围，但没有发生故障运行，属于异常运行方式，即不正常工作状态；当电力系统发上故障和不正常运行方式时，假设不及时处理或者处理不当，那末将引起系统事故，事故是指系统整体或者局部的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或者电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。

故障和异常运行方式不可以防止，而事故那末可以防止发生。

1-2 常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？常见鼓掌是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。

此外，还有输电路线断线，旋转机电、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由以上几种故障组合成复杂的故障。

故障后果会是故障设备损坏或者烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或者算短使用寿命；造成系统中局部地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作，影响产品质量，破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生震荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。

1-3 什么是住保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？普通把反响被保护元件严重故障、快速动作于跳闸的保护装置称谓主保护。

在主保护系统失效时起备用作用的保护装置成为后备保护。

当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，称为近后备保护。

远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用。

辅助保护是为了补充主保护和后备保护的缺乏而增设的简单保护。

1-4 继电保护装置的人物及其根本要求是什么？继电保护装置的任务：〔1〕自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；〔2〕反响电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号。

接地保护与漏电保护
一、接地爱护
接地爱护是平安防护技术的主要措施之一。

消失故障时，比如电气设备绝缘被击穿后，电气设备不带电的金属外壳以及与之相连的机器、管道等金属部分可能呈现危急的对地电压、人体触准时便可能发生触电危急。

为保证人身平安、削减或避开触电事故的发生，将电器设备不带电的金属外壳与大地做电气联接，称为接地爱护。

采纳了接地爱护，可使接触电压和跨步电压远小于设备故障时的对地电压，因而大大减轻了触电危急。

不接地电网与大地没有电气联接，对地之间只有绝缘电阻和分布电容存在，又称对地绝缘电网或系统。

10KV高压系统多为这种运行方式。

低压系统通常采纳三相四线制，假如其中性点不接地即属不接地电网，又称中性点不接地系统。

二、接零爱护
不接地电网运用接地爱护措施是当绝缘良好、电网分布范围较小时，其绝缘电阻可限制触电电流，对触电有肯定防护作用，因此多用于线路较短，分布范围小。

环境正常、线路能常常保持绝缘良好的状况。

不接地电网的缺点是一相故障接地时，其它相对地电压上升为线电压因而增加触电的危急性；故障点难于发觉，不能很好地利用爱护装置；对高压窜入低压及绝缘损坏带来的危急需采纳特别的措施。

因此，在大部分场合，特殊是分布较广的低压系统，都采纳中性点直接接地的
运行方式，称为接地电网或中性点接地系统。

接地电网中的中性点接地，称为工作接地，即为了系统平安运行而采纳的接地。

接地的中性线即为零线。

所谓接零爱护，就是把设备不带电的金属外壳部分接于电源的零线，不存在危急电压；同时，漏电将造成单相短路，短路电流通常很大，足以促动爱护装置快速切断电源，消退触电危急。

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类，有中性点接地系统和中性点不接地系统。

其中，两种接地系统按接地故障的方式分类，又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。

单相接地是最常见的线路故障，两相接地、三相接地出现几率小，但有明显的相间短路特征。

★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点：1.一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为同一相别。

3.零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。

4.故障相电压超前故障相电流约80度左右（短路阻抗角，又叫线路阻抗角）；零序电流超前零序电压约110度左右。

☆两相短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.两个故障相电流基本反向。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。

☆两相接地短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.零序电流向量为位于故障两相电流间。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。

☆三相短路故障特点：1.三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2.故障相电压超前故障相电流约80度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。

★电力系统工作接地（接地保护）变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接，称为工作接地。

工作接地分为直接接地与非直接接地（包括不接地或经消弧线圈接地）两类，工作接地的接地电阻不超过4?为合格。

☆电网中性点运行方式：大接地电流系统（110kV及以上）1.直接接地，又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统（35kV及以下）1.不接地，又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例：中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系：T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。

1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。

例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。

除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。

1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。

后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。

1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。

(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。

第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。

电力系统的接地与保护措施在电力系统中，接地与保护措施是非常重要的环节，它们帮助确保系统的正常运行，保护人身安全和设备的完整性。

本文将介绍电力系统的接地原理与类型，以及常见的保护措施。

一、电力系统的接地原理与类型1. 接地原理电力系统的接地是通过将系统中的导体与地连接来实现的。

通过接地，可以使系统与地之间产生良好的导电通路，实现安全运行。

接地还可以排除电力系统中的感应电势，减少感应电流的产生。

2. 接地类型根据接地方式的不同，电力系统的接地可以分为以下几种类型：（1）单相接地：即将电力系统中的一个相线接地，通常用于低压系统。

（2）三相接地：即将电力系统中的三个相线同时接地，通常用于高压系统。

（3）零序接地：即将系统中的零序导线接地，用于保护电力系统中的设备。

二、电力系统的保护措施1. 过电流保护过电流保护是电力系统中最常见的保护措施之一，它可以及时检测到系统中的过载和短路情况，并采取相应的措施，以防止设备损坏和人身安全事故发生。

2. 过压保护过压保护主要用于防止电力系统中的电压突然升高，超过设定的安全范围。

过压保护装置能够迅速切断电路，保护设备免受过高电压的损坏。

3. 欠压保护欠压保护用于检测电力系统中的电压降低情况，当电压低于设定值时，欠压保护装置会切断电路，避免设备的故障运行。

4. 接地保护接地保护主要用于检测电力系统中的接地故障，如接地短路或接地电流过大等。

接地保护装置能够及时切断故障电路，保护系统的正常运行。

5. 过温保护过温保护用于监测电力系统中的设备温度，当设备温度超过设定的安全值时，过温保护装置会采取相应措施，如切断电路或发送报警信号。

6. 隔离保护隔离保护主要用于隔离电力系统的故障部分，以防止故障扩散和进一步损坏。

隔离保护装置能够迅速切断故障部分与正常部分之间的连接。

三、总结电力系统的接地与保护措施是确保系统正常运行的重要环节。

通过接地可以排除感应电势，减少感应电流的产生，保证系统的安全运行。

1 中性点不接地电网的接地保护电力电网小接地系统大部分为中性点不接地系统，而单相接地保护的变化已从传统接地保护发展到无人值守变电所配合综合自动化装置的接地保护、接地选线装置等，其保护目前主要有以下几种：(1) 系统接地绝缘监视装置：绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。

将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。

当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。

该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。

要想判断故障线路，必须经拉线路试验，必将增加了对用户的停电次数。

且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。

装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。

(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。

该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。

但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。

(3) 零序功率保护：零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。

如传统的零序功率方向继电器，无人值守综自所应用的如南瑞DSA113、119系列零序功率方向保护。

零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。

(4) 小电流接地选线综合装置：随着电力科技的发展，近年来小电流接地电力系统逐步应用了独立的小接地电流选线装置。

发电厂电气第五章习题答案发电厂电气第五章习题答案第一题：电力系统的基本组成部分有哪些？简要描述各部分的功能。

电力系统是由发电厂、输电网和配电网组成的。

发电厂是电力系统的起点，它通过转化各种能源（如化石燃料、核能等）为电能，并将电能输送到输电网。

输电网是将发电厂产生的高压电能通过变电站进行升压、降压和分配，最终将电能输送到各个配电网。

配电网是将输电网输送的电能分配到各个用户，包括工业、商业和居民用户。

第二题：请解释电力系统中的短路和过载现象，并分别说明其危害和防护措施。

短路是指电路中两个或多个导体之间发生直接接触，导致电流异常增大的现象。

短路会导致电流过大，造成电线、设备和电源的过载，甚至引发火灾和爆炸。

为了防止短路的发生，可以采用熔断器、断路器等保护装置，当电流超过额定值时，保护装置会迅速切断电路，保护电线和设备的安全。

过载是指电路中电流超过设计或额定值的现象。

过载会导致电线、设备的温度升高，甚至损坏电线和设备，对电力系统的正常运行产生不利影响。

为了防止过载，可以采用熔断器、断路器等保护装置，当电流超过额定值时，保护装置会切断电路，防止电线和设备过载。

第三题：请解释电力系统中的接地和绝缘，并分别说明其作用和意义。

接地是指将电力系统中的导体与地面相连接的过程。

接地的作用是保护人身安全和设备安全。

当电路发生故障时，接地可以将电流引导到地面，减少对人体的伤害。

同时，接地还可以提供电力系统的零电位参考，确保电路的正常运行。

绝缘是指在电力系统中使用绝缘材料将导体与其他导体或地面隔离的过程。

绝缘的作用是防止电流的泄漏和干扰。

通过绝缘，可以避免电路中的电流损耗和能量损失，提高电力系统的效率和稳定性。

第四题：请解释电力系统中的谐波，并说明其对电力系统的影响和调节方法。

谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的电压或电流分量。

谐波会导致电力系统中电压和电流的波形失真，增加电力系统的损耗和能耗。

此外，谐波还会对电力设备和电子设备产生干扰，降低设备的寿命和性能。

《电力系统继电保护》课程教学大纲一、课程简介课程名称：电力系统继电保护英文名称：Principles of Power System Protection课程代码：0110355 课程类别:专业课学分：4 总学时：52（52理论+12实验）先修课程:电路、电子技术、电机学、电力系统分析课程概要：《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程，是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程，主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。

其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法，为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础.二、教学目的及要求本课程的教学目的是：本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的，并配以一定的实验。

故而是一门理论与实践并重的学科。

使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务，并通过本课程学习，掌握电力系统继电保护的基本原理，基本概念，考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。

通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识；通过课程教学，使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系；使学生了解电力系统各主要一次主设备(发电机、变电器、母线、送电线路)的故障类型，不正常运行状态及各自的保护方式；使学生了解各种继电器（电流、方向、阻抗）的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法，熟悉常用继电保护的实验方法。

三、教学内容及学时分配第一章绪论（4学时）掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。

重点：继电保护的任务、对继电保护的基本要求。

难点:继电保护的选择性和灵敏性。

第二章互感器及变换（6学时）掌握电流互感器、电压互感器的工作原理、注意事项、动作特性及三种接线方式；变换器和对称分量滤过器的工作原理、整定计算原则，根据电流、电压的特点及制定保护方案.第三章电网的电流电压保护 (8学时)掌握电流继电器的工作原理、无时限电流速断保护及带时限电流速断保护的工作原理、定时限过流保护、电压、电流联锁速断保护、晶体管电流保护装置、三段式电流保护装置、反时限过电流保护整定计算原则及接线方式、动作特性及接线方式。