一海洋一
范文一：110kV线路单相接地故障保护整定配合
110kV线路单相接地故障保护整定配合 110kV线路单相接地故障保护整定配合
摘要: 本文在分析变压器中性点间隙保护的基础上，探讨了110kV线路接地时的线路及主变保护动作关系，提出了切实可行的解决措施。
关键词: 110kV线路;单相接地;故障;措施
中图分类号:TM7文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)04-0030-010引言
线路单相接地故障占线路故障的70%以上，且绝大多数是瞬时性故障，可以通过线路重合闸恢复对用户的供电。在110kV配电网系统中，由于大多数变压器中性点采用间隙接地方式，在线路发生单相接地故障时造成主变中性点间隙击穿，变压器间隙过流保护动作跳闸，这时即使线路重合成功也不能及时恢复对用户的供电。本文将就此问题进行分析。
1变压器间隙保护整定存在的问题原因分析
1.1 间隙零序电流保护按照DL/T584-2007《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》(以下简称《整定规程》中6.2.9.8条的规定“变压器110kV中性点放电间隙零序电流保护的一次电流定值一般可整定为40A~100A，保护动作后可带0.3s~0.5s延时跳变压器各侧断路器”。由于间隙过电流保护在间隙放电时应及时切除变压器，因此间隙距离的计算和选择对间隙保护能否正确动作至关重要。变压器中性点间隙值的选择应满足以下条件:?在系统有效接地方式下，躲过单相接地暂态电压;?系统失去接地中性点且单相接地故障时，间隙应动作放电;在实际的间隙计算中，由条件?确定的间隙距离最大值和由条件?确定的间隙距离最小值往往相互之间没有一个交集。工程上在综合考虑各方面因素后，110kV主变中性点间隙距离一般取110~135mm。因此在110kV配电线路发生单相接地后主变中性点间隙过流保护动作就不足为奇了。
1.2 间隙零序电压保护按照《整定规程》中6.2.9.9条的规定“中性点经放电间隙接地的110kV变压器的零序电压保护，其3U0定值一般整定为150V~180V，保护动作后可带0.3s~0.5s延时跳变压器各侧断路器”。零序过压保护的定值整定考虑以下几个方面。
?110KV系统在失去接地中性点时发生单相接地短路，接于开口三角绕组的零序过电压保护应可靠动作。在中性点不接地电网中发生单相接地短路时，故障相电压为零，两个非故障相电压升高到相电压的?倍，折合到TV的开口三角绕组处的相电压数值理论上应为173.2V。由于TV饱和实际上只能输出130~135V。考虑到两个非故障相电压的相位相差60?，所以3U0的值为3U0=?(130~135)=(225~233)V。
?间隙零序保护动作电压应低于变压器中性点工频耐压，还应有条件低于变压器中性点冲击耐压(否则还应装设避雷器，用来保护大气过电压)Uoop?Krel×3×Uen/1.8?。其中:Krel为可靠性取0.9;Uen为工频耐压值;1.8为暂态与稳态之比对变压器110kV侧的工频耐压值一般为140kV，因此Udzj
=1.5Uen/(U/100?)=1.5*140/(U/100?)=330.7V。
?中性点直接接地电网中发生单相接地短路时零序过电压保护不要误动。零序电压保护都是在发生单相接地短路，系统失去接地中性点后变压器的零序保护才应发挥作用。当本电网内有中性点接地的变压器存在时在单相接地时零序电压保护不应动作，所以要躲过此时的3U0电压值。假设X1=X2=X0，根据电压分配关系可知短路点的三倍零序电压为:3UK0=?×U?准/(U/100?)=?,100V。当短路点综合阻抗X0=X1时， Udzj=100V;假设X0=3X1，有3UK0=180V，即短路点的三倍零序电压为180V，而实际上X0都小于3X1，保护TV所在母线处的3U0值远小于180V。
根据以上分析，间隙零序过压保护整定为150~180V，完全满足110kV配电系统发生单相接地时的保护动作配合关系。
2110kV线路单相接地时主变间隙保护动作分析
110kV线路保护一般配置三段式相间距离保护、三段式接地距离保护及三段式零序保护(零序I段退出)。110kV变电站由于负荷侧
一般无电源，主变高压侧中性点一般采用间隙接地方式，保护配合间隙零序过流及零序过压保护。
2.1 110kV线路无延时的相间距离I段、接地距离I段保护仅保护线路全长的70~80%，当110kV线路在线路临近末端发生故障时，必须靠有延时段的相间距离、接地距离或零序保护切除故障，切除时间一般为0.4~0.5秒。
2.2 当在110kV线路靠近末端发生单相接地故障，如果故障点产生的零序电压过高造成主变中性点间隙击穿，按《整定规程》要求，主变将经延时0.5秒跳开主变各侧开关，同时电源侧110kV线路零序保护II段或III段保护出口跳开线路开关。
2.3 如果线路故障为瞬时性故障，经一定延时重合闸启动重合成功，110kV线路送电正常，但主变各侧开关已跳开，无法恢复对用户供电。
3110kV线路单相接地时保护配合分析
?110kV线路全部配置全线速断保护(如光纤差动保护等)，线路发生故障即不经人为延时跳开线路开关，不给主变间隙保护留下动作的时间。这是解决本问题的最彻底的措施，但从当前来看110kV线路全部配置全线速断保护不太现实，因此必须考虑以下保护配合措施。?110kV线路对全线路故障有足够灵敏度的II段保护均整定为0.3秒，保证线路故障在最短的时间内切除。?主变中性点间隙零序过流保护整定值仍整定为100A(一次值)，动作时间与线路II段保护配合，并取0.3秒级差，间隙零序过流保护0.6秒跳主变各侧。这样整定完全满足整定规程的要求。
经过实施上述步骤后，110kV线路再发生接地故障，首先是线路电源侧开关零序II段或接地距离II段0.3秒跳开线路开关，而主变启动后经整定延时0.6秒返回，从而解决了110kV线路接地而跳主变各侧开关的问题。
4结论
本文针对110kV线路发生接地故障时主变中性点间隙击穿而造成主变各侧跳闸的问题，对变压器中性点间隙保护进行了分析，并在此基础上对110kV线路接地时的线路及主变保护动作关系进行了探
讨，提出了切实可行的解决措施。运行实践证明，本措施效果显著，提高了电网供电的可靠性。
参考文献:
[1]蔡旭，腾乐天，金之俭，陈海昆，张君.基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法[P].中国专利:
CN101295873,2008-10-29.
[2]李成榕，陈维江，齐波，梅素真，郭卫东.配电网线路单相接地故障判断及隔离的方法及装置[P].中国专利:
-06. CN102005741A,2011-04
[3]王金全，叶小松，徐晔，吴振飞，唐友怀，邢鸣，马涛，沈巍.船舶岸电系统单相接地故障选择性切除方法[P].中国专利:CN102142674A，2011-08-03.
范文二：单相接地故障
中性点不接地系统发生单相接地故障时,由于不够成回路,所以流过故障点的是由对地电 容形成的容性电流,数值很小,而整个系统的中性点对地 电压发生偏移(偏移程度取决于 接地短路的程度,完全金属性短路则中性点对地电压上升为相电压) ,而不接地相的对地电 压也会升高(金属性短路升为线电压) , 但是每相对中性点电压以及相间的线电压保持不 变,所以整个系统可以维持运行,但由于对地的电压升高考验整个系统对地的绝缘好坏, 所以在绝缘还没破坏前,最 好要及时消除故障,不能在这种状态下长时间运行,一般不超 过 1-2小时。
中性点直接接地的系统就不用多说了,单相接地,故障点和中性点之间会有很大的短 路电流流过,整个系统的电压严重不对称,完全不能正常运行,因此需要立即跳闸,这种 系统,零序保护应作为主保护使用。
关键点就是 :发生单相接地时
1. 中性点不接地的话,故障点和中性点不能通过大地构成回路,所以不能形成大电流,只有 很小的容性电流。
2. 中性点接地的话就构成回路形成大电流。
电流是这样的 但单相接地后电压此相电压就变成零。三相电压就会严重不对称了。 知识点:输、配电线路对地存在电容,三相导线之间也存在着电容。当导线充电后,导线 就与大地存在了一个电场,导线会通过大气向大地(另二相导线也拆算到地)放电,将导 线从头到尾的放电电流 “ 归算 ” 到一点,这个 “ 假想 ” 的电流就是各相对地电容电流。
一般不接地系统最大的接地电流为 10A 。再大,就要装备消弧线圈了。
范文三：单相接地故障
单相接地故障
我国的电力系统分为大电流接地系统(中性点直接接地、小电抗接地、低电阻接地)小电流接地系统(中性点不接地、经消弧线圈接地、高电阻接地)。 3~66KV系统属于小电流接地系统，中性点不接地或经消弧线圈接地。 110KV系统部分接地。
220KV系统全部接地。
小电流接地系统单相接地故障特点:故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高到线电压，相间电压不变。因此，允许三相短时间运行不得超过1~2h，以免对线路中绝缘薄弱处击穿，造成相间短路。
小电流接地系统单相故障类型:
, 完全接地 故障相对地电压为0，非故障相对地电压升高到线电压。PT开口
三角形处电压达100V。
, 非完全接地 如经高电抗接地或弧光接地，故障相对地电压下降，非故障相
电压大于相电压小于线电压。PT开口三角形处电压达整定值。 , PT二次断线 故障相电压为0，非故障相电压不变。
, PT一次断线 故障相电压下降，非故障相电压不变。PT开口三角形处电压达
35V左右。
, 绝缘监察装置中性点断线时系统接地。由于中性点断线，电压表无法正确显
示电压，但系统确已发生接地故障。
, 绝缘监察装置触电粘接。
小电流接地系统单相接地处理:
, 发生故障时，应先复归信号并做好记录。汇报当值调度员，按调度员的要求
进行处理，实际查找方法可根据现场自行决定。
, 全面检查所内所有设备有无明显故障象征，若无明显象征或者难以查找时，
可以先查找线路。
, 分割电网。如单母分段可以断开母联开关，并列运行变压器可以分裂运行。 , 然后可以拉开无功补偿的断路器和空载母线。并对断路器、隔离开关、穿墙
套管进行详细检查。
, 采用拉路法，逐一拉开线路，直至确定故障点。
, 当线路逐一拉开后，故障信号未消除。则应考虑两点接地。两条线路同名接
地或异名接地。
, 同名接地时，逐一拉开线路，检查线路对地电压有无变化，若拉开某条线路
对地电压变化时，该条线路存在故障点。直至找到另外一条故障线路。 , 异名接地时，两条线路可能同时跳闸或一条线路跳闸，单送其中一条线路接
地相别可能发生改变，这是判断的主要依据。
小电流接地系统故障处理的注意事项:
, 室内故障时，不得靠近故障点4米以内;室外故障时，不得靠近8米。进入以
上范围进行作业时，必须穿绝缘靴戴绝缘手套。
, PT一次断线时应当更换0.5A的熔断器，这样的熔断器具有灭弧限制短路电
流断流容量大的特点。
, 单相接地时，禁止停用消弧线圈。
范文四：电压互感器二次单相接地短路故障分析
电压互感器二次单相接地短路故障分析
第38卷第7期
2010年4月1日
电力系统保护与控制
PowerSystemProtectionandControl
V_0l-38NO.7
Apr.1,2010
电压互感器二次单相接地短路故障分析
秦涛,张磊,王向东
(银南供电局,宁夏吴忠751100)
摘要:针对电压互感器二次单相接地短路导致非故障相电压升高的情况,通过对电
压二次电缆阻抗的测试,电压互感器接地
点的改变等试验.分析,阐述了其产生的原因是二次电缆N相线芯阻抗在短路电流
流过时产生电压叠加在非故障相线芯上所
致.可采取增大N相线芯截面积或退出过电压保护等措施预防其对电网的不利影
响.
关键词:电压互感器;--&接地短路;分析;预防措施
Analysisonsecondarysingle-phasegroundingshortcircuitfaultofvoltagetransformer QrNTan,ZHANGLei,WANGXiang?dong
(YinnanPowerSupplyBureau,Wuzhong751100,China)
Abstract:Whensingle-phaseofpotentialtransformersecondarywindinggrounds,itraisesthevoltageoftheothertwonon.fault
phases.Bymeasuringtheimpedanceofsecondaryvoltagecableandchangingthegroundingpoints,thispaperanalyzesand
expatiatesthereasonisthattheN-phasecurrentofsecondaryelectriccablegeneratesvoltagetotheothertwonon.faultphaseswhen
groundingcurrentaffiuxesit.Thewaysofpreventingitseffectiontoelectricnetworkareexten
dingthesectionofN—phaseelectric
cableorblockingtheovervoltageprotection.
Keywords:voltagetransformer;secondaryphase—to—earthshortcircuitfault;analysis;preventivemeasures
中图分类号:TM77文献标识码:B文章编号:1674.3415(2010)07.0136.03
o变电腰感妻憾
电压互感器的作用是将一次高电压经电磁变换Tab.1Experimentdata
成二次低电压,供保护,自动装置及测量,计量用.
国网公司下发的"十八项反事故措施要求,电压互
感器二次绕组公共端应在继电保护室可靠地一点接
地".据此接线理论上讲,当电压互感器二次回路发
生接地时,故障相电压降低且基本为零,其它正常
相电压应不发生变化.但在某330kV变电所曾因
330kV电压互感器二次发生单相接地短路,造成非
故障相电压升高,从而导致主变过激磁保护误动作.
理论上在理想状态下,当电压互感器二次发生
单相接地短路时,故障相电压应基本为0V,非故
障相电压保持不变,但在实际发生电压互感器二次
单相接地短路故障时,非故障相电压将升高,故障
相电压不为0V.该文将通过对不同变电所的不同
电压互感器二次回路的实际调查和模拟短路试验,
详细分析其产生的原因.
1某所主变电压互感器二次模拟实验及调
查分析
测试对象A线B线蓉|C线芯|{爱苍
测试结果/Q0.3600.3630.3780.361 测试对象AZN线芯B:N缓i簦e.啦线苍
测试结果/Q0.7190.7260.756
1.2主变电压互感器二次模拟短路试验1
端子箱保护室内
广,mR
—
DI
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D2
一
l便
1携
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广1D31一AIU
c故呻——,^障DI|
|一us圭地网=/////////// 图1实验接线图
Fig.1Experimentsystem 秦涛,等电压互感器二次单相接地短路故障分析?137-
11电压互感器二次N600在户内一点接地,模 拟户内A相接地短路,户内监测数据,试验接线如 图1所示.
2)试验数据(表2)
表2试验数据
Tab.2Experimentdata 痔号溯毽陬试验前数据录渡器数据
1A63—.N60061.8V19.66V 2B630一N60061.9V68.25V 3C630一N60061.8V67.54V 4短路电流0A45.76A
5N60a一地(户内)0V7.99V
3)试验结果分析
当N600接地点在保护室一点接地,并在保护 室发生一相电压接地时,在保护屏处测得的非故障 相电压有所升高,但幅值不太大.结合试验数据(表 2)中的短路电路电流45.76A以及结合主变电压互 感器二次回路阻抗测试(表1)中A601--N600线 芯阻值测试结果(0.719Q),根据欧姆定律可得, 此时户外端子箱处N600对地电压为:
(0.719/2)~45.76×0.36~16.5V ?U×
又电缆线芯在故障时主要呈阻性,并且故障电 流是由电压源产生的,因此短路电流在保护室 至一次PT的N600线芯上产生的压降的电压?U与 相位一致,即如图2所示.
图2相量图
Fig.2Phasordiagram 则,根据余弦定理可得,
?:I_x]—UB:+AU2-2xU—~xAUxcos120~: :71v
排除测量误差,计算角度误差等误差因素,可以 认为计算结果与实际测得UB=67.54uc= 68.25V基本一致.
而测到的A相电压幅值(19.66V1实际上是短路 电流在流经短路线,变流器,保险时产生的电压降, 虽然短路线,变流器,保险,录波器通道形成的 电阻未知,但可通过图3所示等效电路求得,其中 ?为短路电流流过便携式录波器测户内N600对 地电压的2通道时产生的压降(7.99V),则, UA=UA—Ia×0.719一AU=UA一45.76×0.719— 7.99~20.9V,与实测值基本一致.并由此可以推算
出短路线,变流器,保险,录波器,A通道形成的电 阻为r:20.9W45.76A~0.46Q. R?U'
图3等效电路
Fig.3Equivalentcircuit ——
f
U?
1.3主变电压互感器二次模拟短路试验2 1)电压互感器二次N600在户外一点接地,户 内模拟A相接地短路,户内监测数据,试验接线如 图4所示.
端子箱保护室内
广mRDI
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D3l1—11UB携
({)({)?蠢,A障录
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图4实验接线图
Fig.4Experimentsystem 2)试验数据(表3)
表3试验数据
Tab.3Experimentdata 薄号测试项涸试验前数据录渡器数据
lA630—_N60061.8V20.3OV 2B630一N60061.9V6O.96V 3C630一N60061.8V6l_17V 4短路电流0A58.9A
5N600一地(户外)0V—OV(电压表测得) 6N6o0一地(户内)0V7.28V
3)试验结果分析
由于N600接地点在户外端子箱处,在户内发 .
138.电力系统保护与控制
生接地短路时,短路电流未流经N600芯线,故保 护室内的N600的电压未发生位移,所以保护屏处 ,对保护室内的N600的电压不变.
从试验接线图可以看出,此时录波器监测的 电压实际为短路电流在短路线,变流器,保险,录 波器厶通道形成的电阻上的压降减去保护室内的 N600对地的电压?(7.28V),并且根据1.2.3条 计算的结果,可知短路线,变流器,保险,录波器 厶通道形成的电阻为r----0.46Q,则,
un=/d×,一?U=58.9×0.46—7.28?20.1 V,与实际测得的2O-3V基本一致.
2结论
1)当电压互感器的二次N600接地点在户内 时,不论电压单相短路发生在户内还是户外,短路 电流均要流经芯线,由于线芯客观存在阻抗(主要呈 阻性),当大电流从中流过时将产生电压,从而导致 户外端子箱处的N600的电位相对于保护屏处的 N600发生位移,所以非故障相的电压相对于保护屏 处的N600都将有不同程度的升高,故障相存在的
残压实际上是短路电流流经故障短路线时产生的压 降,等效电路如图5所示.
图5等效电路
Fig.5Equivalentcircuit 21当电压互感器的二次N600接地点在户外 时,不论短路发生在户内还是户外,由于短路电流 均不流经芯线,所以户外端子箱处的N600的电压 对于保护屏处的N600不发生位移,所以非故障相 的电压对于保护屏处的N600将不会升高,但故障 相仍然存在残压.
3预防措施
11在电压互感器二次回路设计和施工中,要对 交流电压负载进行计算或校核,并根据电压互感器 的容量进行电压互感器二次相间或单相接地时的短 路电流计算,由此按照分级配置的原则进行回路空 气开关或保险的配置(保护绕组回路宜装设快速空 气开关),以保证在电压互感器二次回路短路时,能 快速,有效地切除故障.对于电压互感器一次设备 与控制室(保护室)的距离较远的变电所,要充分 考虑到电压二次回路芯线的阻抗对电压互感器二次 回路短路时各相电压的影响,并考虑尽可能地增大 芯线面积或一相芯线的个数,从而相对降低一相芯 线的阻抗,削弱由其产生的影响,特别是对变压器 过激磁保护的影响.
2)虽然当电压互感器的二次N600接地点在户 外时,不论短路发生在户内还是户外,非故障相的 电压对于保护屏处的N600都不会升高,但有关规 程及《十八项反措》要求变电所内所有电压互感器 二次电压的N600接地点在控制室(保护室)内一
点接地,所以不能就此简单的将N600接地点移至 户外,否则将可能带来其他的问题.
3)对于有可能发生因工作不慎造成电压二次 回路短路的工作,并对主变过激磁保护产生影响的, 建议在工作前将主变过激磁保护暂时退出运行,待 工作完毕无异常后再将该保护投入运行. 4)与保护装置生产厂家协商,修改过激磁保护 软件程序,增加谐波或其它闭锁功能.以防止非一 次过电压引起的二次电压升高,导致过激磁保护误 动.
5)若当一次系统发生故障,同时伴有二次电压 单相接地故障发生时,将可能导致110kV及以上变 压器的低阻抗保护,线路的距离保护,功率方向保 护等,因N600地电位的偏移,使得测距阻抗增大 或动作灵敏区发生变化,从而造成保护越级动作或 拒动,以上诸多问题需要进一步的深入研究和探讨, 以便寻找解决此异常现象对系统稳定产生影响的办 法,保证电网安全,稳定,可靠地运行.
参考文献
[1]李益民.电路基础[M].成都:西南交通大学出版社, 2002.
LIYi-min.CircuitElements[M].Chengdu:Southwest
JiaotongUniversityPress,2002.
收稿日期:2009—04—21
作者简介:
秦涛(1975一),男,本科,助理工程师,从事继电保护 及其自动装置的安装,调试,维护及设计工作;E—mail: nxqt@hotmail.tom
张磊(1974-),男,工程师,从事继电保护及其自动
装置的安装,调试,维护及设计工作;
王向东(1957-),男,高级工程师,长期从事输,变电
运行管理工作.
范文五：小电流单相接地故障分析及系统保护原理
小电流单相接地故障分析及系统保护原理
摘要小电流接地系统在我国3KV-66KV的电力系统中有着广泛的应用,单相接地故障是小电流系统中最常见的故障。提出判断和分析单相接地故障的几类方法,处理单相接地故障的一般步骤,最后对小电流接地系统的保护原理进行总结。
关键词小电流接地系统;单相接地故障;系统保护原理
在我国,小电流接地系统是指在3KV-66KV的电力系统中采用中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地的方法。单相接地是小电流接地系统中最常见的故障,此时三相交流供电系统中一根相线与大地成等电位状态,该相线的电位与大地的电位相等,都为零。发生单相接地故障后系统虽可继续运行,但由于非故障相的对地电压升高,若不及时处理可能会导致非故障相绝缘破坏继而引发相间短路,用电设备烧毁,影响用户用电。
1小电流单相接地故障的判断与分析
快速排除单相接地故障的前提是要及时准确地判定单相接地故障。常见的小电流单相接地故障有以下几种:
1)单相完全接地。在发生单相完全接地时,故障相的对地电压为零,其他两相的相电压升高了倍,而线电压大小和相位不变,只是中性点发生偏移。电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号。2)单相不完全接地。当发生一相不完全接地(即通过高电阻或电弧接地)时,故障相的对地电压降低(>0),非故障相的对地电压升高到大于相电压而小于线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号。3)PT断线。PT断线即电压互感器的保护熔断器烧断,一般可以分为PT一次侧断线和二次侧断线。PT一次侧断线又可分为全部断线和不对称断线。全部断线时二次侧电压全部为零,电压互感器开口三角处电压也为零;不对称断线时对应故障相的二次侧无相电压,非故障相的二次电压不变,电压互感器开口三角处有电压。PT二次侧断线时,故障相的对地电压为零,电压互感器开口三角处无电压。4)空载母线假接地。用变压器对空载母线充电时开关三相合闸不同期,三相对地电容不平衡,使中性点位移,三相电压不对称,发出接地信号。这种情况只在操作时发生,只要检查母线及连接设备无异常,即可以判定,投入一条线路,接地现象即可消失。5)消弧线圈接地。消弧线圈是一个具有铁心的可调电感线圈,当系统中三相参数不对称,消弧线圈的补偿度调整不当,有倒运行方式时,会报出接地信号。此情况多发生在系统中有倒运行方式操作时。经汇报调度后,可先恢复原运行方式,消弧线圈停电调分接头,然后投入,重新倒运行方式。6)铁磁谐振。在合空载母线时,可能激发铁磁谐振使电压增大,继电器动作,报出接地信息。此情况也发生在倒闸操作时,可立即送上一条线路,破坏谐振条件,消除谐振。
2小电流单相接地故障处理步骤
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