第2章電網的接地保護2.1中性點直接接地電網接地短路的特點2.2中性點直接接地電網的零序電流保護2.3中性點非直接接地電網的零序電流保護2.1中性點直接接地電網接地短路的特點圖2-1接地短路時的零序等效網絡（5）在電力系統運行方式變化時，如果送電線路和中性點接地的變壓器數目不變，則零序阻抗和零序等效網絡就是不變的。2.2中性點直接接地電網的零序電流保護2.2.1零序電壓過濾器2.2.2零序電流過濾器2.2.3零序電流速斷（零序Ⅰ段）保護2.2.4零序電流限時速斷（零序Ⅱ段）保護2.2.5零序過電流（零序Ⅲ段）保護2.2.6方向性零序電流保護2.2.7對零序電流保護的評價2.2.1零序電壓過濾器圖2-2取得零序電壓的接線圖2.2.2零序電流過濾器圖2-3零序電流過濾器原理接線圖圖2-4電流互感器的等效電路圖2-5零序電流互感器接線示意圖2.2.3零序電流速斷（零序Ⅰ段）保護2.2.4零序電流限時速斷（零序Ⅱ段）保護2.2.5零序過電流（零序Ⅲ段）保護圖2-6有分支線路時零序II段動作特性的分析圖2-7零序過電流保護的時限特性圖2-8零序方向保護工作原理的分析2.2.6方向性零序電流保護圖2-9三段式零序方向電流保護的原理接線圖（1）相間短路的過電流保護是按照躲開最大負荷電流整定，繼電器的啟動電流一般為5～7A，而零序過電流保護則按照躲開不平衡電流的原則整定，其值一般為2～3A，由于發生單相接地短路時，故障相的電流與零序電流3I0相等，因此零序過電流保護的靈敏度較高。此外，由圖2-9可見，零序過電流保護的動作時限也較相間保護短。2.2.7對零序電流保護的評價尤其對于兩側電源的線路，當線路內部靠近任一側發生接地短路時，本側零序Ⅰ段動作跳閘后，對側零序電流增大，可使對側零序Ⅰ段也相繼動作跳閘，因而使總的故障切除時間更加縮短。（2）相間短路的電流速斷和限時電流速斷保護直接受系統運行方式變化的影響很大，而零序電流保護受系統運行方式變化的影響要小得多。此外，由于線路零序阻抗較正序阻抗大，X0

=（2～3.5）X1，故線路始端與末端短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序Ⅰ段的保護范圍較大，也較穩定，零序Ⅱ段的靈敏系數也易于滿足要求。（3）當系統中出現某些不正常運行狀態時，例如系統振蕩、短時過負荷等，三相是對稱的，相間短路的電流保護均受它們的影響而可能誤動作，因而需要采取必要的措施予以防止，而零序保護則不受它們的影響。（4）在110kV及以上的高壓和超高壓系統中，單相接地故障約占全部故障的70%～90%，而且其他的故障也往往是由單相接地發展起來的，因此采用專門的零序保護就具有顯著的優越性。零序電流保護的缺點如下。（1）對于短線路或運行方式變化很大的情況，保護往往不能滿足系統運行所提出的要求。（2）隨著單相重合閘的廣泛應用，在重合閘的動作過程中將出現非全相運行狀態，再考慮系統兩側的電機發生搖擺，則可能出現較大的零序電流，因而影響零序電流保護的正確動作，此時應從整定值上予以考慮，或在單相重合閘動作過程中使之短時退出運行。

（3）當采用自耦變壓器聯系兩個不同電壓等級的網絡時，任一網絡的接地短路都將在另一網絡中產生零序電流，這將使零序保護的配合整定復雜化，并將增大Ⅲ段保護的動作時限。2.3中性點非直接接地電網的零序電流保護2.3.1中性點非直接接地電網中單相接地故障的特點2.3.2中性點經消弧線圈接地電網中單相接地故障的特點2.3.3中性點不接地電網中單相接地的保護在中性點非直接接地電網（又稱小接地電流系統）中發生單相接地時，由于故障點的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負荷的供電沒有影響，因此在一般情況下都允許再繼續運行1～2h，而不必立即跳閘，這也是采用中性點非直接接地運行的主要優點。2.3.1中性點非直接接地電網中單相接地故障的特點圖2-10簡單網絡接線示意圖圖2-11A相接地時的相量圖圖2-12單相接地故障時三相系統的電容電流分布圖圖2-13單相接地故障時的零序等效網絡對中性點不直接接地電網中的單相接地故障，利用零序等效網絡來幫助分析，就容易計算出零序電流的大小，現總結如下：（1）發生單相接地時，全系統都將出現零序電壓；（2）在非故障線路上有零序電流，其數值等于本身的對地電容電流，電容性無功功率的實際方向為由母線流向線路；（3）在故障線路上，零序電流為全系統非故障元件對地電容電流之總和，數值一般較大，電容性無功功率的實際方向為由線路流向母線。我國35kV電網若發生單相接地故障，流過故障點的零序電容電流總和大于10A，10kV電網大于20A，3～6kV電網大于30A時，電源中性點應采用經消弧線圈接地方式。當采用消弧線圈后，系統發生單相接地故障時，零序電容電流的分布與未接消弧線圈前是相同的，其不同點在于，當系統出現零序電壓時，消弧線圈中有一感性電流IL流過，這樣流過接地點的電流變成電感電流和電容電流的相量和，即 （2-19）2.3.2中性點經消弧線圈接地電網中單相接地故障的特點圖2-14消弧線圈接地電網中單相接地時的電流分布2.3.3中性點不接地電網中單相接地的保護1．無選擇性絕緣監視裝置圖2-15中性點不接地電網中的絕緣監視裝置2．零序電流保護利用故障線路零序電流較非故障線路大的特點來實現有選擇性地發出信號或動作于跳閘。這種保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的線路上，當單相接地電流較大，足以克服零序電流過濾器中不平衡電流的影響時，保護裝置也可以接于三個電流互感器構成的零序回路中。為了保證