接地保护装置

　　

　　中性点直接接地系统发生接地短路时产生很大的短路电流，要求继电保护必须及时动作切除故障，保证设备和系统的安全。

　　电力系统发生接地故障，包括单相接地故障和两相接地故障，在三相中出现大小相等、相位相同的零序电压和零序电流。对于中

　　在图3-16中，为保证零序过电流保护的选择性，保护1、2、3之间的零序动作电流，还应满足灵敏度配合要求，即 。

　　综上所述，阶段式零序电流保护灵敏度高，延时小，保护范围受系统运行方式影响小，用于中性点直接接地系统的接地短路的专门保护，具有明显的优越性。

　　在多电源系统，要求电流侧至少有一台变压器中性点接地运行。当线路两侧都有中性点接地运行变压器时，发生接地短路的情况与双侧电源线路电流保护的情况类似，为了保证加装零序功率方向元件后，构成三段式零序方向电流保护。零序功率方向元件接入零序电压和零序电流的取得如图3-11和图3-12所示。需要指出的是，由于接地短路时，故障点零序电压最高，零序功率方向元件不存在电压死区问题。

　　(1)零序电流通过系统接地中性点和短路故障点形成短路通路，因此零序电流通过变压器接地中性点构成回路；

　　(2)零序电流的大小不仅与中性点接地变压器的多少、分布有关，而且与系统运行方式有关；

　　(3)线路零序电流的大小与短路故障位置有关，短路点越靠近保护安装地点，零序电流数值越大，零序电流的大小与短路故障位置的关系如图3-14所示。

　　对于采用电缆的线路，零序电流还可以通过零序电流互感器获得，如图3-12（b）所示。TA0为零序电流互感器。

　　根据接地短路故障出现零序电流的特点，构成反应零序电流增大的零序电流保护。零序电流保护通常也是采用阶段式，从原理上看，与相间短路的阶段式电流保护相同，区别是反应的电流不同，因此在原理接线图上表现为测量元件的输入量不同，三段式零序电流保护的原理框图如图3-13所示。

　　另外注Байду номын сангаас，接地故障点的零序电压最高。

　　根据以上零序电流的特点，可以构成中性点直接接地系统的线．变压器中性点接地考虑

　　考虑变压器中性点接地的多少、分布时，应使电网中对应零序电流的网络尽可能保持不变或变化较小，以保证零序电流保护有较稳定的保护区和灵敏度，同时防止单相接地故障时非故障相出现危险过电压。

　　零序电流Ⅱ应保护本线路的全长，保护范围必然延伸到相邻线路，但不应超出相邻线路的零序电流I段的保护范围，因此在动作电流和动作时限上，需要与相邻线路的零序电流I段配合，一般有0.5s的动作延时。

　　需要指出的是，在整定零序电流Ⅱ段动作电流时，为了保证保护范围不超出相邻线路的零序电流I段的保护范围，必须考虑分支电路的影响。分支电路对流过保护的零序电流的影响，以及与动作电流、保护范围的关系如图3-15所示。图中 和 分别为保护1零序电流工段动作电流和零序电流Ⅱ段动作电流； 为保护2零序电流I段动作电流； 和 分别为保护l零序电流工段保护范围和零序电流Ⅱ段保护范围； 为保护2零序电流I段保护范围。显然，由于变压器T2中性点接地，构成零序分支电路，当k点发生接地短路时，流过保护1(线(线)的零序电流不相等，即 ，所以在保护l零序电流Ⅱ段与保护2零序电流I段配合时，不可忽略这一影响。

　　三段式零序电流保护的组成包括，零序电流I段，即瞬时零序电流速断保护；零序电流Ⅱ段，即限时零序电流速断保护；零序电流Ⅲ段，即零序过电流保护。图3-13中 、 、 分别为零序电流I段、Ⅱ段、Ⅲ段测量元件，反应输入零序电流； 、 分别为零序电流Ⅱ段、Ⅲ段时间元件，建立保护的动作延时；保护通过或门H出口使断路器跳闸。

　　零序电流I段为无延时动作，因此，为了保证选择性，保护范围不能超过本线路的末端母线，只能保护本线路的一部分，其动作电流 、保护范围L1与接地短路零序电流 的关系如图3-14所示，图中 是保护线路末端母线接地短路时流过保护的最大零序电流。计算 。时按系统最大运行方式，并需要考虑短路类型，计算单相接地短路和两相接地短路的零序电流，取大者。

　　接地短路时三相的零序电压大小相等、相位相同，根据序分量的概念有 。通常采用三个单相式电压互感器或三相五柱式电压互感器取得零序电压，如3-11所示。图中m、n端子输出为零序电压

　　接地短路时三相的零序电流大小相等、相位相同，根据序分量的概念有 。通常通过零序电流滤过器测量零序电流，如图3-12(a)所示。流人电流继电器的电流为

　　零序过电流保护作为线路接地故障时的近后备保护和远后备保护，应该在系统正常运行和相间短路时不动作。零序电流Ⅲ段的动作电流只需躲过最大不平衡电流即可，一般数值不大，保护的灵敏度较高。

　　零序过电流保护的动作时限同样是按照阶梯时限原则整定。由于接地短路的零序电流以变压器接地中性点构成回路，所以动作时限无须与中性点不接地变压器的另一侧配合，如图3-16所示。图中a、b、c分别为保护1、保护2、保护3零序过电流保护的动作时限。同时图中画出相应的反应相间短路的定时限过电流保护动作时限，可见，同一处的零序过电流保护动作时限小于相间过电流保护动作时限。