山东2020年国家电网招聘考试备考资料:中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
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中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
在中性点非直接接地电网中发生单相接地时,由于故障点的电流很小,而且三相之间的线电压仍然保持对称,对负荷供电没有影响。在一般情况下都允许再继续运行 1 ~ 2h 。因此单相接地时,一般只要求继电保护有选择地发出信号,而不必跳闸。
1、中性点不接地系统的单相接地的特点
( 1 )单电源单线路系统的单相接地
如图 2.39 所示的单电源单线路系统,在正常运行情况下,三相对地有相同的电容 ,在相电压 作用下,每相都有一个电容电流 流入地中,而三相电流之和等于零。即
在 A 相接地时(图 2.40 ),各相对地的电压为
故障相电压为零,非故障相对地电压升高为原来的 倍。因此,故障点 D 的零序电压为
可见,故障点的零序电压 大小与相电压 相等。各相对地电容电流为
其有效值为
从接地点流回的电流 为
即为正常运行时,三相对地电容电流的算术和。
( 2 )单电源多线路系统的单相接地
如图 2.41 所示,当线路Ⅱ A 相接地时,电容电流分布在图中用“ ”表示。
类似于简单网络的分析,在此接地电流 为
有效值
式中 ——全系统每相对地电容的总和。
从分析各元件(发电机出线端、线路始端的)电流互感器所反应的零序电流可得如下结论:
1 )单相接地时,全系统都将出现零序电压,而短路点的零序电压在数值上为
相电压 ;
2 ) 在非故障元件上有零序电流,其数值等于本相原对地电容电流,电容性无
功功率的实际方向为由母线流向线路;
3 )在故障元件上,零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之相量和,电
容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。
2、中性点不接地系统的接地保护
根据中性点不接地系统的的但相接地时的以上特点,可构成相应的各种保护。
( 1 )零序电流保护
零序电流保护是利用故障线路另序电流较非故障线路为大的特点,来实现有选择性地发出信号或动作于跳闸的保护装置。
零序电流保护的原理接线图如图 2.42 所示,保护装置由零序电流互感器 和零序电流继电器 所组成。 零序电流保护装置的起动电流 必须大于本线路的零序电容电流(即非故障时本身的电容电流),即
零序电流保护装置的灵敏度,可以按被保护线路上发生接地故障时流经保护的最小零序电流(即为全网络中非故障线路电容电流的总和)来校验,灵敏系数为
由上式可见,当系统出线越多时,全网络的电流越大;或被保护线路的电容电流越小时,零序电流保护的灵敏系数就越容易满足要求。
( 2 )方向性零序电流保护
在出线较少的情况下,非故障线路零序电流与故障线路零序电流差别可能不大,采用零序电流保护灵敏度很难满足要求。此时可采用方向性零序电流保护。由上节分析可知,中性点不接地电网发生单相接地时,非故障线路零序电流超前零序电压 ;故障线路零序电流滞后零序电压 。因此,利用零序功率方向继电器可明显区分故障线路和非故障线路。
此时,方向性零序电流保护的接线和工作原理与大电流接地系统的方向性零序电流保护极为类似,只是在使用中应注意相应的零序功率方向继电器要采用正极性接入方式接入 3 和 3 ,且最大灵敏角为 90 度。
4、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
在 3 ~ 6KV 电网中,如果单相接地时接地电容电流的总和大于 30A , 10KV 电网大于 20A , 22 ~ 66KV电网大于 10A ,那么单相接地短路会过渡到相间短路,因此在电源中性点需加装一个电感线圈。单相接地时用它产生的感性电流,去补偿全部或部分电容电流。这样就可以减少流经故障点的电流,避免在接地点燃起电弧,把这个电感线圈称为消弧线圈。
在图 2.43 所示电网中,在电源中性点接入一消弧线圈。当线路Ⅱ上 A 相接地时的电流分布如图 2.43 所示,与图 2.41 相比,不同之处是在接地点又增加了一个电感分量的电流 ,因此,从中性点流回的总电流为
——消弧线圈的电流,设用 L 表示它的电感,则 。
由于 和 的相位大约相差 ,因此 将因消弧线圈的补偿而减少。
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中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
在中性点非直接接地电网中发生单相接地时,由于故障点的电流很小,而且三相之间的线电压仍然保持对称,对负荷供电没有影响。在一般情况下都允许再继续运行 1 ~ 2h 。因此单相接地时,一般只要求继电保护有选择地发出信号,而不必跳闸。
1、中性点不接地系统的单相接地的特点
( 1 )单电源单线路系统的单相接地
如图 2.39 所示的单电源单线路系统,在正常运行情况下,三相对地有相同的电容 ,在相电压 作用下,每相都有一个电容电流 流入地中,而三相电流之和等于零。即
在 A 相接地时(图 2.40 ),各相对地的电压为
故障相电压为零,非故障相对地电压升高为原来的 倍。因此,故障点 D 的零序电压为
可见,故障点的零序电压 大小与相电压 相等。各相对地电容电流为
其有效值为
从接地点流回的电流 为
即为正常运行时,三相对地电容电流的算术和。
( 2 )单电源多线路系统的单相接地
如图 2.41 所示,当线路Ⅱ A 相接地时,电容电流分布在图中用“ ”表示。
类似于简单网络的分析,在此接地电流 为
有效值
式中 ——全系统每相对地电容的总和。
从分析各元件(发电机出线端、线路始端的)电流互感器所反应的零序电流可得如下结论:
1 )单相接地时,全系统都将出现零序电压,而短路点的零序电压在数值上为
相电压 ;
2 ) 在非故障元件上有零序电流,其数值等于本相原对地电容电流,电容性无
功功率的实际方向为由母线流向线路;
3 )在故障元件上,零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之相量和,电
容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。
2、中性点不接地系统的接地保护
根据中性点不接地系统的的但相接地时的以上特点,可构成相应的各种保护。
( 1 )零序电流保护
零序电流保护是利用故障线路另序电流较非故障线路为大的特点,来实现有选择性地发出信号或动作于跳闸的保护装置。
零序电流保护的原理接线图如图 2.42 所示,保护装置由零序电流互感器 和零序电流继电器 所组成。 零序电流保护装置的起动电流 必须大于本线路的零序电容电流(即非故障时本身的电容电流),即
零序电流保护装置的灵敏度,可以按被保护线路上发生接地故障时流经保护的最小零序电流(即为全网络中非故障线路电容电流的总和)来校验,灵敏系数为
由上式可见,当系统出线越多时,全网络的电流越大;或被保护线路的电容电流越小时,零序电流保护的灵敏系数就越容易满足要求。
( 2 )方向性零序电流保护
在出线较少的情况下,非故障线路零序电流与故障线路零序电流差别可能不大,采用零序电流保护灵敏度很难满足要求。此时可采用方向性零序电流保护。由上节分析可知,中性点不接地电网发生单相接地时,非故障线路零序电流超前零序电压 ;故障线路零序电流滞后零序电压 。因此,利用零序功率方向继电器可明显区分故障线路和非故障线路。
此时,方向性零序电流保护的接线和工作原理与大电流接地系统的方向性零序电流保护极为类似,只是在使用中应注意相应的零序功率方向继电器要采用正极性接入方式接入 3 和 3 ,且最大灵敏角为 90 度。
4、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
在 3 ~ 6KV 电网中,如果单相接地时接地电容电流的总和大于 30A , 10KV 电网大于 20A , 22 ~ 66KV电网大于 10A ,那么单相接地短路会过渡到相间短路,因此在电源中性点需加装一个电感线圈。单相接地时用它产生的感性电流,去补偿全部或部分电容电流。这样就可以减少流经故障点的电流,避免在接地点燃起电弧,把这个电感线圈称为消弧线圈。
在图 2.43 所示电网中,在电源中性点接入一消弧线圈。当线路Ⅱ上 A 相接地时的电流分布如图 2.43 所示,与图 2.41 相比,不同之处是在接地点又增加了一个电感分量的电流 ,因此,从中性点流回的总电流为
——消弧线圈的电流,设用 L 表示它的电感,则 。
由于 和 的相位大约相差 ,因此 将因消弧线圈的补偿而减少。
甲、乙、丙三人来自学校足球队、乒乓球队、篮球队。下列说法只有一种对的:
(1)甲是足球队的;(2)乙不是足球队的;(3)丙不是篮球队的。
甲、乙、丙三人分别是哪一个队的?
A.甲是足球队的;乙是篮球队的;丙是乒乓球队的
B.甲是篮球队的;乙是足球队的;丙是乒乓球队的
C.甲是乒乓球队的;乙是足球队的;丙是篮球队的
D.甲是乒乓球队的;乙是篮球队的;丙是足球队的
【解析】答案:B。浏览完题干信息,我们可以发现题干信息给的很详细,选项信息也很全面,那么我们可以考虑使用代入排除的方法来解决。三种说法只有一种是正确的,我们代入A项,发现甲乙都是对的,与题干矛盾,排除。代入B项只有丙是正确的,与题干所说的相符。代入C项,甲乙丙全部错误,与题干信息矛盾排除。代入D项,乙丙正确,与题干信息矛盾排除,答案为B项。
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