中性点非直接接地电网零序电流保护方案

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：目前，还没有很完善的中性点非直接接地电网接地保护。通过对零序电流与零序功率方向的综合判断来确定故障线路。在单相接地时启动选线功能。该方法需要收集各条出线的零序电流与母线的零序电压。

1.中性点非直接接地电网接地时零序分量的特点

中性点不接地系统中，发生接地故障时，由于中性点不接地，只能依靠对地电容构成回路，因此电流很小。由于线路阻抗相对于对地容抗很小，分析时可以忽略线路阻抗。如图2-47所示，在k点A 相接地故障时，零序电流分布如图2-47 (a)所示。

接地故障时，故障相电压为0，非故障相电压为线电压，则零序电压大小计算如下：

线路1的零序电流为

发电机的零序电流为

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故障线路2的零序电流为

画出相量图如图2-47 (b)所示。

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图2-46　零序电流逻辑框图(https://www.chuimin.cn)

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图2-47　小接地电流电网的零序量分布图

(a)A 相接地短路时零序电流分布图；(b)A 相接地短路时零序电流电压相量图

由此可见，系统各处零序电压相等，为3倍的相电压。零序电流为对地电容电流，因此零序电流很小；非故障线路的零序电流与电压夹角为argU.0/I.0=-90°；故障线路的电流为非故障线路电流之和，故障线路的零序电流与电压夹角为argU.0/I.0=90°。

2.中性点非直接接地电网的接地保护

由于零序电流很小，依靠零序电流构成保护，其灵敏度往往达不到要求。尤其在架空线与电缆混架的变电所，电缆线路的对地电容大，当架空线故障时，故障线路与电缆线路的故障电流接近，此时无法保证选择性。目前，还没有很完善的中性点非直接接地电网接地保护。一般采取如下措施。

(1)绝缘监视。如图2-48所示，通过对母线零序电压的监视，可以了解电网是否有接地故障。当零序电压较大时，值班人员轮流拉开各出线的断路器，如果零序电压消失，说明所拉线路就是故障线路；如果拉开线路后，零序电流依然存在，说明所拉线路不是故障线路，则把所拉开线路断路器合上，继续拉下一条线路，直到零序电压消失。

(2)零序保护。通过对零序电流与零序功率方向的综合判断来确定故障线路。判据如下

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图2-48　绝缘监视图

式中　I0.act——零序电流的动作值。

(3)小电流接地选线。小电流接地选线功能的实现采用的设计思路是： “分散采集、集中判别”。在单相接地(出现零序电压)时启动选线功能。首先，把各出线的零序电流计算出来，然后计算各出线的零序电压与零序电流夹角。然后选出零序电流大小与夹角大小选出故障线路。该方法需要收集各条出线的零序电流与母线的零序电压。

中性点非直接接地电网零序电流保护方案

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