分析变电站中性点接地方式对零序保护影响

分析变电站中性点接地方式对零序保护的影响

摘要：本文通过笔者以在220千伏变电站安装调试中对方向性零序电流保护的认识与具体的工程安装经验来分析比较两种不同接线方式，得出一个较优方案，供参考。

关键词：变电站；中性点；接地方式；零序保护 1引言

在110千伏及以上的高压和超高压系统中，单相接地故障约占全部故障的70%～90%，而且其他的故障也往往是由单相接地衍生而来的。因此，采用专门的零序保护具有十分明显的必要性和实用性，这在我国电力系统的实际运行经验中得到了充分的证明。220千伏变电站处于双侧或多侧电源网络中，电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地，由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，因此在变压器接地数目比较多的复杂网络中，就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。 2理论分析

如图1所示，零序功率方向继电器接于零序电压3ù0和3ì0之上，a、b零序功率方向继电器零序电压3ù0分别取自于110千伏侧及220千伏侧，它反应于零序功率的方向而作用于相应侧的开关。通常另有不带方向的零序保护比带方向零序保护高一时限级差可跳三侧开关以保护主设备，假设110千伏侧a相d1点接地，b、c相开路，显然ùa产生一个落后约90°的电流ìa(其中ìa=-3ì0)，对称分量法认为故障点出现ù0而产生ì0，3ì0流入中性点(正序、负

序电流因对称，互为回路，不流入中性点)。由楞次原理可知，220千伏中性点与110千伏中性点电流是反相的，即3ì0与3ì′0同相位(见图1所示)。因此，如果在110千伏侧单相接地时要a、b零序功率方向继电器都动作，则应该：①110千伏中性点c.t正接a方向继电器电流线圈正端；②220千伏中性点c.t正接b方向继电器电流线圈负端。中性点直接接地系统发生接地短路时，根据对称分量法画出(a相接地)相量图如图2所示。 3问题的提出

如方向继电器只用a方向继电器(不用b方向继电器)，即： 1、当110千伏变压器a套管接地，方向继电器a将动作，跳d110后，接地还是存在，但此时110千伏p.t已无u0，应由220千伏侧不带方向的零序过电流动作跳开三侧，但应核实此不带方向的零序过电流的灵敏性；

2、当110千伏侧p.t单相接地爆破，110千伏p.t已无u0，方向继电器a无法判定方向，应由220千伏侧不带方向的零序过电流动作跳三侧；

3、110千伏侧接地时零序保护配合分析(虚拟) 变压器方向零序i=8a1.5秒(与 配合) 变压器220千伏侧不带方向零序i=10a2秒

以上配合符合110千伏侧接地的选择性，也满足作为变压器故障的灵敏性。那么220千伏侧接地时零序保护配合分析如下： 因220千伏是环网运行，线路 可能性较大，有可能ⅰ取较大定

值(总言之，难以照顾选择性)。因为110千伏侧是小电源，在220千伏侧母线p.t故障时零序电流小，可能使得方向零序保护灵敏性不够。

4两台变压器并列运行的分析

一般母线段上有电源的，则这一侧应接地，如图3所示的网络接线中，两侧电源处的变压器中性点均接地。

假设方向继电器只用a方向继电器(不用b方向继电器)，在d1点接地时，即应先跳500开关，再跳502开关，如按各侧方向取各侧的p.t，在p.t损坏或主变套管故障时导致方向零序保护失效，而不带方向的零序保护无法照顾选择性是明显的，即无法选择先跳500开关还是先跳600开关，将导致全站停电，而且220千伏p.t如果出现故障，就可能不动作。但若用b方向继电器，以上如图1接地故障，如110千伏侧p.t接地爆破或变压器套管接地故障时，220千伏侧p.t因完好产生零序电压3ù0，b方向继电器能以较短时限跳110千伏侧开关而以较长时限跳220千伏侧开关，接地故障得以切除。如图3接地故障，将先跳500开关，再跳502、602开关。b方向零序既能满足灵敏性及选择性的要求，又能作为变压器本体接地的后备保护，避免扩大停电事故。 5结论

取方向继电器a接线方式是目前广泛采用的方案；取方向继电器b是笔者的意见，认为优于目前采用的接线方案。另外，在变电站安装调试及运行过程中，无论采用方向继电器a或b接线，由于

在正常运行情况下，没有零序电流和电压，零序功率方向继电器的极性接错时不易发现，故在实际工作中应予特别注意，以免发生错误。

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