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动态接零电阻控制器

更新时间：2019-12-23 22:37:12 大小：423K 上传用户：xuzhen1查看TA发布的资源 标签：动态接零电阻 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

概述:

在变电站母线上，通过Z 型接地变压器投入的接地小电阻，构成零序阻抗网络。可

以使零序电压产生的零序电流在接地点与中性点之间流通， 就地保护通过判断故障参数， 实

现接地保护功能， 切除故障。各类保护依据时间级差， 可以实现故障线路分层、分级。因此，

实现配网保护化， 电阻的可靠投退是系统的核心。

一、电阻接零分析

正常情况下，配电系统有不接零方式以及间接接零方式方式两种，间接接零方式又

分为消弧线圈接零和固态高阻接零。接地故障时， 上述各种方式产生的电流太小， 保护装置

难以检测。在此基础上，投入瞬态的接零小电阻，短时间加大系统零序电流启动保护跳闸。

即：“ 延时投入，限时切除”。避免在线式电阻瞬时故障发热量的积累。

1.1 间接接地并列电阻

消弧线圈并列动态接零电阻。系统电容电流大于30A 的情况下，一般安装了消弧线圈，

消弧线圈降低了故障点的零序电流， 同时抑制弧光过电压。提高了检测电压， 扩大高阻接地

故障切除范围。

固定高阻并列动态接零电阻。系统电容电流小于30A 的情况下，在线式高阻Rh 接零

方式。固定高阻方式能够防止切除故障瞬间产生的弧光过电压； 抑制接地谐振电压。提供稳

定的小于10A 的有功零序电流供后备装置故障检测。

图1.1


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V1.90 2019.5.7  
动态接零电阻控制器  
马鞍山供电公司 贾延海  
概述:  
在变电站母线上，通过  
Z 型接地变压器投入的接地小电阻，构成零序阻抗网络。可  
以使零序电压产生的零序电流在接地点与中性点之间流通，  
就地保护通过判断故障参数， 实  
现接地保护功能， 切除故障。 各类保护依据时间级差， 可以实现故障线路分层、 分级。因此，  
实现配网保护化， 电阻的可靠投退是系统的核心 。  
一、电阻接零分析  
正常情况下，配电系统有不接零方式以及间接接零方式方式两种，间接接零方式又  
分为消弧线圈接零和固态高阻接零。 接地故障时， 上述各种方式产生的电流太小， 保护装置  
难以检测。在此基础上，投入瞬态的接零小电阻，短时间加大系统零序电流启动保护跳闸。  
即：“ 延时投入，限时切除 ”。避免在线式电阻瞬时故障发热量的积累。  
1.1 间接接地并列电阻  
消弧线圈 并列动态接零电阻。系统电容电流大于  
30A 的情况下，一般安装了消弧线圈，  
消弧线圈降低了故障点的零序电流， 同时抑制弧光过电压。 提高了检测电压， 扩大高阻接地  
故障切除范围。  
固定高阻 并列动态接零电阻。系统电容电流小于  
30A 的情况下，在线式高阻  
Rh 接零  
方式。固定高阻方式能够防止切除故障瞬间产生的弧光过电压；  
抑制接地谐振电压。 提供稳  
定的小于 10A 的有功零序电流供后备装置故障检测。  
图 1.1 间接接零方式的影响  
1.2 悬浮系统投入电阻  
悬浮系统 动态电阻投入。 不接地方式， 不能抑制故障切除前的过电压。 悬浮方式主要主  
要有电流小于 30A 以下的系统，可以采用加大电容电流、阻性电流和感性电流三种方式。  
采取电阻接零方式， 需要提供 Z 型中性点变压器， 解决电阻的接入点问题， 费用比消弧  
线圈模式要高很多。  
1.3 接零阻值选择  
本系统接地方式采用动态投入， 动态接零电阻分高阻、 中阻和低阻三种类型。 以中心点  
电阻上通过的零序电流  
IN 的大小来区分，分别是低阻  
IN>100A，中阻 10A<IN<100A，高组  
N
I <10A。下面从网络层（干线和支线）和用户接入层分析对保护动作的影响。  
（1）动态高阻接零。 10 千伏系统对应的电阻在  
600Ω以上。推荐使用 600Ω电阻。  
由于很小的零序电流， 接入层用户断路器的相间保护对接地故障基本失效，  
合成零序保  
护其定值在 10A 不可能启动。改为 4A 启动定值检测困难，接近互感器的采样精度极限，存  
在可靠性差的问题。网络层功率保护整定值也很低，由于电流比较小，同样采样检测困难，  
需要高精度的电流互感器来实现。  
（2）动态中阻接零。 10 千伏对应的电阻在 60~600Ω。推荐使用 100Ω电阻。  
此阻值下，金属接地零序电流接近  
60A，金属接地用户断路器，接入层零序电流整定  
V1.90 2019.5.7  
10A，可以有效切除金属故障。由于故障投入电阻产生的零序电流比较小，接入层的相间保  
护基本不会启动。 网络层功率保护使用 S级互感器可以有效工作， 对于低阻接地和金属接地  
正常工作。  
（3）动态低阻接零。 对应的电阻范围在 60Ω以下。考虑到故障线路系统综合零序阻抗。  
金属故障高达 400A，推荐使用 10Ω。计算时中心点变压器和线路阻抗已经不能忽略。  
接入层零序电流整定 10A，通过时间延迟躲过电机启动电流和三相不一致电流，  
效切除 600Ω以内的高阻故障。对于小容量的接入层用户，零序电流比较大，容量较小的接  
入设备，相间保护可启动，直接切除接地故障。网络层采用的有功功率保护精度满足要求，  
可以有  
灵敏度和可靠性不受影响，甚至可以保护  
1kΩ高阻接地。  
中阻  
电阻阻值选择  
零序电流范围  
功率越限保护  
合成零序保护  
相间过流抢动  
低阻  
高阻  
<10A  
备注  
>100A  
10-100A  
满足要求  
满足要求  
低值抢动  
满足要求  
满足要求  
基本不动  
检测困难  
不满足  
不动  
骨干层、接入层  
接入层  
接入层  
10kV 参考电阻  
<60Ω  
60~600Ω  
>600Ω  
电网影响评价  
冲击电流较大  
烧毁熔断器  
电流较小  
没有影响  
综上所述，采用动态小电阻接零方式， 保护动作的灵敏度和可靠性最高， 满足保护需要。  
还可以利用接入层相间保护， 替代零序保护。 缺点是故障点零序电流比较大， 投入时零序电  
压跌落较大，需要采用合成零序电压。  
（ ）小电阻阻值选择  
4
小电阻阻值选择考虑以下因素： 一是金属接地零序电流不超过开关额定工作电流值，  
即
630A。取安全系数 80%，IR<500A；二是用户熔丝通常为 50A、100A 和 200A，接地保护可以  
通过零序电流熔断，因此， IR>200A；三是利用用户三相电流保护的断路器切断故障，尽可  
能提供较大零序电流。综上要求，其选择范围为：  
（1.1）  
考虑接地变压器本身存在阻抗，电阻的选择范围为：  
200 A  
I
R
500 A  
12~30 欧。110 千伏选择 12 欧，  
其额定电流 IR 500A；35 千伏可选择 30Ω，其额定电流 IR 200A。  
二、接地故障甄别  
通过检测零序电压幅值，是目前配电系统接地检测的唯一有效手段。然而，零序电  
压反应的不全是真实接地，实际工作中，存在真实接地和虚假接地两大类。  
2.1 真实接地分析。  
在真实接地中，又分低阻接地、中阻接地和高阻接地。低阻接地主要是接地电阻  
RE  
在 150Ω及以下，包括金属性短路接地，对应的故障电流大于  
40A。低阻接地可以通过零序  
电流保护直接检测系统的接地故障，对于小定值的三相相间过流保护，也有可能检测出来。  
E
150Ω<R <1kΩ以下的的接地属于中阻接地范畴。主要是通过树木，水泥道路，沥青  
道路，砂砾等。通过安装零序电压互感器，综合分析进行检测。  
对于大于 1kΩ或电流小于 6A 以下的接地属于高阻接地检测难度很大， 只能进行定性  
分析，难以进行准确的定量分析。一般通过暂态法和首半波法进行检测。  
2.2 虚假接地分析。  
系统假性接地，导致电阻误投，甚至无法判断出接地点，直接影响系统的使用效率，  
控制应该能够鉴别， 防止动作反复。 鉴别真假接地的一个有效方法就是判断电阻投入后，  
序电流 I0 的大小。区分假接地和高阻接地，高阻接地投入电阻时的零序电压 U0 变化。  
2.2.1 消弧线圈谐振产生的接地现象。消弧线圈工作在等补偿点附近，造成零序电压  
零

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