浅谈主变低压侧中性点经小电阻接地零序电流保护的应用

浅谈主变低压侧中性点经小电阻接地零序电流保护的应用摘要：对中性点经小电阻接地系统的接地方式及工作原理作了简单介绍，同时提出零序电流保护的优点具有简单、可靠、动作正确率高，受弧光及接地电阻影响小，不受负荷及振荡影响，这些优点都只能在选择适当合理的运行方式并正确的整定才能得到发挥。关键词：中性点小电阻接地零序电流保护0引言内蒙古地区风能资源十分丰富，在全区118.3万平方公里的土地上，风能总储量约8.98亿千瓦，可开发利用量1.5亿千瓦，占全国可开发利用风能储量的40%。做为具有得天独厚条件的锡林郭勒盟，正是抓住了风电快速发展这一时机，风能资源得到了开发和利用，然而风力风电的迅猛发展也对继电保护提出了更高的要求，因此主变低压侧中性点经小电阻接地后，零序电流保护得到了广泛的应用。1.变压器中性点接地方式及工作原理1.1接线方式风电场主变低压侧中性点采用电阻接地方式时，若主变为y0接线，其中点可接接入电阻（见图1a）；若为△接线，则需外加接地变压器造成一个中性点（见图1b、c、d）。外加接地变压器零序阻抗要小，其接线为y0/△或z；接地电阻可以直接接在y0/△或z接线的高压侧中性点，也可以接在y0/△接线低压侧开口三角上。1.2中性点经电阻接地方式的基本原理接地变压器作为人为中性点接入电阻，接地变压器的绕组在电网正常供电情况下阻抗很高，等于励磁阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流；当系统发生接地故障时，绕组将流过正序、负序和零序电流，而绕组对正序、负序电流呈现高阻抗、对于零序电流呈现较低阻抗，因此，在故障情况下会产生较大的零序电流。在中性点接入ct，将电流检测出来送至电流继电器，就可以进行有选择性快速保护。另，接入电阻rn，能有效抑制接地过电压。中性点接入电阻rn后，电网中的c0与rn形成一个rc放电回路，将电弧接地累的电荷按e-t/r（r=3r0c0）规律衰减。这样，就能有效抑制电弧接地过电压，提高保护动作的快速性和灵敏性；为降低中压系统的绝缘水平提供可能，并能较好地保证人身安全；另外，在中性点经小电阻接地电网正常运行中，由于中性点接地电阻的强阻尼作用，中性点位移远小于中性点不接地电网的中性点位移电压（约为1/5左右）。2.零序电流保护的应用零序电流保护的优点具有简单、可靠、动作正确率高，受弧光及接地电阻影响小，不受负荷及振荡影响，这些优点都只能在选择适当合理的运行方式并正确的整定才能得到发挥。为了用好零序电流保护，提出下列原则：2.1系统变压器中性点接地运行方式应基本保持不变(1)变电所只有一组变压器，如果是接地运行，则接地点不应断开。(2)变电所只有二组变压器，如果不都是自耦变压器，则应只将其中一组变压器中性点接地。(3)变电所有2组以上变压器，应经常保持中性点接地的变压器组数或容量不变。2.2正常使用的整定值应按照经常出现的运行方式作为依据每一个变电站一般只考虑一回线停检，不考虑同时两回线停检。对一年中仅短时出现的特殊运行方式，如由于变压器检修而不能满足接地点保持不变的要求时，则临时处理，如停有关的零序电流保护段或改变定值(有条件的可以多装一些零序电流保护段以备特殊运行方式时使用)也可使零序电流保护临时与高频保护配合等等措施。2.3线路零序阻抗参数以及三相三柱变压器的零序阻抗应以实测值为依据2.4对零序方向元件的使用问题为提高零序电流保护动作的可靠性，尽可能不用零序方向，只有在加零序方向后可以使保护范围或保护相互配合关系上带来显著效果时，才予考虑。2.5适当增加零序电流段数，便于运行中灵活使用(包括运行方式变更时，不必改定值而通过操作压板处理，作为旁路开关保护，在代替不同线路时使用比较灵活)，对短线路配合需要增加段数。2.6变压器220千伏侧的开关，应根据需要装设防止开关非全相运行的保护，以避免由于变压器出现非全相运行使系统零序电流保护误动作。保护可按开关三相位置不对应且有零序电流时，以较短的时限跳闸。零序电流动作值及时间的整定应保证较线路的零序电流保护灵敏。2.7如果经过制造研究部门及生产使用等部门的共同努力，采取有效措施，使保护的级差时间由原有的0.5秒缩短为0.2～0.3妙，各保护段时间得以相应缩短，这样即使没有装设高频保护，相当一部份线路故障时，也能保证系统稳定。此外，对一些不易整定的短线群，可用适当增加保护段数的方法来解决。2.8采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段保护，不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作大,能躲开上述非全相情况下的零序,两者都是瞬时动作的。3.结语通过以上简单分析，对中性点经小电阻接地系统的基本原理有所了解，同时对主变低压侧中性点经小电阻接地后，零序电流保护应用原则进行了简单阐述。希望对于工程设计中合理选用中性点接地方式及相关参数计算有所帮助。参考文献：[1]崔家佩，孟庆炎，陈永芳.《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》.1993[2]贺家李，宋从矩.《电力系统继电保护原理》.电力工业出版社.1980[3]赵智大.《电力系统中性点接地问题》.中国工业出版社.1980