小电流接地系统接地保护的优化方案

小电流接地系统中发生单相接地故障时，流过故障点的电流是电容电流，其数值很小，而且系统的线电压仍然保持对称，因此不影响供电，允许带故障继续运行1～2h，以便寻找接地线路，排除故障，而不引起对用户供电的中断（参看第1章第1.4节）。但是在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高倍，为了防止故障进一步扩大为两点或多点接地短路，应及时发出信号，以便运行人员采用措施予以消除故障。

因此，在单相接地时，一般只要求继电保护能有选择性地发出信号，而不必跳闸。但当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。

1.小电流接地系统中单相接地时电容电流的分布

在图6-39所示系统中，当在任一线路上（如图中的WL3）发生C相单相接地时，整个系统的C相电压都等于零，各条线路非故障相（A、B相）的电容电流之和都流向接地点，此时的电容电流的分布如图6-39所示。其特点如下：

1）发生单相接地，全系统都会出现零序电压。

2）非故障线路的C相对地电容电流为零，只有A相和B相有电容电流；而故障线路的C相对地电容电流不为零。

3）非故障线路的零序电流为该线路本身对地的电容电流，其方向由母线指向线路。

4）对故障线路WL3而言，C相中有从线路流向母线，B、C相中有从母线流向线路，所以，故障线路始端所反应的零序电流为

图6-39　小电流接地系统中单相接地时电容电流的分布

式（6-44）说明，故障线路的零序电流为所有非故障线路零序电流之和，其方向是从由线路流向母线。

2.小电流接地系统的单相接地保护

（1）绝缘监视装置　发生单相接地故障时，利用母线电压互感器二次侧开口三角形端子上零序电压来起动过电压继电器，动作于信号（参看第7章第7.3节）。这种保护比较简单，但给出的信号没有选择性。(www.xing528.com)

（2）零序电流保护　根据故障线路零序电流大于非故障线路零序电流这一特点，可以构成有选择性的零序电流保护，并可动作于信号或跳闸。

对于架空线路，可采用零序电流滤过器的接线方式，其动作电流应整定为

式中，为可靠系数，保护瞬时动作时，一般取4～5，保护延时动作时，可取1.5～2；为正常负荷电流产生的不平衡电流；为其他线路单相接地时，本线路的零序电容电流，其值按式（1-14）计算。

按式（6-45）确定的动作电流，一般不能躲开本线路外部三相短路时所出现的不平衡电流，因此应加装时限元件来保证选择性，其动作时限必须比相间短路的过电流保护大一个Δt。

对于电缆线路，可采用零序电流互感器的接线方式。正常运行时，它的很小，可以忽略，因此，它的动作电流可按下式整定：

式中，各符号意义与式（6-45）相同。

保护的灵敏度可按下式校验：

式中，为本线路单相接地时，非故障线路对地电容电流的总和（见式6-44），应取最小值。

对架空线路，要求；对电缆线路，要求。全网络的电容电流越大（线路越多）和被保护线路的电容电流越小（线路越短）时，上述要求越容易满足。

（3）零序功率方向保护　零序功率方向保护是利用故障线路和非故障线路的保护安装处零序功率方向相反的特点来实现有选择性的保护，动作于信号或跳闸。这种方式适用于零序电流保护的灵敏度不满足要求和接线复杂的网络中。