零序保护原理
零序保护的原理
零序保护的原理
零序保护是电力系统的一种保护装置，其原理是通过检测电力系统的零序电流来判断是否存在地故障，以实现对系统的保护。
具体原理如下：
1.当正常运行时，电力系统的零序电流为零。
2.当存在地故障时，电力系统的零序电流会出现，且电流值与
故障类型、故障位置和故障阻抗相关。
3.零序保护装置会通过电流互感器或电流变压器检测电力系统
的零序电流，当电流值超过设定的保护值时，装置会发出信号，触发系统的保护动作，以避免故障的扩大和对人身安全的影响。
4.零序保护的触发原理是基于电力系统的对称特性，即对称组
件（三相电流和零序电流）之间的关系，从而实现对地故障的及时检测和处理。
总之，零序保护是一种重要的保护装置，它能够有效检测和防止电力系统中的地故障，保障电力系统的安全运行。
零序方向保护原理
零序方向保护原理LT零序方向保护原理在系统正常运行时，惟独正序分量，没有零序分量，当系统发生接地短路故障或者不对称断线故障时才产生零序分量，因此零序分量是构成保护的一种很可利用的故障特征量。
要构成方向保护必须能够区分正、反方向故障。
接下来我们分析一下正、反方向短路故障时零序分量的方向性。
规定正方向：电流由母线指向路线为正方向；电压以电压升为正方向1、正方向短路故障：系统接线及零序序网如下图示由图町得；U Q=—X SO*-1■ 7 心7、m SAAAAAZ-通常情况下零序阻抗南按约巧度考虐p 所以正方向短路时攻超前I。
约-1。
5度，『LJo = -10 来滩口电力资料网-您的宏费电力资料库2辰方向短路故障：零序•房网如丕.图小2民方向故障奪序也序网囲通常情况下零序阻抗角按约75度考虑，所以反方向短路时Uo超前Io约75度。
分析序网要切记一点，在计算某点电压时要由高电位点经过无电源端至低电位点构成回路，如果从电源端计算，则等于电源电压加（或者减）两点间压降，而电源电压很可能也是一个未知数。
对于零序网络来说，短路点电压最高，可以看成是零序回路的电源。
由分析可以看出：在特定的正方向下，零序分量具有明确的方向性。
根据上述推导，如果要构成一个零序方向继电器，使它在正方向短路时动作，反方向短路时不动，则该继电器的最大动作灵敏角应为Uo超前Io约-105度。
据此我们可以画出零序方向继电器的动作特性图:电力资料网-您的免费电力资料库由动作特性可得动作方程：165o Warg3U0/3I0W — 15o当我们知道动作特性及动作方程后，就可以构成继电器。
二、负序方向保护原理同样在系统正常运行时，也没有负序分量，当系统发生不对称短路故障或者不对称断线故障时才产生负序分量，因此负序分量也是构成保护的一种很可利用的故障特征量。
接下来我们看一下系统正、反方向短路故障时负序序网图：由图可得：正方向短路U2=—I2XXs2反方向短路U2=I2X (X12+Xr2)通常情况下负序阻抗角按约75度考虑，所以正方向短路时U2超前12约-105度。
零序电流互感器的原理及作用
零序电流互感器的原理及作用
原理：零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路及电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。
当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。
作用：当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。
使用：可在三相线路上各装一个电流互感器，或让三相导线一起穿过一零序电流互感器，也可在中性线N上安装一个零序电流互感器，利用其来检测三相的电流矢量和。
在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。
当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流）这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，及保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。
这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。
产生零序电流的两个条件:
1、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称，只要有零序电压的产生；
2、零序电流有通路。
以上两个条件缺一不可。
因为缺少第一个，就无源泉；缺少第二个，就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。
零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC。
零序电流保护原理
零序电流保护原理
零序电流爱护：中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流重量构成爱护，可以作为一种主要的接地短路爱护。
零序过流爱护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序重量产生，所以它有较好的灵敏度。
但零序过流爱护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特殊是短距离线路上以及简单的环网中，由于速动段的爱护范围太小，甚至没有爱护范围，致使零序电流爱护各段的性能严峻恶化，使爱护动作时间很长，灵敏度很低。
零序电流爱护的最大特点是：只反应单相接地故障。
由于系统中的其他非接地短路故障不会产生零序电流，所以零序电流爱护不受任何故障的干扰。
带方向性和不带方向性的零序电流爱护是简洁而有效的接地爱护方式，其优点是：
(1)结构与工作原理简洁，正确动作率高于其他简单爱护。
(2)整套爱护中间环节少，特殊是对于近处故障，可以实现快速动作，有利于削减进展性故障。
(3)在电网零序网络基本保持稳定的条件下，爱护范围比较稳定。
(4)爱护反应于零序电流的肯定值，受故障过渡电阻的影响较小。
(5)爱护定值不受负荷电流的影响，也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响，所以爱护延时段灵敏度允许整定较高。
零序保护原理.pptx
们，在正、反方向接地短路时零序电压超前
零序电流的角度都只与保护安装处与短路方
向相反一侧零序阻抗的阻抗角有关。在正方
向短路时，零序电压超前零序电流的角度是
保 个
护
安，装角处度反是方一向个零负序角阻，抗零的序阻电抗流角超1再8前0反0 于一
零序电压。在反方向短路时，零序电压超前
零序电流的角度是保护安装处正方向零序阻
将三倍零序电流往超前方向旋转一l 个 角，得到3相I0 3I0e jl
量 l3I0 ，式中 为线路零序阻抗的阻7抗80 角，例如为 ，
按 的
下 共
式 轭
求 相
得 量
该 与P电 电0 流 压Re相 乘3U量 积 0 的3Iˆ实0与 部零3U）序0 ：电3I压0 c产os生 的l有
功
功
率
（
电
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(5)
抗的阻抗角，角度是正角，零序电流滞后于
零序电压。正、反方向短路时零序电压超前
于零序电流的角度截然相反，因此可用以区
分正、反方向短路。（3）和（4）两式是构
成零序方向继电器的基础。
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零序方向继电器的实现方法
• 按零序功率的幅值比较方式实现
• 900系列线路保护中的零序方向继电器采用本方法实现。首先
器配合的零序电流继电器的定值，这些也都是为了使反方向
方向元件更加灵敏，使它动作后闭锁优先。
• 在零序电流方向保护中使用第7的页/零共9序页方向继电器无需正、反方
零序方向继电器的性能评述
㈠ 正方向短路和反方向短路时零序电压和零序电流的夹角截然相反， 动作边界十分清晰，因此性能良好，有良好的方向性。
㈡ 继电器的动作行为与负荷电流无关，与过渡电阻大小无关。 负荷电流是正序电流，因此负荷电流的大小不会影响零序方向继
零序保护原理
零序方向继电器的原理
• 二、零序方向继电器的基本原理与实现方法。 零序电流方向保护如上所述，有些地方需要 加零序方向继电器。可利用零序方向元件构成 纵联零序方向保护，所以零序方向继电器是保 护装置经常用到的一种继电器。对零序方向继 电器的最基本要求是利用比较零序电压和零序 电流的相位来区分正、反方向的接地短路。
(6)
• 在正方向短路时正方向的零序方向继电器可以灵敏动作。
ϕ • 当反方向短路时据（4）式， = 800，因此得 P0 = 3U 0 ⋅ 3I 0 为正的 最大值。故而反方向的零序方向继电器的动作方程为： P0 = 3U 0 ⋅ 3I 0 ⋅ cos (ϕ − ϕ l ) > 0VA • (7) • 在反方向短路时，反方向的零序方向继电器可以灵敏动作。反方 向的零序方向继电器的动作边界为 0VA ，而正方向的零序方向继 电器的动作边界定为 − 1VA (当电流互感器二次额定电流是5A时)， 这是为了让反方向方向元件的灵敏度高于正方向的方向元件灵敏 度。此外正方向的零序方向继电器和反方向的零序方向继电器各 要和一个零序电流继电器组成‘与’门后才能去控制发信或停信， 其中与反方向的零序方向继电器配合的零序电流继电器的定值要 低于与正方向的零序方向继电器配合的零序电流继电器的定值， 这些也都是为了使反方向方向元件更加灵敏，使它动作后闭锁优 先。 • 在零序电流方向保护中使用的零序方向继电器无需正、反方向两
零序方向继电器的原理
• 一、零序方向继电器的设置。 由于零序电流都要经过中性点接地的变压器构成回 路，当然该变压器是或接线的变压器。所以从某种意 某种意 义上说这样的变压器是零序电源（从概念上讲零序电 源在短路点，这里只是从零序电流的流向意义上说）。 电力系统中基本上在每一母线处都有中性点接地的变 压器，所以对零序电流保护来说基本上每条线路都是 双侧电源线路。而双侧电源线路上的电流保护有时必 需加方向继电器才能保证它的选择性。因而零序电流 保护有时也必须加零序方向继电器才能保证它的选择 性。
线路保护之零序保护原理
U2
R4
C4
7
Ug
8
12
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
LG-12型零序功率方向继电器接线方式
200
Ug
700 2
sen 700
Ig
IA IB IC
3I0
3U0
TA Ia Ib Ic
Z loa
•
20 Arg U g 160 •
Ig
继电器电压线圈的“*”端与零序电压滤过器
IC C
IB
IA K
B
A
C0
C0
C0
IB
IC
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第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
单相接地的特点: 1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。 非故障相电压升高至原来的 3倍，电源中性点对地电 压与故障相电势的相量大小相等方向相反； 2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容 电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路； 3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件 的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路 指向母线。
时，就有零序电流通 过保护安装点。
电成流零保序护方时向限电不流1配保80合护0时，，以需保M 0加证设选方择向性元。件构
UM 0
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
3.整流型零序功率方向继电器
动作回路和制 动回路的电压
5
Ig (3I0 ) N1
•
•
•
6
A K U g Zbr I g
障线路，构成有选择性的零序 方向保3护I0 区分出故障
3U0
3I0.unf
(试讲正式)线路零序方向电流保护原理
线路零序电流保护一般配置四段式：I段只能保护线路全
长的一部分；II段以较短的延时切尽可能切除本线路故障 ；III段应可靠保护本线路全长；IV段起可靠的后备作用， 兼作下段线路的后备。 零序保护只能反应接地短路，不能相间短路故障。 系统振荡时，零序电流保护不会误动。 同杆并架的两条线路上，非故障线路零序保护可能误动。 零序电流的大小，不仅与零序阻抗大小有关，还与正序、 负序阻抗有关。
4.大电流接地系统与小电流接地系统比较
5.零序电流方向保护的时限特性
零序反时限过电流保护特性方程为
：
TP—时间系数； IP—零序电流反时限启动定值
；
6.小结
零序电流方向保护基本原理
零序电流方向保护特点
零序电流、零序电压相位关系
谢谢！
大接地电流系统线路零序 电流方向保护原理
1.零序电流方向保护基本原理
线路正常运行时没有零序电流，只有在故障 时才会产生零序电流：
3I0=（IA+IB+IC）
同时产生零序电压： 3U0=（UA+UB+UC） 通过比较3I0、3U0的相位确定故障发生 的方向。
2.零序电流方向保护的特点
线路零序电流保护是反应输电线路一端零序电流的保护。
3.零序电压、电流和序电压最高，系统中 距离故障点越远处的零序电压越低，取决于测量点到 大地间阻抗的大小。 零序电流 零序电流的分布，主要决定于送电线路的零序阻抗和 中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位 置无关。 零序功率及电压、电流相位关系 对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率 方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线 的。
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零序保护原理
零序电流与零序保护定义是什么呢？通过下面这篇简短的文章我们了解一下。
什么是零序电流
在正常的三相三线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。
如果在三相三线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。
当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流，即零序电流）。
三项电流的向量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。
如何检测零序电流
当存在零序电流时，电流互感器二次线圈中就有一个感应电流，此电流加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，若大于动作电流，则使灵敏继电器动作，作用于执行元件跳闸。
这里所接的互感器称为零序电流互感器。
图1 零序电流互感器
零序电流的危害
零序电流是由三相不平衡带来的，三相不平衡的危害非常多，下面列举两个三相不平衡的危害：
1、增加变压器损耗
假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。
则变压器的损耗表达式如下：
Qa+Qb+Qc≥3√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕
由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。
当存在零序电流时，三相负荷不平衡，增大变压器损耗。
而当不平衡严重时，变压器损耗过大，会加速变压器的老化甚至烧毁。
2、增加高压线路的损耗
设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为：ΔP1 = 3I2R，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为：
ΔP2 = 2（0.75I）2R+（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）即高压线路上电能损耗增加12.5%。
零序保护
在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量（比如零序电流）构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
当人体触电或者其他漏电情况下：三根线的向量和不为零，零序电流互感器有零序电流，一旦达到设定值，则保护动作跳闸。
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图2 保护装置测试。