零序电流保护改造(新编版)
零序方向电流保护
05 零序方向电流保护的优缺 点及改进方法
零序方向电流保护的优点
选择性
零序方向电流保护能够根据故障 电流的方向判断故障线路，从而 有选择性地断开故障线路，避免
误操作。
灵敏性
对于接地故障，零序方向电流保护 的灵敏度较高，能够快速检测到故 障并采取保护措施。
可靠性
零序方向电流保护的原理简单，结 构清晰，运行可靠，能够确保电力 系统的稳定运行。
零序电流速断保护
根据系统运行方式和设备参数， 计算出保护装置能够快速切断故 障电流的整定值。
零序过流保护
根据设备正常运行时的负荷电流 和保护装置的可靠系数，计算出 能够保护设备免受过电流损害的 整定值。
零序方向电流保护的时限整定
瞬时速断时限
为了快速切除故障，零序方向电流保护的瞬时速断时限应与线路的短路电流和 继电器动作时间相配合。
在变压器保护中的应用
变压器是电力系统中的重要设备，其 安全运行对于电力系统的稳定至关重 要。
当变压器发生接地故障时，零序方向 电流保护能够快速切断故障绕组，以 减小对变压器的损坏和避免事故扩大。
变压器零序方向电流保护主要用于防 止变压器绕组间的接地故障，通过检 测零序电流的相位和幅值来实现。
在母线保护中的应用
04 零序方向电流保护的应用
在输电线路中的应用
输电线路零序方向电流保护主要用于防止由线 路两侧零序电流相位差引起的接地故障。
当输电线路发生接地故障时，零序方向电流保 护能够快速准确地检测到故障，并切断故障线 路，以减小对整个电力系统的冲击。
零序方向电流保护的配置需要考虑输电线路的 长度、负荷特性以及系统运行方式等因素，以 确保保护的可靠性和选择性。
零序方向电流保护的缺点
变压器间隙零序电流保护的整定配合改进措施
１ 引 言
按照 目前 常 规 的变 压 器 中性 点 间 隙 电流保 护 的 整 定 ， 当 电源 线 发 生 单接 地 故 障并 且跳 闸 时 ，变 压 器 的 问隙 零序 保 护 与 上 级 线路 零 序 二 段保 护 有可 能
果 发 生 单相 接 地 故 障时 中性 点 接地 的变 压器 先跳 闸
甘
肃
电
力
技
术
４ １
变 压 器 间 隙零 序 电流 保 护 的整 定配 合 改进 措 施
吴玉硕 庞 伟
（ 肃 白银供 电公 司 甘 肃省 白银 市 ７０ ０ 甘 ３９ ０
甘 肃 电力调度 通信 中心 甘 肃省 兰州市 ７ ０５ ０ ０） ３
【 摘
要 】 对 于 常规 的 变压 器零序 过压 或 中性点 间隙 电流保 护 的整 定 ， 当电 源线路发 生 单相 接地 故 障 ，且
Ｔ Ｖ二 次绕组 加 电压 ７ Ｖ时 ，绕组励 磁 电流为 ２ Ａ ０ ０，
地 （ 中 性点接 地 变 压器 误 跳 闸 ）或 低 压侧 有 电源 如 或 电动 机 的不接 地 变压 器 的 中性 点应 装 设放 电间隙
和 间隙零序 保护 。在 间隙 放 电 时 ，应 由主变 压器 高
压 侧 中性 点间 隙接地 零 序保 护 动 作切 除 短路 点 。主 变 压器 高压 侧 中性 点 问隙接 地 零序 保 护应 分别 整 定 计 算 中性 点间隙 零序 过 流保 护 和 中性 点 间隙零 序 过
一
为 接地 短 路 故 障 的 的后 备 保 护 。电力 系 统希 望 每 条 母 线上 的零 序 综合 组 抗 尽 量 维持 不 变 ，确 保 零 序保
Ｏ ５ 。这 样 变压 器 过 压保 护 与 电源 线 路零 序过 流 ．ｓ
一种换流变压器零序过流保护改进方案
一种换流变压器零序过流保护改进方案冯国东【摘要】With respect to a maloperation of zero-sequence over-current protection of the converter transformer at a converter station during transformer charging,the waveform from the fault oscillograph verifies that it is a correct protection action.Through comparison,it is found that the power dispatch relay protection department of the State Power Grid and that of the China Southern Power Grid apply different principles for setting zero-sequence over-current protection for the convertertransformer.Though optimization of the zero-sequence over-current protection logic,zero-sequence over-current protection is applied to the charging mark state,so that the protection device can automatically initiate second harmonic lock for zero-sequence over-current protection when it figures out the converter transformer is in charging state.During normal operation,the lock function is not in effect.In this way,no maloperation of zero-sequence over-current protection will occur duringcharging.Furthermore,the reliability of zero-sequence over-current protection is ensured in case of a grounding fault under normal conditions.Finally,fault playback through the fault oscillograph verifies the correctness of this scheme.%针对某换流站换流变压器空充时零序过流保护误动这一事故，根据故障录波器波形证实了此次保护为正确动作。
小电阻接地系统中接地变压器零序电流保护改进_宁国丽
（1）
故障支路 B 零序电流为
I0B= U0·3 j ω CB- （U0·3 j ω C + U0 ／ RN）
（2）
其 中 ，U0 为 系 统 单 相 接 地 故 障 时 中 性 点 电 压 ；CA 为
A 支路对地电容；CB 为 B 支路对地电容；C 为两支路
对地电容之和；RN 为系统接地电阻值。 对于小电阻接
为了提高对用户供电的可靠性，但采用上述零序电 流保护动作同时跳开 A、B 分支断路器的方式后，保 护失去了选择性，扩大了单相接地故障的事故停电 范 围 ，降 低 了 对 用 户 供 电 的 可 靠 性 ［7］。
T1
T2
T3
接
接
接
地
地
地
变
变
变
RN
I0 RN
RN
K5 I0A
QF3
QF1
A
K7
K2
K6
K1
优先切除故障分支的分段断路器，减少不必要的负
荷损失。 具体的新型接地变的零序过流保护逻辑方
案如图 2 所示。
图 2 中，I0、I0A、I0B 为图 1 中相应标示位置流过的 零序电流幅值；k 为 A、B 2 个分支零序电流比幅大
小的比例门槛定值；I0SA、I0SB 为 对 应 各 自 分 支 零 序 电 流 动 作 的 最 低 门 槛 。 I0set 为 传 统 的 接 地 变 零 序 过 流 保护门槛定值；ts1 ~ ts3 为零序过流保护的一段至三段 的延时定值。
1 现有接地变的零序保护方案
目前变电站中，接地变的接线方式主要分为 2 种。 方式 1：接地变直接接于变压器低压侧母线桥处，不 设隔离断路器及刀闸，接地电阻经接地变中性点接 地，视接地变与变压器为一个整体，任何一部分发生 故障，变压器保护均跳闸。 方式 2：视接地变为独立的 设备，接地变占用一个独立间隔，接在母线处［7］。 天津电 网目前普遍采用方式 1，下面讨论的接地变的零序
零序电流保护
序电流等于线路对地电流和接地点残余电流之 和
３.中性点不接地电网中单相接地保护
绝缘监察装置：出现零序 电压，动作于信号，并带 一定延时，保护动作无选 择行
零序电流保护：用零序电流互感器构成， 动作于信号或跳闸
零序功率方向保护：零序电流保护不能满足灵
小结
接地短路特征及其零序参数分布特点 三段式零序电流保护的保护范围和动作时限
配合 零序功率方向继电器的接线 小电流接地系统接地短路的特点及其零序保
护
. ..
I I I D L c
补偿方式
欠补偿：可能产生谐振 完全补偿：产生谐振，系统出现谐振过电压 过补偿：常用补偿方式，故障、非故障线路容
性无功功率方向均由母线流向线路，避免或减 少谐振过电压故障相电压为零，非故障相对地电压升为线电 压，出现零序电压同时出现零序电流
2019/10/17
6
零序电流互感器的不平衡电流
I I I .
1
.
.
3
k
nTA
0
unb
正常运行时由于励磁电流不等，会产生不平衡电流 利用零序电流滤过器可以减小或消除不平衡电流
2019/10/17
7
阶段式零序电流保护
１.零序电流速断保护（Ⅰ段）
此保护不带时限，动作电流按下述原则整定 （并取其中较大者）： 躲过下一线路出口接地短路可能出现最大零序电流 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零 序电流 采用单相重合闸时，系统可能出现非全相运行状态 下又产生振荡，装设两个零序Ⅰ段（灵敏Ⅰ段在重 合闸起动时将其闭锁）
当电力系统出现不对称运行时，也会出现零序 电流，可能使零序电流保护启动。
最新三段式零序电流保护整定.ppt
小结与作业
小结：
零序电流保护的组成及各段保护范围； 零序电流保护的优点。
思考题：零序电流保护与相间短路电流
零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U 0U aU bU c
（1） 零序电压过滤器
A B C
TV
m
n
电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压
。3 U 0
（2） 加法器 （3） 微机保护内直接利用程序
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ua Ub
加法器 3U 0
Uc
（4） 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧
2．零序电流互感器（滤过器）
电流
IⅠop=Krel· 3I0bt
注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑
该原则
（3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运 行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流
一、 无时限零序电流速断保护
一、 无时限零序电流速断保护
按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两 个Ⅰ段，即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。
其中，U k 0 是故障附加零序电压源。 ZLA0B Z0l是线路 零序电流为： I0.kZT0ZU LkA0 0B ZLB 0kA般B是的正零序序阻阻抗抗的，3一倍。
零序电流保护的工作原理
零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。
接地故 障点越 远，零 序电流 越小。
零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。 必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时 零序电流大小的不同来整定。
（3）不受系统振荡、过负荷影响。
（4）受运行方式变化的影响较小。
五、对零序电流保护的评价
缺点：
（1）短线路或运行方式变化很大的网络，不能满 足系统的要求；
零序电流保护改造
零序电流保护改造[摘要]由于CT接线错误，在斗轮机电源托架接地时，自身零序保护拒动，造成1号输煤变越级跳闸，380V输煤PC1段母线全停，事故扩大。
事后对现场检查发现，CT一次侧A\B\C\O线均穿过CT中心孔,造成接地时CT二次侧零序电流为零（即A\B\C三相电流向量和），且经现场勘查，380V输煤PC1、2段母线所带负荷共有14路为同类接线错误，经过生产技术人员确认后及时进行了技术改造。
[关键词]CT；接地；零序保护。
浑江发电公司300MW机组厂用电所带输煤系统，由于基建安装技术性失误，造成14路负荷电源保护用CT接线错误，埋下安全隐患，2007年末移交生产，经过消缺及A修，均没有及时发现，直至2010年3月15日发生斗轮机电源托架接地，输煤变越级跳闸时被发现。
这里暴露出基建方技术监督混乱，生产方技术管理不够严谨，理论研究不够深入，责任心不强等问题。
事故发生后，通过及时整改，消除了安全隐患，保证了厂用电的安全稳定运行。
一、故障事件描述2010年3月15日19时26分，燃运值班员启动斗轮机时，发生斗轮机电气回路接地故障，但由于斗轮机自身保护用CT接线错误，零序保护没有检测到故障零序电流，斗轮机开关拒动，1号输煤变越级跳闸。
现场检查为高压侧开关来“低压侧定时零序跳闸”牌、低压侧开关来“欠压保护动作”牌，高、低压侧开关均跳闸，测斗轮机电缆三相对地绝缘均为0，查找故障点发现斗轮机滑线接头脱落、接地，19：48排除故障点，对1号输煤变及380V输煤PCI段母线送电良好。
输煤系统电气一次接线详见附图1。
附图1380V输煤PC1、2段母线电气一次接线图二、现场勘查现场勘查发现，斗轮机电源电缆CT一次线芯A\B\C\O均穿过CT中心孔，CT一次接线错误。
接线图片详见附图2。
附图2改造前CT一次实际接线图片事件发生后，对其他回路CT一次接线进行了认真排查，查出380V输煤PC1、2段母线所带负荷仍有13路为该种接线：1)翻车机室MCC段A侧电源；2)翻车机室MCC段B侧电源；3)汽车卸煤沟MCC段B侧电源；4)C－１A带式输送机电源；5)C－１Ｂ带式输送机电源；6)C－２A带式输送机电源；7)C－２Ｂ带式输送机电源；8)Ｃ－５带式输送机电源；9)１号破碎设备A侧电源；10)２号破碎设备B侧电源；11)燃油泵房MCC段１号电源；12)燃油泵房MCC段２号电源；13)翻车机系统电源。
零序电流保护—零序电流保护原理
01
绝缘监察装置的原理接线图
如图为绝缘监察装置的接线原理图
02
绝缘监察装置的原理
• 正常运行时，系统三相电压对称且没有零序电压，所以三只 电压表读数相等，过电压继电器KV不会动作
• 正序、负序分量可以相互平衡，合成后为零，不会流向中 性点；而零序电流是三个大小相等、方向相同的电流，如 图（c）所示，是不能相互平衡抵消的。
正序、负序、零序电流相量图
02
阶段式零序电流保护的基本逻辑图
基本逻辑图
03
零序电流保护优越性
• 中性点直接接地电网发生接地故障时会出现很大的 零序电流
• 利用这一特点，在中性点直接接地电网中，由于其 保护简单可靠、灵敏度高，保护区较稳定，得到了 广泛的应用
认知零序电流保护定义、绝缘 监察装置原理及其接线图、保 护优缺点及排除故障方法
教学目标
要求学生通过学习，了解并掌握认知零序电流保护定 义、绝缘监察装置原理及其接线图、保护优缺点及排除故 障方法等知识。
教学重点
1
认知零序电流保护定义
2
认知零序电流保护优缺点
3 认知零序电流保护保护排线圈接地和中性点不接地方式的电网发生单相 接地时，由于其短路回路的电抗值较大，或根本不能构成短路回 路，因而故障电流很小，故通常称这两种接地方式的电网为小接 地电流电网（或小接地电流系统）
03
电网接地保护概述
• 小接地电流电网发生单相接地时，不但故障电流很小，而 且电网上的线电压仍然保持对称关系，因此不影响对负荷 的正常供电，电网可以短时继续运行1~2小时
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（安全管理）
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零序电流保护改造(新编版)
零序电流保护改造(新编版)导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。
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[摘要]由于CT接线错误，在斗轮机电源托架接地时，自身零序保护拒动，造成1号输煤变越级跳闸，380V输煤PC1段母线全停，事故扩大。
事后对现场检查发现，CT一次侧A\B\C\O线均穿过CT中心孔,造成接地时CT二次侧零序电流为零（即A\B\C三相电流向量和），且经现场勘查，380V输煤PC1、2段母线所带负荷共有14路为同类接线错误，经过生产技术人员确认后及时进行了技术改造。
[关键词]CT；接地；零序保护。
浑江发电公司300MW机组厂用电所带输煤系统，由于基建安装技术性失误，造成14路负荷电源保护用CT接线错误，埋下安全隐患，2007年末移交生产，经过消缺及A修，均没有及时发现，直至2010年3月15日发生斗轮机电源托架接地，输煤变越级跳闸时被发现。
这里暴露出基建方技术监督混乱，生产方技术管理不够严谨，理论研究不够深入，责任心不强等问题。
事故发生后，通过及时整改，消除了安全隐患，保证了厂用电的安全稳定运行。
一、故障事件描述
2010年3月15日19时26分，燃运值班员启动斗轮机时，发生斗轮机电气回路接地故障，但由于斗轮机自身保护用CT接线错误，零序保护没有检测到故障零序电流，斗轮机开关拒动，1号输煤变越级跳闸。
现场检查为高压侧开关来“低压侧定时零序跳闸”牌、低压侧开关来“欠压保护动作”牌，高、低压侧开关均跳闸，测斗轮机电缆三相对地绝缘均为0，查找故障点发现斗轮机滑线接头脱落、接地，19：48
排除故障点，对1号输煤变及380V输煤PCI段母线送电良好。
输煤系统电气一次接线详见附图1。
附图1380V输煤PC1、2段母线电气一次接线图
二、现场勘查
现场勘查发现，斗轮机电源电缆CT一次线芯A\B\C\O均穿过CT 中心孔，CT一次接线错误。
接线图片详见附图2。
附图2改造前CT一次实际接线图片
事件发生后，对其他回路CT一次接线进行了认真排查，查出380V 输煤PC1、2段母线所带负荷仍有13路为该种接线：
1)翻车机室MCC段A侧电源；
2)翻车机室MCC段B侧电源；
3)汽车卸煤沟MCC段B侧电源；
4)C－１A带式输送机电源；
5)C－１Ｂ带式输送机电源；
6)C－２A带式输送机电源；
7)C－２Ｂ带式输送机电源；
8)Ｃ－５带式输送机电源；
9)１号破碎设备A侧电源；
10)２号破碎设备B侧电源；
11)燃油泵房MCC段１号电源；
12)燃油泵房MCC段２号电源；
13)翻车机系统电源。
三、原因分析
斗轮机电源自身带有零序电流保护，当滑线接头脱落、接地时，产生零序电流，正常情况下，零序保护动作跳开电源开关，切除故障点，但由于斗轮机电源保护用CT一次接线时将零线O穿过CT中心孔，使得流出CT的A\B\C三相电流之和永远等于流回CT的零序电流（详见附图3），斗轮机自身零序保护I0继电器不动作，造成保护越级，带母线运行的输煤变保护动作跳闸，380V输煤PC1段母线全停，事故
扩大。
附图3斗轮机电源CT一、二次接线示意图
斗轮机保护拒动矢量分析：例如A相金属性接地，电流电压矢量图如图4。
附图4斗轮机电流电压矢量图
正常运行时，三相电压对称，量值相等；三相电流对称，假设为感性负荷、负荷均衡、三相量值相等，三相电流分别滞后于电压90度角，三相电流之和等于零，I0继电器不动作。
如发生A相金属性接地，则A相电压消失，A相电流为零，IB与IC之和等于I0，如果将零线O穿过CT中心孔，则电流相互抵消，I0继电器感受不到故障电流，保护拒绝动作。
通过理论分析，证实现场接线时将CT一次线A\B\C\O全部穿过电流互感器CT中心孔是造成这次斗轮机自身零序保护拒动，从而引起1号输煤变越级跳闸的直接原因。
四、技术改造
将CT一次接线中零线O从CT中心孔中抽出，当设备正常运行时流过CT的A\B\C三相电流之和等于零，I0继电器不动作；当出现一相接地时，如附图4的A相金属性接地时，流过CT的A\B\C三相电流为
IB与IC之和，即等于I0，此时由于CT一次接线中零线O不再穿过CT 中心孔（详见附图5），通过CT一次侧的电流之和即IB与IC之和永远等于I0，此时CT感应到故障电流，I0继电器动作，跳开斗轮机电源开关，保护正确动作。
当负荷为阻抗性接地时，根据“流入节点的电流等于流出节点的电流”的原理，流过A\B\C三相电流之和永远等于流过中性线O的电流，当接地电阻小到足以使A\B\C三相电流之和（即零序电流）大于或等于I0时，零序保护将启动。
当负荷为非对称性状态时（因为实际负荷状态并非是绝对对称的理论状态），合理整定I0动作值即可。
附图5改造后斗轮机电源CT一、二次接线示意图
五、结论
经过技术理论分析，查明故障原因后，立即组织落实改造方案，结合生产运行方式，安排技术人员进行改造。
改造后，经继电人员测试，保护动作正确。
同时安排对其他13个回路陆续进行了改造，改造后共14个回路已全部投入运行正常，保证了厂用电的安全稳定运行。
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