变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
•3I0（1） =
•3E •2 +
•两相接地短路的零序电流为：
•3I0（1,1）=•
•3E +2
•单相接地
•= •+ •+
•故障点的等效零序电势
•故障点的等效正序、负序、零序阻 抗
•
2) 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 ，引入可靠系数
•3I0.unb的计算，一相先合与两相断线情况类同， 两相先合与一相断线情况类同。 •具体可参见电力系统分析之短路计算
•
c. 当系统中发生某些不正常运行状态时（如系统振荡，短时 过负荷等）零序保护不受影响。
d. 在110kV及以上的高压或超高压系统中，单相接地故障占 全部故障的70%-90%，而且其它故障也往往是由单相接 地引起的，故采用零序保护具有显著的优越性。
•缺点：
a. 对于短线路或运行方式变化很大的情况，保护往往不能满 足系统运行所提出的要求。
•
•～
•T1 •A •1
•2•B •T2 •C
•A
•XT10
•系统接线
•X’k0
•X’’k0
•B
•若母线A还
•XT2. 接有中性点
0
接地的变压
器，则零序
阻抗变小，
流过A侧零
序电流增大
。
•T2中性点接地：
•零序等效网络
•= •=
•X’’k0+XT2.0
•X’k0+XT1.0+X’’k0+XT2.
0
•X’k0+XT10
•（c）零序电流变化曲线 中断开，此时
•
• 3）零序Ⅱ段灵敏系数：
•零序Ⅱ段的灵敏系数，应按照本线路 末端接地短路时的最小零序电流来校 验，并应满足Ksen≥1.5的要求。
变压器的零序保护的配置原则是什么
变压器的零序保护的配置原则是什么?变压器的零序保护的配置原则是什么？答：（1）中性点直接接地电网的变压器应装设零序（接地）保护作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。
（2）当变压器中性点同时装设有避雷器和放电间隙时，应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反映间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的保护。
后者作为间隙放电电流的零序电流保护的后备保护。
（3）自耦变压器的零序保护的不能接在中性线回路的电流互感器上，应接在本侧的零序电流滤过器上，并且高、中压侧加装方向元件，以保证选择性。
110kV、220kV中性点直接接地电力网装设保护的一般规定英文词条名：1 全绝缘变压器。
应按规定装设零序电流保护，并增设零序过电压保护。
当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。
2A.中性点装设放电间隙时，应按规定装设零序电流保护，并增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。
当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序电流电压保护约经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。
B.中性点不装设放电间隙时，应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。
零序电流保护第一段设置一个时限，第二段设置两个时限，当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较小时限动作于缩小故障影响范围。
零序电流电压保护用于变压器中性点不接地运行时保护变压器，其动作时限与零序电流保护第二段时限相配合，用以先切除中性点不接地变压器，后切除中性点接地变压器。
当某一组母线上的变压器中性点都不接地时，则不应动作于断开母线联络断路器，而应当首先断开中性点不接地的变压器，此时零序电流保护可采用一段，并带一个时限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，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护保护间隙1.保护间隙protective gap带电部分与地之间用以限制可能发生最大过电压的间隙。
中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护-文档资料
一、接地短路时零序电压、电流和功率的分布
零序分量参数的特点：
1、零序电压
➢ 故障点零序电压最高， 距离故障点越远零序电压 越低。变压器中性点接地 处电压为零。
➢ 运行方式的变化，间接 影响零序分量的大小。
2、零序电流
1）零序电流由故障点零序电压产生，由故障点经线路流向 大地，必须经变压器中性点构成回路；中性点不接地的网络 不存在零序电流。
3、零序功率及其分布
大小：短路点U0最大，零序功率最大，变压器中性点零序 功率为零。 方向：从故障线路指向母线，与正序方向相反。
4、保护安装处电压、电流相位关系
从任一保护安装处得零序电压和零序电流之间的关系看， 由于A母线上的零序电压实际上是从该点到零序网络中性 点之间的零序阻抗上的电压降，可表示为：
1、优点
1）零序过电流保护灵敏度高，动作时限短； 2）受系统运行方式的影响较小； 3）不受系统振荡和过负荷的影响； 4）零序方向保护没有电压死区。 5）结构和工作原理简单。
2、缺点
不能反映相间短路。
1、零序电流Ⅰ段保护
（1）躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出 现的最大零序电流：
I
op
K rel
3I 0. max
K rel路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序 电流：
I
op
K rel
3I 0.unc
K rel
取1.1～1.2
说明： 1.按上述原则整定时，应选取较大者作为零序电流速断保 护的动作电流。
总结：
从TV来口三角处获取
➢ 可由三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器的次 级绕组接成开口三角，即首尾相连得到的电压就是3U0。
U mn U a U b U c 3U 0
变压器保护原理介绍
变压器的故障和保护配置
•
变压器是一种静止电器，它把一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的交流
电能。
绕组的相间短路
绕线的匝间短路
绕组引线与外壳发生
单相接地短路
铁芯烧损
引出线间的各相间短路故障
引出线单相接地故障
过电流；
过负荷；
油面降低；
过励磁
其它
绕组的相间短路
I
2
K
100
%
K
5
Z
2
I
1
K
五次谐波制动比
5
Z
I
基波电流
1
I
五次谐波电流
5
K
五次谐
值
波制动比
5
• 什么情况下会出现励磁涌流？如何消除？
2．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
由于变压器常常采用Y,dll 的接
线方式, 因此, 其两侧电流的相位差
30º。此时，如果两侧的电流互感
3.变压器纵差动保护的基本元件
• （1）装置启动元件
• （2）比率制动式差动保护元件
• （3）差动速断保护元件
• （4）励磁涌流判别元件
• （ 5 ） TA 断 线 闭 锁 元 件
• （6）其它
(2)比率制动式纵差动保护
比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路
电流的增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，
成的油面降低，同时还反应开
焊故障
纵差保护或电
流速断保护
保护二次回路原理图
直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1 不同点接地危害图----------------------------------------------------------2 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图-------------------------9 预告信号装置原理图------------------------------------------------------11 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12 线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13 线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14 线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------16 双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18 变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21 变压器复合电压启动的过电流保护原理图---------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23 变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24 变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保------24线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29储能电容器组接线图------------------------------------------------------29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32直流回路展开图说明------------------------------------------------------331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。
主变零序保护及中性点不接地保护
什么叫主变零序电压保护？1.中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。
为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时。
零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。
一般取t1=0.5～1.Os，而取t2=t1+△t为时限阶段。
零序保护I段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。
设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。
零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而t4=t3+△t。
t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。
为防止变压器与系统并列之前，在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。
2.主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV，l0 min；工频耐压为200kV。
主变不接地运行时，单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。
如220kV主变最高工作电压为242kV，而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压，同时暂态电压值可能高达252kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200kV，这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。
避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。
另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。
对此,前述零序保护往往不能起到保护作用，故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。
变压器的接地保护
复习与提问
——变压器纵差动保护的保护范围 ——变压器纵差动保护的工作原理
——变压器纵差动保护的特殊问题及解 决措施
本节内容提要
变压器中性点直接接地的保护 变压器中性点不直接接地的保护
无选择性接地变压器的接地保护
1.什么是变压器的接地保护
2.变在压其对器高中压性中侧点性装直点设接接接直地地接（电接零网序中地）的时保变的护压，器， 零序用电来流反应保接护地原故障理，并作为变压器主
1.什么是变压器 的接地保护
3.变压器分级绝 缘的接地保护
2.变压器接地保 护的工作原理
4.画出变压器分 级绝缘接地保护 原理图
110～220KV
QF1 M
+ +
+
QS KT1
TA
QF2
3uo
中性点未装放电间隙的变压器的接地保护
QF1
QF2
T1
T2
～
～
变压器接地保护无选择性动作
1. 变压器中 性点直接接 地的接地保护
2.变压器中性 点直接接地时 的零序电流保 护原理
3.变压器分 级绝缘的接 地保护原理
一、变压器中性点直接接地时 的零序电流保护
QF1 信号
KAO
QF2
ks1 kom
kt1
二、仅部分变压器中性点接地系统中的分 级绝缘变压器的零序电流和零序电压保护
为了限制短路电流并保证系统中零序电流的大小和分 布尽量不受系统运行方式变化的影响，在发电厂或变电所中 通常只有部分变压器的中性点接地。因此这些变压器的中性 点可能接地运行，也可能不接地运行。对于分级绝缘的变压 器，为防止中性点过电压，在发现 接地故障时，应先断开 中性点不接地 变压器，后断开中性点接地的变压器。
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
（4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ，I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段，分别为： 灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业： 2-41 复习题：60（做）、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ：
U A0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
线路、中性点不变，零序网不变；
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序（Ud1、
Ud2、Ud0
）
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流： 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点：无不平衡电流，接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向：线路－母线； 反方向：母线－线路。 16
功率方向继电器GJ0 ：
输入： U J －3U0 IJ 3 I0
向量图：
正方向短路： 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
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变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理
(2007-01-07 22:41:40)
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分类：工作
目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。
为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。
由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。
为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。
这两种保护的原理接线如图23所示
中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。
第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。
定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。
中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。
间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。
零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。
一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。
110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。
当中性点电压超过击穿电压（还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压）时，间隙击穿，中性点有零序电流通过，保护启动后，经0.5s延时切变压器三侧断路器。
零序电压保护由过电压继电器16、时间继电器17、信号继电器18及压板19组成，电压定植按躲过接地故障母线上出现的最高零序电压整定，110kV系统一般取150V；当接地点的选择有困难、接地故障母线3Uo电压较高时，也可整定为180V，动作时间取0.5s。
图23变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的原理接线图。