小电流接地系统及大电流接地系统零序方向保护区别
大接地电流系统与小接地电流系统知识点详解
.
Ia
.
Ib
.
Ic
3
.
I
0
，如图9所示。
图8
图9
大接地电流系统
零序电流过滤器也会产生不平衡电流，如图 10所示为一个电流互感器的等效电路，考虑到励 磁电流的影响，二次电流和一次电流的关系应为：
因此，正常运行和相间短路时，流入继电器的电 流应为：
图10
PART THREE
小接地电流系统
小接地电流系统
A
B
Ik0
Uk0
图2 零序等效图
Uk0
UA0
UB0
图3 电压分布图
大接地电流系统
零序电流
1.零序电流是由在故障点施加零序电压产生的，它通 过线路、接地变压器的接地支路构成回路； 2.零序电流应规定正方向，通常以母线流向线路为正 方向； 3.忽略相间分布电容的影响（影响较小），只分析相 对地的分布电容。若不计电阻的影响，可见零序电流 超前零序电压90度；加上电阻后，如果零序阻抗角取 80度，则零序电流超前零序电压100度，如图4所示。
三个单项式电压互感器获取，如图5所示；一种是通过开口
三角形获取，如图6所示；一种则是通过加法器将三个相电
压相加获取，一般在数字式保护中应用较多。
实际上正常运行和相间短路时，由于 电压互感器的误差以及三相系统对地不完 全平衡，在开口三角相侧也可能有数值不 大的电压输出，此电压称为不平衡电压。
大电流接地系统与小电流接地系统
大电流接地系统与小电流接地系统（不接地系统）发生故障的区别，对系统设备运行的影响，处理原则和注意事项。
中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统.一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。
中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。
一般66kv及以下系统常采用这种系统1 中性点不接地电网的接地保护中性点不接地系统的接地保护、接地选线装置(1) 系统接地绝缘监视装置：（陡电6.0KV厂用电系统）绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。
将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。
当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。
该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。
要想判断故障线路，必须经拉线路试验。
且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。
装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。
(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。
该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。
但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。
(3) 零序功率保护：零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。
小电流接地系统和大电流接地系统零序方向保护的区别
小电流接地系统零序方向保护和大电流接地系统零序方向保护的区别小电流接地系统必须要有零序CT，自产零序只能用在大电流接地系统中。
小电流接地系统不能用自产零序的原因：小电流接地系统发生单相接地故障时，零序电流的大小为其他非故障线路非故障相电容电流之和。
对于单回路线路来说，其零序电流为零，所以小电流接地系统不能用自产零序。
小电流接地系统的零序电流保护必须要有专用的零序电流互感器，所以装置也必须要有专门的零序电流通道。
大电流接地系统发生单相接地故障时，其零序电流的大小为其他两相电流之和，所以可以用自产零序来作为零序电流保护的动作判据。
对于变压器来说，小电流接地系统中性点是不接地的，所以其中性点没有专门的零序电流互感器，而对于大电流接地系统来说，中性点是直接接地的，所以其中性点可以装专门的零序电流互感器来检测流过中性点的零序电流，因此大电流接地系统有中性点零序电流保护和接地零序电流保护。
对于大电流接地系统来说，其变压器中性点的零序电流保护要注意其极性端的抽取，对于微机保护来说，大电流接地系统的零序方向保护都有两相定值“方向指向母线”和“方向指向变压器”需要设置，其方向定义不同，则零序电流和零序电压的相位关系即不相同：选择“方向指向母线”时零序电压超前零序电流75度左右，选择“方向指向变压器”时零序电流超前零序电压110度左右。
要区分一种装置适用于小电流接地系统还是适用于大电流接地系统，可以从一下方面来判断：1）首先根据动作判据来区分，确定其零序电流使用的是自产零序还是经过专门的零序电流通道的零序电流。
2）根据零序方向保护的动作区间来区分，一般来说小电流接地系统正常时零序电流超前零序电压90度，故障时零序电流滞后零序电压90度，所以其动作区间一般应该为180度—360度；大电流接地系统故障时零序电流超前零序电压110度，其动作区间一般为15度—195度左右。
间隙电流保护的原理传统的保护变压器中性点安全的方法是：将全系统所有变压器的零序过流保护的出口都横向并联在一起，去启动一个公用的出口部件，这个部件叫零序公用中间。
接地保护与零序保护
接地距离保护须与零序电流保护共同配合才能构成完整的接地保护一、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。
三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。
采用零序保护就可克服此不足,这是因为:正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;Y/△接线降压变压器,△侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。
1.当电流回路断线时,可能造成保护误动作。
这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。
就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。
如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作2.当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动.另外，零序保护一般分为三段或四段。
零序保护的 II 段是与保护安装处相邻线路零序保护的 I 段相配合整定的，它不仅能保护本线路的全长，而且可以延伸至相邻线路二、距离保护是反映短路点至保护安装处距离长度的，动作时限是随短路点距离而变的阶段特性，当短路电流大于精工电流时，保护范围与通过保护的电流大小无关。
距离保护测量的是阻抗值。
距离保护一段不受系统运行方式变化影响。
其余各段受运行方式变化影响也较小，躲开负荷电流的能力较大，因而它对运行方式的适应能力较强。
电力系统中性点接地的三种方式
电力系统中性点接地的三种方式有效接地系统（又称大电流接地系统）小电流接地系统（包含不接地和经消弧线圈接地）经电阻接地系统（含小电阻、中电阻和高电阻）大电流接地系统用于110kV及以上系统及。
该系统在单相接地时，另外两相对地电压基本不变，系统过电压较低，对110kV及以上系统抑制过电压有利，但此时接地电流很大，运行设备很难长时间通过此电流，接地相对地电压很低，甚至为零，系统电压严重不平衡，许多电气设备无法正常工作，必须及时切除接地点。
大电流接地系统要求部分主变的中性点接地，避免单相接地时短路电流过大。
这些主变必须有一个三角形接线的绕组，以构成零序通路，降低零序阻抗。
主变的零序阻抗一般为正序阻抗的1/3，线路的零序阻抗一般为正序阻抗的3倍。
作为220kV枢纽变电站的主变必须并列运行。
其中一台主变的220kV侧中性点和110kV侧中性点必须直接接地，其他主变中性点通过间隙接地。
好处是110kV侧零序阻抗稳定，有利于该110kV系统零序定值的计算和整定，零序过流保护的保护范围变化很小，容易保持其阶梯特性；未220kV系统提供稳定的零序电源，保持220kV 系统零序保护的方向性和稳定性。
主变220kV侧中性点和110kV侧中性点均加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为220kV负荷变电站的主变必须分列运行。
此时所有主变的220kV侧中性点必须通过间隙接地，110kV侧中性点全部接地运行。
所有主变不能相220kV系统提供零序电流，110kV侧零序阻抗稳定。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
作为链式接线的220kV变电站，其220kV侧母线并列运行并有两个电源。
虽然主变分列运行，但必须有一台主变的220kV侧中性点直接接地，其他主变的220kV 侧中性点通过间隙接地。
110kV侧中性点必须全部直接接地。
主变220kV侧中性点加装间隙保护，保护动作跳开各侧断路器。
目前运行的110kV变电站全部主变均分裂运行，其电源侧母线为单电源。
继电保护-零序电流保护
=
C0m I0M
=
1 K0b.m
I0M
39/58
三、零序电流Ⅲ段保护
躲过下一级线路出口相间短路所产生的最大不
平衡电流。
I III set
>
Iunb
=1 nTA
IµA + IµB + IµC
=
(0.1/
2)⋅
I (3) K .max
nTA
(三相互感器为同型号 时，下图说明)
目前的工程中，通常取一次的零序电流为300～
IA
Ia'
( ) = 1
nTA
IA − IµA
三相二次、一次I关系：
误 不IZ差 平µ1 A， 衡称 电ZµZ为 流2 ：IunZb L
3I0 = Ia + Ib + Ic
( ) ( ) = 1
nTA
IA + IB + IC
−1 nTA
IµA + IµB + IµC
15/58
TA的误差曲线：
二次侧 I2
国家标准规定，最大的过渡电阻按照下面
考虑：110kV—— 75Ω 220kV——100Ω
实质是反映：
500kV——300Ω
I K ≥ 1kA
43/58
2.3.6 方向性零序电流保护 通常为多接地点——类似于“多电源”点。
因此，需要方向元件。 回顾一下零序方向特征：
44/58
分析1上图，并归2 纳后，可以1 知道： 2 1）内部接地时 2）N侧外部接地时
Ia'
( ) = 1
nTA
IA − IµA
三相二次、一次I关系：
Z1
IµA
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
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
微机保护装置有单相接地保护与零序过电流保护，单相接地保护又称为小电流接地选线。
单相接地保护与零序过电流保护是两种完全不同的保护。
1
倍。
1.2
序过电流保护。
2电源中性点不接地的供电系统单相接地小电流接地选线
2.1电源中性点不接地的供电系统单相接地保护可选用小电流接地选线装置。
二次电路设计时将所有零序电流互感器和Y/Y/△（开口三角形）型电压互感器的开口三角形电压接到小电流接地选线装置的测量端子上，就可以检测出是某一路线路发
生单相接地故障，然后进行报警或跳闸。
需要跳闸时还应将跳闸输出接到所需要跳闸的回路。
二次电路接线比较多。
2.2微机保护装置都有单相接地保护后，保护原理与小电流接地选线装置完全相同，不仅节省了一套设备，可以直接跳闸，二次电路接线也简化了许多。
3电源中性点不接地的供电系统单相接地保护的整定
3 3.2
4
随着10kV供电系统电网的不断扩大，对地电容电流也随之增加，发生单相接地故障后故障电流比较大，需要立即跳闸，为了提高单相接地故障后保护跳闸的可靠性，将电源中性点串联一个电阻后接地，发生单相接地故障后故障电流就成为对地短路电流。
此时零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流，发生单相接地故障后故障电流为对地短路电流。
零序过电流保护整定可以按照躲过三相不平衡电流来
整定。
单相接地保护动作的可靠性就可以提高。
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小电流接地系统零序方向保护和大电流接地系统零序方向保护地区别
小电流接地系统必须要有零序，自产零序只能用在大电流接地系统中.小电流接地系统不能用自产零序地原因：小电流接地系统发生单相接地故障
时，零序电流地大小为其他非故障线路非故障相电容电流之和.对于单回路线路
来说，其零序电流为零，所以小电流接地系统不能用自产零序.小电流接地系统地零序电流保护必须要有专用地零序电流互感器，所以装置也必须要有专门地零序电流通道.b5E2R。
大电流接地系统发生单相接地故障时，其零序电流地大小为其他两相电流之和，所以可以用自产零序来作为零序电流保护地动作判据.p1Ean。
对于变压器来说，小电流接地系统中性点是不接地地，所以其中性点没有专门地零序电流互感器，而对于大电流接地系统来说，中性点是直接接地地，所以其中性点可以装专门地零序电流互感器来检测流过中性点地零序电流，因此大电流接地系统有中性点零序电流保护和接地零序电流保护.DXDiT。
对于大电流接地系统来说，其变压器中性点地零序电流保护要注意其极性端地抽取，对于微机保护来说，大电流接地系统地零序方向保护都有两相定值“方向指向母线〞和“方向指向变压器〞需要设置，其方向定义不同，那么零序电流和零序电压地相位关系即不相同：选择“方向指向母线〞时零序电压超前零序电流
度左右，选择“方向指向变压器〞时零序电流超前零序电压度左右.RTCrp。
要区分一种装置适用于小电流接地系统还是适用于大电流接地系统，可以从一下方面来判断：
〕首先根据动作判据来区分，确定其零序电流使用地是自产零序还是经过专门地零序电流通道地零序电流.
〕根据零序方向保护地动作区间来区分，一般来说小电流接地系统正常时零序电流超前零序电压度，故障时零序电流滞后零序电压度，所以其动作区间一般应该为度—度；大电流接地系统故障时零序电流超前零序电压度，其动作区间一般为度—度左右.5PCzV。
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间隙电流保护地原理
传统地保护变压器中性点平安地方法是：将全系统所有变压器地零序过流保护地出口都横向并联在一起，去启动一个公用地出口部件，这个部件叫零序公用中间.
但中性点接地地变压器零序过流保护动作后，去启动公用中间，零序公用
中间动作后先去跳开变压器中性点不接地地变压器，如果故障依然存在，然后再去跳开中性点接地地变压器，这样存在地问题是容易造成一次跳开几台变压器，
导致全系统大面积停电.jLBHr。
间隙电流保护就是在中性点不接地变压器地中性点附件安装一个击穿间隙，正常时变压器还是不接地运行地，当变压器内部发生故障，当中性点地对地电位升高造成间隙击穿，产生间隙电流，利用此间隙电流地大小即可作为保护中性点绝缘不被击穿地判据.xHAQX。
间隙电流保护是保护中性点不接地变压器中性点绝缘平安地，而中性点零序电流保护是保护中性点接地变压器中性点平安地，所以间隙电流保护和中性点零序电流保护不需要同时投入.间隙电流保护采用地零序比中性点零序要小，所以
间隙电流保护零序变比必须要单独设置，不能和中性点零序共用一个变比.间隙保护分间隙电流保护和间隙电压保护，间隙电流保护使用地是流过击穿间隙地零序电流作为动作判据；而间隙电压保护是变压器发生故障造成全系统失去中性点时，母线开口三角形绕组两端会产生很大地零序电压，因此可以以零序电压来作为威胁变压器中性点平安地判据.LDAYt。
间隙电流互感器安装在间隙与中性点之间，这样在间隙没有被击穿时是没有间隙电流地.间隙电流互感器地极性端以指向大地为正，这和中性点地正方向是相反
地.Zzz6Z。
2/2。