电力系统继电保护—零序保护
电力系统继电保护问答
电力系统继电保护问答 05电力系统继电保护问答 556.在大短路电流接地系统中,为什么有时要加装方向继电器组成零序电流方向保护?答：在大短路电流接地系统中，如线路两端的变压器中性点都接地，当线路上发生接地短路时，在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过，其情况和两侧电源供电的辐射形电网中的相间故障电流保护一样。
为了保证各零序电流保护有选择性动作和降低定值，就必须加装方向继电器，使其动作带有方向性。
使得零序方向电流保护在母线向线路输送功率时投入，线路向母线输送功率时退出。
57．零序(或负序)方向继电器的使用原则是什么?答：零序电流保护既然是作为动作机率较高的基本保护，故应尽量使其回路简化，以提高其动作可靠性。
而零序功率方向继电器则是零序电流保护中的薄弱环节。
在运行实践中，因方向继电器的原因而造成的保护误动作时有发生。
因此，零序(或负序)方向继电器的使用原则如下：(1)除了当采用方向元件后，能使保护性能有较显著改善的情况外，对动作机率最多的零序电流保护的瞬时段，特别是“躲非全相一段”，以及起后备作用的最末一段，应不经方向元件控制。
(2)其他各段，如根据实际选用的定值，不经方向元件也能保证选择性和一定灵敏度时，也不宜经方向元件控制。
(3)对平行双回线，特别是对采用单相重合闸的平行双回线，如果互感较大，其保护有关延时段必要时也包括灵敏一段，一般以经过零序方向元件控制为宜，因为这样可以不必考虑非全相运行情况下双回线路保护之间的配合关系，从而可以改善保护工作性能。
(4)方向继电器的动作功率，应以不限制保护动作灵敏度为原则，一般要求在发生接地故障且当零序电流为保护起动值时，尚应有2以上的灵敏度。
58.大短路电流接地系统中．输电线路接地保护方式主要有哪几种?答：大短路电流接地系统中，输电线路接地保护方式主要有：纵联保护(相差高频、方向高频等)、零序电流保护和接地距离保护等。
59．什么是零序保护?大短路电流接地系统中为什么要单独装设零序保护?答：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，利用这些电量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
电力系统继电保护—零序保护
IK1
Z1
I K1
Z2
将I
K1代入I
表达式，整理
K0
Z0
得：
I K0
UK 0 Z1 2Z0
I K0
16/58
如何求取单相、两相接地的最大零序电流？
已知：
I (1) K0
UK 0 2Z1 Z0
I (1,1) K0
UK 0 Z1 2Z0
1 2 Z0
I (1) K0
I (1，1) K0
Z1 2Z0 2Z1 Z0
35/58
I K I III
III
set
rel unb. max
31/58
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，需要方向判别元件。
32/58
2.3.7 对零序电流保护的评价
1）灵敏度高——几乎不受负荷电流影响。 2）受运行方式影响较小——间接影响。 3）三相对称时，几乎没有影响。如振荡、
如果零序电流Ⅱ段的灵敏度不够，则与下一级
线路的零序Ⅱ段电流定值进行配合。
26/58
Z0M
1 Im0
IM0
Z0P
Im0
Z0P Z0M Z0P
IM0
1 Kb0
IM 0
Kb0
IM0 Im0
Z0M Z0P Z0P
——反映了：分流关系
27/58
由I m 0
1 Kb0
IM 0
得到零序Ⅱ段电流定值计算公式：
I (1) K0
UK 0 2Z1 Z0
I (1,1) K0
UK 0 Z1 2Z0
19/58
求单相、两相接地的最大零序电流：
（b）Z1 Z0 时，
电力系统继电保护课后答案
花了点点时间把课后答案整理了下·这里只是整理了方大神勾的题··没有弄计算题·由于不知道怎么脑残了··居然从第九章开始了··然后又没有找到怎么倒置·将就看哈··如果有错求告知啊··好了·骚年们··加油背书吧！！第九章1.试描述装设母线保护的基本原则当双母线同时运行或母线分段单母线时，供电元件的保护装置则不能保证有选择性地切除故障母线，因此应装设专门的母线保护,具体情况如下：1）在110KV及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续进行，应装设专门的母线保护2）110KV及以上的单母线，重要发电厂的35KV母线或高压侧为110KV及以上的重要降压变电所的35KV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。
为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。
2.简述电流比相式母线保护（P172）根据母线外部故障或内部故障时连接在该母线上各元件电流相位的变化来实现的。
优点：1.动作条件与幅值无关，因此不要求各电流互感器变化相同。
2，因该保护不受不平衡电流的影响，保护灵敏度较高。
3.简述母线的完全差动保护（P167）在母线的所有元件上装设有相同变比和特性的电流互感器。
整定计算原则：躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流，电流互感器二次回路断线时误动。
灵敏度高，选择性好，适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况。
不能用于双母线系统。
4.断路器失灵保护的作用是什么？（P176）当故障线路的继电保护动作发出跳闸信号后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其他有关的断路器，将停电范围限制到最小。
5.试述判别母线故障的基本方法（P172)通过二次母线差动保护信号判别。
电力系统继电保护(详细版)
1. 电力系统的三种状态：正常运行，不正常运行和故障运行。
2. 继电保护的任务和作用：①当电力系统发生故障时，自动，迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。
②反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。
反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。
③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
3. 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
4. 继电保护装置一般由测量比较元件，逻辑判断元件和输出元件三部分组成。
测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出是非或0或1性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息，发出警报或不动作。
5. 电流保护的接线方式有三种：①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③；两相两继电器的不完全星形接线。
6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos ψ=1时，加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。
7. 90°接线方式的主要优点是：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相见电压，其值很高；第二，适当地选择继电器的内角α后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。
电力系统继电保护知识
零序电流分支系数的选择要考虑哪些情况？答：零序电流分支系数的选择，要通过各种运行方式和线路对侧断路器跳闸前或跳闸后等各种情况进行比较，选取其最大值。
在复杂的环网中，分支系数的大小与故障点的位置有关，在考虑与相邻线路零序电流保护配合时，按理应利用图解法，选用故障点在被配合段保护范围末端时的分支系数。
但为了简化计算，可选用故障点在相邻线路末端时的可能偏高的分支系数，也可选用与故障点位置有关的最大分支系数。
如被配合的相邻线路是与本线路有较大零序互感的平行线路，应考虑相邻线路故障在一侧断路器先断开时的保护配合关系。
什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护？答： (1)主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
(2)后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。
后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。
1)远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
2)近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。
(3)辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
(4)异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑？答：1）变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。
遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程规定或实际情况临时处理。
变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。
当变压器检修时，可作特殊运行方式处理，例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。
2)变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。
电力系统继电保护
、继电保护装置的作用：能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号。
2、继电保护装置的基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。
选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电围，保护装置这样动作就叫做有选择性。
快速性：目前，断路器的最小动作时间约为0.05～0.06秒。
110KV 的网络短路故障切除时间约为0.1～0.7秒；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于不允许长时间电压降低的用户，一般约为0.5～1.0秒。
对于远处的故障允许以较长的时间切除。
灵敏性：保护装置对它在保护围发生故障和不正常工作状态的反应能力称为保护装置的灵敏度。
可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护围发生故障时，不因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。
保护装置的选择性、快速性、灵敏性、可靠性这四大基本要相互联系而有时又相互矛盾的。
在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。
一般说来，选择性是首要满足的，非选择性动作是绝对不允许的。
但是，为了保证选择性，有时可能使故障切除的时间延长从而要影响到整个系统，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。
3、继电保护的基本原理继电保护装置的三大组成部分：一是测量部分、二是逻辑部分、三是执行部分。
继电保护的原理结构图如下：第一章电网相间短路的电流电压保护一、定时限过流保护的工作原理及时限特性1、继电保护装置阶梯形时限特性：各保护装置的时限大小是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的保护，其动作时限越长，用t1、t2、t3分别表示保护1、2、3的动作时限则有t1>t2>t3，它好比一个阶梯，故称为阶梯形时限特性。
定时限过流保护的阶梯形时限特性如下图：二、电流电压保护的常用继电器1、继电器的动作电流：使继电器刚好能够动作的最小电流叫继电器的动作电流Id.j。
继电保护大总结之零序保护
继电保护大总结之零序保护华图教育-—崔琳琳继电保护是国家电网考试电学专业类考试的必考科目，根据刚刚过去的2016年国家电网第一批校园招聘的统一考试来看，四门专业课凸显了继电保护的重要性而弱化了电力系统分析，往年的计算型选择题主要集中在电力系统分析这个科目，而今,老大难问题却出现在了继电保护这个人人头疼的科目上。
继电保护的特点就是知识点多而杂，很多小伙伴在电流保护、零序保护、距离保护、纵联保护、纵差保护、高频保护等众多保护措施以及选择上老虎老鼠傻傻分不清楚。
为了方便小伙伴们，尤其是即将参加2016年二批专业类的小伙伴们的专业备考，华图教育细心的给大家分章节整理了继电保护的重要知识点，下面来看看大伙儿的老大难问题—-零序保护。
零序保护与电力系统分析有很大的关联，属于电力系统分析和继电保护两门学科的交叉性知识点，回忆零序电流的出现原因,大家马上就能想到两个字——接地。
确实,要看是否有零序电流关键是看系统的中性点接不接地，在接地的基础上还要看发生短路的类型，我们非常熟悉的三相短路由于是对称短路，只存在正序分量而被排除在外。
而另一个大家很容易混淆的知识点就是负序电流,负序电流是否存在则要看短路的类型究竟是不是不对称短路。
但是在这里,零序保护却不是看是否中性点接地并发生接地短路，零序保护适用于中性点直接接地系统(大接地系统）中。
学好了零序保护能帮你解决很多电力系统分析中的难点，对于零序保护我们就易错点做出以下总结:一。
填空题1.中性点直接接地电网发生单相接地短路时，零序电压最高值在(接地故障点）处，最低值在（变压器接地中性点）处.2。
三段式零序电流保护由瞬时零序电流速断保护、（限时零序电流速断）保护和（零序过电流）保护组成。
3.零序电流速断保护与反应相间短路的电流速断保护比较，其保护区(长），而且（稳定)。
4。
零序过电流保护与反应相间短路的过电流保护比较,其灵敏性（高），动作时限（短）。
5。
绝缘监视装置给出信号后,用（依次断开线路）方法查找故障线路，因此该装置适用于（出线较少）的情况。
电力系统继电保护 习题答案 2
征，在短路故障的流动方向正是保护应该动作的方向，并且流动幅值大于整定幅值时，保护动作跳闸。
适用于多断电源网络。
优点：多数情况下保证了保护动作的选择性、灵敏性和速动性要求。
缺点：应用方向元件是接线复杂、投资增加，同时保护安装地点附近正方向发生是你想短路时，由于母线电压降低至零，方向元件失去判断的依据，保护装置据动，出现电压死区。
（3）零序电流保护：正常运行的三相对称，没有零序电流，在中性点直接接地电网中，发生接地故障时，会有很大的零序电流。
故障特征明显，利用这一特征可以构成零序电流保护。
适用网络与110KV及以上电压等级的网络。
优点：保护简单，经济，可靠；整定值一般较低，灵敏度较高；受系统运行方式变化的影响较小；系统发生震荡、短时过负荷是不受影响；没有电压死区。
缺点：对于短路线路或运行方式变化较大的情况，保护往往不能满足系统运行方式变化的要求。
随着相重合闸的广泛应用，在单项跳开期间系统中可能有较大的零序电流，保护会受较大影响。
自耦变压器的使用使保护整定配合复杂化。
（4）方向性零序电流保护：在双侧或单侧的电源的网络中，电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地，由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，因此在变压器接地数目比较多的复杂网络中，就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。
利用正方向和反方向故障时，零序功率的差别，使用功率方向元件闭锁可能误动作的保护，从而形成方向性零序保护。
优点：避免了不加方向元件，保护可能的误动作。
其余的优点同零序电流保护。
缺点：同零序电流保护，接线较复杂。
（5）中性点非直接接地系统中的电流电压保护：在中性点非直接接地系统中，保护相间短路的电流、电压保护与中性点直接接地系统是完全相同的。
仅有单相接地时二者有差别，中性点直接接地系统中单相接地形成了短路，有短路电流流过，保护应快速跳闸，除反应相电流幅值的电流保护外，还可以采用专门的零序保护。
而在中性点非直接接地系统中单相接地时，没有形成短路，无大的短路电流流过，属于不正常运行，可以发出信号并指出接地所在的线路，以便尽快修复。
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I&K0
Z1
U&K0 Z2
Z0
Z 2
工程中 ： Z1， Z取 2
I&K0
U&K 0 2Z1 Z0
Z0
I&K 0
15
（2）两相接地的零序电流
I&K1
Z1
U&K0 Z2//Z0
Z1
I&K 1
I&K0
Z2 Z2 Z0
I&K1
Z 2
将 I& K1代 入 I& K 0表 达 式 ， 整 理 Z 0
3）躲开非全相运行又发生系统震荡时，所出现的
最大零序电流。
12
按照“躲开本线路末端的最大零序电流”考虑， 可以得到零序电流Ⅰ段保护的整定方法：
I0 Is.e t KrIel3I0.max
其中K，rIel—可靠系数1，.2～ 取1.3； 3I0.max—线路末端的最大流零。序电
注：经过分解或合成后，零序分量通常以3倍的形 式出现。
Z0 11 0
Z1
I&K(10) I&K(10， 1)
1＋ 1 3
I&K(10)
U&K 0 2Z1 Z0
因此，最大零序电流为：
I& K0.max
IK (10,1)
U&K0 Z12Z0
I (1,1) K0
U&K 0 Z1 2Z0
20
注意：上式求出的是短路点的零序电流， 应当换算为保护安装处的零序电流。
Z0M
Z0N
I&M 0
I&K 0 I&N 0
保护安装处的零序电流 I&M 0 为：
C I& I&M0
Z0N Z0M Z0N
I&K0
M0 K0
另 一 侧 有 ： I& N 0C N 0I& K 0 （其中，CN0
Z0M ） Z0MZ0N
显 然 ， 存 在 关 系 ： C M 0 C N 0 1
22
Z0M
Z0N
I&M 0
I&K 0
保护安装处的零序电流 I0 M 为：
I&M0
Z0N Z0M Z0N
I&K0
CM
0
I&K0
其 中 ， C M 0 Z 0 M Z 0 N Z 0 N — M 侧 零 序 电 流 分 配 系 数 。
21
注意：上式求出的是短路点的零序电流， 应当换算为保护安装处的零序电流。
第 2.3 节 中性点直接接地系统中接地短
路的零序电流及方向保护
1
主要针对中性点直接接地系统（大电流接 地系统）。 特征和差异： 1）电力系统正常运行时，三相对称，没有负
序和零序分量。 2）不对称故障时，会产生负序或零序分量。
其中，零序分量（特征）总是伴随着不对 称接地故障的发生而产生，据此，可构成 反映不对称接地故障的零序电流保护。
Z0M
1 Im0
IM 0
Z 0P
I& m0
Z0P Z0M Z0P
I& M0
1 K b0
I&M 0
Kb0
IM0 Im0
Z0M Z0P Z0P
——反映了：分流关系
27
由Im0
1 Kb0
IM0
得到零序Ⅱ段电流定值计算公式：
I II set.1
KII rel
I
Kb0.min
I set.2
为了保证保护1的第Ⅱ段不误动,从公式和
5
2.3.2 零序分量的获取
依3 F 据 0 F A F ： B F C ,计算或连接
A
B
C
Uc
UA
Ub
Ua
Ua
U0
3U0
3U0
6
自产零序
2.3.2 零序分量的获取
依3 F 据 0 F A F ： B F C ,计算或连接
A
B C
Ub
UA
Ua
Ua
UU0c
3U0
3U0
（开口三角）
另外，说明一点： 由 于 I& K0.m axm ax 2Z1 U & K 0Z0,Z1 U & K 2 0Z0
所以，正序阻抗（对应系统运行方式）的 影响是间接的。
24
I& K0.m axm ax 2Z1U & K 0Z0,Z1 U & K 20Z0
为了让零序电流的保护范围比较稳定，通常要求： 每个变电站的接地阻抗尽可能变化小。
35
n TA
IA I A
三相二次、一次I关系：
Z1
I A
Z2 Z
ZL
3I 0I aI bI c
n1 TAI AI BI C n1 TAI AI BI C
10
零序电流滤过器的不平衡输出
单相二次、一次I关系：
Ia
1 n TA
Ia'
IA
Ia'
1
n TA
IA I A
三相二次、一次I关系：
误 不IZ差 平1 A衡 ，电 称Z Z流 为2 ：IunZb L
因此，需要方向判别元件。
32
2.3.7 对零序电流保护的评价
1）灵敏度高——几乎不受负荷电流影响。 2）受运行方式影响较小——间接影响。 3）三相对称时，几乎没有影响。如振荡、
过负荷等。 4）出口短路无“死区”——零序电压最大。 5）耐高阻接地的能力强。 6）一般情况下，第III段的延时短。
33
t
3I 0I aI bI c
n1 TAI AI BI C n1 TAI AI BI C
11
2.3.3 零序电流保护的整定 原则、方法与单电源的电流保护相类似。
一、零序电流Ⅰ段保护
1）躲开本线路末端单相或两相接地短路可能出现
的最大零序电流
。
2）躲开断路器三相不同时合闸时出现的最大零序
电流 3 I 0 .u n b 。
A2
B1
C
D
K
Q I 0 I . s e t . 1 K r e l 3 I 0 . m a x K r e l3 C M 0 . m a x I K 0 . m a x
整定时，取：
1）Z0N为最大，Z0M为最小；
2）IK0.max
max2Z1U&K0Z0
,
U&K0
Z1
2Z0
23
校验最小保护范围时，取零序电流为最小值 进行计算。
得 ：
I&K0
U&6
如何求取单相、两相接地的最大零序电流？
已知：
I&K(10)
U&K 0 2Z1 Z0
I (1,1) K0
U&K 0 Z1 2Z0
I&K(10) I&K(10，1)
Z1 2Z0 2Z1 Z0
1 2 Z0
Z1 2 Z0
12211
Z1
3 2 3
其中ZZ01， 1
17
如何求取单相、两相接地的最大零序电流？
已知：
I&K(10)
U&K 0 2Z1 Z0
I (1,1) K0
U&K 0 Z1 2Z0
I&K(10) I&K(10，1)
Z1 2Z0 2Z1 Z0
1 2 Z0
Z1 2 Z0
Z1
3 2 1＋
3
3
12211
18
求单相、两相接地的最大零序电流：
7
2.3.2 零序分量的获取
依3 F 据 0 F A F ： B F C ,计算或连接
A
B C
Uc
UA
Ub
Ua
Ua
U0
3U0
3U0
8
零序电流分量的获取方法：
A B C 3 I0
3 I0
架空线
电缆线
9
零序电流过滤器的不平衡输出
单相二次、一次I关系：
Ia
1 n TA
Ia'
IA
Ia'
1
电流保护的概念可以得出：
整定值必须取最大——对应的分支系数取
最小(分流最大)，保证不误动。
28
校验零序Ⅱ段时，考虑线路末端短路的最小零序 电流，故没有分支系数的影响，但存在分配系数的 影响。
灵敏度要求： KsIeInI0.I末 sIeI端 .t1 最小1.5 1 Im0
29
分配系数与分支系数的关系：
目的是：让 Z0 变化最小——>电流变化最小。 当然，接地阻抗不变为最好。
25
二、零序电流Ⅱ段保护
与下一级线路的零序Ⅰ段电流定值进行配合 （电流、时间两方面的配合）。
注意：电流的另一种分流关系(分支系数)！ （下面介绍）
如果零序电流Ⅱ段的灵敏度不够，则与下一级
线路的零序Ⅱ段电流定值进行配合。
26
（ a） Z1Z0时，
Z0 11 0
Z1
I&K(10) I&K(10， 1)
1＋ 1 3
因此，最大零序电流为：
I& K0.max
IK (10)
U&K0 2Z1Z0
I&K(10)
U&K 0 2Z1 Z0
I (1,1) K0
U&K 0 Z1 2Z0
19
求单相、两相接地的最大零序电流：
（ b） Z1Z0时，
13
其中，躲开本线路末端的最大零序电流应当
考虑：单相和两相接地。
（1）单相接地的零序电流
Z1