零序方向电流保护试验
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
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。
《继电保护》课件——零序过电流保护测试-(实操)
NSP788-R
In
Ia
X1-19 117 3Io 118
X1-20
In
Ib
X1-21 121 3Ioj 122
X1-22
Ua
Ub
Uc
Un
X1-1 X1-2 X1-3 X1-4 X1-29 X1-33
101 Ua 102 Ub 103 Uc 104
511 513
X1-26 DC 110V X1-27
611 613
503 + = - 505
=
A相电流 电
B相电流 流
C相电流
回 路
A相电压 电 压
B相电压 回 C相电压 路
公共端
信
保护跳闸
号 开
出
装置电源
三、试验过程
01 试验接线
➢ 1.正确接线，导线连接可靠。 ➢ 2.接线完成后，由团队成员用万用表检查接线。 ➢ 3.确定无误后，打开继保仪，摁下功放，给装置送电。
503 + == - 505
公共端 信
保护跳闸
号 开
出
装置电源
3.电流输入不同
五、试验数据分析
将试验结果同整定值比较进行分析
保护类型
电流定值 电流动作值 电流误差 时间定值 动作时间 时间误差
零序过流保护Ⅰ 段
2A
2A
0%
0.5S
0.51S
2%
零序过流保护Ⅱ 段
1A
1A
0%
1误差符合规范要求
503 + == - 505
灵敏零序电流 零 序 电 流
零序电流 回 路
A相电压 电 压
B相电压 回 C相电压 路
公共端 信
零序电流方向保护测试
在双侧或多侧电源的网络中，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。
在零序电流保护上增加功率方向元件，利用正方向和反方向故障时，零序功率方向的差别，来闭锁可能误动作的保护，从而保证动作的选择性。
下面以PSL 602G 数字式线路保护装置为例，介绍零序电流方向保护的测试方法。
其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
该保护装置的零序电压3U0 由保护自动求和完成，即3U0＝Ua+Ub+Uc。
零序电压的门坎按浮动计算，再固定增加0.5V，所以零序电压的门坎最小值为0.5V。
零序方向元件动作范围：其灵敏角在-110°，动作区共150°。
1、保护相关设置：（1）保护定值设置：（2）保护压板设置：在“保护定值”里，把控制字2（KG2）设为0001，即只把“KG2.0=1，即零序Ⅰ段方向投入”，其他均置为“0”，含义是：只投入带方向的灵敏段Ⅰ段保护。
在保护屏上，投“零序总投入”、“零序Ⅰ段”硬压板。
2、试验接线：将测试仪的电压输出端“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”分别与保护装置的交流电压“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”端子相连。
将测试仪的电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的交流电流“Ia”、“Ib”、“Ic”（极性端）端子相连；再将保护装置的交流电流“Ia＇”、“Ib＇”、“Ic＇”（非极性端）端子短接后接到“Io”（零序电流极性端）端子，最后从“Io＇”（零序电流非极性端）端子接回测试仪的电流输出端“In”。
将测试仪的开入接点“A”、“B”、“C”分别与保护装置的分相跳闸出口接点“跳A”、“跳B”、“跳C”接点相连，将测试仪的开入公共端“+KM”与保护装置的公共端相连。
试验过程中也可以直接接一个开入量接点。
图1.8.2 PSL-602G 零序过流方向保护测试接线图3、零序过流方向保护测试（即灵敏角测试）：在“交流试验”菜单里，可以用手动或自动两种方式分别对零序过流方向保护各段进行测试。
零序功率方向继电器正确接线的判定和校验
图1 单相系统的方向继电器的接线 方向继电器暂时也沿用感受阻抗的说法，令Zj＝Uj/Ij，这个感受阻 抗的角度是保护安装处的电压电流之间的角度，由于可能受弧光电阻的 影响，一般Zj的角度可能要小于70°。而方向继电器在R，X阻抗复平面 上的动作区，是以70 °方向为最大灵敏角的上半平面。从极坐标的角度 说，它的动作区是从－20 °开始，沿逆时针方向至160°为止。从方向阻 抗继电器的角度说，它相当于以70°方向的无穷长轴作直径，圆的直径 的一端在原点，另一端在无穷远处，因而这个圆内动作区，就是前述的 从－20°开始，沿逆时针方向，直到160°为止的动作区。加在方向继电 器端子上的电流电压向量图，应这样规定：以流过方向继电器的电流向
下原因：在线路功率送受四象限图上，Ij向量的方向选R轴的正方向， 而零序功率方向继电器带负荷测量时，Ij是轮流引入IA，IB，IC，而电 压UA不变，因而在同一张功率送受四象限图上，就很难来绘制上述三 种情况的向量图。引用感受阻抗的概念，使我们绕过这一难点，感受阻 抗的角度是从实轴算起，它描述的是Uj领先Ij的角度，又符合R，X阻抗 复平面上的概念，因而把ZAA，ZAB，ZAC三个复阻抗同时在一个平面 上表达就没有问题。 下面举一实例：某线路受有功10MW，受无功70MVAR，模拟出口 KA接地短路，即将U端引向SA601。当电流通IA时，测得角度为－ 100°，继电器制动；当电流通IB时，测得角度为20 °，继电器动作；当 电流通IC时，测得角度为140°，继电器也动作。相位表测得角度均以电 压领先电流的角度为正。按本文方法绘制R，X阻抗复平面，零序功率 方向继电器的动作区，同时画出方向继电器的感受阻抗ZAA，ZAB， ZAC，并注明动作情况。从图可见，零序功率方向继电器的接线是正确 的。 此主题相关图片如下：
零序方向保护
1采用零序方向保护的意义我国电力系统中性点接地方式有3种：中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地方式。
110 kV及以上电网的中性点均采用第1种接线方式，在这种系统中发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。
在大接地电流系统中发生单相接地故障的概率很高，可占总短路故障的70%左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障，以免危及电气设备的安全。
大接地电流系统接地短路时，零序电流、零序电压和零序功率的分布与正序分量、负序分量的分布有明显区别：a.当系统任一点单相及两相接地短路时，网络中任何处的三倍零序电流和电压都等于该处三相电流或电压的矢量和，即：? ? 3U0=UA+UB +UC? ? 3I0＝IA＋I B＋ICb.系统零序电流分布只与中性点接地的多少及位置有关，图1为系统接地短路时的零序等效网络。
式中??EΣ——电源的合成电动势；Z0T1、Z0T2——变压器T1、T2的零序阻抗；Z01、Z02——短路点两侧线路的零序阻抗。
当发电厂M侧的变压器中性点接地点增多时，Z0T1将减小，从而使I0和I01增大，I02减小。
反之，I0和I01减小，I02增大。
如果发电厂N侧的中性点不接地，则Z0T2=∞，I01也将增大且等于I0。
两相接地短路时也可得到相应的结论。
c. 故障点的零序电压最高，变压器中性点接地处电压为0，保护安装处的电压U0A=-I0Z0T1，如图2所示。
d. 零序功率S0=I0U0。
由于故障点的电压U0最高，对应故障点的S0也最大。
越靠近变压器中性点接地处S0越小。
在故障线路上，S0是由线路流向母线。
? ? 综上所述，中性点直接接地系统发生接地短路时，将产生很大的零序电流分量，利用零序电流分量构成零序电流保护，可作为一种主要的接地短路保护。
因为它不反映三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以有较好的灵敏度。
如线路两端的变压器中性点都接地，当线路发生接地短路时，在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过。
微机继电保护测试仪如何设置零序电流试验和负序电流试验参数
微机继电保护测试仪如何设置零序电流试验和负序电流试验参数电力工作者在日常的工作中，经常需要对电力变压器和继电器进行相应的试验，用来判断其性能的好坏，在试验的过程中，需要进行零序电流试验和负序电流试验，本文就以YTC1000微机继电保护测试仪为例，来给大家简单介绍这两种试验之前应当如何进行参数设置。
设置零序电流试验参数：
零序保护主要用于线路接地故障的保护，而接地故障中最为典型的当属单相接地，故本试验中以单相接地进行测试。
本试验根据测
试项目和故障类型的选择，分别由若干个子试验项目构成，各子项目的试验过程见“速断及过流”。
3Io：各段的零序定值。
故障限时：每次子试验项目从进入故障到结束之间的时间，一般地，应保证保护在该时间内可以完成整个“跳闸→重合闸→永跳”的过程。
电流整定倍数：各段零序定值的测试倍数，倍数可由用户任意设置。
故障类型：各段需要进行测试的故障类型，可以设置各个故障类型的故障方向。
设置负序电流试验参数：
负序电流试验用于分析负序电流保护各段动作的灵敏性和可靠性。
各子项目的试验过程见“速断及过流”。
I2：各段的负序定值。
故障限时：每次子试验项目从进入故障到结束之间的时间，一般地，应保证保护在该时间内可以完成整个“跳闸→重合闸→永跳”的过程。
电流整定倍数：各段负序定值的测试倍数，倍数可由用户任意设置。
故障类型：各段需要进行测试的故障类型。
不同的厂家生产的微机继电保护测试仪的试验方法差不多，电力工作者需要熟练掌握参数的设置方法，这样才能达到测试精度。
保护试验经验
一．“过流、零序、距离加速II/III段、阻抗相近”只得用“状态序列”档：“状态1”设能保护动作重合的量，“状态2”空载，时间要略大于重合闸动作时间，“状态3”设要加速的动作量。
二．过流保护实验：用“电压/电流”档时，要注意动作相电流的角度，方向元件采用90°接线方式，－90°<arg(U/I)<30°,因此若所加电压量为标准量，则正方向故障Ia的角度范围为－120°－0°，Ib的角度范围为120°－240°，Ic的角度范围为0°－120°。
把电流定值全设置好，把电压、方向闭锁控制字也设置好，用测试仪的电流量加大超过I段电流定值，时间超过III段时间定值，电压值小于闭锁定值，角度为正方向。
加量后，装置会显示电流I、II、III段先后动作。
改变电流量、电压值、角度可以测试各种闭锁条件。
这样可以同时测试3段定值的动作、闭锁情况，只需各2遍，而不需6遍。
而后再试“PT断线退出相关元件或退出保护段”。
三．低周/低压减载：用“频率/滑差”挡。
①测试项目：动作值②变量选择：频率/线电压幅值/相电压幅值（最好选择线电压，因为定值是按线电压设置的）③复归值：50Hz/90v/57v④滑差d/dt：（设置比定值小）（注意：对于同样的定值，该处对于相电压与线电压是不一样的，差1.732倍）⑤搜索起点：49Hz/88v/56.8v⑥搜索终点：45Hz/60v/50v⑦步长：（滑差d/dt * 每步时间）⑧每步时间：（>）0.2s假设低压定值为闭锁电压90v，滑差10v/s，时间1s。
（这时若变量选择相电压幅值，则滑差值最多只能设10/1.732 = 5.7736以下，电压只能选择90/1.732 = 51.96以下）低周定值为频率定值48 Hz，闭锁电压90v，滑差10 Hz /s，时间1s。
四．零序过流：不能用“电压/电流”档，只能用“整组试验”或“零序保护”（只有接地故障，无相间故障）。
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零序方向保护是根据线路上的零序电流和零序电压的相位比较，来确定是否动作。
正方向线路接地时，零序电流超前零序电压，保护动作；反方向零序电流滞后零序电压不动作。
以A相接地为例。
零序电流相位就是线路的阻抗角，约为70°。
A相电压下降，零序电压与A相相位相反，为180°。
零序电流超前零序电压110°，保护动作。
试验时，楼主可以固定零序电压，通过变动零序电流的角度来测得零序方向保护的灵敏角。
现在继电保护大都是微机保护了，但是保护原理还是和以前相同的。
楼主可以参考以下继电保护技术问答上面的题目。