第五章--接地短路零序保护(新)复习过程

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继电保护第五章接地保护

继电保护第五章接地保护
可能出现的最大不平衡电流
动作时间:从零序网的最末级开始按阶梯 原则向电源方向推算
5.3 中性点直接接地电网的零序方向电流保护
中性点直接接地电网中发生接地短路时,零序功 率
总是由故障点指向各个中性点。在变压器较多的 复
杂网络中,必须考虑零序保护动作的方向性
T1
1 K1(1) 2
电流,根据补偿程度不同,可分为:
(1)完全补偿 (2)欠补偿 (3)过补偿
根据上述结论,构成以下零序保护 1、反应稳态过程的接地保护 采用绝缘监视装置:利用电网出现零序电压的
特点,实现无选择性的接地保护,同前
零序电流保护:如果经补偿后的残余电流仍能 满足选择性和灵敏要求时产用
反应接地电流有功分量保护(不可靠很少用) 反应高次谐波分量的保护:电网中5次谐波数值
在中性点和大地之间接入一个带铁芯的电感线 圈L,当发生单相接地故障时,在接地点就有 一个电感分量的电流通过,此电流和原系统中 的电容电流相抵消,就可以减少故障点的接地 电流,因此称它为消弧线圈。
在零序电压作用下,零序电流(电容电流)经消 弧线圈流回,选择电感的大小,可使单相接地
消弧线圈的作用就是用电感来补偿接地点的电 容
第五章 电网的接地保护
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
第二节 中性点直接接地电网的零序电流保 护
第三节 中性点直接接地电网的方向电流保 护
第四节 中性点非直接接地的接地保护 第五节 对电网接地保护的评价与应用
5.1 中性点直接接地电网接地短路时的零序电压、 零序电流和零序功率
规定: ①零序电流的正方向由母线流向线路 ②零序电压的正方向从高电位指向低电位
T1

零序保护原理.pptx

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们,在正、反方向接地短路时零序电压超前
零序电流的角度都只与保护安装处与短路方
向相反一侧零序阻抗的阻抗角有关。在正方
向短路时,零序电压超前零序电流的角度是
保 个

安,装角处度反是方一向个零负序角阻,抗零的序阻电抗流角超1再8前0反0 于一
零序电压。在反方向短路时,零序电压超前
零序电流的角度是保护安装处正方向零序阻
将三倍零序电流往超前方向旋转一l 个 角,得到3相I0 3I0e jl
量 l3I0 ,式中 为线路零序阻抗的阻7抗80 角,例如为 ,
按 的
下 共
式 轭
求 相
得 量
该 与P电 电0 流 压Re相 乘3U量 积 0 的3Iˆ实0与 部零3U)序0 :电3I压0 c产os生 的l有






(5)
抗的阻抗角,角度是正角,零序电流滞后于
零序电压。正、反方向短路时零序电压超前
于零序电流的角度截然相反,因此可用以区
分正、反方向短路。(3)和(4)两式是构
成零序方向继电器的基础。
第5页/共9页
零序方向继电器的实现方法
• 按零序功率的幅值比较方式实现
• 900系列线路保护中的零序方向继电器采用本方法实现。首先
器配合的零序电流继电器的定值,这些也都是为了使反方向
方向元件更加灵敏,使它动作后闭锁优先。

• 在零序电流方向保护中使用第7的页/零共9序页方向继电器无需正、反方
零序方向继电器的性能评述
㈠ 正方向短路和反方向短路时零序电压和零序电流的夹角截然相反, 动作边界十分清晰,因此性能良好,有良好的方向性。
㈡ 继电器的动作行为与负荷电流无关,与过渡电阻大小无关。 负荷电流是正序电流,因此负荷电流的大小不会影响零序方向继

零序保护

零序保护

Ⅳ段。与相间短路电流保护类同,零序电流第1、Ⅱ段为线路接地故障的
主保护,而第Ⅱ、Ⅳ段为线路接地故障的后备保护。I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段零序 电流保护的整定值计算因线路上采用的重合闸方式不同而略有差别,但其
基本原则亦与相间短路电流保护相同。
2.大接地电流系统中的方向零序电流保护 在复杂的环网中,为了简化整定计算及保护之间相互的配合并 保证保护的选择性,零序电流保护第1、1、Ⅲ、N各段均可分别经零序 功率方向元件控制,构成多段式方向零序电流保护。 多段方向零序电流保护的构成仅在多段式零序电流保护中增加
但到目前为止,中性点经消弧线圈接地系统中的单相接地故障保
护并没有很完善的方案,因而也是继电保护领域中需进一步研究的课题 之一。
本章结束
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最高,而变压器中性点的零序电压为o,保护安装处母线A、B的零序电压 取决于变压器零序阻抗的大小,即:
●零序功率S0=U0I0。因此,故障点的零序功率最大,零序功率 方向在故障线上是由线路指向母线,在非故障线路上却从母线流向线路; ●在故障线路上,零序电压和零序电流间的相差角为φ 0,取决于 线路和变压器的零序阻抗角φ K0,即φK0=180° 一φK0,若φ K0为80° 左
从上分析可见,中性点不接地系统发生单相接地时有以下特征:
▲全系统出现零序电压和零序电流;
▲非故障线的零序电流为该线非故障相对地电容电流之和,方向 由母线指向线路且超前零序电压3U。的角度为90°; ▲故障点的电流为全系统非故障相对地电容电流之和,其相位超 前零序电压3U。的角度90°; ▲故障线的零序电流等于除故障线外的全系统中其他元件的电容 电流之和,其值远大于非故障线的零序电流,且方向与非故障线相反,由 线路指向母线且滞后零序电压3U。的角度90°;

继电保护原理_刘学军第二版_接地保护

继电保护原理_刘学军第二版_接地保护
重合闸启动时,将其自动闭锁;待再次全相运行时才投入。
(2)不灵敏Ⅰ段 按条件3)整定。 装设它的主要目的,是为了在单相重合闸过程 中,其他两相又发生接地故障时,用以弥补失去 灵敏Ⅰ段的缺陷,尽快地将故障切除!
灵敏 I 段:
不灵敏 I 段:
-定值较小
-定值较高
当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态 下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。
。。。 a b c 。
m
三相五柱式 电压互感器
。 n
m 。 n 。
接于发电机中性 点的电压互感器
U a U b U c
加 法 器
3U 0
三个单相式 电压互感器
保护装置内部 合成零序电压
发生接地故障时,从mn端子上得到的零序电压为: .
U mn U A U B U C 3 U 0
有效值 I D 3U (C01 C0 C0 f ) 3U C0 式中 C 0 为全系统每相对地电容的总和。此电流 要从A相流回去,因此,从A相流出的电流可表示 I ,这样在线路Ⅱ始端所流过的零序电流 为 I A D 则为 I I I (I I I I ) 3I 0 A B C B1 C1 Bf Cf
I
I 0 op2
"
t t t t 0.5
I 02
灵敏性校验 :
K sen
3 I 0 min I
II 0 op
1 .5
b. 两个保护间的变电所母线上有中性点接地的变压器时
当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接 地的变压器时,需要考虑分支电路对零序电流分布 的影响。
为什么????
2)应躲开三相断路器触头不同时合闸而出现的三倍零序电流条 件整定

继电保护第5章

继电保护第5章

二、零序电流滤过器接线和零 序电流互感器接线
零序电流互感器接线
零序电流滤过器接线
零序电压滤过器 接线
三、接地短路保护安装处零序 电压与零序电流的相位关系
当保护1正向K1点发生接地故障时, 取保护安装点零序电流参考方向为由 母线指向线路,零序电压参考方向由 母线指向地。 U 0 . 1 I 0. 1 Z
第五章的内容
• 第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率 • 第二节中性点直接接地电网的零序电流保 护 • 第三节 中性点直接接地电网的零序方向电 流保护 • 第四节 中性点非直接接地电网的接地保护 • 第五节 对电网接地保护的评价和应用
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
UK0
UK0
二、零序电压滤过器
• 零序功率方向继电器需要输入保护处的零 序电流和零序电压,零序电流可通过零序 电流滤过器提供,零序电压则由零序电压滤过
器提供。 • 零序电压滤过器由三个单相电压互感器构成或由 三相五柱式电压互感器构成,电压互感器一次侧 的三相绕组接成星形接线并将中性点接地,接于 被保护线路母线上,二次侧三相绕组接成开口三 角形,其端子m、n上的电压与一次系统的三倍零 序电压成正比,即Umn=Ua+Ub+Uc=(UA+UB+UC) /KTV=3U0/KTV。

0r
0T 1
U 0 1 I 0 1 ( Z 0 L Z 0 T 2 ) I 0 1 Z 0



三、接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
U 01 I 01 ( Z 0 L Z 0T 2 ) I 01 Z 0

第5章 输电线路接地故障的零序保护

第5章 输电线路接地故障的零序保护

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图5-5 零序电流保护原理接线图
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3.零序电流速断(零序Ⅰ段)保护
➢优点:与反应相间短路的Ⅰ段比保护范围长且稳定。
➢整定计算:
(1)躲过被保护线路末端单相或两相电流接地时的最 大零序电流;
(2)躲过QF三相不同时合闸时,流过保护的最大零序 电流;
20
图5-8 方向性零序电流保护
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➢LG-12型的功率方向继电器的接线:图5-9
.
.
I j 3I0
.
.
U j 3U 0
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➢ 三段式零序方向电流保护的原理接线图:图5-10
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5.2.6 对零序电流保护的评价
1.采用专门的零序电流保护具有以下优点:
1.零序电压在故障点最高,离故障点越远,越小。
2.零序电流的分布,取决于输电线路和中性点接地变压器的零 序阻抗。
3.系统运行方式变化时,如果输电线路和中性点接地变压器数 目不变,则零序阻抗和零序等效网络就不变。但正序阻抗和负 序阻抗要随着系统运行方式而变化,从而间接影响零分量大小
4.零序电流的实际流向,为线路流向母线。
压互感器 (d)在集成电路保护装置内部
合成零序
10
2.零序电流过滤器
** ** **
图5-3 零序电流过滤器
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图5-4 零序电流互感器
11
5.2.4 零序电流保护
1.构成: 阶段式:零序Ⅰ段(零序电流瞬时速断)

接地保护与零序保护

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。

第五章 电力系统的接地保护

第五章 电力系统的接地保护

II sen
3I 0min II 1.3 ~ 1.5 I 0op1
II II t01 t02 max
t t 0.5s
如灵敏度不符合要求,可以改为与下一级线路电流速断保护 相配合整定
I
II 0.op.1
K II I 0. op2 Kb.min
II rel
(三)零序过电流保护
大接地电流系统 110K及以上电压
有选择 地切除 故障
2.中性点经消弧线圈接地
3~35KV
3.中性点不接地
3~35KV 小接地电流系统
及时发 出信号
变压器的中性点直接接地时
X /X <=3 中性点直接接地的系统又称为大电流接地系统。
0 1
110KV以上的系统中性点直接接地
60KV以下的系统中性点不接地或不直接接地。
一、零序电流的构成
1. 零序电流滤过器的最大不平衡电流为:
Iunbmax Knp Kst Kerr I K max / KTA
Knp: 短路电流非周期分量系数,取1.5~2,或取1
3
Kst:TA的同型号系数,相同型号取0.5, 不同型号取1
Kerr:TA的10%电流误差,取0.1 I k,max最大外部三相短路电流
3I k 0B 2340 III 4.9 I op1 480
1.1
远后备: 动作时限:
III K sen
3I k 0c 813 III 1.69 I op1 480
1.1
III III t01 t02 t 1.0s 0.5s 1.5s
解题完毕
第三节 中性点直接接地系统的零序方向 电流保护
一、零序方向电流保护的工作原理
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3. 零序功率方向保护的原理接线:如图5-20所示。零序方向继电器 的最灵敏角为90°。
实际上,中性点不接地只是一种短期运行方式,最终将过渡到消 弧线圈接地方式运行。
中性点经消弧线圈接地系统线路的接地保护
中性点经消弧线圈接地的电网要实现有选择性的接地保护是较为困难 的。目前这类电网除采用无选择性的绝缘监视装置之外,还可采用稳态 高次谐波分量或暂态零序电流原理保护等。P83
(一)110kV线路 1. 线路所在系统中性点运行方式为直接接地;
2. 线路发生K(1)接地时,短路电流大,保护应迅速动作于 QF跳闸,应配置主、后备保护 。
3. 线路接地保护采用阶段式零序电流保护,一般 为三段式, 也有四段式,必要时带方向元件。P71/75
第五章 接地短路的零序保护
二、应用场合 (二)35kV、10kV线路
1. 线路所在系统中性点运行方式有中性点不接地、中性点 经消弧线圈接地两种方式;
2. 线路发生K(1)接地时,短路电流小,装设一套专用保护 延时动作于发信号。
3. 中性点不接地系统10kV、35kV线路接地保护:3种。 P82、83。
4. 中性点经消弧线圈接地10kV、35kV线路接地保护: P83、84。
(三) 残流增量法: 在系统发生单相接地后,通过装设于各线路的零序电流互感器把各线路
的零序电流采集下来,然后控制消弧线圈改变一档,再把各线路的零序电流 采集一遍,然后求出各线路在消弧线圈调档前后零序电流的变化量,其中最 大者即为接地线路,因为它等于消弧线圈调档前后电感电流的改变值,而其 它线路基本上不变。该方法可进行多次重判,保证选线准确率。
出线比较少的电网。
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(二) 零序电流保护
1.原理: 利用零序电流大小特点构成。
正常时,3I0=0
线 路
单相接地时,3I0=3ω(CO∑-C0)E,为整个网络所有非故障元件的零序电容 电流之和(大)
同系统其它连接元件单相接地时,3I0= 3ωC0E,为本线路的零序电容电流
(一) 反应稳态5次谐波分量大小或方向的接地保护 (二) 反应暂态零序电流的保护
前面所述有关零序电流的特点,指的都是稳态电流值。实际上,由 于电感元件的电流不能突变,故在故障瞬间,消弧线圈并不起作用,接 地电容电流的暂态值可能较稳态值大很多倍,利用其某些特点也可构成 线路的单相接地保护。
中性点经消弧线圈接地系统线路的接地保护
压最大(P69),因此功率方向继电器不存在电压死区的问题,无需采用
记忆电路。 2. 最灵敏角φsen
( )70 sen TX I
3.接线方式 P77、78
而我们的要求是
110 (P76) sen
在进行KW0接线时应注意,所加入的电流、电压量中,应一个 正接、 另一个反接。如图5-13所示,零序电流从KW的同极性端进, 为正接,零 序电压从KW的非极性端进,为反接。
从相间保护用TA的中线上获得。
(3)P71 (4)P169
通过TA0获得,如(图5-4)所示。
应用场合:电缆或电缆—架空混合线路。
通过变压器中性接地线回路的TA获得,如(图 8-28)所示。
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
2.零序电压 最常用 —— 零序电压滤过器 P76
接线图(图5-10)—— 将TV的三个一次绕组接成星形并将中 性点接地,然后将TV的三个二次绕组 接成开口三角形,即可。
03
AE

BE

)
CE
注意:零序电压有纵向零序电压、横向零序电压之分,这
里(通常)所讲的为横向零序电压。
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
(二)获取 1.零序电流 (1)零序电流滤过器 P70
接线图(图5-2)—— 将三个变比相同、型号也相同的TA二 次侧同极性端连接在一起而成。P85
(2)P70
四段式零序电流保护的定义 P73
由无时限零序电流速断保护、0.5s限时零序电流速断保护、 1s限时零序电流速断保护和零序过电流保护组合在一起的保 护,称之。
零序功率方向继电器的特点 ——以LG—12型KW为例
1.不需要引入“R-L-C”记忆回路。LG-12型功率方向继电器构成的接地
保护原理接线如图5-11所示。因为在保护安装处发生接地短路时零序电
二、应用场合
电压等级在110kV及以下输电线路的接地故障保护。
—— 110kV线路、 35kV线路、 10kV线路等
注:电力系统其它设备的接地故障也可以采用零序保护。
第五章 接地短路的零序保护
二、应用场合 由于110kV线路、 35kV线路、 10kV线路所在系统中性
点运行方式不同,因此,线路所配置的零序保护动作结果不 同、工作原理不同,名称也不同。
第五章--接地短路零序保护(新)
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
(一)定 位也相等的序分量。包括有零序电流、零序电压等。
—— (一般)在设备接地故障时才出现
在习惯规定的正方向下,
I I I I •
1( •


)
03 A
B
C
U U U U • 1 ( •
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(一)无选择性绝缘监视装置
1.原理:根据零序电压特点构成。 2.原理接线图:如图5-19所示,在发电厂或变电所的母线上装设一台三相五
柱式电压互感器,在其星形接线的二次侧接入三只电压表,用以测量各相 对地电压,在开口三角侧接入过电压继电器,反应接地故障时出现的零序 电压。 3.工作情况分析 (1) 正常时: (2)线路单相接地时: 4.特点及应用场合:P80
中性点不接地系统线路的接地保护:3种(P82~83)
(一)无选择性绝缘监视装置(零序电压保护,如图5-19所示) (二) 零序电流保护
(三)零序方向保护(φsen=90°)
—— 工作原理如图5-16所示
结论:中性点经消弧线圈接地电网线路的单相接地保护,
无法和中性点不接地电网线路一样,采用零序电流保护或零 序功率方向保护,保护的实现较为困难。
(小)
2.接线图:P69 图5-4
3.应用场合:一般用在同一母线上出线较多,且有条件安装零序电流互感器的 电缆线路或经电缆引出的架空线上。
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(三)零序方向保护
1.原理: 利用故障线路零序功率方向由线路指向母线,非故障线 路零序功率方向由母线指向线路的特点构成。
2.应用场合:适用于母线上出线较少且有条件安装零序电流互感 器的电缆线路或经电缆引出的架空线上。
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