中性点直接接地非直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护)分析
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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。
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-(第2版)第二章-电流保护PPT课件全文编辑修改
➢最小运行方式：是指系统投入运行的电源容量最小，系统的
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
零序方向电流保护
➢ 零序电流为发电机本身的电容电流
➢ 方向为从母线流向发电机
在故障线路II上
各相电流 IAII (IBI ICI IBII ICII IBG ICG )
IBII U B /( jX CII ) jU BC0II
ICII U C /( jX CII ) jU CC0II
线路始端零序电流
特点：
发生单相接地时，全系统都会出现零序电压
在非故障线路上有零序电流，其数值等于该线 路本身的电容电流，方向为从母线流向线路
在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地 电容电流之总和，方向从线路流向母线
5. 中性点不接地电网中单相接地的保护
（1）绝缘监视装置
绝缘监视装置是利用单相接地时出现的零序电压，带延 时动作于信号。
IB
IA
Ia Ib
IμB
IμA
Ir I0
Ic
IC
IμC
Ir
Ia
Ib
Ic
1 nTA
[( IA
IμA )
( IB
IμB )
( IC
IμC )]
1 nTA
( IμA
IμB
IμC )
Iunb
2.零序电流滤过器
ABC
电 缆 头
I0
TA0
优点： ✓ 不平衡电流小 ✓ 接线简单
电缆
三、 零序电流速断保护(I段)
*** ** *
灵敏性的校验按下式进行
延时 信号
K sen
3I0 I set
式中 3I0∑--本线路单相接地时， 非故障线路对地电容电流的总
和，应取最小值。要求Klm≥2。
5. 中性点不接地电网中单相接地的保护
（2）零序电流保护
➢ 方向为从母线流向发电机
在故障线路II上
各相电流 IAII (IBI ICI IBII ICII IBG ICG )
IBII U B /( jX CII ) jU BC0II
ICII U C /( jX CII ) jU CC0II
线路始端零序电流
特点：
发生单相接地时，全系统都会出现零序电压
在非故障线路上有零序电流，其数值等于该线 路本身的电容电流，方向为从母线流向线路
在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地 电容电流之总和，方向从线路流向母线
5. 中性点不接地电网中单相接地的保护
（1）绝缘监视装置
绝缘监视装置是利用单相接地时出现的零序电压，带延 时动作于信号。
IB
IA
Ia Ib
IμB
IμA
Ir I0
Ic
IC
IμC
Ir
Ia
Ib
Ic
1 nTA
[( IA
IμA )
( IB
IμB )
( IC
IμC )]
1 nTA
( IμA
IμB
IμC )
Iunb
2.零序电流滤过器
ABC
电 缆 头
I0
TA0
优点： ✓ 不平衡电流小 ✓ 接线简单
电缆
三、 零序电流速断保护(I段)
*** ** *
灵敏性的校验按下式进行
延时 信号
K sen
3I0 I set
式中 3I0∑--本线路单相接地时， 非故障线路对地电容电流的总
和，应取最小值。要求Klm≥2。
5. 中性点不接地电网中单相接地的保护
（2）零序电流保护
中性点直接接地系统接地短路的零序电流及方向保护
・
７ ２・
科技 论坛
中性点直接接地系统接地短路的零序电流方向保护
徐 永 峰
（ 国网哈 尔滨供 电公 司 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ｏ ｏ ｏ ）
摘
要： 本文对 中性 点直接接地 系统接地短路的零序 电流及方向保护进行介绍 ， 通过 分析 零序 电流速断保护 的构成 ， 可 以减 少系统
一
，
接的关系 ， 还与零序电流的分布有着较大的 关系 ， 零序电流的大小与分 求整定。按此原则
布影响着电网线路的零序阻抗 ，还影响着中性点接地变压器的零序阻 整 定 的灵 敏 Ｉ 段 不 在单相 自动重合闸时 ， 自动将灵敏 抗。下面笔者对 中Ｊ ｌ 生 点直接接地系统变压器 『 生 点的接地原则进行简 能躲过非全相振荡出现的零序电流 ， 单的分析。 Ｉ 段闭锁，需待恢复全相运行时在重新投入。通过设置两个零序电流 Ｉ １ ． １ 如果发电厂的低压侧存在 电源变压器 ， 并且电网中只有单台变 段环保 ，解决了全相与非全相运行下保护灵敏ｆ 生和选择之间产生的矛 压器运行 ， 则可以采用中Ｉ 『 生 点接地运行的方式 ， 这种运行方式可以避免 盾。零序电流保护 Ｉ 段的保护最小范围要求不小 于保护线路长度 的 不接地系统的工频出现过电压。 １ ５ ｖ ／ ￣２ ０ ％， 其整定的动作延时为 ０ 。 １ ． ２对于存在 自耦变压器 ，并且有着绝缘要求的变压器存在时， 可 ３ ． ２ 带时限零序电流速断保护。根据整定的零序 Ｉ Ｉ 段的动作电流不 能躲开非全相运行时的零序电流 ， 则装有综合 自动重合闸的线路 出现 以采用中性点接地的方式运行。 １ ． ３ 采用 Ｔ形式接人线路的变压器， 一般采用的是不接地的运行方 非全相运行时应将该保护退出工作。 或者装设两个零序 Ｉ Ｉ 段保护 ， 其中 式， 如果 Ｔ接变压器 的低压侧存在电源 ， 为了避免不接地系统出现工频 不灵敏的零序 Ｉ Ｉ 段保护按躲过非全相运行时的最大零序电流整定。当 过 电压现象 ， 应采取有效的防治措施 ， 在故 障发生时 ， 对小电源进行解 线路 在单相 自动 重 和 闸过 程 中和非 全相 运行 时不 退 出工作 ，灵 敏 的零 序Ｉ Ｉ 段保护按与相邻线路零序保护配合的条件整定 ，在线路进行单相 裂。 １ － ４ 为 了减少 操作 过 电压 的出现 ， 可 以采用 临 时变压 器 中性点 接地 重和闸过程中和非全相运行时退出工作。 ３ ． ３ 零序过 电流保护。零序过电流保护主要作为本线路零序 Ｉ 段和 的运行方式 ， 在操作完成后， 在断开变压器。 １ ． ５ 为了加强对系统的保护， 在制定保护措施时， 应从整体 出发， 对 零序 Ｉ Ｉ 段 的近后备保护和相邻线路 、 母线 、 变压器节点短路的远后备保 在中陛点直接接地电网中的终端线路上 ， 也可以作为接地短路的主 变压器 中． 陛点的接地运行方式进行调整 ，设计人员应采用同一发 电厂 护。 或者变电站零序阻抗不变 的原则 ， 当系统存在两台及以上变压器时 ， 可 保护。它的动作电流整定计算应当遵循以下原则。 以将其中一台变压器采用 中． ｆ 生点接地的方式运行 ，如果这一变压器停 ３ ． ３ ． １ 躲过相邻线路始端三相短路时， 流过保护的最大不平衡电流 ， 止运行， 则需要将另外 的一台变压器进行中性点直接接地运行 ， 这两台 即 叩 Ｉ ＝础 ， 变压 器不 能出现 在 同一 条母 线上 。 式 中 — — 可靠 系数 ，一般 取 １ ． ２—１ ， ３ ； ２ 零序 电流保 护 的构成 ３ ． ３ ． ２ 与相邻线路零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段保护进行灵敏 『 生 配合， 以保证动作 的选 ２ ． １ 零序电流滤过器的不平衡 电流。 零序电流滤过器是零序电流保 Ｉ Ｉ 段的保护范 围不能超过相邻线路 Ｉ Ｉ Ｉ 段的 护的重要构成 ， 利用这一装置， 可以获得零序电流 。如果零序电流保护 择 陛，即本级线路的零序 Ｉ 零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段的动作电流必须进行逐级配合。 出现相间短路 ， 并且短路电流含有较大的非周期分量 ， 则会对滤过器造 保护范围。为此 ， 当该保护作近后备保护时，检验 在被保护线路末端 ，灵敏 系数 成ｌ 生 能影 响， 电流互感器的铁芯会 出现饱和， 铁芯的磁化 陛能会发生变 杠 ‘ ｎ ≥Ｉ ． ３—１ ． ５ ； 当该保护作远后备保护时 ，检验｜ 在相邻线路末 化。励磁 电流存在较大的差异 ， 从而出现了不平衡电流。这种不平衡电 丘。 要 求灵敏 系数 Ｋ ≥１ ． ２ 流影响了系统的稳定运行 ， 为了减少故障的发生， 需要在系统中加入保 端 ， 结束 语 护 装置 ， 对不 平衡 电流 进行 调 整 ， 并减 少不 平衡 电流 的 出现 。设计 人员 零序电流方向保护装置可以保证 中性点直接接地系统 的稳定运 可 以选择磁化籽ｌ 生 相同的零序 电流滤过器 ， 减少二次负荷的出现 实现 行， 为了降低系统出现故障的概率 ， 设计人员应合理利用保护装置 ， 确 负荷的均衡 Ｉ 生。 定零序电流的大小。本文对 中． ｆ 生 点直接接地系统变压器中Ｊ 眭点接地原 ２ ． ２ 零序电流保护的接线 。 零序电流保护接线也是其重要的组成之 对零序电流保护的构成进行了介绍 ， 还对三段式零序电 在接地系统中， 多采用的是三段式零序电流保护， Ｉ 段是无时限电流 则进行了分析 ， 希望对相关设计人员提供一定帮助 ， 保证电 速断保护 ， Ｉ Ｉ 段是带时限零序 电流速断保护 ， Ｉ Ｉ Ｉ 段是零序过流保护。三 流 的保护方式进行了探讨 ， 力 系统 的稳定 运行 。 段式 零序 电流保 护原 理接 线图如 图 １ 所示。 参考 文献 零序电流继 电器 １ Ｋ Ａ Ｚ 、 中间继电器 Ｋ Ｍ、 信号继电器 １ Ｋ Ｓ构成零 １ 】 袁兆强， 刘辉冲 性点直接接地电网的 自适应零序 电流速 断保护【 Ｊ Ｊ ． 高 序Ｉ 段 电流保护 ； ２ Ｋ Ａ Ｚ 、 １ Ｋ Ｔ和 ２ Ｋ Ｓ构成零序 Ｉ Ｉ 段 电流保护 ； ３ Ｋ Ａ Ｚ 、 【 电压技术 ， ２ ０ ｏ ７ （ ９ ） ． ２ Ｋ Ｔ 、 ３ Ｋ Ｓ 构成零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段电流保护。 ｆ ２ １ 赵志学． 浅谈 １ １ ０ ｋ Ｖ变压器中性点接地方式与零序保护配置叨． 科技 ３ 三段式 零序 电流保 护 ３ ． １ 无时限零序电流速断保护。在装有管型避雷器的线路上 ， 为避 致 富 向导 ， ２ ｍｏ （ ９ ） ． ３ ］ 刘永红． 电力 系统 中性点接地 方式及其零序保护【 Ｊ Ｊ ． 科技 资讯 ， ２ ０ ０ ８ 免在避雷器放电动作时引起保护误动作 ，可在无时限电流速断保护接 ［ 线中装有带小延时的中间继电器，这样可以在时间上躲过继电器三相 ｆ ３ ｏ １ ．
７ ２・
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中性点直接接地系统接地短路的零序电流方向保护
徐 永 峰
（ 国网哈 尔滨供 电公 司 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ｏ ｏ ｏ ）
摘
要： 本文对 中性 点直接接地 系统接地短路的零序 电流及方向保护进行介绍 ， 通过 分析 零序 电流速断保护 的构成 ， 可 以减 少系统
一
，
接的关系 ， 还与零序电流的分布有着较大的 关系 ， 零序电流的大小与分 求整定。按此原则
布影响着电网线路的零序阻抗 ，还影响着中性点接地变压器的零序阻 整 定 的灵 敏 Ｉ 段 不 在单相 自动重合闸时 ， 自动将灵敏 抗。下面笔者对 中Ｊ ｌ 生 点直接接地系统变压器 『 生 点的接地原则进行简 能躲过非全相振荡出现的零序电流 ， 单的分析。 Ｉ 段闭锁，需待恢复全相运行时在重新投入。通过设置两个零序电流 Ｉ １ ． １ 如果发电厂的低压侧存在 电源变压器 ， 并且电网中只有单台变 段环保 ，解决了全相与非全相运行下保护灵敏ｆ 生和选择之间产生的矛 压器运行 ， 则可以采用中Ｉ 『 生 点接地运行的方式 ， 这种运行方式可以避免 盾。零序电流保护 Ｉ 段的保护最小范围要求不小 于保护线路长度 的 不接地系统的工频出现过电压。 １ ５ ｖ ／ ￣２ ０ ％， 其整定的动作延时为 ０ 。 １ ． ２对于存在 自耦变压器 ，并且有着绝缘要求的变压器存在时， 可 ３ ． ２ 带时限零序电流速断保护。根据整定的零序 Ｉ Ｉ 段的动作电流不 能躲开非全相运行时的零序电流 ， 则装有综合 自动重合闸的线路 出现 以采用中性点接地的方式运行。 １ ． ３ 采用 Ｔ形式接人线路的变压器， 一般采用的是不接地的运行方 非全相运行时应将该保护退出工作。 或者装设两个零序 Ｉ Ｉ 段保护 ， 其中 式， 如果 Ｔ接变压器 的低压侧存在电源 ， 为了避免不接地系统出现工频 不灵敏的零序 Ｉ Ｉ 段保护按躲过非全相运行时的最大零序电流整定。当 过 电压现象 ， 应采取有效的防治措施 ， 在故 障发生时 ， 对小电源进行解 线路 在单相 自动 重 和 闸过 程 中和非 全相 运行 时不 退 出工作 ，灵 敏 的零 序Ｉ Ｉ 段保护按与相邻线路零序保护配合的条件整定 ，在线路进行单相 裂。 １ － ４ 为 了减少 操作 过 电压 的出现 ， 可 以采用 临 时变压 器 中性点 接地 重和闸过程中和非全相运行时退出工作。 ３ ． ３ 零序过 电流保护。零序过电流保护主要作为本线路零序 Ｉ 段和 的运行方式 ， 在操作完成后， 在断开变压器。 １ ． ５ 为了加强对系统的保护， 在制定保护措施时， 应从整体 出发， 对 零序 Ｉ Ｉ 段 的近后备保护和相邻线路 、 母线 、 变压器节点短路的远后备保 在中陛点直接接地电网中的终端线路上 ， 也可以作为接地短路的主 变压器 中． 陛点的接地运行方式进行调整 ，设计人员应采用同一发 电厂 护。 或者变电站零序阻抗不变 的原则 ， 当系统存在两台及以上变压器时 ， 可 保护。它的动作电流整定计算应当遵循以下原则。 以将其中一台变压器采用 中． ｆ 生点接地的方式运行 ，如果这一变压器停 ３ ． ３ ． １ 躲过相邻线路始端三相短路时， 流过保护的最大不平衡电流 ， 止运行， 则需要将另外 的一台变压器进行中性点直接接地运行 ， 这两台 即 叩 Ｉ ＝础 ， 变压 器不 能出现 在 同一 条母 线上 。 式 中 — — 可靠 系数 ，一般 取 １ ． ２—１ ， ３ ； ２ 零序 电流保 护 的构成 ３ ． ３ ． ２ 与相邻线路零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段保护进行灵敏 『 生 配合， 以保证动作 的选 ２ ． １ 零序电流滤过器的不平衡 电流。 零序电流滤过器是零序电流保 Ｉ Ｉ 段的保护范 围不能超过相邻线路 Ｉ Ｉ Ｉ 段的 护的重要构成 ， 利用这一装置， 可以获得零序电流 。如果零序电流保护 择 陛，即本级线路的零序 Ｉ 零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段的动作电流必须进行逐级配合。 出现相间短路 ， 并且短路电流含有较大的非周期分量 ， 则会对滤过器造 保护范围。为此 ， 当该保护作近后备保护时，检验 在被保护线路末端 ，灵敏 系数 成ｌ 生 能影 响， 电流互感器的铁芯会 出现饱和， 铁芯的磁化 陛能会发生变 杠 ‘ ｎ ≥Ｉ ． ３—１ ． ５ ； 当该保护作远后备保护时 ，检验｜ 在相邻线路末 化。励磁 电流存在较大的差异 ， 从而出现了不平衡电流。这种不平衡电 丘。 要 求灵敏 系数 Ｋ ≥１ ． ２ 流影响了系统的稳定运行 ， 为了减少故障的发生， 需要在系统中加入保 端 ， 结束 语 护 装置 ， 对不 平衡 电流 进行 调 整 ， 并减 少不 平衡 电流 的 出现 。设计 人员 零序电流方向保护装置可以保证 中性点直接接地系统 的稳定运 可 以选择磁化籽ｌ 生 相同的零序 电流滤过器 ， 减少二次负荷的出现 实现 行， 为了降低系统出现故障的概率 ， 设计人员应合理利用保护装置 ， 确 负荷的均衡 Ｉ 生。 定零序电流的大小。本文对 中． ｆ 生 点直接接地系统变压器中Ｊ 眭点接地原 ２ ． ２ 零序电流保护的接线 。 零序电流保护接线也是其重要的组成之 对零序电流保护的构成进行了介绍 ， 还对三段式零序电 在接地系统中， 多采用的是三段式零序电流保护， Ｉ 段是无时限电流 则进行了分析 ， 希望对相关设计人员提供一定帮助 ， 保证电 速断保护 ， Ｉ Ｉ 段是带时限零序 电流速断保护 ， Ｉ Ｉ Ｉ 段是零序过流保护。三 流 的保护方式进行了探讨 ， 力 系统 的稳定 运行 。 段式 零序 电流保 护原 理接 线图如 图 １ 所示。 参考 文献 零序电流继 电器 １ Ｋ Ａ Ｚ 、 中间继电器 Ｋ Ｍ、 信号继电器 １ Ｋ Ｓ构成零 １ 】 袁兆强， 刘辉冲 性点直接接地电网的 自适应零序 电流速 断保护【 Ｊ Ｊ ． 高 序Ｉ 段 电流保护 ； ２ Ｋ Ａ Ｚ 、 １ Ｋ Ｔ和 ２ Ｋ Ｓ构成零序 Ｉ Ｉ 段 电流保护 ； ３ Ｋ Ａ Ｚ 、 【 电压技术 ， ２ ０ ｏ ７ （ ９ ） ． ２ Ｋ Ｔ 、 ３ Ｋ Ｓ 构成零序 Ｉ Ｉ Ｉ 段电流保护。 ｆ ２ １ 赵志学． 浅谈 １ １ ０ ｋ Ｖ变压器中性点接地方式与零序保护配置叨． 科技 ３ 三段式 零序 电流保 护 ３ ． １ 无时限零序电流速断保护。在装有管型避雷器的线路上 ， 为避 致 富 向导 ， ２ ｍｏ （ ９ ） ． ３ ］ 刘永红． 电力 系统 中性点接地 方式及其零序保护【 Ｊ Ｊ ． 科技 资讯 ， ２ ０ ０ ８ 免在避雷器放电动作时引起保护误动作 ，可在无时限电流速断保护接 ［ 线中装有带小延时的中间继电器，这样可以在时间上躲过继电器三相 ｆ ３ ｏ １ ．
中性点直接接地系统的零序电流保护讲解
第三章 中性点直接接地系统的零序电流保护一、零序电流保护及其在系统中的作用不对称短路的计算相当于在短路点增加了一个额外附加阻抗的三相短路如下:可见零序电流的大小与系统运行方式有关。
但零序电流在零序网罗中的分布只与零序网络的结构以及变压器中性点接地的数目和位置有关。
图3-31（ b ）为其短路计算的零序等效网络。
在零序等效网络中，零序电流看成是故障点F 出现一个零序电压U F0产生的，其方向取由母线流向故障点为正。
零序电压的方向采用线路高于大地的电压为正。
这样，A 母线的零序是电压表示为。
11)(oT o oA Z I U ∙∙-= （3-48）该处零序电压与零序电流之间的相位差是由Z 0T1的阻抗角决定的，与线路的零序阻抗无关，线路两端零序功率方向实际上都是由线路流向母线，与正序功率的方向相反利用零序分量构成线路接地短路的继电保护装置，由于工作原理与结构简单，不受负荷电流影响，保护范围比较稳定，正确动作率高达97%等优点，在我国大接地电流系统的不同电压等级电网的线路上，广泛装设带方向性和不带方向性的多段式零序电流保护，作为反应接地短路的基本保护。
二、中性点直接接地系统变压器中性点接地原则中性点直接接地系统发生接地短路时，线路上零序电流的大小和分布，主要决定于电网中线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗以及中性点接地变压器的数目和位置，对于变压器中性点接地的原则：（1）发电厂及变电站低压侧有电源的变压器，若变电站中只有单台变压器运行，其中性点应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压。
（2）自耦变压器和有绝缘要求的其它变压器其中性点必须接地运行；（3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。
当T接变压器低压侧有电源时，则应采取防止接地故障时产生工频过电压的措施，最好故障时将小电源解裂；（4）为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再将其断开。
（5）从保护的整定运行出发，还应做如下考虑：变压器中性点接地运行方式的安排，应尽量保持同一厂（站）内零序阻抗基本不变，如：有两台及以上变压器时，一般只将一台变压器中性点接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器中性点直接接地运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中的一台中性点直接接地变压器停运时，将另一台中性点不接地的变压器直接接地。
中性点直接接地系统中的零序电流及方向保护
精选ppt
2.3.6方向性零序电流保护
零序功率方向与正序功率方向相反 故障线路的零序功率方向从线路流向母线。
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2.3.7零序电流保护的评价
优点：
（1）同一线路上，零序过电流保护较相间过电流保护 有较小的动作时限。
Y，d接线变压器低压侧的任何故障都不能在高压侧引起零序电流。 零序过电流保护4可以瞬时动作。 反应相间短路的过电流保护4则不能。
（1）故障线路零序功率的方向从线路流向母线。 （2）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反。
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•'
UA0 (I0)ZT1.0 A母线上的零序电压
ZT1.0 ：变压器T1的零序阻抗
零序电压和零序电流之间的相位差，主要取决于零序电流 流过的零序阻抗。
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2.3.2零序电压、电流的获取
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（2）零序过电流保护较相间过电流保护灵敏度高
（3）零序过电流保护受系统运行方式变化和线路长短的影响小
（4）不受系统振荡、过负荷等因素（只要三相对称）的影响。 零序过电流保护只反应零序电流
（5）方向性零序保护没有电压死区。因为故障点的零序电压最 高。
缺点： （1）对运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，往往不能 满足要求；
2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流 及方向保护 2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布
中性点直接接地系统（又称大接地系统）中发生短路时，将 出现很大的零序电流和电压。 规定：零序电流的正方向为由母线流向线路；
零序电压的正方向为线路高于大地为正。
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（1）零序网络组成：由线路的零序阻抗和中性点直接接地 变压器的零序阻抗。
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2.3.6方向性零序电流保护
零序功率方向与正序功率方向相反 故障线路的零序功率方向从线路流向母线。
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2.3.7零序电流保护的评价
优点：
（1）同一线路上，零序过电流保护较相间过电流保护 有较小的动作时限。
Y，d接线变压器低压侧的任何故障都不能在高压侧引起零序电流。 零序过电流保护4可以瞬时动作。 反应相间短路的过电流保护4则不能。
（1）故障线路零序功率的方向从线路流向母线。 （2）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反。
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UA0 (I0)ZT1.0 A母线上的零序电压
ZT1.0 ：变压器T1的零序阻抗
零序电压和零序电流之间的相位差，主要取决于零序电流 流过的零序阻抗。
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2.3.2零序电压、电流的获取
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（2）零序过电流保护较相间过电流保护灵敏度高
（3）零序过电流保护受系统运行方式变化和线路长短的影响小
（4）不受系统振荡、过负荷等因素（只要三相对称）的影响。 零序过电流保护只反应零序电流
（5）方向性零序保护没有电压死区。因为故障点的零序电压最 高。
缺点： （1）对运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，往往不能 满足要求；
2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流 及方向保护 2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布
中性点直接接地系统（又称大接地系统）中发生短路时，将 出现很大的零序电流和电压。 规定：零序电流的正方向为由母线流向线路；
零序电压的正方向为线路高于大地为正。
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（1）零序网络组成：由线路的零序阻抗和中性点直接接地 变压器的零序阻抗。
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简析中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护
／ ＝ ￣ ／＝ ｏ ／＋
式中 为全系统的对地 电容 电流； 消弧线圈 的电流 ， ，为 设用 Ｌ 表示它的电感 ， 一 “ 则ｊ＝ 止。
由于 和 的相位 大约相 差 １０，因此 厶将 因消弧线圈 的补偿 ， ８０ 式中 ｃ 为全 系统每相对地电容的总和。 而减少。 下面分析各元件 （ 电机 出线端 ， 发 线路始端的） 电流互感器所反应 根据对电容 电流的补偿程度不同 ．消弧线圈可 以有完全补偿 ． 欠 的零序电流。 补偿及过补偿三种补偿方式 。 （ ） 故障线路 Ｉ： １非 Ａ相电流为零 ， 、 中有本身的 电容 电流 ， Ｂ Ｃ相 （） １完全补偿 ， 就是使 ， 接地点 的电流 近似 为零 ， 看来很 因此 ， 线路始端所反应 的零序 电流为 ３。 （ ） ｉ。 ｊ ： ＋ 理想 ， 但是由于 ｏ ＝ － 对 于 ５ Ｈ 交流电感 Ｌ 三相对地 电容 ３ ） — Ｌ ０ｚ 和 ｃ ｊ Ｌ０ ｌ 有效值为 ３ ＝ ｃ ３ 叭 产生 串联谐振 。 从而使电源中性点对地 电压严重升高 ， 这是不允许 即零序 电流的大小为线路本 身对地电容电流 （ 电容性无 功功率 的． 因此在实际上不能采用这种方式 。 的）方 向为 由母线流向线路。 ， （） ２ 欠补偿 ， 这是使 ，ｄ ， ， 补偿 后的接地 点电流仍 然是 电容 的。 （） ２ 故障线路 Ⅱ： Ａ相流出的电流为 Ⅱ 一 ， Ｂ相为 Ⅱ Ｃ相为ｊⅡ ， ，
Ａ相流人 为 ， 。 Ｂ相流出为（ ＋ ）Ｃ相流出为（ ＋ ）因此发 。 ，Ⅱ， Ⅱ， 电机出现端所反应 的零序 电流为
３ ＝３） Ｕ Ｉ ｊｏ Ｃ
式中 为系统的相 电压 ， 大小与电源 电势大小相等 。 在 Ａ相接地时（ 如图 ２ 所示 ）各相地的电压 为 ，
。Ｏ ＝
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④
内部合成零序电压装置
二、零序电压、电流滤过器
b. 零序电流滤过器
此正 整常 定运 时行 要时 避会 开有 其不 最平 大衡 不电 平流 衡产 电生 流， 。因
二、零序电压、电流滤过器
• 特：对于电缆引出的输电线路
零序电流互感器VS零序电流过滤器
三、零序电流速断保护（I段）
三、零序电流速断保护（I段）
II. 中性点不接地电网中单相接地的保护方式
III. 中性点经消弧线圈接地系统单相接地的特
点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
特点
a) 在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件
对地电容电流之总和，方向从线路流向母线
b) 发生单相接地时，全系统都会出现零序电压。 c) 在非故障线路上有零序电流，其数值等于该线
三、零序电流速断保护（I段）
三、零序电流速断保护（I段）
三、零序电流速断保护（I段）
三、零序电流速断保护（I段）
四、零序电流限时电流速断保护（II段）
四、零序电流限时电流速断保护（II段）
五、零序过电流保护（III段）
五、零序过电流保护（III段）
五、零序过电流保护（III段）
五、零序过电流保护（III段）
中性点直接接地系统
接地短路的零序电流及方向保护
主要内容
I. 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
II. 零序电压、电流滤过器 III. 零序电流速断保护(I段)
IV. 零序电流限时速断保护(II段)
V. 零序过电流保护(III段)
VI. 方向性零序电流保护
VII.对零序电流保护的评价
一、接地短路零序电压、电流和功率的分布
三、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
保护方式
利用绝缘监视装置； 利用破坏补偿的方法；
短时投入有效电阻的方法；
反映暂态零序电流首半波的接地保护；
反映五次谐波电流的接地保护。
第二章
电网的电流保护
学习重点
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
① 了解继电器的有关概念；
② 熟练掌握三段式电流保护工作原理和
中，发生单相接地的特点及其保 护方式； ② 了解电力系统中性点经消弧线圈 接地系统中，发生单相接地的特 点及其保护方式。
缺点
a) b) c)
对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求； 单相重合闸的过程中可能误动； 当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保护的 整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间。
2.4 中性点非直接接地系统 单相接地故障的保护
主要内容
I. 中性点不接地电网中单相接地故障的特点
路本身的电容电流，方向为从母线流向线路
二、中性点不接地电网中单相接地的保护方式
二、中性点不地电网中单相接地的保护方式
二、中性点不接地电网中单相接地的保护方式
三、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
三、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
三、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
整定计算方法； ③ 掌握相间短路电流保护的基本接线方 式及其特点与应用范围。
2.2 电网相间短路的方向性电流保护
① 了解并认识在双侧电源网络中继电保
护动作带有方向性的必要性； ② 熟练掌握90º 接线功率方向继电器的工 作原理、动作特性及其分析方法； ③ 了解方向性电流保护的整定计算特点， 以及装设方向元件的条件。
2.3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电 流及方向保护
① 掌握中性点直接接地电网发生单相接
地短路时，零序电流、零序电压的分 布特点； ② 了解三段式零序电流保护的原理、整 定原则； ③ 掌握在接地保护中应用的零序功率方 向继电器的特点。
2.4 中性点非直接接地系统中的单相接地 故障的保护
① 了解电力系统中性点不接地系统
一、接地短路零序电压、电流和功率的分布
一、接地短路零序电压、电流和功率的分布
一、接地短路零序电压、电流和功率的分布
二、零序电压、电流滤过器
a. 零序电压滤过器 ① 用三个单项式电压互感器
二、零序电压、电流滤过器
②
用三相五柱式电压互感器
二、零序电压、电流滤过器
③
接于发电机中性点的电压互感 器
在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的过电流保护 相比，将具有较小的时限，这是零序过电流保护的一大优点。
六、方向性零序电流保护
六、方向性零序电流保护
六、方向性零序电流保护
六、方向性零序电流保护
七、对零序电流保护的评价
优点
a) b) c)
d)
e)
零序过电流保护的灵敏度高； 受系统运行方式的影响要小； 不受系统振荡和过负荷的影响； 方向性零序电流保护没有电压死区； 简单、可靠。