第5章输电线路接地故障的零序保护介绍
输电线路单相接地零序短路电流曲线
输电线路单相接地零序短路电流曲线1. 概述输电线路是电力系统中重要的组成部分，而输电线路的短路故障是电力系统中常见的故障之一。
在输电线路的短路故障中，单相接地零序短路是一种常见的故障形式。
了解单相接地零序短路电流曲线对于提高电力系统的运行稳定性和安全性具有重要意义。
本文将对输电线路单相接地零序短路电流曲线进行深入研究并进行分析。
2. 单相接地零序短路电流概述单相接地零序短路是指输电线路中的单相导线接地发生的零序故障。
在电力系统中，由于各种原因导致输电线路中的单相导线接地，会导致电流的不平衡，从而产生零序电流。
零序电流对于电力系统的安全稳定运行具有一定的影响，因此研究单相接地零序短路电流曲线对于电力系统的安全运行具有重要的意义。
3. 单相接地零序短路电流理论分析在输电线路单相接地零序短路故障发生时，会产生零序电流。
根据电力系统的基本理论分析可知，零序电流的大小与系统的参数、故障位置等因素有关。
通过对电力系统的零序电流特性进行理论分析，可以确定单相接地零序短路电流的曲线特性。
4. 单相接地零序短路电流计算方法在实际的电力系统中，需要对单相接地零序短路电流进行准确的计算，以保证系统的安全运行。
单相接地零序短路电流的计算方法主要包括解析计算方法和数值计算方法。
解析计算方法一般适用于简单的电力系统，而对于复杂的电力系统，需要借助计算软件进行数值计算。
通过合理的计算方法可以准确地得到单相接地零序短路电流的曲线特性。
5. 单相接地零序短路电流曲线的绘制根据单相接地零序短路电流的计算结果，可以绘制出相应的电流曲线。
电流曲线图可以直观地显示单相接地零序短路电流的大小与时间的关系。
通过对电流曲线的分析，可以更好地了解单相接地零序短路电流在故障发生后的变化规律。
6. 实例分析通过实际输电线路的单相接地零序短路电流曲线实例，我们可以对前文所述的理论分析、计算方法和曲线绘制进行实际应用。
对实例进行分析可以更好地了解单相接地零序短路电流曲线特性，并且为实际电力系统中的故障处理提供参考。
电力系统继电保护课件-第5章-自动重合闸铭
三、重合闸时间的整定
1、单侧电源线路的重合闸时间 原则上越快越好，但应力争重合成功。
四、 自动重合闸与继电保护的配合
重合闸前加速保护优缺点 优点： 快速切出故障; 保证发电厂重要变电所母线的电压在0.6~0.7的额定电压之上 使用设备少。
缺点： 永久性故障，再次切除故障的时间可能很长； 装ZCH的QF动作次数多; 若QF拒动，将扩大停电范围。 主要用于35KV以下的网络。
2 、重合闸后加速保护（简称“后加速”） 每条线路上均装有选择性的保护和ZCH。 第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故
当重合于永久性故障上时，自动重合闸将带来哪些不利的影响？
（1）使电力系统又一次受到故障的冲击； （2）由于断路器在很短的时间内，连续切断两次短路电 流，而使其工作条件变得更加恶劣。
二、对自动重合闸装置的基本要求
正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后， 自动重合闸装置均应动作 。 由运行人员将断路器断开时，自动重合闸不应起动。 手动重合于故障线路时，继电保护动作将断路器跳开，不允许 重合 继电保护动作切除故障后，自动重合闸装置应尽快发出合闸脉 冲 自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。 自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电 保护的动作 ，以便加速故障的切除 。 动作后应能自动复归。
障，重合后则加速保护动作，切除故障。
重合闸后加速保护优缺点
优点： 第一次跳闸时有选择性的，不会扩大停电范围； 再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。
110kV输电线路零序电流保护设计
摘要我国110kV及以上的电力系统均为大电流接地系统，单相接地短路将产生很大的故障相电流和零序电流。
三相式保护虽然对接地短路有保护作用。
但该保护的动作电流必须大于最大负荷电流。
因而灵敏度往往不够。
所以必须采用零序电流保护装置作为接地保护是必要的。
零序电流保护分为四段式，分别为主保护I段，II段。
后备保护III段，IV段。
在本设计当中，计算部分首先确定系统的最大最小运行方式，再通过零序电流保护的各段的整定原则计算出保护1、2、3的无时限零序电流保护的动作电流和动作时限整定值，算出各自的最小保护范围以完成灵敏度的校验。
之后计算出保护2，3的带时限零序电流保护的动作电流值，然后通过最小运行方式校验带时限电流保护的灵敏度。
最后对保护1的进行零序三段的整定计算。
图形部分画出零序电流保护的原理图以及展开图。
并介绍了方向性零序保护的原理图。
系统控制部分设计了对零序电流保护的控制。
并分析了动作过程。
关键词：零序电流；单相接地；灵敏度；原理图目录第1章绪论 (2)第2章输电线路零序电流保护整定计算 (4)2.1 零序电流Ι段整定计算 (4)2.1.1 零序电流Ι段动作电流的整定 (5)2.1.2 灵敏度校验 (10)2.1.3 动作时间的整定 (13)2.2 零序电流Ⅱ段整定计算 (13)2.3零序电流Ⅲ段整定计算 (14)第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析 (15)第4章 MATLAB建模仿真分析 (19)第5章课程设计总结 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1 零序电流保护的概况本文是针对110kV输电线路采用零序电流保护的方法进行的继电保护设计。
在正常负荷下，零序电流没有或者很小；当发生接地故障时，就一定有零序电流产生。
据统计，接地短路故障约占总故障次数的93%。
所以，采用零序电流保护装置作为接地短路保护是必要的。
零序电流保护装置简单，动作电流电流小，经济可靠，灵敏度高，正确动作率高。
因此零序电流保护在中性点直接接地的高压，超高压输变电系统中的到了广泛的应用。
南昌大学继电保护期末填空_题目
___Ia___, U ____Ubc______ 1.功率方向继电器广泛采用的是 90 0 接线方式,即 I J J
2.当加入相间功率方向继电器的电流和电压一定时，在电压与电流的夹角为φj＝-α(继电器 内角)时，继电器的转矩为_ 做继电器的__ 最大灵敏角 最大 ___，继电器动作最_ _灵敏_，此时的φj 值叫 __。
15.阻抗继电器_____动作区域_____的形状,称为动作特性。动作特性可以用阻抗复平面上的 _____几何图形_____来描述。 16.完全电流差动母线保护在母线上的所有连接元件上装设具有相同__变比___和 ____特性__ 的电流互感器。 第三章 三段式电流保护 1.能使过电流继电器动作的电流，称该继电器的动作电流；能使过电流继电器返回的电流，称 该继电器的返回电流。 ____返回电流____ 与_____动作电流___的比值称为继电器的返回系数。 2.瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 （最大短路电流）整定，其灵敏性通常 用（保护范围大小）来表示。 3.过电流保护的灵敏度，作为本元件的后备保护时，是用（本元件末端）金属性短路时流经继 电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。作为相邻元件的后备保护时，是用（相邻 元件末端）金属性短路时流经继电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。 4.低电压继电器的启动电压 （小于） 返回电压，返回电压（大于）1。 5.反应故障时电压降低而动作的保护称为_____低电压保护______ 。 6.通过所研究保护装置的短路电流为最大的运行方式称为_____最大运行方式______。 7.无时限电流速断保护和限时电流速断保护共同作用，构成了线路的_____I 段和 II 段电流保 护______。 8.反应整个被保护元件上的故障， 并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为 （带时限电 流速断保护） 。 9.电力系统发生短路故障的最明显特点是（电流增大，电压降低） 。 10.三段式电流保护是指 （无时限电流速断保护） 、 （带时限电流速断保护）和（定时限过电流 保护） 。 第四章 功率方向保护
接地故障的特征与保护方式
△
3I 0.max
L
（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时，最大零序电流
整定
I
I op1
K
I rel
3I
t
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时间，本 条件可不考虑。
保护整定值取上述两条件较大值。
灵敏度不满足要求措施：
保护可经小延时，使保护装置的动作时间大于断路器 触头不同时合闸的时间。
从保护构成看，三段式零序电流保护与三段式 相间短路保护相类似。
1、零序电流速断保护
特点：为了保证保护动作的快速性和选择性
要求，保护只能保护线路的一部分。 动作条件：
（1）按躲过被保护线路末端接地短路时，保护 安装处测量到的最大零序电流整定。
I
I op1
K
I rel
3I
0.
max
△
3I 0
II op1
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op0 K rel 3U pC0L1
线路自身对 地电容电流
可靠系数 速动保护：4~5； 延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0L1 )
灵敏系数：
保护动作电流确定分析
K △
△
3I 0
II op1
II op 2
I II op1
II 0.cal
L
动作时间： tⅡop1 toIp2 t
当下级线路比较短或运行方式变化比较大，灵 敏系数不满足要求时，可采用下列措施加以解决:
（1）使本线路的零序Ⅱ段与下一线路的零序Ⅱ 段相 配合，其动作电流、动作时限都与下一线路的零序Ⅱ 段配合；
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。
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
接地故障的特征与保护方式要点
3U j(C C C ) 3 jC U I k0 k0 0 L1 0L2 0 L3 0 k 0
故障线路的零序电流为
I 0 L3 j(C0 L1 C0 L 2 )U k 0 j(C0 C0 L3 )U k 0
E C
E B
E A
I 0 L1
I 0 L1
I 0L2
I 0 L3
K
I 0L2
I 0 L3
0 U kA
E E U kB B A E E U kC C A
1 (U U U ) E U k0 kA kB kC A 3
4
接地故障的特征与保护方式
电力系统接地方式：
中性点直接接地、中性点不直接接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统（110KV及以上 电网），中性点不直接接地称为小电流接地系统（ 35KV 及以下电网）。 接地故障的方式包括：单相接地、两相接地、三相接 地，后两种故障现象出现的几率小且具有相间短路的特征， 这里重点分析出现几率最高的单相接地故障所表现出的特征 及保护方式。
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op 0 K rel 3U pC0 L1
可靠系数 速动保护：4~5；
线路自身对 地电容电流
延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0 L1 )
sen 70
灵敏角
sen (95 ~ 110 )
零序功率方向继电器接线
三段式零序电流方向保护原理接线
信号 信号
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§5.1 电网运行方式及其保护特点 5.1.1 电网接地方式： 中性点直接接地方式：
110KV及以上——大接地电流系统。
中性点不接地或经消弧线圈接地：
35KV及以下——小接地电流系统。
5.1.2 零序保护（接地保护）： 接地故障的特征：出现零序电流和零序电压 优点：接线简单，灵敏度高，动作迅速，保护区稳定
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4
§5.2 大接地系统的接地故障保护
5.2.1 接地时的电流、电压特征
1 ． ． ． U 0 (U A U B U C ) 3
． ． I0
1 ． ． ． (I A I B I C ) 3 1 ． ． ． (I A I B I C ) 0 3
．
1.正常运行或三相短路时 ：
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§5.1 电网运行方式及其保护特点 5.1.3 保护特点：
大接地电流系统：
•单相接地构成短路→短路电流→设计保护→动作 于跳闸
•相间保护灵敏性低，时限长→零序电流保护 小接地电流系统： •单相接地不构成短路→电容电流→设计保护→动 作于信号（线电压对称）
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5.某一保护安装地点处的零序电压与零序电流之间的相位差取 决于背后元件的阻抗角，而与被保护线路的零序阻抗及故障点 的位置无关。
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5.2.3 零序分量滤序器 1.零序电压过滤器：
图5-2取得零序电压的接线图
(a)用三个单相式电压互感器
(b)用三相五柱式电压互感器 (c)用接于发电机中性点的电
②当该保护与下一段线路保护有中性点接地变压器时，该 保护的起动电流为：
Ⅱ IⅡ K 0.dz.1 k I 0.d . js
式中：I0.d.js——在下一段相邻线路保护零序Ⅰ段保护范围末端 发生接地短路时，流过本保护装置的零序电流计算值。
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图5-6 有分支线路时零序Ⅱ段动作特性分析
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16
4.零序电流限时速断（零序Ⅱ段）保护
(2)动作时限：
1 ． ． ． U 0 (U A U B U C ) 0 3
．
． I0
2.两相短路时（ BC） ．
I dA 0
U d0
． I0
．
． I dB
． －I dc
U dA U Ａ
．
U dB U dc
．
．
. . 1 ． ． ． 1 ( I dA I dB I dＣ）＝ (0 I dB I dB ) 0 3 3
4. 两相短路接地时（BC） ．
I dA 0
U d0
．
． I dc
U dA U Ａ
．
．
U dB U dc 0
．
．
． I0
． 1 ． ． ． 1 . ( I A I B IＣ）＝ ( I dB I dC ) 3 3
． ． 1 ． 1． (U dA U dB U dＣ） UA 3 3
压互感器
(d)在集成电路保护装置内部 合成零序
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2.零序电流过滤器
*
*
*
*
*
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）
零序Ⅱ段（零序电流限时速断）
零序Ⅲ段（零序过电流） 2.原理图：图5-5 区别：测量元件不接相电流，而接零序电 流（零序电流滤过器）
（3）躲过单相重合闸时非全相振荡的零序电流。 取其中的较大值作为保护装置的整定值
Ⅰ I 0.dz
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Ⅰ K k 3I 0. max
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4.零序电流限时速断（零序Ⅱ段）保护
整定计算
(1)动作电流 ①零序Ⅱ段的起动电流应与下一段线路的Ⅰ段保护相配合
Ⅱ Ⅰ IⅡ K 0.dz.1 k I 0.dz.2
． ． 1 ． 1 ． 1 . 1 . (U dA U dB U dＣ）＝ (U dA U dA U dA ) 0 3 3 2 2
1 ． U dA 2
正常运行及相间短路时均没有零序电流和零序电压
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5.2.1 接地时的电流、电压特征
． IA
．
3.单相接地（ A相）： ．
I dA
． IB
． Ic
0
U dA 0
．
U dB U B
．
．
U dC U C
．
．
U d0
． I0
1 ． ． ． 1. ( I A I B IＣ）＝ I dA 3 3
． I dB
． ． . 1 ． 1 . 1． (U dA U dB U dＣ）＝ (U B U C ) U A 3 3 3
第五章 输电线路的零序保护
第五章 输电线路的零序保护 教学要求：
掌握中性点非直接接地系统单相接地的特点 及绝缘监察装置的原理及接线；
掌握中性点直接接地系统接地短路的特点； 掌握零序电流保护整定计算。 §5.1 电网运行方式及其保护特点 §5.2 大接地系统的接地故障保护 §5.3 小接地系统的接地故障保护
接地故障时均有零序电流和零序电压出现
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5.2.2 单相接地时零序分量分布特点:图5-1
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5.2.2 单相接地时零序分量分布特点:图5-1
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5.2.2 单相接地时零序分量分布特点:图5-1
零序分量只在单相接地或两相接地短路时出现。 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。
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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；