110kV輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計（論文）課程設(shè)計（論文） 題目：題目：110kv110kv 輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計（輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計（5 5） 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 電氣電氣104104 學(xué)學(xué) 號：號： 100303135100303135 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 付瑤付瑤 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字） 起止時間：起止時間： 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動化 學(xué) 號 100303135 學(xué)生姓名付瑤專業(yè)班級電氣 104 課

2、程設(shè) 計（論 文）題 目 110kv 輸電線路零序電流保護(hù)設(shè)計（5） 課程設(shè)計（論文）任務(wù) 系統(tǒng)接線圖如圖： 課程設(shè)計的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見下表 設(shè)計技術(shù)參數(shù)工作量 ,3/115kve ,2 . 1 i rel k rel k1 . 1 rel k 系統(tǒng)中各元件及線路的負(fù)序阻抗 與正序阻抗相同,其他參數(shù)見圖。 計算最大和最小零序電流， 應(yīng)根據(jù)當(dāng) z1z0時，則有 ；反之，當(dāng) z1z0時， )1 . 1( . 0 )1( . 0 kk ii 則有。 )1 . 1( . 0 )1( . 0 kk ii 1計算 b 母線、c 母線、d 母線處 正序（負(fù)序）及零序綜合阻抗 z1、z0。 2計算 b 母線

3、、c 母線、d 母線處 發(fā)生單相或兩相接地短路時出現(xiàn)的 最大、最小零序電流。 3整定保護(hù) 1、2、3 零序電流 i 段 的定值，并計算各自的最小保護(hù)范 圍。 4當(dāng) b 母線上負(fù)荷變壓器始終保持 兩臺中性點都接地運行時，整定保 護(hù) 1、2 零序定值，并校驗靈敏度。 5整定保護(hù) 1 零序段定值，假定 母線 d 零序過電流保護(hù)動作時限為 0.5s，確定保護(hù) 1、2、3 零序過電 流保護(hù)的動作時限，校驗保護(hù) 1 零 序段的靈敏度。 5繪制零序三段式電流保護(hù)的原理 接線圖。并分析動作過程。 6. 采用 matlab 建立系統(tǒng)模型進(jìn)行 仿真分析。 zt4=60 zt3=60 zt2=10 zg2=18 z

4、t1=10 32 1 zg1=18 z1.cd=40 z0.cd=80 z1.bc=20 z0.bc=40 z0.ab=40 a z1.ab=20 d c b 續(xù)表 進(jìn)度計劃 第一天：收集資料，確定設(shè)計方案。 第二天：綜合阻抗 z1、z0計算。 第三天：計算最大、最小零序電流。 第四天：整定保護(hù) 1、2、3 零序電流 i 段。 第五天：整定保護(hù) 1、2 零序段。 第六天：整定保護(hù) 1 零序段定值 第七天：繪制保護(hù)原理圖。 第八天：matlab 建模仿真分析。 第九天：撰寫說明書。 第十天：課設(shè)總結(jié)，迎接答辯。 指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日

5、 注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算 摘 要 我國 110kv 及以上的電力系統(tǒng)均為大電流接地系統(tǒng)，單相接地短路將產(chǎn)生很大 的故障相電流和零序 電流。三相式保護(hù)雖然對接地短路有保護(hù)作用。但該保護(hù)的動 作電流必須大于最大負(fù)荷電流。因而靈敏度往往不夠。所以必須采用零序電流保護(hù) 裝置作為接地保護(hù)是必要的。零序電流保護(hù)分為四段式，分別為主保護(hù)段，段。iii 后備保護(hù)段，段。iiiiv 在本設(shè)計當(dāng)中，計算部分首先確定系統(tǒng)的最大最小運行方式，再通過零序電流 保護(hù)的各段的整定原則計算出保護(hù) 1、2、3 的無時限零序電流保護(hù)的動作電流和動 作時限整定值，算出各自的最小保護(hù)范圍以完成

6、靈敏度的校驗。之后計算出保護(hù) 2，3 的帶時限零序電流保護(hù)的動作電流值，然后通過最小運行方式校驗帶時限電流 保護(hù)的靈敏度。最后對保護(hù) 1 的進(jìn)行零序三段的整定計算。圖形部分畫出零序電流 保護(hù)的原理圖以及展開圖。并介紹了方向性零序保護(hù)的原理圖。系統(tǒng)控制部分設(shè)計 了對零序電流保護(hù)的控制。并分析了動作過程。 關(guān)鍵詞：零序電流；單相接地；靈敏度；原理圖 目 錄 第 1 章 緒論 .5 第 2 章 輸電線路零序電流保護(hù)整定計算 .6 2.1 零序電流 段整定計算 .6 2.1.1 零序電流 段動作電流的整定 .6 2.1.2 靈敏度校驗 .6 2.1.3 動作時間的整定 .6 2.2 零序電流段整定計算

7、 .7 2.3 零序電流段整定計算.7 第 3 章 零序保護(hù)原理圖的繪制與動作過程分析 .8 第 4 章 matlab 建模仿真分析.9 第 5 章 課程設(shè)計總結(jié) .10 參考文獻(xiàn) .11 第 1 章 緒論 1.1 零序電流保護(hù)的概況零序電流保護(hù)的概況 本文是針對 110kv 輸電線路采用零序電流保護(hù)的方法進(jìn)行的繼電保護(hù)設(shè)計。在 正常負(fù)荷下，零序電流沒有或者很小；當(dāng)發(fā)生接地故障時，就一定有零序電流產(chǎn)生。 據(jù)統(tǒng)計，接地短路故障約占總故障次數(shù)的 93%。所以，采用零序電流保護(hù)裝置作為 接地短路保護(hù)是必要的。零序電流保護(hù)裝置簡單，動作電流電流小，經(jīng)濟可靠，靈 敏度高，正確動作率高。因此零序電流保護(hù)在

8、中性點直接接地的高壓，超高壓輸變 電系統(tǒng)中的到了廣泛的應(yīng)用。 零序電流 i 段保護(hù)的動作原則是：（1）躲過本線路末端接地短路時的最大三倍 零序電流。(2)躲斷路器三相觸頭不同時合閘而出現(xiàn)的最大零序電流。 整定值應(yīng)選 取較大的一個。靈敏 i 段是按條件（1）或（2）整定。零序電流 ii 段保護(hù)的動作原 則是：與相鄰線路零序電流 i 段配合。靈敏性校驗的原則是按本線路末端發(fā)生接地 故障時最小零序電流校驗。要求靈敏度大于等于 1.5。若不滿足要求，改與相鄰線 段配合。零序電流 iii 段保護(hù)的動作原則是：躲下級線路出口三相短路時流過保 護(hù)裝置的最大不平衡電流。靈敏性校驗遵循的原則是：近后備按被保護(hù)線

9、路末端短 路時，流過保護(hù)的最小三倍零序電流校驗。遠(yuǎn)后備按相鄰線路末端短路時，流過保 護(hù)的最小三倍零序電流校驗。動作時間按階梯時限原則來選擇 應(yīng)用零序電流保護(hù)的優(yōu)點是零序過電流保護(hù)的靈敏度高，受系統(tǒng)運行方式的影 響要小，不受系統(tǒng)振蕩和過負(fù)荷的影響，方向性零序電流保護(hù)沒有電壓死區(qū)，簡單、 可靠。零序電流的分布與變壓器中性點接地的多少和位置有關(guān)；大小與線路及中性 點接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。在同一線路上的零序過電流保護(hù)與相間短路的過電 流保護(hù)相比，將具有較小的時限，這是零序過電流保護(hù)的一大優(yōu)點。零序電流保護(hù) 的缺點是對短線路或運行方式變化很大時，保護(hù)往往不能滿足要求，單相重合閘的 過程中可能誤動，當(dāng)

10、采用自耦變壓器聯(lián)系兩個不同電壓等級的電網(wǎng)時，將使保護(hù)的 整定配合復(fù)雜化，且將增大第 iii 段保護(hù)的動作時間。 0.max 3i 0.max 3i 0.max 3i 1.2 本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容 1.計算 b 母線、c 母線、d 母線處正序（負(fù)序）及零序綜合阻抗 z1、z0。 2計算 b 母線、c 母線、d 母線處發(fā)生單相或兩相接地短路時出現(xiàn)的最大、最小零 序 電流。 3整定保護(hù) 1、2、3 零序電流 i 段的定值，并計算各自的最小保護(hù)范圍。 4當(dāng) b 母線上負(fù)荷變壓器始終保持兩臺中性點都接地運行時，整定保護(hù) 1、2 零序 定值，并校驗靈敏度。 5整定保護(hù) 1 零序段定值，假定母線 d 零

11、序過電流保護(hù)動作時限為 0.5s，確定 保護(hù) 1、2、3 零序過電流保護(hù)的動作時限，校驗保護(hù) 1 零序段的靈敏度。 6繪制零序三段式電流保護(hù)的原理接線圖。并分析動作過程。 第 2 章 輸電線路零序電流保護(hù)整定計算 2.1 零序電流 段整定計算 系統(tǒng)接線圖如圖： 圖 2.1 系統(tǒng)接線圖 一、計算各母線處正序（負(fù)序）和零序綜合阻抗 ， 1 z （1）當(dāng)、均投入運行時：1g1t2g2t3t4t 圖 2.2等值正序（負(fù)序）網(wǎng)絡(luò)圖 圖 2.3等值零序網(wǎng)絡(luò)圖 zt4=60 zt3=60 zt2=10 zg2=18 zt1=10 32 1 zg1=18 z1.cd=40 z0.cd=80 z1.bc=20

12、z0.bc=40 z0.ab=40 a z1.ab=20 d c b 0 z zg1 zg2 zt1 zt 2 zab1zbc 1 zcd1 abcd zt1 zt 2 zab0zbc0zcd 0 zt 30z t 40 a bc d b 母線： c 母線: d 母線： （2）當(dāng)、投入運行時:1g1t2g2t3t 圖 2.4等值正序（負(fù)序）網(wǎng)絡(luò)圖 圖 2.5等值零序網(wǎng)絡(luò)圖 b 母線： 4030 . 0 210 / ttabttb zzzzzz 18)60/60/()4010/10( 584018 000bcbc zzz 542034 111bcbc zzz 3420)1018/()1018(

13、abtgtgb zzzzzz 122111 / 944054 111cdcd zzz 1388058 000cdcd zzz zg1 zg2 zt1 zt 2 zab1zbc 1 zcd1 abcd dzt1 zt 2 zt3 zab0 zbc0zcd0 ab c 71.2560/)4010/10(/ 30210tabttb zzzzz 3420)1018/()1018(/ 122111abtgtgb zzzzzz 542034 111bcbc zzz c 母線： d 母線： （3）當(dāng)、投入運行時1g1t3t4t 圖 2.6等值正序（負(fù)序）網(wǎng)絡(luò)圖 圖 2.7等值零序網(wǎng)絡(luò)圖 b 母線： c 母線

14、： d 母線： 71.654071.25 000bcbc zzz 944054 111cdcd zzz 71.1458071.65 000cdcd zzz a b c d zg1zt1zab1zbc 1zcd1 zt3 zt 4 zt1z ab0zbc 0 zcd0 a b c d 75.18)60/60/()4010(/ 4030010ttabtb zzzzz 75.584075.18 000bcbc zzz 1084068 111cdcd zzz 75.1388075.58 000cdcd zzz 682048 111bcbc zzz 48201018 1111abtgb zzzz （4）

15、當(dāng)、投入運行時1g1t3t 圖 2.8等值正序（負(fù)序）網(wǎng)絡(luò)圖 圖 2.9等值零序網(wǎng)絡(luò)圖 b 母線： c 母線： d 母線： 二、計算 b、c、d 母線處發(fā)生單相或兩相接地短路時出現(xiàn)的最大、最小零序電流 （1）當(dāng)、均投入運行時1g1t2g2t3t4t b 母線： zt1z ab0 zbc0z cd0 abc d zt3 a b c d 27.2760/)4010(/ 3010tabtb zzzz 48201018 1111abtgb zzzz 682048 111bcbc zzz 27.674027.27 000bcbc zzz 1084068 111cdcd zzz 27.1478027.67

16、 000cdcd zzz ka zz e i bb s kb 949 . 0 18234 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i bb s kb 772 . 0 18342 3/115 2 01 )1( 0 c 母線： d 母線： （2）當(dāng)、投1g1t2g2t3t 入運行時 b 母線： c 母線： d 母線： （3）當(dāng)、投入運行時1g1t3t4t b 母線： ka zz e i cc s kc 391 . 0 58254 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i cc s kc 400 . 0 58542 3/115 2 01 )1( 0 ka zz

17、e i dd s kd 179 . 0 138294 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i dd s kd 204 . 0 138942 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i bb s kb 777. 0 71.25234 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i bb s kb 709. 0 71.25342 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i cc s kc 358 . 0 71.65254 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i cc s kc 382 . 0 71.65542 3/115

18、 2 01 )1( 0 ka zz e i dd s kd 172 . 0 71.145294 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i dd s kd 199 . 0 71.145942 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i bb s kb 777 . 0 75.18248 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i bb s kb 579 . 0 75.18482 3/115 2 01 )1( 0 c 母線： d 母線： （4）當(dāng)、投入運行時1g1t3t b 母線： c 母線： d 母線： ka zz e i dd s kd 165 .

19、 0 27.1472108 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i cc s kc 358 . 0 75.58268 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i cc s kc 341. 0 75.58682 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i dd s kd 172 . 0 75.1382108 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i dd s kd 187 . 0 75.1381082 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i bb s kb 648. 0 27.27248 3/115 2 01 )

20、1 . 1( 0 ka zz e i bb s kb 539 . 0 27.27482 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i cc s kc 329 . 0 27.67268 3/115 2 01 )1 . 1( 0 ka zz e i cc s kc 327. 0 27.67682 3/115 2 01 )1( 0 ka zz e i dd s kd 183 . 0 27.1471082 3/115 2 01 )1( 0 2.1.1 零序電流 段動作電流的整定 1、保護(hù) 1 零序電流 i 段 （1）、運行 1g1t2g2t3t4t 因為 所以取兩相接地短路 （2） 、運行1g

21、1t2g2t3t 因為 所以取兩相接地短路 所以最 大運行方式為：、運行1g1t2g2t3t 保護(hù)1 的 i 段動作電流為： 2、保護(hù) 2 零序 電流i 段 （1）、運行1g1t2g2t3t4t 因為 所以取單相接地短路 （2） 、運行1g1t2g2t3t 因為 取單相接地短路 所以最大運行方式為：、運行1g1t2g2t3t4t 保護(hù) 2 的 i 段動作電流為： kaiki crelop 44. 1400 . 0 32 . 13 02 . 0 三、保護(hù) 3 零序電流 i 段 （1） 、運行1g1t2g2t3t4t 因為取單相接地短路 )1( 0 )1 . 1( 0kdkd iikaii kdd

22、 204 . 0 )1( 00 （2） 、運行1g1t2g2t3t 因為取單相接地短路 )1( 0 )1 . 1( 0kdkd iikaii kdd 199 . 0 )1( 00 所以最大運行方式為：、運行1g1t2g2t3t4t 保護(hù) 3 的 i 段動作電流為：kaiki drelop 734 . 0 204 . 0 32 . 13 03 . 0 )1( 0 )1 . 1( 0kbkb ii ka zzzzz zz ii ttabtt tt kbb 379 . 0 6060401010 6060 949 . 0 43021 43)1 . 1( 00 )1( 0 )1 . 1( 0kbkb i

23、i ka zzzz z ii tabtt t kbb 5422. 0 60401010 60 949 . 0 3021 3 )1 . 1( 00 kaiki brelop 952 . 1 5422 . 0 32 . 13 01 . 0 )1( 0 )1 . 1( 0kckc ii kaii kcc 400 . 0 )1( 00 )1( 0 )1 . 1( 0kdkd ii kaii kdd 199 . 0 )1( 00 2.1.2 靈敏度校驗 一、保護(hù) 1 的最小保護(hù)范圍計算 設(shè) （） ，則 ab ak z z k 1 1 10 1 k,4040,40,20 101011 111 kzkzkz

24、 bkakak (1)、運行1g1t3t4t 8/ )4070)(41 ()()( 2028 11430010 11111 111 11 kkzzzzzz kzzzz ttbkaktk aktgk 取單相接地短路 )1( 0 )1 . 1( 001 11 kbkbkk iizz 8/ )4070)(41 ()2028(2 3/115 2 11101 )1( 0 11 kkkzz e i kk s kb kaii kk k zzzz zzz ii opk ttabt ttbk kbk 5084 . 1 3 75.687020 3/115 8 47 1 . 0 0 11 1 4301 430 )1

25、( 00 1 1 1 得，滿足靈敏度要求%15% 7 . 33 1 k (2)、運行1g1t3t 11/ )40100)(41 ()()( 2028 1130010 11111 111 11 kkzzzzz kzzzz tbkaktk aktgk 取單相接地短路 )1( 0 )1 . 1( 001 11 kbkbkk iizz 11/ )40100)(41 ()2028(2 3/115 2 11101 )1( 0 11 kkkzz e i kk s kb kaii kkk k zzz zz ii opk tabt tbk kbk 5084 . 1 3 11/ )40100)(41 ()2028

26、(2 3/115 11 410 1 . 0 0 111 1 301 30 )1( 00 1 1 1 得，滿足靈敏度要求%15%33.40 1 k 根據(jù)、，最小運行方式為：、運行1g1t3t4t 保護(hù) 1 的 i 段最小可以保護(hù)線路 ab 全長的 33.6% 二、保護(hù) 2 的最小保護(hù)范圍計算 設(shè) （） ，則 bc bk z z k 2 2 10 2 k 2021 40,20 22 kzkz bkbk （1）、運行1g1t3t4t 2043010 211111 0475.18)()( 2048 22 22 kzzzzzz kzzzzz bkttabtk bkabtgk 取單相接地短路 )1( 0

27、)1 . 1( 001 22 kckckk iizz 2201 )1( 00 4075.18)2048(2 3/115 2 22 2 kkzz e ii kk s kck 得，滿足靈敏度要求kaii opk 422 . 1 3 2 . 0 0 2 %15%64.26 2 k （2）、運行1g1t3t 203010 21111 4027.27)( 2048 22 22 kzzzzz kzzzz bktabtk aktgk 取單相接地短路 )1( 0 )1 . 1( 001 22 kckckk iizz 2201 )1( 00 4027.27)2048(2 3/115 2 22 2 kkzz e

28、ii kk s kck 得，滿足靈敏度要求kaii opk 418. 13 2 . 0 0 2 %15%16 1 k 根據(jù)、，最小運行方式為：、運行1g1t3t 保護(hù) 2 的 i 段最小可以保護(hù)線路 bc 全長的 16% 三、保護(hù) 3 的最小保護(hù)范圍計算 設(shè) （） ，則 cd ck z z k 3 3 10 3 k 3031 80,40 33 kzkz ckck （1）、運行1g1t3t4t 30043010 3111111 0875.58)()( 4068 33 33 kzzzzzzz kzzzzzz ckbcttabtk ckbcabtgk 若 ,則取單相接地短路 33 01kk zz )

29、1( 0 )1 . 1( 0kdkd ii 3301 )1( 00 8075.58)4068(2 3/115 2 33 3 kkzz e ii kk s kdk 得，滿足靈敏度要求kaii opk 726 . 0 3 3 . 0 0 3 %15%94.46 3 k 此時，與矛盾 326.96,788.88 33 01kk zz 33 01kk zz 所以，取兩相接地短路 33 01kk zz )1( 0 )1 . 1( 0kdkd ii )8075.58(24068 3/115 2 3301 )1 . 1( 00 33 3 kkzz e ii kk s kdk kaii opk 726 . 0

30、 3 3 . 0 0 3 得，滿足靈敏度要求%15%18.43 3 k （2）、運行1g1t3t 3003010 3111111 8027.67)( 4068 33 33 kzzzzzz kzzzzzz ckbctabtk ckbcabtgk 若 ,則取單相接地短路 33 01kk zz )1( 0 )1 . 1( 0kdkd ii 3301 )1( 00 8027.67)4068(2 3/115 2 33 3 kkzz e ii kk s kdk 得，滿足靈敏度要求kaii opk 724 . 0 3 3 . 0 0 3 %15%62.41 3 k 此時，與矛盾 59.100,66.86 3

31、3 01kk zz 33 01kk zz 所以，取兩相接地短路 33 01kk zz )1( 0 )1 . 1( 0kdkd ii )8027.67(24068 3/115 2 3301 )1 . 1( 00 33 3 kkzz e ii kk s kdk 得，滿足靈敏度要求kaii opk 724 . 0 3 3 . 0 0 3 %15%66.34 3 k 根據(jù)（1） 、 （2） ，最小運行方式為：、運行1g1t3t 保護(hù) 3 的 i 段最小可以保護(hù)線路 cd 全長的 34.65% 2.1.3 動作時間的整定 斷路器 1qf 處無時限電流速斷保護(hù)的動作時間為：st i op 0 1 斷路器

32、2qf 處無時限電流速斷保護(hù)的動作時間為：st i op 0 2 電路器 3qf 處無時限電流速斷保護(hù)的動作時間為：st i op 0 3 2.2 零序電流零序電流段整定計算 保護(hù) 1 的段與保護(hù) 2 的 i 段配合 ，保護(hù) 1 的分支系數(shù) 1min i 2 . 0 ii 1 . 0 / bop ii relop kiki5 . 2 30 75 0 0 1min ab bc b i i k kai op 626 . 0 5 . 2/422 . 1 1 . 1 ii 1 . 0 靈敏度校驗：最小運行方式為、運行1g1t3t4t 流過保護(hù) 1 的最小零序電流ka zzzz zz ii ttabt

33、tt kb 2096 . 0 4301 43)1( 0min0 不滿足靈敏度要求3 . 1005 . 1 626 . 0 2096 . 0 33 1 . 0 min0 1 ii op ii sen i i k 所以，保護(hù) 1 的段與保護(hù) 2 的段配合 ，保護(hù) 2 的分支系數(shù) 1min ii 2 . 0 ii 1 . 0 / bop ii relop kiki1 2min b k kakiki bop ii relop 80 . 0 1/7272 . 0 1 . 1/ 2min i 3 . 0 ii 2 . 0 kai op 352 . 0 5 . 2/80 . 0 1 . 1 ii 1 . 0

34、 滿足靈敏度要求3 . 179 . 1 352 . 0 2096 . 0 33 1 . 0 min0 1 ii op ii sen i i k 所以，保護(hù) 1 的段動作電流：kai op 352 . 0 ii 1 . 0 保護(hù) 1 的段動作時間與保護(hù) 2 的段動作時間配合： stttttt i op ii op ii op 0 . 15 . 05 . 00 321 2.3零序電流零序電流段整定計算 保護(hù) 1 的段與保護(hù) 2 的段配合 kakiki bop iii relop 352 . 0 5 . 2/80 . 0 1 . 1/ 1min ii 2 . 0 iii 1 . 0 靈敏度校驗：最小

35、運行方式為、運行1g1t3t4t 作為近后備：滿足靈敏度要求3 . 179 . 1 352 . 0 2096 . 0 33 1 . 0 min0 1 iii op biii sen i i k 作為遠(yuǎn)后備：滿足靈敏度要求2 . 173 . 2 352 . 0 320 . 0 33 1 . 0 min0 1 iii op ciii sen i i k 已知母線 d 零序過電流保護(hù)動作時限為 0.5s 所以保護(hù) 1 的段零序電流保護(hù)的動作時間與保護(hù) 2 的段動作時間配合： stttttt ii op ii op iii op 5 . 15 . 05 . 05 . 0 321 第 3 章 方向性零序

36、電流保護(hù) 3.1 方向性零序保護(hù)的特點及原理圖 變壓器的零序方向過電流保護(hù)是為防止電力變壓器出現(xiàn)單項短路或負(fù)載嚴(yán)重不 平衡而安裝的保護(hù)電路，在變壓器出現(xiàn)單項短路或負(fù)載嚴(yán)重不平衡切斷高壓輸出柜， 使變壓器斷電，達(dá)到保護(hù)變壓器和線路安全的目的。通常保護(hù)值設(shè)為額定電流的 25%。 零序功率方向保護(hù)原理是利用故障線路零序電流滯后零序電壓 90。 ，非故障線路 零序電流超前零序電壓 90。的特點來實現(xiàn)的。即零序功率方向保護(hù)是利用故障線路 和非故障線路的保護(hù)安裝處零序電流方向相反的特點構(gòu)成。用于零序電流保護(hù)不滿 足要求和接線復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中。目前采用這一原理實現(xiàn)的裝置在實際電網(wǎng)中應(yīng)用較多， 但對中性點經(jīng)消弧線

37、圈接地的系統(tǒng)此原理無效。是針對中性點非直接接地系統(tǒng)中單 相接地保護(hù)的裝置。 圖 3.1 靜態(tài)功率方向繼電器 圖 3.2 整流型和晶體管型零序功率方向繼電器 * * * * * * kw0 = -110 sen * * * * * * * * * kw0 * * * = 70 sen 3.2 零序電流的獲取方法 在電力系統(tǒng)架空線路上的零序電流一般用零序電流過濾器獲得，如圖所示。圖 中，三個相的電流互感器采用相同的型號和變比，按圖所示的極性接線，當(dāng)架空線 發(fā)生接地故障時，零序電流過濾器將輸出零序電流. 圖 3.3 零序電流過濾器 如圖所示的是用零序電流互感器方式取出線路中的零序電流，它用于電纜線路

38、 取出零序電流。零序電流互感器有一個鐵芯，三相電纜線穿過其鐵芯，從鐵芯上的 二次繞組取出線路故障電流中的零序電流。故障零序電流互感器 不存在因為三相電流互感器激磁電流不對稱產(chǎn)生的不平衡電流，而只有三相電纜對 鐵芯不對稱而產(chǎn)生的不平衡電流，但其值較小。 圖 3.4 零序電流互感器 * * * * i0 i0 a b c 電 纜 頭 電纜 ta0 第 4 章 零序保護(hù)原理圖的繪制與動作過程分析 4.1 零序電流保護(hù)的原理圖 圖 4.1 零序電流保護(hù)原理圖 4.2 零序電流保護(hù)的展開圖 如圖 4.2 是零序電流保護(hù)的交流回路 圖 4.2 交流回路 q f 1kakm3ka4kt5ka6kt 7ks8

39、ks9ks yt qf qf 信信信信信信 * iiitt ta tac taa1ka3ka 5ka 2ka 4ka6ka 如圖 4.3 是零序電流保護(hù)的直流電路 圖 4.3 直流回路 如圖 4.4 是零序電流保護(hù)的信號回路 圖 4.4 信號回路 4.3 動作過程的分析 已知各保護(hù)的保護(hù)范圍： 1qf：i 段 am，段 ap，段 c 母線以后 2qf：i 段 bn，段、段 c 母線以后 3qf： c 母線以后 1k a 2k a 3k a 4k a 1k t 5k a 6k a 2k t 1k s 2k s 3k s km 1k t 2k t yt fu 1fu 2 +w c-wc kmqf

40、wsp 3ks 1ks 2ks waux 若在 am 線路中發(fā)生 ab 短路，則故障是由保護(hù) 1qf 的 i 段切除的。各繼電器的 動作情況為發(fā)生短路各電流繼電器動作，但由于是發(fā)生 ab 相短路，所以反應(yīng) c 相的 2ka,4ka,6ka 不動作。又因為是由保護(hù) 1 的 i 段切除的，所以 km,1ks 動作。而除電 流繼電器的其它繼電器都不動作。 若在 bn 線路中發(fā)生 ab 短路，則故障是由保護(hù) 2qf 的 i 段切除的。各繼電器的 動作情況與上述判斷方法一致。即 2ka,4ka,6ka 不動作，其它電流繼電器動作。又 是由保護(hù) 2 的 i 段切除的，所以 km,1ks 動作，其它繼電器不

41、動作。 若在 mb 線路中發(fā)生 ab 短路，則故障是由保護(hù) 1qf 的 ii 段切除的。各繼電器的 動作情況為 1ka,2ka,4ka,6ka 不動作，其它電流繼電器動作，因為由保護(hù) 1qf 的 ii 段切除的，所以 1kt,2ks 動作，其它繼電器不動作。 第 5 章 matlab 建模仿真分析 5.1 仿真模型的建立仿真模型的建立 用 matlab 仿真分析系統(tǒng)的電流電壓變化過程：采用 matlab 軟件中的 simulink 工具箱，先進(jìn)行圖形模塊的建立和聯(lián)接，連入測量元件示波器測量電流電壓，再運 行程序進(jìn)行波形仿真。模塊聯(lián)接及仿真波形如圖 5.1 和圖 5.2 所示： 圖 5.1 仿真模型 5.2 仿真結(jié)果及分析仿真結(jié)果及分析 圖 5.2 系統(tǒng)仿真波形 a b c three-p