三段式零序電流保護

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實習（實訓）報告實習（實訓）名稱： 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 學 院： 專 業(yè)、 班 級： 指 導 教 師： 報 告 人： 學 號： 時 間： 2017年1月5日 實習主要內容： 兩相接地短路零序電流整定計算及其相應M側保護1的整定,線路N側零序電流速斷保護段的整定值及保護范圍。主要收獲體會與存在的問題：通過本次的實習過程，更加熟悉了整定計算的主要內容和相應的方法?？傮w上問題不是很大，只是在相應零序電流的保護范圍的確定上出現了一點問題。實踐過程中難免會出現些許問題，但在不斷的探討和摸索中都能一一解決。這一過程為今后的學習，生活以及工作打下了一定的基礎。指導教師意見：指

2、導教師簽字：20 年 月 日備注：目 錄.32 .42.12.2.62.3 系統(tǒng)等效電路圖.73 三段式零序電流保護整定計算.83.1 三段式零序電流保護中的原則.93.2 M側保護1零序電流保護段整定.103.3 N側保護1零序電流保護段整定.114 零序電流保護評價.124.1原理與內容.134.2零序電流保護的優(yōu)缺點.135 總結.14參考文獻.15專心-專注-專業(yè)1 設計題目 如圖1所示為雙電源網絡中，已知線路的阻抗，兩側系統(tǒng)等值電源的參數：相電動勢：各電源阻抗：,。設計要求：決定線路MN兩側零序電流速斷保護段的整定值及保護范圍。圖1 雙電源網絡2 2.1 設計規(guī)定 根據電力工程設計手

3、冊上的相關規(guī)定，電力系統(tǒng)的繼電保護裝置必須滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。對于110kV及以上電壓等級有效接地電力網絡線路，應按照規(guī)定裝設反應接地短路和相間短路的保護裝置。（1） 對于接地短路：裝設帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護；零序電流保護不能滿足要求時，可裝設接地距離保護，并應色一段或兩段零序電流保護作為后備保護。（2） 對于相間短路：單側電源單回線路，應裝設三相多段式電流或電壓保護，如不能滿足要求，則應設距離保護；雙側電源線路宜裝設階段式距離保護。2.2 本線路保護設計 在電力系統(tǒng)中，當發(fā)生接地故障時，通過變壓器接地丶構成短路通路，故障相流過很大的短路電流。110kV及以

4、上電網，為中性點直接接地系統(tǒng)；335kV及以上電網，為中性點不接地或不直接接地（小接地電流系統(tǒng)）。中性點直接接地電網，正常運行及發(fā)生相間短路時，均沒有零序電壓和電流；發(fā)生接地短路時將出現很大的零序電壓和零序電流。出現零序電壓和零序電流是接地故障有別于正常運行和相間短路故障的基本特征。 電力工程手冊相關規(guī)定表明110kV及以上電網 ，在中性點直接接地系統(tǒng)中，單相短路接地故障幾率占總故障率的70%90%，所以如何正確設置接地故障的保護是該系統(tǒng)的中心問題之一。 零序電流保護指利用接地時產生的零序電流使保護動作的裝置，叫零序電流保護。零序電流保護中，中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產生很大的零序電流

5、，根據零序電流分量構成保護，可以作為一種主要的接地短路保護。零序過流保護不反應三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護受電力系統(tǒng)運行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復雜的環(huán)網中，由于速動段的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，致使零序電流保護各段的性能嚴重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器，可以用來實現短路接地保護。 該系統(tǒng)網絡是兩端電源中性點直接接地110kV系統(tǒng)，因此發(fā)生單相短路接地故障時，系統(tǒng)中會出現零序分量，而正常運行時無零序分量，故可利用零序分量構成接地短路的保護。

6、2.3 系統(tǒng)等效電路圖經過計算，該系統(tǒng)的正序、負序、零序的等效電路圖分別如圖2、3、4所示。其中各阻抗的計算結果如下：正序等值電路：圖2 正序等值電路圖負序等值電路：圖3 負序等值電路圖零序等值電路：圖4 零序等值電路圖3 三段式零序電流保護整定計算3.1 三段式零序電流保護中的原則 零序電流保護與三段式相間短路保護基本相似，也分為三段式：零序電流段為瞬時零序電流速斷，只保護線路的一部分；零序電流段為限時零序電流速斷，可保護線路的全長，并與相鄰線路零序電流速斷保護相配合，帶有0.5s延時，它與零序電流段共同構成本線路接地故障的主保護；零序電流段為零序過電流保護，動作時限按階梯原則整定，它作為本

7、線路和相鄰線路的單相接地故障的后備保護。零序電流速斷（零序段）保護零序電流與線路的阻抗有關，可以作出3隨線路長度L變化的關系曲線，然后進行整定，起原則類似于相間短路的三段式電流保護。零序電流速斷保護的動作電流的整定三個原則：（1）為保護選擇性，動作電流應大于本線路末端單相或兩相接地短路時流過保護安裝處的可能出現的最大零序電流3,即-可靠系數，取1.21.3.-線路末端的最大零序電流求故障點：本線路末端故障類型：（假設）整定值按最大運行方式下考慮，即系統(tǒng)零序等值阻抗最小。單相接地短路最大零序電流：單相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：圖5 單相短路接地復合序網圖兩相接地短路最大零序電流：兩

8、相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：圖6 兩相短路接地復合序網圖兩者中取較大者：（2）應大于斷路器三相不同期合閘（非全相運行）時出現的最大零序電流3求：-可靠系數，取1.11.2。兩相先合，一相斷線：一相先合，兩相斷線：兩者中取較大者： 原則所得定值一般較大，保護范圍縮小，靈敏度降低，此時可考慮使段帶小的延時（0.1S）躲開不同時合閘時間。（3）當系統(tǒng)采用單相自動重合閘，單相短路故障被切除后，系統(tǒng)處于非全相運行狀態(tài)，并伴有系統(tǒng)振蕩，將出現很大的零序電流保護可能誤動作。若按（3）整定，這動過電流過大，使保護范圍縮小，不能發(fā)揮零序段的作用。應分別設靈敏段和不靈敏段套保護。3.2 M側保護1零

9、序電流保護段整定根據上述零序電流保護原則（1）對M側保護1零序電流保護段進行整定。本線路末端N處：單相接地短路最大零序電流：=單相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：兩相接地短路最大零序電流： 兩相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：兩者中取較大者：保護范圍校驗：校驗最小保護范圍時，取值與上述計算真好相反；即整定時，若按單相計算，那么，校驗時就要采用兩相接地考慮。反之亦然。 因此，該保護利用兩相接地短路整定值進行保護范圍的校驗： （滿足保護范圍要求）保護延時的整定：段帶小的延時（0.1S）躲開不同時合閘時間，避免保護誤動。3.3 N側保護1零序電流保護段整定根據上述零序電流保護原則（1

10、）對M側保護1零序電流保護段進行整定。本線路末端M處：單相接地短路最大零序電流：單相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：兩相接地短路最大零序電流：兩相接地短路M側保護1零序電流保護段整定值：兩者中取較大者：保護范圍校驗： （滿足保護范圍要求）保護延時的整定：段帶小的延時（0.1S）躲開不同時合閘時間，避免保護誤動。4 零序電流保護評價4.1原理與內容： 三相電流平衡時，沒有零序電流，不平衡時產生零序電流，零序保護就是用零序互感器采集零序電流，當零序電流超過一定值（綜合保護中設定），綜和保護接觸器吸合，斷開電路。 零序電流互感器內穿過三根相線矢量。 正常情況下，三根線的向量和為零，零序電流互

11、感器無零序電流。 當人體觸電或者其他漏電情況下：三根線的向量和不為零，零序電流互感器有零序電流，一旦達到設定值，則保護動作跳閘。零序一段：躲過下一段線路出口處單相或者兩相接地短路時候出現的最大零序電流。躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時候所出現的最大零序電流。兩者比較取最大零序保護零序二段：與下一段線路的一段配合，即是躲過下段線路的第一段保護范圍末端接地短路時，通過本保護裝置的最大零序電流。零序二段的靈敏系數要大于1.5，不滿足的話要與下一段線路的二段配合，時限再抬高一個等級。零序保護零序三段：與下一段線路的三段配合；躲開下一段線路出口處相間短路時所出現的最大不平衡電流。兩者比較取最大。零序三段的

12、靈敏系數要大于2（近后備）；靈敏系數要大于1.5（遠后備） 接地距離保護與零序電流保護配合才能構成完整的接地保護 。接地距離保護的最大優(yōu)點是瞬時段的保護范圍固定,不受系統(tǒng)運行方式變化影響。接地距離三段保護難以反映高阻抗接地故障。零序電流保護則以保護高電阻故障為主要任務。4.2零序電流保護的優(yōu)缺點零序電流保護的優(yōu)點： 在中性點直接接地的電網中，由于零序電流保護簡單、經濟、可靠，作為輔助保護或后備保護獲得了廣泛的應用。具有以下特點：(1)敏性高由于線路的零序阻抗較正序阻抗大，所以線路始端和末端接地短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序電流段和零序電流段保護范圍較長。零序過電流保護按躲過最大不

13、平衡電流來整定，繼電器的動作電流一般為2A3A。而相間短路的過電流保護要按最大負荷電流來整定，動作電流值通常5A7A。所以，零序過電流保護靈敏性高。零序電流保護受系統(tǒng)運行方式變化的影響要小，保護范圍較穩(wěn)定。因為系統(tǒng)運行方式變化時，零序網絡不變或變化不大，所以零序電流的分布基本不變。(2)速動性好零序過電流保護的動作時限比相間短路過電流保護的動作時限要短。尤其是對于兩側電源的線路，當線路內部靠近任一側發(fā)生接地短路時，本側零序電流保護一段動作跳閘后，對側零序電流將增大，可使對側零序電流保護也相繼動作跳閘，因而使總的故障切除時間更加縮短。(3)不受過負荷和系統(tǒng)振蕩的影響當系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀態(tài)

14、，如系統(tǒng)振蕩、短時過負荷，三相仍然是對稱的，不產生零序電流，因此零序電流保護不受其影響，而相間短路電流保護可能受其影響而誤動作，所以需要采取必要的措施以防止。(4)方向零序電流保護在保護安裝處接地時無電壓死區(qū)零序電流保護較之其他保護實現簡單、可靠，在110kV及以上的高壓和超高壓電網中，單相接地故障約占全部故障的70%90%，而且其他的故障也都是由單相故障發(fā)展起來的，所以零序電流保護就為絕大多數的故障提供了保護，具有顯著的優(yōu)越性，因此在中性點直接接地的高壓和超高壓系統(tǒng)中獲得普遍應用。零序電流保護的缺點：(1)受變壓器中性點接地數目和分布的影響顯著。對于運行方式變化或接地點變化很大的電網，保護往

15、往不能滿足系統(tǒng)運行所提出的要求。(2)在單相自動重合閘動作的過程中將出現非全相運行狀態(tài)，在考慮到系統(tǒng)兩側的發(fā)電機發(fā)生搖擺，可能會出現較大的零序電流，可能影響零序電流保護的正確工作。(3)當采用自耦變壓器聯系兩個不同電壓等級的電網（如110kV和220kV電網）是，則在任一電網中發(fā)生接地短路時都會在另一電網中產生零序電流，這使得零序電流保護的整定配合復雜化，兵增大了零序三段式保護的動作時限。 注意問題：(1)當電流回路斷線時,可能造成保護誤動作。這是一般較靈敏的保護的共同弱點,需要在運行中注意防止。就斷線機率而言,它比距離保護電壓回路斷線的機率要小得多。如果確有必要,還可以利用相鄰電流互感器零序

16、電流閉鎖的方法防止這種誤動作。 當電力系統(tǒng)出現不對稱運行時,也要出現零序電流,例如變壓器三相參數不同所引起的不對稱運行,單相重合閘過程中的兩相運行,三相重合閘和手動合閘時的三相斷路器不同期,母線倒閘操作時斷路器與隔離開關并聯過程或斷路器正常環(huán)并運行情況下,由于隔離開關或斷路器接觸電阻三相不一致而出現零序環(huán)流,以及空投變壓器時產生的不平衡勵磁涌流,特別是在空投變壓器所在母線有中性點接地變壓器在運行中的情況下,可能出現較長時間的不平衡勵磁涌流和直流分量等等,都可能使零序電流保護啟動。 地理位置靠近的平行線路,當其中一條線路故障時,可能引起另一條線路出現感應零序電流,造成反方向側零序方向繼電器誤動作

17、。如確有此可能時,可以改用負序方向繼電器,來防止上述方向繼電器誤判斷。 由于零序方向繼電器交流回路平時沒有零序電流和零序電壓,回路斷線不易被發(fā)現;當繼電器零序電壓取自電壓互感器開口三角側時,也不易用較直觀的模擬方法檢查其方向的正確性,因此較容易因交流回路有問題而使得在電網故障時造成保護拒絕動作和誤動作。5 總結 在電力系統(tǒng)中，當發(fā)生接地故障時，通過變壓器接地丶構成短路通路，故障相流過很大的短路電流。 在繼電保護中應該滿足四性：即選擇性，速動性，靈敏性，和可靠性。 零序電流保護指利用接地時產生的零序電流使保護動作的裝置，叫零序電流保護。零序電流保護中，中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產生很大的

18、零序電流，根據零序電流分量構成保護，可以作為一種主要的接地短路保護。零序過流保護不反應三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護受電力系統(tǒng)運行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復雜的環(huán)網中，由于速動段的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，致使零序電流保護各段的性能嚴重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器，可以用來實現短路接地保護。 通過本次的實習過程，更加熟悉了整定計算的主要內容和相應的方法?？傮w上問題不是很大，只是在相應零序電流的保護范圍的確定上出現了一點問題。實踐過程中難免會出現些許問題，但在不斷的探討和摸索中都能一一解決。這一過程為今后的學習，生活以及工作打下了一定的基礎。參考文獻1 袁甄. 從“