中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序電流保護(hù)匯總

1、1第三章中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序電流保護(hù)、零序電流保護(hù)及其在系統(tǒng)中的作用 不對稱短路的計(jì)算相當(dāng)于在短路點(diǎn)增加了一個(gè)額外附加阻抗的三相短路如下齟車聊爵瞧鴉媲零序電臥伸h和2：點(diǎn)水就 鶴勸式om可見零序電流的大小與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。但零序電流在零序網(wǎng)羅中的分布只與零序 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以及變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置有關(guān)。圖3-31（b）為其短路計(jì)算的零序等效網(wǎng)絡(luò)。在零序等效網(wǎng)絡(luò)中，零序電流看成是故障點(diǎn)F出現(xiàn)一個(gè)零序電壓UFo產(chǎn)生的，其方向取由母線流向故障點(diǎn)為正。零序電壓的方向采用線路高于大地的電壓為正。這樣，A母線的零序是電壓表示為。U0A= ( -Io1)ZoT1（3-48）該處零序電壓與零序電流之

2、間的相位差是由Z0T1的阻抗角決定的，與線路的零序阻抗無關(guān)，線路兩端零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向母線，與正序功率的方向相反2心）系統(tǒng)接線；e）零序網(wǎng)絡(luò)；心）零序電壓分布8）忽略電阻時(shí)的向量圖；閭計(jì)及電阻時(shí)的向量f設(shè)爐尸嚴(yán)80T圖系統(tǒng)接地短路時(shí)的零序等效網(wǎng)絡(luò)利用零序分量構(gòu)成線路接地短路的繼電保護(hù)裝置，由于工作原理與結(jié)構(gòu)簡單，不受負(fù) 荷電流影響，保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，正確動(dòng)作率高達(dá)97%等優(yōu)點(diǎn)，在我國大接地電流系統(tǒng)的不同電壓等級(jí)電網(wǎng)的線路上，廣泛裝設(shè)帶方向性和不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，作為反應(yīng)接地短路的基本保護(hù)。二、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地原則中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，線路

3、上零序電流的大小和分布，主要決定于電 網(wǎng)中線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗以及中性點(diǎn)接地變壓器的數(shù)目和位置，對于 變壓器中性點(diǎn)接地的原則：（1）發(fā)電廠及變電站低壓側(cè)有電源的變壓器，若變電站中只有單臺(tái)變壓器運(yùn)行，其中 性點(diǎn)應(yīng)接地運(yùn)行，以防止出現(xiàn)不接地系統(tǒng)的工頻過電壓。（2）自耦變壓器和有絕緣要求的其它變壓器其中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行；（3）T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。當(dāng)T接變壓器低壓側(cè)有電源時(shí)，則應(yīng)采取防止接地故障時(shí)產(chǎn)生工頻過電壓的措施，最好故障時(shí)將小電源解裂；（4）為防止操作過電壓，在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后再將其斷 開。（5）從保護(hù)的整定運(yùn)行出發(fā)，還應(yīng)做如下

4、考慮：變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式的安排，應(yīng)盡量保持同一廠（站）內(nèi)零序阻抗基本不變，如：有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，一般只將一臺(tái) 變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器中性點(diǎn)直接接地 運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中的一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，將另TAFaT.(b)j b 3掃）一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地；（b）兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地;（6 不同電壓通過丫口/丫。變壓器連接的網(wǎng)絡(luò)單相接地圖卜眈單相接地短路時(shí)零序電流分布圖如圖3-32所示的系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，可以清楚看出零序電流的數(shù)值和分布與變壓器 中性點(diǎn)接地有很大關(guān)系。只有變壓器T1的中性點(diǎn)直接接地，當(dāng)F點(diǎn)發(fā)生單相接

5、地短路時(shí)，由于變壓器T2的中性點(diǎn)不接地，所以零序電流只流經(jīng)T1而不流向T2。T1的側(cè)繞組中雖 然感應(yīng)有零序電流，但它只在側(cè)繞組中環(huán)流而不能流向側(cè)的引出線。在圖3-32（b）中，變壓器T1、T2的中性點(diǎn)都直接接地。所以在F點(diǎn)發(fā)生單相接地時(shí)，零序電流經(jīng)由T1、T2兩條路徑形成回路。在圖3-32（c）中，變壓器T1和T2的三個(gè)中性點(diǎn)都直接接地，當(dāng)T2的低壓側(cè)F點(diǎn)發(fā)生單相接地時(shí)， 不僅T2低壓側(cè)線路有零序電流，而且T1與T2之間的線路上也有零序電流。三、三段式零序電流保護(hù)的整定采用三相完全星形接線方式的相間電流保護(hù)，由于其動(dòng)作電流較大，用來反應(yīng)單相接 地短路，靈敏性可能不滿足要求。為了反應(yīng)接地短路，必

6、須裝設(shè)專用的接地保護(hù)。1.零序電流速斷保護(hù)零序電流速斷保護(hù)為了保證選擇性，其保護(hù)范圍不超過本線路末端，啟動(dòng)電流應(yīng)按以 下原則整定。（1）躲過被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)的最大零序電流3lmax，即1ost.1 -Krel*31o max(3-49)臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器直接接地。4式中Kre|-可靠系數(shù)，取1.21.3。在接地短路中，應(yīng)以常見的故障類型和故障方式為依據(jù)。1）只考慮單一設(shè)備故障。 為整定保護(hù)的依據(jù)。對兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)備的重疊故障，可視為稀有故障，不作2）只考慮常見的，在同一點(diǎn)發(fā)生單相接地或兩相短路接地簡單故障，不考慮多點(diǎn)同時(shí) 短路的復(fù)雜故障。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗等于負(fù)序阻抗時(shí)，即Zi=Z

7、2，則在同一地點(diǎn)發(fā)生單相接地或兩相接地短路的短路電流分別為：3IO1）3El；3IO1.1）3E02Z1Zo；0Z12Z0如果ZoZ1時(shí)，3l01- 3l01.1），啟動(dòng)電流應(yīng)采用單相接地短路時(shí)的零序電流31。來整定;而當(dāng)Z1 Zo時(shí)，3l01.1）3l01），啟動(dòng)電流應(yīng)采用兩相接地短路時(shí)的零序電流來整定。（2）躲過斷路器三相觸頭不同時(shí)接通時(shí)所引起的最大零序電流。1）斷路器先接通一相，相當(dāng)兩相斷線時(shí)，零序電流為E1_E2lo=- （3-50）2Z1Z02）斷路器先接通兩相，相當(dāng)一相斷線時(shí)，零序電流為E1-E210=- （3-51）Z -2Z0180。乙亍、Z0T從斷線點(diǎn)看進(jìn)去網(wǎng)絡(luò)正序、零序綜合

8、阻抗。對于（3-50）、（3-51）兩 式，取其中的較大者進(jìn)行整定計(jì)算。（3）在裝有綜合重合閘的線路上，應(yīng)躲過非全相狀態(tài)下又發(fā)生振蕩所出現(xiàn)的最大零序 電流。保護(hù)裝置的靈敏性是以保護(hù)范圍的長度來衡量。零序電流速斷保護(hù)的長度不小于被保護(hù)線路全長的（1520）%。如果按這一條件整定，在正常情況下發(fā)生接地故障時(shí)，其保護(hù)范 圍太小，不滿足要求，通 ?？梢栽O(shè)置兩個(gè)零序I段保護(hù)，一個(gè)按條件（1）、（2）整定的零序l段（稱靈敏I段）,其主要任務(wù)是對全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障起保護(hù)作用，在單相重合閘啟動(dòng)時(shí)，將其閉鎖，另一個(gè)是按條件（3）整定的I段（稱不靈敏I段）裝設(shè)的目的是在單 相重合閘過程中，又發(fā)生接地故障時(shí)起

9、保護(hù)作用。2零序電流限時(shí)速斷保護(hù)零序電流限時(shí)速斷保護(hù)的動(dòng)作范圍應(yīng)包括線路的全長，啟動(dòng)電流按以下原則整定。L上兩式E1、E2斷線點(diǎn)兩端系統(tǒng)的等值電勢，考慮最嚴(yán)重情況,L UE1與E2的相位差為5（1） 啟動(dòng)電流應(yīng)與下一線路零序電流速斷保護(hù)配合，即躲過下一線路零序I段保護(hù)范 圍末端接地短路時(shí)，通過本保護(hù)的最大零序電流。III _Krel | 1ostl1ost2（3-52）Kob相鄰線路有多條出線時(shí)，上式的lost2應(yīng)選擇其中的最大者。Krel為可靠系靈敏，取1.1；Kob為最小分支系數(shù)，其值等于下一線路零序I段保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)，流經(jīng)故障線路與本線路的零序電流之比的最小值。動(dòng)作時(shí)限為0.5秒

10、。用被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)，流過保護(hù)的最小零序電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，靈敏系靈敏gen1.31.5。若靈敏度校驗(yàn)不合格，改用下面兩種方法整定。（2）與下一段線路零序電流限時(shí)速斷保護(hù)相配合進(jìn)行整定，即，IIl= eLllost11ost2（3-53）Kob時(shí)限再抬高一級(jí)，取11.2秒。（3） 保留靈敏度校驗(yàn)不滿足要求，時(shí)限為0.5秒的零序n段。一人定值較大，能在正常運(yùn)行方式或最大運(yùn)行方式下，以較短的延時(shí)切除本線路的接地短路，另一個(gè)則具有較長的延時(shí)，保護(hù)各種運(yùn)行方式下線路末端接地短路時(shí)，具有足夠的靈敏系數(shù)。3、零序過電流保護(hù)零序過電流保護(hù)主要作為本線路零序I段和零序n段的近后備和相鄰線路、母線、變壓

11、器接地短路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。在終端線路上可以作為主保護(hù)使用。啟動(dòng)電流以下面原則進(jìn)行整定。（1）躲過相鄰線路出口處三相短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流，III1ost二Krel1ub max（3-54）（2）啟動(dòng)電流按逐漸配合的原則整定，即本線路零序過電流保護(hù)的保護(hù)范圍不能超出相鄰線路上零序過電流的保護(hù)范圍。逐級(jí)配合的原則是保證電網(wǎng)保護(hù)有選擇性動(dòng)作的重要原 則，不遵守這條原則就難免出現(xiàn)保護(hù)越級(jí)跳閘。例如：假定圖3-33中三段式零序電流保護(hù)A沒有按上述原則嚴(yán)格地與相鄰線三段式零 序電流保護(hù)B相配合。盡管保護(hù)B的第二段對線路B末端故障有足夠靈敏度，保護(hù)A的第三段在動(dòng)作時(shí)間上大于保護(hù)B的第二段動(dòng)作時(shí)間，但是保

12、護(hù)A第三段在靈敏度上與保護(hù)B的二、 三段不配合，其動(dòng)作特性如圖3-33所示，出現(xiàn)相互交錯(cuò)的情況，如圖中打叉部分。此時(shí)，雖然在線路B上發(fā)生的金屬性接地故障，仍可以由保護(hù)B的第一段或第二段動(dòng)作，有選擇地切除故障，但在下述許多情況下，如果保護(hù)B第二段不能可靠動(dòng)作，則可以導(dǎo)致保護(hù)A越級(jí)跳閘。1）在線路B末端發(fā)生經(jīng)大過渡電阻的接地故障（如對樹放電，對竹子放電等）時(shí)，保護(hù)B第二段不一定能動(dòng)作，但第三段可以動(dòng)作。然而保護(hù)A第三段因?yàn)槠鋭?dòng)作特性與保護(hù)B第三段重迭，也可能同時(shí)動(dòng)作，后果是造成線路A不必要地被切斷。2）線路B的始端斷路器因故斷開一相，但負(fù)荷較輕，其兩相運(yùn)行零序電流較小，不足以起動(dòng)保護(hù)B第三段。這本

13、來完全可以由運(yùn)行人員手動(dòng)處理，或依靠斷路器非全相保 護(hù)動(dòng)作，跳開三相斷路器，但由于保護(hù)A第三段的靈敏度與保護(hù)B第三段不配合，它6反而可能動(dòng)作而越級(jí)跳開A斷路器。3） 在線路C發(fā)生金屬性接地故障而其斷路器因故拒絕動(dòng)作時(shí)，本來可以靠保護(hù)B作為 后備，跳開B斷路器，但由于保護(hù)A與保護(hù)B動(dòng)作特性重迭，因而可能導(dǎo)致斷路器A越級(jí)跳閘。上述配合原則，不僅適用于第一次故障的情況，還應(yīng)該同樣適用于重合閘過程中又發(fā)生故障（單相重合過程中健全相又故障）和重合于永久性故障的情況。當(dāng)零序電流保護(hù)作近后備時(shí)，校驗(yàn)接地短路點(diǎn)在被保護(hù)線路的末端，要求靈敏系數(shù)Ksen一1.31.5;而作為遠(yuǎn)后備時(shí)，校驗(yàn)接地短路點(diǎn)在相鄰線路的末

14、端，要求靈敏系數(shù)KSen-1.2。按上述原則整定的零序過電流保護(hù)，起動(dòng)電流一般較小，因此，當(dāng)本電壓級(jí)電網(wǎng)內(nèi)發(fā) 生接地短路時(shí)，凡零序電流流過的各個(gè)保護(hù)都能起動(dòng)，為了保證各保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性， 它們的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)按階梯原則來選擇，與相同故障電流保護(hù)時(shí)限特性一樣，所不同的時(shí)是接地故障零序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限不須從離電源最遠(yuǎn)處的保護(hù)開始逐級(jí)增大，而相間故障的電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限則必須從離電源最遠(yuǎn)處的保護(hù)開始逐級(jí)增大，如圖3-34所示（其中時(shí)間階梯特性1代表零序電流保護(hù)的時(shí)限特性，2代表相同短路電流保護(hù)的時(shí)限特性）。這是因?yàn)樽儔浩鱐1的側(cè)以后無零序電流流通之故。7ALLv-m1BA*囚C01.廠討圖 A 冇

15、 零序電流保護(hù)上、下級(jí)未嚴(yán)格配合卜零序保護(hù)；2-相間保護(hù)圖2-34接地和相間兩種電流保護(hù)的時(shí)限特性比較圖圖3-35自耦變壓器高壓側(cè)接地故障時(shí)變壓器內(nèi)零序電流的分布四、零序電流濾過器線路零序電流保護(hù)的零序電流，除了單臺(tái)Y,d變壓順單回出線的變電所，可以取自變壓器中性點(diǎn)電流互感器之外，一般都取自線路三相電流互感器組成的零序電流濾過器。微機(jī)UL _保護(hù)用的I0，一般由軟件構(gòu)成310 = I A T BIC。一般變壓器的零序電流保護(hù)，可以自變壓器中性點(diǎn)電流互感器取得零序電流。但對自耦變壓器，由于不是所有接地故障都能在變壓器中性點(diǎn)產(chǎn)生具有一定方向、并且幅值足夠的零序電流，所以它的零序電流保護(hù)， 一般不是

16、從變壓器中性點(diǎn)取得零序電流， 而是從變壓器 出口零序電流濾過器取得零序電流。例如：當(dāng)在圖3-35中所示的自耦變壓器的高壓側(cè)發(fā)生LL接地故障時(shí)，高壓繞組通過零序電流IIO，并產(chǎn)生零序安匝IION|0。它的一部分為三次8繞組產(chǎn)生的零序安匝IIIIONIII所抵銷，剩下部分才分為二次繞組產(chǎn)生的安匝IIIIONII所抵銷。而一、二次安匝的比例關(guān)系又決定于二次繞組所在電網(wǎng)零序綜合阻抗ZB的值，當(dāng)ZR為某一值時(shí)，一、二次安匝比可能等于一、二次匝數(shù)比，即-*1叫：-*IINII- Nr. NII此時(shí)，一、二次電流大小相等，但方向相反，即、二次電流將在共用的繞組中完全抵銷，因而在中性點(diǎn)不出現(xiàn)電流；當(dāng)Z?大于此

17、值時(shí),中性點(diǎn)零序電流將與高壓側(cè)故障電流同相；當(dāng)Zp小于此值時(shí)，中性點(diǎn)零序電流又將與高壓側(cè)故障電流反相。采用零序電流濾過器方式時(shí)，由于三個(gè)電流互感器的變比誤差不一致以及勵(lì)磁電流有差異等原因，正常時(shí)就存在不平衡電流。當(dāng)發(fā)生相間故障時(shí)， 一次電流增大，不平衡電流也將隨之增大，在整定靈敏的零序電流保護(hù)時(shí)，必須考慮這個(gè)因素。用三相電流互感器構(gòu)成的零序電流濾過器的原理圖如圖3-36所示。由圖可知L -則IK=31。由此可知，這種零序電流濾過器的輸出電流實(shí)際上就是電流互感器星形接線 方式的中線電流。因此，在繼電保護(hù)的具體接線中并不需要專設(shè)一組電流互感器來構(gòu)成零序 電流濾過器，只要把零序保護(hù)的電流線圈直接串接

18、在相間短路保護(hù)用電流互感器的中線上即 可。L圖3-37示出了一個(gè)電流互感器的等效電路，若考慮勵(lì)磁電流If的影響，則二次電流與一次電流的關(guān)系為1I2(ll-lf)KTA于是，這種零序電流濾過器的等效電路可用圖3-38表示，其輸出電流為1Ik = I aIbIc=(lAlfA)+(lBIf出)+(lcIfQ)對于三相對稱的正序電流或負(fù)序電流，其輸出電流為零，即L| K = 0，對于零序電流,Ik = I aIbIc(3-55)(3-56)9KTA=1KTA(IAIBIC)(IfIf BIf 4C)(3-57)在電網(wǎng)正常運(yùn)行或發(fā)生非接地相間短路故障時(shí),L 一I A T B T C = 0，濾過器的輸

19、出電流10a 3-36零序電流濾過器原理圖圖3-外電流互感器等效電路I k=1( IflflfC )=I ub(3-58)KTAU式中 lub稱為零序電流濾過器的不平衡電流，它是由于三個(gè)電流互感器勵(lì)磁電流不完全相等和三相不完全對稱而產(chǎn)生的。電流互感器鐵芯飽和特性的差異和制造過程中的其它差異，都會(huì)引起勵(lì)磁電流的變化。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相間短路時(shí)，電流互感器的一次電流很大，且含有大量的非周期分量，使鐵芯飽和程度加劇，不平衡電流也較大。五、方向性零序電流保護(hù)1零序功率向方向繼電器的動(dòng)作特性及其接線。在大接地電流系統(tǒng)中，如果線路兩端的變壓器中性點(diǎn)都接地，當(dāng)線路上發(fā)生接地短路時(shí)，在故障點(diǎn)與各變壓器中性點(diǎn)之間都

20、有零序電流流過，其情況和兩側(cè)電源供電的輻射形電網(wǎng)中的相間故障電流保護(hù)一樣。 為了保證各零序電流保護(hù)有選擇性動(dòng)作和降低定值，就必須加裝方向繼電器，構(gòu)成零序方向電流保護(hù)， 使得零序方向電流保護(hù)在母線向線路輸送零序功率時(shí) 退出，而線路向母線輸送零序功率時(shí)投入。11圖3-陰 零序電流濾過器的等效電路圖但)最靈敏角為電流越前電壓wo”；(b)靈敏角為電流滯后電壓70 圖孑39零序功率方向繼電器動(dòng)作特性圖3-40零序功率方向繼電器交流回路的連曲韻電器 A-最靈敏角知工越前100維電器接線；繼電器曠最靈敏角為匚滯后譏討繼電鶉接線正確的零序功率方向繼電器的動(dòng)作特性和接線，應(yīng)在被保護(hù)線路正方向接地故障時(shí)，使零序

21、電流與零序電壓的相位關(guān)系進(jìn)入繼電器動(dòng)作區(qū)的較靈敏部分。當(dāng)電流自母線流向線路為正，電壓以線路高于大地為正時(shí)，線路正方向故障，零序電流越前零序電壓180-0,B為變電所變壓器零序阻抗的阻抗角。如果B為85，則零序電流越前零序電壓95。目前常用的零序功率方向繼電器動(dòng)作特性，根據(jù)制造廠習(xí)慣不同，有最靈敏角為電流12越前電壓100110和最靈敏角為電流滯后電壓70兩種，見圖3-39( a)和圖3-39 ( b)。前一種與正方向故障情況相一致，其電流和電壓回路的極性應(yīng)分別與零序電流互感器和零序電壓互感器的同極性相連接，如圖3-40中的繼電器A;后一種的零序功率方向繼電器，應(yīng)將其電流線圈套中標(biāo)有“ ”號(hào)的端

22、子與零序電流濾過器標(biāo)有“”號(hào)的端子相聯(lián)接，以輸入L3Io；而繼電器電壓線圈標(biāo)有“ ”號(hào)的端子與零序電壓濾過器未標(biāo)“”號(hào)的端子聯(lián)系，以取得3Uo，這一點(diǎn)在實(shí)際工作中應(yīng)予注意。圖出現(xiàn)零序環(huán)流的接線示例2.利用一次負(fù)荷電流和運(yùn)行電壓檢查零序功率方向繼電器零序功率方向繼電器是比較零序電壓與零序電流之間的相位關(guān)系來判別方向的。在運(yùn) 行中，很大一部分零序電流方向保護(hù)的誤動(dòng)作，是由于零序功率方向繼電器交流回路接線不正確所致。為了防止接線不正確引起的誤動(dòng)作，對于新安裝的保護(hù)在運(yùn)行前除了必須查明零序功率方向繼電器的動(dòng)作特性和端子極性以及正確連接由互感器端子箱到繼電器的電流和 電壓回路的接線之外； 還可以利用一次

23、負(fù)荷電流和正常運(yùn)行電壓，用試驗(yàn)的方法證明繼電器接線是否正確。在線路帶負(fù)荷情況下，檢查零序電流方向保護(hù)向量的步驟如下：(1) 首先用一組TV專供零序電流方向保護(hù)做相量檢查用，其它線路運(yùn)行設(shè)備，由另 一組TV供電。(2) 在TV端子箱處，將開口三角繞組的接線進(jìn)行改接，使方向元件有電壓。由于各站TV接線方式不同，可根據(jù)現(xiàn)場情況模擬A相或B相或C相接地(見表3-1)。表3-1帶負(fù)荷后零序電流方向保護(hù)相量的分析(3)在保護(hù)盤處，測量開口三角的L對星形端A、B、C的電壓，以確定方向元件所 加電壓相位是否正確。L -(4) 零序方向元件依次通入IA、IB、IC電流。(5) 測三相負(fù)荷電流相位，與盤表核對。確

24、定功率因數(shù)角及功率送受情況。(6)開口三角繞組改線后， 方向元件端子上電壓，應(yīng)符合表3-1所列數(shù)值。(7) 分析判斷。模擬哪相接地，即應(yīng)以該相電壓為基準(zhǔn)， 根據(jù)功率繼電順的動(dòng)作特性,13畫出繼電器動(dòng)作區(qū)。通入哪些電流，即應(yīng)以該電流同相之相電壓為基準(zhǔn)，畫出四個(gè)象限?？v坐標(biāo)表示有功線，橫坐標(biāo)表示無功線。電流相量確定后，即可明顯看出繼電器動(dòng)作狀態(tài)，見表3-2。表3-2測量結(jié)果功率送受情況+P+QP+Q一PQ+ PQ通入電流IAIBICIAIBICIAIBICIAIBIC模擬A相接地+0一0一0一0+0+0相擬B接地一+000一+一000+模擬C相接地0一+一000+一+00注 表中是功率因數(shù)角在0。

25、90間變化時(shí)繼電器動(dòng)作情況，當(dāng)功率因數(shù)角確定后，不定應(yīng)為動(dòng)作或不動(dòng)。改接開口三角繞組接線時(shí)，零序電壓回路出現(xiàn)100V，應(yīng)采取措施，防止零序過壓繼電器燒毀。L端對星形接線繞組電壓值，按開口三角繞組TV電壓=100V,TV側(cè)各點(diǎn)的電壓值。3零序功率方向繼電器的使用原則電力系統(tǒng)事故統(tǒng)計(jì)材料表明，大接地電流系統(tǒng)電力網(wǎng)中，線路接地故障占線路故障總數(shù)的80%90%零序電流方向保護(hù)的正確動(dòng)作率約97%是高壓線路保護(hù)中正確動(dòng)作率最高的一種。零序電流方向保護(hù)具有原理簡單、動(dòng)作可靠，設(shè)備投資小，運(yùn)行維護(hù)方便，正確動(dòng)作 率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，在我國大接地電流系統(tǒng)不同電壓等級(jí)電力網(wǎng)的線路上，都裝設(shè)了這種保護(hù)作為基本

26、保護(hù)。然而，在運(yùn)行實(shí)踐中，零序功率方向繼電器誤動(dòng)作時(shí)有發(fā)生。為了提高零序電流保護(hù)動(dòng)作可靠性，簡化其回路，零序功率方向繼電器的使用原則如下：(1) 除了采用方向元件后，能使保護(hù)性能有較顯著改善的情況外，對于動(dòng)作機(jī)率最多的零序電流保護(hù)的瞬時(shí)段，特別是“躲非全相I段”，以及起后備作用的最末一段，應(yīng)不經(jīng)方向元件動(dòng)作跳閘。(2) 其它各段，如實(shí)際選用的定值，可以不經(jīng)方向元件能保證選擇性并有一定靈敏度 時(shí)，也不宜經(jīng)方向元件動(dòng)作跳閘。(3) 對于平行雙回線，特別是對采用單相重合閘的平行雙回線，如果互感較大，零序電流保護(hù)的有關(guān)延時(shí)段，必要時(shí)也包括靈敏I段，一般以經(jīng)過零序方向元件控制為宜，因?yàn)檫@樣要以不必考慮非

27、全相運(yùn)行情況下雙回線路保護(hù)之間的配合關(guān)系，可以改善保護(hù)工作性 能。(4) 方向繼電器的動(dòng)作功率，應(yīng)以不限制保護(hù)動(dòng)作靈敏度為原則，一般要求在發(fā)生接地故障且當(dāng)零序電流為保護(hù)啟動(dòng)值時(shí)，應(yīng)有2以上的靈敏度。六、對零序電流保護(hù)的評價(jià)在大接地電流系統(tǒng)中，采用零序電流保護(hù)與采用三相完全是形接線的電流保來反應(yīng)接地 故障相比較，前者具有較突出優(yōu)點(diǎn)：(1)相間短路的過電流保護(hù)，其動(dòng)作電流按躲過最大負(fù)荷電流來整定，一般為57A,而零序過電流保護(hù)則是按躲過最大不平衡電流整定的，其動(dòng)作電流一般為24A。由于發(fā)生U星形側(cè)線電壓=100V，相電壓=1003為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)L點(diǎn)對星形14單相接地短路時(shí)，故障相電流與零序電流3I0

28、相等。因此，零序過電流是保護(hù)有較高的靈敏 度。(2)零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，不必與y,d接線變壓器的d側(cè)線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 相配合，故動(dòng)作時(shí)限比相間保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限小。(3)線路零序阻抗較正序阻抗大，Xo=(2-3.5)Xi，故線路始端與末端接地短路，零序電流變化顯著，系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)， 零序電流變化較小， 因此零序速斷保護(hù)的保護(hù)范 圍較大，對于一般的中、長線路可以達(dá)到線路全長的70%-80%性能與距離保護(hù)相近，并且保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，零序II段的靈敏系數(shù)也易于滿足要求。(4) 保護(hù)安裝地點(diǎn)正方向附近接地短路，零序功率方向繼電器沒有電壓死區(qū)，而相間 短路保護(hù)功率方向繼電器有死區(qū)。(5) 保護(hù)不

29、受負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩的影響，而相間短路電流保護(hù)則受系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷的影響而可能誤動(dòng)作，必須采取防止措施。 零序電流保護(hù)反應(yīng)于零序電流的絕對值，受故障過渡電阻的影響較小。零序電流保護(hù)也存在一些缺點(diǎn)，有：(1) 當(dāng)電流回路斷線時(shí)，可能造成保護(hù)誤動(dòng)作，這是一般較靈敏的保護(hù)的共同弱點(diǎn)，需要在運(yùn)行中注意防止。就斷線機(jī)率而言，它比距離保護(hù)電壓回路斷線的機(jī)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電流閉鎖的方法防止這種誤動(dòng)作。(2) 當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱運(yùn)行時(shí)，也要出現(xiàn)零序電流，例如變壓器三相參數(shù)不同所引起的不對稱運(yùn)行，單相重合閘過程中的兩相運(yùn)行，三相重合閘和手動(dòng)合閘時(shí)的三相斷路器不同期，母線倒

30、閘操作時(shí)斷路器與隔離開關(guān)并聯(lián)過程或斷路器正常環(huán)并運(yùn)行情況下，由于隔離開關(guān)或者說斷路器接觸電阻三相不一致而出現(xiàn)零序環(huán)流(圖3-41),以及空投變壓器時(shí)產(chǎn)生的不平衡勵(lì)磁涌流，特別是在空投變壓器所在母線有中性點(diǎn)接地變壓器在運(yùn)行中的情況 下，可能出現(xiàn)較長時(shí)間的不平衡勵(lì)磁涌流和直流分量等等，都可能使零序電流保護(hù)起動(dòng)。(3) 地理位置靠近的平行線路，當(dāng)其中一條線路故障時(shí)，可能引起另一條線路出現(xiàn)感應(yīng)零序電流，造成反方向側(cè)零序方向繼電器誤動(dòng)作。對于此種情況，可以改用負(fù)序方向繼電器，來防止上述方向繼電器誤判斷。七、零序電流保護(hù)與重合閘配合使用1在采用單相重合閘的線路上，零序電流保護(hù)最末一段的時(shí)間要躲過線路的重合

31、閘周 期，其原因是：1)零序電流保護(hù)最末一段通常都要求作相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)以及保證本線經(jīng)較大的過渡電阻(220KV為100,)接地仍有足夠的靈敏度，其定值一般整定得較小。線路重合 過程中非全相運(yùn)行時(shí)，在較大負(fù)荷電流的影響下，非全相零序電流有可能超過其整定值而引起保護(hù)動(dòng)作。2)為了保證本線路重合過程中健全相發(fā)生接地故障能有保護(hù)可靠動(dòng)和切降故障，零序 電流保護(hù)最末一段在重合閘啟動(dòng)后不能被閉鎖而退出運(yùn)行。綜合上述兩點(diǎn)，零序電流保護(hù)最末一段只有靠延長時(shí)間來躲過重合閘周期，在重合過程U中既可不退出運(yùn)行，又可避免誤動(dòng)。當(dāng)其定值躲不過相鄰線非全相運(yùn)行時(shí)流過本線的3I0時(shí),其整定時(shí)間還應(yīng)躲過相鄰線的重合閘周

32、期。2與三相重合閘配合使用的零序電流方向保護(hù)(1)零序電流一段保護(hù)階段式零序電流方向保護(hù)的一段，在整定時(shí)要避越正常運(yùn)行和正常檢修方式下線路末端(不帶方向時(shí)應(yīng)為兩端母線)單相及兩相接地故障時(shí)流經(jīng)被保護(hù)線路的最大零序電流。當(dāng)零序電流保護(hù)與三相重合閘配合使用時(shí)，由于線路后重合側(cè)斷路器合閘不同期造成瞬15時(shí)性(斷路器三相合閘不同期時(shí)間，實(shí)際可能達(dá)到4060ms)非全相運(yùn)行，也產(chǎn)生零序電流。當(dāng)躲不過這種非全相的最大零序電流時(shí)，不帶時(shí)限的一段保護(hù)將發(fā)生誤動(dòng)作。避越線路末端故障整定是絕對必須的。 如果該定值又大于避越斷路器不同期引起的非全 相零序電流整定值， 那么， 只需要設(shè)置一個(gè)不帶時(shí)限的一段電流保護(hù)。

33、如果斷路器不同期引 起的非全相零序電流大于末端故障的零序電流時(shí)， 或者按躲非全相情況整定； 或者在三相重 合閘時(shí)給躲不開非全相運(yùn)行零序電流的第一段帶0.1s的時(shí)限；或者按兩個(gè)第一段，一個(gè)按 躲非全相情況整定不帶時(shí)限，另一個(gè)按躲末端故障整定，但在重合閘后加0.1s時(shí)限或退出 工作。綜上所述， 在三相重合閘配合作用時(shí)， 零序電流方向保護(hù)裝置必須具備實(shí)現(xiàn)兩個(gè)第一段 （靈敏一段與不靈敏一段）保護(hù)的可能性和無時(shí)限的一段保護(hù)在重合閘時(shí)帶0.1s時(shí)限的可 能性。（2）零序電流方向保護(hù)裝置中帶時(shí)限的后備保護(hù)段數(shù)根據(jù)規(guī)程規(guī)定， 多段式零序電流方向保護(hù)之間必須按逐極配合原則整定， 即要求靈敏度 和時(shí)間兩方面的配合。 為了適應(yīng)不同電壓等級(jí)的電力網(wǎng)對后備作用以及特殊用途的保護(hù) （例 如旁路斷路器的保護(hù)） 對保護(hù)段數(shù)的要求， 按現(xiàn)在系統(tǒng)實(shí)際的配置， 要求零序電流方向保護(hù) 除有兩個(gè)第一段外，還應(yīng)有三個(gè)時(shí)間后備段。3、與綜合重合閘配合使用時(shí)的零序電流方向保護(hù)裝置（1）零序電流一段保護(hù)1）避越正常及正常檢修運(yùn)行方