新教材第四章電網(wǎng)接地故障的零序電流保護(hù)-4

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理

主講教師：徐巖電自教研室第四章

電網(wǎng)接地故障的

電流保護(hù)4.1中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的接地保護(hù)按單相接地短路時(shí)接地電流的大小分為：大接地電流方式：110kV及以上電網(wǎng):中性點(diǎn)直接接地方式35kV及以下電網(wǎng):中性點(diǎn)不接地或不直接接地大電流接系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；小接地電流方式：中性點(diǎn)不接地；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地；一、零序分量的特點(diǎn)1.零序電壓：故障點(diǎn)零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變壓器中性點(diǎn)接地處為零。2.零序電流分布：與變壓器中性點(diǎn)接地的多少和位置有關(guān)；大小：與線路及中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。3.零序功率分布：短路點(diǎn)零序功率最大；方向：對(duì)于發(fā)生故障的線路，兩端的零序功率方向?yàn)榫€路→母線。4.零序電壓與電流的相位關(guān)系正方向故障：12ABT1T2k反方向故障：4.零序電壓與電流的相位關(guān)系二、零序電壓、電流濾過(guò)器1.零序電壓濾過(guò)器(a)用三個(gè)單相式電壓互感器1.零序電壓濾過(guò)器(b)用三相五柱式電壓互感器1.零序電壓濾過(guò)器(c)用接于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電壓互感器(d)內(nèi)部合成零序電壓加法器2.零序電流濾過(guò)器2.零序電流濾過(guò)器優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有不平衡電流接線簡(jiǎn)單三、零序電流保護(hù)（一）零序電流瞬時(shí)速斷（零序I段）保護(hù)（1）躲過(guò)下一線路出口接地短路的最大三倍零序電流3I0max

的計(jì)算：①故障點(diǎn)：本線路末端②故障類型：（假設(shè)）當(dāng)當(dāng)③運(yùn)行方式本側(cè)與對(duì)側(cè)的電源應(yīng)是最大運(yùn)行方式；背后的零序阻抗小，對(duì)側(cè)的零序阻抗大。（2）躲斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘而出現(xiàn)的最大三倍零序電流

3I0unb

的計(jì)算：①兩相先合：②一相先合：取兩者較大者

（一）零序電流瞬時(shí)速斷（零序I段）保護(hù)

整定值應(yīng)選取（1）和（2）中較大者。原則（2）所得定值一般較大，保護(hù)范圍縮小，靈敏度降低，此時(shí)可考慮使Ⅰ段帶一小的延時(shí)（0.1s）躲開(kāi)不同時(shí)合閘時(shí)間。靈敏性：要求最小保護(hù)范圍≥（15%～20%）l（一）零序電流瞬時(shí)速斷（零序I段）保護(hù)（3）當(dāng)線路上采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，按躲開(kāi)非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流來(lái)整定；

（一）零序電流瞬時(shí)速斷（零序I段）保護(hù)按（1）（2）整定的零序I段，往往不能躲開(kāi)非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流；而按（3）整定，正常情況下發(fā)生接地故障時(shí)保護(hù)范圍要縮小，不能充分發(fā)揮零序I段的作用。

設(shè)置兩個(gè)零序I段：靈敏I段：按（1）或（2）整定，定值較小，保護(hù)范圍較大；主要對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障起保護(hù)作用；當(dāng)單相自動(dòng)重合閘起動(dòng)時(shí)將其自動(dòng)閉鎖。不靈敏I段：按（3）整定，定值較大，保護(hù)范圍較??；主要在單相重合閘過(guò)程中，其他兩相又發(fā)生接地故障時(shí)盡快切除故障；與相鄰線路零序電流I段配合

（二）零序電流限時(shí)速斷（零序II段）保護(hù)靈敏性校驗(yàn)：要求

Ksen≥1.5

改與相鄰線Ⅱ段配合用兩個(gè)靈敏度不同的II段改用接地距離保護(hù)若不滿足要求按本線路末端發(fā)生接地故障時(shí)最小零序電流校驗(yàn)躲下級(jí)線路出口三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的最大不平衡電流Iunb.max

式中與下級(jí)線路零序III段保護(hù)在靈敏度上配合（三）零序過(guò)電流（零序III段）保護(hù)靈敏性校驗(yàn)：1.作為近后備時(shí)：應(yīng)按被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小三倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，要求2.作為遠(yuǎn)后備時(shí)：應(yīng)按相鄰線路末端接地短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最小三倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，要求動(dòng)作時(shí)間：按階梯時(shí)限原則來(lái)選擇零序過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限特性在同一線路上的零序過(guò)電流保護(hù)與相間短路的過(guò)電流保護(hù)相比，將具有較小的時(shí)限，這是零序過(guò)電流保護(hù)的一大優(yōu)點(diǎn)。四、方向性零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)+零序功率方向繼電器=方向性零序電流保護(hù)k1點(diǎn)短路時(shí)k2點(diǎn)短路時(shí)1.零序功率方向繼電器的接線：整流型和晶體管型零序功率方向繼電器①反應(yīng)②

最大靈敏線動(dòng)作區(qū)2.零序功率方向繼電器1）、動(dòng)作方程：

比相式動(dòng)作方程：比幅式動(dòng)作方程：

——比例系數(shù)，只改變電壓的大小，不改變電壓的相位；2）、接線分析：引入正方向接地短路時(shí)：不滿足動(dòng)作方程，即正方向接地短路時(shí)繼電器不動(dòng)作；小大采用接線:

正方向接地短路時(shí)：滿足動(dòng)作方程，即正方向接地短路時(shí)繼電器動(dòng)作；大小

反方向接地短路時(shí)：小大不滿足動(dòng)作方程，即反方向接地短路時(shí)繼電器不動(dòng)作；采用接線:

1.零序功率方向繼