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1、 中性点直接接地电网中接地短路 的零序电流及方向保护 3-1 中性点接地方式及特点 1、中性点接地方式 2、单相接地故障时，不同中性点接地方式的特点 (1)中性点不接地系统 *无短路回路，无Id，只有经等效对地C形成的大容抗回路， 故障点只有较小的IC，允许系统继续 运行12h，保护不需 跳闸，因此供电可靠性相对较高。 *故障相对地电压降低，但非故障相对地电压升高（若为金 属性接地故障，非故障相对地电压将由正常时的相电压升 高为线电压 ），因此对系统中设备的对地绝缘要求高。 3 电网接地故障的零序保护 (2)中性点直接接地系统 *有短路回路，有很大的Id，不允许系统继续 运行，保护必须 立即切
2、除故障，供电可靠性相对较低。 *由于中性点对地电压被钳制为0，则各相对地电压不会超过 相电压(或超过不多)，因此系统中设备的对地绝缘要求不 高。 3、不同中性点接地方式的应用特点 由于110kV以上系统，其设备费 用将随着对地绝缘要求的提 高而大幅增加，因此我国规定110kV及以上系统采用中性点 直接接地系统（其供电可靠性可通过其他措施来保证，例 如采用双回线供电、环网供电等）； 110kV以下系统采用 中性点非直接接地系统（不接地系统） 。 当中性点不接地系统中发生单相接地故障时，若故障点对地 电容电流IC大到一定程度，要求采取措施降低IC，则可在中 性点增设消弧线（或高阻）来降低IC 。
3、线 路 中性点直接接地电网（大接地电流系统）： 变压器中性点直接接大地。 110kV及以上电网中性点直接接地 66kV及以下电网 中性点不接地或不直接接地 对于中性点直接接地电网，利用接地短路时出现很大零序 电流的特点，构成： （1）零序电流保护 （2）零序方向电流保护 正方向规定：零序电压：线路大地 ；零序电流：母线线路 一、接地短路时零序分量的特点 （1） （1）零序电压 故障点最高，中性点最低 （2）零序电流 由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点。 （3）零序功率 方向：线路母线。 （4）零序阻抗角 取决于ZB0 ： （5）运行方式变化 线路、中性点不变，零
4、序网不变； 正负序阻抗变化间接影响零序（Ud1、 Ud2、Ud0 ） 电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压 。 二、零序电压、零序电流的获取 1. 零序电压的获取 （1） 零序电压过滤器 （2） 加法器 （3） 微机保护内直接利用程序 （4） 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧 加法器 U a U b U c 3U 0 mn A B C 2零序电流的获取 （1）零序电流过滤器 接于相间保护电流互感器的中性线上。 不平衡电流： 原因：铁心磁化曲线不一致以及制造过程中的差别。 相间短路时不平衡电流达到最大值Ibp.max。 接地短路时3I0 相对很大。 I0 （2）零序电流互感器（电缆线路）
5、 一次电流： 优点：无不平衡电流，接线简单 三、中性点直接接地系统的接地保护 中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。 零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。 由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。 高压线路保护（110kV及以上）配备的保护有： （1）零序（电流）保护；（2）距离保护；（3）高频保护 三段式零序电流保护 （1）零序电流速断保护（零序段） （2）零序电流限时速断保护（零序段） （3）零序过电流保护（零序段） 零序电流保护的起动电 流整定类似反映线电流的 电流保护。
6、必须基于故障零序电流 的计算，根据不同地点接 地故障时零序电流大小的 不同来整定。 1零序电流速断保护（零序段） 整定原则： （1）起动电流整定值 躲开（大于）本线路末端发生单相或两相接地故障可能出现 的最大零序电流 3 I0 . m a x 。 是零序段可靠系数，一般取1.21.3。 （2） 动作时限，一般为： 所以，零序段的保护范围仍为本线路首端一部分。 零序段整定起动电流时需考虑的特殊情况 （3）躲开断路器三相触头不同期合闸的最大零序电流3 I0. b t 其中， 是大于1的可靠系数。 如果有： 则整定定值取为最大者，即 按以上原则（即条件3）所得定值一般较大，会使保护范围 缩小，灵敏度
7、降低。此时可考虑使零序段带一小的延时（ 0.1s）躲开不同时合闸时间，这时可不考虑按这一条件来整定 ，只按照条件1进行整定。 （4）采用单相自动重合闸（例如220kV及以上线路）时，还应 躲过非全相运行期间系统 ，发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。 零序段整定起动电流时需考虑的特殊情况 则设立两个零序段，分别为： ， 是按上述2个条件整定的起动电流 灵敏段： （动作值小，灵敏度高）按（1）（3）条 件整定,非全相运行时退出 不灵敏段： （动作值大，灵敏度低）按（4）整定, 非全相运行时不退出 如果 系统全相运行时： 灵敏I段起作用 （单相故障时保护首次动作由灵敏I段切除）。 系
8、统非全相运行时（保护已首次动作跳开故障相QF）： 灵敏I段退出（即被闭锁），不灵敏I段起作用 （若ZCH重合于永久故障上，保护由不灵敏I段再次切除； 若不灵敏I段动不了，则只能由带延时的II段或后备保 护切除） 2、保护范围： 零序电流I段也不能保护本线路全长， 但保护范围比相间短路电流I段大 3、动作时限：tI0s 二、零序电流限时速断保护（零序电流II段） 1、整定原则：与下条线路的零序电流I段配合。 动作电流整定：躲开下条线路零序电流I段保护范围末 端接地短路时（即流过下条线路的零序电流刚好为其零 序电流I段整定值时）流过本保护的最大零序电流。 IIIdz.1KkII3Id0.AB.ma
9、xKkIIIIdz.2 /Kfz.min KkII：取1.11.2； 分支系数Kfz3Id0.BC/3Id0.AB，Kfz.min：Kfz可能的最小值。 动作时限：tII1tI2+tt0.5s 2、校验灵敏度： 要求：Klm1.5 （3Id0.bm.min：本线路末端接地短路时所出现的最小零序电流） 若Klm不满足要求，采用以下方式解决： (1)本线路零序电流II段与下条线路的零序电流II段相配合： IIIdz.1KkIIIIIdz.2 /Kfz.min ； tII1tII2+t2t1.0s (2)保留0.5s的零序II段，并增加按(1)整定的零序电流II段 (3)改用接地距离保护 当被整定保
10、护与被配合保护间有接地变压器时，考虑K 0 f z 。 三、零序过电流保护（零序电流III段） 1、整定原则：躲开下条线路出口处相间短路时所测的最大 不平衡电流： IIIIdzKkIII3I0.bp.max 实际整定：应考虑满足各级线路灵敏系数按逐级配合 的原则，即本保护零序电流III段的保护范围不超出下 条线路零序电流III段的保护范围，即本线路零序电流 III段与下条线路的零序电流III段配合： IIIIdz.1KkIIIIIIIdz.2/Kfz.min （KkIII1.11.2） 动作时限按“阶梯原则”配合. （保证各级线路保护的动作选择性） 由于零序电流不会穿越Y/接线的变压器T，因此
11、安装 在 受端T上的零序电流III段保护可以瞬动，即零序电流III段 是以受端T为时限配合起点（相间短路电流III段是以整个 电 网终端负荷支路为时限配合起点）。 零序网范围 1/(L) IC.IL 当系统运行方式变化时（例如某元件退出或被切除） C 3C=1/(L) 谐振过电压，不宜采用。 过补偿：3C1/(L)IC.IL （广泛采用） 过补偿 度 p=(ILIC.)/IC. 一般选择 p = 5%10% 过补偿 系统中发生单相接地故障时： * 流过非故障元件的零序电流等于其本身对地电容电流。 方向：母线 元件 即 ：90 * 流过故障元件的零序 电流等于全系统所有 非故障元件对地电容 电流的总和与消弧线圈上流过的电感电流的相量和。 即其值 = 本身对地电容电流+总电容电流的p倍 方向：母线 元件，即 ：90 可见：故障元件的零序电流其值与非故障元件的相近，方 向与非故障元件的一致。 可见，利用零序电流和零序方向无法区分故障元件和非故 障 元件，故不能采用零序电流和零序功率方向构成有选择性的 接 地保护。
