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1、三段式零序电流保护整定,2011年上学期,主讲：张成林,任务明确,（一）中性点直接接地系统零序电流保护的组成及各段保护范围？时限特性？整定计算原则？ （二）三段式零序电流保护 PK 相间短路三段式电流保护,问题的提出：,三种接线的应用,三相完全星形接线方式用于发电机、变压器等贵重电气设备中，以提高可靠性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。 两相不完全星形用于小电流接地系统； 两互感器三继电器接线用于Y，d11变压器接线，以提高灵敏度。,复习回顾,归纳比较,复习回顾,三段式电流保护的评价及应用,选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。 单电源辐射网络上可保证获得选择性； 多电源网络上在某些特殊
2、情况下才获得选择性。 速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的； 定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。 灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。 被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。 长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。 灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。 可靠性：原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易。 简单、可靠性好是它的主要优点。 应用范围：主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。,三段式零序电流保护整定,长沙电力职业技术学院,主讲人：张成林,阶段式零序电流保护,一、阶段式零序电流保护的构成原理 在中性点直接接地电网中，线路正常运行，系统对称
3、，线路首端测得的零序电流约为零；当发生接地故障时，将出现很大的零序电流。,阶段式零序电流保护逻辑框图,阶段式零序电流保护的工作流程,阶段式零序电流保护,上次课的内容复习,一、何种故障时，系统出现零序电流电压（零序分量）？ 二、通过哪些方法可以获得零序分量？,重点复习：,单相接地短路时的零序分量分布,1、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序电流；非全相运行或QF三相触头不同时合闸时，出现零序分量。 2、故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零，离故障点越近，零序电压越高。,零序电流的计算,电力系统中发生接地短路故障时，零序电流的计算是在系统等值零序网图中进行的。,其中， 是故障附加零序电压
4、源。,零序电流为：,是线路AB的零序阻抗，一般是正序阻抗的3倍。,零序电流保护的工作原理,零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。,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。 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。,接地故障点越远，零序电流越小。,电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压 。,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,2零序电流互感器（滤过器） （1）零序电流滤过器 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获
5、取零序电流，三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。,（2）专用零序电流互感器（电缆线路） 一次电流： 优点：无不平衡电流，接线简单,接地短路时零序分量的特点,（1）,（1）零序电压 接地故障点最高，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，零序网不变； 正负序阻抗变化间接影响零序（Ud1、 Ud2、Ud0 ）,获得零序分量的方法,获得零序电流的方法 （1）零序电流过滤器 （2）零序电流互感器（用于电缆线路） （3）变压器中性线
6、互感器 获得零序电压的方法 （1）零序电压过滤器 （2）零序电压互感器 （3）加法器,新课内容,一、无时限零序电流速断保护 二、零序电流限时速断保护 三、零序过电流保护 四、零序电流保护原理接线图 五、对零序电流保护的评价,前言： 零序电流保护的组成,分为三段（或四段）： 零序段：无时限零序电流速断保护 零序段：零序电流限时速断保护 零序段：零序过电流保护,一、 无时限零序电流速断保护,动作电流的整定原则 （1）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流 Iop=Krel 3I0max （2）躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序电流 Iop=Krel 3I0bt 注：若动作时限大于不同时
7、合闸时限，可不考虑该原则 （3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流,一、 无时限零序电流速断保护,按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两个段，即灵敏段和不灵敏段。 灵敏段：按原则（1）、（2）整定，作为全相运行时的接地短路保护 不灵敏段：按原则（3）整定，作为单相重合闸过程中再接地短路的保护。 正常时投灵敏段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏段，投不灵敏段 动作时限：0秒 保护范围：本线路首端部分，比相间短路段长。 作用：主保护,一、 无时限零序电流速断保护,二、零序电流限时速断保护,整定原则: 1.本线路零序段与下一线路零序配合，即 Iop1
8、=Krel Iop2 t1= t2+t=0.5(s) 灵敏度： Ksen=3I0min/ Iop11.5 2.若灵敏度不满足要求，则本线路零序段与下一线路零序配合，即 Iop1=Krel Iop2 t1= t2+t=1.0(s) 3.同时采用0.5s的零序段和1.0s的零序段。 保护范围：本线路全长并延伸至下一线路首端部分。作主保护,二、零序电流限时速断保护,三、 零序过电流保护,作用： 本线路的近后备及相邻线路的远后备。 动作电流的整定原则： （1）躲过相邻线路首端三相短路时，出现的最大不平衡电流，即 Iop=Krel Iunb.max (2)与相邻零序段进行灵敏度配合 Iop1=Krel
9、Iop2,灵敏度校验 近后备：Ksen=3I0min/ Iop1 1.31.5 远后备： Ksen 1.2 动作时限的确定 按阶梯形原则配合，配合范围比相间短路过电流保护配合范围小，因此同一条线路上零序过电流动作时限比相间短路过电流时限短。,三、 零序过电流保护,三、 零序过电流保护的时限特性,四、 零序电流保护原理接线图,五、对零序电流保护的评价,中性点直接接地系统中，零序电流保护与相间短路电流保护相比，有以下优点： （1）灵敏度高。相间过电流动作电流按最大负荷电流确定，一般为57A，零序过电流按躲开最大不平衡电流确定，一般为23A。 （2）延时小。零序过电流动作时限比相间短路动作时限要短。
10、 （3）不受系统振荡、过负荷影响。 （4）受运行方式变化的影响较小。,缺点： （1）短线路或运行方式变化很大的网络，不能满足系统的要求； （2）单相重合闸时，影响零序保护的正确工作； （3）自耦变压器联系的两个不同等级的网络，任一网络的接地会在另一网络引起零序电流，使零序保护整定复杂。,五、对零序电流保护的评价,小结与作业,小结： 零序电流保护的组成及各段保护范围； 零序电流保护的优点。 思考题：零序电流保护与相间短路电流保护相比有何优点？ 作业：P39（1-16）题,四、零序电流保护的评价。,1、优点： （1）段灵敏度高，动作时限短。灵敏性高； （2）段保护范围大，速动性好； 段易满足受系统方式变化小。不反应系统的振荡和过负荷； （3）不受系统振荡，短时过负荷影响。原理接线简单，可靠。 （4） 单相故障机率高。 2、缺点： （1） 不适合短线路及运行方式变化大系统。 （2） 自耦变压器使保护整定复杂化。 （3） 单相重合闸非全相运行零序电流较大误动作。,下次课的任务：,线路的阶段式距离保护,
