继电保护整定计算二第3 章 电网的接地保护整定计算3.1 中性点直接接地电网接地时零序分量的特点3.1.1 电网中性点运行方式Z M Z ' Z" N ZK 0|—K0亠/£b 10K 0KO(b)(c)I ” I' 9£ P—图3－1 单相接地短路时零序分量特点图（a）网络图 （b）零序网络图 （c）零序电压分布（d） 不计零序电阻时零序电流、零序电压的向量图（理想情况）（e）计及零序电阻时零序电流、零序电压的向量图（设®二8Oo ）k0、零序电压根据零序网络可写出故障点K处和母线M及母线N处的零序电压分别为U =-1'(z + z')K0 0 T10 K 0U =-1' Z \ (3 — 1)M 0 0 T1 0U =-1 ”zN 0 0 T2 0从上式可见，故障处得零序电压最高，母线处得零序电压为保护背后的等值零序阻 抗与零序电流之乘积画出零序电压分布如图3 —1c所示二、零序电流故障点k处的零序电流为(3—2)E— YK 0 Z + Z + Z1X 22 0X式中 z 、z 、 z —系统综合正序、负序和零序阻抗1工 2工 0工E，一电源等效电动势Z” + Zk0 T 0M 侧的零序电流为(3—3)(3—4)负序、零序电压和电流有下列关系I — I 厂0 ko Z' + Z + Z ” + Zk0 T10 k0 T2 0N 侧的零序电流为Z' + zI ” — I — I ' — I k00 k0 0 k0 Z' + Z + Z” + Zk0 T10 k0 T2 0根据对称分量法可知故障点 k 处，正序、U + U + U — 0(3—3)k1 k2 k01I — I — I —— Ik1 k2 k0 3 k ’(3—6)由于正序、负序、零序电流的共扼复数相等，所以各序复数功率之间的关系为S + S + S — 0k1 k2 k03.1.3 变压器中性点接地方式的考虑 大电流接地电网中，中性点接地变压器的数目及分布，决定了零序网络，影响着零 序电压和零序电流的大小和分布，保持零序网络的稳定，有利于保护整定，满足有较稳 定的保护区和灵敏性。
同时也要防止由于失去接地中性点后故障引起的过电压，尽可能 的要降低中性点接地变压器的数目，以降低零序电流根据以上的要求，变压器中性点接地方式的选择原则：(1) 中间变电所母线有穿越电流或变压器低压侧有电源，因此至少要有一台变压 器中性点接地，以防止由于接地短路引起的过电压2) 电厂并列运行的变压器，应将部分变压器的中性点接地这样，当一台中性 点接地的变压器由于检修或其它原因切除时，将另一台变压器中性点接地，以保持系统 零序电流的大小和分布不变3）终端变电所变压器低压侧无电源，为提高零序保护的灵敏性，变压器应不接 地运行4）对于双母线按固定连结方式运行的变电所，每组母线上至少应有一台变压器 中性点直接接地这样，当母联开关断开后，每组母线上仍然保留一台中性点直接接地 的变压器3）变压器中性点绝缘水平较低时，中性点必须接地3.2 中性点直接接地电网的零序电流保护3.2.1 零序电流和零序电压的获取1.零序电流的获取方法（1）外接 3I （零序电流滤过器方式）0KATAa TAb TAc图 3 －4 零序电流滤过器接线图零序电流滤过器由三台相同型号和相同变比“ta的电流互感器构成流入继电器KA(3-12)的电流3 /说）为:3 / K0 二 I a + 人 + / c 二 V A + / B + / C" “ - 3 / / “TATA（2）自产 3I 方式0微机保护根据数据采集系统得到的三相电流值再用软件进行相加得到3I值，目前 0微机保护两种方式都采用，通过两种方式得到的3I值比较可以检测数据采集系统是否0正常。
2. 零序电压的获取方法（1）从TV开口三角处获取 可由三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器的次级绕组接成开口三角，即首尾相连得到的电压就是3U电压发电机中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，可0以通过它们的二次侧也可取得零序电压 2）自产 3 U 方式0微机保护根据数据采集系统得到的三相电压值再用软件进行相加得到3U值，0路保护中 3U 主要用在零序方向继电器中，目前零序电压的获取大多数采用自产 3U 方00 式，只有在 TV 断线时才改用开口三角处的 3U 03.2.2 零序电流保护1. 零序电流速断保护(零序电流 I 段)为保证保护的动作选择性，零序电流I段保护区不能超出本线路，其动作电流按下N T2述原则整定T1 Mo(b)图 3 －3 零序电流速断保护的动作电流整定说明图(1) 零序电流I段的动作电流应躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过 本线路的最大零序电流，即：11 =Ki -31 (3 — 13)0.op rel 0.max式中 I ——线路末端发生接地故障时流过的最大零序电流；0.maxki 可靠系数，一般取1.2〜1.3rel求取3I 的故障点应选取线路末端，图3 — 3中M处的零序电流I段整定时故障点0.max应在N处。
故障类型应选择零序电流最大大的一种接地故障，单相或两相接地短路参见 式(3—7)最大零序电流对应于最大运行方式，即系统的等值阻抗最小2) 零序电流I段的动作电流应躲过手动合闸或自动重合闸期间断路器三相触头不同 时合上所出现的最大零序电流，即：11 =Ki -3I (3 — 14)0.op rel 0.ust式中 I ——断路器三相触头不同时合闸所出现的最大零序电流0.ust求取3I 的方法：0.ust①两相先合，相当于一相断线的零序电流，类似于两相接地短路Z223-13)" c E - E Z c E - E3I 二 3 X M N X 22 二 3—M No.ust Z •Z Z + Z Z + 2 ZZ + 00 22 00 11 0011 Z + Z22 00② 一相先合，相当于两相断线的零序电流，类似于单相接地短路E 一 E31 = 3 x m n （3 — 16）0.ust 2Z + Z11 00式中 Z 、 Z 、Z ——系统的纵向正序、负序、零序等值阻抗11 22 00取式（3 — 13）、（3-16）的较大者代入式（3 — 14）I只在断路器不同时合闸期 t su . 0间存在，所以持续时间较短。
若在断路器合闸期间，零序电流I段保护增加延时（一般 0.1s），用来躲过断路器三相不同期时间，则可不考虑这个整定条件3）零序电流I段的动作电流应躲过非全相运行期间振荡所造成的最大零序电流，即:11 =Ki - 3I （3-17）0.op rel 0.unc式中I ——为非全相运行伴随振荡时的最大零序电流0.unc求取 I 的公式如下：0.unc3—18),E . 5 =k ——sin — 0.unc Z 211式中k与断线故障有关，当单相断线时k =冇左,两相断线时k =2Z2Z + Z11 0011 005 ——非全相运行时两侧等效电动势之间的夹角5二180时，零序电流最大，5二0 时，零序电流最小无时限零序电流速断保护的灵敏性要求与相间电流I段相同，保护范围要求大于线 路全长的13%〜20%2. 带时限零序电流速段保护 带时限零序电流速断保护动作电流的整定原则与相间短路的限时电流速断保护相 同，整定时注意将零序电流的分流因素考虑在内，动作时限应比下一条线路零序电流I 段的动作时限大一个时限级差At对于图3-6中保护M处，其动作电流按下述原则整 定BkAMONOT3C3/mo3Ino7_II H■ ^'^°op2 I[ —MO.max11O.op.1 IIIO.op.1图 3 － 6 带时限零序电流速断保护动作电流整定说明图3—19)保护区不超出相邻线路零序电流I段保护区，即躲过相邻线路I段末端短路时流过 本线路的最大零序电流。
如图 3－6，有I ii =K ii IO.op.1 rel MO.max式中I ——保护P2零序I段末端故障流过MN线路的最大零序电流;MO.maxK ii ——可靠系数，一般取 1.1 rel零序电流II段灵敏性,应按被保护线路末端发生接地短路时的最小零序电流来校验,要求K > 1.3 ~ 1.5即sen3IK = M^O.max.N (3—20)sen I iiO.pe.1当灵敏系数不能满足要求时，可采取以下措施：(1)与相邻线路零序 II 段配合整定其动作时限应较相邻线路零序 II 段时限大 一时间级差At2) 改用接地距离保护3•零序过电流保护(零序电流III段)零序过电流保护在正常时应当不起动，故障切除后应当返回，为保证选择性，动作 时间应当与相邻线路III段按照阶梯原则配合零序电流III段保护范围较长，对于本 线路和相邻线路的接地故障，零序过电流保护都应能够反应零序电流III段的动作电流应躲过下一线路始端(即本线路末端)三相短路时流过 本保护的最大不平衡电流I 即unb.maxI iii = K iii I (3—21)O.pe rel unb.max式中 I ——本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流;unb.maxK iii——可靠系数，一般取1.2〜1.3。
rel最大不平衡电流按下式计算I = K -K -K -1(3) (3 — 22)unb.max np st er kmax式中K 非周期分量系数，t = Os时取1.3〜2 t=0.3 s时取1；npK ——CT同型系数CT同型时取0.3、型号不同时取1；stK ——CT 误差，取 0.1；erI (3) ——本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流kmax作为本线路近后备的零序 III 段，其灵敏度应按本线路末端接地短路时流过本保护 的最小零序电流校验，要求灵敏系数大于1.3〜1.3当作为相邻线路得远后备保护时， 应按相邻线路末端接地短路时流过本保护的最小零序电流校验，要求灵敏系数大于1.2动作时间与相间电流保护 III 段的整定原则相同第4 章 三段式距离保护的整定计算4.1 三段式距离保护的整定计算一、整定原则距离保护的整定阻抗角为线路阻抗角，动作时间按照阶梯配合，各段原则如下M N PT Q图 4 —27 整定计算图1.I段整定I 段保护区不能伸出本线路，即整定阻抗小于被保护线路阻抗在图 4—27 中，保 护 P1 的 I 段整定阻抗 ZI 为：1. setZi 二 Ki Z (4 — 88)1. set rel MN式中 Ki ——0.8〜0.85。
rel2.II 段整定II 段延时动作，保护区不能伸出相邻元件或线路瞬时段的保护区，并按照最小分支 系数考虑因此(1)与相邻线路I段。