电力系统继电保护原理-电网的电流保护-零序电流保护-课件

电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理 电网的电流保护电网的电流保护3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护一、一、变压器中性点接地方式变压器中性点接地方式1.1.基本原则基本原则(1)(1)发生接地故障时候不会出现危险过电压发生接地故障时候不会出现危险过电压;(2)(2)零序网络不会因某台变压器的投退而发生较零序网络不会因某台变压器的投退而发生较大变化大变化;(3)(3)终端变压器中性点一般不接地终端变压器中性点一般不接地;(4)(4)自耦变压器中性点必须接地。自耦变压器中性点必须接地。3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护一、一、变压器中性点接地方式变压器中性点接地方式2.2.举例举例T1T2TT3T4T1T23.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点1.1.零序网络零序网络QF1QF2MNT1T2与线路、接地变压器的数目和位置相关，和发电与线路、接地变压器的数目和位置相关，和发电机没有关系机没有关系。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点2.2.零序电压零序电压故障点故障点U0最高，离故障点越远，最高，离故障点越远，U0越低，变压器越低，变压器中性点接地处中性点接地处U0=0。MNT1T2QF1QF2k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点3.3.零序电流零序电流大小大小与零序阻抗、正负序阻抗、故障前负荷情况与零序阻抗、正负序阻抗、故障前负荷情况相关。相关。分布分布与中性点接地的多少及位置有关；与中性点接地的多少及位置有关；MNT1T2QF1QF2k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点4.4.零序功率方向零序功率方向对于发生故障的线路，两端对于发生故障的线路，两端S0的方向与的方向与S1方向方向相反，从相反，从线路线路母线母线。MNT1T2QF1QF2k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点5.5.保护安装处零序电压与电流的相位关系保护安装处零序电压与电流的相位关系正方向故障：正方向故障：MNT1T2QF1QF2k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点5.5.保护安装处零序电压与电流的相位关系保护安装处零序电压与电流的相位关系正方向故障：正方向故障：夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被保护线路、故障位置、过渡电阻无关。保护线路、故障位置、过渡电阻无关。MNT1T2QF1QF2k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点5.5.保护安装处零序电压与电流的相位关系保护安装处零序电压与电流的相位关系反方向故障：反方向故障：MNT1T2kQF1QF23.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护二、二、零序分量的特点零序分量的特点5.5.保护安装处零序电压与电流的相位关系保护安装处零序电压与电流的相位关系反方向故障：反方向故障：夹角取决于保护面对系统的零序阻抗。夹角取决于保护面对系统的零序阻抗。MNT1T2kQF1QF23.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护三、三、零序功率方向元件零序功率方向元件1.1.动作方程动作方程接入电流为接入电流为 ；接入电压与方向元件接入电压与方向元件灵敏角有关。灵敏角有关。j jsen等于等于7070 时，时，接接入电压为入电压为 ;接入电流为接入电流为 ；接入电压与方向元件接入电压与方向元件灵敏角有关。灵敏角有关。j jsen等于等于7070 时，时，3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护三、三、零序功率方向元件零序功率方向元件2.2.接线方式接线方式接入电流为接入电流为 ；接入电压与方向元件接入电压与方向元件灵敏角有关。灵敏角有关。j jsen等于等于7070 时，接时，接入电压为入电压为 ;j jsen等于等于-110-110 时，时，接入电压为接入电压为 。接入电流为接入电流为 ；接入电压与方向元件接入电压与方向元件灵敏角有关。灵敏角有关。j jsen等于等于7070 时，时，接接入电压为入电压为 ;j jsen等于等于-110-110 时，时，接入电流为接入电流为 ；接入电压与方向元件接入电压与方向元件灵敏角有关。灵敏角有关。j jsen等于等于7070 时，时，3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护三、三、零序功率方向元件零序功率方向元件2.2.接线方式接线方式3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护1.1.零序电流保护零序电流保护段段躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流3I0max。k计算条件：计算条件：运行方式：运行方式：系统系统M M和和N N的正序网络都取最大运行方式；的正序网络都取最大运行方式；系统系统N N的零序网络都取最小运行方式。的零序网络都取最小运行方式。系统系统M M的零序网络都取最大运行方式；的零序网络都取最大运行方式；3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护计算条件：计算条件：故障类型：故障类型：1.1.零序电流保护零序电流保护段段躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流3I0max。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护1.1.零序电流保护零序电流保护段段躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流躲过相邻线路出口接地短路时的最大零序电流3I0max。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护2.2.零序电流保护零序电流保护段段1)1)定值计算定值计算与相邻线路零序电流保护与相邻线路零序电流保护I I段配合。段配合。3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护2.2.零序电流保护零序电流保护段段2)2)灵敏度校验灵敏度校验k要求要求Ksen1.5。3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护3.3.零序电流零序电流段保护段保护1)1)电流定值电流定值电流定值应躲相邻线路出口三相短路时流过保电流定值应躲相邻线路出口三相短路时流过保护装置的最大不平衡电流护装置的最大不平衡电流Iunbmax。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护3.3.零序电流零序电流段保护段保护1)1)电流定值电流定值式中式中：Knp 为非周期分量系数，取为非周期分量系数，取1 1；Ker 为为 误差系数，取误差系数，取0.10.1；Kst 为同型系数，取为同型系数，取0.50.5。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护3.3.零序电流零序电流段保护段保护2)2)时间定值时间定值按照阶梯原则整定动作时间按照阶梯原则整定动作时间。k1k23.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护3.3.零序电流零序电流段保护段保护3)3)灵敏度校验灵敏度校验按被保护线路末端接地短路时，流过保护的按被保护线路末端接地短路时，流过保护的3I0min来校验近后备灵敏度。来校验近后备灵敏度。要求要求Ksen1.5。k3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护四、四、三段式零序电流保护三段式零序电流保护3.3.零序电流零序电流段保护段保护3)3)灵敏度校验灵敏度校验按相邻下一级线路末端接地短路时，流过保护按相邻下一级线路末端接地短路时，流过保护的的3I0min来校验远后备灵敏度。来校验远后备灵敏度。k要求要求Ksen1.2。3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护五、五、对零序电流保护的评价对零序电流保护的评价1.1.优点优点(1)(1)零序过电流保护的灵敏度高、动作时间短；零序过电流保护的灵敏度高、动作时间短；(2)(2)受运行方式的影响要小，保护范围大且相对受运行方式的影响要小，保护范围大且相对稳定；稳定；(3)(3)不受系统振荡和过负荷的影响；不受系统振荡和过负荷的影响；(4)(4)方向性零序电流保护没有电压死区；方向性零序电流保护没有电压死区；(5)(5)简单、可靠。简单、可靠。3.33.3中性点直接接地系统零序电流及方向保护中性点直接接地系统零序电流及方向保护五、五、对零序电流保护的评价对零序电流保护的评价2.2.缺点缺点(1)(1)接地点变化很大时保护往往不能满足要求；接地点变化很大时保护往往不能满足要求；(2)(2)单相重合闸的过程中可能误动；单相重合闸的过程中可能误动；(3)(3)当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保护的整定配合复杂化，且将增大电网时，将使保护的整定配合复杂化，且将增大段保护的动作时间。段保护的动作时间。本次课主要内容本次课主要内容双侧电双侧电源系统源系统方向电方向电流保护流保护功率方向功率方向元件元件电流保护电流保护原理原理接线接线接线方式接线方式动作方程动作方程行为分析行为分析装置结构装置结构定值计算定值计算校验校验设置方向元件的原则设置方向元件的原则方向元件和电流元件关系方向元件和电流元件关系分支分支系数系数本次课主要内容本次课主要内容方向零序电方向零序电流保护流保护特征量的特征量的分析分析零序方向零序方向元件元件定值计算定值计算零序网络零序网络零序电压零序电压零序功率零序功率零序电流零序电流动作方程动作方程接线方式接线方式作业作业给出分支系数的定义。给出分支系数的定义。3.12-3.183.12-3.18