2.3 中性点直接接地中的零序电流及方向保护

2.3 2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护及方向保护2.3.12.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布接地短路时零序电压、电流和功率的分布中性点直接接地系统中性点直接接地系统（又称大接地系统又称大接地系统）中发生短路时，将）中发生短路时，将出现很大的零序电流和电压。出现很大的零序电流和电压。规定规定：零序电流的正方向为由母线流向线路；零序电流的正方向为由母线流向线路； 零序电压的正方向为线路高于大地为正。零序电压的正方向为线路高于大地为正。（1 1）零序网络组成零序网络组成：由线路的零序阻抗和中性点直接接地：由线路的零序阻抗和中性点直接接地变压器的零序阻抗。变压器的零序阻抗。（2 2）故障点）故障点零序电压零序电压最大，等于相电势最大，等于相电势（3 3）零序电流零序电流的实际流向从线路流向母线，同规定正方向的实际流向从线路流向母线，同规定正方向相反。相反。故障点故障点零序电压零序电压最大，离故障点越远，零序电压越小。最大，离故障点越远，零序电压越小。零序电流的分布零序电流的分布只取决于送电线路的零序阻抗只取决于送电线路的零序阻抗和和中性点接地中性点接地变压器的阻抗变压器的阻抗，与电源的数目和位置无关。，与电源的数目和位置无关。结论：结论： 通过对零序电压和零序电流的分析可以得到：通过对零序电压和零序电流的分析可以得到：（1）故障线路零序功率的方向从线路流向母线。）故障线路零序功率的方向从线路流向母线。（2）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反。）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反。0 . 100)(TAZIUA母线上的零序电压母线上的零序电压ZT1.0：变压器：变压器T1的零序阻抗的零序阻抗零序电压和零序电流之间的相位差，主要取决于零序电流零序电压和零序电流之间的相位差，主要取决于零序电流流过的零序阻抗。流过的零序阻抗。2.3.22.3.2零序电压、电流的获取零序电压、电流的获取1 1、零序电压的获取零序电压的获取 基本原理：零序电压滤过器基本原理：零序电压滤过器三个单相式电压互感器三个单相式电压互感器三相五柱式电压互感器三相五柱式电压互感器在开口三角（没有闭合的三角在开口三角（没有闭合的三角 形接线）上取得零序电压形接线）上取得零序电压发电机中性点的电压互感器发电机中性点的电压互感器集成电路式保护和数字式保护中集成电路式保护和数字式保护中 和成零序电压和成零序电压2、零序电流的获取零序电流的获取 基本原理：零序电流滤过器基本原理：零序电流滤过器三个电流互感器三个电流互感器先变换再求和先变换再求和电缆线路采用零序电流互感器电缆线路采用零序电流互感器 先求和再变换先求和再变换2.3.32.3.3零序电流零序电流I I段保护（瞬时速断）段保护（瞬时速断）原则原则1 1：躲开下级线路出口处单相或两相接地短路是可：躲开下级线路出口处单相或两相接地短路是可能出现的最大零序电流整定。能出现的最大零序电流整定。原则原则2 2：躲开断路器三相触头不同期合闸时出现的最大：躲开断路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流整定。零序电流整定。原则原则3 3：躲开非全相运行状态下发生系统振荡时，所出：躲开非全相运行状态下发生系统振荡时，所出现的最大零序电流整定。现的最大零序电流整定。灵敏灵敏I I段段：按原则：按原则1 1和和2 2整定，取其中较大值作为整定值。整定，取其中较大值作为整定值。主要任务是对全相运行状态下的接地故障起保护作用。主要任务是对全相运行状态下的接地故障起保护作用。灵敏灵敏IIII段段：按原则：按原则3 3整定，用于采用单相重合闸的线路。整定，用于采用单相重合闸的线路。2.3.42.3.4零序电流零序电流IIII段保护（限时速断）段保护（限时速断） 保护本线路全长，与本线路零序电流保护本线路全长，与本线路零序电流I I段组合构成主段组合构成主保护。保护。 与相邻线路零序电流与相邻线路零序电流I I段相配合，确定整定值。段相配合，确定整定值。 比相邻线路零序电流比相邻线路零序电流I I段的动作时限高出一个时间阶段的动作时限高出一个时间阶梯。梯。 灵敏度系数灵敏度系数按照本线路末端接地短路时的最小零序电按照本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验，应大于等于流来校验，应大于等于1.51.5。 灵敏度系数灵敏度系数不满足要求时，考虑与下级线路的零序不满足要求时，考虑与下级线路的零序IIII段保护配合。段保护配合。2.3.52.3.5零序电流零序电流IIIIII段保护（零序过电流）段保护（零序过电流） 本线路的近后备，相邻线路的远后备。本线路的近后备，相邻线路的远后备。 按躲开相邻线路出口处相间短路时所出现的最大不平按躲开相邻线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流来整定。衡电流来整定。 按阶梯原则确定动作时限按阶梯原则确定动作时限 按本线路末端发生接地短路时，流过本保护的最小零按本线路末端发生接地短路时，流过本保护的最小零序电流校验序电流校验近后备灵敏度系数近后备灵敏度系数，应，应1.3 按相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最小按相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最小零序电流校验零序电流校验远后备灵敏度系数远后备灵敏度系数，应，应1.22.3.62.3.6方向性零序电流保护方向性零序电流保护零序功率方向与正序功率方向零序功率方向与正序功率方向相反相反故障线路的零序功率方向从线路流向母线。故障线路的零序功率方向从线路流向母线。2.3.72.3.7零序电流保护的评价零序电流保护的评价优点：优点：（1 1）同一线路上，零序过电流保护较相间过电流保护）同一线路上，零序过电流保护较相间过电流保护有有较小的动作时限较小的动作时限。Y，d接线变压器低压侧的任何故障都不能在高压侧引起零序电流。接线变压器低压侧的任何故障都不能在高压侧引起零序电流。 零序过电流保护零序过电流保护4可以瞬时动作。可以瞬时动作。 反应相间短路的过电流保护反应相间短路的过电流保护4则不能。则不能。（2 2）零序过电流保护较相间过电流保护灵敏度高）零序过电流保护较相间过电流保护灵敏度高（3 3）零序过电流保护受系统运行方式变化和线路长短的影响小）零序过电流保护受系统运行方式变化和线路长短的影响小（4 4）不受系统振荡、过负荷等因素（只要三相对称）的影响。）不受系统振荡、过负荷等因素（只要三相对称）的影响。零序过电流保护只反应零序电流零序过电流保护只反应零序电流 （5 5）方向性零序保护没有电压死区。因为故障点的零序电压最）方向性零序保护没有电压死区。因为故障点的零序电压最高。高。缺点：缺点：（1 1）对运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，往往不能）对运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，往往不能满足要求；满足要求；（2 2）采用单相重合闸的系统，必须装设不灵敏）采用单相重合闸的系统，必须装设不灵敏I I段，在重合闸动段，在重合闸动作时，将灵敏作时，将灵敏I I段闭锁。段闭锁。（3 3）使用自藕变压器的系统，整定困难。）使用自藕变压器的系统，整定困难。结论：结论：用于用于110KV110KV220KV220KV的大接地系统中的大接地系统中