三段式零序电流保护.docx

实习（实训）报告实习（实训）名称：电力系统继电保护课程设计学院一专业、班 级:指导教 师一报 告 人一学号」时间：2017 年1月5日实习主要内容:两相接地短路零序电流整定计算及其相应 M则保护1的整定,线路N侧零序电流 速断保护I段的整定值及保护范围主要收获体会与存在的问题:通过本次的实习过程，更加熟悉了整定计算的主要内容和相应的方法 总体上问题 不是很大，只是在相应零序电流的保护范围的确定上出现了一点问题 实践过程中 难免会出现些许问题，但在不断的探讨和摸索中都能一一解决 这一过程为今后的 学习，生活以及工作打下了一定的基础指导教师意见:指导教师签字：20年 月 日备注:目录1设计题目 32分析设计要求42.1 设计规定 52.2 本线路保护计62.3 系统等效电路图 73三段式零序电流保护整定计算 83.1 三段式零序电流保护中的原则 93.2 M侧保护1零序电流保护I段整定 103.3 N侧保护1零序电流保护I段整定 114 零序电流保护评价 124.1 原理与内容 .134.2 零序电流保护的优缺点 ..135总结14参考文献151设计题目如图1所示为双电源网络中，已知线路的阻抗 Xi 0.4 /km, X0 1.4 /km, 两侧系统等值电源的参数：相电动势：EmEn115.3kV各电源阻抗:X1MX2M5 , X〔nX2N10 ,Xom8 ,Xon 15o设计要求：决定线路MN两侧零序电流速断保护I段的整定值及保护范围图1双电源网络2 分析设计要求2.1 设计规定根据电力工程设计手册上的相关规定，电力系统的继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

对于 110kV 及以上电压等级有效接地电力网络线路，应按照规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置2.2 1）对于接地短路：装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护；零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应色一段或两段零序电流保护作为后备保护2.3 2）对于相间短路：单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应设距离保护；双侧电源线路宜装设阶段式距离保护2.4 本线路保护设计在电力系统中，当发生接地故障时，通过变压器接地、构成短路通路，故障相流过很大的短路电流110kV及以上电网，为中性点直接接地系统；3〜35kV及 以上电网，为中性点不接地或不直接接地（小接地电流系统）中性点直接接地电网，正常运行及发生相间短路时，均没有零序电压和电流；发生接地短路时将出现很大的零序电压和零序电流出现零序电压和零序电流是接地故障有别于正常运行和相间短路故障的基本特征电力工程手册相关规定表明 110kV 及以上电网 ， 在中性点直接接地系统中， 单相短路接地故障几率占总故障率的70%〜90%,所以如何正确设置接地故障的保护是该系统的中心问题之一零序电流保护指利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。

零序电流保护中，中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，根据零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器，可以用来实现短路接地保护该系统网络是两端电源中性点直接接地110kV 系统，因此发生单相短路接地故障时，系统中会出现零序分量，而正常运行时无零序分量，故可利用零序分量构 成接地短路的保护2.5 系统等效电路图经过计算，该系统的正序、负序、零序的等效电路图分别如图2、3、4所示其中各阻抗的计算结果如下：3X 0M 3 8 24XimX2M53X0N 3 15 45XinX2n10XolXoL1.460 84XilX2lXiL0.4 60 24正序等值电路：EmXim M X 1」X"ik N Xi E1N©——V-l-k图2正序等值电路图负序等值电路：X1MM X' 2k / X" 2k N X2N———N > \|—|~~图3负序等值电路图零序等值电路：3X 0M M X' 0k X" 0k N 3X 0MN~~IN-nr-z~|——N-u C»U0k 一I ' 0kI" 0k图4零序等值电路图3三段式零序电流保护整定计算3.1三段式零序电流保护中的原则零序电流保护与三段式相间短路保护基本相似，也分为三段式：零序电流I段 为瞬时零序电流速断，只保护线路的一部分；零序电流R段为限时零序电流速断， 可保护线路的全长，并与相邻线路零序电流速断保护相配合，带有 0.5s延时，它 与零序电流I段共同构成本线路接地故障的主保护；零序电流田段为零序过电流 保护，动作时限按阶梯原则整定，它作为本线路和相邻线路的单相接地故障的后 备保护。

零序电流速断（零序I段）保护零序电流与线路的阻抗有关，可以作出3 I随线路长度L变化的关系曲线，然后进行整定，起原则类似于相间短路的三段 式电流保护零序电流速断保护的动作电流的整定三个原则：（1）为保护选择性，动作电流应大于本线路末端单相或两相接地短路时流过保护 安装处的可能出现的最大零序电流3 I o.max ,即I 0set1 K rel 31 0 maxK，---可靠系数，取1.2〜1.3.3 I o.max ---线路末端的最大零序电流 求 3Io.max故障点：本线路末端 故障类型：（假设X1 X2 ）整定值按最大运行方式下考虑，即系统零序等值阻抗最小单相接地短路最大零序电流:3 I 0.max 3 T~~2乙Z0单相接地短路M侧保护1零序电流保护I段整定值:|1（1）iz1 qiI 0set1、rel 0 max图5单相短路接地复合序网图两相接地短路最大零序电流:3I ：1,1） 3 一0. max 0乙Z2 Zo—Z^—— 3 —E——Z2 Zo 乙 2Zo两相接地短路Z2 ZoM侧保护1零序电流保护I段整定值:11（1,1） k 1 q II Osetl Krel 3I OmaxUf101 Z 1 2图6两相短路接地复合序网图两者中取较大者:0set1max Ii（i）0set1 ,I（1,1）0set1(2)应大于断路器三相不同期合闸(非全相运行)时出现的最大零序电流 3l0.btlOset 0 31-求 310bt :K〉--可靠系数,取1.1〜12两相先合，一相断线：… 一 Em En310.bt 3 — — —乙 Z2 Z0Z2 Z0Z2Z2 Z0_ Em En3 -乙 2Z。

一相先合，两相断线:3&Em En3 2乙 Z0c. c Em En c310bt max 3 ,32Z1 Z0Em EnZ1 2Z两者中取较大者：原则所得定值一般较大，保护范围缩小，灵敏度降低，此时可考虑使I段带小 的延时(0.1S)躲开不同时合闸时间3)当系统采用单相自动重合闸，单相短路故障被切除后，系统处于非全相运行状态，并伴有系统振荡，将出现很大的零序电流保护可能误动作若按（ 3）整定, 这动过电流过大，使保护范围缩小，不能发挥零序I段的作用应分别设灵敏I 段和不灵敏I段套保护3.2 M侧保护1零序电流保护I段整定根据上述零序电流保护原则（1）对M侧保护1零序电流保护I段进行整定Zom 3X0M Xol 24 84108Z1M X1M X1M 5 24 29本线路末端N处: 单相接地短路最大零序电流:3 I 0. max 3~2Z1 Z0115 3 =3 1199.9A2 29 108单相接地短路M侧保护1零序电流保护I段整定值:I 0set1K ；el3I0max 1.3 1199.9 1559.87A两相接地短路最大零序电流:1.13 I 0.max 3Z1Z2 ZoZ2Z2 ZoZE3 -Z1 2Z2 Zo115 .33813 A29 2 108两相接地短路M侧保护1零序电流保护I段整定值:I 0set1 K〉3I0max 1.3 813 1056.9A两者中取较大者:I (1)los；ti 1559.87AII (D I (1,1)0set1 max I 0set1，I 0set1保护范围校验：校验最小保护范围时，取值与上述计算真好相反；即整定时，若 按单相计算，那么，校验时就要采用两相接地考虑。

反之亦然因此，该保护利用两相接地短路整定值进行保护范围的校验：(1,1)0set1迎一EM—色 建 —1— 10569A2 Zsmax ZoLmin 2. 324 1.4LminLmin 21.7KM21.760100%36.2% 15%（满足保护范围要求）保护延时的整定：I段带小的延时（0.1S）躲开不同时合闸时间，避免保护误动t0set10.1s3.3 N侧保护1零序电流保护I段整定根据上述零序电流保护原则（1）对M侧保护1零序电流保护I段进行整定Z0N3X0N X0L 45 84 129ZinXin Xil 10 24 34本线路末端M处：单相接地短路最大零序电流：3 I 0. max 32ZiEnZo11533 3 1011.1A2 34 129单相接地短路M侧保护1零序电流保护I段整定值:[I⑴I0set13 I 0,max3 3乙 2Z0115334 2 129682.1AK；e1310max 1.3 1011.1 1314.43A两相接地短路最大零序电流:两相接地短路M侧保护1零序电流保护I段整定值:I 0set1 K〉3I0max 1.3 682.1 886.73A两者中取较大者:I0set1 max 10s11), I0s；」I0s e；1)1314.43A保护范围校验:। (1,1)I 0set1,3Em,3115L min14.2602 ZSmax Z0Lmin3 45 1.4Lmin886.73A14.2KM100% 26.3% 15%（满足保护范围要求）保护延时的整定：I段带小的延时（0.1S）躲开不同时合闸时间，避免保护误动。

t0set1 0.1S4零序电流保护评价4.1 原理与内容：三相电流平衡时，没有零序电流，不平衡时产生零序电流，零序保护就是用零 序互感器采集零序电流，当零序电流超过一定值（综合保护中设定），综和保护 接触器吸合，断开电路。