继电课件[yao3].ppt

1/48第三章 大电流接地系统的线路零序 电流保护贺家李2/48零序电流保护作为线路接地故障的保护，不反 映三相和两相短路故障为了整定和计算，首先应 掌握接地短路的特点和计算的运行方式的选择第一节 接地短路的特点与短路计算运 行方式的选择3/48接地短路相当于在短路点增加了一个额外阻抗 后的三相短路各序电流的分布，只决定于该序各 支路的电抗与其他序网无关例如零序电流分布， 只按各支路的零序电抗成反比分配；但各序电流的 绝对值受其他序网的影响零序电流的分布只决定 于零序纲情况，而正负序纲的电抗却要影响零序电 流的大小因此决定零序电流分配系数的时候，只 研究零序纲的情况，而当决定零序电流绝对值大小 的时候，必须同时考虑正，负，零序网络的变化1-1 接地短路的特点4/48零序电流的大小与Z1Σ和Z2Σ大小有关，在最大方式时零序电流大5/486/48零序互感的影响 当双回运行末端接地短路时I0(1)、 I0(2) 同向 ，互感的影响是起助磁作用，使零序电抗增加， 零序电流减小一侧开关出口短路相继跳闸时， I0(1)、 I0(2) 反向，互感的影响是去磁作用，使零 序电抗减小，零序电流增大。

7/48零序互感的影响 当其中一回线停电并两端接地，末端接地短 路时， I0(1)、 I0(2)方向相反因为互感的影响是 去磁作用，使零序电抗减小，零序电流增大8/48上述分析同样适用于只有一侧有电气联系的平 行线，也适用于两侧均无电气联系的平行线对于多回路的互感，上述分析原理仍然适用， 但计 算方法较复杂，只能用计算机进行计算9/48（1）变压器中性点接地点的数目和分布要满足 过电压和零序综合电抗基本不变以及保护灵敏度满 足要求具体选择如下： ①发电厂必须有一台变压器接地， 也可按变压器的零序阻抗接近者组合分组， 倒换接地，每一条母线最好有一台变压器接 地②单侧电源受电端的变压器中性点一般 不接地 1-2 计算的运行方式选择10/48对于多侧电源： a)二条线一台变压器者可接地允许停变压器 停后同一电压等级的网络还应有接地点 b)二条线二台变压器者，可一台接地，一台倒 换 c)三条线以上，一台变压器者，变压器接地， 允许停变压器 d)三条线以上，二台变压器以上者，一台接地 ，其余倒换，或取组合方案 ③降压变压器低压侧有小电源时，如小电源不 足以使受电侧零序电流保护动作，变压器可不接地 ，而采用低周低压保护将小电源解列的措施 11/48(2) 线路末端短路通过保护最大零序电流方 式的选取：总的原则是选背后Z0 可能最小 ， 对 侧Z0可能最大的方式。

a)单电源辐射网络，取最大运行方式； b)多电源及环形网络，断开下一级相邻线路 ，开环，减少保护正方向对侧的接地点； c) 双回线中的一回停用，如有互感时还应接 地 d) 平行有互感的线路，取平行线停用并接 地方式12/48e) 由比较 Z1Σ 、 Z0Σ决定用单相接地或两相 接地故障类型 f) 一端母线有联系的平行线，当有互感时（ 双回有互感线路在相继动作时，短路点在D点零 序电流可能最大如图4-4b），通过保护的最小 零序电流的方式选取与上述相反13/4814/48欲求某支路最大分支系数时，可把除本线以外 的其他分支中较大的电源支路进行检修和故障（即 同时停用两条线）进行试探辐射网络分支系数与 短路点的位置无关3）最大分支系数的选取：①单回线对双回线，应取下级双回运行方式，短 路点愈远Kf2愈大，最大为2 ② 双回线对单回线，应取双回线为单回运行方式 ，通过保护的零序电流大,短路点选在单回线 保护范围末端如双回线间有互感时，还应将 所停线路两端接地如图4-1C15/48③辐射线对环网内的线，应取合环方式此种 方式分支系数大短路点应选在下级保护段保护范 围末端也可近似选在环内被配合线末端。

④单回线旁邻平行线有互感时，也应按图4-1的 方式考虑 ⑤一端母线有联系或两端母线有联系的平行线 ，当有互感时，求取一回对另一回的最大分支系数 ，短路点应选在单回线末端如图4-4(a),（b）16/48上述情况中，因分支系数是随短路点位置 而变的，若求任一点的分支系数时，需用图解法 ，如图4-4（c），可见在P点的 远大于在N母线处的17/4818/48第二节零序电流保护的定值计算在假定如下条件基础上的整定方法：1 、按保护正方向计算，然后考虑是否带方向 性2、线路采用三相重合闸的方式3、时限选择按与下级配合段有级差4、灵敏度按本线路末端接地短路流过保护的最 小零序电流校验，要求主保护段km≥1.25~1.5作相 邻线路后备要求：km≥1.2 19/482-1零序一段此段为速动段按满足下列条件整定： •按躲开线路末端接地短路最大零序电流整 定式中： KK ——取1.2~1.33I0.ZD ——线路末端接地短路流过保 护的最大零序电流20/48(2) 按躲开开关三相不同时合闸的零序电流 整定，当使用快速开关时，此电流出现时间很短 ，一般不考虑式中： KK ——取1.33I0 ——开关三相不同时合闸的零 序电流。

21/482-2零序二段作为主保护，在本线路末端短路的灵敏度要 求km≥1.25~1.5装有四段式保护中第三段的整定 与此相似 •按与相邻一段或二段配合整定式中: KK ——取1.1~1.5KFZ ——计算可能方式下的最大值IDZ(2) ——下级保护一段（或二段）的整 定值当按下级一段整定灵敏度较低 时， 可改与下级二段整定 22/48(2) 按不伸出线路末端变压器差动范围整定 当变压器高中压侧均为接地系统时，按下式 整定4-4 ） 式中：3I0 ——线路对端母线上变压器另一侧 接地 短路时流过本保护的最大零序电 流KK ——取1.3~1.5当变压器为带负荷 调压时应取较大的系数23/48(3) 当本段整定时限等于或低于本线相间保护某 段的时限时，则应按躲开相应相间保护段末端的相 间短路的不平衡电流整定当在下级相邻线路某段 保护范围末端相间短路时，应是相邻的相间保护动 作，但因不平衡电流，使本线路某段零序保护动作 （当动作时限比相间保护段小时）造成越级这个 电流一般不会太大； (4) 当使用此段作为重合闸后加速或手动合闸加 速时，如末端变压器为接地运行，应躲开合闸时变 压器励磁涌流中的零序电流。

24/482-3零序三段作为后备保护,在下级线路末端要求km≥1.2此段的整定方法也适用于四段式保护中第四段 的整定 (1) 按与相邻二段或三段保护配合整定整定同 （4-3）式当零序二段有较高灵敏度时，为了提高 后备性，可按与相邻三段或四段配合整定，可保护 的更远些，后备作用更强25/48(2) 当下级相邻变压器高、中侧均为接地系 统时，按与该变压器另一侧零序保护一段或二段 配合整定式中: IDZB ——下级相邻变压器另一侧零序 保护 的整定值KFZ —— 线路对变压器另一侧零序 保护的最大分支系数Kk —— 取1.1~1.526/48(3) 当本段整定时限等于或低于本线相间保护某 段时限时，则应躲开线路末端相应相间短路的不平 衡电流4) 当下一级变压器为不接地运行时，按躲变压 器外部相间短路的最大不平衡电流整定5) 如使用此段作重合闸后加速或手动合闸加速 时，应躲开变压器励磁涌流 27/482—4零序保护的整定配合问题 (1) 单回线与双回线配合或辐射线与环网内线路 配合以及平行线有互感的保护间的配合当双回线 无横差保护时保护整定配合点不在下级线路末端， 因平行非故障线的汲出电流减少，其分支系数将比 线路末端短路为小，可用曲线法按下级I 段末端短 路配合，以避免用最大分支系数整定，这对灵敏度 有利，但较复杂。

可先按双回线末端整定，如果使 本级和上级保护定值增大，按单回运行时校验灵敏 度不够时，再用曲线法按下级线I段实际末端短路整 定 (2) 当双回线有横差保护时应与横差保护配合整 定，即与下级相邻双回线末端短路配合整定这样 当横差保护停用时，应改为单回线运行方式28/48(3) 有些情况下，三段式保护效果不够好，例如 零序二段无灵敏度，需零序三段，可改为四段式保 护需用四段式的保护的情况参考以下条件： （a）双回线路保护相继动作时，另一回线不应 误动； （b）下级相邻为短线路或为双回线（相当于 线路缩短），使上级II段范围缩短，灵敏度不够； （c）要求对下级相邻线路有后备性等； 29/48(4) 对于小电流侧零序保护，在一定条件下，大 电流侧先跳后，可能因相继动作后使电流减小而复 归，必要时可采用瞬时测量接线瞬时测量的缺点 是它不能在故障全过程中满足配合条件 ，在某种情 况下可能造成越级动作，因此小电流侧如有几级保 护时，最好同时使用瞬时测量，而且按配合条件整 定 30/48第三节 零序方向元件灵敏度的计算短路点的U0最高，近保护处的短路点方向元 件没有死区，其死区是在后备保护段，即在比较远 的短路点处。

一般都是几段电流公用一个方向元件 ，因此方向元件的灵敏度应比最灵敏的电流元件灵 敏度要高方向元件应按被保护线路最末端短路校 验，要求Klm≥1.2有时零序最后一段电流元件的后 备灵敏度不足，方向元件灵敏度可按最后一段电流 保护范围末端处短路校验， 要求Klm ≥1.5 当方向 元件灵敏度不满足要求时，应降低方向元件的动作 功率，以提高灵敏度，或是采取比较灵敏的方向元 件 31/48第四节 采用单相重合闸的零序保 护在用单相重合闸的线路上发生接地故障过 程中，有接地短路、 复故障（线路一侧开关断 开一相）和非全相（线路两侧均断开一相）三 种状态前两种状态将由零序保护切断，第三 种状态是单相重合闸中必然出现的状态，此时 已不存在故障，应防止保护发生误动作 32/48在非全相状态下，将产生正、负、零序分量， 在非全相中零序电流是沿同一方向流的，称为纵向 不对称状态，与接地短路不同，接地短路称为横向 不对称零序电流的大小，决定于线路中原来的负 荷电流或是决定于线路两侧等值电势的摆开角当 线路中负荷电流不大时，零序电流一般不大，但在 系统负荷重、动态稳定问题较为突出时，零序电流 将达到很大的数值，甚至大于线路末端接地短路的 电流。

33/48在断口处的零序电流与母线上零序电压，其 相位关系与区外接地短路情况相似，因而零序方向 元件一端方向指向线路，另一端指向母线，即一端 可以动作，另一端不能动作但若方向元件的电压 取至线路PT，两端的方向元件可能都指向母线或线 路，可能都能动作，也可能都不能动作当线路上 负荷电流不大时，零序电流和电压的数值也很小， 零序方向元件的灵敏度可能不足，不会动作 34/48在接地短路、复故障和非全相中，零序电 流的分支系数一般是相同的，但是在有互感的 双回线上，非全相过程中双回线之间的系数将 有所增大图4-5为采用三相重合闸的双回线，保 护1对保护4的最大分支系数即图4-5(b)中接地故 障线路中总零序电流在另一回线分配的分配系 数,可表示为：35/484-2 非全相中防止零序保护误动的措施 非全相中在重合闸未重合之前，当线路中零序 电流 较大时，能使某段零序保护误动跳三相开关， 造成 重合闸不成功防治这种误动的办法常用的有 三种： (1) 利用重合闸装置实现闭锁将保护接于不同 端子:M端子----启动重合闸并闭锁保护的端子，将 可能误动的保护接于此端子此方法只能用于故障线路的保护，相邻非故 障线路重合闸不启动，不能闭锁;N端子------启动重合闸，保护不闭锁。

即按躲 非全相零序电流整定，可躲开非全相.此方法可用于 故障线路和非故障线路上 36/48(2) 用动作时限来躲非全相过程即按躲单相重 合周期来整定时间可用于故障线路和非故障线路 上当非全相零序电流较大时，用电流值躲开非全 相的办法只。