23中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护

中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护前修知识对称故障:f(3)故障的分类不对称故障:f(1,0)、f(2)、f(2,0)对称故障——三相化一相分析方法不对称故障——对称分量法（正负零序）对称分量法：FaFbFcFb(1)Fc(1)Fa(1)正序Fb(2)Fa(2)Fc(2)负序Fa(0)Fb(0)Fc(0)零序分解合成2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布1T2T12AB)(ak0.1TXA0kX0I0kU0IB0kX0.2TX)(b零序网络图：2.3.1接地短路时零序电压的分布0.1TXA0kX0I0kU0IB0kX0.2TX零序电压分布图0AU0kU0BU0kU零序网络图：故障点的零序电压最高；距离故障点越远处的零序电压越低，取决于测量点到大地间阻抗的大小。零序电压的分布受运行方式的影响2.3.1接地短路时零序电流的分布0.1TXA0kX0I0kU0IB0kX0.2TX零序电流特点：零序网络图：0kU900I0I0I0I0kU0I0I0I0I1000k——参考方向——实际方向电流的实际方向：正电荷移动的方向电压的实际方向：高电位低电位零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，与电源的数目和位置无关2.3.1接地短路时零序功率0.1TXA0kX0I0kU0IB0kX0.2TX零序网络图：对发生故障的线路来讲，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，在故障线路上，零序功率的方向实际都是由线路流向母线。零序短路功率（零序电流）：母线零序电压与线路零序电流相乘所得到的感性功率，且以母线零序电压相位为参考相位2.3.1接地短路时电压、电流相位关系0.1TXA0kX0I0kU0IB0kX0.2TX零序网络图：继电器所接入Io与Uao之间相位差只决定于保护安装处背后的变压器的零序阻抗角，而与被保护线路的阻抗角无关母线A处电压：'000ATUZ＝-I2.3.2零序电压、电流过滤器零序分量的获取，根据其特点：CBAFFFF03三相电压、电流分别求向量和即可获3Uo、3IoABCmnaUbUcU)(aABCabcmn)(bmn)(c加法器aUbUcU03U)(d2.3.2零序电压、电流过滤器CBAFFFF03(a)AIaIAIbIBIBIcICICIrI(b)图2.40零序电流过滤器(a)原理接线:(b)等效电路rITA03ITAN电缆BCA图2.42零序电流互感器接线示意图零序分量的获取，根据其特点：三相电压、电流分别求向量和即可获3Uo、3Io1I2II图2.41电流互感器的等效电路存在不平衡电流2.3.3-5三段式零序电流保护—I段（速断）（1）躲开被保护线路末端（或下级线路出口处)单相或两相接地短路时出现的3I0.max（2）躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的3I0.unb（3）当线路上采用单相自动重合闸时，按能躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时，所出现的最大零序电流整定。按照“躲开线路末端的最大零序电流”考虑，可以得到零序电流Ⅰ段保护的整定方法：max.IrelIset0.IKI03经过分解或合成后，零序、负序分量通常以3倍的形式出现2.3.3-5三段式零序电流保护——III段IsetbIIrelIIsetIKKI1.02.与下一级线路的零序Ⅰ段电流定值进行配合（电流、时间两方面的配合）——分支系数如果零序电流Ⅱ段的灵敏度不够，则与下一级线路的零序Ⅱ段电流定值进行配合。a、使零序Ⅱ段与下条线路零序Ⅱ段相配合，时限要提高一级，取1～1.2s；b、保留0.5s的零序Ⅱ段，再增加一个按原则a整定的保护，动作时间较长，使之能保证在各种运行方式下线路末端短路有足够的灵敏度；c、从全局可改用接地距离保护5.132.min..02.IIsetBsenIIK2.3.3-5三段式零序电流保护——II段max.2.unbIIIrelIIIsetIKI躲开下一级线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流整定；不超出相邻线路零序III段的保护范围。IIIsetbIIIrelIIIsetIKKI1..02.灵敏度校验：对本线路按保护范围末端短路时最小零序电流3I0.min来校验，Ksen=3I0.min/Iset，要求不＜1.5,对相邻线路按相邻元件末端接地短路流过本保护的最小零序电流来校验，要求不＜1.22.3.3-5三段式零序电流保护——II段T2654321T1相间保护零序保护6t5t4t3t2t1t)0(6t)0(5t)0(4ttL图2.44零序过电流保护的时限特性应从受电端起至中性点接地的变压器方向按阶梯原则逐级增大在同一线路上的零序过流保护与相间过流保护相比，具有较小时限2.3.6方向性零序电流保护由于零序电流的实际方向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，在变压器接地数目比较多的复杂网络中需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。1212接地点变化——“电源”位置变化——类似于“多电源”点零序方向元件没有电压死区2.3.7对零序电流保护的评价零序过电流保护的灵敏度高，动作时限短受系统运行方式影响小不受不正常运行状态（系统振荡、短时过负荷等）影响方向性零序保护没有电压死区