三段式零序电流保护整定

三段式零序电流保护整定2011年上学期主讲：张成林任务明确（一）中性点直接接地系统零序电流保护的组成及各段保护范围？时限特性？整定计算原则？（二）三段式零序电流保护PK相间短路三段式电流保护问题的提出：三种接线的应用三相完全星形接线方式——用于发电机、变压器等贵重电气设备中，以提高可靠性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。两相不完全星形——用于小电流接地系统；两互感器三继电器接线——用于Y，d11变压器接线，以提高灵敏度。复习回顾归纳比较电流Ⅰ电流Ⅱ电流Ⅲ动作电流Iop·1=Krel·Ik1·max（最大）IⅡop·1=Krel·IⅠop·2（中间）IⅢop=（Krel·Kast/Kr）·IL·max（最小）动作时限0（最快）tⅡ1=tⅠ2+△t（中间）tⅢ1=tⅢ2+△t（最长）保护范围本线路首端部分本线路全长并延伸至相邻下一线路本线路全长及相邻线路全长并延伸至下下线路灵敏度最低中间最高复习回顾三段式电流保护的评价及应用选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。单电源辐射网络上可保证获得选择性；多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的；定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。可靠性：原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易。简单、可靠性好是它的主要优点。应用范围：主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。长沙电力职业技术学院主讲人：张成林阶段式零序电流保护一、阶段式零序电流保护的构成原理在中性点直接接地电网中，线路正常运行，系统对称，线路首端测得的零序电流约为零；当发生接地故障时，将出现很大的零序电流。阶段式零序电流保护逻辑框图阶段式零序电流保护的工作流程阶段式零序电流保护上次课的内容复习一、何种故障时，系统出现零序电流电压（零序分量）？二、通过哪些方法可以获得零序分量？重点复习：单相接地短路时的零序分量分布1、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序电流；非全相运行或QF三相触头不同时合闸时，出现零序分量。2、故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零，离故障点越近，零序电压越高。零序电流的计算电力系统中发生接地短路故障时，零序电流的计算是在系统等值零序网图中进行的。其中，是故障附加零序电压源。0kU零序电流为：0000.0LBkLABTkkZZZUIlZZLAB00是线路AB的零序阻抗，一般是正序阻抗的3倍。零序电流保护的工作原理零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时零序电流大小的不同来整定。接地故障点越远，零序电流越小。电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压。零序电压、零序电流的获取1.零序电压的获取（1）零序电压过滤器cbaUUUU03（2）加法器（3）微机保护内直接利用程序（4）发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧加法器UaUbUc3U0mnABCTV03U2．零序电流互感器（滤过器）（1）零序电流滤过器利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流，三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。03IIIIIcbaJ（2）专用零序电流互感器（电缆线路）一次电流：优点：无不平衡电流，接线简单CBAIIII03I003I接地短路时零序分量的特点（1）（1）零序电压接地故障点最高，中性点最低（2）零序电流由故障零序附加电源Ud0产生;从故障点流向接地的变压器中性点。（3）零序功率方向：线路→母线。（4）零序阻抗角取决于ZB0：（5）运行方式变化线路、中性点不变，零序网不变；正负序阻抗变化间接影响零序（Ud1、Ud2、Ud0）0.100)(BAZIU获得零序分量的方法获得零序电流的方法（1）零序电流过滤器（2）零序电流互感器（用于电缆线路）（3）变压器中性线互感器获得零序电压的方法（1）零序电压过滤器（2）零序电压互感器（3）加法器新课内容一、无时限零序电流速断保护二、零序电流限时速断保护三、零序过电流保护四、零序电流保护原理接线图五、对零序电流保护的评价前言：零序电流保护的组成分为三段（或四段）：零序Ⅰ段：无时限零序电流速断保护零序Ⅱ段：零序电流限时速断保护零序Ⅲ段：零序过电流保护一、无时限零序电流速断保护动作电流的整定原则（1）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流IⅠop=Krel·3I0max（2）躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序电流IⅠop=Krel·3I0bt注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑该原则（3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流一、无时限零序电流速断保护按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两个Ⅰ段，即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。灵敏Ⅰ段：按原则（1）、（2）整定，作为全相运行时的接地短路保护不灵敏Ⅰ段：按原则（3）整定，作为单相重合闸过程中再接地短路的保护。正常时投灵敏Ⅰ段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏Ⅰ段，投不灵敏Ⅰ段动作时限：0秒保护范围：本线路首端部分，比相间短路Ⅰ段长。作用：主保护一、无时限零序电流速断保护二、零序电流限时速断保护整定原则:1.本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅰ配合，即IⅡop1=Krel·IⅠop2t1Ⅱ=t2Ⅰ+⊿t=0.5(s)灵敏度：Ksen=3I0min/IⅡop1≥1.52.若灵敏度不满足要求，则本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅱ配合，即IⅡop1=Krel·IⅡop2t1Ⅱ=t2Ⅱ+⊿t=1.0(s)3.同时采用0.5s的零序Ⅱ段和1.0s的零序Ⅱ段。保护范围：本线路全长并延伸至下一线路首端部分。作主保护二、零序电流限时速断保护三、零序过电流保护作用：本线路的近后备及相邻线路的远后备。动作电流的整定原则：（1）躲过相邻线路首端三相短路时，出现的最大不平衡电流，即IⅢop=Krel·Iunb.max(2)与相邻零序Ⅲ段进行灵敏度配合IⅢop1=Krel·IⅢop2灵敏度校验近后备：Ksen=3I0min/IⅢop1≥1.3～1.5远后备：Ksen≥1.2动作时限的确定按阶梯形原则配合，配合范围比相间短路过电流保护配合范围小，因此同一条线路上零序过电流动作时限比相间短路过电流时限短。三、零序过电流保护三、零序过电流保护的时限特性四、零序电流保护原理接线图五、对零序电流保护的评价中性点直接接地系统中，零序电流保护与相间短路电流保护相比，有以下优点：（1）灵敏度高。相间过电流动作电流按最大负荷电流确定，一般为5～7A，零序过电流按躲开最大不平衡电流确定，一般为2～3A。（2）延时小。零序过电流动作时限比相间短路动作时限要短。（3）不受系统振荡、过负荷影响。（4）受运行方式变化的影响较小。缺点：（1）短线路或运行方式变化很大的网络，不能满足系统的要求；（2）单相重合闸时，影响零序保护的正确工作；（3）自耦变压器联系的两个不同等级的网络，任一网络的接地会在另一网络引起零序电流，使零序保护整定复杂。五、对零序电流保护的评价小结与作业小结：零序电流保护的组成及各段保护范围；零序电流保护的优点。思考题：零序电流保护与相间短路电流保护相比有何优点？作业：P39（1-16）题四、零序电流保护的评价。1、优点：（1）Ⅲ段灵敏度高，动作时限短。灵敏性高；（2）Ⅰ段保护范围大，速动性好；Ⅱ段易满足受系统方式变化小。不反应系统的振荡和过负荷；（3）不受系统振荡，短时过负荷影响。原理接线简单，可靠。（4）单相故障机率高。2、缺点：（1）不适合短线路及运行方式变化大系统。（2）自耦变压器使保护整定复杂化。（3）单相重合闸非全相运行零序电流较大误动作。下次课的任务：线路的阶段式距离保护