电流保护(3-4)
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2.3 中性点直接接地系统中接地短 路的零序电流及方向保护
2.3.1 电网分类及零序分量产生
2.3.1 电网分类及零序分量产生
2.3.1 电网分类及零序分量产生
当系统中主变压器中性点直接接地时 X0/ X1≤3 中性点直接接地的电网又称大接地电流系统， 即当发生接地故障时，通过变压器接地点构成 通路，使故障相流过很大的短路电流。
2.3.4Leabharlann Baidu零序电流速断保护(I段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而动 作的保护 作用：作为被保护线路接地故障的主保护 保护区：线路始端一部分 整定计算原则：与相间短路的无时限电流速 断保护类似
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式
（1）躲过下一个线路出口接地短路的最大三倍零序电 流3I0.max
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
3. 零序功率 短路点S0最大，越靠近变压器中性点接地处S0越小。 对于发生故障的线路，两端S0的方向与S1方向相反，从 线路→母线
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
4.保护安装处零序电压与电流的相位关系
2.3.3 零序电压、电流滤过器
2.3.4零序电流速断保护(I段)
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式
（2）躲断路器三相触头不同时合闸而出现的最大三倍 零序电流3I0unb IIset=KIrel3I0unb
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式： 整定值应选其中较大者
在按条件(2)整定，定值较大，保护范围较小时。在手动 合闸以及三相自动重合闸时，使零序I段带有一个小的 延时（0.1s），这样就无需考虑条件（2）。 （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。 设置两个零序I段保护 不灵敏I段：按条件3整定 灵敏I段：按条件1或2整定
信号 信号
信号
2.3.6 对零序电流保护的评价
优点 1.零序过电流保护的灵敏度高； 2.受系统运行方式的影响要小； 3.不受系统振荡和过负荷的影响； 4.方向性零序电流保护没有电压死区； 5.简单、可靠。 缺点 1.对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求； 2.单相重合闸的过程中可能误动； 3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保 护的整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间。
2.3.6 对零序电流保护的评价
三段式电流保护与三段式零序电流保护的异同 三段电流 作用
动作电流整定原则 动作时间 反应相间短路 I 、II 段主保护， III 段 后备 I 、II 段类似， III 段按 负荷电流考虑 I 、II 段同； III 段时间 较长 校验点选择一样，短 路类型选择两相短路
I =K I
Ⅲ set
Ⅲ rel unb.max
(2)与下级线路零序III段保护在灵敏度上配合
Ⅲ K Ⅲ rel Ⅲ I set .2 = I set .1 Kb
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式
A 2
灵敏性校验：
B C
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式 动作时限
2.3.4 零序电流限时速断保护(II段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带有 较小时限动作的保护 作用：与零序I段配合作为被保护线路接地故障 的主保护 保护区：本线路全长 整定计算原则：与相间短路的限时电流速断保护 类似
2.3.4 零序电流限时速断保护(II段)
整定原则及公式 与相邻线路零序电流I段配合
1.零序电压滤过器
用三个单相式 电压互感器
用三相五柱式 电压互感器
2.3.3 零序电压、电流滤过器
1.零序电压滤过器
用接于发电机中性 点的电压互感器
内部合成零序电压
2.3.3 零序电压、电流滤过器
2.零序电流滤过器
优点： ������ 没有不平衡电 流 ������ 接线简单
零序过滤器
零序电流互感器
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布 零序电流电压分布图
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
1.故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电 压越低，变压器中性接点的零序电压为零。
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
2.零序电流 分布与变压器中性点接地的多少及位置有关。大小与线 路的零序阻抗及中性点接地变压器的零序阻抗有关。
三段零序
反应接地短路 I 、II 段主保护， III 段 后备 III 段按相邻线路相间 短路不动作考虑 I 、II 段同； III 段时间 较短 校验点选择一样，短 路类型选择接地短路 （III 段灵敏度较高）
灵敏度
特点
接线较复杂，受振荡 接线简单，不受振荡 和过负荷影响 和过负荷影响
2
1
2.3.5 零序过电流保护(III段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带
有较长时限动作的保护
作用：作为被保护线路接地故障的后备保护
保护区：本线路全长和下一相邻线路全长
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式
(1)躲下级线路出口相间短路时流过保护装置的最大不 平衡电流Iunb.max
在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的过电流保护相比， 将具有较小的时限，这是零序过电流保护的一大优点。
2.3.6 方向性零序电流保护
在双电源网络中，零序分量分布
K1
K2
2.3.6 方向性零序电流保护
方向性零序电流保护接线
零序功率继电器 没有死区
2.3.6 方向性零序电流保护
三段式零序方向电流保护原理接线
2.3.1 电网分类及零序分量产生
2.3.1 电网分类及零序分量产生
2.3.1 电网分类及零序分量产生
当系统中主变压器中性点直接接地时 X0/ X1≤3 中性点直接接地的电网又称大接地电流系统， 即当发生接地故障时，通过变压器接地点构成 通路，使故障相流过很大的短路电流。
2.3.4Leabharlann Baidu零序电流速断保护(I段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而动 作的保护 作用：作为被保护线路接地故障的主保护 保护区：线路始端一部分 整定计算原则：与相间短路的无时限电流速 断保护类似
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式
（1）躲过下一个线路出口接地短路的最大三倍零序电 流3I0.max
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
3. 零序功率 短路点S0最大，越靠近变压器中性点接地处S0越小。 对于发生故障的线路，两端S0的方向与S1方向相反，从 线路→母线
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
4.保护安装处零序电压与电流的相位关系
2.3.3 零序电压、电流滤过器
2.3.4零序电流速断保护(I段)
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式
（2）躲断路器三相触头不同时合闸而出现的最大三倍 零序电流3I0unb IIset=KIrel3I0unb
2.3.4 零序电流速断保护(I段)
整定原则及公式： 整定值应选其中较大者
在按条件(2)整定，定值较大，保护范围较小时。在手动 合闸以及三相自动重合闸时，使零序I段带有一个小的 延时（0.1s），这样就无需考虑条件（2）。 （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。 设置两个零序I段保护 不灵敏I段：按条件3整定 灵敏I段：按条件1或2整定
信号 信号
信号
2.3.6 对零序电流保护的评价
优点 1.零序过电流保护的灵敏度高； 2.受系统运行方式的影响要小； 3.不受系统振荡和过负荷的影响； 4.方向性零序电流保护没有电压死区； 5.简单、可靠。 缺点 1.对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求； 2.单相重合闸的过程中可能误动； 3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保 护的整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间。
2.3.6 对零序电流保护的评价
三段式电流保护与三段式零序电流保护的异同 三段电流 作用
动作电流整定原则 动作时间 反应相间短路 I 、II 段主保护， III 段 后备 I 、II 段类似， III 段按 负荷电流考虑 I 、II 段同； III 段时间 较长 校验点选择一样，短 路类型选择两相短路
I =K I
Ⅲ set
Ⅲ rel unb.max
(2)与下级线路零序III段保护在灵敏度上配合
Ⅲ K Ⅲ rel Ⅲ I set .2 = I set .1 Kb
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式
A 2
灵敏性校验：
B C
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式 动作时限
2.3.4 零序电流限时速断保护(II段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带有 较小时限动作的保护 作用：与零序I段配合作为被保护线路接地故障 的主保护 保护区：本线路全长 整定计算原则：与相间短路的限时电流速断保护 类似
2.3.4 零序电流限时速断保护(II段)
整定原则及公式 与相邻线路零序电流I段配合
1.零序电压滤过器
用三个单相式 电压互感器
用三相五柱式 电压互感器
2.3.3 零序电压、电流滤过器
1.零序电压滤过器
用接于发电机中性 点的电压互感器
内部合成零序电压
2.3.3 零序电压、电流滤过器
2.零序电流滤过器
优点： ������ 没有不平衡电 流 ������ 接线简单
零序过滤器
零序电流互感器
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布 零序电流电压分布图
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
1.故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电 压越低，变压器中性接点的零序电压为零。
2.3.2 接地短路时零序电压、电流和功率的分布
2.零序电流 分布与变压器中性点接地的多少及位置有关。大小与线 路的零序阻抗及中性点接地变压器的零序阻抗有关。
三段零序
反应接地短路 I 、II 段主保护， III 段 后备 III 段按相邻线路相间 短路不动作考虑 I 、II 段同； III 段时间 较短 校验点选择一样，短 路类型选择接地短路 （III 段灵敏度较高）
灵敏度
特点
接线较复杂，受振荡 接线简单，不受振荡 和过负荷影响 和过负荷影响
2
1
2.3.5 零序过电流保护(III段)
工作原理:反映被保护线路零序电流升高而带
有较长时限动作的保护
作用：作为被保护线路接地故障的后备保护
保护区：本线路全长和下一相邻线路全长
2.3.5 零序过电流保护(III段)
整定原则及公式
(1)躲下级线路出口相间短路时流过保护装置的最大不 平衡电流Iunb.max
在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的过电流保护相比， 将具有较小的时限，这是零序过电流保护的一大优点。
2.3.6 方向性零序电流保护
在双电源网络中，零序分量分布
K1
K2
2.3.6 方向性零序电流保护
方向性零序电流保护接线
零序功率继电器 没有死区
2.3.6 方向性零序电流保护
三段式零序方向电流保护原理接线