华北电力大学继电保护2.3零序电流保护

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
1、变压器中性点接地方式的选择原则
①发生接地故障时候不会出现危险过电压
60kV及以下电网：中性点不接地或不直接接地
小接地电流系统
110kV及以上电网：中性点直接接地
大接地电流系统
②终端变压器中性点一般不接地
提高零序保护灵敏度
③自耦变压器中性点必须直接接地
（2）零序电压：
A
故障点最高，离故障点越远，越低，变压器
（3）零序电流
与中性点接地的多少及位置有关
与零序阻抗、正负序阻抗、故障前负荷情况
零序功率
最大，越靠近变压器中性点接地处
S
方向相对于发生故障的线路，两端
1
B （5）保护安装处零序电压与电流的相位关系：
0X ′=正方向故障：
90
3、零序电压、电流滤过器
4、三段式零序电流保护
零序电流Ⅰ段保护
零序电流II段保护
零序电流III段保护
②躲断路器三相触头不同时合闸而出现的最大零序电流3I 0unb
unb
0I rel
I set
3I K I
=整定值应选其中较大者
在按此条件整定，定值较大，保护范围较小时¾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（约0.1s），这样就无需考虑此条件
按照断相计算
③当线路上采用单相自动重合闸时
)按原则①整定，往往不能躲开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
)按能躲开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，保护范围缩小
矛盾！！！
解决办法：
设置两个零序I段保护
)灵敏I段：按条件①或②整定
全相运行时发挥作用，非全相时退出。

)不灵敏I段：按条件③整定
非全相运行时发挥作用。

unb.max
III
rel III set
I
K I
=¾躲下级线路出口三相短路时流过保护装置的最大不平衡电流I unb.max
k.max
er st np unb.max I K K K I =式中
¾与下级线路零序III 段保护在灵敏度上配合
0.bmin
III set1
III rel III set2
/K I
K I
=（3）零序电流III 段保护
5、方向性零序电流保护
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、动作时间短（2）受运行方式的影响要小，保护范围大且相对稳定。

（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）接地点变化很大时，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
2.4中性点非直接接地系统中
单相接地故障的保护
零序分量的特点
保护方式
1、对保护的要求
中性点非直接接地系统(小接地电流系统)
¾中性点不接地
¾中性点经消弧线圈接地
¾中性点经电阻接地
在小接地电流系统中发生单相接地时，一
般都允许再继续运行1～2个小时
)要求保护能选出接地线路并及时发出信号
)对人身和设备的安全有危险时，应动作于跳闸
在非故障线路上零序电流
A 0I AI ==U C j I &&ωB
0I BI U C j I &&ω=C
0I CI U C j I &&ω=各相电流
线路始端零序电流
0I
00I C B CI BI 033C U j C U U j I I I I AI I ωω&&&&&&&=+=++=)(有效值0I 0I 033C U I ω=
0G
00G 33C U I ω=发电机出线端的零序电流
②方向为从母线流向线路
①零序电流为线路I 本身的电容电流③当电网中线路很多时，上述结论可适用于每一条非故障线路
特点：
在故障线路上零序电流
))(()(000CG
BG CII BII CI BI AII C
B G U U
C C C j I I I I I I I &&&&&&&&&+++−=+++++−=ΙΙΙωB
0II BII U C j I &&ω=C
0II CII U C j I &&ω=各相电流线路始端零序电流
)()(II
000CG
BG CI BI CII
BII AII II 033C C U j I I I I I I I I −−=+++−=++=Σω&&&&&&&&&有效值)
(0II 000II 33C C U I −=Σω
特点：
①故障线路的零序电流等于全系统非故障
元件对地电容电流之总和
②方向为从线路流向母线，恰好与非故障
线路零序电流的方向相反
l
3U
n
KW
I&+
欠补偿
C Σ
L I I <缺点：部分线路切除之后，也容易产生
很高的谐振电压。

一般也是不采用！！
（2）保护方式
¾利用绝缘监视装置
¾利用破坏补偿的方法
¾短时投入有效电阻的方法
¾反映暂态零序电流的接地保护¾反映五次谐波电流的接地保护。