零序电流及方向保护

零序功率方向）如下图：
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内部接地时，零序功率方向：
M
1 2
N
0M I 0 N I 0N U
Z0 N
Z 0M
0K U
0K
U 0 N U0 N Z0 N I
0N U
0N U
N侧零序相位 关系如右图
0M U
0
0 N I
0为Z 0 N 的角度
A B C
A U
a U 0 3U
0 U
零序电压过滤器
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二次回路还可以采用下面的方法来获取零
序电压：
C
C
a U b U c U
0 U
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零序电流分量的获取方法：
零序电流过滤器 接于相间保护TA中性线 零序电流互感器(电缆线路)
A
B
C
0 3I
0 3I
架空线
电缆线
优点：无不平衡电流，接线简单
2）增大变比（限定一次电流的最大值）；
3）选择不易饱和的TA(体积大、投资增加);
4）增大电流二次电缆的线径。
等等
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2.3.3 零序电流保护的整定
原则、方法与单电源的电流保护相类似。
一、零序电流Ⅰ段保护 1）躲开线路末端的最大零序电流。 2）躲开断路器三相不同时合闸的 I 0.unb 。
如果会误动，靠延时 100ms 躲开。
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校验最小保护范围时，取值与上述计算正 好相反！
即：整定时，若按单相短路计然。
E0 E0 由于I 0 K .max max , 2 Z1 Z 0 Z1 2 Z 0 所以，正序阻抗（对应系统运行方式）的
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1）内部接地时
1 2
2）N侧外部接地时
1 2
0M U
正向
0 M I
0
0 M I
0M U
正向
0N U
正向
0 N I
0N U
0
反向
0 N I
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2.3.2 零序分量的获取
微机保护内直接利用程序实现加法器
自产零序
0 F A F B F C ,计算或连接 依据：3F
0 M I
Z0 N 0 K 0 K C 0 M I I Z0M Z0 N
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其中，
C0 M
Z0 N — M侧零序电流分配系数。 Z0M Z0 N
I 0.set
I
K rel I 0.max K rel C 0 M .max I 0 K .max
整定时，取： 1）Z 0 N 为最大，Z 0 M 为最小； E0 E0 2）I 0 K .max max , 2 Z1 Z 0 Z1 2 Z 0
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TA的误差曲线：
二次侧 I2
理想曲线
误差10%
实际曲线 (饱和曲线)
I 1.max
一次侧 I1
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ZL 越小——不平衡输出越小。
因此，希望：负载ZL 越小越好。
继电保护要求：
将TA的误差限定在10%以内。
这是设计、选择TA的依据之一。
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减小TA误差的主要方法： 1）减小TA的负载ZL；
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零序电流滤过器的不平衡输出 单相二次、一次I关系:
1 I
2 I
1 2 I1 I I nTA
三相二次、一次I关系:
Z1 Z2 误差，称为： ZL Z I unb 不平衡电流 I
0 I a I b I c 3I 1 1 I a Ib Ic Ia Ib Ic nTA nTA
主要针对中性点直接接地系统(大电流接地) 特征和差异：
1）电力系统正常运行时，三相对称，没有负
序和零序分量。
2）不对称故障时，会产生负序或零序分量。
其中，零序分量总是伴随着不对称接地故
障的发生而产生，据此，可构成反映不对
称接地故障的零序电流保护（差异）。
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2.3.1 零序分量的分布
M
1 2
M

E0 2 Z1 Z 0 E0 Z1 2 Z 0
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（b）Z1 Z 0 时，计算
I
( 1 ,1 ) 0K

注意：上式求出的是短路点的零序电流， 应当换算为保护安装处的零序电流。
Z0M 0 M I
Z0 N 0 K I
0 M 为： 保护安装处的零序电流 I
3）躲开非全相运行的负荷电流。
如果会误动，一般退出运行。
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（1）按照“躲开线路末端的最大零序电流” 零序电流Ⅰ段保护的整定方法：
I
其中，K
I 0.set
K
I rel
3 I 0.max
I rel
— 可靠系数，取1.2～1.3；
3 I 0.max — 线路末端的最大零序电流。
注：经过分解或合成后，零序、负序分量 通常以3倍的形式出现。
1 2
N
N
K 0 U
M
1 2
K0 U K0 U
故障附加网络
N
K 0 U
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由故障附加网络(短路点是故障分量的“源”),
分解出零序分量之后,零序电压的分布如下：
M
1 2
N
0 N Z0 N I 0 N U
Z0 N
Z 0M
0M I
0K U
0M U
0K U
0 N I 0N U
0 K由 U K 0 分解 U
0N U
零序分量正方向规定：
零序电压：线路－大地 ；零序电流：母线－线路
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零序分量的特点：
1）电压：短路点零序电压最高，接地点为0。
2）电流：零序电流由短路点经过所有的变压
器接地点形成回路。
3）功率：零序功率方向：线路－母线。 4）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。 5）阻抗：零序电压与电流的相位关系（即
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Z1 M 其中，躲开线路末端的最大零序电流应当
考虑：单相和两相接地。 Z1 N （1）单相接地的零序电流
Z1
I 0K
E0 Z1 Z 2 Z 0 E0
Z2
2 Z1 Z 0
Z0
工程中，取Z 1 Z 2
0K I
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（2）两相接地的零序电流
Z1
1K I
0K I
Z1 Z 2 // Z 0
0 E
Z2
Z2 1 K I Z2 Z0
E0 Z1 2 Z 0
Z0
整理得：I 0K
0K I
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取单相、两相接地的最大短路电流：
（a）Z1 Z 0 时，计算
I
(1) 0K