第五章--接地短路零序保护(新)复习过程
继电保护第五章接地保护
动作时间:从零序网的最末级开始按阶梯 原则向电源方向推算
5.3 中性点直接接地电网的零序方向电流保护
中性点直接接地电网中发生接地短路时,零序功 率
总是由故障点指向各个中性点。在变压器较多的 复
杂网络中,必须考虑零序保护动作的方向性
T1
1 K1(1) 2
电流,根据补偿程度不同,可分为:
(1)完全补偿 (2)欠补偿 (3)过补偿
根据上述结论,构成以下零序保护 1、反应稳态过程的接地保护 采用绝缘监视装置:利用电网出现零序电压的
特点,实现无选择性的接地保护,同前
零序电流保护:如果经补偿后的残余电流仍能 满足选择性和灵敏要求时产用
反应接地电流有功分量保护(不可靠很少用) 反应高次谐波分量的保护:电网中5次谐波数值
在中性点和大地之间接入一个带铁芯的电感线 圈L,当发生单相接地故障时,在接地点就有 一个电感分量的电流通过,此电流和原系统中 的电容电流相抵消,就可以减少故障点的接地 电流,因此称它为消弧线圈。
在零序电压作用下,零序电流(电容电流)经消 弧线圈流回,选择电感的大小,可使单相接地
消弧线圈的作用就是用电感来补偿接地点的电 容
第五章 电网的接地保护
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
第二节 中性点直接接地电网的零序电流保 护
第三节 中性点直接接地电网的方向电流保 护
第四节 中性点非直接接地的接地保护 第五节 对电网接地保护的评价与应用
5.1 中性点直接接地电网接地短路时的零序电压、 零序电流和零序功率
规定: ①零序电流的正方向由母线流向线路 ②零序电压的正方向从高电位指向低电位
T1
零序保护原理.pptx
们,在正、反方向接地短路时零序电压超前
零序电流的角度都只与保护安装处与短路方
向相反一侧零序阻抗的阻抗角有关。在正方
向短路时,零序电压超前零序电流的角度是
保 个
护
安,装角处度反是方一向个零负序角阻,抗零的序阻电抗流角超1再8前0反0 于一
零序电压。在反方向短路时,零序电压超前
零序电流的角度是保护安装处正方向零序阻
将三倍零序电流往超前方向旋转一l 个 角,得到3相I0 3I0e jl
量 l3I0 ,式中 为线路零序阻抗的阻7抗80 角,例如为 ,
按 的
下 共
式 轭
求 相
得 量
该 与P电 电0 流 压Re相 乘3U量 积 0 的3Iˆ实0与 部零3U)序0 :电3I压0 c产os生 的l有
功
功
率
(
电
流
(5)
抗的阻抗角,角度是正角,零序电流滞后于
零序电压。正、反方向短路时零序电压超前
于零序电流的角度截然相反,因此可用以区
分正、反方向短路。(3)和(4)两式是构
成零序方向继电器的基础。
第5页/共9页
零序方向继电器的实现方法
• 按零序功率的幅值比较方式实现
• 900系列线路保护中的零序方向继电器采用本方法实现。首先
器配合的零序电流继电器的定值,这些也都是为了使反方向
方向元件更加灵敏,使它动作后闭锁优先。
• 在零序电流方向保护中使用第7的页/零共9序页方向继电器无需正、反方
零序方向继电器的性能评述
㈠ 正方向短路和反方向短路时零序电压和零序电流的夹角截然相反, 动作边界十分清晰,因此性能良好,有良好的方向性。
㈡ 继电器的动作行为与负荷电流无关,与过渡电阻大小无关。 负荷电流是正序电流,因此负荷电流的大小不会影响零序方向继
零序保护
Ⅳ段。与相间短路电流保护类同,零序电流第1、Ⅱ段为线路接地故障的
主保护,而第Ⅱ、Ⅳ段为线路接地故障的后备保护。I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段零序 电流保护的整定值计算因线路上采用的重合闸方式不同而略有差别,但其
基本原则亦与相间短路电流保护相同。
2.大接地电流系统中的方向零序电流保护 在复杂的环网中,为了简化整定计算及保护之间相互的配合并 保证保护的选择性,零序电流保护第1、1、Ⅲ、N各段均可分别经零序 功率方向元件控制,构成多段式方向零序电流保护。 多段方向零序电流保护的构成仅在多段式零序电流保护中增加
但到目前为止,中性点经消弧线圈接地系统中的单相接地故障保
护并没有很完善的方案,因而也是继电保护领域中需进一步研究的课题 之一。
本章结束
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最高,而变压器中性点的零序电压为o,保护安装处母线A、B的零序电压 取决于变压器零序阻抗的大小,即:
●零序功率S0=U0I0。因此,故障点的零序功率最大,零序功率 方向在故障线上是由线路指向母线,在非故障线路上却从母线流向线路; ●在故障线路上,零序电压和零序电流间的相差角为φ 0,取决于 线路和变压器的零序阻抗角φ K0,即φK0=180° 一φK0,若φ K0为80° 左
从上分析可见,中性点不接地系统发生单相接地时有以下特征:
▲全系统出现零序电压和零序电流;
▲非故障线的零序电流为该线非故障相对地电容电流之和,方向 由母线指向线路且超前零序电压3U。的角度为90°; ▲故障点的电流为全系统非故障相对地电容电流之和,其相位超 前零序电压3U。的角度90°; ▲故障线的零序电流等于除故障线外的全系统中其他元件的电容 电流之和,其值远大于非故障线的零序电流,且方向与非故障线相反,由 线路指向母线且滞后零序电压3U。的角度90°;
继电保护原理_刘学军第二版_接地保护
(2)不灵敏Ⅰ段 按条件3)整定。 装设它的主要目的,是为了在单相重合闸过程 中,其他两相又发生接地故障时,用以弥补失去 灵敏Ⅰ段的缺陷,尽快地将故障切除!
灵敏 I 段:
不灵敏 I 段:
-定值较小
-定值较高
当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态 下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。
。。。 a b c 。
m
三相五柱式 电压互感器
。 n
m 。 n 。
接于发电机中性 点的电压互感器
U a U b U c
加 法 器
3U 0
三个单相式 电压互感器
保护装置内部 合成零序电压
发生接地故障时,从mn端子上得到的零序电压为: .
U mn U A U B U C 3 U 0
有效值 I D 3U (C01 C0 C0 f ) 3U C0 式中 C 0 为全系统每相对地电容的总和。此电流 要从A相流回去,因此,从A相流出的电流可表示 I ,这样在线路Ⅱ始端所流过的零序电流 为 I A D 则为 I I I (I I I I ) 3I 0 A B C B1 C1 Bf Cf
I
I 0 op2
"
t t t t 0.5
I 02
灵敏性校验 :
K sen
3 I 0 min I
II 0 op
1 .5
b. 两个保护间的变电所母线上有中性点接地的变压器时
当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接 地的变压器时,需要考虑分支电路对零序电流分布 的影响。
为什么????
2)应躲开三相断路器触头不同时合闸而出现的三倍零序电流条 件整定
继电保护第5章
二、零序电流滤过器接线和零 序电流互感器接线
零序电流互感器接线
零序电流滤过器接线
零序电压滤过器 接线
三、接地短路保护安装处零序 电压与零序电流的相位关系
当保护1正向K1点发生接地故障时, 取保护安装点零序电流参考方向为由 母线指向线路,零序电压参考方向由 母线指向地。 U 0 . 1 I 0. 1 Z
第五章的内容
• 第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率 • 第二节中性点直接接地电网的零序电流保 护 • 第三节 中性点直接接地电网的零序方向电 流保护 • 第四节 中性点非直接接地电网的接地保护 • 第五节 对电网接地保护的评价和应用
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
UK0
UK0
二、零序电压滤过器
• 零序功率方向继电器需要输入保护处的零 序电流和零序电压,零序电流可通过零序 电流滤过器提供,零序电压则由零序电压滤过
器提供。 • 零序电压滤过器由三个单相电压互感器构成或由 三相五柱式电压互感器构成,电压互感器一次侧 的三相绕组接成星形接线并将中性点接地,接于 被保护线路母线上,二次侧三相绕组接成开口三 角形,其端子m、n上的电压与一次系统的三倍零 序电压成正比,即Umn=Ua+Ub+Uc=(UA+UB+UC) /KTV=3U0/KTV。
•
0r
0T 1
U 0 1 I 0 1 ( Z 0 L Z 0 T 2 ) I 0 1 Z 0
三、接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
U 01 I 01 ( Z 0 L Z 0T 2 ) I 01 Z 0
第5章 输电线路接地故障的零序保护
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12
图5-5 零序电流保护原理接线图
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3.零序电流速断(零序Ⅰ段)保护
➢优点:与反应相间短路的Ⅰ段比保护范围长且稳定。
➢整定计算:
(1)躲过被保护线路末端单相或两相电流接地时的最 大零序电流;
(2)躲过QF三相不同时合闸时,流过保护的最大零序 电流;
20
图5-8 方向性零序电流保护
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21
➢LG-12型的功率方向继电器的接线:图5-9
.
.
I j 3I0
.
.
U j 3U 0
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➢ 三段式零序方向电流保护的原理接线图:图5-10
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5.2.6 对零序电流保护的评价
1.采用专门的零序电流保护具有以下优点:
1.零序电压在故障点最高,离故障点越远,越小。
2.零序电流的分布,取决于输电线路和中性点接地变压器的零 序阻抗。
3.系统运行方式变化时,如果输电线路和中性点接地变压器数 目不变,则零序阻抗和零序等效网络就不变。但正序阻抗和负 序阻抗要随着系统运行方式而变化,从而间接影响零分量大小
4.零序电流的实际流向,为线路流向母线。
压互感器 (d)在集成电路保护装置内部
合成零序
10
2.零序电流过滤器
** ** **
图5-3 零序电流过滤器
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图5-4 零序电流互感器
11
5.2.4 零序电流保护
1.构成: 阶段式:零序Ⅰ段(零序电流瞬时速断)
接地保护与零序保护
接地距离保护须与零序电流保护共同配合才能构成完整的接地保护一、在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。
采用零序保护就可克服此不足,这是因为:正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;Y/△接线降压变压器,△侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。
1.当电流回路断线时,可能造成保护误动作。
这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。
就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。
如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作2.当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动.另外,零序保护一般分为三段或四段。
零序保护的 II 段是与保护安装处相邻线路零序保护的 I 段相配合整定的,它不仅能保护本线路的全长,而且可以延伸至相邻线路二、距离保护是反映短路点至保护安装处距离长度的,动作时限是随短路点距离而变的阶段特性,当短路电流大于精工电流时,保护范围与通过保护的电流大小无关。
距离保护测量的是阻抗值。
距离保护一段不受系统运行方式变化影响。
其余各段受运行方式变化影响也较小,躲开负荷电流的能力较大,因而它对运行方式的适应能力较强。
第五章 电力系统的接地保护
II sen
3I 0min II 1.3 ~ 1.5 I 0op1
II II t01 t02 max
t t 0.5s
如灵敏度不符合要求,可以改为与下一级线路电流速断保护 相配合整定
I
II 0.op.1
K II I 0. op2 Kb.min
II rel
(三)零序过电流保护
大接地电流系统 110K及以上电压
有选择 地切除 故障
2.中性点经消弧线圈接地
3~35KV
3.中性点不接地
3~35KV 小接地电流系统
及时发 出信号
变压器的中性点直接接地时
X /X <=3 中性点直接接地的系统又称为大电流接地系统。
0 1
110KV以上的系统中性点直接接地
60KV以下的系统中性点不接地或不直接接地。
一、零序电流的构成
1. 零序电流滤过器的最大不平衡电流为:
Iunbmax Knp Kst Kerr I K max / KTA
Knp: 短路电流非周期分量系数,取1.5~2,或取1
3
Kst:TA的同型号系数,相同型号取0.5, 不同型号取1
Kerr:TA的10%电流误差,取0.1 I k,max最大外部三相短路电流
3I k 0B 2340 III 4.9 I op1 480
1.1
远后备: 动作时限:
III K sen
3I k 0c 813 III 1.69 I op1 480
1.1
III III t01 t02 t 1.0s 0.5s 1.5s
解题完毕
第三节 中性点直接接地系统的零序方向 电流保护
一、零序方向电流保护的工作原理
电力系统继电保护-零序保护
——反映了:分流关系
得到零序Ⅱ段电流定值计算公式: 为了保证保护1的第Ⅱ段不误动,从公式和 电流保护的概念可以得出: 整定值必须取最大——对应的分支系数取最小(分流最大),保证不误动。
校验零序Ⅱ段时,考虑线路末端短路的最小零序电流,故没有分支系数的影响,但存在分配系数的影响。 灵敏度要求:
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。
单相接地的零序电流
两相接地的零序电流
如何求取单相、两相接地的最大零序电流? 已知:
如何求取单相、两相接地的最大零序电流? 已知:
求单相、两相接地的最大零序电流: 因此,最大零序电流为:
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。
*/58
按照“躲开本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:
注:经过分解或合成后,零序分量通常以3倍的形 式出现。
其中,躲开本线路末端的最大零序电流应当考虑:单相和两相接地。 单相接地的零序电流
分解出零序分量之后,零序电压的分布如下:
*/58
*/58
零序分量的特点: 短路点的零序电压最高,接地点为0。 零序电流由短路点经过所有的变压器接
地点形成回路。 对于发生故障的线路,零序功率的方向实际上都是由线路流向母线,与正序功率的方向相反。
零序分量的获取
*/58 ,计算或连接
*/58 零序分量的获取 ,计算或连接 (开口三角)
*/58
零序过流 各处零序Ⅲ段保护均正确动作的延时示意图
相间过流
零序电流保护的不足: 1)对于运行方式变化很大或接地点变化很大的 电网,难以满足系统运行的要求。 2)单相重合闸过程中,系统又发生振荡,可能 出现较大零序电流的情况——有影响。 3)采用自耦合变压器联系两个不同电压等级的 电网时,任一侧发生接地短路都将在另一侧 产生零序电流 —— 整定计算复杂化。
中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护ppt课件
2.若零序Ⅰ段的动作时间大于断路器三相不同时合闸的时 间,则不需考虑 I0.u的nc 影响,按原则1整定。 3.若按原则2整定使启动电流过大,保护范围过小,可在 合闸时使零序Ⅰ段带一个小延时,按原则1来整定,以躲 过三相不同时合闸的时间。
(3〕当线路上采用单相自动重合闸时,按躲开在非全相运 行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流。
Krel 3I0
③ 与相邻线路零序电流的Ⅱ或Ⅲ配合。
(2〕相间过电流保护与零序过电流在动作时限上的比较
(3〕灵敏系数
➢ 近后备
K sen
3I0I.o mpin本
1.3
➢ 远后备
K sen
3I0I.o mpin下 1.2
按灵敏度逐级配合的要求来整定,即本级的灵敏系数 要小于下一级的灵敏系数。保证本保护零序三段的保护 范围不超过相邻线路零序三段的保护范围。
对反应于零序电压而动作的保护装置,应该考虑躲开他们 的影响。
2、零序电流过滤器
原理: 3I0IaIbIc
➢ 对于架空线路,通常采用三个单相电流互感器, 实际就是中线流过的电流。(零序电流过滤器)
➢ 对于电缆线路〔零序电流互感器)
三、零序电流保护
➢ 无时限零序电流速断保护〔零序电流Ⅰ段保护) ➢ 限时零序电流速断保护〔零序电流Ⅱ段保护) ➢ 零序过电流保护〔零序电流Ⅲ段保护)
大小:短路点U0最大,零序功率最大,变压器中性点零序 功率为零。 方向:从故障线路指向母线,与正序方向相反。
4、保护安装处电压、电流相位关系
从任一保护安装处得零序电压和零序电流之间的关系看, 由于A母线上的零序电压实际上是从该点到零序网络中性 点之间的零序阻抗上的电压降,可表示为:
U A0(I0 )ZT1.0 它们之间的相位与ZT1.0〔母线背后元件的零序阻抗〕 有关,而与被保护线路的零序阻抗及故障点位置无关。
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
2) 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大
零序电流 3I0.unb,引入可靠系数 Krel 1.2 ~ 1.3
I
set
K 3I0unb
rel
3I0.unb的计算,一相先合与两相断线情况类同,
两相先合与一相断线情况类同。
具体可参见电力系统分析之短路计算
若保护装置动作时间大于断路器三相不同期合闸 的时间,则可不考虑这一条件,若考虑则整定值应选 取其中较大者。
TA等效电路 一次电流的一部分消耗在励磁上, 并没有全部线性传变到二次侧
流入零序电流继电器的电流(理论上)为:
I I I 3I I r a b c 0
由于TA一次电流中的一部分消耗在绕组励磁上
每相电流互感器输出的电流为: nTA
1 考虑励磁电流 I 的影响后,I 2
零序电流互感器接线示意图 采用零序电流互感器的优点,和零序电流过滤器相比, 主要的是没有不平衡电流,同时接线也更简单。
2.3.3 零序电流速断(零序Ⅰ段)保护
整定原则:(有两个)
1) 躲开相邻下一条线路出口处单相或两相接地短路 时可能出现的最大零序电流 3I 0max ,引入可靠系 数 Krel 1.2 ~1.3
所谓纵向不对称故障发生在系统某两点之 间的故障。 相间短路只有纵向不对称。 接地短路既有横向不对称,也有纵向不对称。
3. 零序网络
纵上分析,在中性点直接接地的电网
(又称大接地电流系统,一般为110kV 以上电网)中发生接地短路时,将出现 很大的零序电压和电流,而正常运行以 及相间短路情况下它们是不存在的,因 此可利用零序电压、电流来构成接地短 路的保护,具有显著的特点。
正常运行及相间短路时,均没有 零序电压和零序电流.
电力系统继电保护第5章输电线路的接地保护
K
I0 L 2
I0 L3
二、 小电流接地系统接地保护
电压相量图:
E A
U k B
3U 0
U k 0 E A
I0 L1
I0 L 2
I0 L 3
结论:故障相电压降低,非故障相电压升高。
单相金属性接地时,故障相电压为零,非故障相 电压升高为线电压值。
二、 小电流接地系统接地保护
电网中性点和各相对地电压为
U N E A
U U
A B
0 E B
E A
U C EC E A
3E Ae j150 3E Ae j150
零序电压为:
U 0
1 3
(U
A
U B
U C )
E A
U N
二、 小电流接地系统接地保护
非故障线路的零序电流
II00
L1 L2
jC0L1U k0 jC0L2U k0
第五章 输电线路的接地保护
一 大电流接地系统接地保护
1、中性点直接接地系统接地时零序分量的特点 电力系统发生单相接地时,可利用对称分量法将电 流分解为正序、负序和零序。 接地时等效网络:
一 大电流接地系统接地保护
一 大电流接地系统接地保护
特点:(1)故障点的零 序电压最高为,离故障点 越远处的零序电压越低, 变压器中性接地点的零序 电压为零。
(2)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,而 与电源的数目和位置无关。
一 大电流接地系统接地保护
(3)运行方式变化,若线 路和中性点接地的变压器数 目不变,则零序阻抗和零序 等效网络就不变。系统正序 阻抗和负序阻抗要随着系统 运行方式而变化,将间接影 响零序分量的大小。 (4)对发生故障的线路,两端零序功率方向与正序 功率方向相反,零序功率方向实际上都是由线路流 向母线的。
中性点非直接接地系统单相接地零序保护相关知识培训讲解
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。
主要内容
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点 二、中性点不接地电网中单相接地的保护方式 三、中性点经消弧线圈接地系统单相接地的特点
一、中性点不接地电网中单 相接地故障的特点
I" BII
I" I"L I"CΣ
1. 完全补偿
IL ICΣ
缺点:线路上产生很 高的谐振电压。
实际上不采用
j3L
U" 0 1
j C
U"0 E"A
jCA E"B jCB "EC jCC jCA jCB jC C
E" A E
CA E"B CB CCA CB
"C CC
C
2. 欠补偿
2. 了解电力系统中性点经消弧线圈接地 系统中,发生单相接地的特点及其保 护方式。5Βιβλιοθήκη 故障点的零序电压E·B
U·0
1 3
(U·A
U·B
U·C )
E·A
在非故障线路I上 (图)
各相电流 I·AI U·A /( jX CI ) 0 I·BI U·B /( jX CI) jU·BC 0I
I·CI U·C /( jX CI) jU·CC 0I
线路始端反映的零序电流
3I·0I
I·AI
I· BI
I· CI
j(U·
U· )C
B
C
j3U·C
0I
0
0I
有效值
3I0I 3U0C0I
在非故障线路I上 (图)
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
零序分量总是伴随不对称接地故障的发生而产生, 零序分量总是伴随不对称接地故障的发生而产生, 利用接地短路时将出现较大的零序分量特点,构成: 利用接地短路时将出现较大的零序分量特点,构成: 零序电流保护 零序方向电流保护
零序分量正方向规定: 零序电压:线路- 零序电流:母线- 零序电压:线路-大地 ;零序电流:母线-线路
TV
m n
不输出正序、负序电压,只有零序电压3U0输出。 不输出正序、负序电压,只有零序电压3
(2) 微机保护内直接利用程序实现加法器 )
& & & & 3U0 = Ua +Ub +Uc
2.零序电流的获取
& & & & & (1)零序电流过滤器 Ir = Ia + Ib + Ic = 3I0
接于相间保护电流互感器的中性线上。 不平衡电流:
KⅡ 零序Ⅱ段的动作电流: 零序Ⅱ段的动作电流: IⅡset.1 = rel × IⅠ .2 set K0.b
动作时限(与相邻线路零序Ⅰ段配合): 动作时限( 段配合):0.5s ): 灵敏性校验: 灵敏性校验
Ksen 3Ik.0.min = ≥1.5 Ⅱ Iset
若灵敏系数不满足: 若灵敏系数不满足: 与相邻线路零序Ⅱ段配合; (1)与相邻线路零序Ⅱ段配合; 采用两个灵敏性不同的零序Ⅱ段保护, (2)采用两个灵敏性不同的零序Ⅱ段保护,保留原 0.5sⅡ段 再增加一个与相邻线路零序Ⅱ 有0.5sⅡ段,再增加一个与相邻线路零序Ⅱ段 相配合的Ⅱ段保护; 相配合的Ⅱ段保护; (3)改用接地距离保护。 改用接地距离保护。
& 3U0
ϕd 0 = 70o
& Ur 3 &0 U ϕr = arg & = & = −110° Ir 3I0
南昌大学继电保护第五章 电力系统的接地保护
主要内容:
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的零序电压、零序电流和零序功率
单相接地时零序分量的特点及变压器中心点接地方式的选择
(一)单相接地时零序分量的特点 当发生单相接地短路时,将出现零序电压和零序电流,如图所示。零序电 流可以看成是在故障点出现一个零序电压 而产生的,它必须经过变压器接地的 中性点构成回路。所以,零序电流只能在中性点接地的电网中流动。 对零序电流的方向,规定母线流向线路为正,而零序电压的正负以大地为 基准,线路高于大地的电压为正,低于大地的电压为负。这样形成的网络称为零 序网络,如图5-1所示
K rel
K b , min
K rel
I0 , op 2
I0 , op1
K b , min
I0 , op 2动作时来自整定:(三)零序过电流保护 (1) I0 K ,op1 rel I unb,max (2) 按与相邻线路的零序电流III段配合进行整定。
02 03
01
02
第三节 中性点直接接地电网的方向性零序电流保护 一。零序方向电流保护的工作原理 在双侧或多侧电源的网络中,电源处变压器的中性点至少有一台要接地,由于零序电流 的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器,因此,在变压器接地数目比较多 的复杂网络中,就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。
二。零序电压滤过器
U mn
3 U 0 U U U a b C K TV
2.零序电流保护的接线 零序电流保护与三段式相间短路保护基本相似,也分为三段式:零序电 流I段为瞬时零序电流速断,只保护线路的一部分;零序电流II段为限时零序 电流速断,可保护本线路全长,并与相邻线路零序电流速断保护相配合,带 有 延时,它与零序电流I段共同构成本线路接地故障的主保护;零序电流III 段为零序过电流保护,动作时限按阶梯原则整定,它作为本线路和相邻线路 的接地故障的后备保护。 零序电流与线路的阻抗有关,可以作出 随线路长度 变化的关系曲线,然后 进行整定,其整定原则类似于相间短路的三段式电流保护。
第五章 接地短路的零序保护(新)
对称分量中,一组三相大小相等、两两相位差为零即相 位也相等的序分量。包括有零序电流、零序电压等。 —— (一般)在设备接地故障时才出现 在习惯规定的正方向下,
1 I 0 3 ( I A I B I C ) 1 U 0 3 (U AE U BE U CE )
图5-11 LG-12型功率方向继电器原理接线
正接
反接
图5-13 LG-12型功率方向继电器接线方式
接地相对地电压降为零,其它两相对地电压上升为线电压,系统出现 零序电压,其值等于电网正常运行时的相电压,且处处相等。
图5-16 中性点不接地系统单相接地时电容电流分布 (a) 网络图及电流分布;(b) 保护安装处电流电压相量
电网 3种保护
返回1
TV
图 5-19 绝缘监视装置原理接线
返回
图5-20 零序功率方向保护的原理接线
返回
以中性点直接接地电网的AB线路为例:
5-1 单相接地短路时零序分量特点 (a) 系统接线 (b)零序网络 (c) 零序电压分布 (d) 向量图
以中性点直接接地电网的AB线路为例: ⒈ AB线路正常运行时 A、B、C三相电流对称,为负荷电流, I 0 0
注意:零序电压有纵向零序电压、横向零序电压之分,这
里(通常)所讲的为横向零序电压。
第五章
一、零序分量 (二)获取
接地短路的零序保护
1.零序电流 (1)零序电流滤过器 P70 接线图(图5-2)—— 将三个变比相同、型号也相同的TA二 次侧同极性端连接在一起而成。P85 从相间保护用TA的中线上获得。 (2)P70 (3)P71 (4)P169 通过TA0获得,如(图5-4)所示。 应用场合:电缆或电缆—架空混合线路。 通过变压器中性接地线回路的TA获得,如(图 8-28)所示。
接地短路的零序保护
第四节 小接地电流系统接地故障的分析
二、中性点经消弧线圈接地电网单相接地故障的特 点 (1)故障相对地电压降低或为零,非故障相对地电 压升高为线电压,电网出现零序电压,其大小为 电网正常运行时的相电压; (2)消弧线圈两端的电压为零序电压,电流只经过 接地故障点和故障线路的故障相构成回路,不经 过非故障线路; (3)当采用过补偿方式时,流经故障线路零序电流 等于本线路的对地电容电流和接地点残余电流之 和,其方向由母线指向线路,且相位一致。
第五节 小电流接地系统的接地保护
• 二、中性点经消弧线圈接地系统的接地保 护 • 1.反应稳态5次谐波分量的接地保护 • 当发生接地故障时,接地电容电流和消弧 线圈电流中都含有5次谐波分量。 • 2.反应暂态零序电流的保护 • 利用接地电容电流中含有暂态值大于稳态 值很多倍的特点,构成接地保护。
第五节 小电流接地系统的接地保护
一、中性点不接地系统的接 地保护 1.无选择性绝缘监视装置 • 正常运行时,三相电压之 和为零,开口三角侧电压 为零,当发生单相接地时, 开口三角侧出现零序电压, 继电器起动发出信号。 2.零序电流保护 • 当故障电流大于非故障线 路零序电流。 • 3.零序方向保护
第四节 小接地电流系统接地故障的分析
一、中性点不接地电网发生单相接地故障的 特点
第四节 小接地电流系统接地故障的分析
1.电压:以A相接地为例 • 当发生单相接地时,接地相的电压降低或等于零, 未接地相电压升高 倍。三相电压之和不为零, 3 出现了零序电压。 &′ &′ & 2.电流 3I&0=I&B+I&C=(U B+U C)jωC 0=-j 3E AωC 0 • 单相接地的特征: (1)接地相电压降低或为零,其它两相对地电压升 高未线电压,系统出现零序电压; (2)非故障线路保护安装出流过的本线路的零序电 容电流,方向由线路指向母线; (3)故障线路保护安装出流过的是所有非故障线路 的零序电容电流之和,方向由线路指向母线;
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实际上,中性点不接地只是一种短期运行方式,最终将过渡到消 弧线圈接地方式运行。
中性点经消弧线圈接地系统线路的接地保护
中性点经消弧线圈接地的电网要实现有选择性的接地保护是较为困难 的。目前这类电网除采用无选择性的绝缘监视装置之外,还可采用稳态 高次谐波分量或暂态零序电流原理保护等。P83
(一)110kV线路 1. 线路所在系统中性点运行方式为直接接地;
2. 线路发生K(1)接地时,短路电流大,保护应迅速动作于 QF跳闸,应配置主、后备保护 。
3. 线路接地保护采用阶段式零序电流保护,一般 为三段式, 也有四段式,必要时带方向元件。P71/75
第五章 接地短路的零序保护
二、应用场合 (二)35kV、10kV线路
1. 线路所在系统中性点运行方式有中性点不接地、中性点 经消弧线圈接地两种方式;
2. 线路发生K(1)接地时,短路电流小,装设一套专用保护 延时动作于发信号。
3. 中性点不接地系统10kV、35kV线路接地保护:3种。 P82、83。
4. 中性点经消弧线圈接地10kV、35kV线路接地保护: P83、84。
(三) 残流增量法: 在系统发生单相接地后,通过装设于各线路的零序电流互感器把各线路
的零序电流采集下来,然后控制消弧线圈改变一档,再把各线路的零序电流 采集一遍,然后求出各线路在消弧线圈调档前后零序电流的变化量,其中最 大者即为接地线路,因为它等于消弧线圈调档前后电感电流的改变值,而其 它线路基本上不变。该方法可进行多次重判,保证选线准确率。
出线比较少的电网。
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(二) 零序电流保护
1.原理: 利用零序电流大小特点构成。
正常时,3I0=0
线 路
单相接地时,3I0=3ω(CO∑-C0)E,为整个网络所有非故障元件的零序电容 电流之和(大)
同系统其它连接元件单相接地时,3I0= 3ωC0E,为本线路的零序电容电流
(一) 反应稳态5次谐波分量大小或方向的接地保护 (二) 反应暂态零序电流的保护
前面所述有关零序电流的特点,指的都是稳态电流值。实际上,由 于电感元件的电流不能突变,故在故障瞬间,消弧线圈并不起作用,接 地电容电流的暂态值可能较稳态值大很多倍,利用其某些特点也可构成 线路的单相接地保护。
中性点经消弧线圈接地系统线路的接地保护
压最大(P69),因此功率方向继电器不存在电压死区的问题,无需采用
记忆电路。 2. 最灵敏角φsen
( )70 sen TX I
3.接线方式 P77、78
而我们的要求是
110 (P76) sen
在进行KW0接线时应注意,所加入的电流、电压量中,应一个 正接、 另一个反接。如图5-13所示,零序电流从KW的同极性端进, 为正接,零 序电压从KW的非极性端进,为反接。
从相间保护用TA的中线上获得。
(3)P71 (4)P169
通过TA0获得,如(图5-4)所示。
应用场合:电缆或电缆—架空混合线路。
通过变压器中性接地线回路的TA获得,如(图 8-28)所示。
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
2.零序电压 最常用 —— 零序电压滤过器 P76
接线图(图5-10)—— 将TV的三个一次绕组接成星形并将中 性点接地,然后将TV的三个二次绕组 接成开口三角形,即可。
03
AE
•
BE
•
)
CE
注意:零序电压有纵向零序电压、横向零序电压之分,这
里(通常)所讲的为横向零序电压。
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
(二)获取 1.零序电流 (1)零序电流滤过器 P70
接线图(图5-2)—— 将三个变比相同、型号也相同的TA二 次侧同极性端连接在一起而成。P85
(2)P70
四段式零序电流保护的定义 P73
由无时限零序电流速断保护、0.5s限时零序电流速断保护、 1s限时零序电流速断保护和零序过电流保护组合在一起的保 护,称之。
零序功率方向继电器的特点 ——以LG—12型KW为例
1.不需要引入“R-L-C”记忆回路。LG-12型功率方向继电器构成的接地
保护原理接线如图5-11所示。因为在保护安装处发生接地短路时零序电
二、应用场合
电压等级在110kV及以下输电线路的接地故障保护。
—— 110kV线路、 35kV线路、 10kV线路等
注:电力系统其它设备的接地故障也可以采用零序保护。
第五章 接地短路的零序保护
二、应用场合 由于110kV线路、 35kV线路、 10kV线路所在系统中性
点运行方式不同,因此,线路所配置的零序保护动作结果不 同、工作原理不同,名称也不同。
第五章--接地短路零序保护(新)
第五章 接地短路的零序保护
一、零序分量
(一)定 位也相等的序分量。包括有零序电流、零序电压等。
—— (一般)在设备接地故障时才出现
在习惯规定的正方向下,
I I I I •
1( •
•
•
)
03 A
B
C
U U U U • 1 ( •
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(一)无选择性绝缘监视装置
1.原理:根据零序电压特点构成。 2.原理接线图:如图5-19所示,在发电厂或变电所的母线上装设一台三相五
柱式电压互感器,在其星形接线的二次侧接入三只电压表,用以测量各相 对地电压,在开口三角侧接入过电压继电器,反应接地故障时出现的零序 电压。 3.工作情况分析 (1) 正常时: (2)线路单相接地时: 4.特点及应用场合:P80
中性点不接地系统线路的接地保护:3种(P82~83)
(一)无选择性绝缘监视装置(零序电压保护,如图5-19所示) (二) 零序电流保护
(三)零序方向保护(φsen=90°)
—— 工作原理如图5-16所示
结论:中性点经消弧线圈接地电网线路的单相接地保护,
无法和中性点不接地电网线路一样,采用零序电流保护或零 序功率方向保护,保护的实现较为困难。
(小)
2.接线图:P69 图5-4
3.应用场合:一般用在同一母线上出线较多,且有条件安装零序电流互感器的 电缆线路或经电缆引出的架空线上。
中性点不接地系统线路的接地保护:3种
(三)零序方向保护
1.原理: 利用故障线路零序功率方向由线路指向母线,非故障线 路零序功率方向由母线指向线路的特点构成。
2.应用场合:适用于母线上出线较少且有条件安装零序电流互感 器的电缆线路或经电缆引出的架空线上。