电力系统-大电流接地系统-输电线路接地故障整定计算

I unbmax
（6-7）
K
III rel
—可靠系数，取1.2~1.3；
Iunbmax —相邻线路始端发生三相短路流过本保护的最大
不平衡电流。
据经验，一般取零序过电流保护的动作电流为 2~4A(二次侧值)。
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当相邻线路有分支时，保护1的零序Ⅲ段动作电流
I
III op1
K rel I 0.cal
（6-8）
式中 K rel ——可靠系数，一般取1.1~1.2； I 0cal ——相邻线路零序Ⅲ段保护区末端短路时，流过
本保护装置的零序电流计算值。
零序电流保护Ⅲ段的灵敏系数，作近后备时，校验点
取本线路末端，要求 Ksen ≥1.3~1.5，作远后备时，
校验点取相邻线路末端，要求
K≥sen1.25。
I
I op1
K
I rel
3I
0.ust
（6-3）
K
I rel
——可靠系数，一般取1.1～1.2；
3 I 0ust ——三相触头不同时合闸时，出现的最大
零序电流。
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I 0ust 的计算可按一相断线或两相断线的公式计算，比
较繁琐，若保护动作时间大于断路器三相不同期时间 （快速开关），本条件可不考虑。
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解决的方法：通常设置两个零序I段保护。一个是按 整定原则(1)、(2)整定，称为灵敏I段，它用来保护 在全相运行状态下出现的接地故障。在单相重合闸 时，将灵敏零序I段自动闭锁。按躲开非全相振荡的 零序电流整定，称为不灵敏I段，用来保护在非全相 运行状态下的接地故障。
灵敏的零序I段，其灵敏系数按保护范围的长度来校 验，要求最小保护范围不小于线路全长的15%。
K I II rel 0.cal
动作时限为1s。
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(2)保留原来0.5s时限的零序Ⅱ段，增设一个与下一 线路零序Ⅱ段配合的、动作时限为1s左右的零序Ⅱ 段，它们与瞬时零序电流速断及零序过电流保护一 起，构成四段式零序电流保护
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3.零序过电流保护(零序Ⅲ段)
＝ I
III op1
K
II re
I l
3
零序电流由零序电压
U
而产生的，它经过变压器接地
k0
的中性点构成回路。对零序电流采用流向故障点为正，对
零序电压的正方向，线路高于大地为正。
零序分量具有如下特点：
（1）故障点的零序电压最高为
U
，变压器中性接点的
k0
零序电压为零。在变电所母线上零序电压取决于母线背后
零序 阻抗的压降。
(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。
4
3）在电力系统运行方式变化时，只输电线路和中性点接 地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是 不变的。
(4)对于发生故障的线路，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。
则A侧保护安装处的零序电压与电流之间的关系为
△
△
图6-3 零序Ⅰ段动作电流计算说明图
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（1）躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时，流
过保护的最大零序电流
3I
0m
，即
ax
I
I op1
K
I re
l
3I
0.
m
a
x
（6-2）
K
I rel
——可靠系数，一般取1.2~1.3。
8
(2)躲过断路器三相触头不同时合闸时，流过保护的 最大零序电流3 ，即
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2.限时零序电流速断保护(零序Ⅱ段) 零序Ⅱ段动作电流，应与相邻线路零序Ⅰ段配合整定。如图
6-4网络所示。
△ △
图6-4 零序Ⅱ段动作电流计算说明图
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其中保护１的零序Ⅱ段动作电流
IⅡop1 KⅡrel I0.cal
（6-4）
KⅡrel ──可靠系数，一般取1.1～1.2；
I0.cal ──相邻线路零序Ⅰ段保护范围末端短路时，流
第六部分 大接地系统线路 接地故障保护整定计算
1
6.1 中性点直接接地系统接地时零序分量 的特点
中性点直接接地系统中发生接地短路故障时，系统中 出现很大的零序电流。
在电力系统中发生单相接地短路时，如图6-1(a)所示。 短路计算的零序等效网络如图6-1(b)所示。
2
△
△
图6-1 接地短路时的零序等效网络 (a)系统接线 (b)零序网络 (c)零序电压分布 (d)相量图
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在零序电流保护中加装方向元件后，只需同一方向的保护在保护范围和 动作时限上进行配合。
信号
信号
信号
图6-7 三段式零序方向电流保护的原理接线
23
24
10
(3)在220kV及以上电压等级的电网中，当采用单相或 综合重合闸时，会出现非全相运行状态，若此时系统 又发生振荡，将产生很大的零序电流。按原则(1)、(2) 来整定的零序I段可能误动作。如果使零序I段的动作 电流按躲开非全相运行系统振荡的零序电流来整定， 则整定值高，正常情况下发生接地故障时保护范围缩 小。
过本保护的最大零序电流计算值。
动作时间
tⅡ op1 toIp2 t
（6-5）
tⅡop1 ——本线路零序电流保护1的动作时间，s；
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灵敏系数
K sen
3I 0.cal . min IⅡop1
（6-6）
3I0.cal.min ——本线路末端接地短路，流过保护安装处最小 的零序电流计算值；
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──变U压A器0 Ｔ 1的I零0 Z序T阻1.0抗。
ZT 1.0
（6-1）
5
6.2 零序电流保护
如图6-2所示。
信号
信号
信号
图6-2 三段式零序电流保护原理接线
6
1．零序电流速断保护(零序I段)
当在被保护线路AB上发生单相或两相接地短路，流过保护 1的最大3倍零序电流变化曲线，如图6-3所示的曲线。
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保护的动作时限也应按照阶梯原则来整定。如图6-5所 示。
△
△
图6-5 零序过电流保护的时限特性
20
6.3零序方向电流保护 其接线如图6-6(a)所示，简单清晰，易于理解。
21
图6-6 零序功率方向继电器的接线方式
(a)采用 sen 110 接线； (b) 采用 sen 70 接线； (c)相量图
要求
K sen ≥1.3～1.5。
I
II op1
K
II re
l
I 0cal
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当下级线路比较短或运行方式变化比较大，灵敏系数不 满足要求时，可采用下列措施加以解决:
(1)使本线路的零序Ⅱ段与下一线路的零序E段相配合， 其动作电流、动作时限都与下一线路的零序Ⅱ段配合； 动作电流为
I II op1
(3)在220kV及以上电压等级的电网中，当采用单相或 综合重合闸时，会出现非全相运行状态，若此时系统 又发生振荡，将产生很大的零序电流。按原则(1)、(2) 来整定的零序I段可能误动作。如果使零序I段的动作 电流按躲开非全相运行系统振荡的零序电流来整定， 则整定值高，正常情况下发生接地故障时保护范围缩 小。