中性点直接接地零序保护
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（二）零序电流获取方法 模拟式方法之一 零序电流互感器，不受不平衡电流影响
A BC
3I0
TAN 电缆
图 2－ 42 零 序 电 流 互 感 器 接 线 示 意 图
2.3.3零序电流保护的整定
零序电流保护同电流保护类似，不能严格区分区内 末端和下级线路出口故障，从选择性和速动性的要求出发， 其整定配合也采用阶段是配合方法，一般也按三段设置。
图2－39 取得零序电压的接线图
2.3.2零序电流和电压的获取
（二）零序电流的获取
数字式继电器采集三相电流，按零序电流定义得到
3 i0 ( k ) ia ( k ) ib ( k ) ic ( k )
特点： 无需专用的零序电流通道 一般不存在极性错误问题 要考虑不平衡输出对保护的影响
2.3.2零序电流和电压的获取
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）单相接地故障特征（保护判据的基础）
➢出现较大零序分量
系统正常运行时，电网中仅存在正序分量电流电压和 较小的负序分量（由于负荷及网络不平衡引起）
显然利用零序分量构成接地故障保护具有更高的灵敏 度
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序分量特点： 电网中所有电源均为正序，因而零序网为无源网络
灵敏系数校验，当作为相邻元件的后备保护时，
即应采用相邻元件末端短路时，在本保护安装处的
最小零序电流，电压或功率与功率方向继电器的最
小起动电流，电压或起动功率之比来计算灵敏系数，
并要求
。
Klm 1.5
六、对零序电流保护的评价
优点：
➢ 灵敏度高—相间过电流保护按最大负荷电流整定，零序 过电流保护按不平衡电流整定； ➢ 动作时限较相间保护短 ➢ 受运行方式影响小 ➢ 零序阻抗较正序阻抗大—电流曲线陡，零序Ⅰ段保护范 围大，Ⅱ段灵敏度容易满足 ➢ 不受系统振荡，短时过负荷等的影响 ➢ 单相接地故障占全部故障70%-90%，其它故障往往由单相 接地发展起来的，因此，零序保护具有显著的优越性。
(d)忽略电阻的向量图
100
Ud 0 I 0
d0
I0
I 0
I 0
(e)计及电阻时的向量图（设d 0 80 ）
2.3.2零序电流和电压的获取
（一）零序电压的获取
数字式继电器采集三相电压，按零序电压定义得到
3 u 0 ( k ) u a ( k ) u b ( k ) u c ( k )
特点： 无需专用的零序电压通道 一般不存在极性错误问题 要考虑不平衡输出对保护的影响
缺点： ➢ 对于短线路或运行方式变化很大时，不能满足运行 要求 ➢ 重合闸动作过程中将出现非全相运行状态，又发生 系统振荡时，出现较大的零序电流，影响正确工作， 从整定上考虑 ➢ 采用自耦变压器联系两个不同电压等级时，任一网 络的接地短路将在另一网络中产生零序电流，使零序 保护的整定配合复杂化，并将增大第Ⅲ段保护的动作 限
五、方向性零序电流保护
在双侧或多侧电源
网络中，电源处变压器
中性点一般至少有一台
接地，由于零序电流实
际流向是由故障点流向
各个中性点接地的变压
器，因此要考虑零序电
流保护动作方向性问题。
Hale Waihona Puke Baidud2
两侧电源处的变压器中性点均直接接地，当 d 1 点短路时， 零序等效网络和零序电流分布如图，按选择性要求，应由保护1
2.3.2零序电流和电压的获取
（一）零序电压获取方法
模拟式方法
零序电压互感器的不平衡输出及三次谐波问题
A
A
B
B
C
C
Ua
加 3U0
m Ub 法
n Uc
器
Ua Ub Uc
m
n
a bc
mn
（a）用三个单相式电压互感器
（c）接于发电机中性点的 (d)）保护装置内部合
(b)用三相五柱式互感器
电压互感器
成零序电压
中性点直接接地系统中接地短路的零序电 流及方向保护
工程背景 为了降低绝缘成本，限制过电压，我国110kV以上电压 等级电网普遍采用中性点直接接地方式。
单相接地故障是最常见的故障类型，约占85%以上。
在中性点直接接地系统发生接地故障时，电流保护也能 起到保护作用，但其灵敏度往往不足。
因此需寻找更为合适的保护方式。
和2动作切除故障，但是零序电流 I 0d1 流过保护3 时，就可能引
起它的误动作；同样当 护2误动作。
d2
点短路时，零序电流
I
0
d
又可能使保
2
由于越靠近故障点的零序电压越高，因此零序方
向元件没有电压死区。相反，当故障点距保护安装
地点很远时，由于保护安装处的零序电压较低，零
序电流较小，继电器反而可能不动作。
故障点零序电压最高，零序电压从故障点的最大值 沿零序网逐步降低，至中性点降为零。
A X T 1 0
X d 0
B X d 0
X T 20
I 0
I 0
Ud 0
U A0
(b)零序网络图
Ud0
U B0
(c)零序电压的分布图
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序电流分布特点： 零序电流分布取决于零序网络结构和故障点位置。 零序网结构取决于接地变压器位置和接线组别。
T1
A1 d (1)
2B
T2
A X T 1 0
(a)系统接线图
X d 0
B X d 0
X T 20
I 0
I 0
Ud 0
(b)零序网络图
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序电压分布特点：
零序电压是故障点叠加电压产生的，零序分量的分 布取决于故障点位置和变压器接地中性点位置。
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序功率和方向特点
电流电压参考方向的选取同电流保护。
正向故障：零序电压滞后电流 180k0 反向故障：零序电压超前电流 k 0
k 0 为系统零序阻抗角，通常80-85°
Ud 0
90 I 0
I 0
I 0
I 0
A BC
3I0
TAN 电缆
图 2－ 42 零 序 电 流 互 感 器 接 线 示 意 图
2.3.3零序电流保护的整定
零序电流保护同电流保护类似，不能严格区分区内 末端和下级线路出口故障，从选择性和速动性的要求出发， 其整定配合也采用阶段是配合方法，一般也按三段设置。
图2－39 取得零序电压的接线图
2.3.2零序电流和电压的获取
（二）零序电流的获取
数字式继电器采集三相电流，按零序电流定义得到
3 i0 ( k ) ia ( k ) ib ( k ) ic ( k )
特点： 无需专用的零序电流通道 一般不存在极性错误问题 要考虑不平衡输出对保护的影响
2.3.2零序电流和电压的获取
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）单相接地故障特征（保护判据的基础）
➢出现较大零序分量
系统正常运行时，电网中仅存在正序分量电流电压和 较小的负序分量（由于负荷及网络不平衡引起）
显然利用零序分量构成接地故障保护具有更高的灵敏 度
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序分量特点： 电网中所有电源均为正序，因而零序网为无源网络
灵敏系数校验，当作为相邻元件的后备保护时，
即应采用相邻元件末端短路时，在本保护安装处的
最小零序电流，电压或功率与功率方向继电器的最
小起动电流，电压或起动功率之比来计算灵敏系数，
并要求
。
Klm 1.5
六、对零序电流保护的评价
优点：
➢ 灵敏度高—相间过电流保护按最大负荷电流整定，零序 过电流保护按不平衡电流整定； ➢ 动作时限较相间保护短 ➢ 受运行方式影响小 ➢ 零序阻抗较正序阻抗大—电流曲线陡，零序Ⅰ段保护范 围大，Ⅱ段灵敏度容易满足 ➢ 不受系统振荡，短时过负荷等的影响 ➢ 单相接地故障占全部故障70%-90%，其它故障往往由单相 接地发展起来的，因此，零序保护具有显著的优越性。
(d)忽略电阻的向量图
100
Ud 0 I 0
d0
I0
I 0
I 0
(e)计及电阻时的向量图（设d 0 80 ）
2.3.2零序电流和电压的获取
（一）零序电压的获取
数字式继电器采集三相电压，按零序电压定义得到
3 u 0 ( k ) u a ( k ) u b ( k ) u c ( k )
特点： 无需专用的零序电压通道 一般不存在极性错误问题 要考虑不平衡输出对保护的影响
缺点： ➢ 对于短线路或运行方式变化很大时，不能满足运行 要求 ➢ 重合闸动作过程中将出现非全相运行状态，又发生 系统振荡时，出现较大的零序电流，影响正确工作， 从整定上考虑 ➢ 采用自耦变压器联系两个不同电压等级时，任一网 络的接地短路将在另一网络中产生零序电流，使零序 保护的整定配合复杂化，并将增大第Ⅲ段保护的动作 限
五、方向性零序电流保护
在双侧或多侧电源
网络中，电源处变压器
中性点一般至少有一台
接地，由于零序电流实
际流向是由故障点流向
各个中性点接地的变压
器，因此要考虑零序电
流保护动作方向性问题。
Hale Waihona Puke Baidud2
两侧电源处的变压器中性点均直接接地，当 d 1 点短路时， 零序等效网络和零序电流分布如图，按选择性要求，应由保护1
2.3.2零序电流和电压的获取
（一）零序电压获取方法
模拟式方法
零序电压互感器的不平衡输出及三次谐波问题
A
A
B
B
C
C
Ua
加 3U0
m Ub 法
n Uc
器
Ua Ub Uc
m
n
a bc
mn
（a）用三个单相式电压互感器
（c）接于发电机中性点的 (d)）保护装置内部合
(b)用三相五柱式互感器
电压互感器
成零序电压
中性点直接接地系统中接地短路的零序电 流及方向保护
工程背景 为了降低绝缘成本，限制过电压，我国110kV以上电压 等级电网普遍采用中性点直接接地方式。
单相接地故障是最常见的故障类型，约占85%以上。
在中性点直接接地系统发生接地故障时，电流保护也能 起到保护作用，但其灵敏度往往不足。
因此需寻找更为合适的保护方式。
和2动作切除故障，但是零序电流 I 0d1 流过保护3 时，就可能引
起它的误动作；同样当 护2误动作。
d2
点短路时，零序电流
I
0
d
又可能使保
2
由于越靠近故障点的零序电压越高，因此零序方
向元件没有电压死区。相反，当故障点距保护安装
地点很远时，由于保护安装处的零序电压较低，零
序电流较小，继电器反而可能不动作。
故障点零序电压最高，零序电压从故障点的最大值 沿零序网逐步降低，至中性点降为零。
A X T 1 0
X d 0
B X d 0
X T 20
I 0
I 0
Ud 0
U A0
(b)零序网络图
Ud0
U B0
(c)零序电压的分布图
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序电流分布特点： 零序电流分布取决于零序网络结构和故障点位置。 零序网结构取决于接地变压器位置和接线组别。
T1
A1 d (1)
2B
T2
A X T 1 0
(a)系统接线图
X d 0
B X d 0
X T 20
I 0
I 0
Ud 0
(b)零序网络图
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序电压分布特点：
零序电压是故障点叠加电压产生的，零序分量的分 布取决于故障点位置和变压器接地中性点位置。
2.3.1中性点直接接地系统单相接地故障特征
（一）故障特征（保护判据的基础） 零序功率和方向特点
电流电压参考方向的选取同电流保护。
正向故障：零序电压滞后电流 180k0 反向故障：零序电压超前电流 k 0
k 0 为系统零序阻抗角，通常80-85°
Ud 0
90 I 0
I 0
I 0
I 0