第三章电网接地故障零序保护
中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
•3I0（1） =
•3E •2 +
•两相接地短路的零序电流为：
•3I0（1,1）=•
•3E +2
•单相接地
•= •+ •+
•故障点的等效零序电势
•故障点的等效正序、负序、零序阻 抗
•
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 ，引入可靠系数
•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
•
c. 当系统中发生某些不正常运行状态时（如系统振荡，短时 过负荷等）零序保护不受影响。
d. 在110kV及以上的高压或超高压系统中，单相接地故障占 全部故障的70%-90%，而且其它故障也往往是由单相接 地引起的，故采用零序保护具有显著的优越性。
•缺点：
a. 对于短线路或运行方式变化很大的情况，保护往往不能满 足系统运行所提出的要求。
•
•～
•T1 •A •1
•2•B •T2 •C
•A
•XT10
•系统接线
•X’k0
•X’’k0
•B
•若母线A还
•XT2. 接有中性点
0
接地的变压
器，则零序
阻抗变小，
流过A侧零
序电流增大
。
•T2中性点接地：
•零序等效网络
•= •=
•X’’k0+XT2.0
•X’k0+XT1.0+X’’k0+XT2.
0
•X’k0+XT10
•（c）零序电流变化曲线 中断开，此时
•
• 3）零序Ⅱ段灵敏系数：
•零序Ⅱ段的灵敏系数，应按照本线路 末端接地短路时的最小零序电流来校 验，并应满足Ksen≥1.5的要求。
第三章--输电线路的接地保护资料
对零序电流Ⅰ段保护的灵敏性要求同相间电流Ⅰ段
零序电流II段保护
按单侧电源电流II段整定方式计算,但需考虑:分支 电路的影响
1.有 Y0 /接线的变压器时，零序电流II段保护的整定
a.分支电路使故障线路中的零序短路电流增大 b.如果前一级零序电流 II段保护仍按原方式整定,则
第二节 直接接地系统的零序电流保护
零序电流保护的缺点是： (1)受中性点的接地数目与分布的影响很大；对于短线路或
运行方式变化很大的情况，保护往往不能满足运行的要求 (2) 在重合闸动作的非全相运行状态可能出现较大的零序电
流，因而影响零序电流保护的正确工作 (3)当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的网络时，则
第二节 直接接地系统的零序电流保护
一、零序电压和零序电流的获取 1、外接
第二节 直接接地系统的零序电流保护
第二节 直接接地系统的零序电流保护
2、自产(软件计算)
3U0 U A U B UC
3I0 IA IB IC
目前，多数微机保护中采用自产零序电压， 而零序电流两种方法都采用，并且通过比较 可以检测采样是否正常
IA 0
IB j C0U BD
IC j C0U CD
3Id 0 (IA IB IC )
j C0 3E A (e j1500 e j1500 ) j3U d 0 C0
第四节 中性点非直接接地电网 的接地保护
中性点不接地电网单相接地短路时零序分量的特点
第四节 中性点非直接接地电网 的接地保护
• 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
• 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，必须校验方向元件在 这种情况下的灵敏系数
(完整word版)34单相接地与零序过电流保护
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析微机保护装置有单相接地保护与零序过电流保护，单相接地保护又称为小电流接地选线。
单相接地保护与零序过电流保护是两种完全不同的保护.1 单相接地保护与零序过电流保护的区别1.1单相接地保护与零序过电流保护都需要安装零序电流互感器，但二者的作用完全不相同.单相接地保护用于电源中性点不接地的供电系统。
对于三相三线制供电系统，由于电源没有中性线（N线），只有三根相线穿过零序电流互感器时，零序电流互感器感应不出三相负荷不平衡电流，即零序电流，只能感应出三相对地不平衡电容电流，正常运行时此电流非常小，但在本供电系统发生单相接地故障后，就增加为全供电系统对地不平衡电容电流,它等于全供电系统一相对地电容电流的三倍.1.2 零序过电流保护用于电源中性点直接接地，或通过接地变压器接地的供电系统。
上述供电系统发生单相接地故障后，电源中性点通过大地和接地故障点形成回路,临时成为三相四线制供电系统，故障电流为非常大的短路电流。
所以电源中性点接地的供电系统单相接地故障称为单相对地短路。
此时只有三根相线穿过零序电流互感器时,零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流，即零序电流。
可以实现零序过电流保护。
2 电源中性点不接地的供电系统单相接地小电流接地选线2.1 电源中性点不接地的供电系统单相接地保护可选用小电流接地选线装置。
二次电路设计时将所有零序电流互感器和Y/Y/△(开口三角形）型电压互感器的开口三角形电压接到小电流接地选线装置的测量端子上,就可以检测出是某一路线路发生单相接地故障，然后进行报警或跳闸.需要跳闸时还应将跳闸输出接到所需要跳闸的回路。
二次电路接线比较多。
2。
2 微机保护装置都有单相接地保护后，保护原理与小电流接地选线装置完全相同，不仅节省了一套设备,可以直接跳闸，二次电路接线也简化了许多。
3 电源中性点不接地的供电系统单相接地保护的整定3。
1 电源中性点不接地的供电系统发生单相接地故障后，全供电系统接地相对地电压为零，对地电容电流也为零。
电力系统接地保护
接地保护一、中性点直接接地系统的零序电流保护中性点直接接地系统发生接地短路时产生很大的短路电流，要求继电保护必须及时动作切除故障，保证设备和系统的安全。
(一)接地短路特点及零序电流测量1．接地短路特点电力系统发生接地故障，包括单相接地故障和两相接地故障，在三相中出现大小相等、相位相同的零序电压和零序电流。
对于中性点直接接地系统，零序电流具有以下特点：(1)零序电流通过系统接地中性点和短路故障点形成短路通路，因此零序电流通过变压器接地中性点构成回路；(2)零序电流的大小不仅与中性点接地变压器的多少、分布有关，而且与系统运行方式有关；(3)线路零序电流的大小与短路故障位置有关，短路点越靠近保护安装地点，零序电流数值越大，零序电流的大小与短路故障位置的关系如图3-14所示。
另外注意，接地故障点的零序电压最高。
根据以上零序电流的特点，可以构成中性点直接接地系统的线路零序电流保护。
2．变压器中性点接地考虑考虑变压器中性点接地的多少、分布时，应使电网中对应零序电流的网络尽可能保持不变或变化较小，以保证零序电流保护有较稳定的保护区和灵敏度，同时防止单相接地故障时非故障相出现危险过电压。
3．零序电压和零序电流测量接地短路时三相的零序电压大小相等、相位相同，根据序分量的概念有C B A U U U U ••••++=03。
通常采用三个单相式电压互感器或三相五柱式电压互感器取得零序电压，如3-11所示。
图中m 、n 端子输出为零序电压TV C B A TV mm n U U U U n U 03)(1•••••=++=(3-14) 式中 TV n ——电压互感器一相变比。
接地短路时三相的零序电流大小相等、相位相同，根据序分量的概念有C B A I I I I ••••++=03。
通常通过零序电流滤过器测量零序电流，如图3-12(a)所示。
流人电流继电器的电流为TA C B A TA m n I I I I n I 03)(1•••••=++= （3-15） 式中 TA n ——电流互感器变比。
继电保护大总结之零序保护
继电保护大总结之零序保护华图教育-—崔琳琳继电保护是国家电网考试电学专业类考试的必考科目，根据刚刚过去的2016年国家电网第一批校园招聘的统一考试来看，四门专业课凸显了继电保护的重要性而弱化了电力系统分析，往年的计算型选择题主要集中在电力系统分析这个科目，而今,老大难问题却出现在了继电保护这个人人头疼的科目上。
继电保护的特点就是知识点多而杂，很多小伙伴在电流保护、零序保护、距离保护、纵联保护、纵差保护、高频保护等众多保护措施以及选择上老虎老鼠傻傻分不清楚。
为了方便小伙伴们，尤其是即将参加2016年二批专业类的小伙伴们的专业备考，华图教育细心的给大家分章节整理了继电保护的重要知识点，下面来看看大伙儿的老大难问题—-零序保护。
零序保护与电力系统分析有很大的关联，属于电力系统分析和继电保护两门学科的交叉性知识点，回忆零序电流的出现原因,大家马上就能想到两个字——接地。
确实,要看是否有零序电流关键是看系统的中性点接不接地，在接地的基础上还要看发生短路的类型，我们非常熟悉的三相短路由于是对称短路，只存在正序分量而被排除在外。
而另一个大家很容易混淆的知识点就是负序电流,负序电流是否存在则要看短路的类型究竟是不是不对称短路。
但是在这里,零序保护却不是看是否中性点接地并发生接地短路，零序保护适用于中性点直接接地系统(大接地系统）中。
学好了零序保护能帮你解决很多电力系统分析中的难点，对于零序保护我们就易错点做出以下总结:一。
填空题1.中性点直接接地电网发生单相接地短路时，零序电压最高值在(接地故障点）处，最低值在（变压器接地中性点）处.2。
三段式零序电流保护由瞬时零序电流速断保护、（限时零序电流速断）保护和（零序过电流）保护组成。
3.零序电流速断保护与反应相间短路的电流速断保护比较，其保护区(长），而且（稳定)。
4。
零序过电流保护与反应相间短路的过电流保护比较,其灵敏性（高），动作时限（短）。
5。
绝缘监视装置给出信号后,用（依次断开线路）方法查找故障线路，因此该装置适用于（出线较少）的情况。
电力系统继电保护—零序保护
A2
B1
C
D
K
Q I 0 I . s e t . 1 K r e l 3 I 0 . m a x K r e l3 C M 0 . m a x I K 0 . m a x
整定时，取：
1）Z0N为最大，Z0M为最小；
2）IK0.max
max2Z1U&K0Z0
各处零序Ⅲ段保护均正确动作的延时示意图
34
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。
,
U&K0
Z1
2Z0
23
校验最小保护范围时，取零序电流为最小值 进行计算。
另外，说明一点： 由 于 I& K0.m axm ax 2Z1 U & K 0Z0,Z1 U & K 2 0Z0
所以，正序阻抗（对应系统运行方式）的 影响是间接的。
32
2.3.7 对零序电流保护的评价
1）灵敏度高——几乎不受负荷电流影响。 2）受运行方式影响较小——间接影响。 3）三相对称时，几乎没有影响。如振荡、
过负荷等。 4）出口短路无“死区”——零序电压最大。 5）耐高阻接地的能力强。 6）一般情况下，第III段的延时短。
33
t
相相间间过过流流
零零序序过过流流
I&M 0
I&K 0
保护安装处的零序电流 I0 M 为：
I&M0
电力系统继电保护_中国电力出版社零序保护(2-3)
第 2.3 节零序电流保护主要针对中性点直接接地系统（大电流接地系统）。
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（特征）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。
电力系统不对称短路的分析和计算方法：对称分量法3.5.1 对称分量法原理：一个不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三个对称的三相量。
正序分量：大小相等，相位彼此差120°，相序和正常运行方式一致；负序分量：大小相等，相位彼此差120°，相序和正常运行方式相反；零序分量：大小相等，相位相同。
各序相量间的关系：正序分量21111,b a c a F a F F aF ==负序分量22222,b a c a F aF F a F ==零序分量0000,b a c a F F F F ==其中310120j e a j +-==3102402j e a j --==写成矩阵形式1222011111a a b a c a F F F a a F F a a F ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦简写为P SF TF =2121113111a a T a a -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1S PF T F -=212201113111a a a b a c F a a F F a aF F F ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦•在三相系统中三相线电压之和恒等于零，故线电压中没有零序分量。
在没有中性线的星形接线中，三相电流之和为零，故不存在电流的零序分量。
在三角形接法中，线电流是相电流之差，相电流中的零序分量在闭合的三角形中自成环流，线电流中没有零序分量。
在星形连接方式中零序电流必须以中性线（地线）作为通路，且中性线中的零序电流为一相零序电流的3倍。
供配电系统的接线方式及特点配电系统中性点接地方式中性点的接地方式与供配电系统的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平、保护装置配置等有关，直接影响系统的可靠性、连续性、主变压器和发电机的运行安全性以及对通讯线路的干扰等。
零序保护整定说明
三、零序保护定值整定介绍X10kV 配电网采用中性点经消弧线圈接地方式。
变电站以一段10kV 母线为一个单元，每段母线独立配置消弧线圈。
发生单相接地故障时,接地点将流过整段母线非故障线路对地电容电流总和，简单的系统网络图如下：参考《工业与民用配电设计手册》，10kV 线路电容电流可按以下公式计算： （1） 电缆线路la U SSIca r ⨯++=23.0220044.195 A （1）（2）架空线路无架空地线单回路 3107.2-⨯⨯=lb U Icb r A （2） 有架空地线单回路 3103.3-⨯⨯=lb U Icb r A 以上公式中 S----电缆芯线标称截面，mm 2；la ----电缆线路长度，km ；lb----架空线路长度，km ；Ur----线路额定线路电压，kV ，取10.5kV ；当电缆线芯为240 mm 2时，按公式（1）计算la U SSIca r ⨯++=23.0220044.195 A=（95+1.44⨯240）⨯10.5⨯la /（2200+0.23⨯240）=2.05la当电缆线芯为300 mm 2时，按公式（1）计算la U SSIca r ⨯++=23.0220044.195=（95+1.44⨯300）⨯10.5⨯la /（2200+0.23⨯300）=2.44laX 电缆线芯规格多为240 mm 2和300 mm 2，有的线路是300 mm 2电缆与240 mm 2混用，为简化计算，取两种电缆芯电容电流的平均值，有：（3）X 现有10kV 架空线多无架空地线，单回架空线采用公式（2）计算电容电流，有：3107.2-⨯⨯=lb U Icb r A =2.7⨯10.5⨯310-⨯lb=0.028lb综上，10kV 线路对地电容电流按下式计算：Icb Ica Ic +==2.25la +0.028lb （4）变电站以一段10kV 母线为一个单元独立配置消弧线圈。
中性点直接接地系统中的零序电流及方向保护
2.3.6方向性零序电流保护
零序功率方向与正序功率方向相反 故障线路的零序功率方向从线路流向母线。
精选ppt
2.3.7零序电流保护的评价
优点：
（1）同一线路上，零序过电流保护较相间过电流保护 有较小的动作时限。
Y，d接线变压器低压侧的任何故障都不能在高压侧引起零序电流。 零序过电流保护4可以瞬时动作。 反应相间短路的过电流保护4则不能。
（1）故障线路零序功率的方向从线路流向母线。 （2）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反。
精选ppt
•
•'
UA0 (I0)ZT1.0 A母线上的零序电压
ZT1.0 ：变压器T1的零序阻抗
零序电压和零序电流之间的相位差，主要取决于零序电流 流过的零序阻抗。
精选ppt
2.3.2零序电压、电流的获取
精选ppt
（2）零序过电流保护较相间过电流保护灵敏度高
（3）零序过电流保护受系统运行方式变化和线路长短的影响小
（4）不受系统振荡、过负荷等因素（只要三相对称）的影响。 零序过电流保护只反应零序电流
（5）方向性零序保护没有电压死区。因为故障点的零序电压最 高。
缺点： （1）对运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，往往不能 满足要求；
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 2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布
中性点直接接地系统（又称大接地系统）中发生短路时，将 出现很大的零序电流和电压。 规定：零序电流的正方向为由母线流向线路；
零序电压的正方向为线路高于大地为正。
精选ppt
（1）零序网络组成：由线路的零序阻抗和中性点直接接地 变压器的零序阻抗。
精选ppt
接地故障与保护
灵敏度不满足要求措施：
保护可经小延时，使保护装置的动作时间大于断路器 触头不同时合闸的时间。
（3）按非全相运行且振荡条件整定
按此条件整定，通常整定值较高，可采用设置两个速 断保护，即灵敏Ⅰ段、不灵敏Ⅰ段 。
整理版ppt
15
2、限时零序电流速断保护 工作原理与相间短路保护相似。 要求：要保护线路全长。
特点：简单。适用于母线上出
现回路数少的情况。
7
2、零序电流保护
原 理：利用故障线路与非故障线路零序电流的数值不 同的特征构成保护。
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。ppt
8
保护动作电流：Io0pKre3U l p C 0L1
（1）按躲过被保护线路末端接地短路时，保护 安装处测量到的最大零序电流整定。
IoIp1 KrIel3I0.max
整理版ppt
13
△
3I0 II
op 1
△
3I 0. max
整理版ppt
L
14
（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时，最大零序电流
整定
IoIp1 KrIe3l t
若保护动作时间大于断路器三相合闸不同期时间，本 条件可不考虑。
结论：母线上出线回路数越多越灵敏。
整理版ppt
9
3、零序功率保护
信 号
利用故障线路与非故障线路零序电 流方向不同的特征构成保护
整理版ppt
10
三、 中性点直接接地系统单相接地的特点
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：
△
△
整理版ppt
线路保护之零序保护原理
U2
R4
C4
7
Ug
8
12
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
LG-12型零序功率方向继电器接线方式
200
Ug
700 2
sen 700
Ig
IA IB IC
3I0
3U0
TA Ia Ib Ic
Z loa
•
20 Arg U g 160 •
Ig
继电器电压线圈的“*”端与零序电压滤过器
IC C
IB
IA K
B
A
C0
C0
C0
IB
IC
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第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
单相接地的特点: 1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。 非故障相电压升高至原来的 3倍，电源中性点对地电 压与故障相电势的相量大小相等方向相反； 2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容 电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路； 3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件 的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路 指向母线。
时，就有零序电流通 过保护安装点。
电成流零保序护方时向限电不流1配保80合护0时，，以需保M 0加证设选方择向性元。件构
UM 0
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第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
3.整流型零序功率方向继电器
动作回路和制 动回路的电压
5
Ig (3I0 ) N1
•
•
•
6
A K U g Zbr I g
障线路，构成有选择性的零序 方向保3护I0 区分出故障
3U0
3I0.unf
第三章-电网的零序电流保护技术
返回目录第三章电网的零序电流保护技术第一节零序电流与零序电压零序电流保护概述综合考虑供电可靠性、过电压、系统绝缘水平、继电保护要求，对弱电通信线路的干扰，以及系统的稳定要求等因素，我国采用的中性点接地方式有中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地等三种方式。
在中性点直接接地的系统中，当发生一点接地故障时，即可构成单相接地短路，接地短路电流大于500 A，称之为大接地电流系统。
这个很大的故障电流，将危及电气设备的安全。
因此，要求装设灵敏度较高的保护装置，并动作于断路器跳闸。
在大接地电流系统中，当过电流保护采用三相星形接线方式时，也能保护接地短路。
但若采用零序保护会更好。
因为它只反应接地短路时，所特有的零序电压或零序电流。
由于系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流或零序电压，因此零序保护的动作电流可以整定得较小。
而当发生接地短路时，会有相当大的零序电流和零序电压，这样保护装置动作就比较灵敏。
同时按动作时间配合以获得选择性的零序保护，不必与Y，d 接线的降压变压器以后的线路保护配合，动作时间可以大大地缩短。
根据运行经验统计，在大接地电流系统中，单相接地故障占总事故的60％～70％，甚至更高，因此，接地保护在大接地电流系统中显得特别重要。
对3～6 kV 电网，采用中性点不接地或经消弧线圈接地或经高阻值接地的方式。
在这种电网中，当一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以，这种系统又叫小接地电流系统。
当小接地电流系统发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可以继续运行。
但为了防止故障扩大，当发现接地故障时，必须及时采取措施加以消除。
一般允许带着一点接地故障运行1～2 h 。
通常在小接地电流系统中，只装设一套绝缘监视装置。
只有在多出线的复杂电网才装设零序电流保护。
零序电流和零序电压的分布我们由对大接地电流系统的单相接地短路的分析可得(假如是A 相接地故障)I ·k0 1 3 I ·kA U ·k0 1 3 ( U ·kB U ·kC)式中I ·k0——故障点零序电流；I ·kA——故障相短路电流；U ·k0——故障点零序电压；U ·kB U ·kC——非故障相故障点电压。
继电保护培训第三章(线路)
（1）电力线载波；（2）微波；（3）光纤； （4）导引线。
当前，光缆的应用范围越来越广泛，尤其是继电保护通道 越来越多地采用光纤通道。
技术规程提出，具有光纤通道的线路，应优先使用光纤作 为传送信息的通道。
纵联保护通道传送的信号按其作用的不同,可 分为三种信号：
跳闸信号、允许信号、闭锁信号
距离保护
距离保护的整定计算原则
距离保护I段按躲过线路末端故障整定 距离保护II段：原则1与相邻线路的距离I段配合；原则2按躲
过线路末端变压器低压母线短路整定。取上述两项中数值小 者作为保护II段定值。灵敏度校验：按本线路末端故障校验 灵敏度。若灵敏度不满足要求，应与相邻线路距离保护II段 配合。 距离保护III段按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定。考虑外 部故障切除后，电动机自启动时，距离保护III段应可靠返回。 动作时间按阶梯时限原则整定。
37
距离保护
对距离保护的评价
1、选择性 多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。 2、快速性 距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，
至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。
38
距离保护
对距离保护的评价
3、灵敏性 由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保 护灵敏度高。 距离保护一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范 围比较稳定。二、三段的保护范围受运行方式变化影响。
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纵联保护分类
纵联保护
高频保护 微波保护 光纤保护
导引线 保护
按保护通道形式进行分类
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纵联保护分类 按保护原理进行分类
输电线 纵联保护
比较线路两端功率方向的方向纵联保护 比较线路两端电流相位的相位差动纵联保护
零序保护原理
零序保护原理
零序保护是电力系统中一项非常重要的保护措施，它主要用于保护电力系统中
的变压器、发电机、母线等设备，以及对接地故障的保护。
零序保护的原理是通过检测系统中的零序电流或零序电压，当系统中出现对地短路或其他故障时，可以及时地对故障进行切除，保护设备和系统的安全稳定运行。
首先，我们来看一下零序电流和零序电压的产生原因。
在电力系统中，当系统
中出现对地故障时，会导致系统中出现零序电流和零序电压。
这是因为对地故障会导致系统中的电流或电压不再平衡，从而产生了零序成分。
因此，通过检测系统中的零序电流和零序电压，可以及时地发现系统中的对地故障，从而实现对系统的保护。
其次，我们需要了解零序保护的工作原理。
零序保护主要是通过对系统中的零
序电流和零序电压进行检测，当检测到超过设定数值的零序电流或零序电压时，会启动保护动作，切除故障点，保护系统的安全运行。
同时，零序保护还可以与其他保护装置进行联锁，实现对系统的全面保护。
除此之外，零序保护还可以根据系统的特点进行不同的配置。
例如，对于变压器，可以采用零序电流保护和零序电压保护相结合的方式，以提高对系统的保护灵敏度和可靠性。
对于发电机，可以采用零序电流保护和零序差动保护相结合的方式，以实现对发电机的全面保护。
总的来说，零序保护是电力系统中一项非常重要的保护措施，它通过检测系统
中的零序电流和零序电压，实现对系统的全面保护。
在实际应用中，我们需要根据系统的特点进行合理的配置，以提高对系统的保护灵敏度和可靠性，保障设备和系统的安全稳定运行。
零序保护原理
选择合适的继电器
根据整定值选择合适的出口继电 器，以确保在接地故障时能够可 靠地执行保护动作。
校验保护置的灵
敏度
通过模拟接地故障的方式，校验 零序保护装置的灵敏度，确保在 接地故障时能够及时地执行保护 动作。
04
零序保护的优缺点与改进方 向
零序保护的优点
快速性
零序保护基于电流的瞬时值进行判断，动作速度 快，能够快速切除故障。
THANKS
零序保护原理的应用场景
中低压配电网
中低压配电网的接地故障发生率较高，因此零序保护原理在中低压 配电网中得到了广泛应用。
高压电网
虽然高压电网的接地故障发生率较低，但零序保护原理在高压电网 中也有一定的应用，例如在变压器、母线等设备的接地保护中。
特殊场合
在某些特殊场合，如矿井、化工企业等，由于对供电可靠性要求较高， 零序保护原理也有一定的应用。
零序保护原理的重要性
提高供电可靠性
零序保护原理能够快速检测到接地故障，并采取相应的保护措施， 减少停电时间，提高供电可靠性。
防止故障扩大
接地故障如果不及时处理，可能会引起短路、过流等严重事故。零 序保护原理能够迅速隔离故障区域，防止故障扩大。
保障人员安全
接地故障可能导致设备损坏、漏电等危险情况，零序保护原理能够 及时切断电源，保障人员安全。
零序保护原理
目录
• 零序保护原理概述 • 零序电流的产生与传输 • 零序保护装置的工作原理 • 零序保护的优缺点与改进方向 • 实际应用案例分析
01
零序保护原理概述
零序保护原理的定义
零序电流
在三相系统中，当发生接地故障时， 三相电流不平衡，产生一个大小相等 、方向相反的零序电流。
2.4_中性点非直接接地电网单相接地故障的零序保护
电力系统继电保护原理主讲教师：胡炎Email：yanhu@什么是电流保护电流保护主要是反应故障时电流量的不正常状态（增大）而动作的针对相间故障• 2.1 单侧电源网络相间短路电流保护• 2.2 电网相间短路的方向性电流保护针对接地故障• 2.3 中性点直接接地电网接地短路的电流保护• 2.4 中性点非直接接地电网单相接地的电流保护66kV及以下电压等级电网——小接地电流系统•中性点不接地•中性点经消弧线圈接地•中性点经电阻接地小接地电流系统发生单相接地时•故障点的电流很小•三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷供电没影响•允许单相接地后继续运行1~2小时•单相接地后，其他两相的对地电压升高根号3倍，要求能选出接地线路并及时发出信号2.4 中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护2.4.1 中性点不接地电网中单相接地短路的特点2.4.2 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地短路的特点2.4.4 中性点不接地电网中单相接地的保护2.4.1 中性点不接地电网中单相接地短路的特点0150150033A D j B D B A A j C D C A A U U E E E e U E E E e −−−−==−==−= 0()/3d A D B D C D A U U U U E −−−=++=− 000A D B D B D C D C D I I U j C I U j C ωω−−−−−=== 03D I U C ϕω=三相对地电容电流的算术和非故障线路始端的零序电流非故障线路始端的零序电流为本身的电容电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路0033I II U C ϕω=忽略负荷电流和电容电流在线路阻抗上的电压降，则全系统A 相对地电压均为零发电机出线端的零序电流为本身的电容电流，电容性无功功率的方向为母线流向线路。
特点与非故障线路相同0033f fI U C ϕω=故障线路始端的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，电容性无功功率的方向为线路流向母线03D I U C ϕω∑=00033()II II I U C C ϕω∑=−由于线路的零序阻抗远小于对地电容的阻抗，可忽略不计，则全系统各点零序电压均等于故障点零序电压中性点不接地电网中的零序电流，就是各元件的对地电容电流单相接地时的零序等效网络中性点不接地电网单相接地故障特点在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。
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§3 电网接地故障的零序保护
§3-1 中性点接地方式及特点
直接接地
1、中性点接地方式
不接地
非直接接地经消弧线圈接地
经高阻接地
2、单相接地故障时，不同中性点接地方式的特点
(1)中性点不接地系统
*无短路回路，无Id，只有经等效对地C形成的大容抗回路， 故障点只有较小的IC，允许系统继续运行1~2h，保护不需 跳闸，因此供电可靠性相对较高。
§3-2 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护 一、电网中发生接地短路时零序分量的特点 规定正方向： 零序电流：母线→线路； 零序电压：线路高于大地） (1)故障点零序电压最高，
距故障点越远，零序电压越低；零序电流分布取决于零序网。 (2) UA0 (I0 ')ZT10；UB0 (I0 '')ZT 20
IIdz＝KkI·3I0.btq 若保护动作时限t>tQF，可不考虑此条件 (例如在手动合闸或自动重合闸时，使保护带0.1s的小延时)
(3) 当线路具有单相重合闸ZCH时（例如220kV及以上线 路），躲开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： IIdz＝KkI·3I0.fqx （其值较大→Klm↓） 对具有单相ZCH的线路可设置两个零序电流I段： * 灵敏I段：按条件(1)或(2)整定 （动作值小，灵敏度高） * 不灵敏I段：按条件(3)整定 （动作值大，灵敏度低）
不平衡电流：
IIIIdz＝KkIII·3I0.bp.max 实际整定：应考虑满足各级线路灵敏系数按逐级配合 的原则，即本保护零序电流III段的保护范围不超出下条 线路零序电流III段的保护范围，即本线路零序电流III 段与下条线路的零序电流III段配合：
IIIIdz.1＝KkIII·IIIIdz.2/Kfz.min （KkIII＝1.1～1.2） 动作时限按“阶梯原则”配合. （保证各级线路保护的动作选择性）
3Id 0.bm. min
IIIdz.1＝KkII·3Id0.AB.max＝KkII·IIdz.2 /Kfz.min KkII：取1.1～1.2； 分支系数Kfz＝3Id0.BC/3Id0.AB，Kfz.min：Kfz可能的最小值。
动作时限：tII1＝tI2+Δt≈Δt≈0.5s
（2、3I校d0.验bm灵.m敏in：度本：线路末K端lm接地 短3I路dI0要时.IbImd求所z. m：出inK现lm的1最.5小零序电流）
由于零序电流不会穿越Y/接线的变压器T，因此安装在 受端T上的零序电流III段保护可以瞬动，即零序电流III段 是以受端T为时限配合起点（相间短路电流III段是以整个电 网终端负荷支路为时限配合起点）。 ∵ 零序网范围 < 正序网范围 ∴ 零序电流III段动作时限 < 相间短路电流III段动作时
限
某点零序电压U0取决于该点至接地中性点的零序阻抗， 零序电流I0超前零序电压U0：(180º-Φd0)，
零序功率实际方向：线路母线（与正序相反）。 (3)零序分量受系统运行方式变化的影响小（零序网基本不变）
二、零序过滤器 1、零序电压过滤器: 3U0 Ua Ub Uc
系| 3U统0 |正|U常a 及U相b 间Uc短| U路bp时—：—不平衡电压
3、不同中性点接地方式的应用特点
由于110kV以上系统，其设备费用将随着对地绝缘要求的提高 而大幅增加，因此我国规定110kV及以上系统采用中性点直 接接地系统（其供电可靠性可通过其他措施来保证，例如 采用双回线供电、环网供电等）； 110kV以下系统采用中 性点非直接接地系统（不接地系统） 。
当中性点不接地系统中发生单相接地故障时，若故障点对地电 容电流IC大到一定程度，要求采取措施降低IC，则可在中性 点增设消弧线（或高阻）来降低IC 。
但保护范围比相间短路电流I段大
Z 0大，曲线陡 曲线max，曲线min 相差小
3、动作时限：tI≈0s
四、零序电流限时速断保护（零序电流II段） 1、整定原则：与下条线路的零序电流I段配合。
动作电流整定：躲开下条线路零序电流I段保护范围末 端接地短路时（即流过下条线路的零序电流刚好为其零 序电流I段整定值时）流过本保护的最大零序电流。
若Klm不满足要求，采用以下方式解决： (1)本线路零序电流II段与下条线路的零序电流II段相配合：
IIIdz.1＝KkII·IIIdz.2 /Kfz.min ； tII1＝tII2+Δt≈2Δt≈1.0s (2)保留0.5s的零序II段，并增加按(1)整定的零序电流II段 (3)改用接地距离保护
五、零序过电流保护（零序电流III段） 1、整定原则：躲开下条线路出口处相间短路时所测的最大
TV 误差影响 三次谐波影响
2、3I0零序Ia电流Ib 过 I滤c 器
系I J 统 3正I0常|及Ia 相 I间b 短Ic路| 时：
Ibp — —不平衡电流
三、零序电流速断保护（零序电流I段） 1、动作电流整定原则： (1) 躲开下条线路出口
处(即本线末端)接地短路时, 本保护所测的最大零序电流： IIdz＝KkI·3Id0.bm.max （KkI：取1.2～1.3） (2) 躲开QF三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流：
①系统全相行时：
灵敏I段起作用
（单相故障时保护首次动作由灵敏I段切除）。
②系统非全相运行时（保护已首次动作跳开故障相QF）：
灵敏I段退出（即被闭锁），不灵敏I段起作用
（若ZCH重合于永久故障上，保护由不灵敏I段再次切除； 若不灵敏I段动不了，则只能由带延时的II段或后备保护 切除）
2、保护范围： 零序电流I段也不能保护本线路全长，
*故障相对地电压降低，但非故障相对地电压升高（若为金属 性接地故障，非故障相对地电压将由正常时的相电压升高 为线电压），因此对系统中设备的对地绝缘要求高。
(2)中性点直接接地系统
*有短路回路，有很大的Id，不允许系统继续运行，保护必须 立即切除故障，供电可靠性相对较低。
*由于中性点对地电压被钳制为0，则各相对地电压不会超过相 电压(或超过不多)，因此系统中设备的对地绝缘要求不高。