三段式零序电流保护整定
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3I0 I0
（2）专用零序电流互感器（电缆线路） 一次电流：3I0 IA IB IC 优点：无不平衡电流，接线简单
接地短路时零序分量的特点
（1）（零1）序电压
接地故障点最高，中性点最低
（2）零序电流
由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ： UA0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
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（Ud1、 Ud2、Ud0 ）
获得零序分量的方法
获得零序电流的方法 （1）零序电流过滤器
（2）零序电流互感器（用于电缆线路） （3）变压器中性线互感器
获得零序电压的方法 （1）零序电压过滤器 （2）零序电压互感器 （3）加法器
速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的； 定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。
灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。 被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。 长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。 灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。
可靠性：原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易。 简单、可靠性好是它的主要优点。
阶段式零序电流保护的工作流程
上次课的内容复习
重点复习：
一、何种故障时，系统出现零序电流电压 （零序分量）？ 二、通过哪些方法可以获得零序分量？
单相接地短路时的零序分量分布
1、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序 电流；非全相运行或QF三相触头不同时合闸时， 出现零序分量。
2、故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零， 离故障点越近，零序电压越高。
应用范围：主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。
长沙电力职业技术学院 主讲人：张成林
阶段式零序电流保护
一、阶段式零序电流保护的构成原理 ▪ 在中性点直接接地电网中，线路正常运行，系统对称，线路首端测得的零
序电流约为零；当发生接地故障时，将出现很大的零序电流。
阶段式零序电流保护逻辑框图
阶段式零序电流保护
零序电流的计算
电力系统中发生接地短路故障时，零序电流的计算是在系统等 值零序网图中进行的。
其中，Uk0 是故障附加零序电压源。
零序电流为： I0.k
ZT 0
Uk0 Z LAB0
Z LBk 0
ZLAB0 Z0 l 是线路
AB的零序阻抗，一
般是正序阻抗的3倍。
零序电流保护的工作原理
零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。
。3 U0
（2） 加法器 （3） 微机保护内直接利用程序
Ua Ub
加法器 3U 0
Uc
（4） 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧
2．零序电流互感器（滤过器）
（1）零序电流滤过器 IJ Ia Ib Ic 3I0 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流，
三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。
动作时 0（最快） 限
tⅡ1=tⅠ2+ △t tⅢ1=tⅢ2+ △t（最
（中间）
长）
保护范 围
灵敏度
本线路首端部 分
最低
本线路全长并 延伸至相邻下 一线路
中间
本线路全长及相邻 线路全长并延伸至 下下线路
最高
三段式电流保护的评价及应用
选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。 单电源辐射网络上可保证获得选择性； 多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。
接地故 障点越 远，零 序电流 越小。
零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。 必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时 零序电流大小的不同来整定。
零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
（1） 零序电压过滤器
A B C
TV
m
n
电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压
两相不完全星形——用于小电流接地系 统；
两互感器三继电器接线——用于Y，d11 变压器接线，以提高灵敏度。
归纳比较
复习回顾
电流Ⅰ
电流Ⅱ
电流Ⅲ
动作电 Iop·1=Krel·Ik1· IⅡop·1=Krel·IⅠ
流
max （最大）
op·2
（中间）
IⅢop= （Krel·Kast / Kr ）·IL·max（最 小）
动作电流的整定原则
（1）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零
序电流
IⅠop=Krel·3I0max
wenku.baidu.com
（2）躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序
电流
IⅠop=Krel·3I0bt
注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑
该原则
（3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运 行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流
动作时限：0秒 保护范围：本线路首端部分，比相间短路Ⅰ段长。 作用：主保护
二、零序电流限时速断保护
整定原则: 1.本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅰ配合，即 IⅡop1=Krel·IⅠop2
t1Ⅱ= t2Ⅰ+⊿t=0.5(s) 灵敏度： Ksen=3I0min/ IⅡop1≥1.5 2.若灵敏度不满足要求，则本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅱ配
新课内容
一、无时限零序电流速断保护 二、零序电流限时速断保护 三、零序过电流保护 四、零序电流保护原理接线图 五、对零序电流保护的评价
前言： 零序电流保护的组成
分为三段（或四段）： 零序Ⅰ段：无时限零序电流速断保护 零序Ⅱ段：零序电流限时速断保护 零序Ⅲ段：零序过电流保护
一、 无时限零序电流速断保护
三段式零序电流保护整定
主讲：张成林 2011年上学期
任务明确
问题的提出：
（一）中性点直接接地系统零序电流保护的 组成及各段保护范围？时限特性？整定计算 原则？
（二）三段式零序电流保护 PK 相间 短路三段式电流保护
三种接线的应用 复习回顾
三相完全星形接线方式——用于发电机、 变压器等贵重电气设备中，以提高可靠 性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。
一、 无时限零序电流速断保护
一、 无时限零序电流速断保护
按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两 个Ⅰ段，即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。
灵敏Ⅰ段：按原则（1）、（2）整定，作为全相运行时的 接地短路保护
不灵敏Ⅰ段：按原则（3）整定，作为单相重合闸过程中再 接地短路的保护。
正常时投灵敏Ⅰ段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏Ⅰ段，投 不灵敏Ⅰ段
（2）专用零序电流互感器（电缆线路） 一次电流：3I0 IA IB IC 优点：无不平衡电流，接线简单
接地短路时零序分量的特点
（1）（零1）序电压
接地故障点最高，中性点最低
（2）零序电流
由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ： UA0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
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（Ud1、 Ud2、Ud0 ）
获得零序分量的方法
获得零序电流的方法 （1）零序电流过滤器
（2）零序电流互感器（用于电缆线路） （3）变压器中性线互感器
获得零序电压的方法 （1）零序电压过滤器 （2）零序电压互感器 （3）加法器
速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的； 定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。
灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。 被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。 长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。 灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。
可靠性：原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易。 简单、可靠性好是它的主要优点。
阶段式零序电流保护的工作流程
上次课的内容复习
重点复习：
一、何种故障时，系统出现零序电流电压 （零序分量）？ 二、通过哪些方法可以获得零序分量？
单相接地短路时的零序分量分布
1、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序 电流；非全相运行或QF三相触头不同时合闸时， 出现零序分量。
2、故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零， 离故障点越近，零序电压越高。
应用范围：主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。
长沙电力职业技术学院 主讲人：张成林
阶段式零序电流保护
一、阶段式零序电流保护的构成原理 ▪ 在中性点直接接地电网中，线路正常运行，系统对称，线路首端测得的零
序电流约为零；当发生接地故障时，将出现很大的零序电流。
阶段式零序电流保护逻辑框图
阶段式零序电流保护
零序电流的计算
电力系统中发生接地短路故障时，零序电流的计算是在系统等 值零序网图中进行的。
其中，Uk0 是故障附加零序电压源。
零序电流为： I0.k
ZT 0
Uk0 Z LAB0
Z LBk 0
ZLAB0 Z0 l 是线路
AB的零序阻抗，一
般是正序阻抗的3倍。
零序电流保护的工作原理
零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。
。3 U0
（2） 加法器 （3） 微机保护内直接利用程序
Ua Ub
加法器 3U 0
Uc
（4） 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧
2．零序电流互感器（滤过器）
（1）零序电流滤过器 IJ Ia Ib Ic 3I0 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流，
三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。
动作时 0（最快） 限
tⅡ1=tⅠ2+ △t tⅢ1=tⅢ2+ △t（最
（中间）
长）
保护范 围
灵敏度
本线路首端部 分
最低
本线路全长并 延伸至相邻下 一线路
中间
本线路全长及相邻 线路全长并延伸至 下下线路
最高
三段式电流保护的评价及应用
选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。 单电源辐射网络上可保证获得选择性； 多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。
接地故 障点越 远，零 序电流 越小。
零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。 必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时 零序电流大小的不同来整定。
零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
（1） 零序电压过滤器
A B C
TV
m
n
电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压
两相不完全星形——用于小电流接地系 统；
两互感器三继电器接线——用于Y，d11 变压器接线，以提高灵敏度。
归纳比较
复习回顾
电流Ⅰ
电流Ⅱ
电流Ⅲ
动作电 Iop·1=Krel·Ik1· IⅡop·1=Krel·IⅠ
流
max （最大）
op·2
（中间）
IⅢop= （Krel·Kast / Kr ）·IL·max（最 小）
动作电流的整定原则
（1）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零
序电流
IⅠop=Krel·3I0max
wenku.baidu.com
（2）躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序
电流
IⅠop=Krel·3I0bt
注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑
该原则
（3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运 行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流
动作时限：0秒 保护范围：本线路首端部分，比相间短路Ⅰ段长。 作用：主保护
二、零序电流限时速断保护
整定原则: 1.本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅰ配合，即 IⅡop1=Krel·IⅠop2
t1Ⅱ= t2Ⅰ+⊿t=0.5(s) 灵敏度： Ksen=3I0min/ IⅡop1≥1.5 2.若灵敏度不满足要求，则本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅱ配
新课内容
一、无时限零序电流速断保护 二、零序电流限时速断保护 三、零序过电流保护 四、零序电流保护原理接线图 五、对零序电流保护的评价
前言： 零序电流保护的组成
分为三段（或四段）： 零序Ⅰ段：无时限零序电流速断保护 零序Ⅱ段：零序电流限时速断保护 零序Ⅲ段：零序过电流保护
一、 无时限零序电流速断保护
三段式零序电流保护整定
主讲：张成林 2011年上学期
任务明确
问题的提出：
（一）中性点直接接地系统零序电流保护的 组成及各段保护范围？时限特性？整定计算 原则？
（二）三段式零序电流保护 PK 相间 短路三段式电流保护
三种接线的应用 复习回顾
三相完全星形接线方式——用于发电机、 变压器等贵重电气设备中，以提高可靠 性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。
一、 无时限零序电流速断保护
一、 无时限零序电流速断保护
按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两 个Ⅰ段，即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。
灵敏Ⅰ段：按原则（1）、（2）整定，作为全相运行时的 接地短路保护
不灵敏Ⅰ段：按原则（3）整定，作为单相重合闸过程中再 接地短路的保护。
正常时投灵敏Ⅰ段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏Ⅰ段，投 不灵敏Ⅰ段