三段式零序电流保护整定
三段式电流保护
还社农林弄茨大学课程设计设计名称__________ 三段式申I流保护课程名称________ 电力系统继电保护___________ .专业年级________ 申气134 _________________姓名___________ 刘亚会_____________________ .学号___________ 73 ______________ .提交日期____________________________成绩______________________________________ .指导教师________ 何自立____ 许景辉___________水利与建筑工程学院、八—前言《电力系统继电保护基础》作为电气工程与自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课后实验、课程设计等三个主要部分。
在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。
在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。
电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。
本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为系统中各元件主要参数计算、正序，负序，零序等值阻抗图、系统潮流计算、动稳定计算、短路电流计算、继电保护方式的选择与整定计算等。
其中短路电流的计算和继电保护方式的选择与整定计算是本设计的重点。
通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护基础》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。
关键词】继电保护短路等值阻抗电流保护目录课程设计................................................................ 错误!未定义书签。
水利与建筑工程学院前言..................................................... 错误!未定义书签。
1何谓三段式电流保护其各段是怎样获得动作选择性的
1．何谓三段式电流保护？其各段是怎样获得动作选择性的？答：由无时限电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置，称为三段式电流保护。
无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性；时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。
2．流电路中，电流的频率、电感的感抗，电容的容抗各为多少？答：在直流电路中，电流的频率为零，电感的感抗为零，电容的容抗为无穷大。
3．用接有备用电源自投装置低压起动元件的电压互感器时,应注意什么?答：应先将自投装置退出运行，然后停无压起动回路的电压互感器，以防自投装置误动作。
4．安装及大修后的电力变压器,为什么在正式投入运行前要做冲击合闸试验?冲击几次?答：新安装及大修后的电力变压器在正式投入运行前一定要做冲击合闸试验，这是为了检验变压器的绝缘强度和机械强度，校验差动保护躲过励磁涌流的性能。
新安装的设备应冲击五次，大修后设备应冲击三次。
5．导体焊接中应留意哪些问题？答：（1）应使用30W及以下的电烙铁（2）应用镊子夹住所焊的晶体管脚（3）焊接时间不能过长。
6．什么叫重合闸前加速？答：重合闸前加速保护，是当线路上（包括相邻线路）发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性动作跳闸，而后借助重合闸来纠正，这种方式称为重合闸前加速。
7．BCH-2型和BCH-1型差动继电器的特性有什么不同?答：BCH-2型和BCH-1型差动继电器中有短路线圈，其避越变压器厉磁涌流的性能优越。
BCH-1型差动继电器中有制动线圈，对其避越外部故障时不平衡电流的性能优越。
一般采用BCH-2，当外部故障电流过大而使保护灵敏度不够时，采用BCH-1。
8．安装或二次回路经变动后,变压器差动保护须做哪些工作后方可正式投运?答：新安装或二次回路经变动后的差动保护，应在变压器充电时将差动保护投入运行，带负荷前将差动保护停用，带负荷后测量负荷电流相量和继电器的差电压，正确无误后，方可将差动保护正式投入运行。
三段式电流保护(通用教材)
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001） 模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002） 模块3 电网的接地保护 （TYBZ01301003）
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001）
【模块描述】 本模块包含三段式电流保护的 工作原理，保护范围，整定计算，正确接线和 特点分析，通过对上述内容的讲解，分析，掌 握继电保护的概念，三段式电流保护在保护范 围，动作值，动作时间上的配合和正确的接线 方式。达到全面掌握三段式电流保护的目的。
模块2 阻抗继电器的构成原理及应用 （TYBZ01302002）
【模块描述】本模块包括反应相间故障和接地 故障的阻抗继电器的构成原理，正确接线及应 用。通过介绍其测量阻抗，整定阻抗，动作阻 抗等内容，达到深刻理解阻抗继电器的构成的 目的。
阻抗继电器的构成原理
阻抗继电器的工作电压
U I Z U OP m m set
模块5 接地距离保护（TYBZ01302005）
【模块描述】本模块介绍接地故障时的特点和 测量阻抗的大小，影响接地继电器正确动作的 因素和解决方法。通过对上述内容的介绍，达 到深刻理解接地距离保护的目的。
接地距离保护
反应接地故障阻抗继电器的接线方式
1 Z l ( I I I I Z 0 I ) Z l ( I 1 I Z 0 Z1 ) UA 1 1 2 0 0 0 1 A 0 Z1 Z1
模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002）
【模块描述】本模块讨论以电流的方向为判据， 解决两侧电源或单电源环网线路电流保护的选 择性问题。通过问题的提出和解决，达到理解 掌握方向元件的构成，正确动作，正确接线和 整定计算的目的。
继电保护知识重点
继电保护知识重点第一章绪论1. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2. 继电保护装置的组成？答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
） 传统继电保护装置的组成测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。
逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。
执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。
3. 试述对继电保护的四个基本要求的内容： 答：选择性：※ 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障· 但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动 ※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用· 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。
· 近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。
速动性：※ 力求保护装置能够迅速动作切除故障 ● 提高电力系统并列运行的稳定性 · 暂态稳定等面积定则极限切除时间 · 高压/超高压输电线路保护 ● 减轻对设备、用户的损害※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑） ● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。
·快速保护动作时间：0.01～0.04s · 断路器动作时间：0.02～0.06s 灵敏性：对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
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
三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般0.4Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2；△t——时限级差，一般取0.5S；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取1.15～1.25；Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95；Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5作远后备使用时，Ksen≥1.2注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里0.4欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为9.5MW，功率因数0.9，自起动系数取1.3；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗7.9欧，系统最小电抗4.5欧。
10kV配电工程继电保护整定计算
电力系统继电保护专题答疑之继电保护整定计算说明：本专题所用例题主要选自《电力系统继电保护整定计算》（许建安、王凤华编，中国水利水电出版社）和《电力系统继电保护习题集》（张保会、潘贞存编，中国电力出版社）。
专题一：线路阶段式电流电压保护图 1 典型中低压电力网络图1、保护Ⅰ段整定（1）短路计算最大短路电流（系统最大运行方式下发生三相短路）3max .min .min （）==++⨯S SkB S AB S l ABE E I X X X x L最小短路电流（系统最小运行方式下发生两相短路）3min .max .max （）==++⨯S S kB S AB S l ABE E I X X X x L （2）Ⅰ段整定值3.1maxⅠⅠ（）=rel set kB I K I .10set t =Ⅰ s（3）校验最小保护区min .max 1.11⎫=-⎪⎪⎝⎭S set L X x 最小保护区百分比为min100%15%~20%＞（）=⨯ABL m L说明：对于线路变压器组，变压器故障时，无论是2QF/3QF 动作跳闸还是1QF 跳闸，LD 都失去负荷，故允许保护1的Ⅰ段伸入变压器。
LD图 2 线路变压器组2、保护Ⅱ段整定保护1的Ⅱ段不超过保护2的Ⅰ段.1set.2ⅡⅡⅠ=rel set I K I相邻母线有多个元件时，取set.2ⅠI 中较大者。
如何确保选择性？.1.2ⅡⅠ=+∆set set t t t说明：分支系数问题分支系数定义：相邻下一级线路保护Ⅰ段末端短路时，流过故障线路的短路电流与保护安装处的短路电流之比。
（1）助增情况（不考虑助增情况，保护缩短） （2）外汲情况（不考虑外汲情况，保护伸长）.1.21ⅡⅡⅠ=relset set b I K I k 保护校验 Ⅱ段只做近后备在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，最小灵敏系数2min.11.5（）Ⅱ＞=kB senset I K I 3、保护Ⅲ段整定最大负荷电流max =L I （此处0.95是考虑到启动时电压可能低于额定电压5%，故取0.95U ） Ⅲ段整定值rel .1max ⅢⅢ=ss set L reK K II K{}.1.max ⅢⅢ=+∆set set next t t t灵敏度校验1）作线路AB 的近后备2min .11.5（）ⅠⅢ＞=senkB set I K I 2）作相邻线路BC 的远后备2min .max （）=kC S AB BCI2Cmin.11.2（）ⅡⅢ＞=senk set I K I【例题1】如图所示35kV 单侧电源放射状网络，AB 和BC 均设有三段式电流保护。
《电力系统继电保护(第二版)》读书笔记
《电力系统继电保护》读书笔记1. 绪论1.1 电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备，对一次备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备称为二次设备。
一般正常状态下的电力系统，其发电、输电和变电设备还保持一定的备用容量，能满足负荷随机变化的需要，同时在保证安全的条件下，可以实现经济运行；能承受常见的干挠，从一个正常状态和不正常状态、故障状态通过预定的控制连续变化到另一个正常状态，而不致于进一步产生有害的后果。
不正常运行状态指部分参量超过安全工作限额但又不是故障的工作状态，如因负荷潮流超过电气设备的额定上限造成的电流升高（又称为过负荷），系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高，中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压的升高，以及电力系统发生振荡等。
电力系统的故障状态最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路，其中以单相接地短路为主，其次为两相短路。
电力系统自动化（控制）：为保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备，主要进行电能生产过程的连续自动调节，动作速度相对缓，调节稳定性高，把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象。
为了在故障后迅速恢复电力系统的正常运行，消除故障，保证持续供电，常采用以下的自动化措施：输电线路自动重合闸，备用电源自动投入，低电压切负荷，按频率自动减负荷，电气制动、振荡解列以及为维持系统的暂态稳定而配备的稳定性紧急控制系统，完成这些任务的自动装置统称为电网安全自动装置。
继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
1.2 继电保护的基本原理及构成实现继电保护需区分电力系统在不同运行状态下的差异，具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
（4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ，I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段，分别为： 灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业： 2-41 复习题：60（做）、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
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 ：
U A0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
线路、中性点不变，零序网不变；
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序（Ud1、
Ud2、Ud0
）
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流： 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点：无不平衡电流，接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向：线路－母线； 反方向：母线－线路。 16
功率方向继电器GJ0 ：
输入： U J －3U0 IJ 3 I0
向量图：
正方向短路： 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
三段电流保护整定实例
目录
• 概述 • 整定实例一：变压器保护 • 整定实例二：线路保护 • 整定实例三：电动机保护 • 结论
01
概述
定义与重要性
定义
三段电流保护是电力系统中的一种重 要保护措施，主要用于保护变压器、 发电机和输电线路等设备。
重要性
在电力系统中，当发生短路故障或其 他异常情况时，三段电流保护能够快 速切断故障线路，防止事故扩大，保 障电力系统的安全稳定运行。
整定实例的具体步骤
根据实际情况选择合适的电 流互感器变比和保护装置型
号。
收集线路的参数和运行数据， 包括线路长度、导线截面、
最大负荷电流等。
01
02
03
根据整定公式计算出各项保 护的整定值。
将计算出的整定值输入到保 护装置中进行设置。
04
05
对保护装置进行校验，确保 其功能正常并符合要求。
04
整定实例三：电动机保 护
三段电流保护整定的未来发展方向
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用，三段电流保护整定将逐步实现 智能化，通过智能算法和数据分析提高保护的准确性和可靠性。
集成化发展
未来三段电流保护整定将趋向于与其他电力设备进行集成，形成一 体化的保护监控系统，便于集中管理和维护。
定制化发展
针对不同电力系统和设备的需求，三段电流保护整定将提供更加定制 化的解决方案，以满足个性化需求和提高系统性能。
收集变压器参数
包括额定容量、额定电流、额 定电压等。
选择继电器
根据计算结果选择合适的差动 继电器、瓦斯继电器和过流继 电器。
调试与验收
对安装好的变压器保护装置进 行调试和验收，确保其正常工 作。
三段式零序电流保护整定资料讲解
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
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。
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
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
三段式电流保护的整定及计算
三段式电流保护的整定及计算Prepared on 21 November 20212三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取～。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～；△t——时限级差，一般取；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取～；Krel——电流继电器返回系数，一般取～；Kss——电动机自起动系数，一般取～；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥～作远后备使用时，Ksen≥注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。
三段式电流速断保护详细整定书讲解
许继wxh-820第31页8定值整定说明10．1三段电流电压方向保护由于电流电压方向保护针对不同系统有不同的整定规则，此处不一一详述。
以下内容是以一线路保护整定为实例进行说明,以做为用户定值整定已知条件：最大运行方式下，降压变电所母线三相短路电流I)3(maX.dl为5500A，配电所母线三相短路电流I)3(maXd为5130A，配电变压器低压.2侧三相短路时流过高压侧的电流I)3(maX.3d为820A。
最小运行方式下，降压变电所母线两相短路电流I)2(maX.1d为3966A，配电所母线两相短路电流I)2(maXd为3741A，配电变压器低压侧两相短路.2时流过高压侧的电流I)2(maX.3d为689A。
电动机起动时的线路过负荷电流Igh为350A，10kV电网单相接地时取小电容电流IC为15A，10kV电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流Icx为1.4A。
系统中性点不接地。
相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
整定计算（计算断路器DL1的保护定值）电压元件作为闭锁元件，电流元件作为测量元件。
电压定值按保持测量元件范围末端有足够的灵敏系数整定。
10.1.1电流电压方向保护一段(瞬时电流电压速断保护)瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流 A n I K K I l d jx k dz 11160513013.1)3(max .2j=⨯⨯==，取110A保护装置一次动作电流A 6600160110K n I I jx l j.dz dz =⨯== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：2601.066003966I I K dz)2(min,dl lm <===由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。
10.1.2电流电压方向保护二段(限时电流电压速断保护)限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流A A n I K K I l d jx k jdz 20,8.176082013.1)3(max .3.取=⨯⨯==保护装置一次动作电流A 120016020K n I I jx l j.dz dz =⨯== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：23.312003966I I K dz )2(min .dl lm>=== 限时电流速断保护动作时间T 取0.5秒。
段式零序电流保护
实习（实训）报告实习（实训）名称：电力系统继电保护课程设计学院：专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间： 2017年1月5日目录1设计题目......................................................................... (3)2 分析设计要求........................................................................... (4)设计规定................................................................... . (5)本线路保护计........................................................................... .. (6)系统等效电路图 (7)3 三段式零序电流保护整定计算........................................................................... .. (8)三段式零序电流保护中的原则........................................................................... . (9)M侧保护1零序电流保护Ⅰ段整定........................................................................... (10)N侧保护1零序电流保护Ⅰ段整定........................................................................... . (11)4 零序电流保护评价........................................................................... .. (12)原理与内容 (13)零序电流保护的优缺点 (13)5 总结........................................................................... . (14)参考文献.............................................................................. (15)1 设计题目如图1所示为双电源网络中，已知线路的阻抗km X /4.01Ω=，km X /4.10Ω=，两侧系统等值电源的参数： 相电动势：kV E E N M 3115==各电源阻抗：Ω==521M M X X ,Ω==1021N N X X ,Ω=80M X ,Ω=150N X 。
零序电流的保护与整定 精品
零序电流的保护与整定1 绪论1.1 本课题研究背景及意义在中性点直接接地的电网中，接地故障占故障总次数的绝大多数，一般在90%以上。
线路的电压等级愈高，所占的百分比愈大。
母线故障、变压器差动保护范围内高压配电装置故障的情况也类似，一般也约占70%~80%。
明显可见，接地保护是高压电网中最重要的一种保护[4]。
该电网为中性点直接接地电网，对于系统中发生的接地故障，必须配置相应的保护装置。
一般装设多段式零序电流方向保护，根据重合闸方式的不同，零序电流方向保护可采用三段式或四段式，根据非全相运行时，线路零序电流大小的不同，零序电流保护可能有两个一段或两个二段。
对重要线路，零序电流保护的第二段在动作时限和灵敏系数上均应满足一定要求。
当电网结构比较复杂时，运行方式变化又很大时，零序保护的灵敏度可能变坏，应考虑选择接地保护，以改善接地保护性能，但是为了保护经高阻抗接地故障时相邻线路有较多的后备保护作用，同时也为选择性的配合，在装设接地保护的线路仍设有多段式零序电流方向保护。
因此合理配置与正确使用零序保护装置，是保障电网安全运行地重要条件。
从电网安全运行地角度出发，电网对継电保护装置提出了严格地“四性”要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性；因此，电网中継电保护定值的整定计算工作，一直是継电保护人员地一项重要工作，它直接关系到电网运行的安全，做好这项工作是电网安全运行地必要条件。
本设计中，我通过零序电流保护和自动装置的设计配置原则，综合运用所学专业知识，对电网的零序电流保护科学地进行整定。
1.2 继电保护的发展概况机电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。
电力系统中的短路是不可避免的。
短路必然伴随着电流的增大，因而为了保护发电机免受短路电流的破坏，首先出现了反应电流超过一预定值的过电流保护。
19世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用与断路器的一次式（直接反应于一次短路电流）的电磁型过电流继电器。
1901年出现了感应型过电流继电器。
110kv输电线路保护配置与整定计算
4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。 已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里 0.4欧姆； 2) 变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压 器上装设差动保护； 3）线路AB的最大传输功率为9.5MW，功率因数0.9，自 起动系数取1.3； 4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧； 5）系统最大电抗7.9欧，系统最小电抗4.5欧。 试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。
测
量
接地距离 相间距离
三、三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护in l max
IkB.max
l
整定计算原则： 躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式：
I
I op .1
=K I
I rel kB . max
I k .act
Kc KⅠ I KB.max rel = nTA
例题： 例题：
分支系数计算
已知，线路正序阻抗0.45 /KM ，平行线路70km、MN线路为40km，距离Ⅰ 段保护可靠系数取0.85。M侧电源最大阻抗 Z sM .max = 25Ω 、最小等值阻抗为
Z sM . min = 20Ω ；N侧电源最大 、最小等值阻抗分别为 Z sN .max = 25Ω 、 sN . min = 15Ω ， Z
•
动作时间按阶梯原则。
Δ
Δ
•
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
K sen =
I K . min Ⅲ I op
式中，I K .min ——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小 运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，K sen ≥ 1 . 3～ 1 . 5 作远后备使用时， K sen ≥ 1 . 2 注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使 用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；
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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。
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
（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
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。
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
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）
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。
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。
（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
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
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。
。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。