2019精品电力系统继电保护 韩笑 第三章-2新化学
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电力系统继电保护第二章第三四节精品文档
优点：绝缘要求低，绝缘的投资相对于小电流接地 系统要低。
缺点：发生单相接地故障时，会产生很大的短路电 流，会损坏设备等。
（主要用在110kV及以上的电压等级中）
2019/9/23
小电流接地系统： 在该电压等级中，所有变压器的中性点均不接地。
发生单相接地时，几乎没有短路电流，不会烧坏设 备，所以,还可以运行1～2小时——供电可靠性高,但 是，非故障相电压升高为1.732倍，故,绝缘要求高。
2019/9/23
K
T1 A 1
2 B T2
X T 10 A
X k0
I 0
X k0 U k 0 I 0
B X T 20
U A0
U k0
U B0
1. 零序电压：故障点零序电压最高，离故 障点越远，零序电压越低，变压器中性点 接地处为零。 2019/9/23
T1 A 1
k 2 B T2
（1）躲过下一线路出口接地短路的最大三倍 零序电流3I0.max
B
1
2
3I0
I' set 2019/9/23
I' set
K'rel3I0.max
(K're l 1.2~1.3)
3I 0 m a x l
3I0max的计算：
①故障点：本线路末端
②故障类型： （假设 X1 X2）
3I0(1)
3 E 2Z1Z0
3 I 0
3U 0
110
Ir 3I0
sen 70
整流型和晶体管型零序功率方向继电器
2019/9/23 I r3I 0, U r3U 0
U r 3U 0
5、对零序电流保护的评价
优点： 1.零序过电流保护的灵敏度高 2.受系统运行方式的影响要小 3.不受系统振荡和过负荷的影响 4.方向性零序电流保护没有电压死区 5.简单、可靠
缺点：发生单相接地故障时，会产生很大的短路电 流，会损坏设备等。
（主要用在110kV及以上的电压等级中）
2019/9/23
小电流接地系统： 在该电压等级中，所有变压器的中性点均不接地。
发生单相接地时，几乎没有短路电流，不会烧坏设 备，所以,还可以运行1～2小时——供电可靠性高,但 是，非故障相电压升高为1.732倍，故,绝缘要求高。
2019/9/23
K
T1 A 1
2 B T2
X T 10 A
X k0
I 0
X k0 U k 0 I 0
B X T 20
U A0
U k0
U B0
1. 零序电压：故障点零序电压最高，离故 障点越远，零序电压越低，变压器中性点 接地处为零。 2019/9/23
T1 A 1
k 2 B T2
（1）躲过下一线路出口接地短路的最大三倍 零序电流3I0.max
B
1
2
3I0
I' set 2019/9/23
I' set
K'rel3I0.max
(K're l 1.2~1.3)
3I 0 m a x l
3I0max的计算：
①故障点：本线路末端
②故障类型： （假设 X1 X2）
3I0(1)
3 E 2Z1Z0
3 I 0
3U 0
110
Ir 3I0
sen 70
整流型和晶体管型零序功率方向继电器
2019/9/23 I r3I 0, U r3U 0
U r 3U 0
5、对零序电流保护的评价
优点： 1.零序过电流保护的灵敏度高 2.受系统运行方式的影响要小 3.不受系统振荡和过负荷的影响 4.方向性零序电流保护没有电压死区 5.简单、可靠
电力系统继电保护
整定原则：I
' op
K' rel
• I K.x.max
I流入保护的电流
I’op.2
I’K.B.max
Io' p保护整定电流/ 整定值
I
K
.x.m
a
最大方
x
式下，被保
护
线路末端短路时的短路电流
I’op.1
I’K.C.max
K
'可
rel
靠系数1.2
~
1.3
Ⅰ段电流保护不能够保护
2020/3/22
3
绪论
0.1 继电保护的作用（问题：短路的危害P1）
电力系统中一次和二次系统同时运行才能够保证安 全、稳定、持续可靠地实现发输电过程。继电保 护是二次系统的一部分，任何时候，都不允许一 次系统脱离继电保护运行。
系统状态：正常、不正常和故障。
2020/3/22
4
保护行为：利用断
路器隔离故障部分
Ip
E Z
E
Z
两相短路
Ip
3E 2Z
E e1200
Z E e1200
保护（装置）的运行方式受系统运行方式和故障类
型的影响，用最大运行方式计算整定值（任何情
况满足选择性），用最小运行方式校验灵敏性 （任何情况满足灵敏性）。
2020/3/22
34
A 2
B 1
C
D
K1
K2
IK
K3
K4
动作方程：I
I
' op
2020/3/22
18
使保护具有选择性： 保护的实现原理； 电流、电压、功率、相位等整定值； 动作时间（整定延时）整定值。
电力系统继电保护课件第三章 电流保护
E
Im1 A QF1
k3
Im2 B QF2
k2
C I m3 k1
QF3
xS
xAB lAB x1 xk
xk xBC lBC x1
xk
短路电流和系统阻抗的大小有关。
xS
xS.max 系统最小运行方式
xS.min
系统最大运行方式
2019/6/8
3-1单侧电源网络相间短路的电流保护
1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征
电流速断保护（简称I段） 限时电流速断保护（简称II段）
主保护
2019/6/8
3-1单侧电源网络相间短路的电流保护
4．定时限过电流保护（III段）
E A QF1 xS
I L. AB.max
B QF2
xAB lAB x1
QF4
I L.BC.max
C
QF3
xBC lBC x1
QF5
M
定时限过电流保护（III段）的作用：
xAB 10
xBC 24
解：（1）计算保护1的电流速断保护定值
II set.1
1.3
37 / 3 6 10
1.736 kA
校验最小保护范围：
1.736 3 37 / 3 2 8 pmin 10
pmin 26.6%
2019/6/8
35kV
A
I L.AB.max 170 A
kC.min III set.1
要求≥1.2
2019/6/8
3-1单侧电源网络相间短路的电流保护
4．定时限过电流保护（III段）
E A QF1 xS
I L. AB.max
B QF2
电力系统继电保护 韩笑 第三章-1新
最大保护区 最小保护区 M
N
2QF
最大运方 最小运方
U (2) k.min
N
l
36 2019/12/1
电压保护具有以下特点： （1）母线电压变化规律与短路电流相反 （2）大运方下母线电压水平高，电压保护的保护区缩短。 （3）仅由母线电压不能判别是母线上哪一条线路故障， 电压保护无法单独用于线路保护。
一般取1.5～3
25 2019/12/1
过电流保护灵敏系数校验 校验用作本线路近后备保护的灵敏度 使用本线路末端最小短路电流校验，要求>1.5
校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求>1.25
26 2019/12/1
4 反时限电流保护
定时限过电流保护缺点： 故障点距离电源越近，短路电流越大，动作时限却较长
（1)无时限电流速断保护整定
由于无延时，为保证选择性，保护区不超出本线路。 即电流Ⅰ段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电 流。
3 2019/12/1
如何计算短路电流？
相电势
三相短路时
I (3) F
E ZS Z1l
系统阻抗
故障点到保护 安装处距离
0.4欧姆/公里
两相短路时
I (2) E 3 F ZS Z1l 2
反时限过电流保护特点： 动作时限与短路电流有关， 短路电流越大，动作时限较短； 短路电流较小，动作时限较长。
整定配合较困难，线路保护较少应用反时限电流保护， 反时限保护多用于企业内部供电线路或电动机保护。
27 2019/12/1
t
o
反时限部分
I 速断部分
t
0.14
电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档
第一章 绪论
电力系统继电保护
教材：
《电力系统继电保护》 张保会主编
参考书目：
中国电力出版社
《电力系统继电保护原理》 贺家李主编 中国电力出版社
《电力系统继电保护基本原理》 王维俭编 清华大学出版社
《电力系统继电保护原理与应用》 尹相根编 华中科技大学出 版社 主讲：陈红艳
E-mail：
第一章 绪论
第一章 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(复习)
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.3 对继电保护的基本要求
1.４ 继电保护发展简史
第一章 绪论 复习 电力系统 电网 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
熟练掌握电力系统继电保护的基本原理和基本知识；认识
二、继电保护的组成
１.测量比较元件 ２.逻辑判断元件 ３.执行输出元件
相应输入量
测量 比较 元件逻辑Fra bibliotek判断 元件执行 输出 元件
跳闸或信号
第一章 绪论
1.3
一、选择性
尽量缩小停电范围
对继电保护的基本要求
保护1 QF2
保护2
最大限度地限制故障范围
QF1
当电力系统发生故障时，要求最靠近故障点的保护装置动作切除故障，
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
电力系统继电保护
教材：
《电力系统继电保护》 张保会主编
参考书目：
中国电力出版社
《电力系统继电保护原理》 贺家李主编 中国电力出版社
《电力系统继电保护基本原理》 王维俭编 清华大学出版社
《电力系统继电保护原理与应用》 尹相根编 华中科技大学出 版社 主讲：陈红艳
E-mail：
第一章 绪论
第一章 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(复习)
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.3 对继电保护的基本要求
1.４ 继电保护发展简史
第一章 绪论 复习 电力系统 电网 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
熟练掌握电力系统继电保护的基本原理和基本知识；认识
二、继电保护的组成
１.测量比较元件 ２.逻辑判断元件 ３.执行输出元件
相应输入量
测量 比较 元件逻辑Fra bibliotek判断 元件执行 输出 元件
跳闸或信号
第一章 绪论
1.3
一、选择性
尽量缩小停电范围
对继电保护的基本要求
保护1 QF2
保护2
最大限度地限制故障范围
QF1
当电力系统发生故障时，要求最靠近故障点的保护装置动作切除故障，
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
(完整word版)继电保护教材(超实用)
第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障：三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图1-1所示，（2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别。
华北电力大学电力系统继电保护课程课程
A'电力系统继电保护原理课程教案目录电网的电流保护和方向性电流保护 电网的距离保护 输电线纵联保护自动重合闸电力变压器的继电保护 发电机的继电保护 母线的继电保护第一章绪论、电力系统继电保护的作用1. 继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。
*继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电力系统故障分析、 各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。
*继电保护装置是完成继电保护功能的核心。
P1继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态， 并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2. 电力系统的故障和不正常运行状态：（三相交流系统）*故障：各种短路（d ⑶、d （2）、d ⑴、d （1-1）））和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各 种类型的短路。
其后果：1•电流I 增加 危害故障设备和非故障设备； 2 •电压U 降低或增加 影响用户的正常工作；3 .破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，电压崩溃）4.发生不对称故障时，出现12,使旋转电机产生附加发热；发生接地故障时出现 I o ,—对相邻通讯系统造成干扰 *不正常运行状态：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。
如：过负荷、过电压、 频率降低、系统振荡等。
3. 继电保护的作用：（1） 当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的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，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；（2） 反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员）而动作于发出信号、减负荷或跳闸 。
第一早 绪论第三章第四章 第五早 第六章第七章第八章A'二、继电保护的基本原理、构成与分类：1.基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态一一必须找出两种情况下的区别。
①I增加故障点与电源间一＞过电流保护②U降低母线电压—＞低电压保护Uarg |③相位变化，变化；正常：为负何的功率因数角般为0-30左右短路：为输电线路的阻抗角一般为60°〜85 —＞方向保护.U④测量阻抗降低，Z= 1模值减少增加—＞阻抗保护⑤双侧电源线路外部故障：1入1出内部故障：1入1电流差动保护。
电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间的总和
三、可靠性 安全性 (不误动) 、信赖性 (不拒动)
四、灵敏性
是指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
1.4
继电保护发展简史
区域电网：供电电压在220kV及以上的电网 （全国电网 山东电网）
地方电网：供电电压小于等于110kV的电网 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。 我国电网形势：西电东送、南北互供、全国联网。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 一次设备 500kV 二次设备
高压断路器 电流互感器 电压互感器
从发电厂到用户的送电过程示意图
第一章 绪论 我国除台湾外已经形成东北、华北、 西北、华东（含福建）、华中（含 川渝）和南方等6个跨省区电网和 山东、海南、新疆、西藏4个独立 省网。除西北电网以330kV为主网 架外，其他跨省电网和山东电网都 已建成500kV主网架。香港、澳门 电网分别以400 kV和110kV和广东 电网从而和南方电网相联；华中和 华东电网通过葛上直流输电工程已 实现了互联；东北和华北、华北和 华中电网通过交流500 kV实现了互 联；华中和南方电网通过三广直流 山东电网是一个以省域为界的纯火电电网， 输电工程实现了互联；全国联网的 现已覆盖了全省的 17个市。已成为以 局面正在快速推进中， 2019年前后 300MW 和600MW级发电机组为主力机型、 可基本实现除新疆、西藏、台湾以 500kV和220kV为主网架，发、输、配电网 外的全国联网。 协调发展的超高压、大容量、高参数、高自 动化的大型现代化电网。
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间的总和
三、可靠性 安全性 (不误动) 、信赖性 (不拒动)
四、灵敏性
是指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
1.4
继电保护发展简史
区域电网：供电电压在220kV及以上的电网 （全国电网 山东电网）
地方电网：供电电压小于等于110kV的电网 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。 我国电网形势：西电东送、南北互供、全国联网。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 一次设备 500kV 二次设备
高压断路器 电流互感器 电压互感器
从发电厂到用户的送电过程示意图
第一章 绪论 我国除台湾外已经形成东北、华北、 西北、华东（含福建）、华中（含 川渝）和南方等6个跨省区电网和 山东、海南、新疆、西藏4个独立 省网。除西北电网以330kV为主网 架外，其他跨省电网和山东电网都 已建成500kV主网架。香港、澳门 电网分别以400 kV和110kV和广东 电网从而和南方电网相联；华中和 华东电网通过葛上直流输电工程已 实现了互联；东北和华北、华北和 华中电网通过交流500 kV实现了互 联；华中和南方电网通过三广直流 山东电网是一个以省域为界的纯火电电网， 输电工程实现了互联；全国联网的 现已覆盖了全省的 17个市。已成为以 局面正在快速推进中， 2019年前后 300MW 和600MW级发电机组为主力机型、 可基本实现除新疆、西藏、台湾以 500kV和220kV为主网架，发、输、配电网 外的全国联网。 协调发展的超高压、大容量、高参数、高自 动化的大型现代化电网。
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
电力系统继电保护2 基础知识 01 标幺值计算01
T
P
219.78MVA SK2* 100MVA 2.1978 IK2*
此时流过发电机和变压器的短路容量标幺值与短 路电流标幺值均为２.1978。
可采用有名值进行验算短路电流及短路容量。
如对于本题中的等效系统 S 而言，其短路容量为 1000 MVA，则按本题的基准容量取法，其系统等效 阻抗为 0.1pu，可以理解为，系统S所能提供的最大短 路容量为10倍的标准容量。
k1点故障流过p处的电流s1tlkk11b110111102055920559mva1005023310321kskbbbbkkbeixxxsissmvaiuuiii????????????????因为故障点k1与p处于两个电压等级因此短路电流的标准值是按115kv进行计算的
标幺值
电力工程学院 韩笑 教授 邮箱：hanxiao@
名值。
例一
先不考虑其它元件。设发电机机端三相短路。求 短路电流。
额定容量有名值： SG.N 50MVA
直轴次暂态电抗铭牌值：
X
'' d
0.14
直轴次暂态电抗铭牌值实际上就是一种标幺值， 是一种根据发电机的容量给出的标幺值。
例一
额定容量有名值： SG.N 50MVA
直轴次暂态电抗铭牌值：
S: XS*
SB SK•S
0.1
计算考：虑对侧系统，书上的网络图的简化过程
(2 ）正序阻抗网络图
根据故障点的不同，分别画出 K1、K2点故障时，相 应的正序阻抗网络图。
计算：
(2 ）正序阻抗网络图 有兴趣的同学可以尝试先求出故障点的电
根流据，故再障通点过的分不流同的，方分法别求画出出流过K1P、点K的2点电故流障。时，相 应结的果正是序一阻样抗的网。络原图因。是：
继电保护,电力系统分析与变压器保护原理及基础知识培训PPT课件
小接地电流 系统
还有经过电阻接地的系统）发生单相接地故障时，由于不构成短路 回路，所以短路电流很小，故障点的电流为整个系统中非故障相的 对地电容电流，所以称为小接地电流系统。
相关电压的 特点
电压特点分析与PT二次反应的电压状况相同，因为 PT反应的同样是各点对地的电压。
故障相电压为零； 非故障相对地电压升高为1.732倍；（分析绝缘问题） 中性点电压升高为相电压；
后片只是衣服的一部分，如果衣服的所 有部分都有，也不能成为一件衣服，必 须用线按一规律进行缝纫，才能成为一 件完整、有用的衣服。
变电站继电保护的组成
PT
测量回路
保护装置
单、三相操作箱
跳合闸机构
CT
控制部分
二次回路
负
变电站继电保护的组成
测量回路
组成：电压互感器、电流互感器和二次回路。 作用：将高电压和大电流变为低电压和小电流， 同 时也起到隔离作用，防止高电压和大电流对人身和 设备的伤害。
继电保护关键词分析与基础知识讲解
大接地电流故障情况下序分量（正序、负序、零序）的分析
1
3
系统中发生三相短路时，仅 有正序电压和电流
2014
系统中产生零序电流的原因是发生 了接地故障或负荷电流的不对称， 包括单相接地、两相接地、负荷电 流情况下的一相断线和两相断线
2
系统中产生负序电流的原因是发生 了不对称故障，包括单相接地、两相 接地、相间短路、负荷电流情况下的 一相断线和两相断线
控制部分
作用：根据规则，对继电保护的各部分 进行控制，使各部分有效的结合，完成 继电保护功能。
06
01
02
二次回路
•作用：将各部分正确连接的线路 •组成：包括回路中的导线、屏上的端 子排、保护屏上的压板等。
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3.2 110kV输电线路保护
3.2.2距离保护
28 2019/8/26
3.2.2距离保护
内容与要求
距离保护的基本原理与适用 • 电压与电流的比值、比幅与
场合
比相动作方程分析
单相式方向阻抗继电器的分 析方法
•
工频变化量、正序电压极化、 电抗、四边形等方向阻抗继
微机常用方向阻抗继电器的 原理
14 2019/8/26
4 带时限零序电流速段保护（零序电流II段）
整定原则：保护区不超出相邻线路I段 保护区。
A
T1 M PD1
N PD2
kP
T2
B
I M0
I N0
T3
C
3I0 3I M0
N 3I N0
II 0.set.1
I II 0.set.1
II 0.set.2
3I M0.max
o
l
即动作电流I0.set大于相邻线路末端短路时流经本保护的最
a rg(ZN0 Zl0 ) 0
arg U0 I0
0
反方向故障零序电压与 零序电流夹角约80°
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单相接地时的零序特点 • 故障点处的零序电压最高 • 零序电流的大小和分布，主要取决于系统的零序阻
抗和中性点接地变压器的零序阻抗及其所处位置。 • 零序电流仅在中性点接地的电网中流通 • 正方向故障时，保护安装处母线零序电压与零序电
III
0.set
rel ub.max
最大不平衡电流， 无法精确计算
灵敏度校验
近后备Ksen
3I M0.min.N I II
0.set.1ຫໍສະໝຸດ 线路末端接地故障最小值 1.3 ~ 1.5
远后备Ksen
3I M0.min.P II
I 0.set.1
1.2
相邻线末端接地故障最小值
动作时间按照阶梯原则与相邻线路配合。
I rel
3I0.max
线路末端故障时流 过保护的最大零序
②零序电流I段的动作电流应躲过手动电流合闸或自动重合闸 期间断可1靠.路2 系～器数1.3，三相触头不同时合上所出现的最大零序电流。
I
0I.set＝K
I rel
t
断路器三相触头不
③零序电流I段的动作电流应躲过非同时 最全合 大相闸 零运所序出电行现流期的间振荡所
出现的零序电流；TV断线过电流保护作为TV断线时的后
备保护。
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零序电流保护评价
•速动性好——只在中性点直接接地电网中配合。
• 灵敏性好——系统运行方式变化时，零序网基本保持不 变；零序阻抗一般大于正序阻抗，零序短路电流曲线更 陡。
• 应用范围——110kV及以上电网广泛采用
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U0 I0ZM0
a rg ZM 0 M 0
arg U0 I0
(180
0 )
正方向故障零序电压与 零序电流夹角约-100°
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反方向故障分析
ZM0 k
Z M PD1 k0
Zl0
Rg
. I0
U0 U k0
N ZN0
U0 I0 (ZN0 ZL0 )
0 I0
造成的最大零序电流。
II 0.set
=K
I rel
3I 0.unc
非全相运行伴随振荡
时的最大零序电流
非全相运行伴随振荡时的最大零序电流是上述三点中最大
的，为提高保护灵敏度，将I段分为两个I段。
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零序电流灵敏I段与不灵敏I段
灵敏I段：按整定条件①、 ②整定（取较大者为整定值）。
零序起动元件与零序功率正方向元件
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零序正方向元件动作或TV断线
C
TV断线
1 保护起动
TV断线留零序Ⅰ段 1
Ⅰ段零序元件
B
D4
0
0&
零序Ⅰ段经方向 0
0 D5
Ⅱ段零序元件
10
& 零序Ⅱ段经方向
Ⅲ段零序元件
0 D6 1
0
& 零序Ⅲ段经方向 0
Ⅳ段零序元件
0 D7 1
800 10 （动作特性）
3I0（参考）
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* 整流型零序功率方向继电器接线
. .
IA
..
IB
..
IC
..
.
3I0
Ia
Ib
Ic
TAa TAb TAc
TV TV1 .
. KW. Z
TV2 . TV3 . 3U0
接线以-3U0、3I0接入。也可以接入 3U0、-3I0，一般习惯电压反接。
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7.微机型零序功率方向元件
①比较零序电压、零序电流的相位
动作方程
90
arg
U0 I0e j80o
270
即 190 arg U0 10
I0
②比较零序功率的幅值
最灵敏角为-100°
零序功率 P0
第k点采样值
P0 3u0 (k) 3i0 (k)
P0>0，表明是反方向故障，反方向元件动作； P0<0 ，表明是正方向故障，正方向元件动作。
t III M
max{相邻线tNIII} 0.5s
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6 零序方向保护 * 零序电流保护采用方向闭锁的必要性
A
T1
M
PD1
N
k P T2
PD2 PD3
PD4
1QF
2QF 3QF
4QF
采用方向元件的原因与方向电流保护相同。
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传统的零序功率方向继电器
正方向故障 argU0 / I0 (180 0 ) 零序阻抗角一般80°
IB
IC
微机保护
3I0
Ia
Ib
Ic
TAa
TAb
TAc
3I0 Ia Ib Ic
微机保护
3I0
TA0
b、外采零序电流－和电流
c、外采零序电流
－零序套管TA
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（2）零序电压的获取方法 a、微机保护自采零序电压
3U0 Ua Ub Uc
L A
B
C
N
b、外采零序电压－TV开口三角形电压
b. 一相先合，相当于两相断线的零序电流。
3I t
3 EM－EN 2Z11 Z00
Z11、Z22、Z00为纵向序阻抗
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零序电流灵敏I段与不灵敏I段
不灵敏I段：按整定条件③整定。
两侧电源 相差时的 零序电流
求3I0.unc方法
E
I0.unc k Z11 sin 2
大零序电流3I0.max才能满足选择性。
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（2）带时限零序电流速段保护（零序电流II段）计算 躲过相邻线路Ⅰ段末端短路时流过本线路的最大零序电流。
I =K I II 0.set.1
II rel M0.k.max
K为相邻线路Ⅰ段末端
线路末端接地故障
时的最小值
灵敏度校验
Ksen
3I M0.min.N II
A
T1 M PD1
I M0
t1
N PD2 I N0 t2
P PD3 I P0 t3
即动作电流I0.set大于本线路末端三相短路时流过本保护的 最大不平衡电流。一般不计算，取2-4A
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零序过电流保护（零序电流III段）计算 躲过本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流。
I K I III
注：零序功率元件没有死区问题，因为出口故障时零序电压最高。
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8.零序电流保护应用实例
纵联零序过流元件 自产零序起动元件
外接零序起动元件 零序功率正方向 TV断线 A
0 &
0 D1
0 &
0 D2
0 &
0 D12 零序正方向元件动作
1
D3 C（方向元件开放保护）
B（起动元件开放保护）
.
I
" 0
U k0
.
I
' 0
0
.
.
I0' I0"
arg Uk0 I '0
(180
0 )
故障点零序电压与零序 电流夹角约-100°
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正方向故障分析
Z M0
M Z' PD1 k0
k
Z
" k0
. I0
Rg
U0
U k0
N ZN0
I 0 Z M0
M0 I0
180 M0
故障点零序电压
3U k0 UkA UkB UkC EA
M母线测量到的电压是其背后
变压器T1的零序电压。
5
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ZT10 M
Z
' k0
.
I
' 0
I k0
Z
" k0
N
.
U k0
I
" 0
故障点零序电压电流
Uk0 I '0 (ZT1 Z 'k0 )
a rg(ZT1 Z 'k0 ) 0
P T2
B
II 0.act
最小保护区
3I0.max l