零序方向电流保护
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最小三倍零序电流来校验，要求 Ksen≥1.5
作为远后备时 应按下级线路末端接地短路时，流过保护的最
小三倍零序电流来校验，要求 Ksen≥1.2
25
动作时限
T2
6
5
T1
4
3
2
1
t
相间保护 零序保护
t6 t5
t4
t 06
t3
t 05 t 04
零序过电流保护的时限特性
t2 t1
l
26
六、 方向性零序电流保护
Ur 3U0
29
零序功率方向继电器的接线方式
** *
***
TA * * *
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KW0 TV
φsen = -110°
**
3I 0
** *
3U 0
Ur 3U0
se n110
Ir 3I0
I r3I 0, U r3 U 0
30
零序功率方向继电器的灵敏性
✓ 没有死区 ✓ 灵敏性的校验
Kse n(3U0S03.oIp0)min
27
T2 1
k1 23
k2 T1
4
I0.k1
I0.k1
I0.k2
I0.k2
零序电流保护
+
零序功率方向继电器
=
方向性零序电流保护 28
零序功率方向继电器的接线方式
3U 0
** *
***
TA * * *
KW0 TV
φsen = 70°
**
3 I0
3U0 * * *
110
Ir 3I0
sen70
I r3 I 0, U r 3 U 0
B X T2.0
4.保护安装处零序电压与电流的相位关系：
U A 0I0 ZT1.0
U A 0
100 I 0
k0 80
7
二、 零序电压、电流滤过器
8
1.零序电压滤过器
*
*
*
*
*
*
U a
U b
U c
m
n
U m n U a U b U c 3 U 0
(a) 用三个单相式电压互感器
9
1.零序电压滤过器
***
***** abc m
* n
U m n U a U b U c 3 U 0
(b) 用三相五柱式电压互感器
10
ABC abc
m
U mn
n
11
1.零序电压滤过器
**
m
n
U a U b
加 法
3U 0
U c
器
(c) 用接于发电机中性点
的电压互感器
(d) 内部合成零序电压
12
2.零序电流滤过器
I0
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
U A0
U k0
U B0
1.零序电压：故障点U0最高，离故障点越远，U0越低，
变压器中性点接地处U0 = 0。
4
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
2.零序电流 分布与中性点接地的多少及位置有关 大小与线路的零序阻抗及中性点接地变压器的零 序阻抗有关
第五节 中性点直接接地系统中接地短路的 零序电流及方向保护
1
当系统中主变压器中性点直接接地时
X0/X1 3
中性点直接接地的电网又称大接地电流系统
110kV及以上电网-中性点直接接地 60kV及以下电网--中性点不接地或不直接接地
2
一、 接地短路时零序电压、电流和功 率的分布
3
T1 A
k
1
2 B T2
要求 Ksen≥1.5
31
七、 对零序电流保护的评价
32
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
33
缺点： 1.对短线路或运行方式变化很大时，保护
往往不能满足要求 2.单相重合闸的过程中可能误动 3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等
I K I III set
III re l u n b.max
式中 Iunb.m K ax np KsK t eIrk.max
➢与下级线路零序III段保护在灵敏度上配合
IsIIeI t2KrIeIIIlsIIeI/tK 10.b
24
灵敏性校验：
Ksen
3I0min I III
set
作为近后备时 应按被保护线路末端接地短路时，流过保护的
** ** **
IB
IA
Ia Ib
IμB
IμA
Ir I0
Ic
IC
I μC
IrIaIbIcn 1 TA [I (AI μ)A (I BI μ)B (I CI μ)C]
n1TA(IμAIμBIμC) Iunb
13
2.零序电流滤过器
ABC
电 缆 头
I0
TA0
优点： ✓ 不平衡电流小 ✓ 接线简单
电缆
14
级的电网时，将使保护的整定配合复杂 化，且将增大第III段保护的动作时间
I k0.AB
I k0.B C
t0II2t0I 1t
II set1
I II set2
l
21
灵敏性校验：
Ksen
3I0min I II
set2
要求 Ksen≥1.5
若不满足要求
✓ 与相邻线Ⅱ段配合 ✓ 用两个灵敏度不同的II段 ✓ 改用接地距离保护
22
五、 零序过电流保护(III段)
23
➢躲下级线路出口三相短路时流过保护装置 的最大不平衡电流Iunb.max
5
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
3. 零序功率
短路点S0最大，越靠近变压器中性点接地处S0越小 对于发生故障的线路，两端S0的方向与S1方向相反， 从线路→母线
6
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0
U A 0I0
X k0 U k0 I0
18
（3）当线路上采用单相自动重合闸时 设置两个零序I段保护
灵敏I段：按条件1或2整定 不灵敏I段：按条件3整定
19
四、 零序电流限时速断保护(II段)
20
与相邻线路零序电流I段配合
T1
A 2
I k0.AB
k
I B 1 k0.BC
C
T2
3I0
III se
t2KrIeIIslIe/tK 10.b
三、 零序电流速断保护(I段)
15
（1）躲过下一个线路出口接地短路的最大三 倍零序电流3I0max
A 1
B 2
3I0
II set
IsIetKrIe3l I0max
(KrIe l 1.2~1.3) 3I0max
l
16
（2）躲断路器三相触头不同时合闸而出现的 最大三倍零序电流3I0unb
IsIetKrIe3l I0unb
整定值应选其中较大者
在按条件(2)整定，定值较大，保护范围较小时
➢ 在手动合闸以及三相自动重合闸时，使零序I段 带有一个小的延时（约0.1s），这样就无需考虑 条件（2）
17
（3）当线路上采用单相自动重合闸时
按条件(1)、(2)整定，往往不能躲开非全相运行 状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流 按能躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时 所出现的最大零序电流整定，保护范围缩小
作为远后备时 应按下级线路末端接地短路时，流过保护的最
小三倍零序电流来校验，要求 Ksen≥1.2
25
动作时限
T2
6
5
T1
4
3
2
1
t
相间保护 零序保护
t6 t5
t4
t 06
t3
t 05 t 04
零序过电流保护的时限特性
t2 t1
l
26
六、 方向性零序电流保护
Ur 3U0
29
零序功率方向继电器的接线方式
** *
***
TA * * *
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KW0 TV
φsen = -110°
**
3I 0
** *
3U 0
Ur 3U0
se n110
Ir 3I0
I r3I 0, U r3 U 0
30
零序功率方向继电器的灵敏性
✓ 没有死区 ✓ 灵敏性的校验
Kse n(3U0S03.oIp0)min
27
T2 1
k1 23
k2 T1
4
I0.k1
I0.k1
I0.k2
I0.k2
零序电流保护
+
零序功率方向继电器
=
方向性零序电流保护 28
零序功率方向继电器的接线方式
3U 0
** *
***
TA * * *
KW0 TV
φsen = 70°
**
3 I0
3U0 * * *
110
Ir 3I0
sen70
I r3 I 0, U r 3 U 0
B X T2.0
4.保护安装处零序电压与电流的相位关系：
U A 0I0 ZT1.0
U A 0
100 I 0
k0 80
7
二、 零序电压、电流滤过器
8
1.零序电压滤过器
*
*
*
*
*
*
U a
U b
U c
m
n
U m n U a U b U c 3 U 0
(a) 用三个单相式电压互感器
9
1.零序电压滤过器
***
***** abc m
* n
U m n U a U b U c 3 U 0
(b) 用三相五柱式电压互感器
10
ABC abc
m
U mn
n
11
1.零序电压滤过器
**
m
n
U a U b
加 法
3U 0
U c
器
(c) 用接于发电机中性点
的电压互感器
(d) 内部合成零序电压
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2.零序电流滤过器
I0
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
U A0
U k0
U B0
1.零序电压：故障点U0最高，离故障点越远，U0越低，
变压器中性点接地处U0 = 0。
4
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
2.零序电流 分布与中性点接地的多少及位置有关 大小与线路的零序阻抗及中性点接地变压器的零 序阻抗有关
第五节 中性点直接接地系统中接地短路的 零序电流及方向保护
1
当系统中主变压器中性点直接接地时
X0/X1 3
中性点直接接地的电网又称大接地电流系统
110kV及以上电网-中性点直接接地 60kV及以下电网--中性点不接地或不直接接地
2
一、 接地短路时零序电压、电流和功 率的分布
3
T1 A
k
1
2 B T2
要求 Ksen≥1.5
31
七、 对零序电流保护的评价
32
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
33
缺点： 1.对短线路或运行方式变化很大时，保护
往往不能满足要求 2.单相重合闸的过程中可能误动 3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等
I K I III set
III re l u n b.max
式中 Iunb.m K ax np KsK t eIrk.max
➢与下级线路零序III段保护在灵敏度上配合
IsIIeI t2KrIeIIIlsIIeI/tK 10.b
24
灵敏性校验：
Ksen
3I0min I III
set
作为近后备时 应按被保护线路末端接地短路时，流过保护的
** ** **
IB
IA
Ia Ib
IμB
IμA
Ir I0
Ic
IC
I μC
IrIaIbIcn 1 TA [I (AI μ)A (I BI μ)B (I CI μ)C]
n1TA(IμAIμBIμC) Iunb
13
2.零序电流滤过器
ABC
电 缆 头
I0
TA0
优点： ✓ 不平衡电流小 ✓ 接线简单
电缆
14
级的电网时，将使保护的整定配合复杂 化，且将增大第III段保护的动作时间
I k0.AB
I k0.B C
t0II2t0I 1t
II set1
I II set2
l
21
灵敏性校验：
Ksen
3I0min I II
set2
要求 Ksen≥1.5
若不满足要求
✓ 与相邻线Ⅱ段配合 ✓ 用两个灵敏度不同的II段 ✓ 改用接地距离保护
22
五、 零序过电流保护(III段)
23
➢躲下级线路出口三相短路时流过保护装置 的最大不平衡电流Iunb.max
5
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0 I 0
X k0 U k0 I0
B X T2.0
3. 零序功率
短路点S0最大，越靠近变压器中性点接地处S0越小 对于发生故障的线路，两端S0的方向与S1方向相反， 从线路→母线
6
T1 A
k
1
2 B T2
X T1.0 A
X k 0
U A 0I0
X k0 U k0 I0
18
（3）当线路上采用单相自动重合闸时 设置两个零序I段保护
灵敏I段：按条件1或2整定 不灵敏I段：按条件3整定
19
四、 零序电流限时速断保护(II段)
20
与相邻线路零序电流I段配合
T1
A 2
I k0.AB
k
I B 1 k0.BC
C
T2
3I0
III se
t2KrIeIIslIe/tK 10.b
三、 零序电流速断保护(I段)
15
（1）躲过下一个线路出口接地短路的最大三 倍零序电流3I0max
A 1
B 2
3I0
II set
IsIetKrIe3l I0max
(KrIe l 1.2~1.3) 3I0max
l
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（2）躲断路器三相触头不同时合闸而出现的 最大三倍零序电流3I0unb
IsIetKrIe3l I0unb
整定值应选其中较大者
在按条件(2)整定，定值较大，保护范围较小时
➢ 在手动合闸以及三相自动重合闸时，使零序I段 带有一个小的延时（约0.1s），这样就无需考虑 条件（2）
17
（3）当线路上采用单相自动重合闸时
按条件(1)、(2)整定，往往不能躲开非全相运行 状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流 按能躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时 所出现的最大零序电流整定，保护范围缩小