零序方向电流保护
零序方向电流保护
05 零序方向电流保护的优缺 点及改进方法
零序方向电流保护的优点
选择性
零序方向电流保护能够根据故障 电流的方向判断故障线路，从而 有选择性地断开故障线路，避免
误操作。
灵敏性
对于接地故障，零序方向电流保护 的灵敏度较高，能够快速检测到故 障并采取保护措施。
可靠性
零序方向电流保护的原理简单，结 构清晰，运行可靠，能够确保电力 系统的稳定运行。
零序电流速断保护
根据系统运行方式和设备参数， 计算出保护装置能够快速切断故 障电流的整定值。
零序过流保护
根据设备正常运行时的负荷电流 和保护装置的可靠系数，计算出 能够保护设备免受过电流损害的 整定值。
零序方向电流保护的时限整定
瞬时速断时限
为了快速切除故障，零序方向电流保护的瞬时速断时限应与线路的短路电流和 继电器动作时间相配合。
在变压器保护中的应用
变压器是电力系统中的重要设备，其 安全运行对于电力系统的稳定至关重 要。
当变压器发生接地故障时，零序方向 电流保护能够快速切断故障绕组，以 减小对变压器的损坏和避免事故扩大。
变压器零序方向电流保护主要用于防 止变压器绕组间的接地故障，通过检 测零序电流的相位和幅值来实现。
在母线保护中的应用
04 零序方向电流保护的应用
在输电线路中的应用
输电线路零序方向电流保护主要用于防止由线 路两侧零序电流相位差引起的接地故障。
当输电线路发生接地故障时，零序方向电流保 护能够快速准确地检测到故障，并切断故障线 路，以减小对整个电力系统的冲击。
零序方向电流保护的配置需要考虑输电线路的 长度、负荷特性以及系统运行方式等因素，以 确保保护的可靠性和选择性。
零序方向电流保护的缺点
零序方向电流保护说明
以零序电压为基准，零序电流超前零序电压时角差为正，反之为负。
功率方向的问题：功率方向设为Forward，则以电压为基准，电流在一，四象限之间动作。
方向零序过流模块可设电压闭锁、可设方向或者不带方向动作，可设在功率反向为正向动作或者反向动作。
参见如下。
动作模式定值参数：F042S042，值域：BasicAng&U0(满足基准角条件且零序过电压)或BasicAng(满足基准角条件)或NO-Dir.I0(无方向，满足过电流条件)；
动作方向定值参数：F042S043，值域：Forwad(正向，即功率流出母线)或Reverse(反向，即功率流向母线)
动作范围可选两档：±80°或者±88°。
最好选择±80°，比较简单可靠，动作区域为BasicAng±80°。
BasicAng(灵敏角)有4档：－90°、－60°、－30°、0°。
零序方向过流保护原理
零序方向过流保护原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠零序方向过流保护原理。
咱就说啊，电这玩意儿，就像个调皮的小孩子，有时候会乱跑乱撞。
零序电流呢，就像是这个小孩子留下的小脚印。
零序方向过流保护啊，就是专门来盯着这些小脚印的“大侦探”。
你想啊，正常情况下，电流都是在电线里乖乖地流来流去。
可要是哪里出了问题，比如漏电啦、短路啦，这零序电流就出现啦。
这时候，零序方向过流保护就会立刻警觉起来：“嘿，不对劲啊！”它怎么工作的呢？就好比是一个聪明的守门员，时刻守着电流的“球门”。
一旦零序电流这个“小调皮”想偷偷溜进球门，它就能迅速判断出方向和大小，然后果断出击，把危险给拦住。
比如说，要是漏电了，零序电流就会突然增大，这就像是平静的水面突然泛起了大浪。
零序方向过流保护这个“聪明的卫士”马上就能察觉到，“哎呀，这里有情况！”然后迅速采取行动，切断电源，保护我们的电器设备和人身安全。
你说它重要不重要？那肯定重要啊！没有它，我们的电可就乱套啦，说不定啥时候就出大问题了呢！它就像我们生活中的守护者，默默地工作着，保障着一切的正常运转。
我们平时可能感觉不到它的存在，但它却一直在那里，不离不弃。
你再想想，要是没有零序方向过流保护，那得多可怕呀！电器可能会随时坏掉，甚至还可能引发火灾啥的。
这可不是开玩笑的呀！所以说啊，零序方向过流保护原理虽然听起来有点复杂，但它真的是太重要啦！我们得好好感谢它为我们的生活保驾护航呢！咱就这么说吧，这零序方向过流保护原理就像是一把保护伞，为我们遮风挡雨，让我们能安心地享受电带来的便利。
它虽然不声不响，但却有着巨大的力量，是不是很神奇？总之啊，可别小瞧了这零序方向过流保护原理，它可是我们生活中不可或缺的一部分呢！。
小电流接地系统和大电流接地系统零序方向保护的区别
小电流接地系统零序方向保护和大电流接地系统零序方向保护的区别小电流接地系统必须要有零序CT，自产零序只能用在大电流接地系统中。
小电流接地系统不能用自产零序的原因：小电流接地系统发生单相接地故障时，零序电流的大小为其他非故障线路非故障相电容电流之和。
对于单回路线路来说，其零序电流为零，所以小电流接地系统不能用自产零序。
小电流接地系统的零序电流保护必须要有专用的零序电流互感器，所以装置也必须要有专门的零序电流通道。
大电流接地系统发生单相接地故障时，其零序电流的大小为其他两相电流之和，所以可以用自产零序来作为零序电流保护的动作判据。
对于变压器来说，小电流接地系统中性点是不接地的，所以其中性点没有专门的零序电流互感器，而对于大电流接地系统来说，中性点是直接接地的，所以其中性点可以装专门的零序电流互感器来检测流过中性点的零序电流，因此大电流接地系统有中性点零序电流保护和接地零序电流保护。
对于大电流接地系统来说，其变压器中性点的零序电流保护要注意其极性端的抽取，对于微机保护来说，大电流接地系统的零序方向保护都有两相定值“方向指向母线”和“方向指向变压器”需要设置，其方向定义不同，则零序电流和零序电压的相位关系即不相同：选择“方向指向母线”时零序电压超前零序电流75度左右，选择“方向指向变压器”时零序电流超前零序电压110度左右。
要区分一种装置适用于小电流接地系统还是适用于大电流接地系统，可以从一下方面来判断：1）首先根据动作判据来区分，确定其零序电流使用的是自产零序还是经过专门的零序电流通道的零序电流。
2）根据零序方向保护的动作区间来区分，一般来说小电流接地系统正常时零序电流超前零序电压90度，故障时零序电流滞后零序电压90度，所以其动作区间一般应该为180度—360度；大电流接地系统故障时零序电流超前零序电压110度，其动作区间一般为15度—195度左右。
间隙电流保护的原理传统的保护变压器中性点安全的方法是：将全系统所有变压器的零序过流保护的出口都横向并联在一起，去启动一个公用的出口部件，这个部件叫零序公用中间。
继电保护原理方向保护原理
继电保护原理方向保护原理一、零序方向保护原理在系统正常运行时，只有正序分量，没有零序分量，当系统发生接地短路故障或不对称断线故障时才产生零序分量，因此零序分量是构成保护的一种很可利用的故障特征量。
要构成方向保护必须能够区分正、反方向故障。
接下来我们分析一下正、反方向短路故障时零序分量的方向性。
规定正方向：电流由母线指向线路为正方向；电压以电压升为正方向1、正方向短路故障：系统接线及零序序网如下图示由图可得：Uo=－Io×Xso通常情况下零序阻抗角按约75度考虑，所以正方向短路时Uo超前Io约-105度。
2、反方向短路故障：零序序网如下图示由图可得：Uo=Io×(Xlo+Xro)通常情况下零序阻抗角按约75度考虑，所以反方向短路时Uo超前Io约75度。
分析序网要切记一点，在计算某点电压时要由高电位点经过无电源端至低电位点构成回路，如果从电源端计算，则等于电源电压加（或减）两点间压降，而电源电压很可能也是一个未知数。
对于零序网络来说，短路点电压最高，可以看成是零序回路的电源。
由分析可以看出：在特定的正方向下，零序分量具有明确的方向性。
根据上述推导，如果要构成一个零序方向继电器，使它在正方向短路时动作，反方向短路时不动，则该继电器的最大动作灵敏角应为Uo超前Io约-105度。
据此我们可以画出零序方向继电器的动作特性图：由动作特性可得动作方程：165o≤arg3U O/3I O≤－15o当我们知道动作特性及动作方程后，就可以构成继电器。
二、负序方向保护原理同样在系统正常运行时，也没有负序分量，当系统发生不对称短路故障或不对称断线故障时才产生负序分量，因此负序分量也是构成保护的一种很可利用的故障特征量。
接下来我们看一下系统正、反方向短路故障时负序序网图：由图可得：正方向短路U2=－I2×Xs2反方向短路U2=I2×(Xl2+Xr2)通常情况下负序阻抗角按约75度考虑，所以正方向短路时U2超前I2约-105度。
零序电流及方向保护
小。 如：一个变电站有2台变压器，那么,平常
只允许一台接地，另一台不接地。当接地的
变压器检修(退出运行)时，才将不接地的变
压器改为接地。尽量满足上述的要求。
这是继电保护对一次系统提出的要求。
25/57
二、零序电流Ⅱ段保护
与下一级线路的零序Ⅰ段电流定值进行
配合（电流、时间两方面的配合）。保护范
M
1 2
N
0M I 0 N I 0N U
Z0 N
Z 0M
0K U
0K
U 0 N U0 N Z0 N I
0N U
0N U
N侧零序相位 关系如右图
0M U
0
0 N I
0为Z 0 N 的角度
5/57
1）内部接地时
1 2
2）N侧外部接地时
1 2
0M U
0 M I
Z0 N 0 K 0 K C 0 M I I Z0M Z0 N
19/57
其中，
C0 M
Z0 N — M侧零序电流分配系数。 Z0M Z0 N
I 0.set
I
K rel I 0.max K rel C 0 M .max I 0 K .max
整定时，取： 1）Z 0 N 为最大，Z 0 M 为最小； E0 E0 2）I 0 K .max max , 2 Z1 Z 0 Z1 2 Z 0
分解出零序分量之后,零序电压的分布如下：
M
1 2
N
0 N Z0 N I 0 N U
Z0 N
Z 0M
0M I
0K U
变压器零序(方向)过流保护原理
变压器零序(方向)过流保护原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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
零序电流方向保护测试
在双侧或多侧电源的网络中，电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地，由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，因此在变压器接地数目比较多的复杂网络中，就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。
在零序电流保护上增加功率方向元件，利用正方向和反方向故障时，零序功率方向的差别，来闭锁可能误动作的保护，从而保证动作的选择性。
下面以PSL 602G 数字式线路保护装置为例，介绍零序电流方向保护的测试方法。
其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
该保护装置的零序电压3U0 由保护自动求和完成，即3U0＝Ua+Ub+Uc。
零序电压的门坎按浮动计算，再固定增加0.5V，所以零序电压的门坎最小值为0.5V。
零序方向元件动作范围：其灵敏角在-110°，动作区共150°。
1、保护相关设置：（1）保护定值设置：（2）保护压板设置：在“保护定值”里，把控制字2（KG2）设为0001，即只把“KG2.0=1，即零序Ⅰ段方向投入”，其他均置为“0”，含义是：只投入带方向的灵敏段Ⅰ段保护。
在保护屏上，投“零序总投入”、“零序Ⅰ段”硬压板。
2、试验接线：将测试仪的电压输出端“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”分别与保护装置的交流电压“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”端子相连。
将测试仪的电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的交流电流“Ia”、“Ib”、“Ic”（极性端）端子相连；再将保护装置的交流电流“Ia＇”、“Ib＇”、“Ic＇”（非极性端）端子短接后接到“Io”（零序电流极性端）端子，最后从“Io＇”（零序电流非极性端）端子接回测试仪的电流输出端“In”。
将测试仪的开入接点“A”、“B”、“C”分别与保护装置的分相跳闸出口接点“跳A”、“跳B”、“跳C”接点相连，将测试仪的开入公共端“+KM”与保护装置的公共端相连。
试验过程中也可以直接接一个开入量接点。
图1.8.2 PSL-602G 零序过流方向保护测试接线图3、零序过流方向保护测试（即灵敏角测试）：在“交流试验”菜单里，可以用手动或自动两种方式分别对零序过流方向保护各段进行测试。
零序保护的优点
零序保护的优点
零序电流方向保护的优点
1、灵敏度高，受故障电阻的影响较小。
经高电阻接地故障时，零序电流保护仍可动作。
2、系统振荡时候不会误动。
零序电流方向保护不怕系统振荡，因为振荡系统仍是对称系统，故没有零字电流。
3、在电网零字网络基本保持稳定的条件下，保护范围比较稳定。
由于线路零序阻抗比增序阻抗一般大3-3.5倍，故线路始端与末端短路时，零序电流变化显着，零序电流随着线路保护接地故障点的位置的变化曲线较陡，其瞬时段保护范围较大，对一般长线路和中长线路可以达到全线的70%-80%，性能与距离保护相近。
4、系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电压和零序电流，因此零字保护的延时段动作电流可以整定的较小，这有利于提高其灵敏度。
并且，零序电流保护之间的配合只决定于零字网络的阻抗分布情况，不受负荷潮流和发电机开停机的影响，只需要零序网络保持基本稳定，便可以获得良好的保护效果。
(试讲正式)线路零序方向电流保护原理
线路零序电流保护一般配置四段式：I段只能保护线路全
长的一部分；II段以较短的延时切尽可能切除本线路故障 ；III段应可靠保护本线路全长；IV段起可靠的后备作用， 兼作下段线路的后备。 零序保护只能反应接地短路，不能相间短路故障。 系统振荡时，零序电流保护不会误动。 同杆并架的两条线路上，非故障线路零序保护可能误动。 零序电流的大小，不仅与零序阻抗大小有关，还与正序、 负序阻抗有关。
4.大电流接地系统与小电流接地系统比较
5.零序电流方向保护的时限特性
零序反时限过电流保护特性方程为
：
TP—时间系数； IP—零序电流反时限启动定值
；
6.小结
零序电流方向保护基本原理
零序电流方向保护特点
零序电流、零序电压相位关系
谢谢！
大接地电流系统线路零序 电流方向保护原理
1.零序电流方向保护基本原理
线路正常运行时没有零序电流，只有在故障 时才会产生零序电流：
3I0=（IA+IB+IC）
同时产生零序电压： 3U0=（UA+UB+UC） 通过比较3I0、3U0的相位确定故障发生 的方向。
2.零序电流方向保护的特点
线路零序电流保护是反应输电线路一端零序电流的保护。
3.零序电压、电流和序电压最高，系统中 距离故障点越远处的零序电压越低，取决于测量点到 大地间阻抗的大小。 零序电流 零序电流的分布，主要决定于送电线路的零序阻抗和 中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位 置无关。 零序功率及电压、电流相位关系 对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率 方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线 的。
线路零序方向电流保护原理
线路零序方向电流保护原理线路零序方向电流保护是一种用于保护电力系统中的电力线路的重要保护装置，主要用于检测并保护线路的零序故障。
在电力系统中，零序故障是指线路上出现了对地短路或线路与地之间存在接地故障，这会导致线路电流中出现非零序成分。
为了提高电力系统的可靠性和稳定性，就需要对线路的零序电流进行准确地检测和保护。
线路零序方向电流保护主要基于配电线路中的零序电流的方向差异来实现。
一般来说，正常情况下线路上的零序电流是相互抵消的，即电流从供电侧流向负载侧，然后再经过负载返回到供电侧。
但是一旦出现了零序故障，例如线路发生了对地短路，那么线路上的零序电流将无法达到平衡状态，即存在了电流的不对称性。
线路零序方向电流保护的原理基于对线路上电流方向的检测。
实际上，电力线路上的电流都是交流电流，其方向会随着时间变化。
因此，线路零序方向电流保护装置利用线路上电流的变化特点，通过检测线路上电流的角度和变化率，来判断线路上是否存在零序故障。
具体来说，线路零序方向电流保护装置一般采用微处理器作为中央处理单元，通过电流传感器来监测线路上的电流。
当线路存在零序故障时，线路上的电流会出现不对称的情况，即线路上的电流相位和振幅会发生变化。
通过对电流的采样和处理，线路零序方向电流保护装置能够判断线路上电流的方向是否正常。
一般来说，线路零序方向电流保护装置会将电流的相位角转换成数字信号，并进行比较和判断。
当线路上电流的相位角偏离一定的范围时，线路零序方向电流保护装置会发出报警信号，并进行相应的保护动作，例如切断或隔离故障线路。
线路零序方向电流保护装置的设计和配置需要考虑诸多因素，例如线路的类型和电流的变化范围等。
同时，为了提高保护的精度和可靠性，一般会采用多种保护元件和技术，并配合其他保护装置一起使用，例如过电流保护、重合闸保护等。
总之，线路零序方向电流保护是一种重要的电力系统保护装置，通过对线路上电流方向的检测，可以判断线路是否存在零序故障，并采取相应的保护措施。
零序电流及方向保护
06
零序电流及方向保护的发展 趋势
数字化技术的应用
数字化技术提高了零序电流及方向保 护的准确性和可靠性，通过高速数据 采集和传输，实现对电网故障的快速 响应和处理。
零序方向保护的分类
根据零序电流的获取方式，零序方向保护可以分为自产零序电流型和互感器取流型 两类。
自产零序电流型保护利用变压器的三相电流合成零序电流，具有不受变压器接线方 式影响的优点，但受变压器容量和系统运行方式影响较大。
互感器取流型保护通过互感器从系统中获取零序电流，受变压器容量和系统运行方 式影响较小，但受互感器安装位置和接线方式影响较大。
确定保护装置的整定值
确定零序电流速断保护的整定值
根据系统运行方式和设备特性，计算零序电流速断保护的整定值，以确保在发生故障时保护装置能够 快速切除故障。
确定零序过流保护的整定值
根据系统运行方式和设备特性，计算零序过流保护的整定值，以确保在发生故障时保护装置能够正确 切除故障并避免误动。
04
零序方向保护
集成化保护装置的发展
集成化保护装置是未来发展的趋势， 将零序电流及方向保护与其他保护功 能集成在一起，实现多功能的综合保 护。
集成化保护装置可以简化电网结构和 降低设备成本，提高电网运行的稳定 性和可靠性。
感谢您的观看
THANKS
时间进行整定。
灵敏度校验是指检验保护装 置在最小运行方式下发生单 相接地故障时的灵敏度是否 满足要求，一般要求灵敏系
数大于等于1.5。
零序电流保护—零序电流保护原理
01
绝缘监察装置的原理接线图
如图为绝缘监察装置的接线原理图
02
绝缘监察装置的原理
• 正常运行时，系统三相电压对称且没有零序电压，所以三只 电压表读数相等，过电压继电器KV不会动作
• 正序、负序分量可以相互平衡，合成后为零，不会流向中 性点；而零序电流是三个大小相等、方向相同的电流，如 图（c）所示，是不能相互平衡抵消的。
正序、负序、零序电流相量图
02
阶段式零序电流保护的基本逻辑图
基本逻辑图
03
零序电流保护优越性
• 中性点直接接地电网发生接地故障时会出现很大的 零序电流
• 利用这一特点，在中性点直接接地电网中，由于其 保护简单可靠、灵敏度高，保护区较稳定，得到了 广泛的应用
认知零序电流保护定义、绝缘 监察装置原理及其接线图、保 护优缺点及排除故障方法
教学目标
要求学生通过学习，了解并掌握认知零序电流保护定 义、绝缘监察装置原理及其接线图、保护优缺点及排除故 障方法等知识。
教学重点
1
认知零序电流保护定义
2
认知零序电流保护优缺点
3 认知零序电流保护保护排线圈接地和中性点不接地方式的电网发生单相 接地时，由于其短路回路的电抗值较大，或根本不能构成短路回 路，因而故障电流很小，故通常称这两种接地方式的电网为小接 地电流电网（或小接地电流系统）
03
电网接地保护概述
• 小接地电流电网发生单相接地时，不但故障电流很小，而 且电网上的线电压仍然保持对称关系，因此不影响对负荷 的正常供电，电网可以短时继续运行1~2小时
零序保护I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段定值校验
当中性点直接接地的电网（又称大接地电流系统）中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，因此利用零序电流来构成接地短路的保护就具有显著的优点。
零序电流方向保护是反映线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护，具有原理简单、动作可靠、设备投资小、运行维护方便、正确动作率高等一系列优点，所以在中性点直接接地的电网中，获得了广泛的应用。
零序电流保护通常由多段组成，一般是四段式，并可根据运行需要而增减段数。
其零序电压和零序电流可分别通过零序电压过滤器和零序电流过滤器获得，在微机保护中，也可根据输入的三相电压、三相电流分别计算出零序电压、零序电流。
零序保护I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段定值校验在“距离与零序试验”菜单可以定性分析零序保护各段动作的灵敏性和可靠性，能一次性自动完成零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段定值校验，根据规程，一般是以5%误差为标准对动作值进行定点校验。
下面以RCS-901B 线路保护装置为例，介绍零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段定值校验的方法。
其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
1、保护相关设置：（1）保护定值设置：（2）保护压板设置：在“保护定值”里，把“投零序过流I段”、“投零序过流Ⅱ段”、“投零序过流III段”、“投零序过流Ⅳ段”均置为“1”，其他控制字均置为“0”。
在“压板定值”里，仅把“投零序保护压板”置为“1”。
在保护屏上，仅投“零序保护”硬压板。
2、试验接线：将测试仪的电压输出端“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”分别与保护装置的交流电压“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”端子相连。
将测试仪的电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的交流电流“IA”、“IB”、“IC”（极性端）端子相连；再将保护装置的交流电流“IA＇”、“IB＇”、“IC＇”（非极性端）端子短接后接到“IN”（零序电流极性端）端子，最后从“IN＇”（零序电流非极性端）端子接回测试仪的电流输出端“In”。
零序电流及方向保护.pptx
对零序电流保护的评价
与相间电流保护相比，具有独特的优点 • 灵敏度高 • 受系统运行方式变化的影响要小得多 • 系统中发生某些不正常运行状态时，不受影响 • 没有电压死区
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对零序电流保护的评价
缺点 • 对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，保护往往不能满足系统运行所提出的要求。 • 单相重合闸过程中的非全相运行状态，可能出现较大的零序电流，影响零序电流保护的正确动作 • 采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网，任一电网中的接地短路都将在另一网络中产生零序电流，
3I0.unb
，引
• 当线路上采用单相自动重合闸时，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。
第7页/共16页
零序电流II段保护
II
K II
rel I
I I set.2
set.1
K0.b
第8页/共16页
零序电流II段保护
第9页/共16页
零序电流III段保护
零序过电流保护的整定原则：
– 躲开在下级线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电
流
Iunb.max ，引入可靠系数
K III re l
，即
III
K III
rel
I I set.2
unb. m a x
K0b
第10页/共16页
零序电流III段保护
第11页/共16页
方向性零序电流保护
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方向性零序电流保护
第13页/共16页
零序电流速断保护的整定原则：
• 躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电
流 3I0.max ，引入可靠系数K rIel
主变零序方向电流保护接线正确性检查
６ 利用工作电压、负荷电流验证整个回路接线的正确性
对零序功率方向 继电器引人工作电压 Ｕ ， ＝ Ｏ ， Ｕ Ｈ ， Ｕ ： 为正常值， 此时３ Ｕ ｏ ＝ － Ｕ， 分别通人３ ７ ｏ ＝ Ｉ ， Ｉ ， ， Ｉ ． 为负荷电流， 结果在通人 Ｂ 相电流时继电器动作， 通人 Ａ ， Ｃ 相电流时继电器不动作。 与理论 分析结果相一致。 ７ 结论
Ｉ ｌ ｍ ｏ ＝ ｈ ｎ ｏ （ Ｚ ｎ ｏ ＋ Ｚ ｌ ｏ ）二 一 Ｉ ｎ ｏ （ Ｚ ｎ ｏ ＋ Ｚ ｌ ｏ ） ， 式中Ｚ ｎ ｏ － 一对侧系统的零序阻抗；
Ｚ ｌ 。 一 线路零序阻 抗。
Ｚ ｎ ｏ ＋ Ｚ ｌ ｏ 主要取决于线路阻抗， 所以 其阻抗角约在 ８ ０ 度左右。 零序电流与零序电压相量关系如 附图２ Ｂ 所示， 零序电流滞后零序电压约 ８ ０ ０ 左右。
５ ． ２ 负荷角测试以确定套管 Ｃ Ｔ的极性
在１ １ ０ ２ 开 关向 母线送有功Ｐ ＝ ２ １ ＭＷ ， 从母线获得无功 Ｑ ＝ － ４ ＭＶ Ａ Ｒ时， 负荷角为３ ３ ６ ＂ ， 即 在
第四象限。 从二次侧测得 １ １ ０ Ｋ Ｖ高压套管 Ｃ Ｔ电流的六角图如附图６ ：
间 存在如 下关系：
Ｐ ＝ Ｐ ＋ ｊ Ｑ ＝ Ｅ Ｉ ＊ Ｃ Ｏ Ｓ ０ ＋ ｊ Ｅ Ｉ ＊ Ｓ Ｉ Ｎ ０ ， 所以在复平面上固 定电流向量， 反时针移动电压向量，即可在 Ｅ ， Ｉ ， Ｐ ， Ｑ之间建立起一一对应的 关系。如右图： 该主变零序功率方向过流保护的电流取自主变 １ Ｉ Ｏ Ｋ Ｖ高压套管Ｃ Ｔ ，电流 Ａ ４ １ １ ， Ｂ ４ １ １ ， Ｃ ４ １ １ 引至保
附 图６
且 满足Ａ ｒ Ｃ ｔ ｇ （ ｐ ／ ｑ ） 二 Ａ ｒ ｇ （ Ｕ／ Ｉ） 。这样一次侧功率的流向与二次侧测定的功率的流向完全 一致。 说明 套管Ｃ Ｔ的 极性端指向 变压器， 零序功率方向继电器的方向指向 线路。 将 Ｇ的动作区画
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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
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
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
Ur 3U0
29
零序功率方向继电器的接线方式
** *
***
TA * * *
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
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
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
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
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
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
***
***** 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
要求 Ksen≥1.5
31
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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
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