线路保护之零序保护原理

U2
R4
C4
7
Ug
8
12
上页 下页 返回
第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
LG-12型零序功率方向继电器接线方式
200
Ug
700 2
sen 700
Ig
IA IB IC
3I0
3U0
TA Ia Ib Ic
Z loa
•
20 Arg U g 160 •
Ig
继电器电压线圈的“*”端与零序电压滤过器
IC C
IB
IA K
B
A
C0
C0
C0
IB
IC
上页 下页 返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
单相接地的特点: 1、发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。 非故障相电压升高至原来的 3倍，电源中性点对地电 压与故障相电势的相量大小相等方向相反； 2、非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容 电流。容性无功功率是由母线指向非故障线路； 3、故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件 的零序电容电流之和。而容性无功功率是由故障线路 指向母线。
时，就有零序电流通 过保护安装点。
电成流零保序护方时向限电不流1配保80合护0时，，以需保M 0加证设选方择向性元。件构
UM 0
上页 下页 返回
第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
3.整流型零序功率方向继电器
动作回路和制 动回路的电压
5
Ig (3I0 ) N1
•
•
•
6
A K U g Zbr I g
障线路，构成有选择性的零序 方向保3护I0 区分出故障
3U0
3I0.unf
sen
3I0.k
上页 下页 返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
三、中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的特点
I
I L
Ik0
I0I
I0I I0G
L
Ik0 C0G
I
Uk0
L
I
C0I
II
C0II
上页 下页 返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
19 2020年4月10日8时59分
20 2020年4月10日8时59分
1. 完全补偿
实际上不采用
缺点：线路上产生很 高的谐振电压。
21 2020年4月10日8时59分
2. 欠补偿
一般也是不采用
缺点：线路上也容易产生很高的谐振电压。
22 2020年4月10日8时59分
3. 过补偿
广泛采用
过补偿度
中性点直接接地 中性点经消弧线圈接地 中性点经高电阻接地
中性点不接地
上页 下页 返回
二、中性变压器中性点接地方式的选择点工作方式
变压器中性点接地方式的选择原则如下： (4)在两台以上变压器并联运行的情况下，规定正常
按一(1台)在变变多压压电器器源中系中性统性点中点接，接地每地运个行电情，源况处其的至它变少变化应压该，器有中直一性接台点影变压响器中 不到性接点零地接序。地电当，流中以性防保止点护中接的性地灵点的敏不变接度压地器。的停因电运此源时因，，某对将种变其原中压因零器与其中它 序性电阻源点抗切接或断地综联的合系零时选，序择形阻应成抗满中与足性停点两用不变点接压要地器求系的统：相。近的一台 或①两(不2台)在使中双系性母统点线不出按接现固地定危的联险变接的压方过器式转运电行入压的中；变性电点所接，地每运组行母。线上至 (②流少 断5)应开(不保低3)有后如压使护一，果侧零 有台每两无序 稳变组台电压母序 定变源器线网 的压的中上器有灵变性 仍并压较敏点 保联器大度直 留运的接 一的。行中接 台，变性地 中应化点。 性选，可这 点用以样 直以零不， 接保序当 接接阻证母地地抗零线的运相序联变行等络压电，的开器变关。压
• 保护如何配置？ • 中性点经消弧线圈接地的补偿方式
有哪些？一般采用哪种？
25 2020年4月10日8时59分
KB
•
E
A
I3B E• IACe j150
jC U UU3IE••&CIUC•KKKCK00Cj(13EC•I• (B0CUU•3UIA•KEU•CCKK)A0UI0&•CUBjKBE&3CUB•0E•IC(&0UCA)•
e j150
KB •UE• KAEBA)
•
K0
EB
EA
U&N
IA
E&C
EB
IB
上页 下页 返回
在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的过 电流保护相比，将具有较小的时限，这是零序过 电流保护的一大优点。
11
2020年4月10日8时59分
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
一.中性点不接地系统单相接地的特点
EC
UI••BKA •
U• KB
j
0EC•E&0BAU••
IB
A
信号
B
C
U
3U0
VVV
Na b c
上页
下页
返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式 2．零序电流保护
①工作原理：利用故障线路零序电流 比非故障线路零序电流大的特点实现。 ②原理接线：采用零序电流互感器 取得零序电流。保护的动作具有选择性。 ③应用：适用于出线较多、 网络总线路长度很长的线路中。
的非“*”端相接，即采用反极性接线方式
上页 下页 返回
第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护 大接地电流系统零序保护的评价
二 三四一、、不接动灵受 线作敏系 简迅度统 单速高振 、荡经和济过、负可荷靠的影响 Y作 是影其用的零而流，对影一序响接时零整当零零过d称响只电，地系序限序定序电接的 ， 测 流可 短统 电相过，过流线能 路， 因 量 保发 流配电因流保的反 为 继 护误 ，生 保合流此保护应 振 电 接动 使降振护保 ，相荡器线作用护是荡反压。继间及就简护 零因和应的按变而电短对可单是 序此对单动最压路称反、零器称一按 过，作大器的过应经序的过的躲 电其时负后电数电负三济负零过 流动限荷的流量流荷相、荷序最 保作，电保时中调保少线时分大 护时护，任试护。不流，量路则 所都 无 意 维不 的限三，必整保不 以受 零 一 护平灵比相 故与定护受 ，其 序 相 方衡敏相，动电度 间 分便高、量过。动。电作流可保靠护。动作时限短。
•
•
U M0 IM0 ZM0
•
•
U N0 I N0 ZN0
当K点发生单相接地
短路时，故障点处的
零序电流为 •
•
I K0
U K0
Z0
1TM M
N 2TM
Z MK 0
Iko
K Z NK 0
ZM0
IM 0 UM 0 IK 0
UM0
UK 0
IN 0 UN 0
UK0 UN0
Z N 0 IM 0
IM 0
M 0
M 1 K1 2 N 3 K2 4 P
2.正向故障时，保护安装
点在零零序序电电压流与保零护序正电方流的
相向位有关中系性点接地的变
压器的情况下，无论
被保•护线路对侧有无•
IM 0
IM 0
U I Z 电发源生，非M当对保称0 护接反地方故向障 M 0
当零序电流速断保护不能躲过反方向接地故
M障0时流过本M 保0 护的最大零序电流，或零序过
UR
R1 N2 Zbr Ig N3 Zbr Ig
KP
•
•
•
B K U g Z br I g U1
功率方向继电器 动作方程
C1 R2 C2 R3 C3
•
•
•
•
K U g Zbr I g K U g Zbr I g
•
90
Arg
KU g
•
90
Z br I g
U1
T
nTUg
nTUg U2
11
KP
上页 下页 返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式 3．零序功率方向保护
在出线较少的情况下，非故障线
路的零序电容电流与故障线路的
零序电容电流相差不大，采用零
序电流保护K灵WZ敏度很难满足要求
，可利用故s障en 线900 路和非故障线路
零序功率方向的不同，区分出故
线路保护之零序保护原理
本章主要内容 一、中性点直接接地电网中单相 接地故障的保护 二、小接地电流系统单相接地故 障的保护
第一节中性点直接接地电网中单相接 地故障的保护
一、中性点工作方式
当当发一生相一发点生接 接地故障时，即 故构障成电单流相是接各地 元短件路对，地这的时电所 容产电生流的，故往障往电 比流负很荷大电流，小称中 得性多点，直所接以接这地 种的系系统统叫为小大接接 地地电电流流系系统统。。
上页 下页 返回
第二节小接地电流系统单相接地 故障的保护
二.中性点不接地系统单相接地的保护方式
1．无选择性绝缘监视装置
工作原理：利用单相接地时出现零序电压 的特点实现。 原理接线：接于发电厂或变电所母线上。 动作情况：不管哪一出线发生接地， 此装置均动作，只能通过依次断开每条 线路来找出故障线路。 缺点：只能判断故障相别，不能判断 故障线路，无选择性动作。 应用：出线较少的网络。
一般为5%~10%
通过故障线路的电流为补偿以后的感性电流； 方向是由母线流向线路，与非故障线路的方向一样； 它的数值也和非故障线路的容性电流差不多。
23 2020年4月10日8时59分
小结
• 单相接地时零序分量的特点 • 保护配置
24 2020年4月10日8时59分
思考题
• 中性点非直接接地电网发生单相接 地时零序分量的特点？
经消弧线圈接地系统单相接地的特点: 当采用过补偿方式时，流经故障线路和非故障 线路保护安装处的电流，是电容性电流，其容 性无功功率方向都是由母线流向线路。故无法 利用功率方向来判别是故障线路还是非故障线 路。当过补偿度不大时，也很难利用电流大小 判别出故障线路。
上页 下页 返回
• 全系统电容电流超过下列数值时， 应装设消弧线圈： 3~6kV电网——30A； 10kV电网——20A； 22~66kV电网——10A。
上页 下页 返回
四、零序电流保护的组成及多段式零序电流保护
QF
零序电流速断(I 段)
YC
+
I
1KA
1KS
2KS 3KS
It
It
KC 2KA
1K
零序过电流 (III 段)
上页 下页 返回
第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
1. 零序方向电流保护 1.增设方向元件的必要性
180 0 M 0
零(2(3)序)零零电序序压电或、流负零是序序由功电故率流障方的点向分处布与零具正序有序电下功压特率产点方生：向，
(性只动1相点)点。在故反，接并故障，而地由障点零即处大点序正处的地与功序的零构中率功零序成性方率序电回点向方电压路接却向压为。地由为最零的故由高。变障母，压点线变器指指压之向向器间母故流中线障。UM 0
以器提。高正零常序将电其流中一保台护变灵压敏器度中和性简点化直保接护接接地线。。当中性点接地 的变压器退出运行时，则将另一台变压器转入中性点接地运 行。
上页 下页 返回
第一节中性点直接接地电网中单相接地故障的 保护
三、接地故障时零序分量的分布特点
故障点处、母线M 和N处的零序电压 为
•
•
U K0 I K0 (ZM0 ZMK0 )