第23章中性點直接接地系統(tǒng)零序及方向保護

1、2.3 中性點直接接地系統(tǒng)中接地短路的零序電流及方向保護110kV電網(wǎng)220kV電網(wǎng)330kV電網(wǎng)500kV電網(wǎng)中性點直接接地電網(wǎng)當(dāng)系統(tǒng)中主變壓器中性點直接接地時310XX /中性點直接接地的電網(wǎng)又稱大接地電流系統(tǒng)110kV及以上電網(wǎng)-中性點直接接地60kV及以下電網(wǎng)-中性點不接地或不直接接地正常運行相間短路系統(tǒng)振蕩無零序分量單相接地兩相接地一相斷線兩相斷線有零序分量包括零序電壓、零序電流、零序功率。主要內(nèi)容一、接地短路時零序電壓、電流和功率的分布二、零序電壓、電流濾過器三、零序電流速斷保護(I I段)四、零序電流限時速斷保護(IIII段)五、零序過電流保護(IIIIII段)六、方向性零序電流

2、保護七、對零序電流保護的評價一、接地短路時零序電壓、電流和功率的分布k0U0kX0kX 01T .X02T .XAB0I0I 1.零序電壓：故障點U0最高，離故障點越遠，U0越低，變壓器中性點接地處U0 = 0。 0kU0AU0BU2.零序電流分布與變壓器中性點接地的多少及位置有關(guān)。大小與線路的零序阻抗及中性點接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。k0U0kX0kX 01T .X02T .XAB0I0I k0U0kX0kX 01T .X02T .XAB0I0I 3. 零序功率短路點S0最大，越靠近變壓器中性點接地處S0越小。 對于發(fā)生故障的線路，兩端S0的方向與S1方向相反，從線路母線。 k0U0kX0k

3、X 01T .X02T .XAB0I0I 4.保護安裝處零序電壓與電流的相位關(guān)系：01T00A.ZIU0AU0I 800k 100 0AU二、零序電壓、電流濾過器1.零序電壓濾過器(a)用三個單相式電壓互感器0cbamnUUUUU3aUbUcU1.零序電壓濾過器(b)用三相五柱式電壓互感器0cbamnUUUUU3mnUCBAamcnb1.零序電壓濾過器(c)用接于發(fā)電機中性點的電壓互感器(d)內(nèi)部合成零序電壓加法器0U3aUbUcU2.零序電流濾過器AIaIAIBIbIBICIcIAIrIcbarIIII)()()(CCBBAATA1IIIIIIn)(CBATA1IIInunbI2.零序電流濾

4、過器優(yōu)點： 沒有不平衡電流 接線簡單三、零序電流速斷保護(I段)03Il（1）躲過下一個線路出口接地短路的最大三倍零序電流3I0max max0IrelIset3IKImax03I).(3121IrelKIsetImax0I3的計算：的計算： 故障點：本線路末端 故障類型： （假設(shè) ） 21XX0110ZZ2E3I3 )(0102202021020Z2ZE3ZZZZZZZZE3I3 ),(當(dāng)當(dāng)),()(0201010I3I3XX 當(dāng)當(dāng)),()(0201010I3I3XX 運行方式 本側(cè)與對側(cè)的電源應(yīng)是最大運行方式；背后的零序阻抗小，對側(cè)的零序阻抗大。（2）躲斷路器三相觸頭不同時合閘而出現(xiàn)的最大

5、三倍零序電流3I0unbunb0IrelIset3IKI0.unb3I的計算： 兩相先合：01NM02202021NM0.unb2333ZZEEZZZZZZZZEEI 一相先合：01NM0.unb233ZZEEI （2）躲斷路器三相觸頭不同時合閘而出現(xiàn)的最大三倍零序電流3I0unbunb0IrelIset3IKI整定值應(yīng)選其中較大者在按條件(2)整定，定值較大，保護范圍較小時。 在手動合閘以及三相自動重合閘時，使零序I段帶有一個小的延時（約0.1s），這樣就無需考慮條件（2）。（3）當(dāng)線路上采用單相自動重合閘時F 按條件(1)、(2)整定，往往不能躲開非全相運行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時所出現(xiàn)的最

6、大零序電流。F 按能躲開非全相運行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時所出現(xiàn)的最大零序電流整定，保護范圍縮小。矛盾?。?）當(dāng)線路上采用單相自動重合閘時，按能躲開在非全相運行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時，所出現(xiàn)的最大零序電流整定。設(shè)置兩個零序I段保護F 不靈敏I段：按條件3整定F 靈敏I段：按條件1或2整定四、零序電流限時速斷保護(II段)0.b.minIset1IIrelIIset2/ KIKI與相鄰線路零序電流I段配合 tttI01II02k0.ABIk0.BCIk0.BCIk0.ABIIIset2I03IlIset1I靈敏性校驗：IIset20sen3IIKmin要求 Ksen1.5 與相鄰線段配合 用兩個靈

7、敏度不同的II段 改用接地距離保護若不滿足要求五、零序過電流保護(III段)unb.maxIIIrelIIIsetIKI (1)躲下級線路出口三相短路時流過保護裝置的最大不平衡電流Iunb.max )3(k.maxerstnpunb.maxIKKKI式中(3)k.maxI線路末端三相短路時流過保護的最大短路電流 npK非周期分量系數(shù)，t=0s時，取1.52；t=0.5 s時取1 stK同型系數(shù)，型號相同時取0.5、不相同時取1 erK電流互感器的10%誤差，取0.1 1.2)1.1(KIIIrel 其中其中: (2)與下級線路零序III段保護在靈敏度上配合0.bIIIset1IIIrelIII

8、set2KIKI/靈敏性校驗：IIIset0sen3IIKminF 作為近后備時應(yīng)按被保護線路末端接地短路時，流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求 Ksen1.5F 作為遠后備時應(yīng)按下級線路末端接地短路時，流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求 Ksen1.2III01set0B.minsenI3IK 1.作為近后備時：應(yīng)按被保護線路末端接地短路時，流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求1.5Ksen 2.作為遠后備時：應(yīng)按相鄰線路末端接地短路時，流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求III01set0C.minsenI3IK 1.2Ksen min0I3動作時限tl1t2t3t4t5t零序

9、過電流保護的時限特性6t相間保護04t05t06t零序保護 在同一線路上的零序過電流保護與相間短路的過電流保護相比，將具有較小的時限，這是零序過電流保護的一大優(yōu)點。六、方向性零序電流保護0.k1I0.k1I 0.k2I0.k2I 零序電流保護 + 零序功率方向繼電器 = 方向性零序電流保護k1點短路時k2點短路時零序功率方向繼電器的接線方式03I03U0r3UU03U0r3II110 70sen 0r0r33UUII,TATV0I30U30r3UU0r3II110sen 零序功率方向繼電器的接線方式TATV0r0r33UUII,三段式零序功率方向電流保護的原理接線 沒有死區(qū) 靈敏性的校驗op000sen33.min)(SIUK要求 Ksen1.5零序功率方向繼電器的靈敏性七、對零序電流保護的評價1.零序過電流保護的靈敏度高；2.受系統(tǒng)運行方式的影響要??；3