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三段式零序電流保護(hù)整定第1頁/共33頁任務(wù)明確(一)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)的組成及各段保護(hù)范圍?時(shí)限特性?整定計(jì)算原則?(二)三段式零序電流保護(hù)PK
相間短路三段式電流保護(hù)問題的提出:第2頁/共33頁三種接線的應(yīng)用三相完全星形接線方式——用于發(fā)電機(jī)、變壓器等貴重電氣設(shè)備中,以提高可靠性和靈敏性;大電流接地電網(wǎng)輸電線路。兩相不完全星形——用于小電流接地系統(tǒng);兩互感器三繼電器接線——用于Y,d11變壓器接線,以提高靈敏度。復(fù)習(xí)回顧第3頁/共33頁歸納比較電流Ⅰ電流Ⅱ電流Ⅲ動(dòng)作電流Iop·1=Krel·Ik1·max
(最大)IⅡop·1=Krel·IⅠop·2(中間)IⅢop=(Krel·Kast/Kr
)·IL·max(最?。﹦?dòng)作時(shí)限0(最快)tⅡ1=tⅠ2+△t(中間)tⅢ1=tⅢ2+△t(最長(zhǎng))保護(hù)范圍本線路首端部分本線路全長(zhǎng)并延伸至相鄰下一線路本線路全長(zhǎng)及相鄰線路全長(zhǎng)并延伸至下下線路靈敏度最低中間最高復(fù)習(xí)回顧第4頁/共33頁
三段式電流保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用選擇性:通過動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間來保證選擇性。單電源輻射網(wǎng)絡(luò)上可保證獲得選擇性;多電源網(wǎng)絡(luò)上在某些特殊情況下才獲得選擇性。速動(dòng)性:無時(shí)限速斷和帶時(shí)限速斷保護(hù)動(dòng)作是迅速的;定時(shí)限過電流保護(hù)則常常不能滿足速動(dòng)性的要求。靈敏性:運(yùn)行方式變化較大時(shí),速斷保護(hù)往往不能滿足要求。被保護(hù)線路很短時(shí),無限時(shí)電流速斷保護(hù)常為零。長(zhǎng)距離重負(fù)荷線路過電流保護(hù)的靈敏度常常也很小。靈敏度差是電流電壓保護(hù)的主要缺點(diǎn)??煽啃裕涸砗?jiǎn)單、邏輯少,整定計(jì)算和校驗(yàn)容易。簡(jiǎn)單、可靠性好是它的主要優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用范圍:主要用在35kV及以下的單電源輻射線路上。第5頁/共33頁三段式零序電流保護(hù)整定長(zhǎng)沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講人:張成林第6頁/共33頁
階段式零序電流保護(hù)一、階段式零序電流保護(hù)的構(gòu)成原理在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,線路正常運(yùn)行,系統(tǒng)對(duì)稱,線路首端測(cè)得的零序電流約為零;當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),將出現(xiàn)很大的零序電流。階段式零序電流保護(hù)邏輯框圖第7頁/共33頁階段式零序電流保護(hù)的工作流程
階段式零序電流保護(hù)第8頁/共33頁上次課的內(nèi)容復(fù)習(xí)一、何種故障時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)零序電流電壓(零序分量)?二、通過哪些方法可以獲得零序分量?重點(diǎn)復(fù)習(xí):第9頁/共33頁單相接地短路時(shí)的零序分量分布1、系統(tǒng)任意一點(diǎn)接地短路時(shí),出現(xiàn)零序電壓和零序電流;非全相運(yùn)行或QF三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí),出現(xiàn)零序分量。2、故障點(diǎn)的零序電壓最高,中性點(diǎn)零序電壓為零,離故障點(diǎn)越近,零序電壓越高。第10頁/共33頁零序電流的計(jì)算電力系統(tǒng)中發(fā)生接地短路故障時(shí),零序電流的計(jì)算是在系統(tǒng)等值零序網(wǎng)圖中進(jìn)行的。其中,是故障附加零序電壓源。零序電流為:
是線路AB的零序阻抗,一般是正序阻抗的3倍。第11頁/共33頁零序電流保護(hù)的工作原理零序電流保護(hù):反映零序電流增大而動(dòng)作的保護(hù)。
零序電流保護(hù)的起動(dòng)電流整定類似反映線電流的電流保護(hù)。必須基于故障零序電流的計(jì)算,根據(jù)不同地點(diǎn)接地故障時(shí)零序電流大小的不同來整定。接地故障點(diǎn)越遠(yuǎn),零序電流越小。第12頁/共33頁電壓互感器的二次側(cè)開口三角輸出零序電壓。
零序電壓、零序電流的獲取
1.零序電壓的獲?。?)零序電壓過濾器(2)加法器(3)微機(jī)保護(hù)內(nèi)直接利用程序(4)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓互感器或消弧線圈二次側(cè)加法器UaUbUc3U0mnABC第13頁/共33頁2.零序電流互感器(濾過器)(1)零序電流濾過器利用A、B、C三相的三個(gè)電流互感器來獲取零序電流,三個(gè)相電流互感器中性線上的電流就是零序電流。
(2)專用零序電流互感器(電纜線路)
一次電流:優(yōu)點(diǎn):無不平衡電流,接線簡(jiǎn)單I0第14頁/共33頁接地短路時(shí)零序分量的特點(diǎn)(1)(1)零序電壓接地故障點(diǎn)最高,中性點(diǎn)最低(2)零序電流由故障零序附加電源Ud0產(chǎn)生;
從故障點(diǎn)流向接地的變壓器中性點(diǎn)。(3)零序功率方向:線路→母線。(4)零序阻抗角取決于ZB0
:(5)運(yùn)行方式變化線路、中性點(diǎn)不變,零序網(wǎng)不變;正負(fù)序阻抗變化間接影響零序(Ud1、Ud2、Ud0
)第15頁/共33頁獲得零序分量的方法獲得零序電流的方法(1)零序電流過濾器(2)零序電流互感器(用于電纜線路)(3)變壓器中性線互感器獲得零序電壓的方法(1)零序電壓過濾器(2)零序電壓互感器(3)加法器第16頁/共33頁新課內(nèi)容一、無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)二、零序電流限時(shí)速斷保護(hù)三、零序過電流保護(hù)四、零序電流保護(hù)原理接線圖五、對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)第17頁/共33頁前言:零序電流保護(hù)的組成分為三段(或四段):零序Ⅰ段:無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)零序Ⅱ段:零序電流限時(shí)速斷保護(hù)零序Ⅲ段:零序過電流保護(hù)第18頁/共33頁一、無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則(1)躲開線路末端接地短路時(shí)流過保護(hù)的最大零序電流IⅠop=Krel·
3I0max(2)躲開QF三相觸頭不同時(shí)合閘引起的最大零序電流
IⅠop=Krel·
3I0bt
注:若動(dòng)作時(shí)限大于不同時(shí)合閘時(shí)限,可不考慮該原則(3)當(dāng)線路采用單相重合閘時(shí),應(yīng)躲開非全相運(yùn)行系統(tǒng)又發(fā)生振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流第19頁/共33頁一、無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)第20頁/共33頁按(3)原則整定的動(dòng)作值比較大,靈敏度低,為此設(shè)置兩個(gè)Ⅰ段,即靈敏Ⅰ段和不靈敏Ⅰ段。靈敏Ⅰ段:按原則(1)、(2)整定,作為全相運(yùn)行時(shí)的接地短路保護(hù)不靈敏Ⅰ段:按原則(3)整定,作為單相重合閘過程中再接地短路的保護(hù)。正常時(shí)投靈敏Ⅰ段;單相重合閘過程中,閉鎖靈敏Ⅰ段,投不靈敏Ⅰ段動(dòng)作時(shí)限:0秒保護(hù)范圍:本線路首端部分,比相間短路Ⅰ段長(zhǎng)。作用:主保護(hù)一、無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)第21頁/共33頁二、零序電流限時(shí)速斷保護(hù)整定原則:1.本線路零序Ⅱ段與下一線路零序Ⅰ配合,即IⅡop1=Krel·IⅠop2t1Ⅱ=t2Ⅰ+⊿t=0.5(s)
靈敏度:Ksen=3I0min/IⅡop1≥1.52.若靈敏度不滿足要求,則本線路零序Ⅱ段與下一線路零序Ⅱ配合,即IⅡop1=Krel·IⅡop2t1Ⅱ=t2Ⅱ+⊿t=1.0(s)3.同時(shí)采用0.5s的零序Ⅱ段和1.0s的零序Ⅱ段。保護(hù)范圍:本線路全長(zhǎng)并延伸至下一線路首端部分。作主保護(hù)第22頁/共33頁二、零序電流限時(shí)速斷保護(hù)第23頁/共33頁三、零序過電流保護(hù)作用:本線路的近后備及相鄰線路的遠(yuǎn)后備。動(dòng)作電流的整定原則:(1)躲過相鄰線路首端三相短路時(shí),出現(xiàn)的最大不平衡電流,即IⅢop=Krel·Iunb.max(2)與相鄰零序Ⅲ段進(jìn)行靈敏度配合
IⅢop1=Krel·IⅢop2第24頁/共33頁靈敏度校驗(yàn)
近后備:Ksen=3I0min/IⅢop1≥1.3~1.5
遠(yuǎn)后備:Ksen≥1.2動(dòng)作時(shí)限的確定
按階梯形原則配合,配合范圍比相間短路過電流保護(hù)配合范圍小,因此同一條線路上零序過電流動(dòng)作時(shí)限比相間短路過電流時(shí)限短。三、零序過電流保護(hù)第25頁/共33頁三、零序過電流保護(hù)的時(shí)限特性第26頁/共33頁四、零序電流保護(hù)原理接線圖第27頁/共33頁五、對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,零序電流保護(hù)與相間短路電流保護(hù)相比,有以下優(yōu)點(diǎn):(1)靈敏度高。相間過電流動(dòng)作電流按最大負(fù)荷電流確定,一般為5~7A,零序過電流按躲開最大不平衡電流確定,一般為2~3A。(2)延時(shí)小。零序過電流動(dòng)作時(shí)限比相間短路動(dòng)作時(shí)限要短。(3)不受系統(tǒng)振蕩、過負(fù)荷影響。(4)受運(yùn)行方式變化的影響較小。第28頁/共33頁
缺點(diǎn):(1)短線路或運(yùn)行方式變化很大的網(wǎng)絡(luò),不能滿足系統(tǒng)的要求;(2)單相重合閘時(shí),影響零序保護(hù)的正確工作;(3)自耦變壓器聯(lián)系的兩個(gè)不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò),任一網(wǎng)絡(luò)的接地會(huì)在另一網(wǎng)絡(luò)引起零序電流,使零序保護(hù)整定復(fù)雜。五、對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)第29頁/共33頁小結(jié)與作業(yè)小結(jié):零序電流保護(hù)的組成及各段保護(hù)范圍;零序電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。思考題:零序電流保護(hù)與相間短路電流保護(hù)相比有何優(yōu)點(diǎn)?作業(yè):P39(1-16)題第30頁/共33頁四、零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)。1、優(yōu)點(diǎn):(1)Ⅲ段靈敏度高,動(dòng)作時(shí)限短。靈敏性高;(2)Ⅰ段保護(hù)范圍大,速動(dòng)性好;
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