線路保護(hù)知識(shí)

關(guān)于線路保護(hù)知識(shí)第1頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3繼電保護(hù)基本知識(shí)常規(guī)線路保護(hù)不同電壓等級(jí)線路保護(hù)的配置第2頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。

（2）當(dāng)發(fā)生不正常工作情況時(shí)，能自動(dòng)、及時(shí)地選擇信號(hào)上傳給運(yùn)行人員進(jìn)行處理，或者切除那些繼續(xù)運(yùn)行會(huì)引起故障的電氣設(shè)備。

（一）問題討論

繼電保護(hù)

（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)其余部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。繼電保護(hù)基本任務(wù)

一、繼電保護(hù)的基本知識(shí)第3頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三美加大停電事故2003年8月14日北美發(fā)生有史以來最大規(guī)模的停電災(zāi)難：一連串相繼開斷－暫態(tài)電壓跌落－系統(tǒng)振蕩－發(fā)電機(jī)自我保護(hù)退出－大范圍停電雪崩式停運(yùn)停運(yùn)100多個(gè)電廠(20多個(gè)核電廠）停運(yùn)幾十條高壓線路擾亂5000萬人生活停電29小時(shí)經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)300億美元！第4頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三（二）繼電保護(hù)的基本要求可靠性快速性

靈敏性

保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，保護(hù)裝置可靠動(dòng)作，而在任何不應(yīng)動(dòng)作的情況下，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)。

保護(hù)裝置應(yīng)盡快將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。

保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)的反應(yīng)能力。

保護(hù)四性選擇性

保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡可能縮小，以保證系統(tǒng)中無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。第5頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三選擇性問題分析：由上圖所示，以保護(hù)5為例。當(dāng)本線路末端K2點(diǎn)短路時(shí)，希望速斷保護(hù)5能夠瞬時(shí)動(dòng)作切除故障，而當(dāng)相鄰線路C—D的始端K1點(diǎn)短路時(shí)，按照選擇性的要求，速斷保護(hù)5就不應(yīng)該動(dòng)作，該處的故障應(yīng)由速斷保護(hù)6動(dòng)作切除。實(shí)際上，K1點(diǎn)和K2點(diǎn)短路時(shí)，從保護(hù)5安裝處所流過短路電流的數(shù)值幾乎是一樣的。因此，希望K2點(diǎn)短路時(shí)速斷保護(hù)5能動(dòng)作，而K1點(diǎn)短路時(shí)又不動(dòng)作的要求不可能同時(shí)得到滿足。

第6頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三選擇性問題的解決：為解決這個(gè)矛盾，可采取兩種辦法：第一，優(yōu)先保證動(dòng)作的選擇性，即從保護(hù)裝置啟動(dòng)參數(shù)的整定上保證下一條線路出口處短路時(shí)保護(hù)不啟動(dòng)，在繼電保護(hù)技術(shù)中，這又稱為按躲開下一條線路出口處短路的條件整定；第二，當(dāng)快速切除故障為首要條件時(shí)，就采用無選擇性的電流速斷保護(hù)，而以自動(dòng)重合閘來糾正這種無選擇性動(dòng)作。第7頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三（三）保護(hù)裝置的發(fā)展過程

1891年8月，出現(xiàn)最簡單有效的保護(hù)裝置1901年發(fā)明了電磁繼電保護(hù)裝置1960年發(fā)明晶體管繼電保護(hù)裝置1970年發(fā)明了集成電路繼電保護(hù)裝置1972年發(fā)明了微機(jī)保護(hù)裝置發(fā)展歷程第8頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三繼電保護(hù)分類1、按照保護(hù)對(duì)象可分為線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)、電抗器保護(hù)等等。2、按保護(hù)故障類型：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)等。3、按照保護(hù)作用可分為：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等。（四）保護(hù)裝置分類的標(biāo)準(zhǔn)

第9頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

邏輯判斷部分采用軟件方式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)保護(hù)微機(jī)保護(hù)

方便可靠，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的保護(hù)原理。實(shí)現(xiàn)方式比較

邏輯判斷部分采用硬件方式實(shí)現(xiàn)

對(duì)于比較復(fù)雜原理的繼電保護(hù)，難于實(shí)現(xiàn)。

繼電保護(hù)分類第10頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三（五）繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖測量回路保護(hù)裝置單、三相操作箱跳合閘機(jī)構(gòu)控制部分PTCT二次回路第11頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三3、繼電保護(hù)裝置基本構(gòu)成框圖保護(hù)裝置基本構(gòu)成框圖第12頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三1．測量部分輸入測量部分是測量從被保護(hù)對(duì)象輸人的信號(hào)有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等于“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動(dòng)。2．邏輯部分

邏輯部分是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。繼電保護(hù)中常用的邏輯回路有“或”、“與”、“否”、“延時(shí)起動(dòng)”、“延時(shí)返回”以及“記憶”等回路。

3．執(zhí)行部分

執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分輸出的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如故障時(shí)，動(dòng)作于跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)出信號(hào)；正常運(yùn)行時(shí)，不動(dòng)作等。（微機(jī)保護(hù)）基本構(gòu)成框圖說明第13頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三220kV線路，雙母線接線，雙套縱聯(lián)保護(hù)配置一次系統(tǒng)示意圖第14頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三保護(hù)柜示意圖保護(hù)柜端子排操作箱保護(hù)光纖接口第15頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三思考題：線路保護(hù)就是保護(hù)線路,保護(hù)范圍是否只限于線路呢？答案：不是。第16頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三二常規(guī)線路保護(hù)單相接地故障.相間故障（兩相短路）兩相接地故障三相短路（三相短路接地故障）各類性質(zhì)的開路1.1線路故障的類型第17頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三1.2故障時(shí)電氣量的變化電流增大出現(xiàn)差流

出現(xiàn)序分量

（零序、負(fù)序）電流電壓電壓降低

電流電壓間相角發(fā)生變化

電流與電壓比值發(fā)生變化

出現(xiàn)序分量

(零序、負(fù)序）第18頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三1.3線路保護(hù)類型

線路保護(hù)一般分為電流保護(hù)

零序電流

阻抗保護(hù)

縱聯(lián)保護(hù)

電壓保護(hù)

第19頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三1.4主保護(hù)與后備保護(hù)

主保護(hù)近后備保護(hù)

后備保護(hù)

主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除故障的保護(hù)。

主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)線路和設(shè)備的保護(hù)。遠(yuǎn)后備保護(hù)

主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。

主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。

第20頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三后備保護(hù)：在要求繼電保護(hù)動(dòng)作有選擇性的同時(shí)，必須考慮繼電保護(hù)或斷路器有拒絕動(dòng)作的可能性，因而就需要考慮后備保護(hù)的問題。當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，距短路點(diǎn)最近的保護(hù)6本應(yīng)動(dòng)作切除故障，但由于某種原因，該處的繼電保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作，故障便不能消除，此時(shí)如其前面一條線路（靠近電源側(cè)）的保護(hù)5能動(dòng)作，故障也可消除。能起保護(hù)5這種作用的保護(hù)稱為相鄰元件的后備保護(hù)。同理。按以上方式構(gòu)成的后備保護(hù)是在遠(yuǎn)處實(shí)現(xiàn)的，因此又稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)。分析：一般情況下遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作切除故障將使供電中斷的范圍擴(kuò)大。第21頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

在復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)在技術(shù)上有困難時(shí)，也可以采用近后備保護(hù)的方式。即當(dāng)本元件的主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，由本元件的另一套保護(hù)作為后備保護(hù)；為此，在每一元件上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的主保護(hù)和后備保護(hù)，并裝設(shè)必要的斷路器失靈保護(hù)。由于這種后備作用是在主保護(hù)安裝處實(shí)現(xiàn)，因此，稱它為近后備保護(hù)。

分析：遠(yuǎn)后備的性能是比較完善的，它對(duì)相鄰元件的保護(hù)裝置、斷路器、二次回路和直流電源所引起的拒絕動(dòng)作，均能起到后備作用，同時(shí)它的實(shí)現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，因此，在電壓較低的線路上應(yīng)優(yōu)先采用，只有當(dāng)遠(yuǎn)后備不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，才考慮采用近后備的方式。

第22頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三2電流保護(hù)原理類型分析故障電流I>Iset

階段式電流保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：簡單、可靠，能反映各種性質(zhì)的故障。缺點(diǎn)：直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響瞬時(shí)電流速斷定時(shí)限過電流限時(shí)電流速斷反時(shí)限過電流保護(hù)第23頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

配置原則：

在

35kV

及以上中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反映相間短路的保護(hù)裝置，一般裝設(shè)三段式電流保護(hù)。①對(duì)單相接地*故障，一般裝設(shè)單相接地信號(hào)裝置。有條件時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。

②在單側(cè)電源的鏈?zhǔn)絾位鼐€路上，應(yīng)盡量采用階段式的電流電壓保護(hù)，當(dāng)不能滿足快速性和靈敏性要求時(shí)，可允許速斷保護(hù)無選擇性動(dòng)作，而以重合閘來補(bǔ)救。

③在運(yùn)行中可能經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，一般作用于信號(hào)。必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。

配電線路保護(hù)－（35--60）kv電網(wǎng)（國網(wǎng)教材）第24頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

配置原則：在

10kV

中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的架空線和電纜線路上，應(yīng)裝設(shè)相間短路及單相接地的保護(hù)裝置。

①對(duì)于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)的單回路，可裝設(shè)兩段過電流保護(hù)：第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)；第二段為帶時(shí)限的過電流保護(hù)。（允許只裝設(shè)I、III段或II、III段或只裝設(shè)第III段電流保護(hù)。）

②對(duì)于單相接地故障，在出線不多的情況下，一般裝設(shè)反應(yīng)零序電壓信號(hào)的選線裝置。在出線較多的情況下，則應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。只有在根據(jù)人身及設(shè)備安全的要求需要時(shí)，才裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù)。

③對(duì)運(yùn)行中可能出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或者元件保護(hù)，可裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，一般動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。

配電線路保護(hù)－10kv及以下電網(wǎng)（國網(wǎng)教材）第25頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

6kv配電線路保護(hù)—段河35KV站6KV下井回路定值

序號(hào)定值名稱整定值控制字1過流I段定值45A過流I段投入12過流I段時(shí)間0S過流II段投入13過流Ⅱ段定值28A過流III段投入14過流II段時(shí)間0.3S過流III段投反時(shí)限05過流III段定值9A過流I段經(jīng)復(fù)壓閉鎖06過流III段時(shí)間0.7S過流II段經(jīng)復(fù)壓閉鎖07過流加速段定值99A過流III段經(jīng)復(fù)壓閉鎖08過流加速時(shí)間99S過流I段經(jīng)方向閉鎖09過流低壓閉鎖定值2V過流II段經(jīng)方向閉鎖010過流負(fù)序電壓閉鎖定值2V過流III段經(jīng)方向閉鎖011過負(fù)荷保護(hù)定值15APT斷線檢測投入112過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間99SPT斷線退電流保護(hù)013零序過流I段定值12A過流加速段投入014零序過流I段時(shí)間99S零序加速段投入015零序過流II段定值12A前加速投入016零序過流II段時(shí)間99S過負(fù)荷投入017零序過流III段定值12A零序過流I段投入018零序過流III段時(shí)間99S零序過流II段投入019零序過流加速段定值12A零序過流III段投入020零序過流加速時(shí)間99S零序過流III段投反時(shí)限021低周保護(hù)低頻定值48.25Hz低周保護(hù)投入122低周保護(hù)低壓閉鎖定值65VDF/DT閉鎖投入123DF/DT閉鎖定值6Hz/s重合閘投入024低頻保護(hù)時(shí)間0.2S重合閘檢同期025重合閘同期角89°重合閘檢無壓026重合閘時(shí)間99S投低壓保護(hù)027低電壓定值2V投過流閉鎖低壓028低壓電流閉鎖定值99A投過壓保護(hù)029低電壓動(dòng)作時(shí)間99S投零序過壓保護(hù)030過電壓定值160V投高周保護(hù)031過電壓時(shí)間99S投過流閉鎖032零序過壓定值99V出口1000010000000011133零序過壓時(shí)間99S34高周保護(hù)定值55HZ出口2000000000000000035高周保護(hù)時(shí)間99S36過流閉鎖定值99A37過流III段反時(shí)限特性038零序III段反時(shí)限特性0第26頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三三段式第Ⅰ段――瞬時(shí)電流速斷保護(hù)第Ⅱ段――限時(shí)電流速斷保護(hù)第Ⅲ段――定時(shí)限過電流保護(hù)主保護(hù)后備保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)電流電壓（如電壓閉鎖方向電流保護(hù)，多電源時(shí)）變化，原理簡單、可靠；缺點(diǎn)：受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大，保護(hù)范圍變化大，靈敏度低，不適合高壓電網(wǎng)。三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)：第27頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅰ段（瞬時(shí)電流速斷）僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作，和其它線路間沒有配合關(guān)系。保護(hù)范圍：只能保護(hù)線路一部分,最大運(yùn)行方式約全長的50%，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于全長的15％—20％,(不能到80%左右，過負(fù)荷20%范圍就到線路末端了，會(huì)失去選擇性。)動(dòng)作速度快，但有0.06左右延時(shí)。構(gòu)成：硬件結(jié)構(gòu)如圖：第28頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

工作原理：正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷電流流過線路，反映在電流繼電器1中的電流小于啟動(dòng)電流，1不動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)是斷開的，2常開觸點(diǎn)也是斷開的，信號(hào)繼電器3線圈和斷路器QF跳閘線圈中無電流，斷路器主觸頭閉合處于送電狀態(tài)。

當(dāng)線路短路時(shí)，短路電流超過保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流，電流繼電器1常開觸點(diǎn)閉合啟動(dòng)中間繼電器2,2常開觸點(diǎn)閉合將正電源接入3的線圈，并通過斷路器的常開輔助觸點(diǎn)QFI，接到跳閘線圈TQ構(gòu)成通路，斷路器DL執(zhí)行跳閘動(dòng)作，DL跳閘后切除故障線路。第29頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

中間繼電器2的作用:一方面是利用2的常開觸點(diǎn)（大容量）代替電流繼電器1的小容量觸點(diǎn)，接通TQ線圈；另一方面是利用帶有0.06一0.08s延時(shí)的中間繼電器，以增大保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間，躲過避雷器放電時(shí)間（一般放電時(shí)間可達(dá)0.04—0.06s)，以防止避雷器放電引起保護(hù)誤動(dòng)作。

信號(hào)繼電器3的作用是用于指示該保護(hù)動(dòng)作，以便運(yùn)行人員處理和分析故障。第30頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅰ段（瞬時(shí)電流速斷）

對(duì)每一套保護(hù)裝置來講，在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路故障時(shí)，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大，稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式；在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)，則短路電流為最小，則稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式。(系統(tǒng)正序和負(fù)序等值阻抗相等時(shí)，有兩相短路電流等于該點(diǎn)三相短路電流的√3/2=0.866

倍)

對(duì)每套保護(hù)裝置來講：一般情況下，應(yīng)按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路故障時(shí)運(yùn)行方式和故障類型來整定其保護(hù)范圍。第31頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅰ段（瞬時(shí)電流速斷）IdZⅠ的整定：

IdZⅠ=（1.2-1.3）×I本線路末端三相短路時(shí)流過本保護(hù)的電流

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的校驗(yàn)：一般情況下，應(yīng)按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路時(shí)的運(yùn)行方式和故障類型來校驗(yàn)其保護(hù)范圍。規(guī)程規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長的15％—20％。第32頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅱ段（限時(shí)電流速斷）

由于保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與短路電流的大小無關(guān)(大于門限值)，是固定的，故稱為限時(shí)電流速斷。

限時(shí)電流速斷保護(hù)用來切除本線路上速斷范圍以外的故障，能保護(hù)本線路的全長，同時(shí)也能作為本段瞬時(shí)速斷保護(hù)的近后備保護(hù)。

保護(hù)范圍：可以保護(hù)本線路全長，通常要求Ⅱ段延伸到下一段線路的保護(hù)范圍，但不能超出下一段線路Ⅰ段的保護(hù)范圍。第33頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅱ段（限時(shí)電流速斷）

在線路上裝設(shè)了電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)以后，它們的聯(lián)合工作就可以保證全線路范圍內(nèi)的故障都能在0.5s的時(shí)間內(nèi)予以切除，在一般情況下都能滿足速動(dòng)性的要求。具有這種性能的保護(hù)稱為該線路的主保護(hù)。

分析：動(dòng)作時(shí)間帶延時(shí)的原因，由于要求限時(shí)電流速斷保護(hù)必須保護(hù)本線路的全長，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路時(shí)，它就要誤動(dòng)。為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定的時(shí)限。一般動(dòng)作時(shí)限比下一條線路的電流速斷保護(hù)（Ⅰ段）高出一個(gè)Δt的時(shí)間階段，通常取0.5s，微機(jī)保護(hù)取0．3s。第34頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅱ段（限時(shí)電流速斷）構(gòu)成：硬件結(jié)構(gòu)與第Ⅰ段類似。

IdZⅡ的整定：為了使Ⅱ段電流保護(hù)能保護(hù)本線路全長，且不能超出下一段線路Ⅰ段的保護(hù)范圍。則Ⅱ段電流保護(hù)的動(dòng)作電流:IdZⅡ=（1.1-1.2）×I下一段線路Ⅰ段電流保護(hù)的動(dòng)作電流第35頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅲ段（定時(shí)限過電流）

采用電流第Ⅲ段的原因：Ⅰ段電流速斷保護(hù)可無時(shí)限地切除故障線路，但它不能保護(hù)線路的全長（15%-50%）。Ⅱ段限時(shí)電流速斷保護(hù)雖然可以較小的時(shí)限切除線路全長上任一點(diǎn)的故障，但它不能作相鄰線路故障的后備，即不能保護(hù)相鄰線路的全長.

因此，引入定時(shí)限過電流保護(hù)，又稱為Ⅲ段電流保護(hù)。

保護(hù)范圍：它不僅能夠保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長，作為本線路Ⅰ段、Ⅱ段主保護(hù)的近后備以及相鄰下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。第36頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅲ段（定時(shí)限過電流）第Ⅲ段的IdZⅢ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多。其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；動(dòng)作電流IdZⅢ的整定：①按躲過被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流整定，②返回電流：要求在相鄰下段線路上的短路故障切除后保護(hù)能可靠返回（即保護(hù)裝置的返回電流應(yīng)大于外部短路故障切除后流過本保護(hù)的最大自啟動(dòng)電流）。這樣就可保證電流保護(hù)Ⅲ段在正常運(yùn)行時(shí)不啟動(dòng)，而在發(fā)生短路故障時(shí)啟動(dòng)，并以延時(shí)來保證選擇性。第37頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電流保護(hù)Ⅲ段（定時(shí)限過電流）構(gòu)成：硬件結(jié)構(gòu)與第Ⅱ段類似。時(shí)限整定：為了保證選擇性，各段電流保護(hù)Ⅲ段（定時(shí)限過電流）的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，這個(gè)原則是從用戶到電源的各段線路保護(hù)的第Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)限逐段增加一個(gè)Δt。見下頁說明：第38頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三定時(shí)限過電流保護(hù)(Ⅲ段)動(dòng)作時(shí)間

在網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路故障時(shí)，從故障點(diǎn)至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第Ⅲ段的測量元件均可能動(dòng)作。例如：下圖中d點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1～4都可能起動(dòng)。為了保證選擇性，須對(duì)各段線路的定時(shí)限過電流保護(hù)加延時(shí)元件且其動(dòng)作時(shí)間必須相互配合，越接近電源，延時(shí)tiⅢ越長。第39頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三總結(jié)：

Ⅲ段式電流保護(hù)構(gòu)成I段：保護(hù)本線路一部分，動(dòng)作時(shí)間快。II段：可保護(hù)本線路全長及相鄰線路一部分，動(dòng)作時(shí)間有延時(shí)。III段：保護(hù)本線路和相鄰線路，動(dòng)作時(shí)間長。線路首端附近發(fā)生的短路故障，由第I段切除，線路末端附近發(fā)生的短路故障，由第II段切除，第III段只起后備作用。（圖上說明：上級(jí)線路II段可保護(hù)相鄰線路一部分，不超出下級(jí)線路I段范圍；上級(jí)線路III段延時(shí)比下級(jí)線路III段長）第40頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三總結(jié)：Ⅲ段式電流保護(hù)保護(hù)范圍(國網(wǎng)教材）I段：只能保護(hù)線路一部分,最大運(yùn)行方式約全長的50%，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于全長的15％—20％,

II段：可以保護(hù)本線路全長，通常要求Ⅱ段延伸到下一段線路的保護(hù)范圍，但不能超出下一段線路Ⅰ段的保護(hù)范圍。III段：不僅能夠保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長。第41頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三總結(jié)：Ⅲ段式過電流保護(hù)整定特點(diǎn)（1）瞬時(shí)電流速斷的電流整定：是按躲過被保護(hù)線路末端的最大短路電流整定。一般整定電流取線路末端最大短路電流Ik.max的1.2～1.3

倍。（2）第Ⅱ段電流整定：其整定電流一般取下一段線路的瞬時(shí)電流速斷的

1．1～1．2

倍，并在本線末端故障最小短路電流時(shí)，可靠動(dòng)作。（3）第Ⅲ段的IdZ啟動(dòng)電流按照躲開最大（過）負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)裝置。返回電流也應(yīng)躲過下一級(jí)線路故障切除后本線路的最大自啟動(dòng)負(fù)荷電流。第42頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三終端線路過電流保護(hù)構(gòu)成

特點(diǎn)：(國網(wǎng)教材）終端線路往往不裝設(shè)Ⅱ段,末級(jí)線路保護(hù)簡化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ）

對(duì)終端線路可裝設(shè)兩段過電流保護(hù)，第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)（保護(hù)范圍可伸到變壓器內(nèi)部）；第二段為帶時(shí)限的過電流保護(hù)，保護(hù)可采用定時(shí)限(Ⅲ段)或反時(shí)限特性。根據(jù)被保護(hù)線路在系統(tǒng)中的地位，在保證滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的前提下，允許只裝設(shè)I、III段或II、III段或只裝設(shè)第III段電流保護(hù)。第43頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三微機(jī)型三段式電流保護(hù)的原理框圖

Tn為n段保護(hù)時(shí)限（n=1，2，3）在電流保護(hù)投入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，當(dāng)任一相電流大于電流定值且時(shí)間大于整定延時(shí)后，裝置動(dòng)作即出口跳閘，并發(fā)出“保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)以及遠(yuǎn)傳或就地顯示“過流信號(hào)”。各段電流及時(shí)間定值可獨(dú)立整定，通過分別設(shè)置保護(hù)壓板或控制字來投退。

微機(jī)型三段式電流保護(hù)的原理框圖

第44頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三微機(jī)型三段式電流保護(hù)的定值單-川底35KV站（10KV）

定值種類定值項(xiàng)目整定值定值種類定值項(xiàng)目整定值過流過流Ⅰ段46A零序零序Ⅰ段99A閉鎖電壓99V零序Ⅱ段99A過流Ⅱ段30A零序Ⅱ段延時(shí)22S過流Ⅱ段延時(shí)0.25S零序Ⅲ段99A過流Ⅲ段6.5A零序Ⅲ段延時(shí)22S過流Ⅲ段延時(shí)0.6S低周頻率45Hz反時(shí)限電流99A滑差10Hz/s最小延時(shí)22S低周延時(shí)22S重合閘重合閘延時(shí)22S閉鎖電流5A同期壓差150V閉鎖電壓150V無壓元件150V低壓解列10V啟動(dòng)元件電流突變量0.5A解列延時(shí)22S過負(fù)荷元件5A參數(shù)PT變比10/0.1無電流元件0.5ACT變比500/5第45頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三方向過電流保護(hù)多電源網(wǎng)絡(luò)增加方向元件保證選擇性:

分析：雙側(cè)電源供電情況下，K1故障，對(duì)誤動(dòng)作的保護(hù)3而言，實(shí)際短路功率的方向都是由線路流向母線，這與在線路故障時(shí)正確動(dòng)作的保護(hù)2的短路功率方向剛好相反。第46頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三方向過電流保護(hù)

解決方法：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。方向過電流保護(hù)

第47頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三方向元件配置+整定

即為了消除這種無選擇的動(dòng)作，就需要在可能誤動(dòng)作的保護(hù)上增設(shè)一個(gè)功率方向閉鎖元件，該元件只當(dāng)短路功率方向由母線流向線路時(shí)，才允許保護(hù)動(dòng)作。從而使繼電保護(hù)的動(dòng)作具有一定的方向性。

從硬件配置上看：方向性繼電保護(hù)的主要特點(diǎn)就是在原有保護(hù)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)功率方向判別元件，以保證在反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖使其不致誤動(dòng)作。同方向的保護(hù)，它們的靈敏度應(yīng)相互配合:IdZⅢ。1＞

IdZⅢ.3＞IdZⅢ.5t1＞

t3＞

t5

第48頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三方向過電流保護(hù)的構(gòu)成

功率方向繼電器4、6是方向元件。由于加裝了功率方向繼電器，因此線路發(fā)生短路時(shí)，雖然電流繼電器都可能動(dòng)作，但只有流入功率方向繼電器的電流與功率方向繼電器規(guī)定的方向一致時(shí)（當(dāng)規(guī)定指向線路時(shí)，即一次電流從母線流向線路時(shí)），功率方向繼電器才動(dòng)作，從而使斷路器跳閘。第49頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電壓閉鎖方向電流保護(hù)①電壓元件做閉鎖元件，電流元件做測量元件；②I,II段電流元件整定同前電流保護(hù)，電壓元件保證靈敏度；③在

III

段整定時(shí)，III段電流元件躲過最大負(fù)荷電流（事故性），電壓元件保證躲過(低于)保護(hù)安裝處最低運(yùn)行電壓，由于有電壓閉鎖元件所以可不用考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)，因而保護(hù)靈敏度和可靠性得到提高。④電壓電流保護(hù)一般用于多電源或較復(fù)雜的電網(wǎng)。第50頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三小接地電流系統(tǒng)的零序保護(hù)

在中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)（又稱小接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對(duì)稱，對(duì)負(fù)荷的供電沒有影響，在故障不擴(kuò)大的情況下，可以運(yùn)行一段時(shí)間。注意，在單相接地以后，其他兩相的對(duì)地電壓要升高倍。

因此，在小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能發(fā)出信號(hào)（①無選擇性、②有選擇性），而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對(duì)人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。特別是對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性要求越來越高的今天，更是應(yīng)該如此。第51頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三①無選擇性的零序電壓過濾器

取得零序電壓的接線圖

(a）用三個(gè)單相式電壓互感器；(b）用三相五柱式電壓互感器

第52頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

②有選擇性的電纜零序電流互感器接線這種保護(hù)安裝在電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路上。其整定的動(dòng)作電流為2-5倍的本線路的對(duì)地電容電流。第53頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三思考題：哪些可以保護(hù)本段線路全長？哪些可以延伸到其他段線路？哪些只能保護(hù)本段線路部分長度？全長：縱聯(lián)保護(hù)延伸：零序二段、過流二段、距離二段部分：電流速斷（15％～20％以上）、距離保護(hù)的一段（80％～85％）、零序一段第54頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三3、中低壓線路保護(hù)－110kv線路保護(hù)配置原則：110kV

中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，裝設(shè)反映接地短路和相間短路的保護(hù)裝置。

應(yīng)配置反應(yīng)相間故障的三段式相間距離保護(hù)。應(yīng)配置反應(yīng)接地故障的三段式接地距離保護(hù)和三段式或四段式零序電流保護(hù)。

第55頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三3、中低壓線路保護(hù)（110kv）的實(shí)際配置①接地故障保護(hù)：階段式零序保護(hù)（IV段）和接地距離保護(hù)（III段式）。②相間故障保護(hù)：階段式相間距離保護(hù)（III段式）。③后備保護(hù)：一般采用遠(yuǎn)后備。④重合閘：三相一次重合閘?，F(xiàn)在也逐漸在重要線路配置縱聯(lián)保護(hù)作為110kv線路保護(hù)，再以距離和零序作為后備保護(hù)。第56頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三距離保護(hù)原理類型分析Z=U/I

接地距離保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)范圍較為穩(wěn)定，不受負(fù)荷電流和系統(tǒng)方式變化的影響；能反映各種性質(zhì)的故障。

缺點(diǎn)：保護(hù)范圍受過渡電阻的影響較大。

相間距離保護(hù)第57頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

電網(wǎng)的距離保護(hù)距離保護(hù)反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，它基本上不受系統(tǒng)的運(yùn)行方式的影響。圖上發(fā)生短路時(shí)：ZK1＜ZK2第58頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三距離保護(hù)的特點(diǎn)

1.選擇性在、多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中能保證動(dòng)作的選擇性。距離保護(hù)范圍穩(wěn)定，I段基本不受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響。其它段受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響也比電流電壓保護(hù)小。電流保護(hù)在長距離加重載情況下，由于末端短路和正常差別可能不大，會(huì)失去選擇性。

2.快速性距離保護(hù)的第一段能保護(hù)線路全長的85%，對(duì)雙側(cè)電源的線路，至少有30%（帶方向，15%+15%

）的范圍保護(hù)要以II段時(shí)間切除故障（可見不能做到全線速動(dòng)，不能作為220KV主保護(hù)）。3.靈敏性由于距離保護(hù)同時(shí)反應(yīng)電壓和電流，靈敏度高。4.可靠性由于阻抗繼電器構(gòu)成復(fù)雜，距離保護(hù)的直流回路多，振蕩閉鎖、斷線閉鎖等使接線復(fù)雜，可靠性較電流保護(hù)低。

第59頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

距離保護(hù)的工作原理

斷路器處所裝距離保護(hù)測量元件的輸入是該處的母線電壓和流過該線路上的電流。是反應(yīng)電流增大和電壓降低（即測量阻抗降低）而動(dòng)作的一種保護(hù)。當(dāng)故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近時(shí)，保護(hù)裝置感受的距離越小，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間就越短(Ⅰ段）；反之，當(dāng)故障點(diǎn)離保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，保護(hù)裝置感受的距離越大，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就越長(Ⅱ段）。這樣，故障將總是由距故障點(diǎn)近的保護(hù)首先切除，從而保證在任何形狀電網(wǎng)中，故障線路都能有選擇地切除。因此，距離保護(hù)的測量元件應(yīng)能測量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。而測量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，實(shí)際上是測量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的線路阻抗。

第60頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

距離保護(hù)的工作原理

正常運(yùn)行時(shí)母線上的工作電壓在額定值附近，一般說，線路的負(fù)荷電流，相對(duì)短路電流又小得多，故線路在負(fù)荷狀態(tài)下的測量阻抗值較大，且其角度為負(fù)荷功率因數(shù)角。而在BC線上發(fā)生金屬性三相短路時(shí)，在斷路器

2QF處所測量的測量阻抗值小(等于該處母線殘余電壓與流經(jīng)該處保護(hù)的電流的比值)為：

第61頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三距離保護(hù)通過阻抗繼電器來完成對(duì)線路阻抗的測量。單相式阻抗繼電器是指加入繼電器只有一個(gè)電壓（可以是相電壓或線電壓）和一個(gè)電流（可以是相電流或兩相電流差）的阻抗繼電器，加入繼電器的電壓與電流比值稱為繼電器的測量阻抗。測量阻抗可表示為：第62頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

（１）對(duì)阻抗繼電器接線的要求：

①阻抗繼電器的測量阻抗應(yīng)正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離；②阻抗繼電器的測量阻抗應(yīng)與故障類型無關(guān)，也就是保護(hù)范圍不隨故障類型而變化；③阻抗繼電器的測量阻抗應(yīng)不受短路故障點(diǎn)過渡電阻的影響。（２）阻抗繼電器的工作方式：按絕對(duì)值比較方式的，按相位比較方式。（3）阻抗繼電器接線方式：反應(yīng)相間短路的有00接線、+300接線、-300接線；反應(yīng)接地故障的接線。第63頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三常規(guī)距離保護(hù)的構(gòu)成框圖：由起動(dòng)元件、方向元件、測量元件、時(shí)間元件和執(zhí)行部分組成。第64頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三距離保護(hù)構(gòu)成起動(dòng)元件：發(fā)生短路故障時(shí)瞬時(shí)起動(dòng)保護(hù)裝置。方向元件：判斷短路方向。測量元件：測量短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離（阻抗繼電器）。時(shí)間元件：根據(jù)預(yù)定的時(shí)限特性動(dòng)作的時(shí)限，保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。執(zhí)行元件：作用于斷開斷路器。第65頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三微機(jī)型距離保護(hù)的主要組成元件框圖三段式距離保護(hù)的原理框圖第66頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三微機(jī)型距離保護(hù)的主要組成元件框圖帶閉鎖的三段式距離保護(hù)的原理框圖第67頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三距離保護(hù)的振蕩閉鎖

系統(tǒng)振蕩特點(diǎn)：兩側(cè)相位在0—360度間變化，電氣量作周期性平滑變化，且各點(diǎn)的電流電壓相角是變化的，振蕩中心電壓最低，電壓電流保持對(duì)稱，不會(huì)出現(xiàn)負(fù)序和靈序分量。振蕩可在系統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置（連鎖切機(jī)、切負(fù)荷）、自動(dòng)裝置、調(diào)節(jié)器等作用下恢復(fù)正常。為防止振蕩時(shí)誤動(dòng)，應(yīng)設(shè)置閉鎖。其利用的區(qū)分方式為：不對(duì)稱短路存在負(fù)序和靈序分量，三相短路的電壓電流存在突變。對(duì)振蕩閉鎖裝置的要求：發(fā)生短路時(shí)快速開放保護(hù)；出現(xiàn)振蕩時(shí)快速閉鎖保護(hù)；振蕩平息后復(fù)歸保護(hù)。第68頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三方向阻抗繼電器元件為了提高距離保護(hù)動(dòng)作的選擇性、可靠性，應(yīng)采用方向元件，即使用方向阻抗繼電器元件，使保護(hù)性能有較顯著改善。第69頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

（1）距離保護(hù)第Ⅰ段的整定：一般按躲開下一條線路出口處相間短路故障的原則來整定，一般為本線路阻抗的70%整定。（2）距離保護(hù)第Ⅱ段的整定：

距離Ⅱ段定值，按本線路末端發(fā)生金屬性相間故障有足夠靈敏度整定。與相鄰線距離保護(hù)第Ⅰ段相配合，考慮原則與限時(shí)電流速斷保護(hù)相同。

(3）距離保護(hù)第Ⅲ段的整定：

距離Ⅲ段定值按可靠躲過本線路的最大事故過負(fù)荷電流對(duì)應(yīng)的最小阻抗整定，并與相鄰線路距離Ⅱ段配合。距離保護(hù)的整定計(jì)算第70頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

①階梯型三段式距離保護(hù)I段的保護(hù)范圍為線路全長的（80％—85％），動(dòng)作時(shí)限為各繼電器固有動(dòng)作時(shí)間之和，約0.1s以內(nèi)，稱為瞬時(shí)動(dòng)作。作為本線路的主保護(hù)。②距離保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路的全長及下一線路的（30％—40％），不超過相鄰線路距離I段的保護(hù)范圍，動(dòng)作時(shí)限要與下一線路距離I段動(dòng)作時(shí)限配合，一般取0.5S左右。作為本線路的主保護(hù)。③距離保護(hù)III段為后備保護(hù)，一般其保護(hù)范圍較長，包括本線路和下一線路的全長乃至更遠(yuǎn)。距離III段的動(dòng)作時(shí)限是按階梯原則整定的，即本線路距離III段動(dòng)作時(shí)限比下一線路距離III段的動(dòng)作時(shí)限大Δt(約0．5S)。主要作為相鄰線路的后備保護(hù)。

三段式距離保護(hù)的保護(hù)范圍及時(shí)限配合（國網(wǎng)教材）第71頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三成莊110KV站110kV線路156保護(hù)配置及定值保護(hù)裝置種類定值時(shí)間跳開關(guān)號(hào)保護(hù)范圍或靈敏度備注一次值二次值接地距離Ⅰ段3.2Ω0.35Ω0″15670%線末校接地距離Ⅱ段13.2Ω1.44Ω0.3″1562.7線末校接地距離Ⅲ段50Ω5.5Ω2.4″15610線末校相間距離Ⅰ段3.66Ω0.4Ω0″15680%線末校相間距離Ⅱ段15.5Ω1.69Ω0.3″1563.4線末校相間距離Ⅲ段60.5Ω6.6Ω2.4″15613.3線末校零序過流Ⅰ段0″156零序過流Ⅱ段0.3″1561線末3I0（1）校零序過流Ⅲ段0.6″1561.8線末3I0（1）校零序過流Ⅳ段2.7″1562.5線末3I0（1）校TV斷線過流Ⅰ段0.3″156TV斷線過流Ⅱ段2.4″156重合閘1.5″普通重合閘第72頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三4零序保護(hù)原理類型分析

系統(tǒng)發(fā)生接地短路，會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓?？筛鶕?jù)有無零序分量，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生接地短路，從而構(gòu)成接地短路保護(hù)。零序電流保護(hù)（階段式零序保護(hù)，零序方向過流保護(hù)）受系統(tǒng)接地點(diǎn)和運(yùn)行方式的影響較大零序電流保護(hù)只反映接地性質(zhì)故障

零序電壓保護(hù)第73頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電網(wǎng)零序保護(hù)

分析：110kV

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，線路接地故障占所有故障的

80%以上，三相完全星形接線的過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地短路，但其靈敏度低，保護(hù)時(shí)限長。采用輸電線路零序電流保護(hù)能克服這一不足。因?yàn)椋孩傧到y(tǒng)正常和兩相短路時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓，②零序電流的整定電流較小，可提高保護(hù)的靈敏度；③Y，d

接線的降壓變壓器△側(cè)的零序電流不會(huì)反映到

Y

側(cè)，所以零序保護(hù)的時(shí)限可能取得較短。因此，零序電流保護(hù)為

110kV

輸電線路接地故障的主要保護(hù)之一。

第74頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序電流保護(hù)的特點(diǎn)①零序過電流保護(hù)的靈敏度較高。零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限受零序網(wǎng)絡(luò)的限制也較短。原理簡單、結(jié)構(gòu)可靠。②相間短路的電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響很大，而零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響要小得多。

③當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)（例如，系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等）三相是對(duì)稱的，相間短路的電流保護(hù)均受它們的影響而可能誤動(dòng)作，因而需要采取必要的措施予以防止，而零序保護(hù)則不受它們的影響。④在11OkV及以上的高壓和超高壓系統(tǒng)中，單相接地故障約占全部故障的70％一90%,而且其他的故障也往往是由單相接地發(fā)展起來的，因此，采用專門的零序保護(hù)就具有顯著的優(yōu)越性。第75頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序電流過濾器

零序電流過濾器(a）原理接線第76頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三電網(wǎng)零序保護(hù)原理大電流接地系統(tǒng):（系統(tǒng)中主變壓器中性點(diǎn)直接接地）國內(nèi)：X0/X1<4~5

國外：X0/X1<3零序等值阻抗：網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)接地方式，主要是與變壓器接地中性點(diǎn)分布、故障點(diǎn)位置、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等有關(guān)。零序保護(hù)原理:

利用系統(tǒng)中發(fā)生d(1),d(1,1)故障,系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序分量,而正常運(yùn)行時(shí)無零序分量。根據(jù)這一特性，可利用零序分量構(gòu)成接地短路的保護(hù)。

第77頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三接地故障零序分量分布第78頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三接地故障零序分量特點(diǎn)①零序電壓：故障點(diǎn)U0最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，U0越低。變壓器中性點(diǎn)接地處U0=0。②零序電流分布：中性點(diǎn)接地變壓器的位置、短路點(diǎn)位置等有關(guān)，變壓器中性點(diǎn)必須接地才能形成零序通路。中性點(diǎn)接地的變壓器可以視為零序電流的電源。大?。号c線路及中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。③零序功率：短路點(diǎn)最大(與U0相同)。

方向：與正序相反,從線路→母線④零序電流零序電壓相位角取決于背側(cè)阻抗角。第79頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三階段式零序電流保護(hù)構(gòu)成三段式

Ⅰ段:速動(dòng)段保護(hù)

Ⅱ段(Ⅱ、III段)應(yīng)能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡量縮短。最末一段：后備即對(duì)III段式零序保護(hù)，其I段和II段作為本線路主保護(hù)，III段為相鄰線路遠(yuǎn)后備；可見，三段式零序電流保護(hù)與三段式電流保護(hù)是相似的。四段式簡介：IV

段式同III段式相比，增加了一段不考慮對(duì)本線末端

有規(guī)定靈敏度的零序保護(hù)，其余同段式零序保護(hù)。（如零序第Ⅱ段在線路對(duì)端母線接地故障時(shí)靈敏度不足，就由零序第Ⅲ段保護(hù)線路全長，以保證對(duì)端母線接地故障時(shí)有足夠的靈敏度。這時(shí)，原來的零序第Ⅲ段就相應(yīng)地變?yōu)榱阈虻冖舳?。國網(wǎng)教材））

第80頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三階段式零序電流保護(hù)原理圖從原理上講，三段式零序電流保護(hù)與三段式電流保護(hù)是完全相同的，不同的是零序電流保護(hù)只反應(yīng)了短路電流中的一個(gè)分量。而過電流保護(hù)則反應(yīng)的是整個(gè)短路電流。故三段式零序電流保護(hù)的整定與時(shí)限配合原則上和三段式電流保護(hù)是相似的。第81頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

①零序I段為瞬時(shí)零序電流速斷，按本線路末端接地故障最大三倍(零序電流互感器接線方式）零序電流的（1.3-1.5）倍整定。②零序Ⅱ段為限時(shí)零序電流速斷，按本線路末端接地故障有不小于約1.3的靈敏系數(shù)整定，并與相鄰線路零序過流Ⅱ段配合。③零序Ⅲ段為后備段，作為本線路及相鄰線路的后備保護(hù)，整定與相鄰線路零序過流Ⅲ

段配合，對(duì)相鄰線路末端金屬性接地故障的靈敏系數(shù)力爭不小于1.2，并躲本線路末端主變其它各側(cè)三相短路最大不平衡電流，其一次值不于300A。在終端線路，也可以作為主保護(hù)使用。零序電流保護(hù)各段的整定第82頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三

零序保護(hù)范圍和相間電流保護(hù)一樣，廣泛采用階段式，一般是三段，有時(shí)可用四段，①零序I段為瞬時(shí)零序電流速斷，只保護(hù)線路的一部分（達(dá)80%左右，與距離保護(hù)類似）；無時(shí)限（有I段元件的固有時(shí)限）。②零序Ⅱ段為限時(shí)零序電流速斷，可保護(hù)本線路全長，并與相鄰線路保護(hù)相配合，動(dòng)作一般帶0．5s延時(shí)；③零序Ⅲ段為后備段，作為本線路及相鄰線路的后備保護(hù)，保護(hù)本線路全長及下一級(jí)線路全長。III段的動(dòng)作時(shí)限是按階梯原則整定的，即本線路距離III段動(dòng)作時(shí)限比下一線路距離III段的動(dòng)作時(shí)限大Δt(約0．5)。

零序電流保護(hù)的保護(hù)范圍及時(shí)限配合(國網(wǎng)教材）第83頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序方向元件

在多電源線路中，為了提高繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性、可靠性，應(yīng)采用方向元件，使保護(hù)性能有較顯著改善。分析：在下圖中，K點(diǎn)短路，對(duì)保護(hù)I03來說是反方向故障，會(huì)產(chǎn)生I0.NQ零序電流，如不考慮方向，當(dāng)時(shí)限tI03<tI02時(shí)，保護(hù)I03會(huì)先于保護(hù)I02出口，失去選擇性。第84頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序方向元件

零序方向元件一般用零序功率方向繼電器來實(shí)現(xiàn)。零序電流保護(hù)各段，經(jīng)核算在保護(hù)配合上可以不經(jīng)方向元件控制時(shí)，宜不經(jīng)方向元件控制。第85頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序保護(hù)對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地方式要求（國網(wǎng)教材）

變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式的安排，應(yīng)盡量保持變電所零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因，使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況臨時(shí)處理。變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地，計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí)，可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí)，可作特殊方式處理，例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。第86頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三零序保護(hù)對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地方式要求（國網(wǎng)教材）

變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因，變電所正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則，按特殊方式處理。雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，作為特殊運(yùn)行方式處理。為了改善保護(hù)配合關(guān)系，當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí)，可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)的辦法來抵消線路停運(yùn)對(duì)零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。第87頁，講稿共99頁，2023年5月2日，星期三110kV線路微機(jī)保護(hù)裝置功能介紹一類：PSL-621D：配有光纖縱差、四段零序、二段過流、三段接地和相間距離、斷路器失