三段式零序电流保护整定.pptx

三段式零序电流保护整定三段式零序电流保护整定三段式零序电流保护整定三段式零序电流保护整定20112011年上学期年上学期年上学期年上学期主讲：张成林主讲：张成林主讲：张成林主讲：张成林任务明确任务明确n n（一）（一）（一）（一）中性点直接接地系统零序电流保护的中性点直接接地系统零序电流保护的组成组成及各段及各段保护范围保护范围？时限时限特性？特性？整定计算整定计算原则？原则？n n（二）三段式零序电流保护（二）三段式零序电流保护 PK 相间短相间短路三段式电流保护路三段式电流保护问题的提出：问题的提出：三种接线的应用三种接线的应用n三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式用于发电机、用于发电机、变压器等贵重电气设备中，以提高可靠变压器等贵重电气设备中，以提高可靠性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。性和灵敏性；大电流接地电网输电线路。n两相不完全星形两相不完全星形用于小电流接地系用于小电流接地系统；统；n两互感器三继电器接线两互感器三继电器接线用于用于Y，d11变压器接线，以提高灵敏度。变压器接线，以提高灵敏度。复习回顾复习回顾归纳比较归纳比较电流电流电流电流电流电流动作电动作电流流Iop1=KrelIk1max（最大）（最大）Iop1=KrelIop2（中间）（中间）Iop=（Krel Kast/Kr）ILmax（最小）（最小）动作时动作时限限0（最快最快）t1=t2+t（中间）中间）t1=t2+t（最（最长）长）保护范保护范围围本线路首端部本线路首端部分分本线路全长并本线路全长并延伸至相邻下延伸至相邻下一线路一线路本线路全长及相邻本线路全长及相邻线路全长并延伸至线路全长并延伸至下下线路下下线路灵敏度灵敏度 最低最低中间中间最高最高复习回顾复习回顾 三段式电流保护的评价及应用三段式电流保护的评价及应用选择性：选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。通过动作电流、动作时间来保证选择性。单电源辐射网络上可保证获得选择性；单电源辐射网络上可保证获得选择性；多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。速动性：速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的；无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的；定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。灵敏性：灵敏性：运行方式运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。变化较大时，速断保护往往不能满足要求。被保护被保护线路很短线路很短时，无限时电流速断保护常为零。时，无限时电流速断保护常为零。长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。可靠性：可靠性：原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易。原理简单、逻辑少，整定计算和校验容易简单、可靠性好是它的主要优点。简单、可靠性好是它的主要优点。应用范围：主要用在应用范围：主要用在35kV35kV及以下的单电源辐射线路上。及以下的单电源辐射线路上。长沙电力职业技术学院长沙电力职业技术学院长沙电力职业技术学院长沙电力职业技术学院主讲人：张成林主讲人：张成林主讲人：张成林主讲人：张成林 阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护一、一、阶段式零序段式零序电流保流保护的构成原理的构成原理在中性点直接接地电网中，线路正常运行，系统对称，线路首端测得的零序电流约为零；当发生接地故障时，将出现很大的零序电流。阶段式零序电流保护逻辑框图阶段式零序电流保护逻辑框图阶段式零序电流保护的工作流程阶段式零序电流保护的工作流程 阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护上次课的内容复习上次课的内容复习一、何种故障时，系统出现零序电流电压一、何种故障时，系统出现零序电流电压（零序分量）？（零序分量）？二、通过哪些方法可以获得零序分量？二、通过哪些方法可以获得零序分量？重点复习：重点复习：单相接地短路时的零序分量分布单相接地短路时的零序分量分布1、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序、系统任意一点接地短路时，出现零序电压和零序电流；非全相运行或电流；非全相运行或QF三相触头不同时合闸时，三相触头不同时合闸时，出现零序分量。出现零序分量。2、故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零，故障点的零序电压最高，中性点零序电压为零，离故障点越近，零序电压越高。离故障点越近，零序电压越高。零序电流的计算电力系统中发生接地短路故障时，零序电流的计算是在系统等值零序网图中进行的。其中，是故障附加零序电压源。零序电流为：是线路AB的零序阻抗，一般是正序阻抗的3倍。零序电流保护的工作原理零序电流保护：反映零序电流增大而动作的保护。零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时零序电流大小的不同来整定。接地故障点越远，零序电流越小。电电压压互互感感器器的的二二次次侧侧开开口口三三角角输输出出零零序序电电压压 。零序电压、零序电流的获取零序电压、零序电流的获取 1.零序电压的获取零序电压的获取 （1）零序电压过滤器零序电压过滤器（2）加法器加法器（3）微机保护内直接利用程序微机保护内直接利用程序（4）发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧加法器U aU bU c3U 0mnABC2 2零序电流互感器（滤过器）零序电流互感器（滤过器）（1 1）零序电流滤过器）零序电流滤过器 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流，三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。（2）专用零序电流互感器（电缆线路）专用零序电流互感器（电缆线路）一次电流：一次电流：优点：无不平衡电流，接线简单优点：无不平衡电流，接线简单I0接地短路时零序分量的特点接地短路时零序分量的特点（1）（1 1）零序电压零序电压 接地故障点最高，中性点最低接地故障点最高，中性点最低（2 2）零序电流零序电流 由故障零序附加电源由故障零序附加电源Ud0 产生产生;从故障点流向接地的从故障点流向接地的 变压器中性点。变压器中性点。（3 3）零序功率零序功率 方向：线路方向：线路母线。母线。（4 4）零序阻抗角零序阻抗角 取决于取决于ZB0 ：（5 5）运行方式变化运行方式变化 线路、中性点不变，零序网不变；线路、中性点不变，零序网不变；正负序阻抗变化间接影响零序正负序阻抗变化间接影响零序（Ud1、Ud2、Ud0）获得零序分量的方法获得零序分量的方法n获得零序电流的方法获得零序电流的方法（1）零序电流过滤器）零序电流过滤器（2）零序电流互感器（）零序电流互感器（用于电缆线路用于电缆线路）（3）变压器中性线互感器）变压器中性线互感器n获得零序电压的方法获得零序电压的方法（1）零序电压过滤器）零序电压过滤器（2）零序电压互感器）零序电压互感器（3）加法器）加法器新课内容新课内容u一、一、无时限零序电流速断保护无时限零序电流速断保护u二、二、零序电流限时速断保护零序电流限时速断保护u三、三、零序过电流保护零序过电流保护u四、零序电流保护四、零序电流保护原理接线图原理接线图u五、对零序电流保护的评价五、对零序电流保护的评价前言：前言：零序电流保护的组成零序电流保护的组成分为三段（或四段）：分为三段（或四段）：n零序零序段：无时限零序电流速断保护段：无时限零序电流速断保护n零序零序段：零序电流限时速断保护段：零序电流限时速断保护n零序零序段：零序过电流保护段：零序过电流保护一、一、无时限零序电流速断保护无时限零序电流速断保护n动作电流的整定原则动作电流的整定原则（1）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零）躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流序电流 Iop=Krel 3I0max（2）躲开）躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序三相触头不同时合闸引起的最大零序电流电流 Iop=Krel 3I0bt 注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑注：若动作时限大于不同时合闸时限，可不考虑该原则该原则（3）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运）当线路采用单相重合闸时，应躲开非全相运行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流一、一、无时限零序电流速断保护无时限零序电流速断保护按（按（3）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两）原则整定的动作值比较大，灵敏度低，为此设置两个个段，即灵敏段，即灵敏段和不灵敏段和不灵敏段。段。灵敏灵敏段段：按原则（：按原则（1）、（）、（2）整定，作为全相运行时的接）整定，作为全相运行时的接地短路保护地短路保护不灵敏不灵敏段段：按原则（：按原则3）整定，作为单相重合闸过程中再）整定，作为单相重合闸过程中再接地短路的保护。接地短路的保护。正常时投灵敏正常时投灵敏段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏段；单相重合闸过程中，闭锁灵敏段，投段，投不灵敏不灵敏段段n动作时限动作时限：0秒秒n保护范围保护范围：本线路首端部分，比相间短路本线路首端部分，比相间短路段长。段长。n作用作用：主保护：主保护一、一、无时限零序电流速断保护无时限零序电流速断保护二、零序电流限时速断保护二、零序电流限时速断保护n整定原则整定原则:1.本线路零序本线路零序段与下一线路零序段与下一线路零序配合，即配合，即 Iop1=Krel Iop2 t1=t2+t=0.5(s)灵敏度：灵敏度：Ksen=3I0min/Iop11.52.若灵敏度不满足要求，则本线路零序若灵敏度不满足要求，则本线路零序段与下一线路零序段与下一线路零序配配合，即合，即 Iop1=Krel Iop2 t1=t2+t=1.0(s)3.同时采用同时采用0.5s的零序的零序段和段和1.0s的零序的零序段。段。保护范围：本线路全长并延伸至下一线路首端部分保护范围：本线路全长并延伸至下一线路首端部分。作主保护作主保护二、零序电流限时速断保护二、零序电流限时速断保护三、三、零序过电流保护零序过电流保护n作用：作用：本线路的近后备及相邻线路的远后备。本线路的近后备及相邻线路的远后备。n动作电流的整定原则：动作电流的整定原则：（1）躲过相邻线路首端三相短路时，出现的最大）躲过相邻线路首端三相短路时，出现的最大不平衡电流，即不平衡电流，即 Iop=Krel Iunb.max (2)与相邻零序与相邻零序段进行灵敏度配合段进行灵敏度配合 Iop1=Krel Iop2n灵敏度校验灵敏度校验 近后备：近后备：Ksen=3I0min/Iop1 1.31.5 远后备：远后备：Ksen 1.2n动作时限的确定动作时限的确定 按阶梯形原则配合，配合范围比相间短路过电流按阶梯形原则配合，配合范围比相间短路过电流保护配合范围小，因此同一条线路上零序过电流保护配合范围小，因此同一条线路上零序过电流动作时限比相间短路过电流时限短。动作时限比相间短路过电流时限短。三、三、零序过电流保护零序过电流保护三、三、零序过电流保护的时限特性零序过电流保护的时限特性四、四、零序电流保护原理接线图零序电流保护原理接线图五、对零序电流保护的评价五、对零序电流保护的评价|中性点直接接地系统中，零序电流保护与相间中性点直接接地系统中，零序电流保护与相间短路电流保护相比，有以下短路电流保护相比，有以下优点优点：（1）灵敏度高灵敏度高。相间过电流动作电流按最大负。相间过电流动作电流按最大负荷电流确定，一般为荷电流确定，一般为57A，零序过电流按躲，零序过电流按躲开最大不平衡电流确定，一般为开最大不平衡电流确定，一般为23A。（2）延时小延时小。零序过电流动作时限比相间短路。零序过电流动作时限比相间短路动作时限要短。动作时限要短。（3）不受系统振荡、过负荷影响。不受系统振荡、过负荷影响。（4）受运行方式变化的影响较小。受运行方式变化的影响较小。缺点：缺点：（1）短线路或运行方式变化很大的网络，不能满）短线路或运行方式变化很大的网络，不能满足系统的要求；足系统的要求；（2）单相重合闸时，影响零序保护的正确工作；）单相重合闸时，影响零序保护的正确工作；（3）自耦变压器联系的两个不同等级的网络，任）自耦变压器联系的两个不同等级的网络，任一网络的接地会在另一网络引起零序电流，使零一网络的接地会在另一网络引起零序电流，使零序保护整定复杂。序保护整定复杂。五、对零序电流保护的评价五、对零序电流保护的评价小结与作业小结与作业n小结：小结：p 零序电流保护的组成及各段保护范围；零序电流保护的组成及各段保护范围；p 零序电流保护的优点。零序电流保护的优点。n思考题：思考题：零序电流保护与相间短路电流零序电流保护与相间短路电流保护相比有何优点？保护相比有何优点？n作业：作业：P39（1-16）题）题四、零序电流保护的评价。1、优点：优点：（1）段灵敏度高，动作时限短。灵敏性高；（2）段保护范围大，速动性好；段易满足受系统方式变化小。不反应系统的振荡和过负荷；（3）不受系统振荡，短时过负荷影响。原理接线简单，可靠。（4）单相故障机率高。2、缺点：缺点：（1）不适合短线路及运行方式变化大系统。（2）自耦变压器使保护整定复杂化。（3）单相重合闸非全相运行零序电流较大误动作。下次课的任务：下次课的任务：线路的阶段式距离保护线路的阶段式距离保护