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1、项目6 电网的接地保护,任务1 中性点直接接地电网零序电流保护,授课教师：王秋红,1.电网中性点运行方式,一、中性点直接接地电网接地时零序分量的特点,大接地电流系统：中性点直接接地方式，110kV及以上电网采用此运行方式。,小接地电流系统：中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。,二者区分的规定：凡是中性点 的系统属于小接地电流系统，的系统属于大接地电流系统。,2.中性点直接接地电网接地故障的特点 假定零序电流的参考方向为母线指向线路，零序电压的参考方向指向大地。,（1）零序电压,故障点k处和母线M及母线N处的零序电压分别为,结论：故障处的零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中
2、性点零序电压为零。母线处的零序电压为保护背后的等值零序阻抗与零序电流之乘积。,（2）零序电流,M侧的零序电流为,N侧的零序电流为,故障点k处的零序电流为,结论：零序电流是由故障点零序电压产生的，零序电流的大小和分布，主要取决于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗及其所处位置，零序电流仅在中性点接地的电网中流通。,（3）零序电压和零序电流的相位正方向故障分析,结论：正方向接地短路故障时，保护安装处零序电压与零序电流的相位关系取决于母线背后元件零序阻抗，零序电压滞后零序电流,反方向故障分析,结论：反方向接地短路故障时，零序电压超前零序电流700800,二、中性点直接接地电网的零序电流保护
3、1.零序电流的获取方法 根据数据采集系统得到的三相电流值再用软件进行相加得到3I0值或外接3I0。,2.零序电压的获取方法,（2）自产 3U0方式 微机保护根据数据采集系统得到的三相电压值再用软件进行矢量相加得到3U0值,（1）从TV开口三角处获取 由三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器的次级绕组接成开口三角，即首尾相连得到的电压就是3U0电压。发电机中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，可以通过它们的二次侧也可取得零序电压。,3.零序电流保护,能区分正常运行和接地短路故障，并且能区分短路点的远近，以便在近处故障时较短的时间切除故障，满足选择性的要求。只能作为接地短路保护的后备保护，一般配置
4、三段式或四段式零序电流保护。,零序电流I段的动作电流应躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流，即：,一般取1.21.3,（1）零序电流速断保护（零序电流I段）,零序电流I段的动作电流应躲过手动合闸或自动重合闸期间断路器三相触头不同时合上所出现的最大零序电流，即：,零序电流I段的动作电流应躲过非全相运行期间振荡所造成的最大零序电流，即：,一般而言，非全相运行伴随振荡时的最大零序电流是上述三点中最大的。按条件整定，整定值大，灵敏性较低。,解决方法可装设两套灵敏性不同的零序电流速断保护，即：灵敏I段：按整定条件、整定（两者中取较大者为整定值），或只是按照整定条件整定，但在
5、手动合闸或自动重合闸期间增加0.1s延时。不灵敏I段：按整定条件整定。注意：灵敏I段因动作值小，灵敏度高，在非全相运行时易误动，应退出。无时限零序电流速断保护的保护范围要求大于线路全长的15%20%。,（2）带时限零序电流速段保护（零序电流II段）,零序电流II段应躲过相邻线路段末端短路时流过本线路的最大零序电流。动作时限应比下一条线路零序电流I段的动作时限大一个时限级差t。,一般取1.1,零序电流II段灵敏性,应按被保护线路末端发生接地短路时的最小零序电流来校验,要求即,1.31.5,当灵敏系数不能满足要求时，可采取以下措施：与相邻线路零序段配合整定。其动作时限应较相邻线路零序段时限长一个时
6、间级差t。改用接地距离保护,（3）零序过电流保护（零序电流段）零序电流段的动作电流应躲过下一线路始端（即本线路末端）三相短路时流过本保护的最大不平衡电流,一般取1.21.3,其中：,式中：,非周期分量系数，t0s时取1.52，t=0.5 s时取1；,TA同型系数。TA型号相同时取0.5、型号不同时取1；,TA误差，取0.1；,本线路末端三相短路时流过本保护的最大短路电流。,作为本线路近后备的零序段，其灵敏度应按本线路末端接地短路时流过本保护的最小零序电流校验，要求灵敏系数大于1.31.5。当作为相邻线路的远后备保护时，应按相邻线路末端接地短路时流过本保护的最小零序电流校验，要求灵敏系数大于1.
7、2。动作时间与相间电流保护III段的整定原则相同。,4.零序方向保护的原理和实现（1）零序电流保护采用方向闭锁的必要性,k点发生接地故障时，对于保护2而言是反方向故障，如果,则零序电流保护2先于零序电流保护3动作，无选择性切除故障，扩大事故范围。,（2）零序功率方向继电器比幅动作方程：,比相动作方程:,或者,内角一般取80o,注意：零序功率方向继电器的零序电压与零序电流需有一个反极性接入。,按零序电压、零序电流的相位比较实现 微机保护选用软件自产 3I0和自产 3U0，由软件的算法实现：,按零序功率的幅值比较实现 零序正反方向元件（F0+、F0-）由零序功率P0决定，P0为,P00时，方向元件F0-动作，判为反方向故障；P00时，方向元件F0+动作，判为正方向故障。,（3）微机保护零序方向继电器及实现,（4）零序方向保护框图,会选择中性点接地方式。,
