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1、第三节 中性点直接接地系统的接地保护,正常运行:三相对称，没有负序和零序分量（零）,相电流、,功率方向,反应序分量原理的保护,不对称故障：负序或零序分量（很大）,接地保护：零序电压，零序电流（110kV电网）,故障特征更加明显,不对称接地故障,不对称短路分析方法：对称分量法,不对称的三相系统,正负零序网分别对称的三相系统,故障分析方法复习,1.零序序网的构成,零序电流流通回路：,UK0、线路、接地变压器中性点,一、零序电压、电流和功率的分布特点,2.零序分量的特点,2）零序电流 Uk0 产生;方向；相量图 分布（变压器中性点）,1）零序电压 故障点最高，中性点最低,5）运行方式变化 线路、中性
2、点位置数目不变，零序网不变；正负序阻抗变化间接影响零序（Uk1、Uk2、Uk0）,3）零序功率 短路点最大；线路母线（故障线路），与正序功率相反。,4）零序阻抗角 取决于ZT0：与线路阻抗角和故障点位置无关,不平衡电压：,二、零序电压、零序电流的获取,1.零序电压滤过器,PT误差、,三相不完全对称、,三次谐波,保护应考虑躲开它的影响。,2零序电流滤过器,电流互感器采用三相星形接线，在中性线上的电流就是 3I0，,在电子式和数字式保护中，也可通过将三相电流互感器的二次电流直接相加得到。,因此不需要装设专门的电流互感器，而是直接接入相间保护用的电流互感器的中性线上；,零序电流滤过器的不平衡输出：,
3、三个电流互感器励磁电流不相等(铁心磁化曲线不一致以及制造过程中的差异引起)而产生。,相间短路由于TA一次侧流过较大短路电流，TA传变特性变差，不平衡电流增大！,电流互感器套接于三相电缆的外面，互感器的一次电流是ABC三相电流之和。只当一次侧有零序电流时，互感器的二次侧才有相应的零序电流输出。,3.零序电流互感器,-电缆引出的线路,优点：,不平衡电流小，接线简单,三、三段式(四段式)零序电流保护,本线末单相或两相接地故障可能出现的最大零序电流,1零序电流速断保护（零序段）,断路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流,灵敏 I 段:,若保护动作时间 三相不同期合闸时间,可不考虑 I0.unb 影
4、响,若I0.unb I0.max 造成灵敏度降低,保护范围缩小,可考虑给保护加短延时（0.1s）,按I0.max整定以躲过断路器三相不同期合闸的影响。,当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。,不灵敏段：针对非全相运行状态下的接地短路起保护作用,对全相运行也起到一定的保护作用。,不灵敏 I 段:,定值较高,灵敏段：针对全相运行状态下的接地短路起保护作用，非全相运行时退出。,2.零序电流段保护,与下级线路零序段保护相配合，保护范围不超过下级线路零序段保护范围的末端。,当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接地的变压器时，需要考虑分支电路对零序电
5、流分布的影响。,零序段的动作电流：,动作时限（与相邻线路零序段配合）：,0.5 s,若灵敏系数不满足:,灵敏性校验：,（本线末、接地、最小短路电流）,3）改用接地距离保护。,2）采用两个灵敏性不同的零序段保护,保留原有0.5s 段，保证在正常、最大方式下快速切除故障；,1）与相邻线路零序段配合；,再增加一个与相邻线路零序段相配合的段保护，保证在各种方式下切除故障。,3.零序电流段保护（零序过电流保护）,1）躲开下条线路出口处相间短路所出现的最大不平衡电流,2）逐级配合:本保护零序段的保护范围，不能超出相邻线 路零序段的保护范围。整定计算中，当相邻两个保护之 间有分支电路时，同样要考虑分支系数。
6、,灵敏性校验：按近后备和远后备分别校验。,动作时限：为保证动作的选择性，按照阶梯型配合的原则来确定。,13的三段无需配合，无零序电流产生；,46的三段有配合，变压器T1的零序过流可实现速动；,同一线路上的零序三段比相间三段动作速度快。,优点：,四、方向性零序电流保护,若有多个变压器中性点接地，零序电流保护有可能发生误动，需要考虑方向性问题。,K1点短路时，保护3（母线线路）有可能误动；,K2点短路时，保护2（母线线路）有可能误动。,措施：加装零序功率方向元件，反方向故障时闭锁保护。,接入零序电压和零序电流，反应于零序功率方向而动作。,零序功率方向元件：,保护2,k1点正方向短路,k2点反方向短
7、路,五、对零序电流保护的评价,相间过电流保护：躲过最大负荷电流，57A；,相间电流保护三相星形接线也可保护单相接地，但零序电流保护与之相比，有其独特优点：,1）零序过电流保护（零序段）整定值小，灵敏性 高，动作时限较短,零序过电流保护：躲过不平衡电流，23A。,2）零序电流保护不受系统非正常运行状态的影响,如：系统振荡，过负荷等,3）零序电流保护受系统运行方式变化的影响较小,线路零序阻抗比正序阻抗大,X023.5X1，零序电流曲线变化较陡，零序段保护范围大且较稳定，零序段的灵敏性也容易满足要求。,4）方向性零序电流保护没有电压死区问题,在110KV及以上高压和超高压电网中，单相接地故障占全部故障的7090，零序电流保护为绝大多数的故障提供了保护，有显著优越性。,保护出口处短路时，零序电压最高，不为零。,零序电流保护的不足：,1）对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，不能满足系统运行的要求。,2）单相重合闸过程中，系统又发生振荡，可能出现较大零序电流的情况，影响零序电流保护的正确工作。,3）当采用自耦合变压器联系两个不同电压等级的电网,任一侧发生接地短路都将在另一侧产生零序电流，使得零序电流保护的整定计算复杂化。,
