继电保护理论讲解3.pptVIP

三．电网接地保护 中性点直接接地时零序分量的特点 大接地电流系统的零序电流保护 中性点不接地系统的接地保护 一）中性点直接接地时零序分量的特点 电力系统中性点的工作方式有:中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。中性点的接地方式，是综合考虑供电的可靠性、系统绝缘水平、系统过电压、继电保护的要求、对通信线路的干扰以及系统稳定运行的要求等因素确定的。一般110KV及以上电压等级电网都采用中性点直接接地方式，3～35KV的电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。 当中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中发生短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，因此利用零序电流来构成接地短路的保护，就有显著的优点。 在电力系统中发生接地短路时，如下图所示，可以利用对称分量的方法将电流和电压分解为正序、负序和零序分量，并利用复合序网来表示它们之间的关系。短路计算的零序等效网络如图1-36(b)所示，零序电流可以看成是在故障点出现一个零序电压UK0而产生的，它必须经过变压器接地的中性点构成回路。对零序电流的方向，仍然采用母线流向故障点为正，而零序电压的方向，是线路高于大地的电压为正，如图中的“↑”所示。 接地短路时的零序等效网络及电流、电压分布 忽略电阻时的向量图；记及电阻时的向量图（设ΦK0=80o） 由上述等效网络可见，零序分量的参数具有如下特点: 1．故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，零序电压的分布如图（c）所示，到变压器接地的中性点零序电压为U0，保护安装处零序电压为UA0及UB0。 2．由于零序电流是U0产生的，因此零序电流的大小和相位由: 零序电压和电网中性点至接地故障点的零序阻抗所决定。 零序分量的参数特点: 3.当忽略回路的电阻时，按照规定的正方向画出零序电流和电压的向量图，如图1-36(K)所示，和将超前90°。而计及回路电阻时，例如取零序阻抗角为ΦK0=80°，如图1—36（e）所示，和将超前100°。 4.零序电流的分布，主要取决于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关，例如在图1-36(a)中，当变压器Ｂ２的中性点不接地时，则Ｉ0″＝０。 5.对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 零序分量的参数特点: 6．保护安装处（例如A点）的零序电压为： UA0= -- I0*ZB1 式中——ZB1为变压器B1的零序阻抗 也就是说，接入保护装置的零序电压与零序电流的相位差，只取决于保护安装处背后变压器的零 序阻抗,而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。 7.在电力系统运行方式变化时，如果送电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但此时，系统的正序阻抗和负序阻抗要随着运行方式而变化，正、负序阻抗的变化将引起UK1、UK2、UK0之间电压分配的改变，因而间接地影响零序分量的大小。 二）大接地电流系统的零序电流保护 1．零序电压过滤器 为了取得零序电压，通常采用如图2（a）所示的三个单相式电压互感器或图（b）所示的三相五柱式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形，这样从m、n端子上得到的输出电压为： 而对正序或负序分量的电压，因三相相加后等于零，没有输出。因此这种接线实际上就是零序电压过滤器。 此外当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，如图1—2（c）所示，从它的二次绕组中也能取得零序电压。 图2 取得零序电压的接线图 2．零序电流过滤器 为了取得零序电流，通常采用三相电流互感器，按图1—3（a）的方式连接，此时流入继电器回路中的电流为： Ir=Ia+Ib+Ic=3I0 而对正序或负序分量的电流，因三相相加后等于零，因此就没有输出。这种过滤器的接线实际上就是三相星形接线方式中，在中线上所流过的电流，因此在实际的使用中，零序电流过滤器并不需要专门的电流互感器，而是接入相间保护用电流互感器的中线上就可以了。 对于采用电缆引出的送电线路，还广泛的采用了零序电流互感器的接线以获得3Io，如图5 所示。此时电流互感器就套在电缆的外面，从其铁心中穿过的电缆就是电流互感器的一次绕组，因此这个互感器的一次电流就是，只有当一次侧出现零序电流时，在互感器的二次侧才有相应的3Io输出，故称它为零序电流互感器。采用零序电流互感器的优点，和零序电流过滤器相比，主要是没有不平衡电流，同时接线也更简单 零序电流互感器 3.零序电流速断（零序Ⅰ段）保护 在发生单相或两相接地短路时，也