[工学]继电保护教材 第五章.ppt

* 第五章 电网的接地保护 第一节 中性点直接接地电网接地时零序分量的特点 一、中性点直接接地电网接地故障的特点 1．分析： 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 （2）零序电流 故障点k处的零序电流为 M侧的零序电流为 N侧的零序电流为 各序复数功率之间的关系为 （3）零序电压和零序电流的相位 ①正方向故障分析 结论：正方向接地短路故障时，零序电压滞后零序电流950～1100，过渡电阻参与复合序网的构成，但不影响零序电压与零序电流之间的相位关系。 ②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700～800，同样过渡电阻不影响零序电压与零序电流之间的相位关系。 接地故障时零序分量的特点： ▲ 故障点处的零序电压最高，离故障点越远, 零序电压越低，变压器中点处的零序电压降为零。 ▲ 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，亦即决定于中性点接地变压器的数目和分布。 零序电流的分布与电源的数目和位置无关。零序电流的大小，与正序和负序阻抗、有关，因此受系统的运行方式影响。 ▲ 零序电流仅在中性点接地的电网中流由通，所以零序电流保护与中性点不接地的电网无关。 ▲ 正方向故障时，保护安装处母线零序电压与零序电流的相位关系，取决于母线背后元件的零序阻抗，而与被保护线路的零序阻抗和故障点的位置无关。 ▲ 零序电流与接地故障的类型有关。 第五章 电网的接地保护 第二 节 中性点直接接地电网的零序电流保护 一、零序电流和零序电压的获取 （1）零序电流的获取方法 微机保护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。 （2）零序电压的获取方法 ①从TV开口三角处获取 ②自产 3U0方式 二、零序电流保护 （1）零序电流速断保护（零序电流I段） ① 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1.2～1.3 ② 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： ③ 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③整定，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①、②整定（两者中取较大者为整定值），或只是按照整定条件①整定，但在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③整定。 注意：灵敏I段在非全相运行时应退出。 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Ⅰ段末端短路时流过本线路的最大零序电流。 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 ≥1.3～1.5 当灵敏系数不能满足要求时，可采取以下措施： ① 与相邻线路零序Ⅱ段配合整定。其动作时限应较相邻线路零序Ⅱ段时限长一个时间级差Δt。 ② 改用接地距离保护。 （3）零序过电流保护（零序电流Ⅲ段） 零序电流Ⅲ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1.2～1.3 作为本线路近后备的零序Ⅲ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1.3～1.5。 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1.2。 动作时间与相间电流保护III段的整定原则相同。 三、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 （2）零序功率方向继电器 零序功率方向继电器比幅动作方程如下： 比相动作方程即 内角一般取 或者 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。 （3） 微机保护零序方向继电器及实现 ①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： ②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