电力系统继电保护原理

1. 电力系统继电保护原理 西南交通大学电气工程学院

2. §2-3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护§2-3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护

3. 接地故障时，各零序分量的特点 • 故障点的零序电压最高,系统中距离故障点越远处的零序电压越低； • 零序电流的分布,主要决定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 • 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 • 零序电流与零序电压之间的相位差也将由的阻抗角决定,而在被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关 • 系统的正序阻抗和负序阻抗要随着运行方式而变化 ，因而间接的影响零序分量的大小。

4. 零序电压过滤器 对正序、负序分量电压： 对零序分量电压： 误差以及三相系统对地不完全平衡 正常运行和相间短路实际输出：

5. 零序电流过滤器 对正序、负序分量电流： 对零序分量电流： 正常运行和相间短路实际输出：

6. 零序电流速断(零序I段)保护 • 躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流 • 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流 取两者中较大者为整定值 注：如果保护装置动作时间大于断路器三相触头不同期合闸的时间，则无需考虑第二个条件。

7. 10kV中置式真空断路器手车柜实物图片 （多台组合）

8. 零序电流限时速断(零序II段)保护 • 起动电流：与下一段线路的零序I段保护相配合 • 当该保护与下一段线路之间无中性点接地的变压器时 • 当该保护与下一段线路之间有中性点接地的变压器时

9. 动作时限： 本线路末端接地短路最小零序电流 • 灵敏度校验：

10. 定时限零序过电流(零序III段)保护 ——在一般情况下是作为后备保护使用的,但在中性点直接接地电网中的终端线路上,它也可以作为主保护使用。 • 起动电流 • 躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流 。

11. 本线路末端三相短路时最大短路电流 电流互感器误（0.1） 非周期分量系数（1～2） • 必须按逐级配合的原则来考虑 ，本保护零序III段的保护范围,不能超出相邻线路上零序III段的保护范围。

12. 动作时限：按阶梯原则来选择 可见：零序过电流保护与相间短路的过电流相比，具有较小的动作时限。

13. 灵敏度校验 • 作本线路的近后备保护 本线路末端发生接地故障时的最小零序电流 • 作下一线路的远后备保护 下一线路末端发生接地故障时流过保护的最小零序电流

14. 方向性零序电流保护 • 问题的提出 当零序功率方向由线路到母线时动作 选择性 k1点短路 矛盾，需要加功率方向元件 k2点短路

15. 优点 • 对零序电流保护的评价 • 零序电流保护（一般为2-3A）比相间短路的电流保护(一般为5-7A)有较高的灵敏度 • 零序电流保护受系统运行方式变化的影响要相对较小 • 当系统中发生某些不正常运行状态时，例如系统振荡，短时过负荷等，不会误动 • 动作时限比相间短路的保护相对要小 • 零序方向元件无死区 • 缺点 • 不能反映相间短路

16. 例：如图所示网络中，已知：　　（1）电源等值电抗X1s= X2s=5Ω， X0=8 Ω；　　（2）线路AB、BC的电抗x1=0.4 Ω/km, x0=1.4 Ω/km;(3)变压器T1额定参31.5MVA,110/6.6kV,Uk=10.5%,　　其他参数如图所示。 　　试对线路AB的保护１进行零序保护三段整定计算（动作电流、灵敏度校验以及动作时限）。

17. 解： １、计算短路电流 （１）线路各参数 线路AB: 线路BC: 变压器T1:

18. （2）短路电流的计算 １）B母线的短路电流 • B母线的单相接地零序电流： 单相接地短路的复合序网

19. B母线的两相接地短路零序电流： • B母线的最大三相短路电流为： 两相接地短路的复合序网

20. ２）Ｃ母线的短路电流 • Ｃ母线的两相接地短路零序电流：

21. Ｃ母线的单相接地短路零序电流： ２、各段零序保护的整定计算 （１）零序Ⅰ段保护 １）动作电流

22. 2）单相接地保护区长度 3）两相接地保护区长度 满足要求。

23. （2）零序Ⅱ段保护 １）动作电流 2）灵敏度校验 3）动作时限

24. （3）零序Ⅲ段保护 １）动作电流 2）灵敏度校验 • 作本线路的近后备保护

25. 作下一线路的远后备保护 3）动作时限