接地短路零序保護新PPT課件

1、電力系統(tǒng)采用三相供電制。線路故障相間故障接地故障3 階段式電流、電壓保護4 階段式方向電流保護5 5 接地故障的零序保護接地故障的零序保護（包括零序電流保護、零序電流方向保護、零序電壓保護、 零序功率方向保護等）第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護第1頁/共38頁一、零序分量一、零序分量（一）定義（一）定義 在習(xí)慣規(guī)定的正方向下， 對稱分量中，一組三相大小相等、兩兩相位差為零即相位也相等的序分量。包括有零序電流、零序電壓等。 （一般）在設(shè)備接地故障時才出現(xiàn))(31)(3100UUUUIIIICEBEAECBA注意注意：零序電壓有縱向零序電壓、橫向零序電壓之分，這里(通常)所講的為

2、橫向零序電壓。第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護第2頁/共38頁（二）獲?。ǘ┇@取1零序電流零序電流（1）零序電流濾過器 P70接線圖（圖5-2） 將三個變比相同、型號也相同的TA二 次側(cè)同極性端連接在一起而成。P85一、零序分量一、零序分量第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護（2）P70從相間保護用TA的中線上獲得。（3）P71通過TA0獲得，如（圖5-4）所示。應(yīng)用場合：電纜或電纜架空混合線路。（4）P169通過變壓器中性接地線回路的TA獲得，如（圖8-28）所示。第3頁/共38頁2零序電壓零序電壓最常用 零序電壓濾過器 P76接線圖（圖5-10） 將TV的

3、三個一次繞組接成星形并將中 性點接地，然后將TV的三個二次繞組 接成開口三角形，即可。一、零序分量一、零序分量第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護二、應(yīng)用場合二、應(yīng)用場合 電壓等級在110kV及以下及以下輸電線路的接地故障保護。接地故障保護。 110kV線路、 35kV線路、 10kV線路等注：注：電力系統(tǒng)其它設(shè)備的接地故障也可以采用零序保護。第4頁/共38頁第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護二、應(yīng)用場合二、應(yīng)用場合 由于110kV線路、 35kV線路、 10kV線路所在系統(tǒng)中性點運行方式不同，因此，線路所配置的零序保護動作結(jié)果不同、工作原理不同，名稱也不同。（一

4、）（一）110kV線路線路1. 線路所在系統(tǒng)中性點運行方式為直接接地； 2. 線路發(fā)生K（1）接地時，短路電流大，保護應(yīng)迅速動作于 QF跳閘，應(yīng)配置主、后備保護 。3. 線路接地保護采用階段式零序電流保護，一般 為三段式， 也有四段式，必要時帶方向元件。P71/75第5頁/共38頁第五章第五章 接地短路的零序保護接地短路的零序保護（二）（二）35kV、10kV線路線路1. 線路所在系統(tǒng)中性點運行方式有中性點不接地、中性點 經(jīng)消弧線圈接地兩種方式； 2. 線路發(fā)生K（1）接地時，短路電流小，裝設(shè)一套專用保護 延時動作于發(fā)信號。3. 中性點不接地系統(tǒng)10kV、35kV線路接地保護：3種。 P82、

5、83。二、應(yīng)用場合二、應(yīng)用場合4. 中性點經(jīng)消弧線圈接地10kV、35kV線路接地保護： P83、84。第6頁/共38頁 應(yīng)用范圍：一般用在電壓等級110kV及以上系統(tǒng)、0.4kV系統(tǒng)。應(yīng)用范圍：一般用在35kV及以下系統(tǒng)。（一）（一） 中性點直接接地。中性點直接接地。（二）中性點不接地。（二）中性點不接地。（三）中性點經(jīng)消弧線圈接地。（三）中性點經(jīng)消弧線圈接地。 常用的有以下三種：P68第7頁/共38頁四段式零序電流保護四段式零序電流保護的定義的定義 P73 由無時限零序電流速斷保護、0.5s限時零序電流速斷保護、1s限時零序電流速斷保護和零序過電流保護組合在一起的保護，稱之。第8頁/共38

6、頁1不需要引入“R-L-C”記憶回路。LG-12型功率方向繼電器構(gòu)成的接地保護原理接線如圖5-11所示。因為在保護安裝處發(fā)生接地短路時零序電壓最大（P69），因此功率方向繼電器不存在電壓死區(qū)的問題，無需采用記憶電路。以LG12型KW為例零序功率方向繼電器的特點2 2 最靈敏角sensen70)(ITXsen接線方式接線方式 P77、78而我們的要求是（P76） 110sen 在進(jìn)行KW0接線時應(yīng)注意，所加入的電流、電壓量中，應(yīng)一個 正接正接、另一個反接反接。如圖5-13所示，零序電流從KW的同極性端進(jìn)， 為正接，零序電壓從KW的非極性端進(jìn)，為反接。第9頁/共38頁中性點不接地系統(tǒng)線路的接地保護

7、：3種（P8283）（一）無選擇性絕緣監(jiān)視裝置（二） 零序電流保護 （三）零序方向保護（sen=90） 工作原理如圖5-16所示（零序電壓保護，如圖5-19所示） 結(jié)論：中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)線路的單相接地保護，無法和中性點不接地電網(wǎng)線路一樣，采用零序電流保護或零序功率方向保護，保護的實現(xiàn)較為困難。第10頁/共38頁中性點不接地系統(tǒng)線路的接地保護：3種（一）無選擇性絕緣監(jiān)視裝置 1原理：根據(jù)零序電壓特點構(gòu)成。 2原理接線圖：如圖5-19所示，在發(fā)電廠或變電所的母線上裝設(shè)一臺三相五 柱式電壓互感器，在其星形接線的二次側(cè)接入三只電壓表，用以測量各相 對地電壓，在開口三角側(cè)接入過電壓繼電器，反應(yīng)接

8、地故障時出現(xiàn)的零序 電壓。3工作情況分析（1） 正常時：（2）線路單相接地時：4特點及應(yīng)用場合：P80 出線比較少的電網(wǎng)。第11頁/共38頁（二） 零序電流保護 1原理： 利用零序電流大小特點構(gòu)成。 3應(yīng)用場合：一般用在同一母線上出線較多，且有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線上。 2接線圖接線圖：P69 圖5-4正常時，3I0=0單相接地時，3I0=3(CO-C0)E，為整個網(wǎng)絡(luò)所有非故障元件的零序電容 電流之和（大）（大）同系統(tǒng)其它連接元件單相接地時，3I0= 3C0E，為本線路的零序電容電流 （?。ㄐ。?線路線路中性點不接地系統(tǒng)線路的接地保護：3種第12頁/共38頁原

9、理： 利用故障線路零序功率方向由線路指向母線，非故障線 路零序功率方向由母線指向線路的特點構(gòu)成。應(yīng)用場合：適用于母線上出線較少且有條件安裝零序電流互感 器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線上。 零序功率方向保護的原理接線:如圖5-20所示。零序方向繼電器 的最靈敏角為90。（三）零序方向保護 實際上，中性點不接地只是一種短期運行方式，最終將過渡到消弧線圈接地方式運行。中性點不接地系統(tǒng)線路的接地保護：3種第13頁/共38頁 中性點經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)要實現(xiàn)有選擇性的接地保護是較為困難的。目前這類電網(wǎng)除采用無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置之外，還可采用穩(wěn)態(tài)高次諧波分量或暫態(tài)零序電流原理保護等。P83中性點經(jīng)消弧

10、線圈接地系統(tǒng)線路的接地保護（一） 反應(yīng)穩(wěn)態(tài)5次諧波分量大小或方向的接地保護 （二） 反應(yīng)暫態(tài)零序電流的保護 前面所述有關(guān)零序電流的特點，指的都是穩(wěn)態(tài)電流值。實際上，由于電感元件的電流不能突變，故在故障瞬間，消弧線圈并不起作用，接地電容電流的暫態(tài)值可能較穩(wěn)態(tài)值大很多倍，利用其某些特點也可構(gòu)成線路的單相接地保護。 第14頁/共38頁中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)線路的接地保護（三） 殘流增量法：殘流增量法： 在系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，通過裝設(shè)于各線路的零序電流互感器把各線路 的零序電流采集下來，然后控制消弧線圈改變一檔，再把各線路的零序電流 采集一遍，然后求出各線路在消弧線圈調(diào)檔前后零序電流的變化量，其中最

11、 大者即為接地線路，因為它等于消弧線圈調(diào)檔前后電感電流的改變值，而其 它線路基本上不變。該方法可進(jìn)行多次重判，保證選線準(zhǔn)確率。（四）有功功率法（五）消弧線圈并聯(lián)中電阻選線方式，等。 在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，接地線路零序功率中包含有消弧線圈、接地變壓器的銅損、鐵損及系統(tǒng)對地絕緣電阻所產(chǎn)生的有功功率，而非接地線路的零序功率中只包含本身產(chǎn)生的有功功率，兩者相差較大，因此，根據(jù)對每條線路的零序功率進(jìn)行計算，即可判別接地線路。 消弧線圈成套裝置除具備上述介紹的殘流增量法、有功分量法等選線方法外，并可根據(jù)用戶需要提供消弧線圈并聯(lián)中電阻ZR為（阻值132）的選線方式。中電阻可與調(diào)容、調(diào)匝及其它調(diào)節(jié)方式的自動跟

12、蹤消弧線圈并聯(lián)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的接地選線功能。 第15頁/共38頁 所謂的小接地電流系統(tǒng)微機選線裝置，所指的就是利用微機技術(shù)實所謂的小接地電流系統(tǒng)微機選線裝置，所指的就是利用微機技術(shù)實現(xiàn)的現(xiàn)的35kV及以下電壓等級線路的單相接地保護裝置。及以下電壓等級線路的單相接地保護裝置。 第16頁/共38頁第17頁/共38頁51 單相接地短路時零序分量特點 (a) 系統(tǒng)接線 （b）零序網(wǎng)絡(luò) （c） 零序電壓分布 （d） 向量圖當(dāng)忽略回路的電阻時，按照規(guī)定的正方向畫出故障點處零序電流和零序電壓向量圖，如圖51（d）所示。第18頁/共38頁圖52 零序電流濾過器 （a）原理接線 （c）等效電路 第19頁/共38頁圖

13、5-3 電流互感器的等效電路 返回第20頁/共38頁圖54 零序電流互感器接線示意圖 （a）結(jié)構(gòu)圖 （b）接線圖 第21頁/共38頁圖5-5 無時限零序電流速斷保護原理圖 (a)網(wǎng)絡(luò)接線圖；(b)零序電流曲線 階段式零序電流保護第22頁/共38頁圖5-10 零序電壓濾過器接線圖 (a)由三個單相式電壓互感器組成；(b)由三相五柱式電壓互感器組成；(c)接于發(fā)電機中性點的電壓互感器；(d)在集成電路保護裝置內(nèi)部合成零序電壓 第23頁/共38頁圖5-11 LG-12型功率方向繼電器原理接線 第24頁/共38頁圖5-13 LG-12型功率方向繼電器接線方式正接正接反接反接第25頁/共38頁返回1電網(wǎng)

14、3種保護 接地相對地電壓降為零，其它兩相對地電壓上升為線電壓，系統(tǒng)出現(xiàn) 零序電壓，其值等于電網(wǎng)正常運行時的相電壓，且處處相等。圖5-16 中性點不接地系統(tǒng)單相接地時電容電流分布 (a) 網(wǎng)絡(luò)圖及電流分布；(b) 保護安裝處電流電壓相量 第26頁/共38頁圖 5-19 絕緣監(jiān)視裝置原理接線 返回TV第27頁/共38頁圖5-20 零序功率方向保護的原理接線 返回第28頁/共38頁第29頁/共38頁51 單相接地短路時零序分量特點 (a) 系統(tǒng)接線 （b）零序網(wǎng)絡(luò) （c） 零序電壓分布 （d） 向量圖以中性點直接接地電網(wǎng)的以中性點直接接地電網(wǎng)的ABAB線路線路為例：為例：第30頁/共38頁 AB線路

15、正常運行時 AB線路相間短路時，仍然 ；A、B、C三相電流對稱，為負(fù)荷電流， ；00I00I以BC兩相短路時的電流為例，此時 故 。IIIIIKCKBA000I以中性點直接接地電網(wǎng)的以中性點直接接地電網(wǎng)的ABAB線路線路為例：為例：第31頁/共38頁 AB線路A相K（1）時00IIIICBKAIIK310可見可見：零序分量只有在線路接地故障時才出現(xiàn)，在線路正常運行、相間短路時，都沒有。故故：根據(jù)此特點，可構(gòu)成線路接地保護。以中性點直接接地電網(wǎng)的以中性點直接接地電網(wǎng)的ABAB線路線路為例：為例：第32頁/共38頁第33頁/共38頁中性點中性點 NABC?第34頁/共38頁如圖所示，若正常運行時流過TA一次側(cè)的負(fù)荷電流為450A，TA的變比為600/5，KA的動作值為3A，問：保護是否會誤動，