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三段式零序电流保护整定,2011年上学期,主讲:张成林,任务明确,(一)中性点直接接地系统零序电流保护的组成及各段保护范围?时限特性?整定计算原则? (二)三段式零序电流保护 PK 相间短路三段式电流保护,问题的提出:,三种接线的应用,三相完全星形接线方式用于发电机、变压器等贵重电气设备中,以提高可靠性和灵敏性;大电流接地电网输电线路。 两相不完全星形用于小电流接地系统; 两互感器三继电器接线用于Y,d11变压器接线,以提高灵敏度。,复习回顾,归纳比较,复习回顾,三段式电流保护的评价及应用,选择性:通过动作电流、动作时间来保证选择性。 单电源辐射网络上可保证获得选择性; 多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。 速动性:无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的; 定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。 灵敏性:运行方式变化较大时,速断保护往往不能满足要求。 被保护线路很短时,无限时电流速断保护常为零。 长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。 灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。 可靠性:原理简单、逻辑少,整定计算和校验容易。 简单、可靠性好是它的主要优点。 应用范围:主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。,三段式零序电流保护整定,长沙电力职业技术学院,主讲人:张成林,阶段式零序电流保护,一、阶段式零序电流保护的构成原理 在中性点直接接地电网中,线路正常运行,系统对称,线路首端测得的零序电流约为零;当发生接地故障时,将出现很大的零序电流。,阶段式零序电流保护逻辑框图,阶段式零序电流保护的工作流程,阶段式零序电流保护,上次课的内容复习,一、何种故障时,系统出现零序电流电压(零序分量)? 二、通过哪些方法可以获得零序分量?,重点复习:,单相接地短路时的零序分量分布,1、系统任意一点接地短路时,出现零序电压和零序电流;非全相运行或QF三相触头不同时合闸时,出现零序分量。 2、故障点的零序电压最高,中性点零序电压为零,离故障点越近,零序电压越高。,零序电流的计算,电力系统中发生接地短路故障时,零序电流的计算是在系统等值零序网图中进行的。,其中, 是故障附加零序电压源。,零序电流为:,是线路AB的零序阻抗,一般是正序阻抗的3倍。,零序电流保护的工作原理,零序电流保护:反映零序电流增大而动作的保护。,零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护。 必须基于故障零序电流的计算,根据不同地点接地故障时零序电流大小的不同来整定。,接地故障点越远,零序电流越小。,电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压 。,零序电压、零序电流的获取 1. 零序电压的获取 (1) 零序电压过滤器,(2) 加法器 (3) 微机保护内直接利用程序 (4) 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧,2零序电流互感器(滤过器) (1)零序电流滤过器 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流,三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。,(2)专用零序电流互感器(电缆线路) 一次电流: 优点:无不平衡电流,接线简单,接地短路时零序分量的特点,(1),(1)零序电压 接地故障点最高,中性点最低 (2)零序电流 由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点。 (3)零序功率 方向:线路母线。 (4)零序阻抗角 取决于ZB0 : (5)运行方式变化 线路、中性点不变,零序网不变; 正负序阻抗变化间接影响零序(Ud1、 Ud2、Ud0 ),获得零序分量的方法,获得零序电流的方法 (1)零序电流过滤器 (2)零序电流互感器(用于电缆线路) (3)变压器中性线互感器 获得零序电压的方法 (1)零序电压过滤器 (2)零序电压互感器 (3)加法器,新课内容,一、无时限零序电流速断保护 二、零序电流限时速断保护 三、零序过电流保护 四、零序电流保护原理接线图 五、对零序电流保护的评价,前言: 零序电流保护的组成,分为三段(或四段): 零序段:无时限零序电流速断保护 零序段:零序电流限时速断保护 零序段:零序过电流保护,一、 无时限零序电流速断保护,动作电流的整定原则 (1)躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流 Iop=Krel 3I0max (2)躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序电流 Iop=Krel 3I0bt 注:若动作时限大于不同时合闸时限,可不考虑该原则 (3)当线路采用单相重合闸时,应躲开非全相运行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流,一、 无时限零序电流速断保护,按(3)原则整定的动作值比较大,灵敏度低,为此设置两个段,即灵敏段和不灵敏段。 灵敏段:按原则(1)、(2)整定,作为全相运行时的接地短路保护 不灵敏段:按原则(3)整定,作为单相重合闸过程中再接地短路的保护。 正常时投灵敏段;单相重合闸过程中,闭锁灵敏段,投不灵敏段 动作时限:0秒 保护范围:本线路首端部分,比相间短路段长。 作用:主保护,一、 无时限零序电流速断保护,二、零序电流限时速断保护,整定原则: 1.本线路零序段与下一线路零序配合,即 Iop1=Krel Iop2 t1= t2+t=0.5(s) 灵敏度: Ksen=3I0min/ Iop11.5 2.若灵敏度不满足要求,则本线路零序段与下一线路零序配合,即 Iop1=Krel Iop2 t1= t2+t=1.0(s) 3.同时采用0.5s的零序段和1.0s的零序段。 保护范围:本线路全长并延伸至下一线路首端部分。作主保护,二、零序电流限时速断保护,三、 零序过电流保护,作用: 本线路的近后备及相邻线路的远后备。 动作电流的整定原则: (1)躲过相邻线路首端三相短路时,出现的最大不平衡电流,即 Iop=Krel Iunb.max (2)与相邻零序段进行灵敏度配合 Iop1=Krel Iop2,灵敏度校验 近后备:Ksen=3I0min/ Iop1 1.31.5 远后备: Ksen 1.2 动作时限的确定 按阶梯形原则配合,配合范围比相间短路过电流保护配合范围小,因此同一条线路上零序过电流动作时限比相间短路过电流时限短。,三、 零序过电流保护,三、 零序过电流保护的时限特性,四、 零序电流保护原理接线图,五、对零序电流保护的评价,中性点直接接地系统中,零序电流保护与相间短路电流保护相比,有以下优点: (1)灵敏度高。相间过电流动作电流按最大负荷电流确定,一般为57A,零序过电流按躲开最大不平衡电流确定,一般为23A。 (2)延时小。零序过电流动作时限比相间短路动作时限要短。 (3)不受系统振荡、过负荷影响。 (4)受运行方式变化的影响较小。,缺点: (1)短线路或运行方式变化很大的网络,不能满足系统的要求; (2)单相重合闸时,影响零序保护的正确工作; (3)自耦变压器联系的两个不同等级的网络,任一网络的接地会在另一网络引起零序电流,使零序保护整定复杂。,五、对零序电流保护的评价,小结与作业,小结: 零序电流保护的组成及各段保护范围; 零序电流保护的优点。 思考题:零序电流保护与相间短路电流保护相比有何优点? 作业:P39(1-16)题,四、零序电流保护的评价。,1、优点: (1)段灵敏度高,动作时限短。灵敏性高; (2)段保护范围大,速动性好; 段易满足受系统方式变化小。不反应系统的振荡和过负荷; (3)不受系统振荡,短时过负荷影响。原理接线简单,可靠。 (4) 单相故障机率高。 2、缺点: (1) 不适合短线路及运行方式变化大系统。 (2) 自耦变压器使保护整定复杂化。 (3) 单相重合闸非全相运行零序电流较大误动作。,下次课的任务:,线路的阶段式距离保护,
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