主变零序电流和间隙电流保护精选文档
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今天去武垣站干活，发现在220KV侧中性点保护间隙后面串有一个CT，以前220KV站里从没有见到过，问了几个人都不知道是干什么的，估计是零序电流保护。回来上网上搜了搜，原来是间隙电流保护，下面说一下间隙电流保护和零序电流保护：
目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。
中性点零序CT一般在变压器中性点套管内，而间隙CT一般在间隙后面。当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。
中性点直接接地时间隙保护起不到作用，为了防止误动应该退出；而中性点不接地时，零序电流没有通路，零序电流保护不起作用，为了防止误动，应该退出，
间隙零序过压的问题
请问为什么间隙零序过压的定值为什么要整定为180V是为了躲过什么间隙零序过压时间一般整定为，动作后跳各侧开关。这么短的动作时间为什么是跳各侧开关而不是跳本侧开关还有就是间隙零序过压和零序过压有何不同为什么整定值会差那么远（例如在110kV系统中，零序过压可整定为15～30V）110kV系统的PT辅助绕组为什么是100V
先请看系统运行中的过电压：
电力系统的过电压一般可分为下面三类,暂时过电压(工频过电压、谐振过电压) ,操作过电压,雷
电过电压。对于中性点雷击过电压处理,人们比较容易形成统一意见。一般按变压器的标准雷电波的耐受水平,考虑绝缘老化累计效应乘0. 85 的系数,得出的实际绝缘耐受水平大于避雷器的标称雷电冲击放电电压或残压,取合理的系数即可。下面简单讨论主变中性点电压的另外两种情况。
暂时过电压主要是由单相接地故障、谐振等引起,在我国标准的中性点接地系统X0/PX1 < 3、R0/PX1< 1 中,一般的单相接地故障,在不失去有效接地的情况下,非故障相工频过电压不会超过线电压的80 %。但在110kV 终端站,不接地变压器实际是一个局部的不接地系统,在这种情况下发生单相间歇性电弧接地故障,按110kV 的最高电压126kV 计算,主变中性点稳态过电压可到73kV ,暂态电压可到132kV。考虑带有均压电容的断路器开断连接带有电磁式电压互感器的空载母线时产生的铁磁谐振等;非故障相将产生2. 0p. u. ～3. 0p. u. 甚至更高的过电压。变压器中性点过电压情况更为严峻。操作过电压主要表现在空载线路、变压器的开断和重合等。110kV 线路的重合闸,考虑到成功和非成功的重合前线路曾经发生单相接地;开断空载变压器考虑到由于断路器强制熄弧截流产生的过电压;隔离开关尤其是操作GIS 变电站空载母线时发生的重击穿;上述情况非故障相过电压将接近和超过3. 0p. u. 。特别是在双侧电源情况下断路器非全相重合中性点不接地变压器,严重时中性点稳态电压将达到126kV。1994 年海南大广坝电厂曾发生非全相
合空载变压器造成主变中性点绝缘损坏事故。上述的情况简单叙述了几种过电压的形式,真正对变压器绝缘和保护装置的作用,取决于过电压的波形、幅值和持续时间。标准的雷电波形并不一定是由雷电引出,例如,当单相接地时,可在非接地相上产生接近于雷电过电压的短波前。当变压器一侧有雷电波作用时,经过绕组的藕合,会有接近于操作过电压的长波前。主要考核设备绝缘的电压波形有三种:短波前的雷电波;长波前的操作波;低(工)频电压波;我们虽然强调设备绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应用相应的波形电压来检验,但一般对变压器等油纸绝缘设备,其耐受操作冲击电压的能力为雷电冲击的能力0. 83 ,耐受短时工频电压有效值的能力为雷电冲击的能力1P2. 3 的关系是可用的。对于220kV 以下的电气设备,考核其绝缘水平主要由雷电冲击耐受电压和工频耐受电压来决定。
间隙零序过压主要指的是有可能中性点不接地运行的110kv级主变的，110kv侧中性点不接地运行时的过电压定值，其动作
定值一般取180v。
零序过压主要指110kv及以下电压等级的变压器低压侧或中压侧（35，10，6kv）的零序过电压。一般只用于报警。
3U0的整定值有5V和180V两种，第一种的依据是保护中性点绝缘，只要有接地，立刻先跳开中性点不接地的变压器。第二种的依据是为了保证选择性，中性点接地的零序电流保护有选择性，所以只要系统中有中性点接地时，电压就达不到180V，这时先跳的是中性点直接接地的变压器，不接地的中性点由避
雷器和放电间隙暂时保护。
正常情况下零序额定电压最大值3Uo=3×100V=300V，但因PT 在系统电压升高时铁芯将会饱合，故电压不能完全按变比传变至二次侧，实际上只能传出的电压约为220-230V，所以当零序电压的动作值(≈180V)不宜太大。当母线发生接地故障时(变压器中性点不接地)其保护灵敏220/180=
不能再大了。而保护配置一般是在满足灵敏度情况下尽量大，
以提高可靠性。
间隙零序过压的定值要整定为180V,主要应该是由主变中性点的绝缘水平和该系统中的电力设备的绝缘水平决定的。当电压超过此值时对主变中性点绝缘构成严重威胁，应该尽快跳开主变，但是为了躲过雷电过电压和一些操作过电压的影响，所以
取动作时间为，以防止误动作
零序电压保护的动作电压要躲过在部分中性点接地的电网中发生单相接地时，保护安装处可能出现的最大零序电压（会是多
少）
；
同时要在发生单相接地且失去接地中性点时有足够的灵敏度。考虑这两方面的因素，动作电压3Uo一般取。采取这样的动作
电压是为了减少故障影响范围。
由于零序电压保护只有在中性点失去、系统中没有零序电流的情况下才能够动作，不需要与其他元件的接地保护相配合，故动作时限只需躲过暂态电压的时间，通常取～。
跳主变各侧开关，是因为，一般是其他保护动作后（如110kV 线路故障开关拒动，变压器110kV侧后备保护动作，跳母联开关，造成中性点不接地变压器所在母线成为中性点不接地系统，中性点不接地变压器中性点电压升高），才轮到零序过压动作，时间较长，此时为了保护主变，所以动作跳主变各侧。
间隙零序过压和零序过压的区别在于间隙零序过压单纯就是3U0，满足条件就动作，用于中性点不接地的主变。而楼主提到的整定为15-30v的零序过压，是零序保护里配合零序电流的电压，它和零序电流同时满足条件才出口，这种保护用于中性点接地的主变。间隙零序也可以选择为电流保护即间隙零序电流保护。由于达到间隙零序保护动作时的故障一般比较严重，所以尽量短时间跳各侧开关，一般整定，如果您觉得有必要，可以整定更短或者也可以动作值整定的再小点。另外要提出的是，这两种零序保护是互相配合的，例如并列运行的2台或多台主变，一般只有一台中性点接地，为了保护中性点不接地的主变不受电网震荡或故障时产生过电压受损，所以设置了零序保护。中性点接地的主变的零序电压一般比较低，所以其零序保护电压元件一般整定为15-30伏，达到零序电流定值时还需
零序电压满足条件才出口，它的动作时间比并列运行的中性点不接地主变的零序过压保护时间多一个dt。中性点不接地主变
的零序电压在故障时则比较大。
间隙零序过压主要指的是有可能中性点不接地运行的110kv级主变的，110kv侧中性点不接地运行时的过电压定值，其动作
定值一般取180v。
零序过压主要指110kv及以下电压等级的变压器低压侧或中压
侧（35，10，6kv）的零序过电压。一般只用于报警。
为什么整定值会差那么远，主要有以下几点原因：
1、首先整定的依据不同：
间隙零序过压是按照主变中性点的绝缘水平和该系统中的电力设备的绝缘水平决定的。
零序过压主要用于小电流接地系统，而其单相接地时可继续运行，对中性点绝缘水平并无多大影响，主要用来报警还有发单相接地信号！
2、间隙零序过压主要用于110kv系统，其PT选择时开口绕组变比为?相电压/100v。
零序过压主要用于小电流接地系统其PT选择时开口绕组变比为?相电压/（100/3）v。
本身二者变比上就相差了3倍了。当110kv侧中性点不接地运
行发生单相接地时也会类似于小电流接地系统一样发生中性点偏移，出现过电压，但是由于其pt边比的原因所以明显较大！附：
1、110KV变压器中性点放电间隙零序电流保护的一次电流定值一般可整定为40～100A,保护动作后带～延时跳变压器各侧断
路器。对高压侧采用备用电源自动投入方式的变电所，变压器中性点放电间隙的零序电流保护一般以跳高压侧电源线，以跳变压器。
对中性点经放电间隙接地的半绝缘水平的110KV变压器的零序电压保护，其3U0的定值一般整定为150～180V（额定值为300V），保护动作后带～的延时跳变压器各侧的断路器。
2、间隙过流与间隙过压两个之间的关系是或的关系，间隙在击穿的过程中，零序电压和零序电流可能交替出现，有的人认为间隙的击穿电压一般小于，过压整定的180V，即有时在零压小
于180V的情况下，过压未动，但间隙已经被击穿间隙零序电流动作出口，所以这于间隙击穿电压有关系。
3、中国电力出版社崔家佩等编的《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》一书所给，时间一般整定为，动作后跳各侧开关。
4、关于避雷器的保护作用
无论作为无间隙的氧化锌避雷器还是有间隙的普阀避雷器,选择使用的一个共同原则是,使避雷器
额定电压不低于避雷器安装点的暂时过电压。JBPT5894 - 91《交流无间隙金属氧化物避雷器使用导则》指出,中性点有效接地系统中分级绝缘的变压器,当其中性点未接地时,中性点避雷器的额定电压应不低于变压器的最高相电压(并具体提出中性点的标准冲击绝缘水平为185kV 时,氧化锌避雷器的额定电压为
60kV) 。按此计算,终端站110kV 变压器中性点避雷器的额定电压为大或等于72. 7kV。避雷器的额定电压如果比上述值选择低了,阀式避雷器将在线路单相接地主变失去中性点的过电压出现后无法灭弧而爆炸。对无间隙氧化锌避雷器,同样将使其在一次过电压下吸收能量过多而劣化损坏。反之,额定电压过高,则相应的冲击放电电压和残压将增大,保护设备的限压效果变坏。从上面的过电压情况和避雷器使用原则来看,明确安装在主变中性点的避雷器的主要目的,就是保护雷电过电压和操作过电压,对部分工频过电压有一定的限制
作用。氧化锌避雷器虽然比普阀避雷器有诸多优点,比较适合用于中性点非直接接地的110kV 主变
中性点,但也和普阀避雷器一样有着同样弱点,对于那些超过其额定电压(灭弧电压) 的持续时间长(秒级以上) 的暂时过电压(如工频过电压和谐振过电压) 将无能为力。而实际上可能出现幅值高于避雷器额定电压且持续时间长的暂时过电压的概率是比较大的。
有关避雷器的详细帖子请帖子：的第二页。
5、清华大学王维俭教授的《电气主设备继电保护原理与应用》里面有有关零压的具体的数据及计算方法。想看的请下载：
6、间隙零序电流保护：反映变压器中性点处，经间隙放电的零序电流保护。
间隙零序过压保护：反映变压器所在母线压变开口三角零序电压，间隙未击穿时电压升高启动跳闸的保护。
变压器中性点零序电流保护是不是间隙过流保护
1概述
变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护，是变压器后备保护中的重要组成部分，同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。
2零序电流互感器安装位置对保护的影响
零序电流的产生，对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器，零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生，本文不做讨论)。下面按故障点的不同展开如下分析(见图1)：
由上面的三种故障情况我们可以看到，变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分，变压器中性点处的零序电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。如果采用断路器处的零序电流保护，则与线路的零序保护概念上基本是相同的，只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线，指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始，需与线路零序保护配合且范围较小；指向主变，则要同主变另一侧的出线接地保护相配合，比较麻烦。如果采用主变中性点处的零序电流保护，则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些，同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线，一般采用指向本侧母线，整定配合较清晰方便。我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护，断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到，
但如上面提到，对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难，此时旁路的零序电流保护宜退出，如为了对主变引线段进行保护，也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。
3变压器中性点电流互感器极性试验
一般情况下，零序功率方向要求做带负荷测试，但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护，其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的，因而整组极性试验就显得极为重要。可以利用直接励磁冲击，在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应，用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系，具体做法见图2。
在变压器引出线A、B、C三相短接，在短接处与变压器中性点加一直流励磁，当开关K合上的瞬间，如果直流毫安表指针正摆动，则K1与O'为同名端，如果直流毫安表指针反偏，则K2与O'为同名端。为保证验证结果正确，在按上图做完后，可将电压只加在B相上观察指针的摆幅变小，则试验结果正确。试验中必须注意电池电源的正负极性与直流毫安表的正负极性接线。
零序保护原理 零序电流与零序保护定义是什么呢？通过下面这篇简短的文章我们了解一下。 什么是零序电流 在正常的三相三线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流，即零序电流）。三项电流的向量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。 如何检测零序电流 当存在零序电流时，电流互感器二次线圈中就有一个感应电流，此电流加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，若大于动作电流，则使灵敏继电器动作，作用于执行元件跳闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器。 图1 零序电流互感器 零序电流的危害 零序电流是由三相不平衡带来的，三相不平衡的危害非常多，下面列举两个三相不平衡的危害： 1、增加变压器损耗 假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下： Qa+Qb+Qc≥3√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕 由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。当存在零序电流时，三相负荷不平衡，增大变压器损耗。而当不平衡严重时，变压器损耗过大，会加速变压器的老化甚至烧毁。 2、增加高压线路的损耗 设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为：ΔP1 = 3I2R，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为： ΔP2 = 2（0.75I）2R+（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）即高压线路上电能损耗增加12.5%。 零序保护 在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量（比如零序电流）构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
零序电流保护的整定计算 一、变压器的零序电抗 1、Y/△联接变压器 当变压器Y侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器Y侧断开（如图1所示）。 图1：Y/△联接变压器Y侧接地短路时的零序网络 2、Y0/△联接变压器 当Y0侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。
每相零序电压包括两部分：一部分是变压器Y0侧绕组漏抗上的零序电压降I0XⅠ,另一部分是变压器Y0侧的零序感应电势I lc0X lc0（I lc0为零序励磁电流，X lc0为零序励磁电抗）。由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0’XⅡ。 Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下，这时变压器的零序电抗等于0.8～１.0倍正序电抗。即：X0=(0.8～１.0)(XⅠ+XⅡ)= (0.8～１.0)X1。 本网主变零序电抗一般取0.8 X1。
图2：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络 图3：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络简化 二、零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。当发生三相短路时，不平衡电流可按下式近似地计算： I bp.js=K fzq×f wc×ID(3)max 式中K fzq——考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在0.1S以下时取为2；当保护动作时间在0.3S～0.1S时取为１.5；动作时间再长即大于0.3S时取为1； f wc——电流互感器的10%误差系数，取为0.1； I D(3)max——外部三相短路时的最大短路电流。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
低压侧中性线零序电流保护使用商榷 低压接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、电气设备损坏、线路损坏等事故。低压侧中性点直接接地的变压器，低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。 一、用高压侧的过电流保护： 高压侧过电流保护灵敏性符合要求时，对低压侧单相接地短路的保护作用。用于校验高压侧过电流保护灵敏性的低压侧短路电流，仅取变压器低压侧母线上的短路电流，也就仅能可靠地保护到变压器低压侧母线。距离变压器再远的低压侧，短路电流小至灵敏性不符合要求时，该处及以远线路处的接地故障就保护不到。高压侧的过电流保护，对低压侧接地短路的保护范围是有限的，并不能保护全低压系统。 二、低压侧中性线上的零序电流保护： 变压器低压侧中性线上所设置的零序电流保护的一次动作电流，应躲过正常运行时，变压器中性线上流过的最大不平衡电流。按国家标准 GB1094-1-5《电力变压器》规定：应不超过变压器额定电流的25%。变压器低压侧低压配电回路一般较多，变压器低压侧中性线上的零序电流保护的一次动作电流整定值大，灵敏度低保护范围小；整定电流值小，灵敏度
高保护范围大。零序保护的一次动作电流整定值大，如仅保护低压母线，则与高压侧的过电流保护重复；整定电流小，保护可深入到个别配电线路不长回路的末端，但也未必能保护到截面远距离回路末端，也不能保证保护全低压系统；不论整定电流大小，选择性很差。低压系统中，只要有一回路的接地故障，变压器零序保护动作，使该变压器全部低压系统停电，扩大了停电范围，各回路全部停电，故障发生在哪一回路，一时难以确定，故障点查找困难，排除故障时间长。从保护分工的角度要求，各保护应对其后的设备、线路起保护作用，保护上下级的整定值、动作时限达到协调配合，才能达到保护可靠、有选择、速动的要求。有一些地区，中性点直接接地的变压器，变压器中性点引出两条母线，一条母线同相母线一同设至变压器低压总断路器，在低压屏底部接地并分设N母线和PE母线；另一条母线在变压器下就近直接接地，这样使单相接地故障电流将通过两条母线回流至变压器中性点，套在变压器中性线上的零序电流互感器中，未流过全部故障电流，零序电流互感器测得的故障电流不准确，保护动作也不可靠。中性点直接接地的变压器中性点不应直接就近接地，应同相母线一同敷设至变压器低压屏底接地。 三、低压侧断路器的三相电流保护： 在变压器低压侧设有各级低压断路器，变压器低压侧的总断路器，一般均选用较先进的带智能控制器的框架式断路器，智能控制器有过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地故障保护功能。低压各配电出线回路还设有分回路断路器，大容量配电回路也会选用带智能控制器的框架式断路
实习(实训报告 实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院: 专业、班级: 指导教师: 报告人: 学号: 时间: 2017年 1月 5日 目录 1设计题 目 ...............................................................................................................................3 2分
析设计要求 (4) 2.1设计规定 (5) 2.2本线路保护 计 .......................................................................................................................6 2.3 系统等效电路图.............................................................................. . (7) 3三段式零序电流保护整定计 算 ............................................................................................8 3.1 三段式零序电流保护中的原则 ...........................................................................................9 3.2 M侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整定 (10) 3.3 N侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整 定 (11) 4 零序电流保护评 价 ..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13 4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13 5 总 结 (1) 4 参考文 献 .......................................................................................................................................... 15 1设计题目 如图 1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM； Xsmax——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护
整定 计算 原则： 不超 出相 邻下 一元 件的 瞬时 速断 保护 范围。 所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取； 灵敏度校验： 规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取～； Krel——电流继电器返回 系数，一般取～； Kss——电动机自起动系 数，一般取～； 动作时间按阶梯原则递推。灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥ 注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解： （1）短路电流计算
（当电路中发生触电或漏电故障时，互感器二次侧输出零序电流，使所接二次线路上的设备保护动作（切断电源，报警等等）。 零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时，对TN-S 系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗 Zf，即 Zs=Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN 和接触电阻Zf，即 ZS=Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即 ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id=220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。 而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。当单相接地时，该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和，因而容易检测出接地故障电流，故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。 TT 接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中，常发现三相不平衡电流较大，当发生一相接地时，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB，接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障电流Id=220/ZS，由于RA+RB》》Z1+ZPE+Zf，且RA+RB数值一般均较大，很明显TT 系统的故障环路阻抗大，产生的单接故障电流Id，远远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，故不适用于TT接地系统。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关低压配电产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/ea15443890.html,。
零序电流保护的整定计算 变压器的零序电抗 1、Y/ △联接变压器 当变压器 Y 侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压 器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器丫侧断开（如图1所示）。 图1： Y/△联接变压器丫侧接地短路时的零序网络 2、Y0/ △联接变压器 当丫0 侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。 每相零序电压包括两部分：一部分是变压器丫0侧绕组漏抗上的零序电压降10X1 ,另一部 分是变压器丫0侧的零序感应电势 Ilc0X lc0 （Ilc0 为零序励磁电流， X lc0 为零序励磁电抗）。由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0 ' X Ho Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多 倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下，这 时变压器的零序电抗等于0.8?1 .0倍正序电抗。即：X0=（0.8?1 .0）（X I +X H ）= （0.8?1 .0）X1 o 本网主变零序电抗一般取 0.8 X1
图3: YO/△联接变压器YO 侧接地短路时的零序网络简化 零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。当发生三相短路时，不平衡电 流可按下式近似地计算: Ibp.js =Kfzq x fwc x ID(3)max 式中Kfzq ――考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在 0.1S 以下时 取为2;当保护动作时间在0.3S ?0.1S 时取为1 .5 ;动作时间再长即大于0.3S 时取为1; fwc ――电 流互感器的10%^差系数，取为0.1 ; ID(3)max ——外部三相短路时的最大短路电流。 ID 图 2: YO/ Xi
二、变电所多台变压器的零序电流保护
每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。。若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。 零序电流保护的整定计算： 动作电流： (1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以 (2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。 设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则 U dz.0=3I0X0.T 零序电流元件的动作电流为 动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为 U dz.0=5n TV 变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。即 灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验 返回 第二节微机保护的硬件框图简介 微机保护硬件示意框图如下图所示。
零序电流保护有什么特点 在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地的继电保护装置统称为零序保护。零序电流保护主要由零序电流（电压）滤过器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成。优点：1.结构与工作原理简单。 2.整套保护中间环节少，对近处故障可以实现快速动作，有利于减少发展性故障。 3.保护定值不受负荷电流的影响，也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响，所以保护延时段灵敏度允许整定较高。 零序保护分零序电流保护和零序电压保护，通常会配以继电器或微机保护装置进行电路的保护。零序电流保护的原理就是利用三相电流的矢量和来进行保护，一般会在出线电缆上套入一个零序CT，正常情况下三相ABC之间的电流矢量和为0，当某相发生单相接地故障，那么三相ABC之间的电流矢量和大于0，这时零序CT为给继电器或微机保护装置发生信号，在一定的时间内使断路器跳闸，起到保护作用；零序电压保护也和前者类似，对于高压而言，一般会在PT柜里装三只单相电压互感器，二次侧的开口三角接线方式就是监测系统的零序电压信号，当系统出现三相电压不平衡或单相接地后，零序电压发生信号，装置会使断路器跳闸。
零序电流保护的最大特点是：只反应单相接地故障。因为系统中的其他非接地短路故障不会产生零序电流，所以零序电流保护不受任何故障干扰。 零序电流保护装置： 在中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中，发生线路单相接地故障时，将出现较大的零序电流。利用零序电流来构成接地短路的保护装置称为零序电流保护装置。常采用三段式。 零序Ⅰ段：瞬时零序电流速断，保护本线路全长70%～80% 零序Ⅱ段：带时限零序电流速断，保护本线路全长及下一段线路一部分。 零序Ⅲ段：零序过流保护，保护本线路全长及下一段线路的后备保护。相关链接：消谐装置|微机消谐器|消谐电阻|lxq一次消谐|小电流接地装置|小电流选线|小电流接地|三相组合式过电压保护器|jpb 三相组合式过电压保护器|TBP三相组合式过电压保护
金州公司窑尾电气室10kv 保护整定 1. 原料立磨主电机（带水电阻）整定 接线方式:A 、B 、C 三相式 S=3800kW In=266A Nct=400/5 保护型号:DM-100M 万力达 1.1保护功能配置 速断保护(定值分启动,启动后) 堵转保护(电机启动后投入) 负序定时限电流保护 负序反时限电流保护 零序电压闭锁零序电流保护 过负荷保护(跳闸\告警可选,启动后投入) 过热保护 低电压保护 过电压保护 工艺联跳(四路) PT 断线监视 1.2 电流速断保护整定 1.2.1 高值动作电流:按躲过电机启动时流经本保护装置的最大电流整定： Idz'.bh=Krel ×Kk* In 式中: Krel----可靠系数,取1.2~1.5 Kk 取值3 所以 Idz'.bh=Krel ×Kk* In/80=1.2×3.5×266/80=13.97A 延时时间：t=0 s 作用于跳闸 1.2.2 低值动作电流 Idz'.bh=Krel ×Kk* In/Nct=1.2×2*266/80=7.98A 延时时间：t=0 s 作用于跳闸 1.3负序电流定时限负序保护 lm i N i N k K K I Iop I K K 9.0577.0≤ ≤ Iop=2.4A 延时时间：T=1s 作用于跳闸 1.4 负序电流反时限负序保护（暂不考虑）
1.5 电机启动时间 T=12s 1.6低电压保护 U * op = Krel st.min *U Un=(0.5～0.6)Un 取0.6Un 故 U * op =60V 延时时间：t=0.5 s 作用于跳闸 1.7零序电压闭锁零序电流保护 I0=10A/Noct=0.17A 延时时间：t=0.5 s 作用于跳闸 1.8 过电压保护 Uop =k*Un=115V 作用于跳闸 延时时间：t=0.5 s 1.9 负序电压 U2op=0.12In=12V 1.10 过负荷保护电流电流 Idz'.bh=Krel × In/Nct=1.1×266/80=3.63A 取3.63A 延时时间：t=15 s 作用于跳闸 二、差动保护MMPR-320Hb 电机二次额定电流Ie=264/80=3.3A 1、 差动速断电流 此定值是为躲过启动时的不平衡电流而设置的，为躲过启动最大不平衡电流，推荐整定值按下式计算： t s k dz I K I tan ?=， k K ：可靠系数，取1.5 t s I tan 为电流启动倍数取2In 则： =?=?l t s k j dz n I K I tan 1.5*2*264/80=9.9A 作用于跳闸 2、 比率差动电流 考虑差动灵敏度及匝间短路，按以下公式整定 dz I =0.5 In/Nct =1.65A 作用于跳闸 3、 比率制动系数：一般整定为0.5。 4、 差流越限 Icl=0.3Idz =0.3*1.65=0.495A 取0.5A 2 DM-100T 变压器保护功能配置 三段复合电压闭锁电流保护 反时限过电流保护 过负荷保护（跳闸或告警可选择）
零序电流互感器的原理及作用 原理：零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。 作用：当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。 使用：可在三相线路上各装一个电流互感器，或让三相导线一起穿过一零序电流互感器，也可在中性线N上安装一个零序电流互感器，利用其来检测三相的电流矢量和。 在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流）这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。 产生零序电流的两个条件: 1、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称，只要有零序电压的产生； 2、零序电流有通路。 以上两个条件缺一不可。因为缺少第一个，就无源泉；缺少第二个，就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。 零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC
三段式电流保护和零序电流保护习题 一、 简答题 1. 继电保护的基本任务和基本要求是什么，分别简述其内容。 2. 后备保护的作用是什么，何谓近后备保护和远后备保护。 3. 说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证动作的选择性，依靠什么环节保证保护动作的灵敏性和速动性。 4. 功率方向继电器90度接线方式的主要优点。 5. 中性点不接地电网发生单相接地时有哪些特征。 6. 简述零序电流方向保护在接地保护中的作用。 二、计算题 1.如下图所示35kV 电网，图中阻抗是按37kV 归算的有名值，AB 线最大负荷9MW ，cos 0.9?=，自启动系数 1.3ss K =。各段保护可靠系数均取1.2（与变压器配合时取1.3），电流继电器返回系数为0.9，变压器负荷各自保护的动作时间为1s 。计算AB 线三段电流保护的整定值，并校验灵敏系数。 ~ S A B 6.39.4Ω Ω C 10Ω 30Ω 30Ω 12Ω 1 T 2 T D E 2. 如图所示35kV 单侧电源放射状网络，确定线路AB 的保护方案。变电所B 、C 中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A 、B 的最大传输功率为MW P 9max =，功率因数为9.0cos =?，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。 3. 网络如图所示，已知：线路AB(A 侧)和BC 均装有三段式电流保护, 它们的最大负荷电流分别为120A 和100A ，负荷的自起动系数均为1.8；线路AB 第Ⅱ段保护的延时允许大于1s ；可靠系数2.1,15.1,25.1===I I I I I I rel rel rel K K K ，
零序电流保护课程设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
电力系统继电保护课程设计 指导教师： XXXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年7 月 7日
1 设计原始资料 具体题目 系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为： φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45,X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =?+B-C 40km,L =线路阻 抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。 系统接线图 试对1、2进行零序保护的设计。 要完成的内容 ⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数； ⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度； ⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。 2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 设计规程 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。 ⑴ 对于接地短路： ① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护； ② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。 ⑵ 对于相间短路：
①单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应装设距离保护； ②双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 本设计的保护配置 主保护配置 电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中。 后备保护配置 距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值，则保护装置动作。 在保护1、2、3和4处配备三段式距离保护，选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式。 3 短路电流及残压计算 等效电路的建立 将本题中的系统简化成三序电压等值网络，即正序网络如图1所示；负序网络如图2所示；零序网络，图3所示。
零序电流式漏电保护的工作原理 一、零序电流式漏电保护的元件组成： 由断路器DW、零序电流互感器LLH、整流桥D以及漏电保护继电器J构成。 二、工作原理： 零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零，也就是Ia+Ib+Ic=0。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器LLH二次侧绕组无信号输出，漏电保护继电器J不吸合，漏电保护继电器常闭触点J1不断开，断路器DW不吸合，主电路中断路器的脱扣器DW1不动作。线路正常供电。 当线路中出现漏电故障时，三相线路中的某一相与大地构成一个回路，回路中有漏电电流流过，这样零序电流互感器LLH中就有一个感应电压，通过整流桥D整流，得到一个直流电，当直流电流达到漏电保护继电器J动作电流时，漏电保护继电器J吸合，漏电保护继电器J的常闭触点J1打开，断路器DW失电，断路器的脱扣器DW1动作，切断电源，从而实现了漏电保护。 可以从以下常见原因中查找漏电故障： 1电缆和电气设备是否长期过负荷运转，使绝缘老化，形成漏电 2 运行中的电气设备是否受潮或进水，使对地绝缘电阻降低而漏电 3 电缆的接头是否存在质量不高、接头不牢，运行或移动时松脱
形成漏电 4 设备内部是否随意增加电气元件，使电气距离减少，因放电形成漏电。 5 电缆是否受机械损伤或受潮、进水使绝缘损坏而漏电 6 电气设备是否遗留其他导电物体，使电源某相碰壳而形成漏电 7 电气设备是否接线错误造成漏电 8 电缆是否由于反复弯曲使芯线部分折断，刺破电缆的绝缘而形成漏电 9 电气设备是否在操作时产生弧光放电而造成漏电 10 电气设备在维修时，是否由于送停电错误，带电操作或工作不慎，造成人身触电而漏电。
第三章 中性点直接接地系统的零序电流保护 一、零序电流保护及其在系统中的作用 不对称短路的计算相当于在短路点增加了一个额外附加阻抗的三相短路如下: 可见零序电流的大小与系统运行方式有关。但零序电流在零序网罗中的分布只与零序网络的结构以及变压器中性点接地的数目和位置有关。 图3-31（ b ）为其短路计算的零序等效网络。 在零序等效网络中，零序电流看成是故障点F 出现一个零序电压U F0产生的，其方向取由母线流向故障点为正。零序电压的方向采用线路高于大地的电压为正。这样，A 母线的零序是电压表示为。 11)(oT o oA Z I U ??-= （3-48） 该处零序电压与零序电流之间的相位差是由Z 0T1的阻抗角决定的，与线路的零序阻抗无关，线路两端零序功率方向实际上都是由线路流向母线，与正序功率的方向相反
利用零序分量构成线路接地短路的继电保护装置，由于工作原理与结构简单，不受负荷电流影响，保护范围比较稳定，正确动作率高达97%等优点，在我国大接地电流系统的不同电压等级电网的线路上，广泛装设带方向性和不带方向性的多段式零序电流保护，作为反应接地短路的基本保护。 二、中性点直接接地系统变压器中性点接地原则 中性点直接接地系统发生接地短路时，线路上零序电流的大小和分布，主要决定于电网中线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗以及中性点接地变压器的数目和位置，对于变压器中性点接地的原则： （1）发电厂及变电站低压侧有电源的变压器，若变电站中只有单台变压器运行，其中性点应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压。 （2）自耦变压器和有绝缘要求的其它变压器其中性点必须接地运行； （3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。当T接变压器低压侧有电源时，则应采取防止接地故障时产生工频过电压的措施，最好故障时将小电源解裂； （4）为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再将其断开。 （5）从保护的整定运行出发，还应做如下考虑：变压器中性点接地运行方式的安排，应尽量保持同一厂（站）内零序阻抗基本不变，如：有两台及以上变压器时，一般只将一台变压器中性点接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器中性点直接接地 运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中的一台中性点直接接地变压器停运时，将另
电力系统继电保护课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气 XXX 姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年7 月 7日
1 设计原始资料 1.1 具体题目 系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为： φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45, X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =?+B-C 40km,L =线路 阻抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。 系统接线图 试对1、2进行零序保护的设计。 1.2 要完成的内容 ⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数； ⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度； ⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。 2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 2.1 设计规程 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。 ⑴ 对于接地短路： ① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护； ② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。 ⑵ 对于相间短路：
接地故障保护与漏电故障保护的区别 为了防止人身间接触电以及配电线路由于各种原因而遭损坏，引起火灾等事故，保证设备和线路的热稳定性，我国现行的电气设计、施工等有关规范都提出了在低压配电线路中需设置接地故障保护。在国家标准GB50054－95《低压配电设计规范》第4.4.10条明确指出了采用接地故障保护的两种方法，零序电流保护与剩余电流保护（亦称漏电电流保护）。这两种电流保护的基本工作原理相同，但使用范围、安装等要求却有所不同）。 零序电流保护具体应用可在三相线路上各装一个电流互感器（C.T），或让三相导线一起穿过一零序C.T，也可在中性线N上安装一个零序C.T，利用这些C.T来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，IA+IB＋IC=IO，当线路上所接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的泄漏电流），IO=0；当线路上所接的三相负荷不平衡，则IO=IN，此时的零序电流为不平衡电流IN；当某一相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流IO=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。 剩余电流保护的具体做法是在被测的三相导线路上与中性N上各装一个C.T，或让三相导线与N线一起穿过一个零序C.T，得到三相导线与中性线N的电流矢量和IA＋IB＋IC＋IN，当设有发生单相接地故障时，无论三相负荷平衡与否，则此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄漏电流）；当发生某一相接地故障时，故障电流中会通过保护线PE及与地相关连的金属构件，即IA＋IB ＋IC＋IN≠0，此时数值为接地故障电流Id加正常泄漏电流。 从以上分析可看出，零序电流保护和剩余电流保护两者的基本原理都是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零，即ΣI=0，并且都用零序C.T作为取样元件。在线路与电器设备正常情况下，各相电流的矢量和等于零（对零序电流保护假定不考虑不平衡电流），因此，零序C.T的二次侧绕组无信号输出（零序电流保护时躲过不平衡电流），执行元件不动作。当发生接地故障是地，各相电流的矢量和不为零，故障电流的零序C.T的环形铁芯中产生磁通，零序C.T的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。 零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时，对TN-S 系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf，即Zs＝Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN 和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即ZS＝Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id＝220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。当单相接地时，该故障线
三、零序保护定值整定介绍 X10kV 配电网采用中性点经消弧线圈接地方式。变电站以一段10kV 母线为一个单元，每段母线独立配置消弧线圈。发生单相接地故障时,接地点将流过整段母线非故障线路对地电容电流总和，简单的系统网络图如下： 参考《工业与民用配电设计手册》，10kV 线路电容电流可按以下公式计算： （1） 电缆线路 la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 A （1） （2）架空线路 无架空地线单回路 3107.2-??=lb U Icb r A （2） 有架空地线单回路 3103.3-??=lb U Icb r A 以上公式中 S----电缆芯线标称截面，mm 2； la ----电缆线路长度，km ； lb ----架空线路长度，km ； Ur----线路额定线路电压，kV ，取10.5kV ； 当电缆线芯为240 mm 2时，按公式（1）计算 la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 A =（95+1.44?240）?10.5?la /（2200+0.23?240） =2.05la 当电缆线芯为300 mm 2时，按公式（1）计算
la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 =（95+1.44?300）?10.5?la /（2200+0.23?300） =2.44la X 电缆线芯规格多为240 mm 2和300 mm 2，有的线路是300 mm 2电缆与240 mm 2 混用，为简化计算，取两种电缆芯电容电流的平均值，有： （3） X 现有10kV 架空线多无架空地线，单回架空线采用公式（2）计算电容电流，有： 3107.2-??=lb U Icb r A =2.7?10.5?310-?lb =0.028lb 综上，10kV 线路对地电容电流按下式计算： Icb Ica Ic += =2.25la +0.028lb （4） 变电站以一段10kV 母线为一个单元独立配置消弧线圈。正常运行时，变电站内各段10kV 母线分列运行，因此，当系统发生单相接地故障时，接地点处按流过一段10kV 母线上所有线路对地电容电流考虑，即 Icn Ic Ic Ic +++=∑...21 （n 为10kV 母线上10kV 出线总数） 系统运行要求当发生单相接地故障时，消弧线圈按过补偿方式对接地电容电流进行补偿，补偿度kc=5%~10%，X 管辖范围内的变电站投运中的消弧装置广泛使用广州智光和上海思源两家公司产品，这两家公司的消弧选线方案具有很好的代表性。经咨询，这两个公司均按过补偿度为5%调节消弧线圈容量，当系统发生单相接地故障，消弧装置瞬时投入电抗器直到接地故障消失。因此馈线自动化开关零序CT 采样值为补偿后的残余接地电容电流，按过补偿5%计算，流经故障线路零序CT 的残流为： 0Ic =5%∑Ic =5%（Icn Ic Ic ...21++） =5%【2.25（la 1+la 2+…+la n ）+0.028（lb 1+lb 2+…+lb n ）】 （5） 线路正常运行时，对地电容电流均匀分布在整条10kV 馈线中，零序电流整 a 25 . 2 l Ica