零序电流方向保护专业系统设计.docx

零序电流方向保护系统设计 在中国电力系统中, 通常110kv及以上电压等级电网全部采取中性点直接接地方法, 这类电网称中性点直接接地电网, 又称大接地电流系统。在这种电网中, 线路接地故障占线路全部故障80%-90%。当发生接地短路时, 将出现很大零序电流、零序电压, 而正常运行情况下, 它们是很小。所以, 利用零序电流、零序电压来组成接地短路保护, 就含有显著优点。 1、零序参数产生 当电力系统出现不对称运行时, 就要出现零序电流。比如全部接地故障, 单相重合闸过程中两相运行, 变压器三相参数不一样所引发不对称运行, 三相重合闸和手动合闸时三相断路器不一样期, 空投变压器时产生不平衡励磁涌流等等, 全部会产生零序电流、零序电压. 2、零序参数特点 (1)当系统任一点单相及两相接地短路时,网络中任何处倍零序电压或电流相量和, 即3U0 (2)系统零序电流分布和变压器中性点接地多少及位置相关。 (3)故障点零序电压U0最高, (4)零序电流方向由母线指向线路为正零序电压方向是线路高于大地电压为正。而零序功率S0=U0I0 故障点电压U0最高, 故S0也最大。愈靠近变压器中性点接地处 (5) 接地故障时, 零序电流和零序电压相位关系凡和变电所和相关支路零序阻抗角相关, 和故障点有没有过渡电阻无关。 a）正方向接地故障, 图1、2、3中,k点故障时, 零序网络中线路侧, 流过零序电流Im0母线M侧零序电压UM0为UM0=-IM0Z ZM0关键决定和变电所中性点接地变压器零序阻抗, 所以阻抗角约为85o 以上。零序电压和零序电流相量关系图3所表示, b)反方向接地故障, 例图4、5、6中, K点故障时, M侧保护零序电流为对侧所供电流, 即IM0=-IN0。若线路上没有插人任何感应零序电压 ZN0为对侧变电所零序电源阻抗。ZL0为线路零序阻抗。ZN0+ZL0关键决定于线路阻抗, 所以阻抗角约为80o左右。零序电流和零序电压相量关系图6所表示, 3、零序电流保护组成 零序电流保护可分为带方向和不带方向, 所谓不带方向, 就是一个简单三段式零序过流保护。 零序电流速断保护范围不超出本线路末端, 开启电流按以下标准整定。 (1)躲过被保护线路末端, 接地短路时最大零序电流。 (2)躲过断路器三相触头不一样时接通时, 所引发最大零序电流。 (3)在装有重合闸线路时, 应躲过非全相状态下, 发生震荡所出现最大零序电流。通常设置两个零序保护段, 一个按条件(1)、(2)整定零序Ⅰ段(称灵敏Ⅰ段), 关键任务对全相运行状态下, 接地故障起保护作用, 在单相重合闸开启时, 将其闭锁;另一个是按条件(3)整定Ⅰ段(称不灵敏Ⅰ段), 装设目标是在单相重合闸过程中, 又发生接地故障时起保护作用。 零序电流限时速断保护保护范围包含整条线路, 开启电流按以下整定。 开启电流应和下一线路零序电流速断配合,即躲过下一线路零序Ⅰ段保护范围末端接地短路时, 经过本保护最大零序电流, 动作时限取0.5s, 若灵敏度校验不合格, 则改用下面这种方法整定。和下一段线路零序电流限时速断保护相配合进行整定, 时限再抬高1～1.2s。 零序过电流保护开启电流按以下面标准进行整定。 (1)躲过相邻线路出口处三相短路时所出现最大不平衡电流。 (2)开启电流按逐层配合标准整定, 即本线路零序过电流保护保护范围不能超出相邻线路上零序过电流保护范围。 带方向零序电流保护即加人一个零序功率方向继电器, 以判定零序功率方向。零序功率方向继电器是比较零序电压和零序电流之间相位关系来判定方向。在大接地电流系统中, 假如线路两端变压器中性点全部接地, 当线路上发生接地短路时, 在故障点和各变压器中性点之间全部有零序电流流过, 其情况和两侧供电辐射形电网中相间故障电流保护一样。为了确保各零序电流保护有选择性动作和降低定值, 就必需加装方向继电器, 组成零序方向电流保护, 使得零序方向电流保护在母线向线路输送零序功率时退出, 而线路向母线输送零序功率时投人。正确零序功率方向继电器动作特征和接线, 应在被保护线路正方向接地故障时, 使零序电流和零序电压相位关系进人继电器动作区较灵敏部分。当电流自母线流向线路为正, 电压以线路高于大地为正时, 线路正方向故障, 零序电流超前零序电压180o-θ，θ为变电所变压器零序阻抗阻抗角, 若θ为 4、零序电流方向保护装置统一设计技术性能要求 1.装置应有5个电流元件，4个时间元件，1个零序功率方向元件。 2.装置应能实现: (1)通常四段式保护。 (2)三段式保护，有两个第一段，低定值一段重合后带0. 1秒延时，延时回路应能维持3秒以上，以确保在对侧后合闸时，不致因开关三相合闸不一样期而误跳闸，也能够接成第一段带时间三段式保护。 (3)单相重合闸线路三段式保护，