变压器的零序电流保护.docx

第六节变压器的零序电流保护
对l10kV以上中性点直接接地系统中的电力变压器，一般应装设零序电流(接地)保护，作为变压器主保护的后备保护和相邻元件短路的后备保护。
大接地电流系统发生单相或两相接地短路时，零序电流的分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。
一、变电所单台变压器的零序电流保护
零序电流保护装于变压器中性点接地引出线的电流互感器上，其原理接线如图所示。保护动作后切除变压器两侧的断路器。

零序电流保护的整定计算：
动作电流按与被保护侧母线引出线零序保护后备段在灵敏度上相配合的条件进行整定，即

式中Kph——配合系数，Kph取1.1—1.2；
Kfz——零序电流分支系数。其值为远后备范围内故障时,流过本保护与流过出线零序保护零序电流之比；
——出线零序电流保护第三段的动作电流。
灵敏度校验：为满足远后备灵敏度的要求

二、变电所多台变压器的零序电流保护
当变电所有多台变压器并列运行时，只允许一部分变压器中性点接地。中性点接地的变压器可装设零序电流保护，而不接地运行的变压器不能投入零序电流保护。
当发生接地故障时，变压器接地保护不能辨认接地故障发生在哪一台变压器。若接地故障发生在不接地的变压器，接地保护动作，切除接地的变压器后，接地故障并未消除，且变成中性点不接地系统在接地点会产生较大的电弧电流，使系统过电压。
同时系统零序电压加大，不接地的变压器中性点电压升高，其零序过电压可能使变压器中性点绝缘损坏。
为此，变压器的零序保护动作时，首先应切除非接地的变压器。若故障依然存在，经一个时限阶段Δt后，再切除接地变压器，其原理接线如图所示。

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Udz.0，则
Udz.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
Udz.0=5nTV
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

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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。

一、电压形成回路
微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。在微机保护中通常要求输入信号为±5V或±10V的电压信号，具体决定于所用的模数转换器。电压变换常采用小型中间变压器。
电流变换有两种方式，一种是采用小型中间变流器，其二次侧并电阻以取得所需电压的方式，另一种是采用电抗变压器。这些中间变换器还起到屏蔽和隔离的作用，以提高保护的可靠性。
二、采样保持电路与模拟低通滤波器
1．采样保持器（S/H）
采样就是将连续变化的模拟量通过采样器加以离散化。其过程如下图所示。

2．模拟低通滤波器（ALF）
按照奈奎斯特（Nyquist）采样定理：“如果被采样信号频率（或信号中要保留的最高次谐波频率）为ƒ0，则采样频率ƒs（每秒钟采样次数）必须大于2ƒ0，否则，由采样值就不可能拟合还原成原来的曲线。”
对微机保护系统来说，在故障初瞬，电压、电流中可能含有相当高的频率分量，在采样前用一个低通模拟滤波器(ALF)将高频分量