零序电流方向保护系统设计.docx

零序电流方向保护系统设计在我国电力系统中,一般110kv及以上电压等级的电网都采用中性点直接接地方式,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所有故障的80%-90%。当发生接地短路时,将出现很大的零序电流、零序电压,而正常运营情况下,它们是很小的。因此,运用零序电流、零序电压来构成的接地短路保护,就具有显著优点。1、零序参数的产生当电力系统出现不对称运营时,就要出现零序电流。例如所有的接地故障,单相重合闸过程中的两相运营,变压器三相参数不同所引起的不对称运营,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,空投变压器时产生的不平衡励磁涌流等等,都会产生零序电流、零序电压.2、零序参数的特点(1)当系统任一点单相及两相接地短路时,网络中任何处的倍零序电压或电流的相量和,即3U0=Ua+Ub+Uc或3I0=Ia+Ib+Ic(2)系统零序电流的分布和变压器中性点接地的多少及位置有关。(3)故障点的零序电压U0最高,变压器中性点接地处的电压为0(4)零序电流的方向由母线指向线路为正零序电压的方向是线路高于大地的电压为正。而零序功率S0=U0I0故障点的电压U0最高,故S0也最大。愈靠近变压器中性点接地处,S0愈小。在故障线路上,S0方向是由线路流向母线,与正序功率方向相反(5)接地故障时,零序电流与零序电压的相位关系凡与变电所和有关支路的零序阻抗角有关,与故障点有无过渡电阻无关。a）正方向接地故障,如图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=-IM0ZM0。,其中ZM0为侧零序电源阻抗。ZM0重要决定与变电所中性点接地变压器的零序阻抗,所以阻抗角约为85o以上。零序电压与零序电流相量关系如图3所示,零序电压滞后零序电流约95ob)反方向接地故障,例如图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,则M侧母线零序电压为UM0=-IN0(ZN0+ZM0)=IM0(ZN0+ZM0)ZN0为对侧变电所零序电源阻抗。ZL0为线路零序阻抗。ZN0+ZL0重要决定于线路阻抗,所以阻抗角约为80o左右。零序电流与零序电压相量关系如图6所示,零序电压超前零序电流80o左右。3、零序电流保护的构成零序电流保护可分为带方向的和不带方向的,所谓不带方向的,就是一个简朴的三段式零序过流保护。零序电流速断保护范围不超过本线路的末端,启动电流按如下原则整定。(1)躲过被保护线路末端,接地短路时的最大零序电流。(2)躲过断路器三相触头不同时接通时,所引起的最大零序电流。(3)在装有重合闸的线路时,应躲过非全相状态下,发生震荡所出现的最大零序电流。通常设立两个零序保护段,一个按条件(1)、(2)整定的零序Ⅰ段(称灵敏Ⅰ段),重要任务对全相运营状态下,接地故障起保护作用,在单相重合闸启动时,将其闭锁;另一个是按条件(3)整定的Ⅰ段(称不灵敏Ⅰ段),装设的目的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涉及整条线路,启动电流按如下整定。启动电流应与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,通过本保护的最大零序电流,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。与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。零序过电流保护启动电流按以下面原则进行整定。(1)躲过相邻线路出口处三相短路时所出现的最大不平衡电流。(2)启动电流按逐级配合原则整定,即本线路零序过电流保护的保护范围不能超过相邻线路上零序过电流的保护范围。带方向的零序电流保护即加人一个零序功率方向继电器,以判断零序功率方向。零序功率方向继电器是比较零序电压与零序电流之间的相位关系来判断方向的。在大接地电流系统中,假如线路两端的变压器中性点都接地,当线路上发生接地短路时,在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过,其情况和两侧供电的辐射形电网中相间故障电流保护同样。为了保证各零序电流保护有选择性的动作和减少定值,就必须加装方向继电器,构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。对的的零序功率方向继电器动作特性和接线,应在被保护线路正方向接地故障时,使零序电流与零序电压的相位关系进人继电器动作区的较灵敏部分。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的阻抗角,若θ为85o则零序电流超前零序电压约为95o4、零序电流方向保护装置统一设计技术性能规定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