中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù).ppt

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繼電保護(hù) 教案 2 3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)工作方式 中性點(diǎn)直接接地 中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 大電流接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中 當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí) 使故障相產(chǎn)生很大的短路電流 110kV及以上電網(wǎng) 小電流接地系統(tǒng) 在中性點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)中 在發(fā)生單相接地時(shí) 因構(gòu)不成短路回路 在故障點(diǎn)流過(guò)比負(fù)荷電流小得多的電流 3 35kV及以下電網(wǎng) 一 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)工作方式和應(yīng)用場(chǎng)合 單相接地故障的特征 將出現(xiàn)很大的零序電壓和零序電流 利用對(duì)稱分量法 可以分解出零序 負(fù)序 正序分量 正序 負(fù)序和零序是為了分析系統(tǒng)電壓 電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí) 把三相不對(duì)稱的分量分解成對(duì)稱分量 正序 負(fù)序 及同相的零序分量 三相對(duì)稱時(shí) 負(fù)序和零序分量為零 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) 三相不對(duì)稱 正方向規(guī)定 零序電流方向 母線流向故障點(diǎn)為正零序電壓方向 線路高于大地的電壓為正 零序分量參數(shù)的特點(diǎn) 一 接地短路時(shí)零序電壓 電流和功率的分布 運(yùn)行方式的變化 間接影響零序分量的大小 故障點(diǎn)零序電壓最高 距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序電壓越低 變壓器中性點(diǎn)接地處電壓為零 1 零序電壓 2 零序電流1 零序電流由故障點(diǎn)零序電壓產(chǎn)生 由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地 必須經(jīng)變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路 中性點(diǎn)不接地的網(wǎng)絡(luò)不存在零序電流 2 零序電流與零序電壓的相位關(guān)系 規(guī)定 電流的方向母線流向線路為正 如圖所示 3 零序電流的大小和分布 取決于送電線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗 而與電源的數(shù)目和位置無(wú)關(guān) 4 零序電流保護(hù)的靈敏度直接決定于系統(tǒng)中性點(diǎn)接地的數(shù)目和分布 所以要求變壓器中性點(diǎn)不應(yīng)任意改變其接線方式 3 零序功率及其分布 大小 短路點(diǎn)U0最大 零序功率最大 變壓器中性點(diǎn)零序功率為零 方向 從故障線路指向母線 與正序方向相反 4 保護(hù)安裝處電壓 電流相位關(guān)系 它們之間的相位與ZT1 0 母線背后元件的零序阻抗 有關(guān) 而與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)位置無(wú)關(guān) 從任一保護(hù)安裝處得零序電壓和零序電流之間的關(guān)系看 由于A母線上的零序電壓實(shí)際上是從該點(diǎn)到零序網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)之間的零序阻抗上的電壓降 可表示為 二 零序電壓 零序電流過(guò)濾器 1 三個(gè)單相電壓互感器 如圖 a 2 三相五柱式三繞組電壓互感器 如圖 b 1 零序電壓過(guò)濾器 3 對(duì)于發(fā)電機(jī) 當(dāng)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)電壓互感器或消弧線圈接地時(shí) 從他的二次繞組中獲得零序電壓 如圖 c 從TV來(lái)口三角處獲取 可由三個(gè)單相電壓互感器或三相五柱式電壓互感器的次級(jí)繞組接成開(kāi)口三角 即首尾相連得到的電壓就是3U0 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)電壓互感器或消弧線圈接地時(shí) 可以通過(guò)他們的二次側(cè)獲得 總結(jié) 注意 1 正常運(yùn)行和電網(wǎng)相間短路時(shí) 由于電壓互感器的誤差以及三相系統(tǒng)對(duì)地不完全平衡 在開(kāi)口三角處也可能有數(shù)值不大的電壓輸出 此電壓稱為不平衡電壓 2 當(dāng)系統(tǒng)中存在三次諧波分量時(shí) 一般三相中的三次諧波電壓是同相位的 在零序電壓過(guò)濾器的輸出端也有三次諧波電壓輸出 對(duì)反應(yīng)于零序電壓而動(dòng)作的保護(hù)裝置 應(yīng)該考慮躲開(kāi)他們的影響 2 零序電流過(guò)濾器 對(duì)于架空線路 通常采用三個(gè)單相電流互感器 實(shí)際就是中線流過(guò)的電流 零序電流過(guò)濾器 對(duì)于電纜線路 零序電流互感器 原理 三 零序電流保護(hù) 無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù) 零序電流 段保護(hù) 限時(shí)零序電流速斷保護(hù) 零序電流 段保護(hù) 零序過(guò)電流保護(hù) 零序電流 段保護(hù) 1 躲開(kāi)下級(jí)線路出口處單相或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流 1 零序電流 段保護(hù) 取1 2 1 3 2 躲開(kāi)斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流 取1 1 1 2 說(shuō)明 1 按上述原則整定時(shí) 應(yīng)選取較大者作為零序電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流 2 若零序 段的動(dòng)作時(shí)間大于斷路器三相不同時(shí)合閘的時(shí)間 則不需考慮的影響 按原則1整定 3 若按原則2整定使啟動(dòng)電流過(guò)大 保護(hù)范圍過(guò)小 可在合閘時(shí)使零序 段帶一個(gè)小延時(shí) 按原則1來(lái)整定 以躲過(guò)三相不同時(shí)合閘的時(shí)間 3 當(dāng)線路上采用單相自動(dòng)重合閘時(shí) 按躲開(kāi)在非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流 若按條件3計(jì)算的動(dòng)作電流大于條件1 2的動(dòng)作電流 則將按條件1 2計(jì)算的結(jié)果設(shè)置為靈敏 段 在非全相振蕩時(shí)閉鎖 將條件3的結(jié)果設(shè)為不靈敏 段 2 零序電流 段保護(hù) 3 靈敏度校驗(yàn) 兩保護(hù)之間有中性點(diǎn)接地的變壓器 兩保護(hù)之間沒(méi)有中性點(diǎn)接地的變壓器 同一般的電流 段 1 動(dòng)作電流 2 動(dòng)作時(shí)限 3 零序電流 段保護(hù) 大于非全相運(yùn)行時(shí)3I0 躲開(kāi)下級(jí)線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大零序不平衡電流 1 動(dòng)作電流 與相鄰線路零序電流的 或 配合 2 相間過(guò)電流保護(hù)與零序過(guò)電流在動(dòng)作時(shí)限上的比較 3 靈敏系數(shù) 近后備 遠(yuǎn)后備 按靈敏度逐級(jí)配合的要求來(lái)整定 即本級(jí)的靈敏系數(shù)要小于下一級(jí)的靈敏系數(shù) 保證本保護(hù)零序三段的保護(hù)范圍不超過(guò)相鄰線路零序三段的保護(hù)范圍 Ksen 1 Ksen 2 Ksen 3 Ksen 4 四 方向性零序電流保護(hù)1 方向性零序電流保護(hù)原理系統(tǒng)圖 圖2 45a K1點(diǎn)故障圖 圖2 45b K2點(diǎn)故障圖 圖2 45c 2 零序功率方向元件1 2 不存在死區(qū) 2 缺點(diǎn)不能反映相間短路 五 對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià) 1 優(yōu)點(diǎn)1 零序過(guò)電流保護(hù)靈敏度高 動(dòng)作時(shí)限短 2 受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小 3 不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響 4 零序方向保護(hù)沒(méi)有電壓死區(qū) 5 結(jié)構(gòu)和工作原理簡(jiǎn)單