1继电保护原理.ppt

1,电力系统微机保护,李贻涛,2,第章继电保护原理,0.0电力系统的四种状态,正常运行状态故障状态不正常运行状态事故状态,运行状态的定义：电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状态,3,第章继电保护原理,系统正常工作状态下的约束条件,有功平衡,无功平衡,功率、电流上限约束,电压、频率约束,0.0电力系统的四种状态,4,（1）电力系统的正常工作状态,能够满足上述相关等式、不等式约束；能够提供合格的电能，满足负荷的供电需求；能够保证系统中的相关设备均在规定的长期安全工作限额内运行，并保持一定的备用容量。,0.0电力系统的四种状态,第章继电保护原理,5,（2）电力系统的故障状态（紧急状态）,故障类型：由于各种原因，系统中发生的各种形式的短路故障和断线故障。,故障特征量：电流增大、电压降低、测量阻抗减小、功率方向发生变化、各物理量之间的相位变化,0.0电力系统的四种状态,第章继电保护原理,6,（3）电力系统的事故状态（系统崩溃）,系统发生大面积停电，造成重大经济损失，电气设备损坏或出现人员伤亡。,0.0电力系统的四种状态,第章继电保护原理,7,继电保护的作用和任务,电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择的将故障元件切除，保证其它非故障设备正常运行。动作于跳闸并发事故信号。,电力系统出现不正常运行状态时，动作于发预告信号，特殊情况也可动作于跳闸。,0.0电力系统的四种状态,第章继电保护原理,8,0.1继电保护的基本原理及其组成,反映电流过大而动作的过电流保护；反映电压过大而动作的过电压保护；反映电压过低而动作的低电压保护；反映测量阻抗减小而动作的距离保护；反映功率方向变换的方向性保护；反映各物理量之间相位差变化的相差动保护；反映电压电流序量变化的序量保护。,保护构成的基本原理,第章继电保护原理,9,保护装置的构成,0.1继电保护的基本原理及其组成,第章继电保护原理,10,传统保护跳闸原理图,11,主保护：能够以较短时限切除线路全长或元件任意一点故障的保护。,保护的配合,0.1继电保护的基本原理及其组成,近后备：主保护拒动时，能够以一定的时限切除线路全长或元件任意一点故障，且动作于自身断路器的保护。,远后备：主保护、近后备、本断路器拒动，由上级元件的保护以较长的动作时限动作于上级断路器的保护。,第章继电保护原理,12,保护的配合,0.1继电保护的基本原理及其组成,第章继电保护原理,13,上下级保护之间的配合,上下级电力元件的保护范围必须交叉重叠，以保证系统中任意一点故障保护都能动作。,0.1继电保护的基本原理及其组成,第章继电保护原理,14,0.2对继电保护的基本要求,可靠性：不误动，不拒动。,选择性：系统发生故障时，仅将故障元件切除，保证非故障元件能正常工作。,第章继电保护原理,15,速动性：以尽可能短的时限切除故障元件。,故障切除时间：保护装置的动作时间+断路器跳闸时间,保护装置的动作时间：保护的固有动作时间+保护的整定时间,0.2对继电保护的基本要求,第章继电保护原理,16,灵敏性：保护范围内任意一点发生故障，均应有足够的反映能力。,GB14285-1993继电保护和安全自动装置技术规程规定保护的灵敏度要求：,取值范围：主保护：1.52.0近后备：1.31.5远后备：1.2,0.2对继电保护的基本要求,第章继电保护原理,17,0.3继电器的分类,按动作原理划分：电磁型、感应型、晶体管型、集成电路型、数字型等。,按反映的物理量划分：电气量的：电流、电压、功率、阻抗、周波、相位等；非电气量的：瓦斯、温度等。,按继电器在保护回路中的位置划分：启动、时间、中间、信号、出口等。,按反映量的大小划分：过量、欠量。,第章继电保护原理,18,0.4继电保护的发展简史,第章继电保护原理,19,0.5微机保护发展过程,第章继电保护原理,20,0.5微机保护发展过程,第章继电保护原理,21,我国微机保护发展过程,0.5微机保护发展过程,第章继电保护原理,22,传统保护跳闸原理图,23,微机保护跳闸原理图,24,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,25,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,26,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,27,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,28,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,29,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,30,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,31,0.6微机保护装置特点,第章继电保护原理,32,第章继电保护原理,0.7电网的电流保护,过电流继电器,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,过电流继电器原理框图,33,第章继电保护原理,过量继电器的返回系数恒小于1欠量继电器的返回系数恒大于1,过电流继电器,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,34,第章继电保护原理,过电流继电器,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,继电特性曲线,继电器的继电特性,无论启动还是返回，继电器的动作都是明确和干脆的，不可能停留在某一个中间的位置。,35,36,第章继电保护原理,单侧电源网络相间短路时电流量值特征,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,出现故障时，流过保护安装处的短路电流周期分量：,系统等效电源的相电动势,短路点至保护安装处之间的等值阻抗,保护安装处至系统等效电源之间的等值阻抗,短路类型系数：三相短路取1；两相短路取,37,第章继电保护原理,单侧电源网络相间短路时电流量值特征,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,系统最大运行方式：出现故障时，流过保护安装处的短路电流最大所对应的运行方式。,取三相短路,38,第章继电保护原理,单侧电源网络相间短路时电流量值特征,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,对保护5而言：,最大运行方式：系统等值阻抗最小，线路12、34投入运行,最小运行方式：系统等值阻抗最大，线路12或34退出运行,39,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（1）工作原理,反映短路电流增大而瞬时动作的过量保护,为了保证选择性，即在相邻线路出口处发生故障时，本保护不动作，电流速断保护一般不能保护线路全长,40,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（1）工作原理,对于电网终端，若为线路变压器组接线，瞬时电流速断可以保护线路全长,41,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,整定值：能使保护装置动作的最小电流值,保护1的电流段整定值,42,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,整定原则：按躲过本线路末端短路时可能的最大短路电流确定整定值（最大运行方式下的三相短路）,43,44,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,二次动作电流值：,瞬时电流速断保护的整定时间为0,45,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,灵敏度校验,最小保护范围应大于线路全长的（1520）%,是线路单位长度的正序阻抗,是最小保护范围长度,46,47,例：如下图所示网络，试对保护1进行电流段整定计算（动作电流、灵敏度校验和整定时间），额定电压取115KV。,48,解：（1）动作电流,49,解：（2）灵敏度校验,由,50,解：（2）灵敏度校验,符合要求,（3）整定时间,51,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（3）保护的实现,瞬时电流速断保护单相原理接线图,52,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（3）保护的实现,瞬时电流速断保护单相原理接线图,看动画,53,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（4）保护的优缺点,优点：,简单可靠、动作迅速,54,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（4）保护的优缺点,运行方式变化对电流速断保护范围的影响,缺点：,55,第章继电保护原理,瞬时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（4）保护的优缺点,缺点：,被保护线路太短对电流速断保护的影响,56,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（1）工作原理,以较短的动作时限，动作于线路全长范围内任意一点故障；反映短路电流增大而限时动作的过量保护。,可以保护线路全长，以短延时保证选择性。保证相邻线路出口处发生故障时，由相邻线路的瞬时电流速断保护动作。,57,限时电流速断保护动作特性分析：,保护线路全长，以短延时保证动作的选择性,58,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,与相邻线路瞬时电流速断相配合确定整定值,为可靠系数，取1.11.2,按高出相邻线路瞬时电流速断一个时间阶梯t来确定动作时限,59,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,为保证保护的选择性，一般取值为0.5秒,时间阶梯：,故障线路断路器的可靠动作；故障电流的消失；,故障线路保护动作时限的正误差，慢；,上级线路保护动作时限的负误差，快；,故障切除后，上级线路保护的可靠返回；,考虑一定的时间裕度。,（2）整定计算原则,60,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,灵敏度的定义：,61,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,灵敏度的校验：,按最小灵敏度考虑,一般取最小运行方式下，本线路末端发生金属性两相短路时，流过保护的短路电流,62,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,若灵敏度校验不满足要求：考虑与相邻线路的限时电流速断配合。,若灵敏度校验仍然不满足要求，则应考虑采用其他形式的保护。,63,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,在确定电流段的整定值时，要考虑到每一条相邻线路，分别做保护配合计算，取计算值中最大的一个为最终的整定值。,64,例：如下图所示网络，试对保护1进行电流段整定计算（动作电流、灵敏度校验和整定时间），额定电压取115KV。,65,解：（1）动作电流,66,解：（2）灵敏度校验,符合要求,（3）整定时间,67,（3）保护的实现,限时电流速断保护单相原理接线图,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,68,（3）保护的实现,限时电流速断保护单相原理接线图,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,69,（4）小结,第章继电保护原理,限时电流速断保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长,依靠整定电流和整定时间共同保证其选择性,与电流段共同构成主保护，兼作段的近后备,70,第章继电保护原理,定时限过电流保护（电流段）,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（1）工作原理,以指定的较长动作时限，动作于本线路及相邻线路全长范围内任意一点故障；反映过电流而定时动作的过量保护。,可以保护线路全长，本线路的近后备，相邻线路的远后备。,71,电流段动作于本线路及相邻线路全长范围内任意一点故障的过电流保护，可以保护线路全长，作为本线路的近后备，相邻线路的远后备。,72,电流段保护动作特性,保护本线路及相邻线路全长，灵敏度越来越高,73,电流段保护动作时限选择,以阶梯延时保证动作的选择性，从末端向首端推,74,电流段保护动作时限选择,保护4的动作时限要比保护1、2、3动作时限中最大的大至少一个,75,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,按躲过最大负荷电流确定动作值,定时限过电流保护（电流段）,流过保护的最大负荷电流为：,76,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,按躲过最大负荷电流确定动作值,定时限过电流保护（电流段）,流过保护的最大负荷电流为：,外部故障切除后，异步电动机自启动时的启动电流为：,两者之比为启动系数：,77,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,定时限过电流保护的动作电流整定值,定时限过电流保护（电流段）,定时限过电流保护的动作时限整定值,：可靠系数（1.151.25）,：继电器返回系数（0.850.95）,78,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,定时限过电流保护（电流段）,按阶梯原则确定动作时限整定值,79,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,近后备灵敏度校验：本线路末端发生金属性短路的最小短路电流与整定电流的比值,一般取最小运行方式下，本线路末端发生金属性两相短路时，流过保护的短路电流,定时限过电流保护（电流段）,80,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,远后备灵敏度校验：相邻线路末端发生金属性短路的最小短路电流与整定电流的比值,一般取最小运行方式下，相邻线路末端发生金属性两相短路时，流过保护的短路电流,定时限过电流保护（电流段）,81,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,在校验作为远后备的电流段的灵敏度时，要考虑到每一条相邻线路，分别做灵敏度计算，取计算值中最小的一个为最终的灵敏度值，它应满足要求。,定时限过电流保护（电流段）,82,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,（2）整定计算原则,保护4的定时限过电流远后备灵敏度校验，必须用变压器低压侧发生短路时的最小短路电流来校验。,定时限过电流保护（电流段）,83,例：如下图所示网络，试对保护1进行电流段整定计算（动作电流、灵敏度校验和整定时间），额定电压取115KV。,84,解：（1）动作电流,85,解：（2）灵敏度校验,近后备符合要求,远后备符合要求,86,解：（3）整定时间,87,（3）保护的实现,定时限过电流保护单相原理接线图,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,定时限过电流保护（电流段）,88,（4）对定时限过电流保护的评价,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,定时限过电流保护（电流段）,优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。不仅能作本线路的近后备（有时作为主保护），而且能作为下一条线路的远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在35千伏及以下网络中作为主保护。,缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。,89,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,三段电流保护之间的配合,对于同一故障点而言，要求越靠近故障点，保护的灵敏度越高,单侧电源供电网络中，越靠近电源侧，负荷电流越大，过电流保护的整定值越大，动作时限越长，灵敏度越低；上述要求可以自然满足。,90,第章继电保护原理,0.7.1单侧电源网络相间短路的电流保护,三段电流保护之间的配合,上下级保护之间的配合,上下级电力元件的保护范围必须交叉重叠，以保证系统中任意一点故障保护都能动作。,后备保护之间的配合,上一级保护的灵敏度要低于下一级；上一级保护的动作时限要高于下一级。,91,三段式电流保护单相原理接线图,电流段、段构成主保护,电流段作为本线路的近后备，相邻线路的远后备,看动画,92,作业：如下图所示网络，试对保护1进行电流三段式整定计算（各段动作电流、灵敏度校验和整定时间）。,93,解：（1）保护1电流段整定计算,求动作电流按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定,灵敏度校验最大运行方式下保护范围大于线路全长的50%最小运行方式下保护范围大于线路全长的15%,整定时间0秒,94,解：（2）保护1电流段整定计算,求动作电流按与相邻线路保护的段动作电流相配合的原则整定,灵敏度校验用最小运行方式下本线路末端发生金属性两相短路时流过保护的电流来校验,整定时间比相邻线路保护的段整定时间大一个,95,解：（3）保护1电流段整定计算,求动作电流按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定,灵敏度校验作近后备时用最小运行方式下本线路末端发生金属性两相短路时流过保护的电流来校验；作远后备时用最小运行方式下相邻线路末端发生金属性两相短路时流过保护的电流来校验,整定时间比相邻线路保护的最大整定时间大一个,96,第章继电保护原理,双侧电源网络相间短路时的功率方向,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,假定电流的正方向由母线流向线路为正,假定电压的正方向由高电位指向低电位为正,线路上发生故障时，短路电流均流向故障点,97,第章继电保护原理,双侧电源网络相间短路时的功率方向,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,双侧电源供电线路中，故障线路两侧的电流均由母线流向线路,非故障线路近故障点侧的电流由线路流向母线，远故障点侧由母线流向线路,98,第章继电保护原理,方向性电流保护的基本原理,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,同方向保护相互配合,保护1、3、5的电流段之间差一个时间阶梯保护2、4、6的电流段之间差一个时间阶梯,99,第章继电保护原理,方向性电流保护的基本原理,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,短路电流由母线流向线路，同时短路电流大于整定值，保护才能启动时间元件,100,用电流继电器作为测量元件，来反映被保护元件电流大小，用功率方向继电器作为方向元件，来判别短路功率方向，当这两个继电器都动作，保护才动作。,第章继电保护原理,方向性电流保护的基本原理,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,101,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,定义：用以判别功率方向或测定电压电流相位角的元件，称为功率方向元件或功率方向继电器。,基本要求：具有明确的方向性动作可靠且具有足够的灵敏度,定义：为线路阻抗角或短路阻抗角,102,（1）方向元件的工作原理,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,103,（2）功率方向继电器的最大灵敏角,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,在输入功率方向继电器的电压电流的幅值不变的条件下，改变电压电流的相位夹角，使继电器的输出（转矩或电压）达到最大值，此时，对应的输入电压电流的相位差角为功率方向继电器的最大灵敏角。,如图，当时，继电器的输出达到最大值,104,（3）功率方向继电器的动作方程,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,为保证短路点有过渡电阻、在090范围内变化情况下正方向故障时，继电器能可靠动作，功率方向元件的动作角度范围通常取：,则，动作方程为：,或：,105,（4）电压死区,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,在保护正方向出口附近短路接地，故障相对地电压过低，方向元件不能动作的区域。,根据动作方程：,为了减小死区影响，采用非故障相间电压作为功率方向元件的电压参考相量。,106,（5）功率方向继电器的内角,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,为保证继电器的方向性和灵敏性，在继电器内部设置的一个可调参数,习惯上采用：,若使动作特性最好,对A相继电器,107,（6）功率方向判别元件的框图,第章继电保护原理,功率方向判别元件,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,分为：感应型、集成电路型、数字型等,108,第章继电保护原理,功率方向元件的配置原则,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,瞬时电流速断（电流段）：,保护的整定值大于反方向故障时流过保护的短路电流，可以不加方向元件；,109,第章继电保护原理,功率方向元件的配置原则,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,保护的动作时限大于同一母线上其它保护的动作时限，可以不加方向元件；,定时限过电流保护（电流段）：,110,第章继电保护原理,功率方向元件的配置原则,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,（1）瞬时电流速断,保护2装方向元件或使,111,第章继电保护原理,功率方向元件的配置原则,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,（2）定时限过电流,同方向保护相互配合；,同一母线上，动作时限小的一侧加装方向元件；,112,第章继电保护原理,功率方向元件的配置原则,0.7.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,（2）定时限过电流,同一套保护只加装一个方向元件。,同一母线上，动作时限相同的都要加装方向元件；,113,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,规定：零序电流的正方向为由母线流向线路；零序电压的正方向为线路高于大地为正。,中性点直接接地系统（又称大接地电流系统）中发生接地短路时，全系统都将出现零序电压和零序电流。,114,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（1）系统接地短路时的等值网络,115,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（2）系统接地短路时的零序电压分布,故障点零序电压最高，距故障点越远零序电压越低,116,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（3）系统接地短路时的零序电流分布,零序电流的分布主要取决于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，与电源的数目和位置无关。,117,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（4）系统接地短路时的零序功率分布,故障线路零序功率的方向：由线路流向母线；,非故障线路零序功率的方向：由母线流向线路；,发生故障时，零序功率的方向与正序功率的方向相反。,118,第章继电保护原理,接地短路时零序电压、电流和功率的分布,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（5）系统接地短路时的零序电压、电流的相位关系,相位关系取决于零序电流流过的零序阻抗,119,第章继电保护原理,获取零序电压电流的方法,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（1）获取零序电压的方法,基本原理：零序电压过滤器,120,第章继电保护原理,获取零序电压电流的方法,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,（2）获取零序电流的方法,基本原理：零序电流过滤器,121,第章继电保护原理,零序电流段保护（瞬时速断）,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,原则1：按躲过相邻线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流来整定；,原则2：按躲开断路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流来整定；,原则3：按躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时出现的最大零序电流来整定；,灵敏段：按原则1、2整定，取其中较大者为整定值；,不灵敏段：按原则3整定，用于单相自动重合闸线路。,122,第章继电保护原理,零序电流段保护（限时速断）,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,保护线路全长，与本线路零序电流段组合构成主保护；,与相邻线路零序电流段相配合确定整定值；,比相邻线路零序电流段的动作时限高出一个时间阶梯；,按照本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验灵敏度，要求灵敏度大于1.5,灵敏度不满足要求时，可考虑与相邻线路零序电流段保护相配合或采取其它措施。,123,第章继电保护原理,零序电流段保护（定时限）,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,本线路的近后备，相邻线路的远后备；,按躲开相邻线路出口处发生相间短路时所出现的最大不平衡电流来确定整定值；,按阶梯原则来确定动作时限；,按照本线路末端接地短路时流过本保护的最小零序电流来校验近后备的灵敏度，要求大于1.3,按相邻线路末端接地短路时流过本保护的最小零序电流来校验远后备的灵敏度，要求大于1.2,124,第章继电保护原理,方向性零序电流保护,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,零序功率方向与正序功率的方向相反：,故障线路的零序功率由线路流向母线,非故障线路的零序功率由母线流向线路,125,第章继电保护原理,方向性零序电流保护,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,零序功率方向元件,接入继电器的电流为和,126,第章继电保护原理,对零序电流保护的评价,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,同一线路上，零序段比电流段有较小的动作时限，可以快速切除接地故障。,（1）优点,127,第章继电保护原理,对零序电流保护的评价,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,零序段比电流段灵敏度高。,（1）优点,零序电流保护的保护范围受系统运行方式变化和线路长短的影响小。,零序电流保护不受系统振荡、过负荷等因素的影响，因为它只测量零序分量。,128,第章继电保护原理,对零序电流保护的评价,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,方向性零序保护在正方向保护出口处没有死区，因为故障点的零序电压最高。,（1）优点,129,第章继电保护原理,对零序电流保护的评价,0.7.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护,对系统运行方式变化很大的电网，保护难以满足要求。,（2）缺点,采用单相自动重合闸的系统，必须设零序不灵敏段，在重合闸动作时，将零序灵敏段闭锁。,使用自耦变压器的系统，零序保护整定困难。,多用于110kV及以上大接地电流系统,130,第章继电保护原理,定义,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,3kV66kV为中性点非直接接地系统,中性点非直接接地系统（又称小接地电流系统）包括：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地三种形式。,131,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,（1）零序电流的分布,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,发生单相接地故障后，非故障相流过的零序电流是线路本身的电容电流,132,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,发生单相接地故障后，故障相流过的零序电流是非故障相电容电流的总和,（1）零序电流的分布,133,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,故障点流过的是全系统电容电流的总和。,（1）零序电流的分布,134,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,（1）零序电流的分布,非故障线路流过的零序电流是线路本身的电容电流。,135,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,（1）零序电流的分布,故障线路流过的零序电流是非故障线路电容电流的总和,136,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,单相接地时的零序等效网络,（1）零序电流的分布,137,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,（2）零序电压的分布,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,故障相对地电压为0,非故障相对地电压升高为线电压,三相线电压仍然对称,138,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,（2）零序电压的分布,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,非故障相产生的电容电流,有效值,为相电压的有效值,139,第章继电保护原理,中性点不接地系统单相接地故障,（3）特点,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,故障电流小，三相线电压仍然对称，对负荷供电没有影响，一般允许带接地点继续运行12个小时，以提高供电连续性。,全系统都将出现零序电压。,故障线路流过的零序电流是非故障元件的电容电流之和（大），其零序功率由线路流向母线。,非故障线路流过的零序电流是线路自身的电容电流（小），其零序功率由母线流向线路。,140,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（1）消弧线圈,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,141,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（1）消弧线圈,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,作用：当单相接地时，产生一个感性分量的电流，与系统中的电容电流相抵消，以减小流经故障点的电流，熄灭电弧。,142,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（1）消弧线圈,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,规定：在各级电压网络中，当系统电容电流超过下列数值时，应装设消弧线圈：30A/36kV20A/10kV10A/2266kV,143,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（2）电流分布,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,单相接地时的零序等效网络,144,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（3）补偿度,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,接地点的电流近似为零。,完全补偿：,相当于发生串联谐振，中性点电压（消弧线圈上的电压）严重升高，这是不允许的。,145,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（3）补偿度,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,补偿后接地点的电流呈容性。,欠补偿：,因为为全系统的最大电容电流，可能出现完全补偿的情况，所以一般不采用。,146,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（3）补偿度,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,补偿后接地点的电流呈感性。,过补偿：,因不会出现串联谐振的情况，常采用。,过补偿度：,147,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（4）特点,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,当采用过补偿方式时流经故障点的电流呈感性；故障线路的零序电流方向：由母线流向线路；非故障线路的零序电流方向：由母线流向线路。,148,第章继电保护原理,中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障,（4）特点,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,当采用过补偿方式时既不能通过零序功率方向判断出故障线路也不能通过零序电流大小判断出故障位置,149,第章继电保护原理,零序电压保护,0.7.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,机理：在中性点非直接接地系统中发生单相接地故障时，在本电压级网络的母线上将出现较高的零序电压。,保护构成：网络单相接地监视装置（绝缘监视）,特点：只能判断有接地故障，不能找出故障线路，没有选择性。,150,