电力系统继电保护 韩笑 第三章－2新ppt课件

1、l中性点直接接地电网接地时零序分量特点l三段式零序方向电流维护l零序方向元件3.2.1零序电流维护零序电流维护1 零序电流和零序电压的获取1零序电流的获取方法a、微机维护自采零序电流03abcIIIIb、外采零序电流和电流c、外采零序电流零序套管TA2零序电压的获取方法a、微机维护自采零序电压BCANL03abcUUUUb、外采零序电压TV开口三角形电压零序电压分布缺点点零序电流k0120AEIZZZ缺点点零序电压k0kAkBkC3AUUUUE 以A相接地为例M侧丈量到的电流是缺点点零序电流按照零序网络的分流。M母线丈量到的电压是其背后变压器T1的零序电压。2 接地短路时维护安装处的电流、电压

2、量分析 000arg(180)kUI 缺点点零序电压与零序电流夹角约-1000010100 ( )rg( )kTkTkUIZZaZZ 缺点点零序电压电流000arg(180)UI 正方向缺点零序电压与零序电流夹角约-10000rgMMaZ正方向缺点分析000argUI反方向缺点零序电压与零序电流夹角约80N0l00rg()aZZ反方向缺点分析单相接地时的零序特点 缺点点处的零序电压最高 零序电流的大小和分布，主要取决于系统的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗及其所处位置。 零序电流仅在中性点接地的电网中流通 正方向缺点时，维护安装处母线零序电压与零序电流的相位关系，取决于母线背后元件的零序阻

3、抗000arg/(180)UI 000arg/UI 正向缺点时 反向缺点时3 零序电流速断维护零序电流I段-无延时整定原那么：维护区不超出本线路以保证选择性。即动作电流I0.act大于线路末端短路的最大零序电流3I0.max。II0.setrel0.ust3IKI零序电流I段的动作电流应躲过手动合闸或自动重合闸期延续路器三相触头不同时合上所出现的最大零序电流。1零序电流速断维护零序电流I段计算零序电流I段的动作电流应躲过被维护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流。非全相运转伴随振荡时的最大零序电流是上述三点中最大的，为提高维护灵敏度，将I段分为两个I段。II0.setrel

4、0.max3IKI可靠系数，1.2 1.3线路末端缺点时流过维护的最大零序电流断路器三相触头不同时合闸所出现的最大零序电流II0.setrel0.unc3IKI=零序电流I段的动作电流应躲过非全相运转期间振荡所呵斥的最大零序电流。非全相运转伴随振荡时的最大零序电流零序电流灵敏I段与不灵敏I段灵敏I段：按整定条件、 整定取较大者为整定值。MNMN220.ust2200220011001122003332ZEEEEIZZZZZZZZZ 普通情况下按照整定条件 整定，但在手动合闸或自动重合闸期间添加100ms延时。求3I0.ust方法取较大值：a.两相先合，相当于一相断线的零序电流MN0.ust11

5、00332EEIZZ b. 一相先合，相当于两相断线的零序电流。Z11、Z22、Z00为纵向序阻抗零序电流灵敏I段与不灵敏I段不灵敏I段：按整定条件整定。0.unc11sin2EIkZ求3I0.unc方法两侧电源相差时的零序电流11110022ZkZZ可见=180时有最大的零序电流。Z11为纵向正序阻抗单相断线11110022ZkZZ两相断线零序电流灵敏I段与不灵敏I段比较不灵敏I段动作值大，维护区小，作为非全相运转时的主要接地维护。灵敏I段动作值小，维护区长，灵敏度高，但在非全相运转时要退出运转。4 带时限零序电流速段维护零序电流II段整定原那么：维护区不超出相邻线路I段 维护区。即动作电流

6、I0.set大于相邻线路末端短路时流经本维护的最大零序电流3I0.max才干满足选择性。2带时限零序电流速段维护零序电流II段计算躲过相邻线路段末端短路时流过本线路的最大零序电流。IIII0.set.1relM0.k.maxIK I=K为相邻线路段末端灵敏度校验M0.min.NsenII0.set.131.31.5IKI线路末端接地缺点时的最小值灵敏度满足要求，那么动作时间为0.5S；灵敏度不满足要求时，改为与相邻线路II段配合，那么动作时间为1S。5 零序过电流维护零序电流III段整定原那么：正常时该当不起动，缺点切除后该当前往，为保证选择性，动作时间该当与相邻线路III段按照阶梯原那么配合

7、。即动作电流I0.set大于本线路末端三相短路时流过本维护的最大不平衡电流。普通不计算，取2-4A零序过电流维护零序电流III段计算躲过本线路末端三相短路时流过本维护的最大不平衡电流。IIIIII0.setrelub.maxIK I最大不平衡电流，无法准确计算灵敏度校验M0.min.NsenII0.set.11.3 1.53IKI近后备线路末端接地缺点最小值动作时间按照阶梯原那么与相邻线路配合。M0.min.PsenII0.set.131.2IKI远后备相邻线末端接地缺点最小值IIIIIIMNmax0.5tts相邻线6 零序方向维护* 零序电流维护采用方向闭锁的必要性采用方向元件的缘由与方向电

8、流维护一样。传统的零序功率方向继电器正方向缺点000arg/(180)UI 那么003arg1003UI 电压经过电压变换器，系数为KU，电流经过电抗变换器，系数为KIUUI000I03333KI KKI KUU比幅00UI90arg3903U KI K 比相即00390arg903UI继电器该当最灵敏零序阻抗角普通8000arg8033UI即为继电器内角；最灵敏角为-要使得正方向时零序功率方向继电器最灵敏，那么-80画出动作区如下式中UI80KK 最灵敏角sen80 需求强调的是，推导过程与相量图均以-3U0、3I0关系来完成。* 整流型零序功率方向继电器接线接线以-3U0、3I0接入。也可

9、以接入3U0、-3I0，普通习惯电压反接。7.微机型零序功率方向元件比较零序电压、零序电流的相位动作方程o0j80090arg270UI e即00190arg10UI 最灵敏角为-100比较零序功率的幅值零序功率 P00003( ) 3 ( )Pu ki kP00，阐明是反方向缺点，反方向元件动作；P0fN)假设MMMSMUEIZ电流电压周期性变化，周期为振荡周期1-3S，即osMN1|Tff00.511.522.533.544.55-4-3-2-101234fM=50.2HZ,fN=49.8HZ时的振荡电流图振荡周期2.5s=180=0B、系统振荡时丈量阻抗的变化MMMNMN/I/IEECE

10、E由右图可见，振荡中心O到PQ阻抗比为因此，丈量阻抗轨迹随着两侧电源电势的比值C变化。a、M侧为送电侧C1那么其轨迹如图中的圆1。b、M侧为受电侧C1那么其轨迹如图中的圆2。b、两侧电势相等C1那么其轨迹如图中的直线AB。图中当180时，丈量阻抗在PQ线上且最小，呵斥 图中的阻抗继电器误动。C、振荡对间隔维护的影响由右图可见，丈量阻抗从维护动作区圆2a点进b点出，中间相差的时间小于1s。丈量阻抗轨迹继电器动作区I段无动作延时，只需丈量阻抗进入动作区，维护就误动，故振荡时需闭锁；II 段动作延时能够小于ab段时间，维护能够误动，故振荡时需闭锁；III段的动作时间最长超越1s，不受振荡的影响。D、

11、振荡闭锁原理1振荡与短路的区别a、振荡电压、电流、丈量阻抗均作周期性的缓慢变化，周期为振荡周期；b、振荡三相对称，无负序或零序分量。短路长期不对称短路或瞬间对称短路出现负序电流。短路电流、电压、阻抗忽然变化，变化速度快，但短路后又坚持稳定。振荡短路dZdt中等dZdt大或很小2I无2I有周期性缓慢进入动作区快速进入动作区2振荡闭锁的构成原理振荡闭锁的起动元件振荡时闭锁维护，在各种缺点时都能开放维护振荡中不对称短路开放维护的判据负序零序增量起动元件20()II相电流差突变量起动元件Ia、利用负序与零序分量开放维护201|IIm Im普通取0.66b、利用电流的对称性开放维护maxmin|KII最

12、大相电流大于最小相电流1.8倍max00|3|IKI零序电流大于最大相电流0.8倍振荡中对称短路开放维护的判据a、由振荡中心电压Uos开放维护osMMsin( )UUb、利用丈量阻抗变化率大小开放维护NN0.030.08150msosUUU延时开放保护K|dZdt大为振荡，不开放维护；反之开放维护Uos特点：周期性变化MNN0.10.25500msosUUU延时开放保护振荡时达不到150ms或500ms振荡闭锁原理一短时开放间隔、段振荡D10动作不动作D30短路D10D31动作先振荡后短路D11不开放维护开放维护160ms开放维护注：非全相振荡中开放维护选相元件选出的缺点相为运转相。闭锁原理二

13、基于阻抗变化率丈量阻抗轨迹四边形1、2整定阻抗不同ba40ttms振荡ba40ttms短路丈量阻抗变化慢丈量阻抗变化快(2)电压回路断线闭锁电压回路断线U0Z0继电器误动A、母线电压回路断线闭锁断线闭锁防止阻抗继电器在电压回路断线时误动abc| 8vUUUabc| 24vUUU或不对称断线对称断线延时闭锁维护并发信号维护未起动B、线路电压回路断线任一相电压小于8v线路有电流延时闭锁维护并发信号维护未起动与逻辑(3)过渡电阻无过渡电阻Rg过渡电阻特点阻抗继电器ZKZk有过渡电阻Rg阻抗继电器ZKZk相间缺点接地缺点电弧电阻电弧、接地电阻纯电阻；随着时间逐渐变大。500kV线路接地短路的最大过渡电

14、阻按300思索，220kV线路那么按照100思索。 A、单侧电源过渡电阻的影响过渡电阻RgRg使得阻抗继电器在区内缺点时拒动。 KkgkZZRZZ 无Rg继电器动作有Rg继电器拒动B、双侧电源过渡电阻的影响过渡电阻Rg上电流不再是IMMMMkMgkMMNMUZIIRIZIZZNIM为送电侧，Z呈现容性出口缺点拒动外部缺点误动超越为提高抗过渡电阻才干，那么继电器的特性希望为请联络四边形阻抗继电器双侧电源过渡电阻的影响NIM为受电侧，Z呈现感性出口缺点不拒动维护区末端缺点拒动留意：重点防止过渡电阻引起的阻抗继电器超越。C、过渡电阻对维护的影响I段 维护无延时，过渡电阻较小 影响小 段 经过延时，过

15、渡电阻较大；整定阻抗较小，动作区小 影响大 段 整定阻抗大，动作区大 影响小 2D、消除过渡电阻的措施1动作特性的偏移及电抗特性动作特性向R轴偏移2采用四边形阻抗继电器带电抗线 三段式间隔维护各段由三个相间与三个接地方向阻抗继电器完成短路阻抗的丈量，共18个方向阻抗继电器。 方向阻抗继电器需采取措施消除出口电压死区。 I段不受系统运转方式的影响，维护区稳定。 II、III段受分支电流的影响，维护区随运转方式而变化。 间隔维护需求电压，在电压回路断线时需闭锁维护。 间隔维护需采取措施防止振荡、过渡电阻的影响。 选相元件是为了提高维护的速度并与综合重合闸配合。 110kV及以上电压等级的电网中遭到了广泛的运用