电力系统继电保护与二次回路课件 第2章 电流保护课件

线路电流保护

单侧电源相间短路的电流保护多侧电源相间短路方向电流保护中性点直接接地系统零序保护中性点非直接接地系统的接地保护电流保护的分类图135kv输电线路2.1单侧电源相间短路的电流保护35kv线路因线路处于中压等级配电网络，每一条线路在系统中重要性并不高，故采用原理较为简单的电流保护。电流保护可以根据其动作速度和保护范围的不同分为无时限电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.1无时限电流速断保护无时限电流速断保护，又称为电流I段保护，反应电流增大而瞬时动作的一种保护，广泛地应用于配电线路及电气设备保护中。图2-1单侧电源网络短路电流曲线图1．动作电流的整定如图2-1所示，为保证选择性，即相邻下一条线路BC故障时，保护装置1不会误动作，线路AB无时限电流速断保护1的动作电流应大于本线路末端B母线发生短路时的最大短路电流2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.1无时限电流速断保护无时限电流速断保护，又称为电流I段保护，反应电流增大而瞬时动作的一种保护，广泛地应用于配电线路及电气设备保护中。（2-3）式中：——保护装置1的电流I段动作电流；——可靠系数，它是考虑短路电流计算误差、继电器动作电流误差、短路电流非周期分量影响和必要的裕度而引入的大于1的系数，一般取1.2～1.3；——系统在最大运行方式下本线路末端三相短路时，流过保护1的最大短路电流。一般取短路瞬间短路电流周期分量有效值。2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.1无时限电流速断保护图2-1单侧电源网络短路电流曲线图

按式（2-3）整定的结果，必然不能保护线路的全长。如图2-1所示，动作电流与曲线1和曲线2分别交于Q点和R点。由图可见，在最大运行方式下三相短路时保护1的保护范围最大，用lmax表示。在系统最小运行方式下两相短路时保护1的保护范围最小，用lmin表示。

设系统在最大运行方式下归算到保护安装处母线的系统等值阻抗为ZS.min，在最小运行方式下归算到保护安装处母线的系统等值阻抗为ZS.max，可得Q点、R点保护范围方程式如下：2．保护范围的确定2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.1无时限电流速断保护3.灵敏度校验

无时限电流速断保护的灵敏系数是用其保护范围来衡量的，对无时限电流速断保护提出的要求是最大保护范围lmax不应小于线路全长的50%，最小保护范围lmin不应小于线路全长的15%，如果达不到要求，加装无时限电流速断保护的意义不大。4.保护接线无时限电流速断保护单相原理接线如图2-2所示。它由电流继电器KA、中间继电器KM和信号继电器KS组成，当保护测得的电流大于无时限电流速断保护中电流继电器KA的动作电流（）时，电流继电器输出常开触点闭合，然后中间继电器动作，使信号继电器发信号同时线路断路器跳闸。图2-2无时限电流速断保护单相原理接线图2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.2限时电流速断保护尽管无时限电流速断保护能实现快速动作，但是不能保护线路全长，因此必须装设另一段保护——限时电流速断保护（也称电流II段保护），它至少要保护本线路全长，还要有尽可能短的动作时间。图2-3限时电流速断保护动作整定分析1．动作电流的整定以图2-3线路AB的保护装置1的限时电流速断保护为例，其动作电流为，与相邻下一条线路BC的保护装置2的瞬时电流速断保护的动作电流值配合，即（2-8）2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.2限时电流速断保护2．动作时间的整定由于Ⅱ段的保护区延伸到了下一条线路的首端，为保证相邻下一条线路出口处短路应由相邻下一条线路无时限电流速断保护先跳闸，故其动作时间要比相邻下一条线路速断保护动作时间长一个Δt，即（2-9）式中：Δt为时间级差，Δt取值范围为0.3～0.5s，一般取0.5s。3．灵敏度校验设置限时电流速断保护的目的是保护本线路全长，故应校验在本线路发生故障，短路电流最小的情况下保护能否可靠动作。即在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，以该短路电流校验灵敏度，还要考虑电流互惑器和电流继电器误差，当大于规定值1.3时才认为电流保护能可靠动作。灵敏度校验满足式（2-10）要求：（2-10）2.1单侧电源相间短路的电流保护4.保护接线图2-4限时电流速断保护单相原理接线图限时电流速断保护单相原理接线如图2-4所示。它由电流继电器KA、时间继电器KT和信号继电器KS组成，当保护测得的电流大于限时电流速断保护中电流继电器KA的动作电流（）时，电流继电器KA输出的常开触点闭合，时间继电器延时动作，使信号继电器发信号同时线路断路器跳闸。2.1.2限时电流速断保护2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护无时限电流速断保护和限时电流速断保护相配合能保护线路全长，可作为线路的主保护。除了主保护，线路上还应配有后备保护，所谓后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。一旦主保护设备或断路器发生故障拒动，依赖后备保护切除故障。定时限过电流保护（也称电流Ⅲ段保护）属于后备保护。后备保护分为近后备、远后备两种方式。近后备是当主保护拒动时，由本电力设备线路的另一套保护实现的后备保护。图2-5所示为各电流保护的保护区示意图。如k1处故障，保护装置1的电流Ⅰ段保护如果拒动，将由保护装置1的电流Ⅱ段保护经延时跳开QF1；k2处故障，保护装置1的电流Ⅱ段保护如果拒动，将由保护装置1的电流Ⅲ段保护经延时跳开QF1。远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。例如k3处故障，如果QF2拒动，将由保护装置1的电流Ⅱ段保护经延时跳开QF1；k4点故障，如果QF2拒动，将由保护装置1的电流Ⅲ段保护经延时跳开QF1。图2-5三段式电流保护的保护区示意图2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护1．动作电流的整定定时限过电流保护动作电流按躲过最大负荷电流整定，以及当外部短路故障切除后出现最大自启动电流时应可靠返回，过电流保护应按以下两个条件整定：（1）保证过电流保护在正常运行时不动作，其动作电流应大于最大负荷电流IL.max，即（2-12）2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护1．动作电流的整定定时限过电流保护动作电流按躲过最大负荷电流整定，以及当外部短路故障切除后出现最大自启动电流时应可靠返回，过电流保护应按以下两个条件整定：（2）保证过电流保护在外部故障切除后可靠返回，其返回电流应大于外部短路故障切除后流过保护的最大自启动电流。电动机自启动示意图如图2-6所示。图2-6电动机自启动示意图故障线路BC被切除后，保护1的起动元件应立即返回，否则会引起QF1跳闸，造成误动作。因此，起动元件的返回电流Ire应大于电动机自起动电流，即（2-14）2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护电流I段的动作选择性由动作电流保证，电流Ⅱ段的选择性由动作电流与动作时限共同保证，而电流Ⅲ段是依靠动作时限来保证选择性的。2.动作时限的整定图2-7定时限过电流保护动作时限保护动作时限阶梯特性如图2-7所示，离电源较近的上一级保护的动作时限，应比相邻的、离电源较远的下一级保护的动作时限要长。比如，Δt一般取为0.5s。以此类推可以确定最短，可取0.5s。2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护3．灵敏度校验电流Ⅲ段保护既作为本线路近后备保护，同时也作为相邻线路的远后备保护。故应按这两种情况校验灵敏系数。图2-8电流III段保护灵敏度校验（1）近后备灵敏度校验以最小运行方式下本线路末端两相金属性短路时的短路电流校验。以图2-8中保护1的Ⅲ段为例，其灵敏系数为：（2）远后备灵敏度校验以最小运行方式下相邻线路末端两相金属性短路时的短路电流校验。2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.3定时限过电流保护4．保护接线定时限过电流保护单相原理接线图同限时电流速断保护的接线图一样，只是电流的动作值和时间延时不同而已，在此不再赘述。前面提到的电流I段动作值、电流II段动作值、电流三段动作值都是指系统一次侧电流，而保护装置的动作电流指的是二次侧的值，它们之间满足如下关系：（2-17）图2-9两种不同的电流保护接线方式2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.4电流、电压联锁速断保护1.电压保护的特点发生短路时，母线电压下降，测量母线电压下降可以构成低电压保护。母线电压变化规律与短路电流相反，故障点距离母线越近母线电压越低。最大运行方式下，母线电压水平最高，电压保护的保护区最短。低电压保护整定示意图如图2-10所示。仅由母线电压不能判别是母线上哪条线路故障，因此电压保护无法单独用于线路保护。2-10低电压保护整定示意图2.1单侧电源相间短路的电流保护2.1.4电流、电压联锁速断保护2.电流、电压联锁速断保护原理无时限电流速断保护不满足灵敏度要求时，为提高电流保护I段的灵敏度必须降低动作电流，但降低动作电流又会带来区外故障误动作的可能性，考虑电压保护的特点，将电压测量元件和电流测量元件构成与门，共同判别是区内还是区外故障，便可以保证保护的选择性。在有些电网中，由于最大和最小运行方式相差很大，不能采用电流速断保护。但出现最大最小这两种运行方式的时间较少，大多数时间是在某一种运行方式（称为常见运行方式）下工作。在这种情况下，可以考虑采用电流闭锁电压速断保护或电压闭锁电流速断保护，也叫电流、电压联锁速断保护。该保护按系统最常见的运行方式整定，当系统运行方式不是最常见运行方式时，其保护区缩短，不会丧失选择性。图2-11电流、电压连锁速断保护范围示意图图2-12电流、电压连锁速断保护逻辑框图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.1方向电流保护的工作原理1．双侧电源线路对电流保护的影响随着用户对供电可靠性的要求越来越高，加之新能源发电的大力发展，电网的网架结构也发生了变化。由原来的单电源辐射性电网变为双侧电源、多侧电源或环形电网结构。双侧电源、多侧电源和环形电网供电更可靠，但却给电流保护正确动作带来影响。如图2-13为双侧电源供电的电网结构，在这样的电网中，为切除故障线路，应在线路两侧装设断路器和保护装置。当线路发生故障时，线路两侧的保护均应动作，跳开各侧的断路器。下面分析，若将阶段式电流保护直接应用在这样的电网中，电流保护是否还能做出正确的动作。1）．对电流Ⅰ段保护和电流Ⅱ段保护的影响图2-13双电源网络电流保护示意图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.1方向电流保护的工作原理1．双侧电源线路对电流保护的影响图2-13双电源网络电流保护示意图2）．对电流Ⅲ段保护的影响电流Ⅲ段保护由保护的动作时限满足选择性。在图2-13中，对装在B母线两侧的保护2和保护3而言，当k1点短路时，为了保证选择性，保护2应跳闸，保护3不要跳闸，要求t2＜t3；而当k2点短路时，为了保证选择性，保护3应跳闸，保护2不要跳闸，又要求t3＜t2。显然，这两个要求是相互矛盾的。分析位于其他母线两侧的保护，也可以得出同样的结果。2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.1方向电流保护的工作原理2．加装方向元件为解决上述矛盾，在图2-13中进一步分析在k1点和k2点短路时，流过保护2和3的短路功率方向。当在k1点发生短路时，右侧电源提供短路电流流过保护3和保护2，流过保护3的短路电流先经过线路BC，再经过保护3，然后流向母线B，简言之流过保护3的功率方向是线路指向母线，而流过保护2的短路电流先经过母线B，再经过保护2，然后流向线路AB，简言之流过保护2的功率方向是由母线指向线路。在k1点发生短路时，希望保护2动作，而3不动作，也就是功率方向判断为母线指向线路的可以动作，而功率方向判断为线路指向母线的不能动作。图2-14双电源网络分解为单电源网络示意图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.1方向电流保护的工作原理2．加装方向元件线路在k2点发生短路时，左侧电源提供短路电流流过保护2和保护3，流过保护2的功率方向是线路AB指向母线B，保护2不应动作，而流过保护3的功率方向是由母线B指向线路BC，保护3可以动作。由此可知，若在保护2和3上各加一判别短路功率方向的元件，即功率方向继电器，只有当短路功率方向是由母线指向线路时，才允许保护动作，反之不动作。这样，就解决了保护动作的选择性问题。这种在电流保护的基础上加装方向元件构成的保护称为方向电流保护。图2-14双电源网络分解为单电源网络示意图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件一、工作原理用来判别短路功率方向或测定电压电流间夹角的元件，称为功率方向元件。有功功率表示为：如图2-16所示，假设输入到方向元件的母线电压为，以母线电压为参考量，线路的相电流为图2-16功率方向继电器的原理分析2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件图2-16功率方向继电器的原理分析在保护正方向k1点短路时，短路电流从电流互感器的一次侧同名端流入，二次侧电流从同名端流出，即流入到方向元件的电流，由于短路阻抗呈感性，短路电流滞后于该母线电压的相角为，其范围为0˚＜＜90˚，如图2-16（b）所示，此时有，即正方向故障时功率为正；2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件图2-16功率方向继电器的原理分析当反方向k2点短路时，短路电流从电流互感器的一次侧同名端流走，二次侧电流从同名端流入，即从方向元件流出的电流，短路电流与短路电流反向，滞后于该母线电压的相角是180˚+，其值为180˚＜180˚+＜270˚，如图2-16（c）所示。此时有，即反方向故障时功率为负。2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件图2-16功率方向继电器的原理分析二、动作方程功率方向元件的动作方程中母线电压和短路电流间的夹角接近时，再受测量误差或干扰的影响，保护可能出现不动作的情况。为了在最常见的短路情况下使功率方向元件动作更灵敏，引入一个灵敏角，功率方向元件的动作方程修订为：（2-17）2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件二、动作方程功率方向元件的动作方程中母线电压和短路电流间的夹角接近时，再受测量误差或干扰的影响，保护可能出现不动作的情况。为了在最常见的短路情况下使功率方向元件动作更灵敏，引入一个灵敏角，功率方向元件的动作方程修订为：（2-17）分析式（2-17）可以得出，由于灵敏角的引入，使得增大了，功率方向元件称为灵敏角。动作更加灵敏，所以引入的角度2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件三、接线方式功率方向元件的接线方式是指功率方向继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。对其接线方式提出如下要求：（1）正方向发生任何类型的短路故障都能动作，而反方向故障时则不动作；（2）故障后继电器的测量电流和测量电压应尽可能地大一些，并尽可能使φ接近于最灵敏角φsen，以便消除和减小短路时方向元件的死区。表2-1功率方向继电器的900接线功率方向继电器电流电压KWAKWBKWC2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件三、接线方式功率方向元件的接线方式是指功率方向继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。对其接线方式提出如下要求：（1）正方向发生任何类型的短路故障都能动作，而反方向故障时则不动作；（2）故障后继电器的测量电流和测量电压应尽可能地大一些，并尽可能使φ接近于最灵敏角φsen，以便消除和减小短路时方向元件的死区。表2-1功率方向继电器的900接线功率方向继电器电流电压KWAKWBKWC2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件2．原理接线图图2-17所示的是两相式方向过电流保护原理接线图，它主要由起动元件（电流继电器KA1、KA2）、方向元件（功率方向继电器KW1、KW2）、时间元件（时间继电器KT）和信号元件（信号继电器KS）构成。其中起动元件、时间元件和信号元件的作用与前面介绍的定时限过电流保护相同，而方向元件则是用来判断短路功率方向的，它的输入由两部分构成，电流输入和电压输入，电流输入采用相电流，输入的相电流一定要从方向元件电流线圈的标注端流入，电压输入采用线电压，以KW1为例，输入电压为，B相电压一定接入方向元件电压线圈的标注端。图2-17两相式方向过电流保护原理接线图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件3．功率方向元件的装设原则在双侧电源供电网络或单侧电源环形电网中，并不是所有的电流保护都要装设功率方向元件才能保证选择性，靠动作电流值、动作时限的配合不能满足选择性要求时，才需要装方向元件。对于电流III段保护而言，如图2-13所示的电网中，如果保护3的动作时限大于保护2的动作时限，那么保护3的过电流保护可以不装方向元件，保护2的过电流保护要加装方向元件。假设在k1点短路时，因为保护2动作时间短先发跳闸信号，QF2跳闸后，保护3能立即返回，QF3不会跳闸。假设在k2点短路时，虽然保护2动作时间短，由于它加装了方向元件，反方向的故障它不跳闸，最后由保护3切除故障，从以上分析得出动作时间短的或者动作时间相等的保护加装方向元件。图2-13双电源网络电流保护示意图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件例2-1：如图2-18所示电网结构，在各条线路上装有过电流保护，假设时限极差为0.5s。为保证动作的选择性，确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件？图2-18过电流保护装设方向元件分析图2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件例2-1：如图2-18所示电网结构，在各条线路上装有过电流保护，假设时限极差为0.5s。为保证动作的选择性，确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件？解：将双电源供电网络按功率方向一致性原则拆分成两个单电源辐射形网络，如图2-19所示：图2-19双电源供电网络拆分成单电源辐射性网络电源供电时，按阶梯形时限特性可以确定保护1，3，5的动作时间：2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件例2-1：如图2-18所示电网结构，在各条线路上装有过电流保护，假设时限极差为0.5s。为保证动作的选择性，确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件？解：将双电源供电网络按功率方向一致性原则拆分成两个单电源辐射形网络，如图2-19所示：图2-19双电源供电网络拆分成单电源辐射性网络电源供电时，按阶梯形时限特性可以确定保护2，4，6的动作时间：2.2多侧电源相间短路方向电流保护2.2.2功率方向元件例2-1：如图2-18所示电网结构，在各条线路上装有过电流保护，假设时限极差为0.5s。为保证动作的选择性，确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件？图2-19双电源供电网络拆分成单电源辐射性网络在不同地方设置故障点，保护动作时间满足不了选择性时，需要加装方向元件。比如线路AB间发生短路故障，由于，所以保护3要加装方向元件。，所以保护5要加装方向元件。，保护4的时间比保护5长，动作时间上已满足选择性，线路BC间发生短路故障，保护2也要加装方向元件。由于线路CD间发生短路故障，所以保护4不用加装方向元件。以上分析得出保护2、保护3、保护5应加装方向元件。2.3中性点直接接地系统零序保护中性点接地方式的选择是一个综合性技术问题，主要考虑供电连续性和电气装置绝缘水平，根据GB50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范规定：1）110kV系统中性点应采用有效接地方式，一般指直接接地方式。2）110kV系统中变压器中性点可直接接地，部分变压器可采用不接地方式。3）35、66kV系统和不直接连接发电机、由钢筋混凝土杆或金属杆塔的架空6-20kV系统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式。当大于10A时又需在接地故障条件下运行时，应采用中性点谐振接地方式。4）不直接连接发电机，由电缆线路构成的6-20kV系统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式；当大于10A时又需在接地故障条件下运行时，应采用中性点谐振接地方式。5）6-35kV主要由电缆线路构成的配电系统、发电厂厂用电系统，当单相接地故障电容电流较大时，可采用中性点低电阻接地方式。6）6kV和10kV配电系统以及发电厂厂用电系统，当单相接地故障电容电流不大于7A时，可采用中性点高电阻接地方式，故障电流不应大于10A。2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.1中性点直接接地系统接地故障的特点在图2-21（a）所示的中性点直接接地系统中发生单相接地短路时，可以利用对称分量法将电流和电压分解为正序、负序、零序分量，零序等效网络如图2-21（b）所示，图2-21中性点直接接地电网单相接地短路时零序分量特点图1．零序电压由图2-21（b）可见，哪里发生接地故障哪里产生零序电压，系统中距离故障点越远，零序电压就越低。母线处的零序电压为零序电流与接地变压器的的零序等值阻抗的乘积，零序电压的分布如图2-21（c）所示。2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.1中性点直接接地系统接地故障的特点在图2-21（a）所示的中性点直接接地系统中发生单相接地短路时，可以利用对称分量法将电流和电压分解为正序、负序、零序分量，零序等效网络如图2-21（b）所示，图2-21中性点直接接地电网单相接地短路时零序分量特点图2．零序电流由上述分析可知，零序电流的分布，主要决定于中性点接地变压器的分布情况，而与电源的数目和位置无关，例如在图2-21（a）中，当变压器T2的中性点不接地时，则如果送电线路和中性点接地变压器位置、数目不变，则零序阻抗和零序等效网络是不变的。=0。2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.1中性点直接接地系统接地故障的特点在图2-21（a）所示的中性点直接接地系统中发生单相接地短路时，可以利用对称分量法将电流和电压分解为正序、负序、零序分量，零序等效网络如图2-21（b）所示，图2-21中性点直接接地电网单相接地短路时零序分量特点图3．保护安装处零序电压和零序电流的相位关系以M母线为例，其背后的零序等值阻抗为变压器T1的零序等值阻抗，由于变压器的零序阻抗角一般为70º～85º，所以3落后于―3的角度为70º～85º，即3超前于3的角度为95º～110º，如图2-21（d）所示。2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.2中性点直接接地系统的零序电流保护1．无时限零序电流速断保护（零序电流I段）图2-23零序I段动作电流整定说明图（1）零序电流I段的动作电流应躲过被保护线路末端（N点）发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流，即（2）零序电流I段的动作电流躲过手动合闸或自动重合闸期间断路器三相触头不同时合上时流过保护的最大零序电流取上述两种整定原则计算结果较大者作为动作值。只在断路器三相触头不同时合上时存在，持续时间较短，一般小于100ms。若在手合或自动重合闸期间，零序电流I段保护增加0.1s的延时躲过断路器三相触头不同时合闸时的零序电流，则该条件可不考虑。（2-23）（2-24）2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.2中性点直接接地系统的零序电流保护1．无时限零序电流速断保护（零序电流I段）图2-23零序I段动作电流整定说明图（3）零序电流I段的动作电流应躲过非全相运行期间振荡所造成的最大零序电流，即（2-25）一般而言，如按式（2-25）整定，则定值比较大，灵敏性较低。为解决这个问题，可装设两套灵敏性不同的零序电流速断保护，即1）灵敏I段：按式（2-23）和式（2-24）整定（两者中取较大者），或只按照式（2-23）整定，但在手动合闸或自动重合闸期间增加0.1s的延时。2）不灵敏I段：按式（2-25）整定。2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.2中性点直接接地系统的零序电流保护2．限时零序电流速断保护（零序电流Ⅱ段）整定原则与相间短路的限时电流速断保护相同，其动作电流首先考虑与下一条线路的零序I段配合，如图2-24所示。保护1零序Ⅱ段的动作电流整定式如下：图2-24零序II段动作电流整定说明图（2-26）（1）零序电流Ⅱ段动作电流的整定2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.2中性点直接接地系统的零序电流保护2．限时零序电流速断保护（零序电流Ⅱ段）图2-24零序II段动作电流整定说明图（2）零序电流Ⅱ段动作时间确定动作时间应与下一条线路零序电流I段动作时间配合，大一个时限级差Δt。（3）零序电流Ⅱ段灵敏性校验零序电流Ⅱ段灵敏性，应按被保护线路末端发生接地短路时的最小零序电流来校验，要求Ksen≥1.3，即（2-27）2.3中性点直接接地系统零序保护2.3.2中性点直接接地系统的零序电流保护图2-24零序II段动作电流整定说明图3．零序过电流保护（零序电流Ⅲ段）零序电流Ⅲ段保护的作用相当于相间短路的过电流保护的作用，一般情况下作为接地短路后备保护使用。为了使零序过电流保护在正常运行时及外部相间短路时不动作，其动作电流应按躲过本线路末端三相短路时流过本保护的最大不平衡电流Iunb.max整定，即（2-28）零序电流Ⅲ段保护的灵敏系数应按保护范围末端接地短路时流过本线路的最小零序电流校验。作近后备时，校验点取本线路末端，并且要求Ksen≥1.3；作下一条线路的远后备时，校验点取下一条线路末端，并且要求Ksen≥1.2。由于零序电流Ⅲ段保护的动作电流较小，所以灵敏系数较易满足要求。2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.1中性点不接地系统单相接地时故障的特点中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，接地点没有短路电流流过，只有对地的电容电流流过，电容电流比短路电流小得多，所以中性点不接地系统又称作小电流接地系统，如图2-27所示。图2-27中性点不接地系统单相接地时电容电流分布图从以上表达式的推导可以得到如下结论：1）中性点不接地系统发生接地故障后，各相之间的相间电压不变，所以可以继续向用户供电。2）中性点不接地系统发生接地故障后，中性点的电位升高为相电压，接地相对地的电压为零，非接地相对地电压升高3）系统中出现了零序电压。2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.2中性点经消弧线圈接地系统单相接地时故障的特点由于单相接地电容电流大于10A时，就会在接地点燃起电弧，引起弧光过电压，从而使非故障相的对地电压进一步升高，有可能绝缘损坏，形成两点或多点的接地短路，造成停电事故。为了解决这个问题，通常在中性点接入一个电感线圈。如图2-28所示，这样当单相接地时，接地点就有一个电感电流流过，电感电流和电容电流相抵消，可以减少流经故障点的电流，因此，称为消弧线圈。图2-28中性点不接地系统单相接地时电容电流分布图2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.2中性点经消弧线圈接地系统单相接地时故障的特点图2-28中性点不接地系统单相接地时电容电流分布图根据消弧线圈接入后对电容电流补偿程度不同，消弧线圈有完全补偿、欠补偿和过补偿三种补偿方式。1）完全补偿就是，接地点的电流近似为0，从消除故障点的电弧，避免出现弧光过电压来看，，补偿后的接地点电流仍然是电容性的，但是当系统运行方式发生变化或发生，补偿后的接地点电流是电感性的，中性点过电压较小，在实际应用中得到这种补偿方式最好。但是这种情况时电源中性点对地电压升高很多，这是不被允许的，在实际中不宜采用这种方式。2）欠补偿就是3）过补偿就是闸，这样电容电流会减小，可能出现相等的情况，而又引起过电压，在实际中，欠补故障而跳偿方式一般也不采用。广泛应用。2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.3中性点非直接接地系统的接地保护中性点非直接接地系统发生单相接地故障时，零序电流较小，故允许故障短时存在，保护动作只发出信号。中性点非直接接地系统中的单相接地保护主要有：（1）无选择性的绝缘监视装置，装设在变电站、配电所的高压母线上，动作于信号；（2）零序电流保护，一般动作与信号，当单相接地危及人身和设备安全时，则动作于跳闸；（3）零序方向保护，利用接地后流过故障线路和非故障线路的零序电流方向不同而构成，可实现故障选线。2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.3中性点非直接接地系统的接地保护（1）绝缘监视如图2-29所示，在母线上装设一组三相五柱式的电压互感器，二次侧星形连接绕组接有三个电压表，测量各相的对地电压；另一个二次绕组接成开口三角形，接入零序电压测量元件，反应线路单相接地时出现的零序电压。正常运行时，三相电压对称，不会出现零序电压，但是由于电压互感器本身的误差和高次谐波电压的影响，开口三角形绕组有不平衡电压输出，电压测量元件的动作值要躲过这一不平衡电压，一般整定为15v。图2-29绝缘监视装置原理接线图2.4中性点非直接接地系统的接地保护2.4.3中性点非直接接地系统的接地保护（2）零序电流保护零序电流保护是利用单相接地时在故障线路上产生的零序