主变零序电流和间隙电
流保护
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主变零序电流和间隙电流保护
零序与间隙零序的区别 两种保护主要都是用于接地故障的。根据系统运行方式的不同，中性点接地系统中主变的中性点是接地的，而中性点不接地系统中主变中性点要求不接地运行。零序用于前者的接地保护，而间隙零序用于后者的接地保护，一般还会辅以零序电压保护。至于保护的选择很简单，引出一个中性点接地刀闸的辅助接点即可判断。有时这两种保护是并存的，如在中性点接地系统中，如果将主变中性点接地刀闸拉开时，主变零序电流保护就不起作用，这时主变间隙零序保护就承担起接地保护的重任了。原来两者共用一个ct，现已要求分开。 变压器的零序方向过电流保护是为防止电力变压器出现单项短路或负载严重不平衡而安装的保护电路，在变压器出现单项短路或负载严重不平衡切断高压输出柜，使变压器断电，达到保护变压器和线路安全的目的。通常保护值设为额定电流的25%。 变压器的不平衡电流，Y型接线的变压器不平衡电流过大的影响 变压器不平衡电流系指三相变压器绕组之间的电流差而言。当变压器三相负载不平衡时，会造成变压器三相电流不平衡，由于不平衡电流的存在，将使变压器阻抗不平衡，二次侧电压也不平衡，这对变压器和用电设备是不利的。尤其是在Y型接线的变压器中，零线将出现零序电流，而零序电流将产生零序磁通，绕组中将感应出零序电动势，，使中性点位移。其中电流大的一相电压下降，而其他两相电压上升，另外对充分利用变压器的出力也是很不利的。 当变压器的负荷接近额定值时，由于三相负载不平衡，将使电流大的一相过负荷，而电流小的一相负荷达不到额定值。所以，一般规定变压器零线截面的也是根据这一原则决定的。所以，当零线电流超过额定电流的25%时，要及时对变压器三相负荷进行调整。 接地（零序）保护是将的中性点与大地可靠连接。中性点接地作用是保护变压器过电压击穿绕组或铁芯与绕组间绝缘的击穿，还有个作用是防止外部过电压造成绕组等器件的损坏。 变压器低压侧星型接法中性点接地的作用是：1、用来接使用相电压的设备;2、用来传到三相不平衡电流和单相电流；3、用来减少负荷中性点的偏移；
零序电流保护的整定计算 一、变压器的零序电抗 1、Y/△联接变压器 当变压器Y侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器Y侧断开（如图1所示）。 图1：Y/△联接变压器Y侧接地短路时的零序网络 2、Y0/△联接变压器 当Y0侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。
每相零序电压包括两部分：一部分是变压器Y0侧绕组漏抗上的零序电压降I0XⅠ,另一部分是变压器Y0侧的零序感应电势I lc0X lc0（I lc0为零序励磁电流，X lc0为零序励磁电抗）。由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0’XⅡ。 Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下，这时变压器的零序电抗等于0.8～１.0倍正序电抗。即：X0=(0.8～１.0)(XⅠ+XⅡ)= (0.8～１.0)X1。 本网主变零序电抗一般取0.8 X1。
图2：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络 图3：Y0/△联接变压器Y0侧接地短路时的零序网络简化 二、零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。当发生三相短路时，不平衡电流可按下式近似地计算： I bp.js=K fzq×f wc×ID(3)max 式中K fzq——考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在0.1S以下时取为2；当保护动作时间在0.3S～0.1S时取为１.5；动作时间再长即大于0.3S时取为1； f wc——电流互感器的10%误差系数，取为0.1； I D(3)max——外部三相短路时的最大短路电流。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
低压侧中性线零序电流保护使用商榷 低压接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、电气设备损坏、线路损坏等事故。低压侧中性点直接接地的变压器，低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。 一、用高压侧的过电流保护： 高压侧过电流保护灵敏性符合要求时，对低压侧单相接地短路的保护作用。用于校验高压侧过电流保护灵敏性的低压侧短路电流，仅取变压器低压侧母线上的短路电流，也就仅能可靠地保护到变压器低压侧母线。距离变压器再远的低压侧，短路电流小至灵敏性不符合要求时，该处及以远线路处的接地故障就保护不到。高压侧的过电流保护，对低压侧接地短路的保护范围是有限的，并不能保护全低压系统。 二、低压侧中性线上的零序电流保护： 变压器低压侧中性线上所设置的零序电流保护的一次动作电流，应躲过正常运行时，变压器中性线上流过的最大不平衡电流。按国家标准 GB1094-1-5《电力变压器》规定：应不超过变压器额定电流的25%。变压器低压侧低压配电回路一般较多，变压器低压侧中性线上的零序电流保护的一次动作电流整定值大，灵敏度低保护范围小；整定电流值小，灵敏度
高保护范围大。零序保护的一次动作电流整定值大，如仅保护低压母线，则与高压侧的过电流保护重复；整定电流小，保护可深入到个别配电线路不长回路的末端，但也未必能保护到截面远距离回路末端，也不能保证保护全低压系统；不论整定电流大小，选择性很差。低压系统中，只要有一回路的接地故障，变压器零序保护动作，使该变压器全部低压系统停电，扩大了停电范围，各回路全部停电，故障发生在哪一回路，一时难以确定，故障点查找困难，排除故障时间长。从保护分工的角度要求，各保护应对其后的设备、线路起保护作用，保护上下级的整定值、动作时限达到协调配合，才能达到保护可靠、有选择、速动的要求。有一些地区，中性点直接接地的变压器，变压器中性点引出两条母线，一条母线同相母线一同设至变压器低压总断路器，在低压屏底部接地并分设N母线和PE母线；另一条母线在变压器下就近直接接地，这样使单相接地故障电流将通过两条母线回流至变压器中性点，套在变压器中性线上的零序电流互感器中，未流过全部故障电流，零序电流互感器测得的故障电流不准确，保护动作也不可靠。中性点直接接地的变压器中性点不应直接就近接地，应同相母线一同敷设至变压器低压屏底接地。 三、低压侧断路器的三相电流保护： 在变压器低压侧设有各级低压断路器，变压器低压侧的总断路器，一般均选用较先进的带智能控制器的框架式断路器，智能控制器有过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地故障保护功能。低压各配电出线回路还设有分回路断路器，大容量配电回路也会选用带智能控制器的框架式断路
实习(实训报告 实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院: 专业、班级: 指导教师: 报告人: 学号: 时间: 2017年 1月 5日 目录 1设计题 目 ...............................................................................................................................3 2分
析设计要求 (4) 2.1设计规定 (5) 2.2本线路保护 计 .......................................................................................................................6 2.3 系统等效电路图.............................................................................. . (7) 3三段式零序电流保护整定计 算 ............................................................................................8 3.1 三段式零序电流保护中的原则 ...........................................................................................9 3.2 M侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整定 (10) 3.3 N侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整 定 (11) 4 零序电流保护评 价 ..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13 4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13 5 总 结 (1) 4 参考文 献 .......................................................................................................................................... 15 1设计题目 如图 1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验： 式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM； Xsmax——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护
整定 计算 原则： 不超 出相 邻下 一元 件的 瞬时 速断 保护 范围。 所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取； 灵敏度校验： 规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取～； Krel——电流继电器返回 系数，一般取～； Kss——电动机自起动系 数，一般取～； 动作时间按阶梯原则递推。灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥～ 作远后备使用时，Ksen≥ 注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、三段式电流保护整定计算实例 如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。 解： （1）短路电流计算
主变零序电流和间隙电流保护 问：主变零序电流和间隙电流保护为什么不能同时投入？同时投入会有什么后果？ 答：中性点零序CT接在变压器中性点套管出口，间隙ct接在间隙前面，但是在中性点零序CT的后面，即使中性点断 开，间隙击穿后造成中性点零序TA流过电流，零序过流 保还是会误动。 中性点过流保护是在中性点直接接地时系统发生接地故 障时动作，间隙保护则是在中性点经间隙接地时，系统发 生接地故障时中性点过电压击穿放电间隙时动作，中性点 过流保护定值很高，而间隙保护定值很小。因此在中性点 接地刀闸在合时，要退出间隙保护，防止误动。不过一般 都设有靠中性点接地刀闸辅助接点闭锁的间隙保护，当中 性点接地刀闸在合时，间隙保护自动退出。 二者起的作用不一样，一个是直接接地用，一个是非直接 接地用 楼上说的有道理 1、无论直接接地还是非直接接地，都要躲过不平衡电流 2、现在做的好的，就如楼上所说，通过中性点地刀辅助 触点自动切换，但也有不少的厂采用人工去切换 3、二者起的作用一样，都是在系统发生单相接地故障时， 要切除变压器；当然，可能别的保护会起作用 大家说的挺好，学习了，间隙和零序电流保护的作用从系 统图上看比较容易理解。中性点直接接地时，间隙零序起 不到保护作用，为了防止误动，应该退出；而中性点不接 地时，零序电流没有通路不起作用的，也是为了防止误动， 应该退出的。 中性点接地刀合的时候，不会有间隙零序电流的，不合的 时候才有，而间隙零序整定值比零序小，且没有延时（一
般零序过流都带延时的），所以是可以同时投入的，不影 响保护正确动作。 一个直接接地系统，间隙保护在中性点失去时起作用 间隙零序动作包括有间隙零电流和零序电压达到定值,在 地刀合上时是没有零序电压的,所以不会动作,只是为保险 起见,一般人为将它退出;而零序过流整定值较大,地刀没合 时,即使零序间隙击穿也不回启动,所以,一般零序过流在地 刀合上时很多地方的规程不要求停用. 一个在变压器中性点接地时投入，一个在中性点不接地时 投入，要看变压器的运行方式的 今天去武垣站干活，发现在220KV侧中性点保护间隙后面串有一个CT，以前220KV 站里从没有见到过，问了几个人都不知道是干什么的，估计是零序电流保护。回来上网上搜了搜，原来是间隙电流保护，下面说一下间隙电流保护和零序电流保护： 目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。 中性点零序CT一般在变压器中性点套管内，而间隙CT一般在间隙后面。当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。 中性点直接接地时间隙保护起不到作用，为了防止误动应该退出；而中性点不接地时，零序电流没有通路，零序电流保护不起作用，为了防止误动，应该退出， 间隙零序过压的问题
变压器零序保护 变压器零序保护适用于110kV及以上电压等级的变压器。主变压器零序保护由零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成。根据变压器中性点接地方式的不同，设置不同的保护形式。 1．变压器中性点直接接地时的保护 变电站单台或并列运行的变压器中性点接地运行时，其接地保护一般采用零序电流保护，可从变压器中性点处零序电流互感器上取得零序电流。正常情况下，零序电流互感器中没有电流，当发生接地短路时，有零序电流通过，使零序保护动作。一般零序电流保护方式由两段构成。 2．中性点可接地也可不接地运行的变压器零序保护 为了限制短路电流并保证系统中零序电流的大小和分布不受系统运行方式变化的影响，变电站中通常只有部分变压器的中性点接地。变压器中性点不接地的运行方式有时根据需要也可以切换为中性点接地运行方式。 (1)全绝缘变压器。全绝缘变压器除了装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护外，还应增设零序电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。 (2)中性点设有放电间隙的分级绝缘变压器。中性点设有放电间隙的分级绝缘变压器，除了装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行的保护外，还应增设零序电流电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。 变压器中性点接地运行时，零序电流保护投入；变压器中性点如不接地运行，当电网发生单相接地故障且失去中性点时，中性点不接地的变压器中性点将出现零序电压，放电间隙击穿，间隙零序电流启动，跳开变压器，将事故切除，避免间隙放电时间过长。如果万一放电间隙拒动，则零序电压启动将变压器切除。 (3)中性点不设放电间隙的分级绝缘变压器。对中性点不设放电间隙的分级绝缘变压器，其中性点绝缘水平较低。为了防止中性点绝缘在工频过电压作用下损坏，当发生接地故障时，应采用零序电压保护先断开中性点不接地的变压器，后采用零序电流保护断开中性点接地的变压器。
零序电流保护的整定计算 变压器的零序电抗 1、Y/ △联接变压器 当变压器 Y 侧有零序电压时，由于三相端子是等电位，同时中性点又不接地，因此变压 器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器丫侧断开（如图1所示）。 图1： Y/△联接变压器丫侧接地短路时的零序网络 2、Y0/ △联接变压器 当丫0 侧有零序电压时，虽然改侧三相端子是等电位，但中性点是接地的，因此零序电流可以经过中性点接地回路和变压器绕组。 每相零序电压包括两部分：一部分是变压器丫0侧绕组漏抗上的零序电压降10X1 ,另一部 分是变压器丫0侧的零序感应电势 Ilc0X lc0 （Ilc0 为零序励磁电流， X lc0 为零序励磁电抗）。由于变压器铁芯中有零序磁通，因此△侧绕组产生零序感应电势，在△侧绕组内有零序电流。由于各相零序电流大小相等，相位相同，在△侧三相绕组内自成回路，因此△侧引出线上没有零序电流，相当于变压器的零序电路与△侧外电路之间是断开的。所以△侧零序感应电势等于△侧绕组漏抗上的零序电压降I0 ' X Ho Y0/△联接变压器的零序等值电路如图2所示。由于零序励磁电抗较绕组漏抗大很多 倍，因此零序等值电路又可简化，如图3所示。在没有实测变压器零序电抗的情况下，这 时变压器的零序电抗等于0.8?1 .0倍正序电抗。即：X0=（0.8?1 .0）（X I +X H ）= （0.8?1 .0）X1 o 本网主变零序电抗一般取 0.8 X1
图3: YO/△联接变压器YO 侧接地短路时的零序网络简化 零序电流保护中的不平衡电流 实际上电流互感器，由于有励磁电流，总是有误差的。当发生三相短路时，不平衡电 流可按下式近似地计算: Ibp.js =Kfzq x fwc x ID(3)max 式中Kfzq ――考虑短路过程非周期分量影响的系数，当保护动作时间在 0.1S 以下时 取为2;当保护动作时间在0.3S ?0.1S 时取为1 .5 ;动作时间再长即大于0.3S 时取为1; fwc ――电 流互感器的10%^差系数，取为0.1 ; ID(3)max ——外部三相短路时的最大短路电流。 ID 图 2: YO/ Xi
二、变电所多台变压器的零序电流保护
每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。。若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。 零序电流保护的整定计算： 动作电流： (1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以 (2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。 设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则 U dz.0=3I0X0.T 零序电流元件的动作电流为 动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为 U dz.0=5n TV 变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。即 灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验 返回 第二节微机保护的硬件框图简介 微机保护硬件示意框图如下图所示。
浅谈间隙零序过流保护的意义 陈长松 仪征化纤动力生产中心 摘要：防止主变中性点分级绝缘受到危险的雷电、工频过电压及谐振过电压损坏，采用避雷器、零序保护和间隙保护三者相结合的保护方式，从而提高供电质量的可靠性。 关键字：中性点零序过流保护间隙零序保护避雷器 一、间隙零序过流保护作用 主变中性点放电间隙和零序保护电流互感器及中性点避雷器三者的作用都是保护变压器中性点绝缘，防止过电压，它们的关系是：１、当中性点刀闸接地时，放电间隙与避雷器均不起作用；２、当中性点刀闸断开后，放电间隙与壁画器有一个互相配合的关系，也就是当中性点电压逐渐升高到一定电压值时放电间隙先击穿，如此时电压降低，则避雷器就无需动作了，如电压继续升高，则避雷器就要动作。放电间隙的作用就是防止避雷器的频繁动作，以延长避雷器的寿命；３、110KV及以上系统中性点的间隙保护主要是：为了防止过电压。因为在这种电压等级的设备由于绝缘投资的问题所以都采用分级绝缘，在靠近中性点的地方绝缘等级比较低。如果发生过电压的话会造成设备损坏，间隙保护可以起到变压器绕组绝缘的作用，当系统出现过电压（大气过电压、操作过电压、谐振过电压、雷击过电压等）时，间隙被击穿时由零序保护动作，间隙未被击穿时有过电压保护动作切除变压器。 二、现场情况 目前我公司有两个110kV系统降压站即一总降和二总降。一总降共有四台主变，分别带10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，四台主变都是不接地运行方式，只有在停送电的情况下，中性点接地刀闸才合上，正常运行时，中性点刀闸是断开位置。四台主变没有安装间隙过流保护。见下图：
一总降110kV一次系统图 二总降共有两台主变分别带10kＶⅠ、Ⅱ段，两台主变是中性点放电间隙和零序保护电流互感器及中性点避雷器三者相结合的保护方式。二总降两台主变的一次接线方式见下图 二总降就是这两种保护是并存的，如在中性点接地系统中，如果将主变中性点接地刀闸拉开时，主变零序电流保护就不起作用，当线路发生故障时，这时主变间隙零序保护就承担起接地保护的重任。 三、技改技措 采用分级绝缘主变的不接地中性点在运行中将受到雷电、操作及工频过电压的作用，需要采用避雷器或间隙保护，间隙保护防止主变中性点绝缘受到危险的工频过电压及谐振过电压损坏，而采用避雷器不能对此类过电压进行有效
金州公司窑尾电气室10kv 保护整定 1. 原料立磨主电机（带水电阻）整定 接线方式:A 、B 、C 三相式 S=3800kW In=266A Nct=400/5 保护型号:DM-100M 万力达 1.1保护功能配置 速断保护(定值分启动,启动后) 堵转保护(电机启动后投入) 负序定时限电流保护 负序反时限电流保护 零序电压闭锁零序电流保护 过负荷保护(跳闸\告警可选,启动后投入) 过热保护 低电压保护 过电压保护 工艺联跳(四路) PT 断线监视 1.2 电流速断保护整定 1.2.1 高值动作电流:按躲过电机启动时流经本保护装置的最大电流整定： Idz'.bh=Krel ×Kk* In 式中: Krel----可靠系数,取1.2~1.5 Kk 取值3 所以 Idz'.bh=Krel ×Kk* In/80=1.2×3.5×266/80=13.97A 延时时间：t=0 s 作用于跳闸 1.2.2 低值动作电流 Idz'.bh=Krel ×Kk* In/Nct=1.2×2*266/80=7.98A 延时时间：t=0 s 作用于跳闸 1.3负序电流定时限负序保护 lm i N i N k K K I Iop I K K 9.0577.0≤ ≤ Iop=2.4A 延时时间：T=1s 作用于跳闸 1.4 负序电流反时限负序保护（暂不考虑）
1.5 电机启动时间 T=12s 1.6低电压保护 U * op = Krel st.min *U Un=(0.5～0.6)Un 取0.6Un 故 U * op =60V 延时时间：t=0.5 s 作用于跳闸 1.7零序电压闭锁零序电流保护 I0=10A/Noct=0.17A 延时时间：t=0.5 s 作用于跳闸 1.8 过电压保护 Uop =k*Un=115V 作用于跳闸 延时时间：t=0.5 s 1.9 负序电压 U2op=0.12In=12V 1.10 过负荷保护电流电流 Idz'.bh=Krel × In/Nct=1.1×266/80=3.63A 取3.63A 延时时间：t=15 s 作用于跳闸 二、差动保护MMPR-320Hb 电机二次额定电流Ie=264/80=3.3A 1、 差动速断电流 此定值是为躲过启动时的不平衡电流而设置的，为躲过启动最大不平衡电流，推荐整定值按下式计算： t s k dz I K I tan ?=， k K ：可靠系数，取1.5 t s I tan 为电流启动倍数取2In 则： =?=?l t s k j dz n I K I tan 1.5*2*264/80=9.9A 作用于跳闸 2、 比率差动电流 考虑差动灵敏度及匝间短路，按以下公式整定 dz I =0.5 In/Nct =1.65A 作用于跳闸 3、 比率制动系数：一般整定为0.5。 4、 差流越限 Icl=0.3Idz =0.3*1.65=0.495A 取0.5A 2 DM-100T 变压器保护功能配置 三段复合电压闭锁电流保护 反时限过电流保护 过负荷保护（跳闸或告警可选择）
三段式电流保护和零序电流保护习题 一、 简答题 1. 继电保护的基本任务和基本要求是什么，分别简述其内容。 2. 后备保护的作用是什么，何谓近后备保护和远后备保护。 3. 说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证动作的选择性，依靠什么环节保证保护动作的灵敏性和速动性。 4. 功率方向继电器90度接线方式的主要优点。 5. 中性点不接地电网发生单相接地时有哪些特征。 6. 简述零序电流方向保护在接地保护中的作用。 二、计算题 1.如下图所示35kV 电网，图中阻抗是按37kV 归算的有名值，AB 线最大负荷9MW ，cos 0.9?=，自启动系数 1.3ss K =。各段保护可靠系数均取1.2（与变压器配合时取1.3），电流继电器返回系数为0.9，变压器负荷各自保护的动作时间为1s 。计算AB 线三段电流保护的整定值，并校验灵敏系数。 ~ S A B 6.39.4Ω Ω C 10Ω 30Ω 30Ω 12Ω 1 T 2 T D E 2. 如图所示35kV 单侧电源放射状网络，确定线路AB 的保护方案。变电所B 、C 中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A 、B 的最大传输功率为MW P 9max =，功率因数为9.0cos =?，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。 3. 网络如图所示，已知：线路AB(A 侧)和BC 均装有三段式电流保护, 它们的最大负荷电流分别为120A 和100A ，负荷的自起动系数均为1.8；线路AB 第Ⅱ段保护的延时允许大于1s ；可靠系数2.1,15.1,25.1===I I I I I I rel rel rel K K K ，
零序电流保护课程设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
电力系统继电保护课程设计 指导教师： XXXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年7 月 7日
1 设计原始资料 具体题目 系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为： φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45,X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =?+B-C 40km,L =线路阻 抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。 系统接线图 试对1、2进行零序保护的设计。 要完成的内容 ⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数； ⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度； ⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。 2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 设计规程 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。 ⑴ 对于接地短路： ① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护； ② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。 ⑵ 对于相间短路：
①单侧电源单回线路，应装设三相多段式电流或电压保护，如不能满足要求，则应装设距离保护； ②双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 本设计的保护配置 主保护配置 电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。所以零序电流保护被广泛的应用在110kV及以上电压等级的电网中。 后备保护配置 距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值，则保护装置动作。 在保护1、2、3和4处配备三段式距离保护，选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式。 3 短路电流及残压计算 等效电路的建立 将本题中的系统简化成三序电压等值网络，即正序网络如图1所示；负序网络如图2所示；零序网络，图3所示。
主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题产生的原因是多方面的，其根本原因在于技术层面，通过对某市输电线路中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的分析印证了这一结论，因此要解决这一问题应当采用科学严谨的故障技术解决方案，严格按照科学的方案实施流程保障该方案能够发挥实际效用，进而解决这一常见问题。 标签：主变压器间隙保护；系统零序保护；失配问题；解决措施 前言 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题在我国供电系统中比较常见，文章通过对我国的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析，针对这一问题高发的主要原因提出了针对性的解决方案与措施，为解决供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题，保障我国供电系统平稳运行提供了一定的参考。 1 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题和原因 1.1 故障问题 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题主要表现为变压器的供电电路电源线发生接地事故时，供电的电源电路断路器会自动跳开，同时系统的零序保护会与变压器中主变压器的间隙保护失去原有的配合作用，导致主变压器失电和相关线路失电现象同时出现，造成变压器的瞬间故障，由于变压器的间隙保护在故障发生时使间隙保护跳开，因此在故障恢复时即使重合闸能够使整个供电线路瞬间恢复电流供应，但是间隙保护装置断开的线路仍然处于断电状态，不能自动恢复供电。 1.2 主要原因 发生主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的主要原因是由于意外情况到时变压器的保护装置断电，并产生后续事故，主要是因为变电站常用的主变压器的保护系统通常是通过系统零序保护系统与间隙保护装置共同构成，其运转需要系统零序保护系统与间隙保护装置通过配合共同实现，但是当变压器遭遇特殊的意外情况时，例如，雷电危害等等，会使整个供电线路的电流瞬间出现过高的情况，当电流强度高出变压器正常承受范围时，在系统零序保护系统与间隙保护装置的保护下会出现跳闸现象，致使整个变压线路失压并出现大范围断电现象[1]。此外诱发主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的原因还包括单相接地故障，这一故障会导致三项出现不对称运行的状况，一旦出现这种情况不接地的变压器会产生中性点电压偏移的问题，过大的电压会击穿中性点导致断路器断开，还会出现变压器的接地电路线路出现调整，产生主变压器间隙保护与系统零
第三章 中性点直接接地系统的零序电流保护 一、零序电流保护及其在系统中的作用 不对称短路的计算相当于在短路点增加了一个额外附加阻抗的三相短路如下: 可见零序电流的大小与系统运行方式有关。但零序电流在零序网罗中的分布只与零序网络的结构以及变压器中性点接地的数目和位置有关。 图3-31（ b ）为其短路计算的零序等效网络。 在零序等效网络中，零序电流看成是故障点F 出现一个零序电压U F0产生的，其方向取由母线流向故障点为正。零序电压的方向采用线路高于大地的电压为正。这样，A 母线的零序是电压表示为。 11)(oT o oA Z I U ??-= （3-48） 该处零序电压与零序电流之间的相位差是由Z 0T1的阻抗角决定的，与线路的零序阻抗无关，线路两端零序功率方向实际上都是由线路流向母线，与正序功率的方向相反
利用零序分量构成线路接地短路的继电保护装置，由于工作原理与结构简单，不受负荷电流影响，保护范围比较稳定，正确动作率高达97%等优点，在我国大接地电流系统的不同电压等级电网的线路上，广泛装设带方向性和不带方向性的多段式零序电流保护，作为反应接地短路的基本保护。 二、中性点直接接地系统变压器中性点接地原则 中性点直接接地系统发生接地短路时，线路上零序电流的大小和分布，主要决定于电网中线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗以及中性点接地变压器的数目和位置，对于变压器中性点接地的原则： （1）发电厂及变电站低压侧有电源的变压器，若变电站中只有单台变压器运行，其中性点应接地运行，以防止出现不接地系统的工频过电压。 （2）自耦变压器和有绝缘要求的其它变压器其中性点必须接地运行； （3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。当T接变压器低压侧有电源时，则应采取防止接地故障时产生工频过电压的措施，最好故障时将小电源解裂； （4）为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再将其断开。 （5）从保护的整定运行出发，还应做如下考虑：变压器中性点接地运行方式的安排，应尽量保持同一厂（站）内零序阻抗基本不变，如：有两台及以上变压器时，一般只将一台变压器中性点接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器中性点直接接地 运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中的一台中性点直接接地变压器停运时，将另
电力系统继电保护课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气 XXX 姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXX 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年7 月 7日
1 设计原始资料 1.1 具体题目 系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为： φ115/E = 1.G3 2.G35,X X ==Ω 1.G1 2.G15,X X ==Ω 1.T1 1.T45, X X ==Ω 0.T10.T415,X X ==Ω 1.T615,X =Ω 0.T620,X =Ω A-B 50(138%)km L =?+B-C 40km,L =线路 阻抗120.4/km,Z Z ==Ω 0 1.2/km,Z =Ω I rel 1.2,K =II rel 1.15K =。 系统接线图 试对1、2进行零序保护的设计。 1.2 要完成的内容 ⑴ 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数； ⑵ 分别求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校验灵敏度； ⑶ 保护1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。 2 分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 2.1 设计规程 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，110~220kV 有效接地电力网线路，应按下列规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。 ⑴ 对于接地短路： ① 装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护； ② 零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或两段零序电流保护作为后备保护。 ⑵ 对于相间短路：
三、零序保护定值整定介绍 X10kV 配电网采用中性点经消弧线圈接地方式。变电站以一段10kV 母线为一个单元，每段母线独立配置消弧线圈。发生单相接地故障时,接地点将流过整段母线非故障线路对地电容电流总和，简单的系统网络图如下： 参考《工业与民用配电设计手册》，10kV 线路电容电流可按以下公式计算： （1） 电缆线路 la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 A （1） （2）架空线路 无架空地线单回路 3107.2-??=lb U Icb r A （2） 有架空地线单回路 3103.3-??=lb U Icb r A 以上公式中 S----电缆芯线标称截面，mm 2； la ----电缆线路长度，km ； lb ----架空线路长度，km ； Ur----线路额定线路电压，kV ，取10.5kV ； 当电缆线芯为240 mm 2时，按公式（1）计算 la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 A =（95+1.44?240）?10.5?la /（2200+0.23?240） =2.05la 当电缆线芯为300 mm 2时，按公式（1）计算
la U S S Ica r ?++= 23.0220044.195 =（95+1.44?300）?10.5?la /（2200+0.23?300） =2.44la X 电缆线芯规格多为240 mm 2和300 mm 2，有的线路是300 mm 2电缆与240 mm 2 混用，为简化计算，取两种电缆芯电容电流的平均值，有： （3） X 现有10kV 架空线多无架空地线，单回架空线采用公式（2）计算电容电流，有： 3107.2-??=lb U Icb r A =2.7?10.5?310-?lb =0.028lb 综上，10kV 线路对地电容电流按下式计算： Icb Ica Ic += =2.25la +0.028lb （4） 变电站以一段10kV 母线为一个单元独立配置消弧线圈。正常运行时，变电站内各段10kV 母线分列运行，因此，当系统发生单相接地故障时，接地点处按流过一段10kV 母线上所有线路对地电容电流考虑，即 Icn Ic Ic Ic +++=∑...21 （n 为10kV 母线上10kV 出线总数） 系统运行要求当发生单相接地故障时，消弧线圈按过补偿方式对接地电容电流进行补偿，补偿度kc=5%~10%，X 管辖范围内的变电站投运中的消弧装置广泛使用广州智光和上海思源两家公司产品，这两家公司的消弧选线方案具有很好的代表性。经咨询，这两个公司均按过补偿度为5%调节消弧线圈容量，当系统发生单相接地故障，消弧装置瞬时投入电抗器直到接地故障消失。因此馈线自动化开关零序CT 采样值为补偿后的残余接地电容电流，按过补偿5%计算，流经故障线路零序CT 的残流为： 0Ic =5%∑Ic =5%（Icn Ic Ic ...21++） =5%【2.25（la 1+la 2+…+la n ）+0.028（lb 1+lb 2+…+lb n ）】 （5） 线路正常运行时，对地电容电流均匀分布在整条10kV 馈线中，零序电流整 a 25 . 2 l Ica