继电保护电网的电流保护.pptx

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1、2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护Overcurrent Protection for Phase Faults Overcurrent Protection for Phase Faults in Single Source Network in Single Source Network 一、继电器(Protection Relay）1继电器的功能和分类继电器的功能和分类1）功能：）功能：能对被控电路实现自能对被控电路实现自动动“通通”、“断断”的的控制作用。控制作用。如电磁型电流继电器（如电磁型电流继电器（KA）第1页/共152页2)分类：分类：按动作按动作原理分原理分反应的物理量分

2、反应的物理量分电磁型电磁型感应型感应型整流型整流型电子型电子型数字型数字型电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器功率方向继电器功率方向继电器阻抗继电器阻抗继电器周波继电器周波继电器瓦斯（气体）继电器瓦斯（气体）继电器在保护回路在保护回路中的作用分中的作用分启动继电器启动继电器量度继电器量度继电器时间继电器时间继电器中间继电器中间继电器信号继电器信号继电器出口继电器出口继电器第2页/共152页使继电器刚好动作使继电器刚好动作的最小电流值的最小电流值2.过电流继电器原理框图动作条件：动作条件：动作电流：动作电流：返回电流：返回电流：使继电器触点刚好返回使继电器触点刚好返回原位置的最大电流值原位置

3、的最大电流值返回条件：返回条件：第3页/共152页Kre：返回系数：返回系数 0.850.95第4页/共152页3继电器的继电特性第5页/共152页4 低电压继电器能使继电器动作的最高电压。能使继电器动作的最高电压。动作条件：动作条件：能使继电器返回动作前状态的能使继电器返回动作前状态的最低电压。最低电压。返回条件：返回条件：(常闭触点常闭触点)第6页/共152页电流继电器电流继电器DL-21C第7页/共152页电压继电器电压继电器DY-28C第8页/共152页二、单侧电源网络相间短路时电流量值特征Characteristics of Short Circuit Current for Pha

4、se Faults in Single Source Network内容回顾v电力系统的构成发电变电输电配电用电差动保护、距离保护过电流保护第9页/共152页电力系统的运行方式最大运行方式n对于继电保护而言，在相同地点发生同类型短路时流过保护安装处的电流最大，称为系统最大运行方式。n对应的系统等效阻抗最小，n对于继电保护而言，在相同地点发生同类型短路时流过保护安装处的电流最小，称为系统最小运行方式。n对应的系统等效阻抗最大，最小运行方式第10页/共152页三相短路电流计算1ABC2A第11页/共152页两相短路电流计算A1ABC2第12页/共152页短路电流计算n最大短路电流n最小短路电流n短

5、路电流计算公式第13页/共152页 可见，相间短路时被保护元件中流过的短路电流与以下因素有关：1、其大小取决于电网正常运行状态的变化,变化范围在额定范围内,分析问题时,对它的变化可以忽略不计2、其大小与系统运行方式有关3、其大小与短路类型有关4、其大小与短路点位置有关第14页/共152页对于具有均匀参数输电线路，若忽略影响较小的线路分对于具有均匀参数输电线路，若忽略影响较小的线路分布电容时，布电容时，当短路点距离保护安装处越远，当短路点距离保护安装处越远，越大，越大，越大，短路越大，短路电流值越小电流值越小短路电流的大小主要与短路电流的大小主要与 三者的大小有三者的大小有关关 固定不变时，流过

6、保护安装处的短路电流只与固定不变时，流过保护安装处的短路电流只与 有有关，即短路点到保护安装处的距离关，即短路点到保护安装处的距离 的大小有关。据此，的大小有关。据此，可作出可作出 曲线。曲线。第15页/共152页最大短路电流曲线最小短路电流曲线负荷电流曲线第16页/共152页电网的电流保护电流速断保护（电流段保护）限时电流速断保护（电流段保护）定时限过电流保护（电流段保护）主保护后备保护第17页/共152页保护装置的整定 所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置的起动值、灵敏性、动作时限等过程。整定第18页/共152页三、电流速断保护(电流段)Lk最大短路电流曲线1 工作原理：反应

7、于电流幅值增加而瞬时动作的保护工作原理：反应于电流幅值增加而瞬时动作的保护第19页/共152页电流速断保护的动作区与整定计算希望：AB故障时，保护2 瞬时动作；BC故障时，保护1瞬时动作。现实：被保护线路AB末端发生故障和线路BC首端发生故障是一样的。无法区分保护区内AB还是区外BC故障，导致保护无选择性动作。解决：缩短保护区，形成明显的边界，以保证AB故障只有保护2动作切除，而BC故障只由保护1动作切除。第20页/共152页具体做法是：继电保护的起动电流能够使装置启动的最小动作电流，大于被保护线路末端可能出现的最大短路电流（三相金属性短路电流）。最大运行方式下的三相短路 以期获得最大、可能的

8、短路电流，保护不误动。最小运行方式下的两相短路 在最小运行方式下出现可能的最小短路电流两相短路，保护是否还能动作。第21页/共152页起动电流的整定计算最小短路电流曲线最大短路电流曲线1ABC第22页/共152页保护范围的校验1ABC最小短路电流曲线最大短路电流曲线第23页/共152页电流速断保护的构成第24页/共152页对电流速断保护的评价优点优点:简单可靠，动作迅速。简单可靠，动作迅速。缺点缺点:不能保护线路的全长，并且保护范围不能保护线路的全长，并且保护范围直接受运行方式变化的影响。直接受运行方式变化的影响。第25页/共152页运行方式变化对保护范围的影响第26页/共152页被保护线路长

9、短对保护的影响第27页/共152页1ABC例:图示网络中具体参数如下所示，计算当AB长度分别为80km和20km时保护1电流速断保护的定值，并校验灵敏度。第28页/共152页解：线路长80km时整定值的计算灵敏度校验满足要求第29页/共152页线路长20km时整定值的计算灵敏度校验没有保护范围第30页/共152页线路-变压器组的电流速断保护特例:在个别情况下，电流速断保护也可以保护线路全长在个别情况下，电流速断保护也可以保护线路全长第31页/共152页小结短路电流计算电流速断保护的整定计算电流速断保护的灵敏度校验电流速断保护动作时限的确定电流速断保护的特例第32页/共152页电网的电流保护本节

10、课主要内容短路电流计算电流速断保护的整定计算本节课难点电力系统运行方式的讨论最大短路电流和最小短路电流的计算电流速断保护的整定计算第33页/共152页限时电流速断保护（电流段）问题的提出 电流速断保护无法保护线路全长，需要增加第二套电流保护限时电流速断保护，段电流保护。限时电流速断保护要求 能够保护线路全长，动作范围包括整个线路。难点与解决如何获得动作的选择性？增加时间延迟时限，从而与相邻线路电流速断保护（电流段保护）配合。第34页/共152页限时电流速断保护（电流段）限时电流速断保护：限时电流速断保护：能以较短的时限快速切除全线路范围以内的故障能以较短的时限快速切除全线路范围以内的故障的保护

11、。的保护。工作原理工作原理为了保护线路全长为了保护线路全长保护范围必须延伸到下一保护范围必须延伸到下一条线路中，当下一条线路出口处发生短路时，保条线路中，当下一条线路出口处发生短路时，保护启动；护启动；为了保证动作的选择性为了保证动作的选择性动作必须带一定时限；动作必须带一定时限；为了尽量缩短时限为了尽量缩短时限其保护范围不超出下一条其保护范围不超出下一条线路速断保护的范围。线路速断保护的范围。第35页/共152页最大短路电流曲线限时电流速断保护（电流段）Time delay instantaneous overcurrent protection1 工作原理工作原理?=答案答案:实际中实际中

12、 不可行不可行第36页/共152页满足：引入可靠系数来满足上面的不等式其中2 整定原则整定原则1）动作电流的整定：躲过下一条线路电流速断保护的整定值来整定躲过下一条线路电流速断保护的整定值来整定第37页/共152页 限时电流速断保护的时限特性第38页/共152页2）灵敏度校验当灵敏系数不满足要求时，该如何处理？为了能保护本线路全长，限时电流速断保护必须在系统最小为了能保护本线路全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，有足够的反应能力。运行方式下，线路末端发生两相短路时，有足够的反应能力。动作电流动作电流 动作时间动作时间第39页/共152页3）动作时间的整定：）

13、动作时间的整定：tt考虑很多因素：考虑很多因素：1.1.断路器的跳闸时间和灭弧时间；断路器的跳闸时间和灭弧时间；2.2.时间继电器动作时间的误差；时间继电器动作时间的误差；3.3.故障切除后，电流继电器可能由于惯性，不能立即返回故障切除后，电流继电器可能由于惯性，不能立即返回 即延时返回的惯性时间；即延时返回的惯性时间；4.4.考虑一定裕度。考虑一定裕度。继电器保护中通常为继电器保护中通常为0.50.5秒，微机保护中可以为秒，微机保护中可以为0.30.3秒。秒。第40页/共152页3 限时电流速断保护的构成4 小结小结限时电流速断保护的保限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长护范围大于本线路

14、全长依靠动作电流值和动作依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性时间共同保证其选择性与第与第段共同构成被保段共同构成被保护线路的主保护，兼作第护线路的主保护，兼作第段的后备保护。段的后备保护。第41页/共152页定时限过电保护（电流段）问题的提出电流速断保护不能保护全长；限时电流速断保护能够保护线路全长，可以起到后备保护的作用，但是不能作为相邻线路后备保护。一种既能保护本线路全长，还能保护相邻线路全长的电流保护被提出，就是定时限过电流保护，或称段电流保护。第42页/共152页定时限过电流保护（电流段）指其启动电流按躲过线路最大负荷电流来整定的一种保护。保护的作用作为本线路主保护的近后备以及相邻

15、下一线路保护的远后备过电流保护分为：定时限过电流：动作时间是固定的；反时限过电流保护：保护动作时间不固定，电流越大，动作越快。整定原则按躲过本线路最大负荷电流来整定同时保证在外部故障切除后，保护装置能够返回。第43页/共152页定时限过电流保护（电流段）1 工作原理和动作电流计算工作原理和动作电流计算动作动作电流电流的选的选择择正常情况下各线路上的正常情况下各线路上的过电流保护绝对不动作过电流保护绝对不动作在负荷自启动电流作用下，在负荷自启动电流作用下，保护装置能够可靠保护装置能够可靠返回返回最大自启动电流返回电流一次侧值第44页/共152页Kss为自启动系数为自启动系数Kre为返回系数为返回

16、系数第45页/共152页Lt t定时限过电流保护的时限特性定时限过电流保护的时限特性t=f(l)t=f(l)曲线曲线第46页/共152页2 过电流保护动作时限6第47页/共152页3 灵敏度校验对于保护对于保护4，其灵敏系数：，其灵敏系数：近后备近后备:远后备远后备:第48页/共152页阶段式电流保护的配合及应用第49页/共152页第50页/共152页单相三段式电流保护的构成第51页/共152页第52页/共152页第53页/共152页阶段式电流保护的优、缺点优点：简单，可靠，在35kV及以下的较低电压的网络中获得广泛的应用。缺点：直接受电网的接线以及电力系统运行方式变化的影响。第54页/共15

17、2页跳闸电流保护的接线方式三个电流互感三个电流互感器接成星形器接成星形三个电流继电器接成三个电流继电器接成星形星形 三相星形接线方式三相星形接线方式第55页/共152页 两相星形接线方式两相星形接线方式跳闸跳闸对于星形接线来说，其接线系数Kcon=1第56页/共152页两种接线方式在各种故障时的性能比较1中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各 种相间短路种相间短路相同点：相同点：两种接线方式均能正确反应这些故障两种接线方式均能正确反应这些故障不同点：不同点：动作的继电器数不一样动作的继电器数不一样第57页/共152页2 中性点非直接接地电网中的两点接地

18、短路A B CABC1）串联线路）串联线路PD第58页/共152页A B CABCABCPD2）并联线路）并联线路第59页/共152页3 Y,d接线变压器一侧两相短路流过另一侧保护中电流的分析第60页/共152页第61页/共152页当过电流保护接于降压变压器的高压侧以作为低压侧线路故障的后备保护时:第62页/共152页4 两种接线方式的应用(1)广泛用于发电机，变压器等大型贵重电气设备广泛用于发电机，变压器等大型贵重电气设备的保护中。的保护中。(2)也可以用在中性点直接接地电网中，作为相间也可以用在中性点直接接地电网中，作为相间 短路和单相接地短路保护。短路和单相接地短路保护。三相星形接线三相

19、星形接线两相星形接线两相星形接线广泛用于中性点非直接接地系统中广泛用于中性点非直接接地系统中第63页/共152页5 三段式电流保护的接线图第64页/共152页第65页/共152页请根据三段式电流保护原理接线图画出 其展开图。第66页/共152页网络中每条线路的断路器上均装有三段式电流保护，电网络中每条线路的断路器上均装有三段式电流保护，电源最大最小等效阻抗为源最大最小等效阻抗为另外，另外，对保护对保护1的的、段进行整定计算。段进行整定计算。第67页/共152页作业2.1 如图所示网络，AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护，变压器装设了差动保护。已知段可靠系数取1.25，段可靠系数取1.

20、15，段可靠系数取1.15，自起动系数取1.5,返回系数取0.85，AB线路最大工作电流200A，时限级差取0.5s，系统等值阻抗最大值为18,最小值为13，其它参数如图示，各阻抗值均为归算至115kV的有名值，求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动作时间。第68页/共152页2.2 方向电流保护 问题的提出问题的提出双电源供电网络和单电源环网 为了提高供电可靠性，缩小停电面积，在两侧装设有断路器故障后的系统运行方式要求 从两端切除故障、仅仅从两端切除故障设备第69页/共152页2.2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护问题的提出问题的提出Lk结论：k1点相间短路时，

21、电流保护1、5的段会误动；k2点相间短路时，电流保护6的段可能误动第70页/共152页当当k点短路时点短路时保护保护1先于先于6动作而误动动作而误动保护保护5先于先于2动作而误动动作而误动保护范围扩大，保护的动作失去选择性保护范围扩大，保护的动作失去选择性第71页/共152页分析一下可能误动的保护具有的共同特征方向性电流保护=电流保护+方向元件利用了电流幅值的差异利用了功率方向的差异 规定规定正方向正方向为母线指向线路，可能误动的保为母线指向线路，可能误动的保护上流过的电流护上流过的电流(功率功率)方向均与正方向相反方向均与正方向相反第72页/共152页方向性电流保护的基本原理两组保护之间不需

22、要有配合关系两组保护之间不需要有配合关系第73页/共152页单相方向过电流保护的构成第74页/共152页功率方向判别元件1 功率方向元件的工作原理规定规定：流过保护的电流正方向为母线指向线路：流过保护的电流正方向为母线指向线路当当k1点短路时：点短路时：当当k2点短路时：点短路时：通过判别短路功率值的正负就可判别故障的方向第75页/共152页 功率方向元件(继电器)：判别功率方向或测定电流、电压之间的相位角的元件（继电器）。LG-11、12型功率方向继电器型功率方向继电器对功率方向元件的基本要求：对功率方向元件的基本要求：（1）应具有明确的方向性；）应具有明确的方向性；（2）正方向故障时有足够

23、的）正方向故障时有足够的 灵敏度。灵敏度。第76页/共152页2 功率方向元件（继电器）的动作特性当当k1点短路时：点短路时：当当k2点短路时：点短路时：第77页/共152页最大灵敏角最大灵敏角 ：当输入功率方向继电器的电压和电流当输入功率方向继电器的电压和电流幅值不变时，其输出与二者间的相位差有关。使其幅值不变时，其输出与二者间的相位差有关。使其输出输出最大时对应的二者间的相位差。最大时对应的二者间的相位差。作出此时的相量图第78页/共152页或或第79页/共152页作出此时的相量图第80页/共152页定义内角为：定义内角为：或动作方程为：动作方程为：则动作范围为：则动作范围为：第81页/共

24、152页 用图表示出其动作区最灵敏线动作方程的功率形式：动作方程的功率形式：A相方向元件：相方向元件：第82页/共152页3 功率方向判别元件的构成框图第83页/共152页第84页/共152页第85页/共152页相间短路功率方向判别元件的接线方式对功率方向判别元件接线方式提出如下要求对功率方向判别元件接线方式提出如下要求:三相对称，三相对称，时，加入继电器的电流超前电压时，加入继电器的电流超前电压 1）正方向正方向的任何故障都能的任何故障都能动作动作，反方向反方向故障则故障则不动作不动作2 2）U Ur r、I Ir r尽可能地大，尽可能在保护正方向短路时方向尽可能地大，尽可能在保护正方向短路

25、时方向 元件的工作状态最灵敏元件的工作状态最灵敏第86页/共152页第87页/共152页作业2.2 根据所给原理接线图，画出其展开图。第88页/共152页1 正方向发生三相短路正方向发生三相短路使方向元件输出最灵敏：使方向元件输出最灵敏：第89页/共152页2 正方向发生两相短路此时可以此时可以有两种极有两种极端情况：端情况：第90页/共152页 1）短路点位于保护安装处附近第91页/共152页 2）短路点远离保护安装处第92页/共152页方向性电流保护的应用特点1 电流速断保护可以取消方向元件的情况电流速断保护可以取消方向元件的情况Lk第93页/共152页2 限时电流速断保护整定时分支电路的

26、影响Lk1）助增电流的影响）助增电流的影响（3）第94页/共152页2）外汲电流的影响Lk（3）第95页/共152页3 过电流保护装设方向元件的一般方法为保证选择性，在过电流为保证选择性，在过电流保护保护1上加装方向元件上加装方向元件为保证选择性，在过电流为保证选择性，在过电流保护保护5上加装方向元件上加装方向元件第96页/共152页思考题：三段式电流保护的动作定值和动作时间之间有何关系?如何理解方向电流保护中的方向元件？第97页/共152页2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护接地短路时零序电压、电流和功率的特点接地短路时零序电压、电流和功率的特点1 零序电压第98页/共1

27、52页2 零序电流零序电流第99页/共152页3 零序功率及电压、电流相位关系第100页/共152页4 变压器中性点接地的考虑1）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台变压器的中性点接地。变压器的中性点接地。ABC第101页/共152页2）发电厂和低压侧有电源的变电所的变压器 多于一台时，应将部分变压器的中性点接地3）低压侧无电源的变压器中性点应不接地运行）低压侧无电源的变压器中性点应不接地运行第102页/共152页零序电压、电流滤过器1 零序电压滤过器零序电压滤过器一次绕组二次绕组第103页/共152页jszw3-6 10kv三相五柱电压互感器实物图）三相

28、五柱电压互感器实物图）第104页/共152页2 零序电流过滤器第105页/共152页TA等效电路:第106页/共152页第107页/共152页KLH型（开合式）零序电流互感器实物图）第108页/共152页零序电流段（速断）保护灵敏I段整定原则：躲开下一条线路出口处接地短路的最大零序电流。躲开断路器三相触头不同期合闸时出现的最大零序电流。两者选大值。电流定值小，保护范围大。主要任务是对全相运行状态下的接地故障起保护作用。单相重合闸启动时，闭锁，防止误动作。不灵敏I段整定原则：单相重合闸时，按躲开非全相运行状态下，发生系统振荡时，所出现的最大零序电流整定。第109页/共152页零序电流段（速断）保

29、护L330 0最大零序电流曲线第110页/共152页1）2）3）按躲开非全相运行又发生振荡产生的最大零序电流整定1）、2）中大者为灵敏段按3）整定为不灵敏段1 动作电流的整定动作电流的整定第111页/共152页 关于在最大运行方式下，产生最大零序电流的短路类型的选择：第112页/共152页关于3I I0.unb0.unb的计算1）先合一相的最严重情况下）先合一相的最严重情况下2）先合两相的最严重情况下）先合两相的最严重情况下E为断点两侧系统的等效电势；、为电网总的正序和零序阻抗取二者中大者取二者中大者第113页/共152页2 动作时间动作时间3 灵敏度校验灵敏度校验第114页/共152页零序电

30、流段保护1 动作电流的整定动作电流的整定整定原则（与限时电流速断类似）整定原则（与限时电流速断类似）启动电流与下一条线路零序电流速断定值配合，时限多一个启动电流与下一条线路零序电流速断定值配合，时限多一个t。第115页/共152页当两个保护之间的变电所母线上接有中性点接地的当两个保护之间的变电所母线上接有中性点接地的变压器时，使零序电流的分布发生变化。变压器时，使零序电流的分布发生变化。零序电流的分支系数零序电流的分支系数（助增电源不是发电机，而是变压器的中性点。）（助增电源不是发电机，而是变压器的中性点。）第116页/共152页2 动作时限的整定当灵敏系数不满足要求时，需：3 灵敏度校验灵敏

31、度校验 设两个灵敏度不同的零序设两个灵敏度不同的零序段段保留保留0.5秒的零序秒的零序II段，（快速切除正常段，（快速切除正常运行方式和最大运行方式的接地故障）运行方式和最大运行方式的接地故障）增加一个与下级线路零序增加一个与下级线路零序II段配合的保段配合的保护，保证在各种运行方式下，都有足够护，保证在各种运行方式下，都有足够的灵敏度。的灵敏度。采用接地距离保护采用接地距离保护第117页/共152页零序电流段保护1动作电流的整定动作电流的整定取取1）、）、2）中大者作为最终的定值）中大者作为最终的定值按躲开下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流按躲开下级线路出口处相间短路时出现的最大不

32、平衡电流 与下级线路零序与下级线路零序III段配合段配合 第118页/共152页 当两个保护间有分支电路时，对于第当两个保护间有分支电路时，对于第2种情况的种情况的计算则应考虑分支系数：计算则应考虑分支系数：D第119页/共152页近后备近后备:远后备远后备:对于保护对于保护2，其灵敏系数：，其灵敏系数：2 灵敏度校验灵敏度校验第120页/共152页远后备远后备:对于保护对于保护2当两个保护间有分支电路时，对于远后备的校验：当两个保护间有分支电路时，对于远后备的校验：第121页/共152页3 动作时限的整定无需和保护无需和保护123配合配合 保护保护4可以瞬时动作可以瞬时动作保护保护5多一个阶

33、梯多一个阶梯 保护保护6再多一个阶梯再多一个阶梯Y/d变压器低压变压器低压侧任何故障都侧任何故障都不能在高压侧不能在高压侧引起零序电流引起零序电流第122页/共152页ABC方向性零序电流保护1 方向性零序电流保护原理方向性零序电流保护原理与相间短路的方向保护一样，如果不加方向元件，就会与相间短路的方向保护一样，如果不加方向元件，就会产生反方向的误动作。产生反方向的误动作。第123页/共152页零序方向元件没有电压死区由于越靠近故障点的零序电压越高，所以，没有电压死区。离故障点越远，零序电压低，零序电流小，必须校验灵敏系数。2 零序功率方向元件ABC第124页/共152页对零序电流保护的评价（

34、1）零序过电流保护的）零序过电流保护的灵敏度较灵敏度较相间保护相间保护高高，动作时限较动作时限较相间保护相间保护短短。（2）零序）零序段、零序段、零序段保护段保护受系统运行方式受系统运行方式 变化的影响小变化的影响小。（3）零序保护则）零序保护则不受不受系统系统振荡振荡等不正常运行状等不正常运行状 态态的影响的影响。（4）方向性零序保护）方向性零序保护没有电压死区没有电压死区，较距离保，较距离保 护实现简单、可靠。护实现简单、可靠。优点：优点：第125页/共152页2）输电网络在）输电网络在使用单相重合闸时要退出运行使用单相重合闸时要退出运行不足：不足：1）当系统运行方式、）当系统运行方式、接

35、地点变化很大接地点变化很大时，时，不不能能 满足保护要求满足保护要求3）有）有自耦变自耦变存在的电网将存在的电网将使零序保护使零序保护的整定配的整定配 合合变得复杂变得复杂第126页/共152页2.4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护中性点不接地电网单相接地故障的特点中性点不接地电网单相接地故障的特点单相接地短路前后的电路分析单相接地短路前后的电路分析假定电网负荷为零，忽略电源和线路上的电压降，电网的各相对地电容C0相等。短路前:（正常运行时）中性点对地电压为零三相电压对称三相电容电流也对称无零序电压和零序电流。第127页/共152页A相接地短路后：A相对地电压为0，等效电容被短接。但

36、B、C两相的电压不为0，依旧可以发出电容电流，流入大地。因为两相电流之和不为0，顺着A相短路点流回线路，经过A相电源与BC两相容性电流形成回路。短路后B、C相的对地电压升高1.732倍。三相电压之和不为零，出现零序电压。容性电流：因为单相接地短路后B相对地电压变大了1.732倍，所以，电容电流也变大了1.732倍。故障处A相接地点流过的电流为全系统非故障相电容电流之和，是正常运行时单相流过电流的3倍。第128页/共152页2.4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护中性点不接地电网单相接地故障的特点中性点不接地电网单相接地故障的特点简单网络简单网络第129页/共152页中性点对地电压不再为

37、零：中性点对地电压不再为零：第130页/共152页其有效值为：其有效值为：第131页/共152页线线路路线线路路复杂网络复杂网络各元件各元件B B相和相和C C相对地电容相对地电容电流通过大地、故障点、电流通过大地、故障点、电源和本元件构成回路。电源和本元件构成回路。第132页/共152页第133页/共152页单相接地故障特点2全系统都出现零序电压、且零序电压全全系统都出现零序电压、且零序电压全 系统相等，非故障相电压升高。系统相等，非故障相电压升高。3非故障元件零序电流：大小等于本身的非故障元件零序电流：大小等于本身的对地电容电流，方向为母线指向线路对地电容电流，方向为母线指向线路 1零序等

38、效网络的构成与大接地电流系零序等效网络的构成与大接地电流系 统不同统不同4 故障元件零序电流：大小等于全系统非故障元件零序电流：大小等于全系统非故障元件对地电容电流的和，方向为线故障元件对地电容电流的和，方向为线路指向母线路指向母线第134页/共152页线线路路线线路路中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点1单相接地的稳态特点单相接地的稳态特点L第135页/共152页消弧线圈的作用？由于容性电流太大，容易在短路点发生电弧，电弧温度很高，进一步破坏线路的绝缘，导致更大的短路故障。因为系统中无论哪点短路，所有非故障相的容性电流都要汇总到发电机中性点，因此，在这里放一个感性线圈接地，由于中性点

39、对地电位升高为A相电动势，所以中性点电压给消弧线圈提供感性电流。感性电流的闭合通路是：从线路II短路点流入线路，走过母线，入发电机A相绕组，在中性点处流入消弧线圈入大地，再从线路II的短路点流上来。第136页/共152页第137页/共152页1）完全补偿）完全补偿LL应用节点电压法第138页/共152页2）欠补偿）欠补偿3）过补偿）过补偿实际中被广泛使用实际中不采用过补偿度：过补偿度：第139页/共152页反应暂态零序电流可构成的保护反应暂态零序电流可构成的保护1 反应零序电流首半波的保护反应零序电流首半波的保护2 利用小波变换的保护利用小波变换的保护第140页/共152页零序电压保护采用零序

40、电压继电器，这种方采用零序电压继电器，这种方法只能检测母线上是否有零序法只能检测母线上是否有零序电压，不能判断出到底是哪条电压，不能判断出到底是哪条线路上发生单相接地。所以，线路上发生单相接地。所以，只能发个信号通知运行人员，只能发个信号通知运行人员，无法跳闸。无法跳闸。运行人员也不知道到底是哪条运行人员也不知道到底是哪条线路有问题，只能用笨方法，线路有问题，只能用笨方法，一条一条线路断开然后投入，一条一条线路断开然后投入，直到零序电压的告警信号消失，直到零序电压的告警信号消失，才能把故障线路找到。才能把故障线路找到。第141页/共152页零序电流和零序功率方向保护1 零序电流保护零序电流保护

41、零序电容电流的求取：利用经验公式对电缆线路：对电缆线路：对架空线路：对架空线路：线路本身线路本身电容电流电容电流第142页/共152页故障点的零序电流：故障点的零序电流：第143页/共152页2 零序功率方向保护零序功率方向保护KWZ第144页/共152页1 已知LG-11型功率方向继电器内角=60度，试问（1）其最大灵敏角sen是多少？（2）用r表示的动作范围是多大？（3）用图表示出其动作区，最灵敏线及sen的位置。第145页/共152页2 如图所示，网络装设方向过电流保护如图所示，网络装设方向过电流保护（1）各变电所出线的保护动作时间如图所示，试）各变电所出线的保护动作时间如图所示，试整定

42、整定1、2、3、4各处保护的动作时间。各处保护的动作时间。（2）哪些保护需加装方向元件才能保证选择性？）哪些保护需加装方向元件才能保证选择性？在保护在保护2上加方向元件上加方向元件第146页/共152页3 下图单电源环网中，各断路器处装有定时限过下图单电源环网中，各断路器处装有定时限过电流保护，试求各过电流保护的动作时间，并判断电流保护，试求各过电流保护的动作时间，并判断那些保护可以不装方向元件。那些保护可以不装方向元件。在保护在保护2、4、7上加方向元件上加方向元件第147页/共152页4 如图示网络，试对保护如图示网络，试对保护1进行三段式电流保护的进行三段式电流保护的整定计算（动作定值、

43、动作时间、灵敏度校验），整定计算（动作定值、动作时间、灵敏度校验），其中其中，。第148页/共152页5第149页/共152页作业作业23、求图示网络中方向过电流保护、求图示网络中方向过电流保护16的动作的动作时间，时限级差取时间，时限级差取0.5s。并说明哪些保护需要装。并说明哪些保护需要装设方向元件。各引出线（设方向元件。各引出线（l1-l4）保护的动作时间）保护的动作时间在图中已列出。在图中已列出。第150页/共152页作业作业24 画出图示中性点不接地系统在线路画出图示中性点不接地系统在线路L2的的K点点发生单相金属性接地时，电容电流的分布，并指发生单相金属性接地时，电容电流的分布，并指出电压、电流有哪些特点？出电压、电流有哪些特点？第151页/共152页感谢您的观看。第152页/共152页