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零序电流及方向保护

零序功率方向)如下图:
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内部接地时,零序功率方向:
M
1 2
N
0M I 0 N I 0N U
Z0 N
Z 0M
0K U
0K
U 0 N U0 N Z0 N I
0N U
0N U
N侧零序相位 关系如右图
0M U
0
0 N I
0为Z 0 N 的角度
A B C
A U
a U 0 3U
0 U
零序电压过滤器
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二次回路还可以采用下面的方法来获取零
序电压:
C
C
a U b U c U
0 U
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零序电流分量的获取方法:
零序电流过滤器 接于相间保护TA中性线 零序电流互感器(电缆线路)
A
B
C
0 3I
0 3I
架空线
电缆线
优点:无不平衡电流,接线简单
2)增大变比(限定一次电流的最大值);
3)选择不易饱和的TA(体积大、投资增加);
4)增大电流二次电缆的线径。
等等
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2.3.3 零序电流保护的整定
原则、方法与单电源的电流保护相类似。
一、零序电流Ⅰ段保护 1)躲开线路末端的最大零序电流。 2)躲开断路器三相不同时合闸的 I 0.unb 。
如果会误动,靠延时 100ms 躲开。
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校验最小保护范围时,取值与上述计算正 好相反!
即:整定时,若按单相短路计然。
E0 E0 由于I 0 K .max max , 2 Z1 Z 0 Z1 2 Z 0 所以,正序阻抗(对应系统运行方式)的
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1)内部接地时
1 2
2)N侧外部接地时
1 2
0M U
正向
0 M I
0
0 M I
0M U
正向
0N U
正向
0 N I
0N U
0
反向
0 N I
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2.3.2 零序分量的获取
微机保护内直接利用程序实现加法器
自产零序
0 F A F B F C ,计算或连接 依据:3F
0 M I
Z0 N 0 K 0 K C 0 M I I Z0M Z0 N
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其中,
C0 M
Z0 N — M侧零序电流分配系数。 Z0M Z0 N
I 0.set
I
K rel I 0.max K rel C 0 M .max I 0 K .max
整定时,取: 1)Z 0 N 为最大,Z 0 M 为最小; E0 E0 2)I 0 K .max max , 2 Z1 Z 0 Z1 2 Z 0
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TA的误差曲线:
二次侧 I2
理想曲线
误差10%
实际曲线 (饱和曲线)
I 1.max
一次侧 I1
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ZL 越小——不平衡输出越小。
因此,希望:负载ZL 越小越好。
继电保护要求:
将TA的误差限定在10%以内。
这是设计、选择TA的依据之一。
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减小TA误差的主要方法: 1)减小TA的负载ZL;
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零序电流滤过器的不平衡输出 单相二次、一次I关系:
1 I
2 I
1 2 I1 I I nTA
三相二次、一次I关系:
Z1 Z2 误差,称为: ZL Z I unb 不平衡电流 I
0 I a I b I c 3I 1 1 I a Ib Ic Ia Ib Ic nTA nTA
主要针对中性点直接接地系统(大电流接地) 特征和差异:
1)电力系统正常运行时,三相对称,没有负
序和零序分量。
2)不对称故障时,会产生负序或零序分量。
其中,零序分量总是伴随着不对称接地故
障的发生而产生,据此,可构成反映不对
称接地故障的零序电流保护(差异)。
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2.3.1 零序分量的分布
M
1 2
M

E0 2 Z1 Z 0 E0 Z1 2 Z 0
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(b)Z1 Z 0 时,计算
I
( 1 ,1 ) 0K

注意:上式求出的是短路点的零序电流, 应当换算为保护安装处的零序电流。
Z0M 0 M I
Z0 N 0 K I
0 M 为: 保护安装处的零序电流 I
3)躲开非全相运行的负荷电流。
如果会误动,一般退出运行。
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(1)按照“躲开线路末端的最大零序电流” 零序电流Ⅰ段保护的整定方法:
I
其中,K
I 0.set
K
I rel
3 I 0.max
I rel
— 可靠系数,取1.2~1.3;
3 I 0.max — 线路末端的最大零序电流。
注:经过分解或合成后,零序、负序分量 通常以3倍的形式出现。
1 2
N
N
K 0 U
M
1 2
K0 U K0 U
故障附加网络
N
K 0 U
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由故障附加网络(短路点是故障分量的“源”),
分解出零序分量之后,零序电压的分布如下:
M
1 2
N
0 N Z0 N I 0 N U
Z0 N
Z 0M
0M I
0K U
0M U
0K U
0 N I 0N U
0 K由 U K 0 分解 U
0N U
零序分量正方向规定:
零序电压:线路-大地 ;零序电流:母线-线路
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零序分量的特点:
1)电压:短路点零序电压最高,接地点为0。
2)电流:零序电流由短路点经过所有的变压
器接地点形成回路。
3)功率:零序功率方向:线路-母线。 4)变化:线路、中性点不变,零序网不变; 正负序阻抗变化间接影响零序。 5)阻抗:零序电压与电流的相位关系(即
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Z1 M 其中,躲开线路末端的最大零序电流应当
考虑:单相和两相接地。 Z1 N (1)单相接地的零序电流
Z1
I 0K
E0 Z1 Z 2 Z 0 E0
Z2
2 Z1 Z 0
Z0
工程中,取Z 1 Z 2
0K I
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(2)两相接地的零序电流
Z1
1K I
0K I
Z1 Z 2 // Z 0
0 E
Z2
Z2 1 K I Z2 Z0
E0 Z1 2 Z 0
Z0
整理得:I 0K
0K I
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取单相、两相接地的最大短路电流:
(a)Z1 Z 0 时,计算
I
(1) 0K
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