思考如何计算零序电流
第五章 电网的接地保护
故障分析方法复习
不对称短路分析方法：对称分量法 不对称的三相系统 正负零序网分别对称的三相系统
一、零序电压、电流和功率的分布特点
1. 零序序网的构成
U K0
零序电流流通回路： UK0、线路、接地变压器中性点
零序电流正方向：母线－线路
零序电压正方向：线路－大地
（ 1 ）故障点的零序电压最高，离故障 点越远，零序电压越低。
（ 3 ）故障线路零序功率的方向与正序功率的方 向相反，是由线路流向母线的。由故障点往外流。
U K0
U A0
U K0
U B0
U K0
I 02
I 01
I 01
I 02
（4）某一保护安装地点处的零序电压与零序 电流之间的相位差取决于背后元件的阻抗角。
U K0
U A0
U K0
U A0
U K0
U B0
U K0
I 02
I 01
I 01
I 02
（ 2）零序电流的分布，决定于线路的零序阻抗和 中性点接地变压器的零序阻抗及变压器接地中性点的 数目和位置。
U K0
U A0
U K0
U B0
U K0
I 02
I 01
I 01
I 02
U K0
U B0
U K0
I 02
I 01
I 01
I 02
（5）在系统运行方式变化时，正、负序阻抗的 变化，引起Ud1、Ud2 、Ud0之间电压分配的改变， 因而间接地影响零序分量的大小。
U K0
U A0
U K0
U B0
U K0
I 02
I 01
I 01
I 02
。 。 n
三个单相式 电压互感器
。 。。 a b c 。
m
三相五柱式 电压互感器
。 n
m 。 。n
接于发电机中性 点的电压互感器
U a U b U c
加 法 器
3U 0
保护装置内部 合成零序电压
发生接地故障时，从mn端子上得到的零序电压为： .
U mn U A U B U C 3 U 0
3II 00
电流互感器套接于三相电缆的外面，互感器的一次 电流是ABC三相电流之和。只当一次侧有零序电流 时，互感器的二次侧才有相应的零序电流输出。 优点：不平衡电流小，接线简单
3、零序电压互感器
零序电压的取得，通常采用三个单相电压互感器 或三相五柱式电压互感器。
A B C A B C
×
~ 。 m
灵敏Ⅰ段：针对全相运行状态下的接地短路起保
护作用，非全相运行时退出。
不灵敏Ⅰ段：针对非全相运行状态下的接地短路起
保护作用,对全相运行也起到一定的保护作用。
(2)限时零序电流速断保护
限时零序电流速断保护其基本原理与相间短路保护相似。
a.与相邻线路零序电流Ⅰ段配合
I
II 01
II 0 op1
K
II rel
零序Ⅱ段的动作电流：
电压：PT误差、 三相不完全对称、三次谐波
※ 保护应考虑躲开它的影响。
5.2 中性点直接接地系统线路接地故障保护
三段式零序电流保护
零序I段
零序Ⅱ段 零序Ⅲ段
一、零序电流速断保护（零序I段）
零序电流速断保护工作原理与反应相间短路故障的电流 保护相似，零序电流保护只反应电流中的零序分量。
保护动作电流计算说明图：
△ △
整定时按最大 运行方式，即 零序等值阻抗 最小。
零序电流速断保护起动值的整定原则如下。
1. 躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能 出现的最大零序电流3I0max ,即
' ' I OP K rel 3I 0. max
式中 I 0. max —单相接地短路时的零序电流和两相接地短路时 的零序电流最大值。 思考：如何计算零序电流？ a.选择故障点 b.考虑故障类型 c.考虑运行方式 认真复习电力系统分析中短路计算部分。 为什么取3倍零序电流？？
I I 伴随系统振荡，则将有很大的零序电流 Iop1 Krel 3I0.swi
。
保护的动作值应躲开该电流的影响，即：
I Iop1
I Krel 3I0.swi
按非全相且振荡条件整定定值可能过高，灵敏度可能不 满足要求。
单相ZCH
措施： 通常设置两个速断保护。 （1）灵敏Ⅰ段 按条件1）和 2）整定；定值较小， 保护范围较大。对全相运行下的接地故障起作用。
二、零序分量的获得（教材P28）
1．零序电流滤过器 电流互感器采用三相星形接线，在 中性线上的电流就是 3I0，
Ir Ia Ib Ic 3 I0
因此不需要装设专门的电流互感器，而是直接接入 相间保护用的电流互感器的中性线上； 在电子式和数字式保护中，也可通过将三相电流互 感器的二次电流直接相加得到。
重合闸启动时，将其自动闭锁;待再次全相运行时才投入。
（2）不灵敏Ⅰ段 按条件3）整定。 装设它的主要目的，是为了在单相重合闸过程 中，其他两相又发生接地故障时，用以弥补失去 灵敏Ⅰ段的缺陷，尽快地将故障切除！
灵敏 I 段:
不灵敏 I 段:
－定值较小
－定值较高
当线路采用单相自动重合闸时,躲过非全相运行状态 下,系统又发生振荡时所出现的最大零序电流。
.
.
.
.
.
在正常运行和相间短路时，零序电流过 滤器存在一个不平衡电流，即
I 1
I 2
I L
三个电流互感器励磁电流不相等(铁心磁化曲线不一致 以及制造过程中的差异引起)而产生。
相间短路由于TA一次侧流过较大短路电流，TA传变特 性变差，不平衡电流增大！
2. 零序电流互感器 -- 电缆引出的线路
I
I 0 op2
"
t t t t 0.5
I 02
灵敏性校验 :
K sen
3 I 0 min I
II 0 op
1 .5
b. 两个保护间的变电所母线上有中性点接地的变压器时
当相邻两个保护之间的变电站母线上接有中性点接 地的变压器时，需要考虑分支电路对零序电流分布 的影响。
为什么？？？？
2）应躲开三相断路器触头不同时合闸而出现的三倍零序电流条 件整定
I I op1
I K rel 3I t
如果保护装置的动作时间大于断路器三相不同期合闸的时间， 则可以不考虑这一条件。
两相先合，相当于一相断线。 一相先合，相当于两相断线。
（3）对采用单相自动重合闸的线路，单相短路被切除 后(只切除故障相)，系统处于非全相运行，如果此时
