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三段式零序电流保护整定.ppt

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三段式零序电流保护整定 三段式零序电流保护整定.ppt 三段式零序电流保护 零序电流保护
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三段式零序电流保护整定 2011年上学期 主讲:张成林 任务明确 n n (一)(一)中性点直接接地系统零序电流保护的 组成及各段保护范围?时限特性?整定计算 原则? n n (二)三段式零序电流保护(二)三段式零序电流保护 PKPK 相间短相间短 路三段式电流保护路三段式电流保护 问题的提出: 三种接线的应用 n三相完全星形接线方式——用于发电机、 变压器等贵重电气设备中,以提高可靠 性和灵敏性;大电流接地电网输电线路 。 n两相不完全星形——用于小电流接地系统 ; n两互感器三继电器接线——用于Y,d11 变压器接线,以提高灵敏度。 复习回顾 归纳比较 电电流Ⅰ电电流Ⅱ电电流Ⅲ 动动作 电电流 Iop·1=Krel·Ik1·ma x (最大) IⅡop·1=Krel·IⅠop· 2 (中间间) IⅢop= (Krel· Kast / Kr )·IL·max(最小 ) 动动作 时时限 0(最快)tⅡ1=tⅠ2+ △t( 中间间) tⅢ1=tⅢ2+ △t(最长长 ) 保护护范 围围 本线线路首端部 分 本线线路全长长并 延伸至相邻邻下 一线线路 本线线路全长长及相邻邻 线线路全长长并延伸至 下下线线路 灵敏度 最低中间间最高 复习回顾 三段式电流保护的评价及应用 选择性:通过动作电流、动作时间来保证选择性。 单电源辐射网络上可保证获得选择性; 多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。 速动性:无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的; 定时限过电流保护则常常不能满足速动性的要求。 灵敏性:运行方式变化较大时,速断保护往往不能满足要求。 被保护线路很短时,无限时电流速断保护常为零。 长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。 灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。 可靠性:原理简单、逻辑少,整定计算和校验容易。 简单、可靠性好是它的主要优点。 应用范围:主要用在35kV及以下的单电源辐射线路上。 长沙电力职业技术学院长沙电力职业技术学院 主讲人:张成林主讲人:张成林 阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护 一、阶阶段式零序电电流保护护的构成原理 § 在中性点直接接地电网中,线路正常运行,系统对 称,线路首端测得的零 序电流约为 零;当发生接地故障时,将出现很大的零序电流。 阶段式零序电流保护逻辑框图 阶段式零序电流保护的工作流程 阶段式零序电流保护阶段式零序电流保护 上次课的内容复习 一、何种故障时,系统出现零序电流电压一、何种故障时,系统出现零序电流电压 (零序分量)?(零序分量)? 二、通过哪些方法可以获得零序分量?二、通过哪些方法可以获得零序分量? 重点复习: 单相接地短路时的零序分量分布 1、系统任意一点接地短路时,出现零序电压和零序 电流;非全相运行或QF三相触头不同时合闸时, 出现零序分量。 2、故障点的零序电压最高,中性点零序电压为零, 离故障点越近,零序电压越高。 零序电流的计算 电力系统中发生接地短路故障时,零序电流的计算是在系统等 值零序网图中进行的。 其中, 是故障附加零序电压源。 零序电流为: 是线路 AB的零序阻抗,一 般是正序阻抗的3倍 。 零序电流保护的工作原理 零序电流保护:反映零序电流增大而动作的保护。 零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护 。 必须基于故障零序电流的计算,根据不同地点接地故障时 零序电流大小的不同来整定。 接地故 障点越 远,零 序电流 越小。 电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压 。 零序电压、零序电流的获取 1. 零序电压的获取 (1) 零序电压过滤器 (2) 加法器 (3) 微机保护内直接利用程序 (4) 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧 加法器 U a U b U c 3U 0 mn A B C 2.零序电流互感器(滤过器) (1)零序电流滤过器 利用A、B、C三相的三个电流互感器来获取零序电流, 三个相电流互感器中性线上的电流就是零序电流。 (2)专用零序电流互感器(电缆线路) 一次电流: 优点:无不平衡电流,接线简单 I0 接地短路时零序分量的特点 (1) (1)零序电压 接地故障点最高,中性点最低 (2)零序电流 由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点。 (3)零序功率 方向:线路→母线。 (4)零序阻抗角 取决于ZB0 : (5)运行方式变化 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(Ud1、 Ud2、Ud0 ) 获得零序分量的方法 n获得零序电流的方法 (1)零序电流过滤器 (2)零序电流互感器(用于电缆线路) (3)变压器中性线互感器 n获得零序电压的方法 (1)零序电压过滤器 (2)零序电压互感器 (3)加法器 新课内容 u一、无时限零序电流速断保护 u二、零序电流限时速断保护 u三、零序过电流保护 u四、零序电流保护原理接线图 u五、对零序电流保护的评价 前言: 零序电流保护的组成 分为三段(或四段): n零序Ⅰ段:无时限零序电流速断保护 n零序Ⅱ段:零序电流限时速断保护 n零序Ⅲ段:零序过电流保护 一、 无时限零序电流速断保护 n动作电流的整定原则 (1)躲开线路末端接地短路时流过保护的最大零 序电流 IⅠop=Krel· 3I0max (2)躲开QF三相触头不同时合闸引起的最大零序 电流 IⅠop=Krel· 3I0bt 注:若动作时限大于不同时合闸时限,可不考虑 该原则 (3)当线路采用单相重合闸时,应躲开非全相运 行系统又发生振荡时所出现的最大零序电流 一、 无时限零序电流速断保护 按(3)原则整定的动作值比较大,灵敏度低,为此设置两 个Ⅰ段,即灵敏Ⅰ段和不灵敏Ⅰ段。 灵敏Ⅰ段:按原则(1)、(2)整定,作为全相运行时的接 地短路保护 不灵敏Ⅰ段:按原则(3)整定,作为单相重合闸过程中再 接地短路的保护。 正常时投灵敏Ⅰ段;单相重合闸过程中,闭锁灵敏Ⅰ段,投 不灵敏Ⅰ段 n动作时限:0秒 n保护范围:本线路首端部分,比相间短路Ⅰ段长。 n作用:主保护 一、 无时限零序电流速断保护 二、零序电流限时速断保护 n整定原则: 1.本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅰ配合,即 IⅡop1=Krel· IⅠop2 t1Ⅱ= t2Ⅰ+⊿t=0.5(s) 灵敏度: Ksen=3I0min/ IⅡop1≥1.5 2.若灵敏度不满足要求,则本线路零序Ⅱ段与下一线路零序Ⅱ配 合,即 IⅡop1=Krel· IⅡop2 t1Ⅱ= t2Ⅱ+⊿t=1.0(s) 3.同时采用0.5s的零序Ⅱ段和1.0s的零序Ⅱ段。 保护范围:本线路全长并延伸至下一线路首端部分。作主保护 二、零序电流限时速断保护 三、 零序过电流保护 n作用: 本线路的近后备及相邻线路的远后备。 n动作电流的整定原则: (1)躲过相邻线路首端三相短路时,出现的最大 不平衡电流,即 IⅢop=Krel· Iunb.max (2)与相邻零序Ⅲ段进行灵敏度配合 IⅢop1=Krel· IⅢop2 n灵敏度校验 近后备:Ksen=3I0min/ IⅢop1≥ 1.3~1.5 远后备: Ksen≥ 1.2 n动作时限的确定 按阶梯形原则配合,配合范围比相间短路过电流 保护配合范围小,因此同一条线路上零序过电流 动作时限比相间短路过电流时限短。 三、 零序过电流保护 三、 零序过电流保护的时限特性 四、 零序电流保护原理接线图 五、对零序电流保护的评价 |中性点直接接地系统中,零序电流保护与相间 短路电流保护相比,有以下优点: (1)灵敏度高。相间过电流动作电流按最大负 荷电流确定,一般为5~7A,零序过电流按躲 开最大不平衡电流确定,一般为2~3A。 (2)延时小。零序过电流动作时限比相间短路 动作时限要短。 (3)不受系统振荡、过负荷影响。 (4)受运行方式变化的影响较小。 缺点: (1)短线路或运行方式变化很大的网络,不能满 足系统的要求; (2)单相重合闸时,影响零序保护的正确工作; (3)自耦变压器联系的两个不同等级的网络,任 一网络的接地会在另一网络引起零序电流,使零 序保护整定复杂。 五、对零序电流保护的评价 小结与作业 n小结: p 零序电流保护的组成及各段保护范围; p 零序电流保护的优点。 n思考题:零序电流保护与相间短路电流 保护相比有何优点? n作业:P39(1-16)题 四、零序电流保护的评价。 1、优点: (1)Ⅲ段灵敏度高,动作时限短。灵敏性高; (2)Ⅰ段保护范围大,速动性好; Ⅱ段易满足受系统方式变化小。不反应系统的振荡 和过负荷; (3)不受系统振荡,短时过负荷影响。原理接线简 单,可靠。 (4) 单相故障机率高。 2、缺点: (1) 不适合短线路及运行方式变化大系统。 (2) 自耦变压器使保护整定复杂化。 (3) 单相重合闸非全相运行零序电流较大误动作。 下次课的任务: ´线路的阶段式距离保护
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