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零序電流保護
閱讀�35489時間�2011-01-11 11:04:50

  利用接地時產(chǎn)生的零序電流使保護動作的裝置,叫零序電流保護。在電纜�路上都采用專門的零�電流互感�來實�(xiàn)接地保護。對 l10kV 以上中性點直接接地系統(tǒng)中的電力變壓�,一般應(yīng)裝設(shè)零序電流(接地)保護� 作為變壓器主保護的后備保護和相鄰元件短路的后備保護�

零序電流簡介

  零序電流可以看成是在故障點出�(xiàn)一個零序電壓Ud0而產(chǎn)生的,它必須�(jīng)過變壓器接地的中性點�(gòu)成回路。對零序電流的方�,仍然采用母線流向故障點為正、而對零序電壓的方�,是線路高于大地的電壓為正�

  零序分量的特點:

  系統(tǒng)零序電壓:故障點的零序電�,變壓器中性點接地處為0�

  系統(tǒng)零序電流:I0的分布與中性點接地的多少及位置有關(guān),而與電源�(shù)目無�(guān)。I0在接地中性點之間�(wǎng)�(luò)中分�,且與分支阻抗成反比�

  零序功率:S0=I0U0,故障點,越靠近中性點越小。故障線路上,零序功率實際方向是線路�>母線�

簡介

  利用接地時產(chǎn)生的零序電流使保護動作的裝置,叫零序電流保護。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實�(xiàn)接地保護。將零序電流互感器套地三芯電纜上,電流繼電器接在互感器的二次線圈�,在正常運行或無接地故障時,由于電纜三相電流的向量之和等于零,零序互感器二次線圈的電流也為零(只有很小的不平衡電流),故電流繼電器不動作。當�(fā)生接地故障時,零序互感器二次線圈將出�(xiàn)較大的電�,使電流繼電器動�,以便發(fā)出信號或切除故障�

特點

  �(yōu)�

  (1)零序過電流保護的靈敏度高,零序過電流保護的動作時限也較相間保護為��

  (2) 零序電流保護受系�(tǒng)運行方式變化的影響要小得多,零序I段的保護范圍較大,也較穩(wěn)�,零序Ⅱ段的靈敏系數(shù)也易于滿足要��

  (3)當系�(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀�(tài)�,例如系�(tǒng)振蕩,短時過負荷等、三相是對稱�,相間短路的電流保護均將受它們的影響而可能誤動作,因而需要采取必要的措施予以防止,而零序保護則不受它們的影響�

  (4)零序功率方向元件無死區(qū)�

  在中性點直接接地的電�(wǎng)�,由于零序電流保護簡�、經(jīng)濟、可�,因而獲得了廣泛的應(yīng)��

  零序電流保護的缺點是�

  (1)對于短線路或運行方式變化很大的情�,保護往往不能滿足系統(tǒng)運行所提出的要��

  (2)隨著單相重合閘的廣泛�(yīng)�,在重合閘動作的過程中將出現(xiàn)非全相運行狀�(tài)、再考慮系統(tǒng)兩側(cè)的電機發(fā)生搖�,則可能出現(xiàn)較大的零序電�,因而影響零序電流保護的正確工作,此時應(yīng)從整定計算上予以考慮,或在單相重合閘動作過程中使之短時退出運��

  (3)當采用自耦變壓器�(lián)系兩個不同電壓等級的�(wǎng)�(luò)�(例如110kV�220kV電網(wǎng))、則任一�(wǎng)�(luò)的接地短路都將在另一�(wǎng)�(luò)中產(chǎn)生零序電�,這將使零序保護的整定配合�(fù)雜化,并將增大第Ⅲ段保護的動作時限�

原則

  零序電流保護的優(yōu)點具有簡�、可靠、動作正確率�,受弧光及接地電阻影響小,不受負荷及振蕩影響,有相繼動作的性能,這些�(yōu)點都只能在選擇適當合理的運行方式并正確的整定才能得到�(fā)�。為了用好零序電流保�,提出下列原則:

  1.系統(tǒng)變壓器中性點接地運行方式�(yīng)基本保持不變�

  (1)變電所只有一組變壓器,如果是接地運行,則接地點不�(yīng)斷開�

  (2)變電所只有二組變壓�,如果不都是自耦變壓器,則�(yīng)只將其中一組變壓器中性點接地�

  (3)變電所�2組以上變壓器,應(yīng)�(jīng)常保持中性點接地的變壓器組數(shù)或容量不��

  2.正常使用的整定值應(yīng)按照�(jīng)常出�(xiàn)的運行方式作為依�(jù)。每一個變電所一般只考慮一回線停檢,不考慮同時兩回線停��

  對一年中僅短時出�(xiàn)的特殊運行方�,如由于變壓器檢修而不能滿足接地點保持不變的要求時,則臨時處理,如停有�(guān)的零序電流保護段或改變定�(有條件的可以多裝一些零序電流保護段以備特殊運行方式時使�)也可使零序電流保護臨時與高頻保護配合等等措施�

  3.線路零序阻抗參數(shù)以及三相三柱變壓器的零序阻抗�(yīng)以實測值為依據(jù)�

  4.對零序方向元件的使用問題�

  為提高零序電流保護動作的可靠�,盡可能不用零序方向,只有在加零序方向后可以使保護范圍或保護相互配合�(guān)系上帶來顯著效果�,才予考慮�

  5.適當增加零序電流段數(shù),便于運行中靈活使用(包括運行方式變更時,不必改定值而通過操作壓板處理,作為旁路開�(guān)保護,在代替不同線路時使用比較靈�),對短線路配合需要增加段�(shù)�

  6.變壓�220千伏�(cè)的開�(guān),應(yīng)根據(jù)需要裝�(shè)防止開關(guān)非全相運行的保護,以避免由于變壓器出�(xiàn)非全相運行使系統(tǒng)零序電流保護誤動�。保護可按開�(guān)三相位置不對�(yīng)且有零序電流�,以較短的時限跳閘。零序電流動作值及時間的整定應(yīng)保證較線路的零序電流保護靈敏�

  雙母線的母聯(lián)開關(guān)也應(yīng)根據(jù)需要裝�(shè)上述保護�

  7.如果�(jīng)過制造研究部門及生�(chǎn)使用等部門的共同努�,采取有效措�,使保護的級差時間由原有�0.5秒縮短為0.2�0.3�,各保護段時間得以相�(yīng)縮短,這樣即使沒有裝設(shè)高頻保護,相當一部份線路故障�,也能保證系�(tǒng)�(wěn)�。此外,對一些不易整定的短線�,可用適當增加保護段�(shù)的方法來解決�

原理

  零序電流保護的基本原理是基于基爾霍夫電流定律:流入電路中任一節(jié)點的�(fù)電流的代�(shù)和等于零,即ΣI=0,它是用零序C.T作為取樣元件。在線路與電氣設(shè)備正常的情況�,各相電流的矢量和等于零(對零序電流保護假定不考慮不平衡電流),因此,零序C.T的二次側(cè)繞組無信號輸出(零序電流保護時躲過不平衡電流�,執(zhí)行元件不動作。當�(fā)生接地故障時的各相電流的矢量和不為零,故障電流使零序C.T的環(huán)形鐵芯中�(chǎn)生磁�,零序C.T的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動作,帶動脫扣裝置,切換供電網(wǎng)�(luò),達到接地故障保護的目的�

�(yīng)�

  零序電流保護一般適合使用于TN接地系統(tǒng)。因為當�(fā)生一相接地時,對TN-S系統(tǒng)Id回路阻抗包括相線阻抗Z1,PE線阻抗ZPE和接觸阻抗Zf,即Zs=Z1+ZPE+Zf;對于TN-C系統(tǒng),Id回路阻抗包括相線阻抗Z1,PEN線阻抗ZPEN和接觸電阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+Zf;對于TN-C-S系統(tǒng),Id回路阻抗包括相線阻抗Z1,PEN線阻抗ZPEN,PE線阻抗ZPE和接觸電阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf,產(chǎn)生的單相接地故障電流Id�220/ZS,明顯大于無故障時的三相不平衡電流,只要整定合適,就可檢測出�(fā)生接地故障時的零序電流,以切斷故障回�。而對IT系統(tǒng),一般均是使用對供電可靠性要求較�、對單相接地不必要立即切斷供電回�、但需�(fā)出絕緣破壞監(jiān)察信號、以維持繼續(xù)供電一段時�。工礦企�(yè)�(nèi)的不配出中性線的三相三線配電線�。當單相接地�,該故障線路上流過的零序電流是全系統(tǒng)非故障系�(tǒng)電容電流之和,因而容易檢測出接地故障電流,故可用零序電流保護裝置來監(jiān)察相對地次接地故障。TT接地系統(tǒng)常應(yīng)用于工農(nóng)�(yè)、民用建筑的照明、動力混合供電的三相四線配電系統(tǒng)中,常發(fā)�(xiàn)三相不平衡電流較�,當�(fā)生一相接地時,Id回路阻抗包括相線阻抗Z1,PE線阻抗ZPE,負載側(cè)接地電阻RA和電源側(cè)接地電阻RB,接觸阻抗Zf,即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf,接地故障電流Id=220/ZS,由于RA+RB>>Z1+ZPE+Zf,且RA+RB�(shù)值一般均較大,很明顯TT系統(tǒng)的故障環(huán)路阻抗大,產(chǎn)生的單接故障電流Id,遠遠小于不平衡電流,很難檢測出故障電流,故不適用于TT接地系統(tǒng)�

  零序電流保護具體�(yīng)用可在三相線路上各裝一個電流互感器(C.T�,或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序C.T,也可在中性線N上安裝一個零序C.T,利用這些C.T來檢測三相的電流矢量�,即零序電流Io,IA+IB+IC=IO,當線路上所接的三相負荷完全平衡時(無接地故�,且不考慮線路、電器設(shè)備的泄漏電流�,IO=0;當線路上所接的三相負荷不平�,則IO=IN,此時的零序電流為不平衡電流IN;當某一相發(fā)生接地故障時,必然產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id,此時檢測到的零序電流IO=IN+Id,是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和�

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