零序保護原理.ppt

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1、零序方向繼電器的原理一、零序方向繼電器的設置。由于零序電流都要經(jīng)過中性點接地的變壓器構成回路，當然該變壓器是或接線的變壓器。所以從某種意義上說這樣的變壓器是零序電源（從概念上講零序電源在短路點，這里只是從零序電流的流向意義上說）。電力系統(tǒng)中基本上在每一母線處都有中性點接地的變壓器，所以對零序電流保護來說基本上每條線路都是雙側(cè)電源線路。而雙側(cè)電源線路上的電流保護有時必需加方向繼電器才能保證它的選擇性。因而零序電流保護有時也必須加零序方向繼電器才能保證它的選擇性。零序方向繼電器的原理二、零序方向繼電器的基本原理與實現(xiàn)方法。零序電流方向保護如上所述

2、，有些地方需要加零序方向繼電器?？衫昧阈蚍较蛟嫵煽v聯(lián)零序方向保護，所以零序方向繼電器是保護裝置經(jīng)常用到的一種繼電器。對零序方向繼電器的最基本要求是利用比較零序電壓和零序電流的相位來區(qū)分正、反方向的接地短路。㈠正、反方向接地短路時，零序電壓和零序電流的夾角設零序方向繼電器裝在MN線路的M側(cè)。在上圖所示的零序序網(wǎng)圖中，加在繼電器的上的零序電壓、電流按傳統(tǒng)方式規(guī)定它的正方向。零序電壓的正方向是母線電壓為正、中性點電壓為負，圖中電壓箭頭表示電位降方向。零序電流以母線流向被保護線路方向為其正方向。根據(jù)圖(a)所示的正方向短路的零序序網(wǎng)圖，按上述規(guī)

3、定的電壓、電流正方向可得：(1)根據(jù)圖（b）所示的反方向短路的零序序網(wǎng)圖，按上述規(guī)定的電壓、電流正方向可得：(2)如果系統(tǒng)中各元件零序阻抗的阻抗角都為。正方向短路時根據(jù)（1）式，零序電壓超前零序電流的角度為：(3)反方向短路時根據(jù)（2）式，零序電壓超前零序電流的角度為(4)正方向短路和反方向短路時的相量圖示于圖（c）、（d）中。（3）、（4）兩式告訴我們，在正、反方向接地短路時零序電壓超前零序電流的角度都只與保護安裝處與短路方向相反一側(cè)零序阻抗的阻抗角有關。在正方向短路時，零序電壓超前零序電流的角度是保護安裝處反方向零序阻抗的阻抗角再反一個，

4、角度是一個負角，零序電流超前于零序電壓。在反方向短路時，零序電壓超前零序電流的角度是保護安裝處正方向零序阻抗的阻抗角，角度是正角，零序電流滯后于零序電壓。正、反方向短路時零序電壓超前于零序電流的角度截然相反，因此可用以區(qū)分正、反方向短路。（3）和（4）兩式是構成零序方向繼電器的基礎。零序方向繼電器的實現(xiàn)方法按零序功率的幅值比較方式實現(xiàn)900系列線路保護中的零序方向繼電器采用本方法實現(xiàn)。首先將三倍零序電流往超前方向旋轉(zhuǎn)一個角，得到相量，式中為線路零序阻抗的阻抗角，例如為，按下式求得該電流相量與零序電壓產(chǎn)生的有功功率（電流的共軛相量與電壓乘積的實

5、部）：(5)式中為超前于的夾角，。當正方向短路時，據(jù)（3）式，，因此得為負的最大值。故而正方向的零序方向繼電器的動作方程可定為：在正方向短路時正方向的零序方向繼電器可以靈敏動作。(6)當反方向短路時據(jù)（4）式，，因此得為正的最大值。故而反方向的零序方向繼電器的動作方程為：(7)在反方向短路時，反方向的零序方向繼電器可以靈敏動作。反方向的零序方向繼電器的動作邊界為，而正方向的零序方向繼電器的動作邊界定為(當電流互感器二次額定電流是5A時)，這是為了讓反方向方向元件的靈敏度高于正方向的方向元件靈敏度。此外正方向的零序方向繼電器和反方向的零序方向繼

6、電器各要和一個零序電流繼電器組成‘與’門后才能去控制發(fā)信或停信，其中與反方向的零序方向繼電器配合的零序電流繼電器的定值要低于與正方向的零序方向繼電器配合的零序電流繼電器的定值，這些也都是為了使反方向方向元件更加靈敏，使它動作后閉鎖優(yōu)先。在零序電流方向保護中使用的零序方向繼電器無需正、反方向兩個方向繼電器。只需要正方向的零序方向繼電器。零序方向繼電器的性能評述㈠正方向短路和反方向短路時零序電壓和零序電流的夾角截然相反，動作邊界十分清晰，因此性能良好，有良好的方向性。㈡繼電器的動作行為與負荷電流無關，與過渡電阻大小無關。負荷電流是正序電流，因此負

7、荷電流的大小不會影響零序方向繼電器的動作行為。此外，由（3-7）和（3-8）兩式可知繼電器測得的零序電壓超前零序電流的角度只與保護安裝處與短路方向相反一側(cè)的零序阻抗的阻抗角有關。而與短路方向相反的一側(cè)的阻抗中是沒有過渡電阻的，所以零序方向繼電器不受過渡電阻的影響。由于上述原因零序方向繼電器不是最靈敏地動作就是最可靠地不動作。㈢系統(tǒng)振蕩時不會誤動。系統(tǒng)振蕩時沒有零序分量，因此零序方向繼電器不會誤動。另外零序方向繼電器還要和零序電流繼電器構成邏輯‘與’的關系，振蕩時零序電流繼電器不動作，所以不會誤動。(四)零序方向繼電器只能保護接地故障，對兩相短

8、路和三相短路無能為力。這是它的一個缺陷。但是由于這兩種故障類型機率不大，所以零序方向繼電器還是得到普遍使用。