1、第第 2.3 2.3 節(jié)節(jié) 零序電流維護(hù)零序電流維護(hù)1 1 主要針對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)大電流接主要針對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)。地系統(tǒng)。特征和差別：特征和差別：1 1電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三相對(duì)稱，沒(méi)有負(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三相對(duì)稱，沒(méi)有負(fù) 序和零序分量。序和零序分量。2 2不對(duì)稱缺點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)序或零序分量。不對(duì)稱缺點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)序或零序分量。 其中，零序分量特征總是伴隨著不對(duì)其中，零序分量特征總是伴隨著不對(duì) 稱接地缺點(diǎn)的發(fā)生而產(chǎn)生，據(jù)此，可構(gòu)成稱接地缺點(diǎn)的發(fā)生而產(chǎn)生，據(jù)此，可構(gòu)成 反映不對(duì)稱接地缺點(diǎn)的零序電流維護(hù)。反映不對(duì)稱接地缺點(diǎn)的零序電流維護(hù)。 2 2KU2.3.1 2.3.1

2、零序分量的分布零序分量的分布KUKU0KU缺點(diǎn)附加網(wǎng)絡(luò)缺點(diǎn)附加網(wǎng)絡(luò)0003 3 由缺點(diǎn)附加網(wǎng)絡(luò)由缺點(diǎn)附加網(wǎng)絡(luò)( (短路點(diǎn)是缺點(diǎn)分量的短路點(diǎn)是缺點(diǎn)分量的“源源),),分解出零序分量之后分解出零序分量之后, ,零序電壓的分布如下：零序電壓的分布如下：MU0NU0KU0KU00MINI00MZNZ0NNNIZU000 NU0分解分解由由0KKUU04 4零序分量的特點(diǎn)：零序分量的特點(diǎn)： 1 1短路點(diǎn)的零序電壓最高，接地點(diǎn)為短路點(diǎn)的零序電壓最高，接地點(diǎn)為0 0。 2 2零序電流由短路點(diǎn)經(jīng)過(guò)一切的變壓器接零序電流由短路點(diǎn)經(jīng)過(guò)一切的變壓器接 地點(diǎn)構(gòu)成回路。地點(diǎn)構(gòu)成回路。 3 3零序電壓與電流的相位關(guān)系即零

3、序功零序電壓與電流的相位關(guān)系即零序功 率方向如以下圖：率方向如以下圖：5 5 內(nèi)部接地時(shí)，零序功率方向：內(nèi)部接地時(shí)，零序功率方向：MU0NU0KU0KU00MINI00MZNZ0NU0NNNIZU000 關(guān)關(guān)系系如如右右圖圖側(cè)側(cè)零零序序相相位位NNU0NI00 的角度的角度為為NZ00 6 6 分析上圖，并歸納后，可以知道：分析上圖，并歸納后，可以知道： 1 1內(nèi)部接地時(shí)內(nèi)部接地時(shí) 2 2N N側(cè)外部接地時(shí)側(cè)外部接地時(shí) MU0MI0NU0NI0MU0MI0NU0NI00 0 M側(cè)側(cè)N側(cè)側(cè) 內(nèi)部缺點(diǎn)內(nèi)部缺點(diǎn) 外部缺點(diǎn)外部缺點(diǎn) 7 7 分析上圖，并歸納后，可以知道：分析上圖，并歸納后，可以知道：

4、1 1內(nèi)部接地時(shí)內(nèi)部接地時(shí) 2 2N N側(cè)外部接地時(shí)側(cè)外部接地時(shí) MU0MI0NU0NI0MU0MI0NU0NI00 0 特殊相量特殊相量 可以運(yùn)用于判別短路方向可以運(yùn)用于判別短路方向 8 82.3.2 2.3.2 零序分量的獲取零序分量的獲取CBAFFFF 03依依據(jù)據(jù)：AUaU03U0U, ,計(jì)算或銜接計(jì)算或銜接aUbUcU03U9 92.3.2 2.3.2 零序分量的獲取零序分量的獲取CBAFFFF 03依依據(jù)據(jù)：AUaU03U0U, ,計(jì)算或銜接計(jì)算或銜接03UaUbUcU開(kāi)口三角開(kāi)口三角10102.3.2 2.3.2 零序分量的獲取零序分量的獲取CBAFFFF 03依依據(jù)據(jù)：AUaU

5、03U0U, ,計(jì)算或銜接計(jì)算或銜接aUbUcU03U1111 二次回路還可以采用下面的方法來(lái)獲取零二次回路還可以采用下面的方法來(lái)獲取零序電壓：序電壓：0UaUcUbUCC1212零序電流分量的獲取方法：零序電流分量的獲取方法：03I03I1313零序電流濾過(guò)器的不平衡輸出零序電流濾過(guò)器的不平衡輸出aIAATAaTAaIInInI11AIAI LZ2Z1Z Z單相二次、一次單相二次、一次I I關(guān)系：關(guān)系：CBATACBATAcbaIIInIIInIIII1103三相二次、一次三相二次、一次I I關(guān)系：關(guān)系：1414零序電流濾過(guò)器的不平衡輸出零序電流濾過(guò)器的不平衡輸出aIAATAaTAaIInI

6、nI11AIAI LZ2Z1Z Z單相二次、一次單相二次、一次I I關(guān)系：關(guān)系：CBATACBATAcbaIIInIIInIIII1103三相二次、一次三相二次、一次I I關(guān)系：關(guān)系：unbI1515 TA TA的誤差曲線：的誤差曲線：2I二二次次側(cè)側(cè)1I一一次次側(cè)側(cè)理想曲線理想曲線 實(shí)踐曲線實(shí)踐曲線( (飽和曲線飽和曲線) )10%誤差誤差1.maxI希望：丈量電流希望：丈量電流 誤差誤差10%電流變化最小。電流變化最小。 當(dāng)然，接地阻抗不變?yōu)樽詈?。?dāng)然，接地阻抗不變?yōu)樽詈谩?這是繼電維護(hù)對(duì)一次系統(tǒng)提出的要求中，少數(shù)被這是繼電維護(hù)對(duì)一次系統(tǒng)提出的要求中，少數(shù)被采用的。采用的。3232 如：一

7、個(gè)變電站有如：一個(gè)變電站有2 2臺(tái)變壓器時(shí)，那么，平常只允臺(tái)變壓器時(shí)，那么，平常只允許一臺(tái)接地，另一臺(tái)不接地。許一臺(tái)接地，另一臺(tái)不接地。3333 如：一個(gè)變電站有如：一個(gè)變電站有2 2臺(tái)變壓器時(shí)，那么，平常只允臺(tái)變壓器時(shí)，那么，平常只允許一臺(tái)接地，另一臺(tái)不接地。許一臺(tái)接地，另一臺(tái)不接地。 當(dāng)接地的變壓器檢修當(dāng)接地的變壓器檢修( (或退出運(yùn)轉(zhuǎn)或退出運(yùn)轉(zhuǎn)) )時(shí)，才將不接地時(shí)，才將不接地的變壓器改為接地。的變壓器改為接地。 注：自耦變壓器必需每臺(tái)接地！注：自耦變壓器必需每臺(tái)接地！3434二、零序電流二、零序電流段維護(hù)段維護(hù) 與下一級(jí)線路的零序與下一級(jí)線路的零序段電流定值進(jìn)展配段電流定值進(jìn)展配合電流

8、、時(shí)間兩方面的配合。合電流、時(shí)間兩方面的配合。 留意：電流的另一種分流關(guān)系留意：電流的另一種分流關(guān)系( (分支系數(shù)分支系數(shù)) )！ 下面引見(jiàn)下面引見(jiàn) 假設(shè)零序電流假設(shè)零序電流段的靈敏度不夠，那么與段的靈敏度不夠，那么與下一級(jí)線路的零序下一級(jí)線路的零序段電流定值進(jìn)展配合。段電流定值進(jìn)展配合。3535MI0mI0MPMPmIZZZI00000 MZ0PZ0MbIK100 PPMmMbZZZIIK000000反映了：分流關(guān)系反映了：分流關(guān)系3636得到零序得到零序段電流定值計(jì)算公式：段電流定值計(jì)算公式：I2.setb0IIrelII1.setIKKI 為了保證維護(hù)為了保證維護(hù)1 1的第的第段不誤動(dòng)段

9、不誤動(dòng), ,從公式和從公式和電流維護(hù)的概念可以得出：電流維護(hù)的概念可以得出： 整定值必需取最大整定值必需取最大對(duì)應(yīng)的分支系數(shù)取對(duì)應(yīng)的分支系數(shù)取最小最小( (分流最大分流最大) )，保證不誤動(dòng)。，保證不誤動(dòng)。MbmIKI0001 由由min.37375110.IIKII.set.IIsen 末末端端最最小小 校驗(yàn)零序校驗(yàn)零序段時(shí)，思索線路末端短路的最小零序段時(shí)，思索線路末端短路的最小零序電流，故沒(méi)有分支系數(shù)的影響，但存在分配系數(shù)的電流，故沒(méi)有分支系數(shù)的影響，但存在分配系數(shù)的影響。影響。 靈敏度要求：靈敏度要求：mI03838 分配系數(shù)與分支系數(shù)的關(guān)系：分配系數(shù)與分支系數(shù)的關(guān)系：mI0MI0NI0

10、KI0 M M側(cè)電流分配系數(shù)：側(cè)電流分配系數(shù)：KMMICI000 維護(hù)處電流分支系數(shù)：維護(hù)處電流分支系數(shù)：MmmICI000MmbIK0.013939 躲過(guò)下一級(jí)線路出口相間短路所產(chǎn)生的最大不躲過(guò)下一級(jí)線路出口相間短路所產(chǎn)生的最大不平衡電流。平衡電流。三、零序電流三、零序電流段維護(hù)段維護(hù)CBATAIIIsetIIInII 1unb 目前的工程中，通常取一次的零序電流為目前的工程中，通常取一次的零序電流為300300800A800A保證高阻接地時(shí)的靈敏度，再換算成二保證高阻接地時(shí)的靈敏度，再換算成二次值，作為次值，作為段定值。段定值。 單相高阻接地缺點(diǎn)時(shí)，靈敏度最高。單相高阻接地缺點(diǎn)時(shí)，靈敏度最

11、高。TAKnI)3(max.2/1 . 0( (三相互感器為同型號(hào)三相互感器為同型號(hào) 時(shí)，以下圖闡明時(shí)，以下圖闡明) )4040 TA TA的誤差曲線：的誤差曲線：2I二二次次側(cè)側(cè)1I一一次次側(cè)側(cè)理想曲線理想曲線某相出現(xiàn)最大某相出現(xiàn)最大誤差誤差10%10%1.maxI希望：丈量電流希望：丈量電流 誤差誤差10%10% AI aI其他相至少出現(xiàn)其他相至少出現(xiàn)的誤差的誤差5%5%4141 與電流維護(hù)一樣，還需求驗(yàn)證近后備、遠(yuǎn)與電流維護(hù)一樣，還需求驗(yàn)證近后備、遠(yuǎn)后備的靈敏度。后備的靈敏度。 在在段靈敏度滿足要求后，由于通常存在段靈敏度滿足要求后，由于通常存在“段電流定值段電流定值段電流定值，所以，段

12、電流定值，所以，零序零序段的近后備容易滿足。段的近后備容易滿足。 還該當(dāng)驗(yàn)算：遠(yuǎn)后備的靈敏度。并進(jìn)展時(shí)還該當(dāng)驗(yàn)算：遠(yuǎn)后備的靈敏度。并進(jìn)展時(shí)間的制定。間的制定。4242 在在110kV110kV及以上系統(tǒng)中，導(dǎo)線對(duì)樹(shù)木、竹及以上系統(tǒng)中，導(dǎo)線對(duì)樹(shù)木、竹子等放電時(shí)，接地電阻稱為過(guò)渡電阻可子等放電時(shí)，接地電阻稱為過(guò)渡電阻可能到達(dá)能到達(dá)100100300300，此時(shí)，主要靠零序，此時(shí)，主要靠零序IIIIII段來(lái)切除短路。段來(lái)切除短路。 國(guó)家規(guī)范規(guī)定，最大的過(guò)渡電阻按照下面國(guó)家規(guī)范規(guī)定，最大的過(guò)渡電阻按照下面思索：思索：110kV 75110kV 75 220kV100 220kV100 500kV300

13、 500kV300kA1IK 本質(zhì)是反映：本質(zhì)是反映：43432.3.6 2.3.6 方向性零序電流維護(hù)方向性零序電流維護(hù) 通常為多接地點(diǎn)通常為多接地點(diǎn)類似于類似于“多電源點(diǎn)。多電源點(diǎn)。因此，需求方向元件。因此，需求方向元件。 回想一下零序方向特征：回想一下零序方向特征：4444 分析上圖，并歸納后，可以知道：分析上圖，并歸納后，可以知道： 1 1內(nèi)部接地時(shí)內(nèi)部接地時(shí) 2 2N N側(cè)外部接地時(shí)側(cè)外部接地時(shí) MU0MI0NU0NI0MU0MI0NU0NI00 0 K0 4545K0 K0 03U03U03I03I于是，設(shè)計(jì)：零序電流超前零序電壓的角度于是，設(shè)計(jì)：零序電流超前零序電壓的角度 為為

14、時(shí)，最靈敏。時(shí)，最靈敏。 0K180 110951800K00 IUarg 即即4646零序方向元件的幅值比較動(dòng)作方程為：零序方向元件的幅值比較動(dòng)作方程為：00K000K0IUIU K0 K0 03U03U03I03I同同方方向向旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)成成：與與0I4747 出口發(fā)生接地短路時(shí)，零序電壓最大，所以，沒(méi)出口發(fā)生接地短路時(shí)，零序電壓最大，所以，沒(méi)有出口死區(qū)的問(wèn)題。有出口死區(qū)的問(wèn)題。 接線方式簡(jiǎn)單：接線方式簡(jiǎn)單： 。）（一一般般為為線線路路的的零零序序阻阻抗抗角角00K08570 0033IU和和 確定：確定：110kV110kV及以上系統(tǒng)中，采及以上系統(tǒng)中，采用自產(chǎn)零序電壓。用自產(chǎn)零序電壓。0U

15、3 但是但是, , 的極性經(jīng)常被接錯(cuò)的極性經(jīng)常被接錯(cuò), ,導(dǎo)致不正確動(dòng)作。導(dǎo)致不正確動(dòng)作。 雖然想了很多方法，依然難以徹底處理。主要緣雖然想了很多方法，依然難以徹底處理。主要緣由是：正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)由是：正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú) 。 0U3正常三相有電壓正常三相有電壓, ,便于確認(rèn)極性。便于確認(rèn)極性。48482.3.7 2.3.7 對(duì)零序電流維護(hù)的評(píng)價(jià)對(duì)零序電流維護(hù)的評(píng)價(jià) 1 1靈敏度高靈敏度高幾乎不受負(fù)荷電流影響。幾乎不受負(fù)荷電流影響。 2 2受運(yùn)轉(zhuǎn)方式影響較小受運(yùn)轉(zhuǎn)方式影響較小間接影響。間接影響。 3 3三相對(duì)稱時(shí)，幾乎沒(méi)有影響。如振蕩、三相對(duì)稱時(shí)，幾乎沒(méi)有影響。如振蕩、 過(guò)負(fù)荷等。過(guò)負(fù)荷等。 4 4

16、出口短路無(wú)出口短路無(wú)“死區(qū)死區(qū)零序電壓最大。零序電壓最大。 5 5耐高阻接地的才干強(qiáng)。耐高阻接地的才干強(qiáng)。 6 6普通情況下，第普通情況下，第IIIIII段的延時(shí)短。段的延時(shí)短。4949零序零序段延時(shí)與維護(hù)范圍的表示圖段延時(shí)與維護(hù)范圍的表示圖5050各處零序各處零序段維護(hù)均正確動(dòng)作的延時(shí)表示圖段維護(hù)均正確動(dòng)作的延時(shí)表示圖相間過(guò)流相間過(guò)流零序過(guò)流零序過(guò)流5151零序電流維護(hù)的缺乏：零序電流維護(hù)的缺乏： 1 1對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)方式變化很大或接地點(diǎn)變化很大的對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)方式變化很大或接地點(diǎn)變化很大的 電網(wǎng)，難以滿足系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。電網(wǎng)，難以滿足系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。 2 2單相重合閘過(guò)程中，系統(tǒng)又發(fā)生振蕩，能夠單相重

17、合閘過(guò)程中，系統(tǒng)又發(fā)生振蕩，能夠 出現(xiàn)較大零序電流的情況出現(xiàn)較大零序電流的情況有影響。有影響。 3 3采用自耦合變壓器聯(lián)絡(luò)兩個(gè)不同電壓等級(jí)的采用自耦合變壓器聯(lián)絡(luò)兩個(gè)不同電壓等級(jí)的 電網(wǎng)時(shí)，任一側(cè)發(fā)生接地短路都將在另一側(cè)電網(wǎng)時(shí)，任一側(cè)發(fā)生接地短路都將在另一側(cè) 產(chǎn)生零序電流產(chǎn)生零序電流 整定計(jì)算復(fù)雜化。整定計(jì)算復(fù)雜化。 5252書(shū)本以外的問(wèn)題：書(shū)本以外的問(wèn)題： 1 1、為什么教材中只討論零序維護(hù)，而不討論負(fù)序、為什么教材中只討論零序維護(hù)，而不討論負(fù)序 電流維護(hù)？電流維護(hù)？ 零序零序反映接地短路。反映接地短路。 負(fù)序負(fù)序反映不對(duì)稱短路。反映不對(duì)稱短路。 反映更全面，包括接地。反映更全面，包括接地。1

18、 1零序分量獲取簡(jiǎn)單零序分量獲取簡(jiǎn)單( (任何時(shí)辰，信號(hào)相加即可任何時(shí)辰，信號(hào)相加即可) )。 tftftftf3FFFF3CBA0CBA0 對(duì)應(yīng)于：對(duì)應(yīng)于：53532 2負(fù)序分量的獲取要復(fù)雜一些，同時(shí)，在兩種狀負(fù)序分量的獲取要復(fù)雜一些，同時(shí)，在兩種狀 態(tài)轉(zhuǎn)變的期間，會(huì)出現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)變的期間，會(huì)出現(xiàn)“不真實(shí)的負(fù)序分量。不真實(shí)的負(fù)序分量。 即：必需用同一種形狀的電氣量進(jìn)展分解，即：必需用同一種形狀的電氣量進(jìn)展分解， 才干得到真實(shí)的負(fù)序分量才干得到真實(shí)的負(fù)序分量( (以下圖以下圖) )。 目前，微機(jī)維護(hù)中曾經(jīng)運(yùn)用了負(fù)序分量構(gòu)成目前，微機(jī)維護(hù)中曾經(jīng)運(yùn)用了負(fù)序分量構(gòu)成 缺點(diǎn)判別的維護(hù)功能。缺點(diǎn)判別的維護(hù)功能

19、。5454設(shè)設(shè)T T為工頻周期時(shí)，那么瞬時(shí)值的一種獲取方法為：為工頻周期時(shí)，那么瞬時(shí)值的一種獲取方法為：負(fù)序分量的獲取方法：負(fù)序分量的獲取方法：CBA2FaFaFF 23)Tt (f)Tt (f)t (f)t (fCBA23323 BFa222AF2CF2BFCFa25555 采用下式，或其它方法，都會(huì)在采用下式，或其它方法，都會(huì)在2 2種形狀轉(zhuǎn)換前種形狀轉(zhuǎn)換前后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。)Tt (f)Tt (f)t (f)t (fCBA23323 5656 采用下式，或其它方法，都會(huì)在采用下式，或其它方法，都會(huì)在2 2種形狀轉(zhuǎn)換前種形狀轉(zhuǎn)換前后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。

20、后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。)Tt (f)Tt (f)t (f)t (fCBA23323 5757 采用下式，或其它方法，都會(huì)在采用下式，或其它方法，都會(huì)在2 2種形狀轉(zhuǎn)換前種形狀轉(zhuǎn)換前后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。后，出現(xiàn)不真實(shí)的負(fù)序分量。)Tt (f)Tt (f)t (f)t (fCBA23323 58582 2、三相短路與單相接地短路比較，哪一種情況下、三相短路與單相接地短路比較，哪一種情況下 短路點(diǎn)的短路電流最大？短路點(diǎn)的短路電流最大？； 10ZEI)3(K 01010112ZZEIII)(K)(K2)(K1 010)1(K1)1(K0)1(K2)1(K1)1(KZZ2E3I3IIII3ZZZ3ZZII)1(K)3(K 101012259592 2、三相短路與單相接地短路比較，哪一種情況下、三相短路與單相接地短路比較，哪一種情況下