XX大学电力学院课程设计
第 7 章 电力网零序继电保护方式配置与整定计算
第7.1 节 电力网零序继电保护方式配置
7.1.1 110~220kv中性点直接接地电网中线路零序继电保护的配置原则
（1）对于单回线路接地短路，可装设带方向性或不带方向性的多段式零序电流保护，在终端线路，保护段数可适当减少。对环网或电网中某些短线路，宜采用多段式接地距离保护，有利于提高保护的选择性及缩短切除故障时间。
（2）对于平行线路的接地短路，一般可装设零序电流横差动保护作为主保护；装设接于每一回线路的带方向或不带方向元件的多段式零序电流保护作为后备保护。
注：以上原则参见华中理工大学 吕继绍 编 《电力系统继电保护设计原理》第106页 7.1.2 AD和DC线路相间继电保护方式选择
（1） AD为110kv环形网络中的一条线路，可装设带方向性或不带方向性的多段式零序电流保护，如不能满足灵敏度和速动性的要求时，则应采用多段式接地距离保护，有利于提高保护的选择性及缩短切除故障时间。
（2） DC为110kv环形网络中的一条线路，可装设带方向性或不带方向性的多段式零序电流保护，如不能满足灵敏度和速动性的要求时，则应采用多段式接地距离保护，有利于提高保护的选择性及缩短切除故障时间。
第 7.2 节 零序电流保护整定计算的运行方式分析
7.2.1 接地短路电流、电压的特点
根据接地短路故障的计算方法可知，接地短路是相当于在正序网络的短路点增加额外附加电抗的短路。这个额外附加电抗就是负序和零序综合电抗。各序的电流分配，只决定该序网中各只路电抗的反比关系；而各序电流的绝对值要受其它序电抗的影响。 计算分支零序电流的分布时，例如：计算电流分支系数，只须研究零序序网的情况；当要计算零序电流绝对值大小时，必须同时分析正、负、零三个序网的变化。零序电压的
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特点，类似零序电流的情况。零序电压分布在短路点最高，随着距短路点的距离而逐渐降低，在变压器中性点接地处为零。 7.2.2 接地短路计算的运行方式选择
计算零序电流大小和分布的运行方式选择，是零序电流保护整定计算的第一步。选择运行方式就是考虑零序电流保护所能适应的发电机、变压器以及线路变化大小的问题。一般来说，运行方式变化主要取决于电力系统调度管理部门，但继电保护可在此基础上，加以分析选择。其中变压器中性点接地数目的多少和分配地点，对零序电流保护影响极大，通常由继电保护整定计算部门决定。变压器中性点接地方式的选择，一般可按下述条件考虑。
（1）总的原则是，不论发电厂或是变电所，首先是按变压器设备的绝缘要求来确定中性点是否接地；其次是以保持对该母线的零序电抗在运行中变化最小为出发点来考虑。当变压器台数较多时，也可采取几台变压器组合的方法，使零序电抗变化最小。
（2）发电厂的母线上至少应有一台变压器中性点接地运行，这是电力系统过电压保护和继电保护功能所需要的。为改善设备过电压的条件，对双母线上接有多台（一般是四台以上）变压器时，可选择两台变压器同时接地运行，并各分占一条母线，这样在双母线母联短路器断开后，也各自保持着接地系统。
（3）变电所的变压器中性点分为两种情况，单侧电源受电的变压器，如果不采用单相重合闸，其中性点因班应不接地运行，以简化零序电流保护的整定计算；双侧电源受电的变压器，则视该母线上连接的线路条数和变压器台数的多少以及变压器容量的大小，按变压器零序电抗变化最小的原则进行组合。 7.2.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择
(1) 单侧电源辐射形电网，一般取最大运行方式，线路末端的变压器中性点不接地运行。
(2) 多电源的辐射形电网及环状电网，应考虑到相临线路的停运或保护的相继动作，并考虑在最大开机方式下对侧接地方式最小，而本侧（保护的背后）接地方式最大。
(3) 计算各类短路电流值。
7.2.4 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择
(1) 辐射形电网中线路保护的分之系数与短路的位置无关。
(2) 环状电网中线路的分支系数随短路点的移远而逐渐减小 。但实际上整定需要最
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大分支系数，故还是选择开环运行方式。
(3) 环外线路对环内线路的分支系数也与短路点有关，随着短路点的移远，分支系数逐渐增大，可以增加到很大很大，但具体整定并不是选一个最大值，而应按实际整定配合点的分支系数计算。
注：以上原则参见华中理工大学 吕继绍 编 《电力系统继电保护设计原理》
第 7.3节 多段式零序电流保护的整定计算
7.3.1零序电流保护的特点
中性点直接接地系统中发生接地短路，将产生很大的零序电流分量，利用零序电流分量构成保护，可作为一种主要的接地短路保护。因为它不反映三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。另一方面，零序电流保护仍有电流保护的某些弱点，即它受电力系统运行方式变化的影响较大，灵敏度将因此降低；特别是在短距离的线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。
当零序电流保护的保护效果不能满足电力系统要求时，则应装设接地距离保护。接地距离保护因其保护范围比较固定，对本线路和相邻线路的保护效果都会有所改善。
零序电流保护接于电流互感器的零序电流滤过器，接线简单可靠，零序电流保护通常由多段组成，一般是三段式，并可根据运行需要而增减段数。为了适应某些运行情况的需要，也可设置两个一段或二段，以改善保护的效果。 7.3.2 零序电流保护I段的整定
（1） 按躲开本线路末端接地短路的最大零序电流整定，即
Iop1?式中， K?rel?K?rel3I0?max (7-4-1)
——可靠系数，取1.2∽1.3；计算时取1.3
───线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流。
I0?max（2） 零序电流保护Ⅰ段的保护最小保护范围亦要求不小于本保护线路长度的15%。
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（3） 整定的动作延时为0。 7.3.3 零序电流保护II段的整定
此段保护按满足以下条件整定：
（1）按与相邻下一级线路的零序电流保护I段配合整定，即
I式中 ，K K??rel?op1?KIrel??op2K (7-4-2)
bmin—— 可靠系数，取1.1。
—— 分支系数，按实际情况选取可能的最小值；
bmin Iop2—— 相邻下一级线路的零序电流保护I段整定值。
（2）当按此整定结果达不到规定灵敏系数时，可改为与相邻下一级线路的零序电流保护II段配合整定：
Iop1??KIrel??op2K （7-4-3）
bmin（3）零序Ⅱ段的灵敏度校验： K?sen?3I0minI?op1≥ 1.3~1.5 （7-4-4）
（4）零序电流保护II段的动作时间：
当动作电流按式（7-4-2）计算时，top1??t?0.5s 当动作电流按式（7-4-3）计算时，top1?top2??t 7.3.4 零序电流保护III段保护的整定
此段保护一般是起后备保护作用。III段保护通常是作为零序电流保护II段保护的补充作用。零序电流保护III段保护按满足以下条件整定：
（1）
按躲开下一条线路出口处发生三相短路时，流过保护装置的最大不平衡电流来整定
???I???op1?KIrel???anb.max (7-4-5)
式中， Kk —— 可靠系数。取1.25。 Ianb.max —— 最大不平衡电流。
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其中
Ianb.max?Knp?Kst?Ker?Id.max (7-4-6) 式中， Knp—非周期分量系数，，取1~2； Kst—电流互感器的同性系数，取0.5； Ker—电流互感器的10%误差，取0.1；
I(3)d?max—下一级线路始端三相短路的最大短路电流。
（2）零序III段的灵敏度校验： 当作为近后备保护时，
(3)K???sen?3I0minI???op1? 1.3 ? 1.5 (7-4-7)
当作为远后备保护时，
K???sen?3I1minKbmaxI???op1? 1.2 (7-4-8)
式中， I0min——本线路末端短路时在小方式运行下的最小零序电流。
I1min——下一级线路末端短路时在小方式运行下的最小零序电流。 Kbmax——最大分支系数。 （4）零序电流保护Ⅲ段的动作时间：
时限的确定:对于环型网络,若按阶梯原则与相邻线路配合时,会产生断路器误动的现象因此应找出解环点所以必须选出某一线路的保护III段与其相邻的保护II段配合此即环网保护III段的动作时限的起始点，此起始点的选择原则是：应考虑尽可能使整个环网中保护三段的保护灵敏度较高。 结合实际情况，整定结果为：
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