零序电流
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零序电流范文第1篇
【关键词】电力系统；继电保护装置；零序电流保护
前言
供电高压电网的各种电压等级的接地系统中广泛采用零序电流保护，是基于其工作原理简单，动作速度快，然而要将此保护应用到电网中，主要解决是保护定值计算。零序电流整定计算的结果，关系到电力系统运行的安全性，零序电流保护装置也是电力系统重要的二次设备之一，正确的保护定值是防止事故进一步扩大的基础，在电力生产运行工作和电力工程的设计中，零序电流保护整定计算就是保障电网安全运行的重要工作之一。
1 零序电流整定配合原则
1.1 电网运行方式的选择
零序电流保护受其运行方式变化对定值影响较大。合理、恰当的选择运行方式，可以改善保护性能，充分发挥保护的作用。选择电网运行方式的一般原则如下：
（1）整定计算应以电力系统常见的运行方式为依据。电力系统常见的运行方式为正常运行方式和正常检修方式，正常运行方式就是指系统经常（指一年中大部分时间）所处的状态，此时系统内的线路、变压器等设备全部投入运行，发电设备按照系统正常负荷的要求全部或部分投入，要充分发挥保护的作用，首先要改善正常运行情况下的保护性能。因此整定计算时，要着眼于正常运行方式，尽量保证在正常运行方式下，保护有较好的功能。
（2）对于发电厂和外部系统运行方式的改变，目前国内外各电网进行整定保护计算时，一般认为在正常运行方式下，系统内所有发电厂均处于最大运行方式（按负荷要求，投入的机组最多）。而最小运行方式，在与该电厂相连接在同一条母线上的线路进行整定计算时，才需考虑。
（3）对正常检修方式外的其他方式，可视为特殊运行方式，不作为整定计算的依据，可先做一个补充方案。
（4）考虑保护整定方案，按变电所零序阻抗能保持基本稳定的条件，特殊运行方式下根据具体运行条件采取措施满足运行要求。
（5）对于一个具体的保护装置来说，在上述各种常见的运行方式下，当整定计算点发生短路时，通过该保护的短路电流达到最大值（或最小值）时所对应的运行方式称为该保护的最大或（最小）运行方式。
1.2 故障类型和故障方式的选择
零序电流保护的整定，和其他整定也一样，应以常见的故障类型和故障方式为依据，具体如下：
（1）只考虑单一设备故障"对两个或两个以上设备的重迭故障，可视为稀有故障，不作为整定保护的依据。
（2）只考虑常见的，在同一点发生单相接地和两相短路接地的简单故障，不考虑多点同时短路的复杂故障。
（3）要考虑相邻线路故障对侧开关先跳闸或单侧重合于故障线路的情况，但不考虑相邻母线故障，中性点接地变压器先跳闸的情况（母线故障时，应按规定，保证母线联络开关或分段开关先跳，因为中性点接地变压器先断开，会引起相邻线路的零序故障电流突然增大，如果靠大幅度提高线路零序保护瞬时段定值来防止其越级跳闸，显然会严重损害整个电网保护的工作性能。所以必须靠母线保护本身来防止接地变压器先跳闸。
（4）对单相重合闸线路，考虑两相运行的情况（分相操作开关的相重合闸线路，原则上靠开关非全相保护防止出现两相运行情况。
（5）对三相重合闸线路，应考虑开关合闸三相不同期的情况。
2 零序电流整定计算存在的问题
根据继电保护整定计算原则，利用计算机进行这类继电保护整定计算的步骤为：
①采用对称分量法计算电力系统故障时的电气量。
②利用故障时的电气量计算继电保护的整定值。
目前基于以上两种点利用计算机进行继电保护整定计算存在几个问题：
2.1 网络开断时，阻抗矩阵的修改计算速度慢
用计算机进行继电保护整定计算，其计算核心就是查找运行方式变化时，网络的开断计算。往往进行保护整定时，只需开断保护本侧母线上所连支路及对侧母线所连支路。因此在计算中就没有必要，因为开断一支路，而重新形成全网的阻抗阵。此时必须有合理的，快速的方法来模拟网络的开断。
2.2 不适当的故障点、故障类型、运行方式选择
由于零序电流在整定计算的过程包括对不同的故障点（例如线路上任意一处、末端母线、相继动作）。不同的故障类型主要是单相接地故障和两相接地故障计算；对110kV网络在Ⅲ或者Ⅳ整定时，按照躲过线路末端变压器另一侧短路时可能出现的最大不平衡电流时，要考虑计算相间最大短路电流不同运行方式的计算（如切出电源支路、切除变压器支路、切除线路）各种组合进行计算，这样计
算复杂繁多，降低了计算速度。
2.3 查找运行方式造成多次重复开断同一线路
在整定计算中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找电力系统最不利的运行方式。
2.4 用常规分支系数计算时，计算量大
分支系数的大小等于故障线路零序电流和保护线路零序电流的比值，要求得最小分支系数，需要对故障类型！运行方式、故障点的考虑。运行方式存在重复开断，无须选择两种接地故障计算，故障点选择不合理。
2.5 重复计算同一分支系数
按上述计算机进行继电保护整定计算中采用线性流程，造成多次重复计算同一分支系数。以图1所示为例分析：
图1 网络结构图
例如在整定AB线路A侧Ⅱ段分支系数计算方法和整定计算A侧Ⅲ段是完全相同，这样的重复运算降低了整定的计算速度。因此计算时就应该加快分支系数的计算。
2.6 查找不到系统最不利的运行方式
在继电保护整定计算过程中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找电力系统最不利的运行方式。在计算继电保护的动作值时，为查找电力系统的最大运行方式，仅轮流开断保护所在线路对侧母线上所连接的线路，在校验继电保护的灵敏度时，为查找电力系统的最小运行方式，仅轮流开断保护所在线路背后母线上所连接的线路（一般轮流开断一回）。实际上，这种轮流开断方法在某些情况下，查找不到电力系统最不利的运行方式。现以图2中A线路上继电保护1、2的I、Ⅱ段保护动作值为例进行讨论。
图2 电力系统运行方式的选择
计算图中保护1的I段动作值时，根据现有方法故障点应选在母线，然后在母线上轮流开断一回，但由图可见，对保护1来讲，断开E-C线路才为电力系统最大运行方式；校验保护2的Ⅱ段灵敏度时，根据现有方法故障点应选在母线A，然后在母线上轮流开断一回线，但由图可见，对保护2来讲，断开E-C线路才为电力系统最小运行方式。由此可见，按现有方法可能查找不到继电保护整定计算所需的电力系统最不利的运行方式。
3 零序电流保护整定优化技术措施
对线路出现三相不同期合闸操作时，可能产生更大的零序电流而误动作，此时使保护带一个小小的延时（0.15内）以躲开，下面将讨论其优化技术措施：
3.1 故障类型和故障点的选择
就故障类型的选择来说，产生零序电流的故障类型只有单相接地和两相接地故障。在进行计算时要分别计算单相接地故障和两相接地故障零序电流进行其比较，选择最大值，实际上，根据故障分析理论，如果零序阻抗（Z0）大于正序阻抗（Z1）（Z0>Z1），单相接地短路的零序电流大于两相接地短路的零序电流，所以计算最大零序电流时，选取单相接地故障计算短路电流。反之取两相接地故障计算短路电流。这样计算工作就没有必要把两种类型的故障电流都计算出来再比较，减少了一半的计算工作量，就故障点的选择，根据零序电流整定计算原则，零序电流I段保护定值一定要大于保护范围外最大零序电流才能不越级跳闸又能始保护范围最大，此时故障点在开关对侧母线上比在线路上比更能满足上述要求。相继动作就不必考虑，因为如此零序电流增大而跳闸正是我们需要的。所以故障点只计算保护开关对侧母线节点。
3.2 运行方式的选择
3.2.1 不重复切线
图3 电力系统整定计算运行方式的选择
在继电保护整定计算过程中，为计算动作值和校验灵敏度，必须查找最不利的运行方式。在计算动作值时，要查找电力系统的最大运行方式，要计算不切线方式；轮流开断保护对侧母线上所连一线路、两条线方式。在校验灵敏度时，要查找最小运行方式，要轮流开断保护所在线路背后线上所连线路（一般轮流开断一回）。实际上在利用计算机进行整定计算时，通常是采用线性流程完成继电保护整定计算（即先整定完上一段再整定下一段的流程方式）。因此，上述方式在查找运行方式中存在大量的重复开断计算。以上图3为例。
在计算图3中线路AB的保护开关A的I段的动作值时，在B母线上要分别进行不切线和切一条线计算。在进行线路PC的F侧开关计算时就存在了重复计算开关A所开断线路，在计算延时段时也存在同样的重复计算。大量的重复计算影响了继电保护整定计算的速度和效率，影响程度和电网的结构有关。
此时为了避免线路的重复开断，改用不再按继电保护循环确定整定计算的顺序，具体方法为：首先计算不切线运行方式下，所有开关A、B、C、D、E、F、G、H的零序电流计算；然后再计算切一条线（如切BC）的运行方式下，开关A、D、E、F、G、H的零序电流计算；这样既没有重复运算，又对各个运行方式下，每个开关的零序电流值进行了计算。上述思想也可以用来在计算最小零序电流整定计算时运行方式的选择。
3.2.2 减少运行方式选择
在I段整定计算时计算最大零序电流，只考虑大方式及大方式下轮流切线情况。不考虑切除发电机的小方式，当然也不考虑小方式小轮断线路的计算；切除中性点接地变压器，有零序补偿措施。在求最小零序电流时，就只考虑小方式及小方式下轮流切线的情况，对大方式不必考虑。
3.2.3 查找最不利运行方式的方法
用扰动域方法，和下面发电机扰动域确定方法一样，扰动变量是零序电流变化值。
4 结束语
供电线路零序保护整定计算的目的是对电力系统中已经配置好的零序保护，按照具体的电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项定值，使全系统中的零序保护及其他保护有机协调地部署，正确地发挥作用以适应了电力行业。
参考文献：
[1]陈永琳.电力系统继电保护的计算机整定计算.北京：水利电力出版社，1994
[2]许建安.继电保护整定计算.北京：中国水利水电出版社，2001.
零序电流范文第2篇
关键词：中性点 接地 分析 应用
一、 接地方式的分类与特点
我国电力系统中性点接地方式主要有两种：中性点直接接地方式（包括中性点经小电阻接地方式）和中性点非直接接地方式（包括中性点经消弧线圈接地方式）。中性点直接接地系统（包括中性点经小电阻接地系统），发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统亦称为大电流接地系统。中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接地系统）发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地电流往往比负荷电流小得多，故亦称为小接地电流系统。划分的标准在我国为：X0/X1≥4～5 的系统属于大接地电流系统，X0/X1≤4～5 的系统属于小接地电流系统；X0 为系统零序电抗，X1 为系统正序电抗。
中性点直接接地电力网的优点是：过电压数值小，绝缘水平低，因而投资少、经济。但由于单相接地电流大，故接地保护必须作用于跳闸，从而增加了停电的机会。此外，由于接地时短路电流大，电压急剧下降，还可能导致电力系统动态稳定的破坏：接地时产生的零序电流还会造成对通信系统的干扰。中性点非直接接地电力网的主要优点是：发生单相接地时，接地电流小，系统线电压仍保持对称性，不影响对负荷的供电。因此接地保护可以不作用于跳闸而作用于信号。这可大大地减少停电的次数，提高供电的可靠性，不过为了避免故障扩大成两点或多点接地故障，当接地保护发信号后，运行人员必须及时处理，
消除故障。一般允许带着一点接地故障运行1～2 小时。中性点非直接接地电力网的主要缺点是过电压数值大，电网绝缘水平高，因而投资大，不经济。单项接地时非故障相对地电压升高1.732 倍，存在电弧接地过电压的危险。此外，接地保护也较中性点直接接地电力网复杂。在我国，110KV 及以上的系统采用中性点直接接地方式，66KV 及以下系统采用中性点非直接接地方式。
二、不同接地系统发生单相接地故障的分析
1、中性点直接接地电力网单相接地短路时零序电压和零序电流的分布。由对称分量法的分析中我们知道，三相系统不平衡时会出现零序分量。因此，中性点直接接地电力网任一点接地短路时，都会出现零序电压U0 和零序电流I0。由对称分量法可知：
U0=1/3（Ua+Ub+Uc）或3U0=Ua+Ub+Uc
I0=1/3（Ia+Ib+Ic） 或 3I0 =Ia+Ib+Ic
当A 相某点接地时，在故障点的电压Uak=0，通过故障点的电流Iak 为短路电流Ik。其他两相电流为零（不计负荷电流）。由上述条件可知，A 相接地短路时，零序电流为短路电流的1/3，即3I0=Ik。而零序电压为非故障相的向量和的1/3，即3U0=Ub+ Uc，此时零序电压滞后零序电流90o。为了利用零序电压和零序电流构成零序保护，需要了解零序电压和零序电流分布的规律。零序电流的产生，可以看成各相都在短路点连接起来，然后在故障点加了一个零序电压Uko，在Uko 的作用下，三相都流过零序电流I0，假设零序电流I0 的方向以流向故障点为正方向；零序电压的方向Uo 的方向以线路指向大地为正方向（即线路的电压比大地高），则零序电流I0 的路径为从接地点经大地流向变压器中性点，在经变压器流向线路。由此可知，零序电流的分布和变压器中性点是否接地有关。如果系统中有几台变压器的中性点同时接地，则从接地点流出的零序电流将经大地，分别流向各台变压器的中性点，在经变压器和线路流回故障点。由此可知，零序电流的分布主要决定于变压器的中性点是否接地，而和发电机电源无关。发电机容量的大小只影响零序电流值的大小而不影响零序电流的分布。零序电流流过变压器绕组时，将在变压器的其他绕组感应出电势来，但是只有当其他绕组侧存在零序电流的通路时，连接在其他侧的元件上才有零序电流通过。如果其他侧有三角形接线的绕组，因三相零序电流方向相同，大小相等，零序电流将只在三角形接线是绕组所连接的元件上。如果其他侧也为中性点接地的星形接线，则只有当存在零序电流通路时才能有零序电流通过。接地故障时零序电压的沿线路的分布为故障时零序电压最大，离故障点越远，零序电压越小，在变压器中性点接地处的零序电压为零。因而母线处的零序电压UMO=IZT0，此式说明M 母线处的零序电压相量和零序电流相量间的相角差只决定与变压器的零序阻抗角，而与被保护线路的阻抗角无关。零序功率等于零序电流和零序电压的乘积。从零序电流和零序电压的关系看出，零序功率是从短路点经线路向变压器中性点发送的，因此零序功率的方向以线路流向母线为正方向。
2、中性点非直接接地电力网单相接地短路时电压和电流的分布。中性点非直接接地电力网正常运行时，由于三相对地电容C 相同，故在三相对称电压作用下，三相电容电流相同，电容中性点电位和电源中性点电位相同。由于三相电容中性点接地，电位为零，故电源中性点电位也为零。由I=UjwC0 可知，各相对地电容电流超前相应的相电压U900。中性点不接地的电力网发生单相接地时（如A 相接地），A 相和地同电位，A相对地电压Uak 为零。B 相对地电压增大1.732 倍，C 相对地电压也增大1.732 倍。即接地时电网会出现零序电压U0，其大小等于电网正常工作时的相电压，方向和接地故障前电压相量相反。这时故障相电压将为零；中性点对地的电压由零变为-E。由于中性点不接地电力网发生单相接地时不能构成短路回路，因此各相对地短路电流仅为电容电流。各相电容电流仍超前各相电压900，只是各相电压的大小和相位变了，故电容电流的大小和相位也随着改变。A 相电压Uak=0，故A 相电容电流也为0，B 相和C 相对地电压增大1.732 倍，故B 相和C 相电容电流在数值上也增大1.732 倍。A 相接地时电容电流由发电机流出，流向非故障相的接地电容，在接地点汇合，再流回发电机。在非故障线路上流过的零序电流3I0 为线路本身B相和C 相的接地电容电流之和，该零序电流超前零序电压900，电容电流的方向是从母线流向线路。故障线路始端流过的零序电流3Iof 为所有非故障线路的接地电容电流的和，其方向是从线路流向母线，该零序电流滞后零序电压900。
3、中性点经消弧线圈接地的电力网单相接地时电流的分布。中性点非直接接地电力网发生单相接地故障时，接地电流将流过接地线路相应电压等级的电网的全部对地电容电流，如果此电容电流相当大，就会在接地点产生电弧，引起弧光过电压，从而使非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压的作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。其次，当各级电压单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值就在中性点装设消弧线圈。利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，达到自动熄弧持续供电的目的。
消弧线圈接地的电力网单相接地故障时（设A 相接地），电压变化情况和中性点非直接接地电力网一样，电容电流由发电机流出，流向各线路和发电机的非故障相的接地电容，然后在接地点汇合流回发电机。同时由于中性点对地电压升高至相电压，该电压作用在消弧线圈上，就产生一感性电流IL，IL 在相位上滞后零序电压U0900，而电容电流I 在相位上超前零序电压U0900。故I 和I 在相位上相差1800。IL 由中性点流出，经消弧线圈流向接地点，正好对电容电流起补偿作用。从接地故障点流回的电流为消弧线圈的感性电流IL 和全系统是接地电容电流总和IC相消后的残余电流，为防止铁磁共振过电压，消弧线圈一般采用过补偿方式，即IL>IC，就是说残余电流为感性电流，相位滞后零序电压900。过补偿多少用补偿度S表示，S=IL-IC/IC，补偿度一般为5%～10%最大不超过20%，但位移电压超过允许范围时可过补偿20%以上，如消弧线圈容量不够时，可采取欠补偿5%～20%。
三、 实际应用
1、零序电流保护在中性点直接接地系统中的应用。在110KV 及以上的中性点直接接地电力网中，单相接地故障发展而来的，因此有必要设置接地保护，以切除接地故障（虽然相过流保护也能反映接地故障，但过电流保护的整定值必须躲开最大负荷电流，反映接地故障不灵敏）。考虑到接地故障时会出现零序分量，因此利用接地故障特有的零序分量构成接地保护就具有较大的优越性。由于对称平衡的三相系统不会出现零序分量，故零序电流保护的整定值不需要躲过电力系统的振荡电流，三相短路电流和最大负荷电流，因此零序电流保护的整定值较小，从而可提高保护的灵敏度；由于零序电流不会流出三角形接线的变压器组，因此线路的零序电流保护不需和Y/接线的降压变压器低压侧的线路保护配合，因而动作时限较小；由于零序电流的分布和发电机电源无关，且零序电流的大小受电源影响也较小，因此系统运行方式的变化对零序电流的保护的影响也较小；由于线路的零序阻抗X0 比正序阻抗X1 大得多，因此在线路的始端中部和末端短路时，零序电流的变化较正序电流大，故零序电流随线路阻抗变化的曲
线较陡，且受运行方式影响较小。而零序速断的保护范围是由零序速断的整定值直线和零序电流曲线的交点决定的，因此零序速断的保护范围较大。零序电流保护具有以上的优点，因此在110KV 及以上的中性点直接接地电力网中，广泛采用零序电流保护作为接地保护。实际中要用方向性零序电流保护。在多电源或多电源的网络中，电源侧至少有一台变压器的中性点要接地。当接地故障时每台接地变压器的中性点都有零序电流流过，且零序电流的实际流动方向都是由故障点流向中性点。因此，在多个变压器中性点接地的网络中，也需要考虑零序电流保护动作的方向性，以保证保护动作的选择性。对可能误动作的保护应加装零序功率方向元件，使功率方向元件只在被保护线路内部故障，即假设的功率方向从母线流向被保护线路时动作，而在假设的功率方向从被保护线路流向母线时不动作。
2、绝缘监视装置在中性点非直接接地电力网的应用。中性点非直接接地电力网发生单相接地故障时，会出现零序电压，使故障相对地电压降为零，非故障相对地电压升高。因此利用系统母线电压的变化，可以测知该系统是否发生接地故障。绝缘监视装置就是为此目的装设的。绝缘监视装置中的电压表装在母线电压互感器的二次绕组和开口三角形绕组上，由于正常运行时三角电压的相量和为零，没有零序电压，故开口三角形绕组无输出电压，过电压继电器不会动作。当系统
发生一点接地故障时，开口三角形绕组处出现零序电压，过电压继电器就动作，发出接地信号。绝缘监视装置只能判别哪相发生接地故障，而不能判别哪条线路发生接地故障，因此当发生接地信号时，运行人员为了寻找故障线路，还需逐一断开各条线路。当断开某条线路，接地现象消失时，该线路就是故障线路。由于中性点不接地电力网发生一点接地时不构成短路回路，短路电流很小，且三相之间的线电压
是对称的，不影响供电，因此一般情况下允许继续运行1～2 个小时，这对处理单相接地故障是有利的。
3、零序电流保护在非直接接地系统的应用。在线路较多的辐射式电网中，通常装设零序电流保护来实现有选择的接地保护。零序电流保护由零序电流滤过器和电流继电器组成。零序电流滤过器通常是用环形或矩形的零序电流互感器套在被保护的电缆线路或经电缆引出的架空线路上，其励磁阻抗和电流继电器线圈阻抗相匹配，从而获得最大的功率输出，使保护的灵敏度得以提高。零序电流保护动作时，除有特殊要求者外，一般都作用于信号。
4、变压器中性点接地方式的安排。变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。当变电所只有一台变压器时，则中性点应直接接地，当变压器检修时，可做特殊运行方式处理，如改定值或按规定停用、起用有关保护段；当变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地；双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地方式运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地；为了改善保护配合关系，当某一短线路检修停运时，可以用增加中性点接地变压器台数的方法来抵消线路停运对零序电流分配关系产生的影响；自耦变压器和绝缘有要求的变压器中性点必须直接接地。
四、 总结
综上所述，220KV 系统采用中性点直接接地方式，变压器中性点接地的安排应根据实际情况确定，以满足继电保护和自动装置的要求。66KV 系统通常经消弧线圈接地，系统中应分布一定容量的消弧线圈，以满足系统补偿的需求，如消弧线圈容量不足时应采取欠补偿方式运行。
参考文献
[1]电力系统稳态分析 陈珩编
零序电流范文第3篇
关键词：接地；选线失败；措施
中图分类号：TM726 文献标识码：A
在我国10kV配电网系统大多采用小电流接地方式，因发生单相接地存在瞬时性，在多数情况下接地绝缘能够自行恢复；但在发生永久性接地故障时，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、相间短路、弧光放电，引起系统过电压，有可能引发故障进一步扩大，甚至对人身安全构成威胁。
1 背景概述
龙川县位于广东省东北部山区，由于经济发展滞后，在农配网线路中以架空线为主，电缆线路占比不到5%；而作为山区县，地形较为多样山高树高林密，气象灾害发生比较频繁，夏季的局部雷雨大风以及暴雨等气象灾害常给电力线路带来比较大的危害。近年来，农村地区大力发展速生林种植，生长速度快且树木生长高度往往比架空线对地垂直距离高，给配网线路运行带来较大的安全隐患，其中对10kV配电网系统单相接地危害更为突出。2年来，龙川地区10kV配网线路发生单接地故障分别是137、96条次，占的配电网故障中占比21%、19%。自2008年以来，我局在变电站10kV系统中逐步安装了小电流选线装置，但随着系统规模和容量的扩大，在10kV系统中已全部采用了中性点经消弧线圈运行，且以运行于过补偿方式为主。但从配电网系统运行情况来看，小电流选线装置选线准确率还处于较低水平。为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，同时单相接地故障也给人身安全带来威胁，所以在发生单相接地故障时必须尽快确定故障线路并予以切除，这就提出了单相接地故障选线问题。
2 小电流选线装置选线失败原因的探究
2.1 电力电缆应用较少，系统电容电流数值小
故障线路流过的零序电流是全系统的电容电流减去自身的电容电流，而非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流，故障线路的零序电流是从线路流向母线，而非故障线路的零序电流是从母线流向线路，两者方向相反，或者说两者反相。
小电流系统中，当发生单相接地故障时零序电流来源主要是系统对地电容电流，而系统电容电流的大小与出线线路长度、线路架设特点和线路类型有密切的关系。带架空地线的架空线相对于不带架空地线的电容电流要高，电缆出线相对于架空线产生的电容电流要高。但由于架设成本因素，就10kV而馈线而言，基本不带架空地线，对于一个经济发展滞后的山区县来说，电缆敷设更少，一回10kV馈线，电缆长度占比不足2%，故系统电流电容数值会更小。
下面以我局一座35kV变电站为例计算在发生单相接地故障产生的电容电流数值，该站共有10kV出线5回，架空线总长176.8km，电缆最长的出线86km，电缆长度0.3km，最短的出线2.5km，电缆长度0.3km，同杆架设部分不足2km（此处勿略不计），该站10kV系统电容电流6.27A。假设该站最长的出线发生接地故障时，在全系统的电容电流减去自身的电容电流后，则故障线路流向母线的电容电流一次值仅3.65A，此数值非常小，所以很难利用零序电流大小的不同来找出故障线路，是导致小电流选线装置选线失败的原因之一。
2.2 中性点接入消弧线圈补偿后，使零序电流数值进一步减小
小电流系统中性点接入消弧线圈，如果加装了自动调谐器后，电容电流数值较注，当接地点电弧电阻不稳定时，零序电流（或谐波电流）数值就更小，可能扰淹没，其相位不一定正确，从而造成误判。在小电流接地系统中，多采用经中性点接入消弧线圈补偿，在发生单相接地故障后，由于极大部分的接地点电弧电阻存在不稳定因素，其次是消弧装置过补偿度不大，零序电流或谐波电流数值会很小，接地基波电容电流与无消弧线圈补偿时相反或相同，对于有消弧线圈的小电流系统采用5次谐波电流或零序电流有功功率方向检测，而5次谐波电流比零序电流又要小20～50倍。在这种情况下，用零序功率方向或5次谐波电流来判断故障线路，很难找出故障线路。
2.3 零序电流互感器误差过大，导致选线失败
龙川地区10kV馈线安装的大多是外接穿芯式零序电流互感，变比值为100/5和100/1两种，精确度按保护级选择。选用保护级零序互感器所测得的零序电流远小于额定电流值时，综合误差较大，在电容电流数值较小的情况下，接地检测装置、微机保护在有外部信号干扰的情况下无法保证接地检测的精确度，对于利用零序电流中5次谐波电流大小、零序电流大小与方向和零序有功、无功功率原理的选线装置来说难以满足要求。
2.4 不稳定弧光接地，影响选线成功
在发生单相接地故障时，受随机因素的变化影响，特别是在大风天气情况下，树木在带电线路附近的摆动，常常是伴随间歇性的不稳定弧光接地。在这种情况下，电容电流的波形也会不稳定，对应谐波电流的大小也随时变化，影响选线成功。其次电容电流与变电站出线的数量和长度有着极大的关系，在系统运行方式发生改变时，其对应的电容电流和谐波电流也相应发生变化，造成选线成功率下降。此外，负荷电流的大小和母线电压水平、故障点的接地电阻的不确定等等，这些都会直接影响电容电流和零序谐波电流的不稳定，影响到选线检测装置是否选线成功。
3 提升准确选线的相应措施
3.1 运用多重判剧，排除最大可能的错误
在10kV配电网运行中，单相接地故障是以零序电压的升高为标志的，但零序电压升压并不是单相接地故障所独有的特征，能够引发零序电压升高的电网故障还有PT铁磁谐振、电源缺相、电网局部断线、PT高/低压熔丝熔等情况。所以选线装置在检测母线零序电压时，还是检测母线出线的零序电流。通过判断线线零序电压和出线零序电流的大小和相位，运用多重判剧，排除最大可能的错误。
3.2 选择准确度高的专用零序电流互感器
小电流选线可检测的电流和零序电流互感器有直接关系，电流互感器是利用电磁原理将大电流变为小电流的一种测量元件，零序电流互感器的二次侧电流一般为毫安级。所在工程设备先购中首选准确度高的专用零序电流互感器；选取的专用互感器额定一次侧电流的选择应保证系统出现最大接地电容电流时能处在零序电流互感器的线性范围内，一次侧的线性测量范围尽量向下延伸至0.2A左右，用以适应经消弧线圈接地的小电流接地系统。选用零序滤序器时应使用变比较小的S级电流互感器，一是S级使电流互感器的测量精确线性范围更宽，有利于测量较小的电容电流；二是较小的变比可使电容电流的二次值较大，有利于检测装置的电流变换器采集电流值。
3.3 接线工艺尽量减小误差和电磁的交叉干扰影响
零序电流互感器二次电缆应采用屏蔽电缆，在屏蔽层两端应有良好的接地，减少电磁的交叉干扰。在安装确保零序电流互感器极性接线的正确，在接线端"P1"或"L1"端应朝向高压母线。零序电流互感器一般装在电缆头下方，零序互感器上方的电缆外皮接地线必须穿过零序电流互感器接地。零序电流互感器下方的电缆外皮接地线则不须穿过零序电流互感器，避免开成短路环，造成误判断。
结语
随着技术的进步，小电流接地选线系统的功能将渐趋完善，选线检测装置对选线的判剧也将趋向多重化，在工程设计和设备采购中选择原理与系统实际相适应的设备，采取一定的抗干扰措施等，在工程施工过程中减少失误，减少零序电流在测量环节的综合误差，必将大大提高目前的接地选线准确性和可靠性。
参考文献
[1]赵福旺，姚彩霞.小电流接地系统接地检测的工程应用分析[J].继电器，2003，31（05）.
零序电流范文第4篇
【关键词】选线装置 接地系统 零序电流
1选用小电流接地选线装置的意义
1.1小电流接地系统的特点
在电力系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，根据实际运行经验和数据统计，发生单相接地的故障占总故障率的70%以上。短路故障也多为单相接地后演变为多相接地而形成的。例如在生产、生活中电动机绕组单相绝缘击穿对地放电，电缆被盗剥，电缆芯外漏对地放电，架空线路断线等等。当发生单相接地后，会引起弧光过电压的问题，影响系统的安全运行。
1.2小电流接地系统的优、缺点
优点：主要可以避免接地故障跳闸，提高供电可靠性，大部分情况下，接地电弧能自动熄灭，电网自动恢复正常运行。
缺点：发生单相接地时，非故障相电压升高1.732倍，危害电网绝缘，接地点间歇性的拉弧，线路电容反复充放电，电压升高可能达到3.5倍，这样绝缘薄弱地方甚至被击穿造成短路。同时继电保护配置较困难，接地电流小，接地电弧不稳定，选择接地线路比较困难，一般都采用拉路法寻找故障线路，瞬时中断供电，严重时会造成停电事故
1.3发生单相接地时的处理
逐条拉路（转移负荷或者改变运行方式）寻找故障线路，这样非故障线路也会造成短时停电，反复的倒闸操作（很容易造成误操作事故），如果接地时间太长，非故障相升高到线电压极有可能造成电器设备绝缘薄弱环节的击穿而发展成事故。这对要求连续供电的企业会造成影响。
通过小电流接地选线装置可以找出接地线路从而发出信号（或报警），然后由运行人员采取措施后（转移负荷）再切除故障线路，这样可以大大提高电力供应中的安全、经济性。
2接地选线保护的原理
2.1零序电流原理
利用故障线路零序电流大于非故障线路零序电流的特点，区分出故障线路和非故障线路，该原理在系统的电容电流较小，线路又长的情况下较难满足选择性的要求。
2.2零序功率方向原理
系统发生单相接地故障时，利用故障与非故障线路零序电流反向（故障线路的零序电流滞后零序电压90°，非故障线路的零序电流超前零序电压90°）的特点来实现的，目前，采用这一原理的装置很多，但对中性点经消弧线圈接地的系统无效。
2.3谐波电流方向原理
由于变压器铁芯非线性的影响，电网中除存在基波外，还存在一系列的谐波成分，故可利用5次或7次谐波电流的大小或方向构成选择性接地保护。对于中性点经消弧线圈接地系统，因消弧线圈的作用是对基波而言的，5次或7次谐波电流的分布规律与中性点不接地系统一样，所以该原理仍然可行。但5次或7次谐波含量相对基波而言小的很多，所以灵敏度低，在接地点存在一定过渡电阻的情况下将出现拒动现象。
这种判断谐波电流方向原理的选线装置不受运行方式的影响，已应用于装有三相电流互感器或零序电流互感器的变电所。
2.4首半波原理
利用接地故障发生在相电压接近最大值这一瞬间，故障线路暂态零序电流第一个周期的首半波与非故障线路相反的特点实现，但该原理不能反映相电压较低时的接地故障，且受接地过渡电阻的影响较大，同时也存在工作死区。
综上所述，常用的几种选线原理都存在着自己的不足，因此，将各个原理有机的结合起来，扬长避短，使选线成功率达到更高。
3零序电流的采集
3.1零序电流的采集
若全部为电缆时，每条回路通常都安装一个零序电流互感器，一般安装在电缆头下方；全部为架空出线时，三相均安装互感器（互感器的精度、变比特性均一致）；对于既有电缆，又有架空的出线，三相零序过滤器产生的零序电流与专用的零序电流互感器产生的零序电流极性要一致。
3.2零序电流互感器的选用原则
零序电流互感器采集的是零序电流，无原绕组，只是将被测回路的导体穿过它的内孔，作为原绕组，匝数只有1匝。当出现单相接地故障时流过接地点的电流均在10以下，精度难以保证，所以要求选用高导磁铁芯的高精度零序电流互感器，尽可能减少变比误差和相位误差，使其在原方电流大于1A时基本能达到变比误差小于1%，角误差小于1%，使输入检测装置的电流能精确反映各回路零序电流的大小和相位。提高接地检测装置的正确动作率。
3.3零序电流互感器的正确使用
（1）所有零序互感器的极性必须一致，尤其要注意零序互感器和三相互感器混用的场合，对于有两段以上的母线的系统，必须保证所有引入装置的互感器的极性一致。（2）零序电流互感器一般安装在电缆头下方，并穿过零序电流互感器的铁芯窗口后在接地，如果安装在电缆头的上方，则电缆头的保安接地线应直接接地，不用穿过零序电流互感器的铁芯窗口，严格讲，这种接法是不允许的，会给将来的维护造成误解。接地线应与电缆外皮的铠甲、零序电流互感器的铁芯绝缘。
4综合自动化变电站小电流接地选线的实现
部分变电站采用了基于WINDOWSNT操作系统的微机综合自动化系统，其小电流接地选线功能的实现硬件上配置简单、灵活，选线的软件也不复杂。当某段母线的电压互感器开口三角电压（零序电压）越限时（一般设置为10-20V），由公用采集装置检测出，并向选线功能主站发出信号，功能主站收到信号后，向该段母线上的所有出线保护装置召集零序电压、零序电流的向量和，然后计算出接地时电容性无功功率的方向，同时根据各线路零序电流的大小，判出接地的故障线路。
目前，小电流接地系统选线保护的选线成功率还不是很高，准确率能达到90%的装置为数还很少。但是对于出线较多的变电站来讲，采用接地选线保护还是有着极其重要的意义。各个厂、站应根据自己的实际情况对选线保护进行配置。
参考文献：
[1]丁书文.变电站综合自动化原理及应用[M].北京：中国电力出版社，2010年7月.
[2]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004年.
零序电流范文第5篇
【关键词】高抗保护;误动;方案
1.故障过程及原因分析
1.1 故障过程
2014年1月12日19时40分，内蒙古超高压供电局某500kV变电站#2母线高抗CSC-330数字式电抗器保护装置1面板差动动作指示灯亮、报文显示比率零差出口，而此时，高抗开关未跳闸，500kV系统运行正常，装置报警信息属于误报。随后，运行人员将500kV#2母线高抗CSC-330数字式电抗器保护退出运行。
1.2 现场设备参数
电抗器首端电流采用断路器上口2500/1A（5P级）CT，电抗器末端采用300/1（5P级）CT。
电抗器首端二次额定电流为0.063A，电抗器末端二次额定电流0.525A;纵差平衡系数8.332、零差平衡系数8.332。表1为保护定值标：
表1 保护定指标
纵差速断电流定值 1.575A
纵差最小动作电流 0.210A
零差速断电流定值 1.575A
零差最小动作电流 0.210A
零差拐点电流定值 0.420A
零差特性斜率 1.000
1.3 故障原因分析
在装置误报前，装置已出现零差频繁启动的情况。装置动作报告如下：
[01]18869s 比率零差出口
差动电流：Idiff= .2148A
制动电流：Ires= .0898A
装置定值中零差最小动作电流为：0.21A，可以看出，装置动作时的差动电流较零差最小动作电流大0.0048A。而CSC-330采用双CPU冗余设计，出口经双CPU与逻辑驱动。因为现场的不平衡差流处于零序差动定值边界，CPU1动作，CPU2未动作，保护未最终出口。
2.保护动作分析及故障处理方案
2.1 保护动作分析
（1）由上述装置参数可知，由于电抗器首端CT变比为2500/1A，二次额定电流只有0.063A，CT的采集误差对其二次输出影响较大，不能真实反映一次电流特性。
（2）由于电抗器首、末端CT变比相差较大，平衡系数为8.332。首端CT采集误差电流折算到末端误差电流将被放大8.332倍，而对于零序电流差动保护，由于采用三相电流合成零序后再做差动，所以一次CT的采集误差对零差保护的影响更大。
（3）由于CT采集精度、两侧平衡系数相差大等因素的影响，导致正常运行时零差保护不平衡电流较大，差流处于保护定值边界，保护长期处于启动状态。
2.2 故障处理方案
方案1：更改电抗器首端的CT接线。由保护配置图可以看出，现场电抗器首端有没有使用的套管CT，建议电抗器保护首端的电流选用该套管CT（300/1A），这样可以避免首端电流采集精度不够造成不平衡电流大的问题。
方案2：退出零差保护。由于首端末端CT倍数差别太大，造成零序不平衡电流较大，对零差保护影响比较明显;零差保护和纵差保护范围重叠，可以考虑退出零差保护。
方案3：适当提高零序最小动作电流定值。因零差保护与纵差保护定值相同，可以考虑将零序最小动作电流定值适当提高。
3.故障处理方案的选择
3.1 方案的比较
对于方案1：更改电抗器首端CT接线，使用电抗器首端备用的套管CT绕组的方法。而此种方法存在一个很严重的问题，即保护存在死区（图1中所圈处）。而对于出现的保护死区，可以在原2500/1A CT处装设限时电流速断保护，作为母线保护CT和电抗器首端CT之间的短引线的保护。但如果母线保护CT和电抗器首端CT之间的短引线发生经高阻接地故障，限时电流速断保护可能因灵敏度不够而发生拒动。图1为方案1保护配置图。
图1 方案1保护配置图
对于方案2退出零差保护而言。此种方案没有解决CT变比相差过大的问题，电流差动保护在反映接地故障及匝间故障时灵敏度存在着不足，而电抗器的零序差动保护能够灵敏地反映电抗器内部接地故障，退出零差保护后会降低区内故障时保护的灵敏度。
对于方案3适当提高零序最小动作电流定值而言。由动作分析中第二条原因可知，电抗器首、末端CT变比相差较大，平衡系数也较大，且对于零序电流差动保护，由于采用三相电流合成零序后再做差动，所以上述因素对零差保护的影响形成叠加，使得一次CT的采集误差对零差保护的影响更大，造成零差保护频繁启动，并动作。而纵差保护相对受一次CT的采集误差的影响较小，不会启动，又因零差保护和纵差保护范围重叠，而本次保护的动作值仅在零序差动定值边界，在适当提高零差保护最小动作电流定值后可避免装置误动。
零序电流范文第6篇
关键词: 10kV系统 继电保护 综合评价
1、10kV线路常出现的故障及危害
根据运行经验及数据显示,10kV配电线路出现故障80%以上为单相接地,而单相接地的原因主要是导线断线、绝缘子击穿和树木短接。单相接地对变电设备及配电设备的主要危害是：10kV配电线路发生单相接地故障后，变电站10kV母线上的电压互感器在开口三角上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器，造成设备损坏。且可能产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。另过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾。
2、10kV线路应配置的继电保护
一般10kV线路属于单电源辐射性网架，而且有的农配网线路所带分支较多，随着农村电网的改造，10kV电网的保护水平有了很大提高，大大减轻了变电所10kV出线保护对该级电网的远后备的负担，而我公司变电站10kV线路保护装置产品有北京四方、南瑞继保、国电南瑞等公司产品。保护功能有三段式定时限过流、三段式定时限零序过流保护、过负荷保护、合闸加速保护、低周减载保护、三相一次重合闸等。因此足以满足要求。因10kV线路T接线路较多，而且线路较短，在线路首端与末端短路时，短路电流值差别不大，若采用瞬时电流速断保护，它的保护范围可能为零，保护整定计算很难满足选择性要求，我公司的一些35KV变电所10kV 馈线就有这种情况，在整定计算这几条馈线的保护定值时，为了使保护接线简单、动作迅速、可靠，又因这几条馈线属电网的终端线路，而且采用线路一变压器组接线方式，见图1。
图1线路一变压器组接线方式
因此可以把它们当成特殊情况来处理，把线路一变压器组看成一个整体，速断保护的动作电流可以按躲过变压器低压侧线路出口处短路的条件来整定，从而使无时限电流速断保护可以保护线路的全长。当然也可以将第1段配置电流限时速断，如果灵敏度校验不能满足要求时，一般可采用降低起动电流延长保护范围的方法来解决。这时，为了与相邻线路带电流速断保护有选择性地配合，其动作时限的选择应比相邻线路带时限电流速断的时限大一个Δt，一般取0.3-0.5s，即t1II=t2II+Δt。带时限电流速断保护可以作为本线路无时限电流速断保护的后备保护，即近后备。但是，由于它的动作范围只能包含相邻统一线路的一部分，因此，还必须装设过电流保护作为本线路主保护的近后备和相邻线路保护的远后备保护。过电流保护其起动电流按躲过最大负荷电流来整定，由于10kV线路负荷变化较大，若过流定值整定大，灵敏度不够；若过电流定值整定小，在系统过负荷时则容易误动。所以，加装低电压起动元件来提高过电流保护灵敏度，以系统正常运行时，不管负荷电流多大，母线上的电压都很高，低电压继电器不会动作，即使过电流继电器动作，保护装置也不会动作，所以计算电流元件的起动电流时，可以不躲过最大负荷电流，而只躲过正常工作电流，一般用电气设备的额定电流Ie来计算即可，这样，大大降低了保护装置的起动电流，从而提高了灵敏度。
3、10kV线路的过电流保护
3.1零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式，有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10kV系统采用的是中性点不接地的运行方式。系统运行正常时，三相是对称的，三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下，每相都有一个超前900的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差1200，其和为零.中性点电位为零。
假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2h，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班人员进行处理。10kV中性点不接地系统中，当出现一相接地时，利用三相五铁心柱的电压互感器(PT)的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在PT柜上通过三块相电压表和一块线电压表(通过转换开关可观察三个线电压)看到“一低、两高、三不变”。接在开口三角形开口两端的过电压继电器动作，其常开接点接通信号继电器，并发出预告信号。采用这种装置比较简单，但不能立即发现接地点，因为只要网络中发生一相接地，则在同一电压等级的所有工矿企业的变电所母线上，均将出现零序电压，接有带绝缘监视电压互感器的电力用户都会发出预告信号。也就是说该装置没有选择性。为了查找接地点，需要电气人员按照预先制定的“拉路序位图”，依次拉路查找，并随之合上未接地的回路，直到找到接地点为止。可以看出，这种方法费力、费时、安全性差，在某些情况下这样做还是不允许的。因此，这种装置存在一定的缺陷。
当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高，采用绝缘监察装置是不能满足运行要求时，可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路零序电流大的特点构成的一种保护装置。零序电流保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的电缆线路或经电缆引出的架空线路上。当在电缆出线上安装零序电流互感器时，其一次侧为被保护电缆的三相导线，铁心套在电缆外，其二次侧接零序电流继电器。当正常运行或发生相间短路时，一次侧电流为零。二次侧只有因导线排列不对称而产生的不平衡电流。当发生一相接地时，零序电流反映到二次侧，并流入零序电流继电器，使其动作发出信号。在安装零序电流保护装置时，特别注意的一点是:电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心。这是由于被保护电缆发生一相接地时，全靠穿过零序电流互感器铁心的电缆头接地线通过零序电流起作用的。否则互感器二次侧也就不能感应出电流，因而继电器也就不可能动作。不难理解，当某一条线路上发生一相接地时，非接地线路上的零序电流为本身的零序电流。因此，为了保证动作的选择性，在整定时，保护装置的启动电流Iop(E)应大于本线路的电容电流，即:
Iop(E)=Krel*3Up*Co=Krel*Io
式中Iop(E)―保护装置的启动电流:
Krel一一可靠系数，如无延时，考虑到不稳定间歇性电弧所发生的振荡涌流时，取4~5:如延时为0.5s时，则取1.5~2;
Up―相电压值;
Co―被保护线路每相的对地电容:
Io―被保护线路的总电容电流。
按上式整定后，还需校验在本线路上发生一相接地时的灵敏系数，Sp由于流经接地线路上的零序电流为全网络中非接地线路电容电流的总和，可用(Cs3Up*一Co)表示，因此灵敏系数为:
Sp=3 Up*Cs一Co)/ Krel3UpCo
=(Cs一Co)/ KrelCo
上式可改写成:
Sp=Ios -I o/KrelIo= Ios-Io/Iop(E)
式中Cs一一同一电压等级网络中，各元件每相对地电容之和;
Ios―与Cs相对应的对地电容电流之和。对电缆线路取大于或等于1.25;架空线路取1.5;对于架空线路，由于没有特制的零序电流互感器，如欲安装零序电流保护，可把三相三只电流互感器的同名端并联在一起，构成零序电流过滤器，再接上零序电流继电器。其动作电流整定值中，要考虑零序电流过滤器中不平衡电流的影响。
3.2三段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护:略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护;定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护(当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护。)，还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。
一般情况下，为了对线路进行可靠而有效的保护，也常把瞬时电流速断保护(或略带时限的电流速断保护)和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护，还是采用略带时限的电流速断保护，可由具体情况确定。如用在线路―－变压器组接线，以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时，切除变压器和切除线路的效果是一样的。此时，允许用线路的瞬时电流速断保护，来切除变压器高压侧的故障。也就是说，其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护;第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护，其保护范围含线路一变压器组的全部。通常在被保护线路较短时，第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护;第二段采用定时限过流保护作为后备保护。
零序电流范文第7篇
【关键词】间隙零序保护系统；接地；事故；220KV
引言
运用分级绝缘并且中性点装设放电间隙的220KV的变压器必须配备相应的间隙零序保护系统，这样一来，在中性点经过间隙接触地面的时候，可以有效防止由于故障而导致的过电压很大程度地破坏中性点绝缘的现象。一般情况下，间隙零序保护系统会配备两个子系统：间隙零序电流保护系统和间隙零序电压保护系统。除此之外，在间隙击穿的时候，为了确保保护的有效性，通常间隙电流定值整定为100A（一次值），间隙电压定值整定为180V（二次值），保护延时定值整定在0.3s到0.5s之间[1]。
事实上，间隙零序保护整定手段在实际生活中得到了普遍的应用，并有着很好的应用效果。但是，一旦出现某种故障，停电范围也会就此扩大，正常供电难以维持，极大地影响了人们的日常生活。本文就以220KV变压器的跳闸事故为例对变压器间隙零序保护进行详细的分析研究。
1、事故简介
220KV的变电站（简称A站）的220KV线路B相遭到电击，接着就出现了接地故障。该变电站的线路保护CSC-101A阻抗保护Ⅰ段、纵联差动保护系统开始启动，RCS931A纵联差动保护系统、工频变化量阻抗保护系统、阻抗保护Ⅰ段都开始启动了。除此之外，A站的2号主要变压器三侧也开始跳闸了，经过详细查证得知，这是2号变压器220KV侧间隙零序保护2时限动作在发挥作用。调查发现，线路B相跳闸之后很快成功重合。实际上，A站只有这唯一的一条220KV线路，线路的对侧是一个500KV的变电站（简称B站），除此之外，A站110KV的侧线路对侧还有着一个小水电站。具体如图1所示：
简而言之，事故过程就是：220KV线路B相突然遭到电击，接着就出现接地故障，2号220KV侧的中性点放电间隙被严重击穿；各线路保护系统启动之后B相线路呈现跳闸状态，跳闸之后2号变压器的间隙零序保护系统开始启动，之后2号变压器呈现开关跳闸状态；大概300ms之后，线路B相成功实现重合。
2、2号变间隙零序保护动作与1号变零序电流保护动作的详细分析
首先，对2号变间隙零序保护动作进行分析。线路出现接地故障之后，2号变压器220KV侧放电间隙立刻就被击穿，情况危急之时间隙零序保护系统适时启动。线路B相被意外切除之后，线路的非全相运行状态造成了零序电流的持续存在；与此同时，2号变压器的220KV侧放电间隙的绝缘状态还没有恢复过来，长时间处在被击穿时的状态。除此之外，因为变电站220KV、110KV侧都含有电源，所以2号变压器放电间隙的电流数值明显偏大。分析可知，B相线路意外切除之后，电流数值一般会保持在105到130A之间，这比间隙零序电流定值要大，会造成保护措施的失效返回。线路成功重合之后零序电流也会自动消失掉，由于2号变压器间隙零序保护系统的延时定值要远远小于重合闸动作的延时时间，这就形成了间隙零序保护系统在线路重合之前的运作现象。
接下来，对1号变零序电流保护动作进行分析。在这次事故中，1号变压器220KV侧零序电流保护系统并没有发挥其应有的作用。具体的原因有以下几个方面：由相关规定可知[2]，出现故障时，变压器零序电流保护必须和相邻线路零序电流保护系统紧密配合起来。以此项规定为依据，1号变零序电流保护定值具体如表一所示。接地故障出现时，1号变压器220KV侧零序电流保护系统开始启动。线路B相被意外切除之后，因为线路处在非全相运行的状态，所以零序电流数值明显偏小。分析可知，1号变压器220KV侧中性点的电流值一般不会比200A（一次值）大，比保护值要小的话，就可能会导致保护动作的无效。除此之外，这次事故的耗费时间要比保护延时定值小得多，所以1号变压器220KV侧零序电流保护系统没有启动，因此没有发挥其应有的作用。
表一 1号变压器220KV侧零序电流保护定值
保护名称 电流定值/A 延时定值/s 动作出口
零序电流Ⅱ段保护 18 5.0 跳220KV母联开关
5.0 跳1号变压器220KV侧开关
5.0 跳1号变压器三侧开关
零序电流Ⅲ段保护 18 6.5 跳1号变压器220KV侧开关
7.0 跳1号变压器三侧开关
综上所述，1号变压器的220KV侧零序电流保护系统与2号变压器的220KV侧间隙保护定值都满足了相关规章制度的要求。在这220KV次事故中，1号变压器的220KV侧零序电流保护不完全满足某些启动要求；2号变压器的侧放电间隙被严重击穿之后也没有得到及时的恢复，保护启动要求基本满足，但线路重合延时远远大于保护延时，致使2号变压器在线路成功重合之前就跳闸了。
3、对间隙零序保护的再度探析
首先，在这次事故当中，2号变压器的中性点绝缘没有受到很大的破坏，就配备间隙零序保护系统的目的来说，这种保护动作却被严重击穿，是不应该发生的情况。然后，就供电的安全性来讲，220KV线路的突发事故不应该对电网的运作和供电系统都产生了负面影响。最后，间隙零序电流保护系统没有和其它保护措施紧密结合，除此之外，动作行为的延时时间也太短，致使保护动作失效。
零序电流范文第8篇
[关键词]小电流接地系统 选线装置 措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0263-01
一、系统接地选线的基本方法
我国现有的选线装置在理论上多采用零序电流高次（以五次为主）谐波原理来实现故障选线，但是，我国的线路大部分都采用两相电流互感器，因此受到很大程度的限制。
（1）插入有效电阻法。发生接地故障时，在消弧线圈上短时并上一个有效电阻，使接地点产生一个有功分量电流，再利用此有功分量电流作为选线依据，经一定延时后，再把电阻切除。只要电阻选择合适，就能使接地点的有功分量电流足够大，从而达到选线的目的。
（2）5次谐波原理。在电力系统中，电源感应电势中本身就存在高次谐波分量，此外由于变压器、电压互感器等设备铁心非线性的影响，电网中必然包含一系列高次谐波分量，其中主要为5次谐波分量。对中性点经消弧线圈接地的系统，由于消弧线圈对5次谐波呈现的感抗为基波的5倍，而线路容抗为基波1/5，和线路容抗相比，消弧线圈近似于开路状态。因此，5次谐波感性电流可以忽略，系统单相接地时，5次谐波容性电流分布与中性点不接地系统中基波容性电流几乎相同，籍此可进行故障选线。
（3）首半波原理。该原理是基于接地故障发生在相电压接近最大值这一假设，利用单相接地瞬间，故障线路暂态零序电流第1个周期的首半波与非故障线路相反的特点构成。
（4）注入信号寻踪法。该原理是通过运行中的电压互感器向接地线注入信号，利用信号寻踪原理，实现故障探测。该装置由主机和信号电流探测器两部分构成，主机发出的信号通过电压互感器副边二次端子接入，并由故障线路接地点流回。信号探测器插在主机内部或安装在各条出线绝缘距离以外探测选线。由于故障选线是通过注入信号实现，无需使用零序电流互感器，也与电流互感器的接线方式无关。装置还具有测距定位功能，寻踪选线以后，必要时可停电进行测距定位。
（5）“S”注入法：系统发生故障时向系统注入一个特殊的电流信号，通过检测注入信号的路径和特征来实现测距，称之为“S注入法”与阻抗法一样，。都是通过电流电压计算测量点到故障点阻抗，它们的区别仅仅在于信号的检测方法的不同。
二、东区供电公司小电流接地选线装置的配置情况及选线原理；
全公司共19座变电站，16座变电站均安装了山东山大电力技术有限公司（以下简称山大）生产的TY型小电流接地选择装置，其中、辛安变采用的是上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型消弧线圈自动调谐及接地x线成套装置；辛六变、辛八变、青东变、莱东变等4座变电站还另外安装了与消弧线圈配套的DDS小电流接地选线装置。
TY型小电流接地选线装置分为A型和D型两种；A型装置在采用“S”注入法的基础上，将各出线的零序电流引入控制器，进行线路接地的判断。D型装置采用“S”注入法进行判断系统接地，使用手持机判断接地线路。
广州智光的DDS型小电流接地选线自动装置与KD-XH型配电网智能化快速消弧系统配合使用时，单相接地故障发生时消弧线圈会将一个电感电流（补偿电流）叠加在故障点流过的电容电流上，使故障点的电容电流被补偿，测得零序电流Io一般会是感性电流（过补偿），使得此时接地线路的零序电流也超前于零序电压，与线路的零序电流同方向，此时消弧系统造出一个小扰动，并通知选线装置进行选线，选线装置根据小扰动前后零序电流的变化量的大小（发生接地线路的扰动量是最大的），并综合功率方向等判据进行选线，
上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型装置，当系统发生单相接地时，经消弧线圈补偿之后的接地点残流通常小于5A，出线零序CT二次侧电流很弱，容易受到干扰影响选线的准确性。通过并联电阻，增加了零序电流的有功分量，采用独特的DK选线法对金属接地、高阻接地和母线接地进行选线。
三、选线装置运行使用情况：
莱东变、辛八变、辛六变、青东变分别都安装、使用了TY型和广州智光的DDS两套装置。
莱东变电站在使用过程中判断接地线路准确。
辛八变在没有使用TY型以前，DDS判断接地线路准确；两套同时使用后，选线出现不准确的现象。目前1#消弧线圈的控制装置中的电阻板烧毁，选线准确率也受到一定的影响。
辛六变两套装置同时使用时，选线不准确，后经查线，发现广州智光的DDS装置从消弧线圈的零序PT提取的零序电压，应该从相应母线PT的开口三角处取得零序电压，将其退出运行后，TY-06型判断接地线路准确。
青东变未发生过接地。
辛安变安装使用的TY-06D型和上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型装置，发生接地后，两套装置均不能准确判断出接地线路（XHK-Ⅱ-ZP+型消弧系统没有设计安装用于判断接地的中电阻）。
其余十一座变电站在发生接地故障时，在变电站开关柜后使用手持机进行选线不够准确，使用手持机在线路1号杆处判断接地线路准确。线路接地点定位非常准确。
四、使用过程中务必要注意的几个问题
由以上使用情况的统计分析，本文作者认为在使用选线装置时，除了日常的运行维护以外，还要注意以下几点：
1、采用“S”注入法的TY型和使用接地时消弧系统造出一个小扰动来判断接地线路的DDS型两套装置同时使用时，相互干扰信号的采取，造成接地选线误判断，在出现判断不准确时，应逐台关闭其中一套装置，使用另一套装置进行判断。最好两套装置轮流关闭，分别进行判断，以提高接地线路的判断准确率。
2、值班员使用手持机选线的地点选择不当，也会造成接线选线的不准确，接地时，值班员应尽量在线路的1号杆处使用手持机进行接地线路的判断。
3、在接线时应注意零序电压只能在PT的开口处取得零序电压，还要注意零序电压与零序电流的对应关系，即第一段母线零序电压与接入该段上的零序电流回路对应。由于选线判断采用零序功率方向，在接线时应注意所有的零序CT的安装方式（一次电缆穿过套管CT的方向）应一致，并应严格保证所有线路的零序CT二次接线同名端相同方向接入CT、PT变送器板，这样才能保证选线装置的正确工作。
4、通过一个断路器引出两条以上的电缆时，若末端不连在一起，则作为两条线路处理；使用手持机选线时，要选泽两条电缆距离较远处进行，避免相互干扰出现误判断。