零序電流保護(hù)簡介

　　零序電流保護(hù)指利用接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置，叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可以作為一種主要的接地短路保護(hù)。零序過流保護(hù)不反應(yīng)三相和兩相短路，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。

　　利用接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置，叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。

　　可靠是對電力系統(tǒng)的根本要求之一，繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的重要保證，其可靠性對整個(gè)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行有著重大的影響。以往的繼電保護(hù)可靠性研究主要針對保護(hù)系統(tǒng)軟、硬件失效進(jìn)行可靠性評估，建模和算法理論都基于固定的運(yùn)行方式、不變的元件可靠性模型和參數(shù)，忽略系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行條件的變化以及計(jì)算、測量等誤差對元件停運(yùn)概率的影響，與電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)性較小。

　　考慮繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境對其的影響，利用保護(hù)的原理性進(jìn)行可靠性分析，并對電網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的研究正在興起。根據(jù)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯，利用Markov狀態(tài)空間的理論，提出了計(jì)算繼電保護(hù)系統(tǒng)正確切除故障的概率模型，利用實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的算例分析驗(yàn)證了模型的合理性。

　　原理

　　零序電流保護(hù)：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可以作為一種主要的接地短路保護(hù)。零序過流保護(hù)不反應(yīng)三相和兩相短路，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護(hù)受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小，甚至沒有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長，靈敏度很低。

　　特點(diǎn)

　　零序電流保護(hù)的最大特點(diǎn)是：只反映接地故障，因?yàn)橄到y(tǒng)中的其他非接地短路故障不會(huì)產(chǎn)生零序電流，所以零序電流保護(hù)不受任何故障干擾

　　變壓器的零序電流保護(hù)詳解

　　對l10kV以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流（接地）保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件短路的后備保護(hù)。

　　大接地電流系統(tǒng)發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)，零序電流的分布和大小與系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)接地的臺數(shù)和位置有關(guān)。

　　一、變電所單臺變壓器的零序電流保護(hù)

　　零序電流保護(hù)裝于變壓器中性點(diǎn)接地引出線的電流互感器上，其原理接線如圖所示。保護(hù)動(dòng)作后切除變壓器兩側(cè)的斷路器。

　　零序電流保護(hù)的整定計(jì)算：

　　動(dòng)作電流按與被保護(hù)側(cè)母線引出線零序保護(hù)后備段在靈敏度上相配合的條件進(jìn)行整定，即

　　式中 Kph——配合系數(shù)，Kph取1.1—1.2；

　　Kfz——零序電流分支系數(shù)。其值為遠(yuǎn)后備范圍內(nèi)故障時(shí)，流過本保護(hù)與流過出線零序保護(hù)零序電流之比

　　二、變電所多臺變壓器的零序電流保護(hù)

　　當(dāng)變電所有多臺變壓器并列運(yùn)行時(shí)，只允許一部分變壓器中性點(diǎn)接地。中性點(diǎn)接地的變壓器可裝設(shè)零序電流保護(hù)，而不接地運(yùn)行的變壓器不能投入零序電流保護(hù)。

　　當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，變壓器接地保護(hù)不能辨認(rèn)接地故障發(fā)生在哪一臺變壓器。若接地故障發(fā)生在不接地的變壓器，接地保護(hù)動(dòng)作，切除接地的變壓器后，接地故障并未消除，且變成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在接地點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生較大的電弧電流，使系統(tǒng)過電壓。

　　同時(shí)系統(tǒng)零序電壓加大，不接地的變壓器中性點(diǎn)電壓升高，其零序過電壓可能使變壓器中性點(diǎn)絕緣損壞。

　　為此，變壓器的零序保護(hù)動(dòng)作時(shí)，首先應(yīng)切除非接地的變壓器。若故障依然存在，經(jīng)一個(gè)時(shí)限階段Δt后，再切除接地變壓器，其原理接線如圖所示。

　　每臺變壓器都裝有同樣的零序電流保護(hù)，它是由電流元件和電壓元件兩部分組成。正常時(shí)零序電流及零序電壓很小，零序電流繼電器及零序電壓繼電器皆不動(dòng)作，不會(huì)發(fā)出跳閘脈沖。發(fā)生接地故障時(shí)，出現(xiàn)零序電流及零序電壓，當(dāng)它們大于起動(dòng)值后，零序電流繼電器及零序電壓繼電器皆動(dòng)作。電流繼電器起動(dòng)后，常開觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)時(shí)間繼電器KT1。時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)閉合，給小母線A接通正電源，將正電源送至中性點(diǎn)不接地變壓器的零序電流保護(hù)。不接地的變壓器零序電流保護(hù)的零序電流繼電器不會(huì)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)閉合。小母線A的正電源經(jīng)零序電壓繼電器的常開觸點(diǎn)、零序電流繼電器的常閉觸點(diǎn)起動(dòng)有較短延時(shí)的時(shí)間繼電器KT2經(jīng)較短時(shí)限首先切除中性點(diǎn)不接地的變壓器。若接地故障消失，零序電流消失，則接地變壓器的零序電流保護(hù)的零序電流繼電器返回，保護(hù)復(fù)歸。。若接地故障沒有消失，接地點(diǎn)在接地變壓器處，零序電流繼電器不返回，時(shí)間繼電器KT1一直在起動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)過較長的延時(shí)KT1跳開中性點(diǎn)接地的變壓器。

　　零序電流保護(hù)的整定計(jì)算： 動(dòng)作電流：

　　（1）與被保護(hù)側(cè)母線引出線零序電流第三段保護(hù)在靈敏度上相配合，所以

　　（2）與中性點(diǎn)不接地變壓器零序電壓元件在靈敏度上相配合，以保證零序電壓元件的靈敏度高于零序電流元件的靈敏度。 設(shè)零序電壓元件的動(dòng)作電壓為Udz.0，則

　　零序電流元件的動(dòng)作電流為

　　動(dòng)作電壓整定：按躲開正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡零序電壓進(jìn)行整定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，零序電壓繼電器的動(dòng)作電壓一般為5V。當(dāng)電壓互感器的變比為nTV時(shí)，電壓繼電器的一次動(dòng)作電壓為

　　變壓器零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比線路零序電流保護(hù)第三段動(dòng)作時(shí)限長一個(gè)時(shí)限階段。即

　　靈敏度校驗(yàn)：按保證遠(yuǎn)后備靈敏度滿足要求進(jìn)行校驗(yàn)