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零序电流保护和负序电流保护

发布于:2022-06-13 09:21:13 来自:电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

零序电流保护

中性点直接接地系统发生接地短路,将产生很大的零序电流,利用零序电流分量构成保护,可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路,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。

作用:
三相电流平衡时,没有零序电流 ,不平衡时产 生零序电流,零序保护就是用零序互感器采集零序电流,当零序电流超过一定值(综合保护中设定),综和保护接触器吸合,断开电路。


接地距离保护是利用短路电压和电流的比值,即测量阻抗的变化来区分系统的故障与正常运行状态。而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量。这是两者在原理上的最主要区别。但是,两者从保护的配合上来看,都是属于阶段式的保护,即都需要各保护区的上下级配合。再一点,从保护的性能来分析。应该说,在不发生单相接地时,零序电流分量是不会出现的,所以零序电流保护具有较低的灵敏性。但在上下级的配合时,限时零序电流速断保护(零序II段)的灵敏性可能不满足要求,这时可采用接地距离保护。这也就是说接地距离保护的灵敏性高于零序电流保护(可以看到,距离保护利用了短路时的两个电气量,自然比单一的电流保护要灵敏)。 所以保护的配备上,一般距离保护作为了主保护,那么电流保护都是作为后备保护的,即在线路发生故障时,首先距离保护动作,零序保护作为后备可能动作。

(1)电力系统出现不对称运行时,会出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动。
(2)地理位置靠近的平行线路,当其中一条线路故障时,可能引起另一条线路出现感应零序电流,造成反方向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时,可以改用负序方向继电器,来防止上述方向继电器误判断。


负序电流保护

是根据电力系统在正常运行时负序电流分量很小(接近于零),而在系统出现不对称故障时,就会产生很大的负序分量电流,从而通过测量负序电流的大小可以判别是否发生故障。
对于理想的电力系统,由于三相对称,因此负序和零序分量的数值都为零(这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因)。
当系统出现故障时,三相变得不对称了,这时就能分解出有幅值的负序和零序分量了。
中国有关规程对发电机正常运行负序电流的规定:汽轮发电机的长期允许负序电流为6% ~ 8%发电机额定电流;水轮发电机的长期允许负序电流为12%发电机额定电流。
对不对称负荷、非全相运行以及不对称短路引起的转子表层过负荷,50MW及以上A值(转子表面承受负序电流能力的常数)大于等于10的发电机,应装设定时限 负序过负荷保护。


负序过流保护主要是由负序电流、正序电流以及短延时共同构成的,在正常运行状态下不需要起动。
而该保护装置在起动之前会自动对故障进行判断, 常见的故障主要有:在电动机一相起动的过程中,正序电流和负序电流只达到了正常起动电流的一半,整定值通常都小于负序电流,这时可以将其立即作用于跳闸。


电动机发生二相短路的时候,电源流到故障位置处的电流就是负序电流,而电机和故障点二者正序电流之和则为正序电流, 在这一状态下,该保护的灵敏度也相对较高。

在正常运行的过程中如果 出现一相断线的问题,那么正序电流与负序电流是一致的,但是小于1.2倍额定电流,这时可以通过利用正序电流的定值来有效避免保护区外发生一相断线的问题,避免该保护跳闸


在出现外部二相短路的情况时,电机的正序反馈电流以及负序反馈电流都比较大,为了避免该保护出现其他动作,则应该将其动作时间有效的控制在0.2 s以上。

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