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零序功率方向继电器接线的讨论
步燕
(衡水供电公司,河北衡水 053000)
摘要:对传统的零序功率方向继电器与现阶段微机装置实现的零序方向文件进行了对比,分析了零序功率方向原理的实现、接线极性的判定以及在现场接线应注意的一些问题。
关键词:零序功率方向;继电器;接线;微机保护
1 采用零序方向保护的意义
我国电力系统中性点接地方式有3种:中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地方式。110 kV及以上电网的中性点均采用第1种接线方式,在这种系统中发生单相接地故障时接地短路电流很大,故称其为大接地电流系统。在大接地电流系统中发生单相接地故障的概率很高,可占总短路故障的70%左右,因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障,以免危及电气设备的安全。
大接地电流系统接地短路时,零序电流、零序电压和零序功率的分布与正序分量、负序分量的分布有明显区别:
,网络中任何处的三倍零序电流和电压都等于该处三相电流或电压的矢量和,即:
3U0=UA+UB +UC
3I0=IA+I B+IC
,图1为系统
接地短路时的零序等效网络。
式中 EΣ——电源的合成电动势;
Z0T1、Z0T2——变压器T1、T2的零序阻抗;
 Z01、Z02——短路点两侧线路的零序阻抗。
当发电厂M侧的变压器中性点接地点增多时,Z0T1将减小,从而使I0和I01增大,I02减小。反之,I0和I01减小,I02增大。如果发电厂N侧的中性点不接地,
则Z0T2=∞,I01也将增大且等于I0。
两相接地短路时也可得到相应的结论。
c. 故障点的零序电压最高,变压器中性点接地处电压为0,保护安装处的电压U0A=-I0Z0T1,如图2所示。
d. 零序功率S0=I0U0。由于故障点的电压U0最高,对应故障点的S0也最大。越靠近变压器中性点接地处S0越小。在故障线路上,S0是由线路流向母线。
综上所述,中性点直接接地系统发生接地短路时,将产生很大的零序电流分量,利用零序电流分量构成零序电流保护,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,所以有较好的灵敏度。如线路两端的变压器中性点都接地,当线路发生接地短路时,在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过。为保证各零序电流保护有选择性地动作和降低定值,必须加装方向继电器,使其动作带有方向性。
零序功率方向是零序电流保护中的关键环节。在运行实践中,因方向
继电器接线错误而造成的保护误动时有发生。因此做好零序功率方向的校验和接线正确性的判定至关重要。
2 零序功率方向继电器的接线
零序功率方向继电器的正确接线,应使其动作特性为:当被保护线路或元件发生正方向接地故障时,零序电压和零序电流的相位关系应可靠进入继电器的灵敏动作区,而反方向接地故障时,继电器可靠不动作。
传统习惯规定电流正方向为母线流向线路,同时取母线电压为电压升。当发生正方向接地故障时,零序电流超前零序电压为(180°-θ),θ为系统零序电源阻抗角。一般θ角约在85°左右,则零序电流超前零序电压约为95°