零序方向过电流保护优化方案

零序过电流保护主要用于变压器中性点接地运行时接地故障的后备保护，一般零序过电流保护有多段式，有的保护经方向闭锁、有的保护经零序电压闭锁、有的经谐波闭锁。

零序方向过电流保护一般是由零序方向元件和零序过电流元件组成。零序方向过电流保护中的方向元件采用零序功率方向元件，零序方向元件的动作区及最大灵敏角与零序电流、零序电压的接线方式，零序电流、零序电压的取向，控制字的设置及方向的指向设置有密切关系。

零序电流3I₀和零序电压3U₀取自本侧的电流互感器和电压互感器。当电压互感器断线时，保护中的方向元件就要退出。在电压恢复正常后，保护也随之恢复正常。

零序方向过电流保护各元件的动作判据如下。

1）零序过电流元件：3I₀＞I_0set

2）零序功率方向元件：3U₀、3I₀间相位角φ为正（电流滞后电压）；3U₀＞3V。

3）控制字的选择。零序方向元件的交流回路采用0°接线方式，当电流互感器正极端指向母线时，设置的零序功率方向控制字为1，设置零序功率方向指向系统（母线），保护区为165°＞φ＞-15°、最大灵敏角为75°；设置零序功率方向控制字为0，设置零序功率方向指向变压器，保护动作区为-15°＞φ＞-195°，最大灵敏角为-105°。

对于经方向闭锁的各段零序过电流保护，还需要增设控制字“零序过电流经方向闭锁”；当控制字设置为“1”时，保护经方向闭锁。

（1）零序方向保护方向元件最大灵敏角及动作区 试验装置输入零序方向过电流保护方向的电流信号和电压信号的幅值为额定值时，电流信号与电压信号间的相位角在规定范围内缓慢变化，并由初始值开始增大至终止值，再由终止值逐步减小到初始值。在变化过程中测量零序方向过电流保护方向元件动作区边界角φ₁、φ₂。

根据动作角相位可计算最大灵敏角和动作区。

最大灵敏角：；动作区：φ=φ₁-φ₂。其原理接线如图9-7所示。

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图9-7 方向元件最大灵敏角和动作区检验原理接线

图9-8 零序方向过电流元件动作电流检验原理接线

（2）动作电流准确度检验 采用电流信号突变的方式检验零序过电流保护元件的动作值。其原理接线如图9-8所示。

（3）零序方向过电流方向性检验 当输入零序方向过电流保护的电压信号与电流信号的相位角为最大灵敏角，电流信号幅值发生突然变化，当电流大于动作电流整定值时，过电流元件可靠动作。当输入方向过电流保护的电压与电流信号间的相位为反方向时，电流信号幅值发生突变，当电流大于电流整定值时，过电流元件不动作。其原理接线如图9-9所示。

图9-9 零序方向过电流保护方向性检验原理接线

（4）零序方向过电流保护动作时间检验 试验装置输入的电流信号与电压信号间相位角为最大灵敏角，电压信号幅值为额定电压，并保持不变的条件下，电流信号采用突然变化的方式，并且试验装置输出的电流信号、电压信号由初始状态突变到可靠动作状态，同时启动时间测量仪，当零序方向过电流保护出口触点动作后，检验零序方向过电流保护的动作时间值。其原理接线如图9-10所示。

图9-10 零序方向过电流保护动作时间检验原理接线

当零序方向过电流保护具有反时限特性时，可分别设置过电流元件的电流值为动作电流整定值的相应倍数，分别检验动作电流在不同倍数下的动作时间，作出反时限特性曲线。