110KV线路保护培训课件

，
所以在保护1零序电流II段与保护2零序电流I段配合时，不可忽略电流I段，不可忽略这一影响。
三、接地保护
零序过电流保护（零序电流III段）
零序过电流保护作为线路接地故障时的近后备和远后备保护，应该在系统正常运行和 相间短路时不动作。系统正常运行时三相对称，3I0=0；相间短路时，短路电流只含 有正序分量和负序分量，同样有 3I0=0,根据零序电流的测量方法，此时流入电流元 件的电流只是不平衡电流。因此，零序电流III段的动作电流只需躲过最大不平衡电流 即可，一般数值不大，保护的灵敏度较高。
测量阻抗：Z J
U J IJ
ZJ > Zdz 保护不动作 ZJ < Zdz 保护动作
四、距离保护
三段式距离保护基本配置原则
I段：ZIdz.1=KIk·ZAB ； ZIdz.2=KIk·ZBC （KIk取0.8～0.85） tI ≈ 0s )
II段：ZIIdz.1=KIIk·(ZAB+ZIdz.2 tII1= tI2+Δt ≈ 0.5s
保护的范围：本线路的全长和下一线路全长。 动作电流的整定原则：按躲开流过保护的最大负荷电流来整定：IIIIdz > Ifh.max
实际整定原则：考虑到外部故障切除后，电压恢复时电动机的自启动过程中，保 护要能可靠地返回，则要求：
IIIIh > Izq.max= Kzq·Ifh.max (电动机负荷自启动系数Kzq > 1)
线路保护及重合闸
一、电流保护
无时限电流速断保护（Ι段）
Ι段的作用：本线路的主保护。
保护的范围：本线路的一部分
短路特性分析：三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流
Id
E Z
E Zs Zd
Zd ()↑ → Id↓
曲线max：系统最大运行方式下发生三相短 路情况。
曲线min：系统最小运行方式下发生两相短 路情况。
、 分别为零序电流II段、III段时间
元件，建立保护的动作延时；保护通过或门使断路器跳闸。
三、接地保护
瞬时零序电流速断保护（零序电流I段）
A
B
I0
3I0
零序电流I 段为无延时动作，因此，为了保证
选择性，保护范围不能超过本线路的末端母线，
II 0act
只能保护本线路的一部分，其动作电流
、
3I0.max
XB3
图3-13 三段式零序保护的原理框图
H4 ≥1 出口
三段式零序电流保护组成包括，零序电流I段，即瞬时零序电流速断保护；零
序电流II段，即限时零序电流保护；零序电流III段，即零序过电流保护。图
中3-13中 、 、 分别为零序电流I段、零序电流II段、零序电流III段
测量元件，反应输入零序电流;
III段：ZIIIdz < Zfh.min tIII按阶梯原则配合
(KIIk取0.8)
四、距离保护
距离保护的时限特性
1、距离Ι段：
（1）保护范围：本线路的80%----85% （2）时限特性：保护的固有动作时间
2、距离Ⅱ段：
（1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%---40% （2）时限特性：ｔ１ Ⅱ ＝ｔ２ Ι ＋△ｔ=0.5s
I I 图中
I
0.act 和
II 0.act
分别为保护I零序电流I段动作电流；
和
分别为保护1零序电流I段保护范围和零
序I段动作范围； 为保护2零序电流段保护范围。显然，由于变压器T2中性点接地，构成零序分支电路，
当k点发生接地短路时，流过保护1（线路L1）与流过保护2（线路L2）的零序电流不相等，即
（可靠系数：KkI = 1.2～1.3）
一、电流保护
无时限电流速断保护（Ι段）
该保护不能保护本线路全长， 故用保护范围来衡量：
max：最大保护范围. min：最小保护范围.
校验保护范围：（min/ L）·100% 15% ～ 20%
一、电流保护
无时限电流速断保护（Ι段） 电流速断保护的评价 优点：动作迅速(主要优点),简单可靠 缺点：不能保护本线路全长（主要缺点）， 直接受系统运行方式的影响；受线路长度的影响。
需要指出的是，在整定零序电流II段动作时 间时，为了保证范围不超过相邻线路的零序
3I0 3I0.L1
II 0.act.1
III 0.act.1
T2
II 0.act.2
3I0.L2
电流I段的保护范围，必须考虑分支电路的影
LI1
LI2
L
响。分支电路对流过保护的零序电流的影响，
LII 1
以及与动作电流、保护范围的关系如图所示。
一、电流保护
定时限过电流保护(Ⅲ段) 定时限过流保护灵敏系数的校验
（1）作为本线路主保护或近后备时，按本线路末端短路流过本保护的最小短路电流来校验：
(2)
I d .bm. min
K lm
III
I dz
要求 Klm 1.3～1.5
（2）作为远后备时（相邻线路的后备），按相邻线路末端短路流过本保护的最小短路电流 来校验：
零序过电流保护的动作时限是按照阶梯时限原则整定。
如图所示，图中分别为保护1、保护2、保护3零序过电流保护的动作时限。同时图中画
出相应的反应相间短路的定时限过电流保护动作时限，可见，同一处的零序过电流保护
动作时限小于相间过电流保护时限。在图中，为保证零序过电流保护的选择性，保护1、
2、3之间的零序动作电流，还应满足灵敏度配合要求，即
(2)
I d .xm. min
K lm
III
I dz
要求Klm 1.2
一、电流保护
定时限过电流保护(Ⅲ段) （3）要求各保护之间Klm互相配合
对同一故障点，越靠近故障点的保护，其Klm要求越大Klm.1 < Klm.2 < Klm.3 < Klm.4 < … 即要求：IIIIdz.1 > IIIIdz.2 > IIIIdz.3 > … (单侧电源辐射网，此条件自然满足)
LI
保护范围 与接地短路零序电流
的关系如图所示，图中
是保护线路末端母线接地短路时流过保护的最大零序电流。
计算时按系统最大运行方式，并需要考虑短路类型，计算单相接地短路和两相接地短路的零
序电流，取最大者。
三、接地保护
限时零序电流速断保护(零序电流II段)
T1 A I0 1 L1
B
kC
I0 2 L2
零序电流II段需要与相邻线路的零序电 流I段配合，一般有0.5S的动作延时。
。
A
B
C
D
E
1
2
3
4
5
t
tIII 1
tIII 01
tIII 2 tIII 3
tIII 02 tIII 03
tIII 4
t：保护范围不受或少受运行方式的影响
（二）、阻抗元件：能正确测量故障点到保护安装处距离的元件。
（三）、何谓距离保护：由阻抗元件构成的保护。
1
2
D
（四）、名词解释：
１、测量阻抗Zj——加在阻抗元件上的电压与电流之比 uj/Ij。
２、整定阻抗Zz——使阻抗元件动作的最大阻抗。
1
2
３、动作阻抗Zdz——落在圆周上的测量阻抗。
D
四、距离保护
反应映故障点至保护安装处之间的距离（阻 抗），并根据距离的远近（阻抗的大小）而 确定动作时间的一种保护装置。
一、电流保护
阶段式电流保护的应用及评价 电流I段：由动作电流的整定来保证动作选择性，按躲开某点的短路电流整定， 动作迅速（无时限），但不能保护本线路全长，作为主保护的一部分。
电流II段：由动作电流整定与时限配合来保证动作选择性，动作电流按躲开某点 的短路电流整定，能保护本线路全长，动作时限较小，作为主保护的另一部分 （电流I段的补充）。
一、电流保护
限时电流速断保护（ Ⅱ段）
Ⅱ段的作用：本线路的主保护。 保护的范围：本线路全长＋下一线路的一部分。
动作电流的整定：与下条线路的电流I段配合。 即：保护范围延伸到下条线路，但不超出下条线路电流I段保护范围的末端。动作电
流要求躲开下条线路电流I段保护范围末端短路时流过本保护的最大短路电流， 也就是要求大于下条线路电流I段整定值。 IIIdz.1= KkII·IIdz.2 = KkII·KkI·I(3)d.C.max 可靠系数： KkII = 1.1～1.2
110kV线路保护
继电保护的概念
继电保护技术
包括电力系统故障分析、继电保护原理及设计、配置 整定、运行维护及调试等技术。
继电保护装置
能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状 态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 。
继电保护的基本任务
任务1
自动、迅速、有选择性的将故障元件从 电力系统中切除，使故障元件免于继续 遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正 常运行。
灵敏性
指在规定的保护范围内， 对故障情况的反应能力
要求
速动性
指尽可能快地切除故障
可靠性
该动作时不拒动，不该动 作时不误动
电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工 作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系 统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护 装置整定值时，往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电 流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度 。
一、电流保护
无时限电流速断保护（Ι段） 动作电流整定 按躲开下条线路出口（始端）短路时流过本保护的最大短路电流整定（以保证选择性）
IIdz.1 > I(3)d.B.max
IIdz.2 > I(3)d.c.max
取：IIdz.1= KkI·I(3)d.B.max IIdz.2= KkI·I(3)d.C.max
最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗 值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据 系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定 性。 最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗 值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据 系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。
3、距离Ⅲ段：
（1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长 （2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线路 Ⅲ段配合）
五、纵差保护
纵差保护整定计算
1）按躲过区外短路故障时的最大不平衡电流整定 I op K rel K st K unp f er I k.max
I K I 2）按躲过电流互感器断线条件整定 op
根据测量部分输出 的逻辑信号，使保 护装置按一定的逻 辑关系判定故障的 类型和范围，最后 确定是否应跳闸或 发信号，并将有关 命令传给执行部分 。
根据逻辑部分输出 的信号，完成保护 装置的任务。如故 障时动作于跳闸， 不正常运行时发出 信号，正常运行时 不动作。
继电保护装置的要求
选择性
指电力系统发生故障时，保 护装置仅将故障元件切除， 而使非故障元件仍能正常运 行，以尽量缩小停电范围。
rel L. m ax
动作值取上述两式较大值。
3）灵敏度计算
又：IIIIh = Kh·IIIIdz （继电器返回系数Kh <1）
则：I
III dz
K zq
I fh.max Kh
取：I
III dz
K
III k
K zq
Kh
I fh.max（可靠系数KkIII取：1.15～1.25）
一、电流保护
定时限过电流保护(Ⅲ段)
按选择性要求确定过流保护动作时限为保证动作选择性，动作时限按“阶梯原则” 整定:tIII1=Max{tIII2,tIII3,tIII4}+t 对定时限过流保护，当故障越靠近电源端时，此时短路电流Id越大,但过流保护的 动作时限反而越长 ——— 缺点 定时限过流保护一般作为后备保护，但在电网的终端可以作为主保护。
电流III段：由动作时限的配合来保证动作的选择性，动作电流按躲开负荷电流整定， 其值较小，灵敏度较高，然而动作时限较长，且越靠近电源短路，动作时限反而越 长，一般作为后备保护，但是在电网终端可作为主保护。
三、接地保护
阶段式零序电流保护
3I0
II0
XB1
T1
II0I
tII 0
XB2
T2
II0II
tIII 0
一、电流保护
限时电流速断保护（ Ⅱ段） 动作时限的配合：为保证本线路电流II段与下条线路电流I段的保护范围重叠区内短 路时的动作选择性，动作时限按下式配合：
tII1=tI2+t≈t
（t: 0.35s～0.6s,一般取0.5s）
一、电流保护
定时限过电流保护(Ⅲ段)
Ⅲ段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的远后备。
任务2
反应电气元件的不正常运行状态，并根 据运行维护条件，而动作于发出信号或 跳闸。
反应 状态
切除 故障
继电保护装置的构成
整定值
输入 信号
测量 部分
逻辑 部分
执行 部分
输出 信号
测量从被保护对象 输入的有关电气量 （如电流、电压、 阻抗、功率方向等
要点）1 ，并与给定的整
定值进行比较，判 断保护是否应该启 动。