电力系统继电保护原理(第四版)-3(最详细版)

第三章电网的相间电流、电压保护和方向性相间电流、电

压保护

第一节单侧电源网络相间短路的电流、电压保护

短路电流计算——故障分析的基础短路过程本质上是动态过程，典型短路电流曲线周期分量衰减非周期分量

障的时间

短路电流计算——故障分析的基础组合电抗值。

S jX T jX L jX E 网络等值变换

不对称短路造成系统参数在故障点处不对称7

如果满足迭加原理就好了！怎么求解？

采用迭加原理进行分析，即对于三相参数对称电力系统叠加原理

单相接地故障两相短路

两相短路接地

正、负、零序分量均存在

正序等效定则

不对称短路时，短路点正序电流的大小与在短路点大小相等。

一、瞬时电流速断保护

继电保护的原则：在简单、可靠和保证选择性的前提下，

k t

>⎩图中，线路AB 和BC 均装设了瞬时电流速断保护1

f 2f 短路电流的变化特点E K I K k =ϕ

.max 3)

L E z l ϕ

+最小运行方式两相短路.min k S I Z =最大运行方式、三相短路时

解决办法：保证下一条线路出口处短路时不启动最小运行方

式两相短路

最大运行方式、

三相短路时瞬时电流速断保护定值分析（保护2为例）如果要确保线路AB内的故障保护2都能动作，该如何整定.m in act B I I =.m ax

act B I =.m ax act B I I >短路电流大

于将大于保护2的定值 瞬时电流速断保护整定原则：躲开下一条线路出口处的最大短路电流（最大运行方式下的三相短路电流） 所谓躲开，在这里体现在引入大于1的可靠性系数：考虑理论计算与现场实际存在的各种误差影响。18

.2..max .min rel act rel k B S AB

K E I K I Z Z ϕ

′′′==+1.2~1.3

rel K ′= 保护1： 保护2：.1..max .min ()

rel act rel k C S AB BC K E I K I Z Z Z ϕ

′′′==++

由于不同故障条件下，相同地点发生的短路电流是不max αmin

α最小保

护范围最大保

护范围20 系统运行方式变化越大，被保护线路越短，保护范围越小

.max

Z 增大

长短线路

对比

无保护范围α

K K

α

min

21

三、限时电流速断保护

首要任务：保护线路全长，且有足够灵敏性

其定值必须小于保护范围内的最小短路电流，从而导致保护范围必然要延伸到下一条线路 且定值越小，保护范围越大，则灵敏度越高限时电流速断保护工作原理

.2

act I ′′有什么问题？ 保护的选择性：此时当下一线路出口处发生短路时，它就要启动

解决办法：使保护动作带有

一定的时限，即其动作时限

比下一段线路中与其保护范

围重叠的保护高一个时间段

如何具有最小的动作时限？ 跟动作时间最短的保护配合

首先考虑保护范围不超过下一

段线路的瞬时速断保护范围

动作电流：体现了保护范围，确保能保护线路末端

12k act

t t >⎩因此，电流速断和限时电流速断构成线路的主保护

逻

辑

为了保证保护本线路的全长，限时电流速断保护必须

t

四、定时限过电流保护

起动电流按躲开最大负荷电流来整定的电流保护

（选择性要求）

躲开最大负荷电流：引入可靠系数K rel

考虑电动机的自起动电流大于正常工

作电流：引入自起动系数K

Ms

>1

考虑返回问题：电流继电器起动电流大于返回电流，要保

证外部故障切除后继电器能够返回，引入返回系数K

re <1

正常时不起动，一旦故障则能反应于

电流的增大而灵敏地起动。

动作时限

电网终端也可作主保护

阶梯式动作时限配合

灵敏系数校验

近后备远后备

五、阶段式电流保护

三段式电流保护整定是在保证选择性的前提下，实三段式电流保护接线图

七、电流保护的接线方式

三相星形接线

优点：每相都装有电流

继电器，可以反应相间

故障和单相接地故障。

三相星形接线方式原理图

两相星形接线方式原理图

八、低电压保护在系统中的应用

最大运

行方式

最小运

行方式

最大运行方式

最小运行方式

且不考虑故障类型

)

BC 第二节电网相间短路的方向性

电流、电压保护

三段式电流保护以单侧电源网络为基础进行分析

现代电力系统实际上为多电源复杂网络

感性功率

2

f 2

f 在上述情况下按选择性条件和灵敏性要求配合协调工作

单纯电流保护对多电源复杂网络的不适应性

路流向母线，与被保护线路内部故障时的方向相反。

解决办法

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模拟式方向电流保护的原理接线

二、功率方向继电器的工作原理

保护安装处到故障线路阻抗角

°<<°9001k ϕ°

<+°<°2701801802k ϕ利用判别短路功率的方向或电流、电压之间的相位关系，

就可以判别发生故障的方向