电网电流保护第讲
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✓ 优先保证全线故障快速切除：首次故障切除不 考虑相邻线路出口短路的选择性，靠自动重合闸 纠正这种无选择的动作。
• 作用：承担电能输送任务，电压高，功率大
• 电压等级： 1000kV，750kV，500kV，330kV， 220kV，110kV
• 网络结构：多电源环网结构（通常在高电压等级 的主干网为环网结构，低一级电压电网解环运行）， 提高输电能力，供电可靠性高
• 中性点接地方式：中性点直接接地，限制过电压 水平
• 保护配置：常用有绝对选择性的纵联保护作为主 保护，快速切除全线路上任意点的故障
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
配电网络特点：
• 作用：承担电能分配任务，输送功率相对较小
• 电压等级： 66kV，35kV，20kV，10kV，6kV
• 网络结构：正常运行采用单侧电源供电的辐射型 网络，限制短路电流，降低线损；通过手拉手开关 形成电源备用，保证供电可靠性
2.1.3 电流速断保护
➢电流速断保护
（一）工作原理分析 何谓电流速断保护
反应电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电 流速断保护 电流速断保护原理分析 ✓ 强调动作的快速性，因此在保护的四项基本原 则中把速动性作为第一要素 ✓ 选择性分析：区内末端短路和下级线路出口短 路存在选择性问题
A
B
C
D
2ຫໍສະໝຸດ Baidu
1
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
继电器的返回系数：返回电流与启动电流的比值
K re
I re I op
过量继电器返回系数<1，通常为0.85-0.95 欠量继电器返回系数>1，通常为1.02-1.05
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
输电网络特点：
RCS-901硬件模块图
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（二）过电流继电器的工作原理
量度继电器：是一种能调节其动作量值（定 值）的继电器，是继电保护系统的核心器件，也是 继电保护系统中实现测量比较的环节。
继电保护课程研究的主要是量度继电器的工 作原理。
分为过量继电器和欠量继电器： 过量继电器：过电流继电器、过电压继电器、高频 率继电器等； 欠量继电器：低电压继电器、距离继电器、低频率 继电器等。
• 中性点接地方式：中性点非直接接地，提高供电 可靠性
• 保护配置：主保护一般由阶段式动作特性的电流 保护担任
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电流保护应用场所
• 单侧电源网络，快速切除相间短路，电力元 件过载发信号或延时跳闸等 • 电压等级：110kV以下 • 网络结构：单电源辐射型网络 • 开关配置：只在靠近电源侧安装断路器
第二章 电网电流保护
第二章 电网电流保护
➢计划学时
10学时
➢教学重点
三段式相间短路电流保护的基本原理 方向电流保护及方向元件 接地故障的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（一）继电器的作用和原理
作用：是一种能自动对被控电路实行接通 和断开控制的装置或元件。
控制原理：当其输入量达到一定值时，继 电器能使其输出的被控制量发生预计的状态变化， 如触点打开、闭合或电平翻转等，从而对被控电 路实现“通”、“断”的控制。
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（一）继电器的分类和基本要求 • 实现方式划分：电磁型，集成电路型，数字型 • 按输入量划分：电流继电器，电压继电器，功率 方向，阻抗，频率等 • 按作用划分：启动继电器，量度继电器，时间继 电器，中间继电器，信号继电器和出口继电器 基本要求： • 工作可靠，动作过程具有“继电”特性； • 动作值误差小，功率损耗小，动作迅速，动稳定 和热稳定性好以及抗干扰能力强； • 安装、整定方便，运行维护少，价格便宜等。
I
Ir
≥2~3ms
Iop
提高动作的可靠 性，防止干扰信 号引起的误动作
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
高
高 低
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
1
继电特性作用：保证
了继电器动作明确、
可靠。不出现触点跳
0
跃现象
ifh iqd
过量继电器继电特性
i
Z S ， E ：与系统运行方式有关，其中运行方式对 Z S 影响更大；对 E 的影响通常可以忽略掉。 Z k ：故障点位置和过渡电阻有关 k ：故障类型有关
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
电流保护需要解决的问题： 电流保护以故障时电流增大的特征作为故障判别的 依据，这是电流保护的基本原理。但从影响故障电 流的诸因素可以看到。即使同一地点的故障，也会 由于故障类型不同，有无过渡电阻，运行方式的变 化等因素造成短路电流的变化。 因此在以电流增大为基本判据的电流保护所要解决 的问题就是如何在电网运行中使得由电流保护构成 的继电保护系统满足保护的基本要求：可靠性、选 择性、灵敏性和速动性。
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网正常运行及相间故障短路电流分析
A
B
C
D
2
1
G
d1
d2 d3
d4
I
3
I set .1
2
I set 2
I AB.l max 1
I BC.l max
ICD.l max
图2－3 电流曲线
特点：故障 电流大于负 荷电流，根 据故障电流 的大小无法 唯一的确定 l 故障点
G
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d4
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I set .1
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I AB.l max
1
I BC.l max
ICD.l max
l
图2－3 电流曲线
2.1.3 电流速断保护
（一）工作原理分析
解决思路
✓ 优先保证动作的选择性：保证区外故障时电流 保护不误动，决不扩大停电范围。具体措施是提 高动作电流，缩短保护范围，只快速切除区内部 分故障。
3、2
（2.2）
k
（2.2）
k
k
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
Ik
k
E ZS ZK
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
短路故障的特点：电流增大 影响短路电流量值的因素：
Ik
k
E ZS ZK
• 作用：承担电能输送任务，电压高，功率大
• 电压等级： 1000kV，750kV，500kV，330kV， 220kV，110kV
• 网络结构：多电源环网结构（通常在高电压等级 的主干网为环网结构，低一级电压电网解环运行）， 提高输电能力，供电可靠性高
• 中性点接地方式：中性点直接接地，限制过电压 水平
• 保护配置：常用有绝对选择性的纵联保护作为主 保护，快速切除全线路上任意点的故障
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
配电网络特点：
• 作用：承担电能分配任务，输送功率相对较小
• 电压等级： 66kV，35kV，20kV，10kV，6kV
• 网络结构：正常运行采用单侧电源供电的辐射型 网络，限制短路电流，降低线损；通过手拉手开关 形成电源备用，保证供电可靠性
2.1.3 电流速断保护
➢电流速断保护
（一）工作原理分析 何谓电流速断保护
反应电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电 流速断保护 电流速断保护原理分析 ✓ 强调动作的快速性，因此在保护的四项基本原 则中把速动性作为第一要素 ✓ 选择性分析：区内末端短路和下级线路出口短 路存在选择性问题
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2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
继电器的返回系数：返回电流与启动电流的比值
K re
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过量继电器返回系数<1，通常为0.85-0.95 欠量继电器返回系数>1，通常为1.02-1.05
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
输电网络特点：
RCS-901硬件模块图
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（二）过电流继电器的工作原理
量度继电器：是一种能调节其动作量值（定 值）的继电器，是继电保护系统的核心器件，也是 继电保护系统中实现测量比较的环节。
继电保护课程研究的主要是量度继电器的工 作原理。
分为过量继电器和欠量继电器： 过量继电器：过电流继电器、过电压继电器、高频 率继电器等； 欠量继电器：低电压继电器、距离继电器、低频率 继电器等。
• 中性点接地方式：中性点非直接接地，提高供电 可靠性
• 保护配置：主保护一般由阶段式动作特性的电流 保护担任
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电流保护应用场所
• 单侧电源网络，快速切除相间短路，电力元 件过载发信号或延时跳闸等 • 电压等级：110kV以下 • 网络结构：单电源辐射型网络 • 开关配置：只在靠近电源侧安装断路器
第二章 电网电流保护
第二章 电网电流保护
➢计划学时
10学时
➢教学重点
三段式相间短路电流保护的基本原理 方向电流保护及方向元件 接地故障的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（一）继电器的作用和原理
作用：是一种能自动对被控电路实行接通 和断开控制的装置或元件。
控制原理：当其输入量达到一定值时，继 电器能使其输出的被控制量发生预计的状态变化， 如触点打开、闭合或电平翻转等，从而对被控电 路实现“通”、“断”的控制。
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（一）继电器的分类和基本要求 • 实现方式划分：电磁型，集成电路型，数字型 • 按输入量划分：电流继电器，电压继电器，功率 方向，阻抗，频率等 • 按作用划分：启动继电器，量度继电器，时间继 电器，中间继电器，信号继电器和出口继电器 基本要求： • 工作可靠，动作过程具有“继电”特性； • 动作值误差小，功率损耗小，动作迅速，动稳定 和热稳定性好以及抗干扰能力强； • 安装、整定方便，运行维护少，价格便宜等。
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≥2~3ms
Iop
提高动作的可靠 性，防止干扰信 号引起的误动作
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
高
高 低
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
➢继电器基本知识
（三）继电特性及返回系数
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继电特性作用：保证
了继电器动作明确、
可靠。不出现触点跳
0
跃现象
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过量继电器继电特性
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Z S ， E ：与系统运行方式有关，其中运行方式对 Z S 影响更大；对 E 的影响通常可以忽略掉。 Z k ：故障点位置和过渡电阻有关 k ：故障类型有关
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
电流保护需要解决的问题： 电流保护以故障时电流增大的特征作为故障判别的 依据，这是电流保护的基本原理。但从影响故障电 流的诸因素可以看到。即使同一地点的故障，也会 由于故障类型不同，有无过渡电阻，运行方式的变 化等因素造成短路电流的变化。 因此在以电流增大为基本判据的电流保护所要解决 的问题就是如何在电网运行中使得由电流保护构成 的继电保护系统满足保护的基本要求：可靠性、选 择性、灵敏性和速动性。
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网正常运行及相间故障短路电流分析
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图2－3 电流曲线
特点：故障 电流大于负 荷电流，根 据故障电流 的大小无法 唯一的确定 l 故障点
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图2－3 电流曲线
2.1.3 电流速断保护
（一）工作原理分析
解决思路
✓ 优先保证动作的选择性：保证区外故障时电流 保护不误动，决不扩大停电范围。具体措施是提 高动作电流，缩短保护范围，只快速切除区内部 分故障。
3、2
（2.2）
k
（2.2）
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2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
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2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流特征
➢电网相间故障短路电流分析
短路故障的特点：电流增大 影响短路电流量值的因素：
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