电力系统继电保护原理PPT 2-1三段电流保护

相关概念：
最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护 装置的短路电流最大的方式。 Ik.max Zs Zs.min 最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护 装置的短路电流最小的方式。
Ik.min Zs Zs.max
结论：
➢系统运行方式越大（Zs越小），短路电流越大； ➢故障点越近，短路电流越大，反之短路电流越小； ➢在某种运行方式下，同一点短路时，三相短路的短路电流大
的选择性
K
II re l
=1.1~1.2
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3. 灵敏度定义
一般指的是在系统最小运行方式下，线路末 端发生两相短路故障时，保护装置的反应能 力
增加一个 t
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主要区别是增加了 时间继电器KT
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IⅠop
IⅠ set.1
nTA
Kcon
其中 nTA是电流互感器变比。 Kcon 是接线系数，一般取1.0。
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保护范围的校验
保护范围：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的 短路电流对应的短路点区域。最小的保护范围为在系统最小 运行方式下两相短路时出现。
护全长。
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2.1.4 限时电流速断保护（电流Ⅱ段）
保护线路的全长 尽可能短的动作时限 满足保护的选择性要求
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电流Ⅱ段保护优缺点：
优点：灵敏度好，能保护线路全长。 缺点： 带 0.5 秒左右的延时，速动性较差； 不能做下一段线路的远后备, 加装定时限过电流保护。
电流Ⅰ、Ⅱ段联合工作就可以保证全线路的故障在0.5秒内 予以切除，一般情况下能够满足速动性的要求，可以作为 “主保护”。
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启回动继电器 度路量继电器
时中的间继电器
阻理量抗继电器中间继电信器作用号继电器
量 度
欠量型继电器（反应于测量量的减小而动作）
继 电
过量型继电器（反应于测量量的增大而动作）
器
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电磁式继电器图形符号和文字符号
2. 过电流继电器的工作原理
输入 电流交换 Ir
I
比较
I op
整定值调整
小延时
2~3ms
输出
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Iop：启动电流 Ire：返回电流
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电力系统继电保护
主讲人：刘雪莉
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第二章 电网的电流保护
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2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
电磁式继电器
1－铁心 2－旋转棱角 3－释放弹簧 4－调节螺母 5－衔铁 6－动触点 7－静触点 8－非磁性垫片 9－线圈
电磁式继电器工作原理
电磁继电器是由缠绕于铁心的线圈的“电磁 铁部分”，安装于铁片上的可动触点与固定触点 组合而成的“触点部分”，共同结合构成的。
当电流流过线圈，铁心变成电磁铁。可动铁 片被吸引，受到向下的力的作用。可动触点也向 下方移动，与固定触点接触构成闭合电路。当线 圈中无电流流动，铁心不再变成电磁铁。可动铁 片不再受到吸引，由于返回弹簧的作用，受到向 上方的力的作用。可动触点也向上方移动，于是 与固定触点脱离接触而使电路断开。
包括： 1、电流速断保护（电流Ⅰ段）； 2、限时电流速断保护（电流Ⅱ段）； 3、定时限过电流保护（电流Ⅲ段）。
2.1.3 电流速断保护（电流Ⅰ段）
定义：仅反映电流增大而瞬时动作的保护。
特点：在保证选择性的前提下，动作（跳闸）速度 越快越好。
为提高系统运行的稳定性，保证向重要用户的可靠供 电，防止短路电流损坏故障设备，要求各种电气设备 必须配备电流速断保护，以快速切除故障。
其它几种常见的继电器
1、时间继电器
建立必要的延时，以保证保护动作的选择性和某种逻辑关系。 ①延时动作。线圈通电后主触点经过一段延时后闭合。 ②瞬时返回。对正在动作的继电器，一旦线圈所加电压消失， 则迅速返回原始状态。
2、中间继电器 起中间桥梁作用 ①触点容量大，可直接用作于跳闸。 ②触点数目多
3、信号继电器 作为装置动作的信号指示，标示所处的状态，或 接通灯光信号（音响）回路。信号继电器的触点 自保持，由值班人员手动复归或电动复归。
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当电路网络中任意点发生三相或两相断路故障时， 其短路工频周期分量近似计算为：
I
I set
I K.L.min
3
E
2 Zs.max z1Lmin
Lmin是电流速段保护的最小保护范围； z1是线路单位长度的正序阻抗。
灵敏度校验：用保护范围的大小来衡量，规程规定，其最小 的保护范围一般不应小于被保护线路全长的(15~20)%。
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其保护范围不 超过下级速断 保护的范围
I I II
I
set.1 set.2
I II set.1
K II re1
I
I set.1
M
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t1II t2I t
动作时间比下 级速断保护高 出一个时间阶 梯，保证保护
II set.1
I k .B.m ax
E Zs.min Z AB
动作时限整定值： tⅠ1＝0秒
K
II re l
=1.2~1.3
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IⅠ set.1
是保护一次侧动作电流，保护的二次侧动作电流为：
流过保护安装处电流的大小与哪些因素相关
电力系统运行方式(Zs)的变化； 电力系统正常运行状态( E )的变化； 不同的短路类型( K ); 随短路点距等值电源的距离变化，短路电流连续
变化，越远电流越小，并且在本线路末端和下级 线路出口短路，电流没有差别。
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继电器 单侧电源网络相间短路时电流量值特征 电流速断保护(I段保护) 限时电流速断保护(II段保护) 定时限过电流保护(III段保护) 阶段式电流保护的配合及应用 反时限特性的电流保护 电流保护的接线方式
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过电流保护的分类
定时限过电流保护:动作时限与短路电流的大小无关,动作时 限是人为事先整定的。 定时限过电流保护（电流Ⅲ段）由于时限的配合原因，造成 故障靠电源越近，短路电流越大，过电流保护切除故障的时 间越长，这是其缺陷。
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K sen
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当灵敏度不满足要求时， 考虑降低限时电流速断 的整定值，动作时限再
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电磁型
动 感应型
作 原
整流型
理 数字型
反电流继电器 电映的压继电器 功物率方向继电器
反时限过电流保护:出口动作时间与过电流倍数相关，电流越 大，出口动作越快。
IⅠop 是瞬时动作电流；
I op 是起动电流； tb 是瞬时动作触点闭合时间。
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几点说明：
电动机的自启动电流要大于它的
正常电流，故引入自启动系数Kss； 为了保证选择性，返回电流Ire’应 大于自启动电流Iss.max; 由于保护装置的启动和返回是通
过电流继电器来实现的，因此继电
器的返回电流与启动电流之间的关
系就代表着保护装置的返回电流与
启动电流的关系；
电流继电器的返回系数Kre越小， 则保护装置启动电流越大，因而其
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工作原理：不能全程保护(why?)
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整定原则
为了保证电流速断保护动作的选择性，对保护1来讲，其整定 的动作电流IIset.1必须大于K2点短路可能出现的最大短路电流， 即大于在最大运行方式下变电所B母线上的三相短路电流 Ik.B.max。
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电流速断保护一般 没有时间继电器
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For example:
运行方式变 化很大，没 有保护范围
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线路短，保 护范围内始 端和末端电 流差别不大
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终端采用线 路-变压器接 线方式，保
于两相短路的短路电流。
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保护安装处的短路电流随短路点距离变化曲线
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三段式电流保护
Ik
E Z
K
E Zs Zk
E -系统等效电源的相电动势；
Zk -短路点至保护安装处之间的阻抗；
Zs -保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；
K
-短路类型系数，三相短路取1，两相短路取
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