10kV线路保护

1.475 0.847

均满足灵敏性要求。
X 已知系统最大运行方式下的阻抗 smin 13.3 ，系统 最小运行方式下的阻抗X smax 19 ， 线路的X1＝0.4 /km，变压器的阻抗XT＝44 ，若B母线没有别的 引出线，试求线路的瞬时电流速断保护是否能保护 线路全长。

对保护1，它的整定动作电流必须大于母线B上可能 出现的最大短路电流（在最大运行方式下该点发生 三相短路时的电流）。
I

I op1
K I kB . max
I rel
可靠性系数 =1.2~1.3
I
I op1
K I
I rel kB. max
I I op1 ：保护1的电流Ⅰ段整定值OP－Operate

B母线发生短路时的最大短路电流为：
I
( 3) kB max
Es 37 1590 ( A) X s X 1l 3 (5.4 0.4 20)

最小短路电流为：
I
( 2) kB . min
Es 3 3 37 1160 A 2 X s X 1l 2 3 (7.9 0.4 20 )
电流Ⅰ段
•电流速断 保护
电流Ⅱ段
•限时电流 速断保护
电流Ⅲ段
•定时限过 电流保护
【问题】 K1与K2两点短路时流过保护1的短路电流差别不大。 保护1无法区分本线路末端短路和相邻线路首端的 短路。

【解决】优先保证选择性：保证下一条线路出口处 短路时不启动（按躲开下一条线路出口处短路的条 件整定）

要求在系统最小运行方式下的两相短路时，保护可 以动作的范围不小于线路全长的15%~20%。
I min
Es 3 2 X s. max X l lmin

ຫໍສະໝຸດ Baidu
从该式中求得l min
最小保护范围
大于线路全长的 15%~20%，保护足够灵 敏，可以装设
小于线路全长的 15%~20%，保护不够灵 敏，不可以装设
I K rel ：保护的电流Ⅰ段的可靠性系数rel－Reliable
广东水利电力职业技术学院
2013-8-1

本线路末端短路时保护不能启动，也就是该保护不 能保护线路全长。
校验
保证保护装置动作灵敏 保证保护装置在任何运行方式下的任何点 发生任何类型的短路时都可以可靠动作
保证在系统出现最小短路电流的情况下保 护装置都可以动作
K ss :自启动系数，大于1，由网络具体接线和负荷性质决定。 K re : 返回系数，一般采用0.85 ~ 0.95
K
QF1 QF2 QF3

依靠时限保证选择性
QF1 t
QF2
QF3
△t △t
0 l

灵敏度系数
K sen
I k . min
III I op


近后备保护：灵敏度系数要达到1.3~1.5 远后备保护：灵敏度系数要达到1.2
3 115 1.643 (k A) 2 3 (19 0.4 40 )
I I op1 K rel I kc max 1.3 0.906 1.178 (k A)
K sen
I kB min 1.634 I 1.387 1 I op1 1.178
所以保护1的电流I段可以保护线路全长。

主接线图

国电南瑞科技的产品 产品说明书
NSR612RF的安装
•高压开关柜 •集中安装于主控室

装置背板端子图 馈线开关柜端子排图 交流电压图电流图
•最大运行方式下的三相短路
最大短路电流
I k(3)
Es X s X 1l
•最小运行方式下的两相短路
C
45A 125A 60A
G 10kV
1 10km
4km 4km
～
A
1.5s
B
25A
（ ）线路AB的最大负荷电流：I Lmax 15 25 45 125 60 270 ( A) 1 选择AB线路的电流互感器的变比为K TA 300 / 5
III (2) I op1 III K rel K ss 1 .2 1 I Lmax 270 381( A) K re 0.85

灵敏度不满足要求时,要与相邻线路的限时电流速 断保护配合。
II II II I op1 K rel I op2 II II top1 top2 t
II II II II 可适当降低I op1，使I op1与I op2 配合，并使t1II t 2 t 1s I I ) I op3 K rel I k( 3Dmax 1.2 0.51 0.612 ( k A) II II I I op2 K rel I op3 1.1 0.612 0.637 ( k A) II II II I op1 K rel I op2 1.1 0.637 0.743 ( k A) II II k sen I k( 2B)min / I op1 1.045 / 0.743 1.41 1.3, 满足灵敏度要求。

I III 保护1的电流Ⅲ段电流整定值为 op1 565 A, 求出二次 动作电流及动作时间，并进行灵敏度校验。
G T1 110kV
t3=0.5s
1 30km 2 90km B xⅠ=0.4Ω/km C
～
A
t4=1s
电流互感器变比为600/5 Xs.max=5.5Ω;Xs.min=6.7Ω
565 二次动作电流值 4.71 A) （ 600 5 动作时间：t 2s 近后备的灵敏度系数：K sen 5.44 远后备的灵敏度系数：K sen 1.86
最小短路电流
I k( 2)
Es 3 2 X s X 1l


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。 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。

系统Xsmax＝7.9Ω，Xsmin=5.4 Ω，线路AB长 20km，线路电抗0.4 Ω/km，A母线电压35kV。 求B母线短路最大短路电流和最小短路电流，并画 出短路电流随短路点与电源点的距离变化的曲线。
I kB min I kC min
10 .5 3 3 0.872 (k A) 2 1.82 0.42 10 10 .5 3 3 0.682 (k A) 2 1.82 0.42 (10 4)

如图所示网络，已知： s 115 3 kV，最大运行方式 E 下系统的等值阻抗X smin 14 ，最小运行方式下系 统的等值阻抗 X smax 15 ，线路单位长度正序阻抗 I X1＝0．4 /km， K rel 1.2 ，试对电流保护1的Ⅰ 段和电流保护2的Ⅰ段进行整定计算。
1
任何情况下都 可以保护线路 全长
2
满足灵敏性的 要求
3
力求最小的动 作时限
4
与下一级保护 之间满足选择 性的要求
选择性 选择性
•与下一条线路的
限时电流速断保护 配合 •时限比下一条线 路的限时电流速断 保护长一个时阶。
•保护范围延伸到 下一条线路 •带时限

如图所示网络，已知： s 115 3 kV，最大运行方式 E 下系统的等值阻抗X smin 14 ，最小运行方式下系 统的等值阻抗 X smax 15 ，线路单位长度正序阻抗 I K II X1＝0．4 /km， K rel 1.2 ， rel 1.1，试对电流保 护1的Ⅰ段和Ⅱ段进行整定计算。
主讲教师：张迎峰 Zhangyf.sdxy@163.com
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
掌握10kV线路保护装置的典型功能及使用方法 会识读10kV线路保护装置的原理接线图 单侧电源的三段式电流保护的原理 会进行三段式电流保护的整定计算 掌握电压闭锁电流保护的原理 掌握双侧电源的方向电流保护原理 掌握小电流接地选线的作用和原理 掌握低频减载的作用和原理
如图所示网络的已知参数已标于图上，线路电抗X1 ＝0．42 /km，最小运行方式下的系统等值电抗 , 试求： (1)选择线路AB过电流保护用电流互感器的变比； (2)选择线路AB过电流保护的动作电流，并进行灵敏 系数校验； (3)选择线路AB过电流保护的动作时限。

1s
15A
1s 1.5s 0.5s
G 1 L1 100km A B 2
～
L2 100km C
L2 90km D
短路电流计算：
) I k(3Bmax (115 / 3) /(14 0.4 100 ) 1.229 (k A) ) I k(3C max (115 / 3) /[14 0.4 (100 100 )] 0.706 (k A)
I k( 2B)min ( 3 2) (115 / 3) /(15 0.4 100 ) 1.045 (k A)
I I ) I I op2 K rel I k(3C max 1.2 0.706 0.847 (k A), t 2 0 II II I I op1 K rel I op2 1.1 0.847 0.932 (k A) I t1II t 2 t 0.5s II II k sen I k( 2B)min / I op1 1.045 / 0.932 1.12 1.3, 不满足灵敏度要求。
I I op1
Es 3 2 X s. max X l l min 115 3 3 59 .96 , l min 59 .96, l min % 59 .96% 2 15 0.4 l min 100 115 3 3 57 .22 , l min 32 .22, l min % 32.22 % 2 15 40 0.4 l min 100
I k( 2B)min ( 3 2) (115 / 3) /(15 0.4 100 ) 1.045 (k A) 电流I段的整定：
I I ) I op1 K rel I k(3Bmax 1.2 1.229 1.475 k A), t1I 0 （ I I ) I I op2 K rel I k( 3C max 1.2 0.706 0.847 (k A), t 2 0
G 1 L1 100km A B 2
～
L2 100km C
L2 90km D

限时电流速断保护的整定
I
II op1
K I
II I rel op 2
, t t
I K rel 1.1 ~ 1.2
t
I top1 I top2
II top2
II top1
l

灵敏度系数：
K sen

I k min II 1.3 ~ 1.5 I op1

115 / 3kV
～
A
1 40km B
2
XT
C

解：B母线没有别的引出线，变压器故障时允许线 路的瞬时电流速断保护动作，故该瞬时电流速断保 (3) 护动作电流可按大于I k .c.max 整定。
I kc max I kB min 115 0.906 (k A) 3 (13 .3 0.4 40 44 )

K2点故障，保护1、保护2起动 保护2动作，切除故障 保护1返回
K1 K1
K1 K2
信号
K
QF1 QF2 QF3
定时限过电流 保护范围
可以保护本线 路的全长
可以保护相邻 线路的全长

动作电流的整定：按照躲过最大负荷电流整定
III I op III K rel K ss I L. max K re
Sensitiveness －灵敏度
) I k( 3Bmax (115 / 3) /(14 0.4 100 ) 1.229 (k A) ) I k( 3C max (115 / 3) /[14 0.4 (100 100 )] 0.706 (k A) ) I k( 3Dmax (115 / 3) /[14 0.4 (100 100 90 )] 0.706 (k A)