电网的电流保护

1.3
第2 章
电网的电流保护
2.1.1 无时限电流速断保护 1.无时限电流速断保护的概念 根据对继电保护快速性的要求，即当线路出现 故障时能够瞬间动作切除故障，因此线路上首先应 装设瞬间动作的无时限电流速断保护。 无时限电流速断保护——是反应电流增加，而 瞬时动作的电流保护。
1.4
第2 章
2.整定电流
1.2
第2 章
电网的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
35kV及以下的配电系统主要是单侧电源网络，单侧电 源网络的相间短路保护主要采用三段式电流保护。
电流保护段——无时限电流速断保护 电流保护段——限时电流速断保护 电流保护段——定时限过电流保护
其中由Ⅰ段和Ⅱ段共同构成线路的主保护，Ⅲ 段作为后备保护。
1.30
第2 章
电网的电流保护
1.31
第2 章
电网的电流保护
1.32
第2 章
电网的电流保护
各级Ⅲ段保护动作电流说明图
1.33
第2 章
电网的电流保护
1.34
第2 章
4.原理接线
电网的电流保护
过电流保护的单相原理接线与限时电流速断保护相同。
定时限过电流保护单相原理接线
1.35
第2 章
电网的电流保护
第2 章

电网的电流保护
当灵敏系数不能满足要求时 即达不到保护线路全长的目的。
这时可采用降低保护动作值的办法来提高灵敏系
数，即使之与下级线路的限时电流速断相配合。
1.26
第2 章
电网的电流保护
1.27
第2 章
4. 原理接线图
电网的电流保护
图2.7 限时电流速断保护单相原理接线
1.28
第2 章
1.6
第2 章
电网的电流保护
1.7
第2 章
电网的电流保护
1.8
第2 章
电网的电流保护
1.9
I OP 1
第2 章
电网的电流保护
Ik
1.10
第2 章
电网的电流保护
1.11
第2 章
4.电流速断保护的构成
电网的电流保护
图2.5 电流速断保护原理接线
1.12
第2 章
电网的电流保护
接入中间继电器KM的作用: (1) 增大触点容量，防止由KA触点直接接通跳 闸回路时因容量过小而被破坏； (2) 当线路上装有管型避雷器时，利用中间继电 器来增大保护装置的固有动作时间，以防止管 型避雷器放电时引起电流速断保护误动作。
方向电流保护——在电流保护的基础上加装方向 元件的保护。
1.58
第2 章
电网的电流保护
图 2.16 双侧电源网络的方向性电流保护原理说明图
把同一方向的保护如1、3、5作为一组，保护2、 4、6为另一组，这样就可将两个方向上的保护拆开 成两个单电源辐射形电网的保护。因此只需考虑同
一组之间的动作电流和动作时限的配合。
1.52
第2 章
电网的电流保护
2.3电流电压联锁速断保护
当系统运行方式变化较大，电流速断保护在 最小运行方式下保护范围缩小，而电压速断保护 是在最大运行方式下，保护范围缩小，两者均不 能满足要求时，则可采用电流电压联锁速断保护。
1.53
Байду номын сангаас
第2 章
1.原理
电网的电流保护
电流电压联锁速断保护接线图
1.54
(1) 故障点存在过渡电阻，使实际短路电流比计算电流 小，不利于保护动作。 (2) 实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计 算值。 (3) 由于电流互感器的负误差，使实际流入保护装置的 电流小于计算值。 (4) 继电器实际动作电流比整定电流值高，即存在正误 差等。 (5) 考虑一定的裕度。
1.25
对于级联线路，当两段不 同的线路发生单相接地短路时 ，由于两相两继电器接线B相 没有保护，因此只能由前一级 保护动作切断故障，使得停电 范围扩大。
级联线路图
而对于三相三继电器接线，由于保护1整定值和动作时 限都比保护2小，因此会灵敏地切断后面的线路，使得停电 范围减小。
1.42
第2 章
电网的电流保护
对于并联线路，当不同线路 发生不同相的单相接地短路时， 对于系统来说相当于两相接地短 路，因此会有很大的短路电流流 过这两相线路。
对于两相两继电器接线，由 于B相没有保护，因此只有下面 的线路被断开，而上面的线路还 可以继续供电，减小停电范围。 并联线路图
1.41
第2 章
电网的电流保护
不完全星形接线缺点
过电流保护动作时限选择说明图
1.36
第2 章
电网的电流保护
2.1.4 阶段式电流保护的应用
图2.10 阶段式电流保护的配合说明图
1.37
第2 章
电网的电流保护
2.1.5 电流保护的接线方式 1. 电流保护的接线方式 电流保护的接线方式——是指保护中电流继电器与电流 互感器二次绕组之间的连接方式。 对于相间短路的电流保护，主要有四种接线方式：三 相三继电器的完全星形接线，两相两继电器的不完全星形 接线，两相三继电器的不完全星形接线,两相一继电器的两 相电流差接线。
1.43
第2 章
电网的电流保护
由此，可以看出，当d侧发生AB两相短路时， Y侧的B相（滞后相）的短路电流大，因此对于Y,d 接线的变压器，采用两相两继电器灵敏度降低，可 采用两相三继电器。
1.44
第2 章
电网的电流保护
4) 两相一继电器的两相电流差接线
主要用于灵敏度较易满足的场合，如低压线路和电动机 保护。
电网的电流保护
根据继电器的功能可分为主继电器和辅助继电器。
主继电器如电流继电器、电压继电器、阻抗继电 器、功率继电器等，也称为量度继电器。 辅助继电器如时间继电器、中间继电器、信号 继电器等。
1.15
第2 章
继电器的继电特性
电网的电流保护
继电特性：继电器在动作或返 回时，都是干脆明确的，不会 停留在某一个中间位置。 只有其流过的电流大于整定的 动作电流Iop时，继电器能够突然 迅速的动作，稳定、可靠地输出 高电平 。 在继电器动作以后，只当电流 减小到小于返回电流Ire以后，继 电器又能立即突然地返回，输出 低电平。
1.45
第2 章
电网的电流保护
图2.14
1.46
三段式电流保护的原理图
第2 章
电网的电流保护
1.47
第2 章
电网的电流保护
1.48
第2 章
整定值为
电网的电流保护
2.校验 按系统在最小运行方式下，发生三相短路时，保护 范围大于50%，最大运行方式下，发生三相短路时，保
护范围大于15%。
1.49
电网的电流保护
2.1.3 定时限过电流保护 过电流保护——是指其动作电流按躲过最大负 荷电流来整定的保护。
它用于作本线路的近后备保护和相邻线路的远
后备保护。
1.29
第2 章
1. 动作电流
电网的电流保护
动作电流整定考虑以下两个因素：
①过电流保护的动作电流应大于该线路上可能 出现且通过保护装置的最大负荷电流 I Lmax 。
第2 章
电网的电流保护
第2章
电网的电流保护
1.1
第2 章
电网的电流保护
电网正常运行时，输电线路上流过正常的负荷电流。 当输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一特征， 可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。 电流保护——overcurrent protection
单侧电源网络的三段式电流保护 相间短路保护 双侧电源网络的方向性电流保护 大电流接地系统的零序电流保护 单相接地短路保护 小电流接地系统的零序电流保护
1.38
第2 章
电网的电流保护
1) 三相三继电器的完全星形接线
这种接线方式主要用于中性点直接接地电网 的相间短路保护和单相接地短路保护。
1.39
第2 章
电网的电流保护
2) 两相两继电器的不完全星形接线
这种接线方式主要用于中性点非直接接地电 网的相间短路保护。
1.40
第2 章
电网的电流保护
不完全星形接线优点
1.16
E E0
I set
第2 章
继电器的返回系数
电网的电流保护
继电器的返回系数——是指返回电流与动作电流的
比值，即
一般情况下，对于过量继电器其返回系数小于 1，但要求其不小于0.85；对于欠量继电器返回系 数大于1，但要求其不大于1.2。
1.17
第2 章
电网的电流保护
电流速断保护的主要优点
电网的电流保护
最大运行方式下发 生三相短路
I set 1
I set 2
最小运行方式下发 生两相短路
图2.4
1.5
单侧电源辐射形电网电流速断保护电流曲线
ES
第2 章
电网的电流保护
最大运行方式——短路时系统阻抗最小，流经 被保护元件短路电流最大的运行方式。
最小运行方式——短路时系统阻抗最大，流经 被保护元件短路电流最小的运行方式。
1.19
第2 章
1.工作原理
电网的电流保护
I set 1
I set 1
I set 2
图2.6 限时电流速度保护工作原理及时限特性
1.20
第2 章
2. 整定电流
电网的电流保护
现以图2.6中的保护1为例，保护1的限时电流速断保护的 保护范围应在k1点和k2点之间。所以保护1的限时电流速断保 护的动作电流应大于下一线路的保护2的Ⅰ 段的动作电流，
动作迅速、简单可靠。

缺点
不能保护线路的全长，且保护范围受系统运
行方式和线路结构的影响，当系统运行方式变化
很大或被保护线路很短时，甚至没有保护范围。
1.18
t
第2 章
2.1.2
电网的电流保护
限时电流速断保护
由于有选择性的电流速断保护不能保护本线 路的全长，应增设第二套带时限的保护，用来快速 切除本线路其余部分的短路，同时也能作为Ⅰ段保 护的后备。这就是限时电流速断保护。
1.21
第2 章
电网的电流保护
1.22
第2 章
电网的电流保护
1.23
第2 章
3. 灵敏系数校验
电网的电流保护
为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保 护在系统最小运行方式下线路末端发生两相短路时 ，应具有足够的灵敏性，一般用灵敏系数来校验， 即规定
1.24
第2 章
电网的电流保护
必须进行灵敏系数校验的原因，主要是考虑下列因素：
第2 章
电网的电流保护
1.50
第2 章
由上式可知：
电网的电流保护
①当系统阻抗越大，保护范围越大；
②线路越短，保护范围越大；
③系统运行方式相差越小，保护范围越大。
1.51
第2 章
电网的电流保护
电压速断保护原理接线图 电流继电器1KA、2KA的作用： ①当接于该母线上其他元件短路时，闭锁该保护。 ②当电压互感器断线时，闭锁该保护。 电流继电器整定值按最大负荷进行整定。
1.64
第2 章
电网的电流保护
1.65
第2 章
电网的电流保护
1.66
第2 章
电网的电流保护
(2)按躲过接地短路时的零序电流整定 若在被保护线路背侧发生接地短路时，则非故障线路 中会流入较大的零序电流。
若动作电流按躲过这个零序电流来整定，就会使整定 电流增大，降低灵敏性，往往采取在相间短路方向过电流 保护中加上接地短路闭锁装置，如下图加入零序电流继电 器KA0。
1.67
第2 章
电网的电流保护
1.68
第2 章
单侧电源的环形网络
电网的电流保护
单侧电源的环形电网
单侧电源环网可以展开成两侧电源辐射形电网,如下图
1.69
第2 章
保护的相继启动
电网的电流保护
相继启动——是指一条线路两侧的保护装置，当线路上 发生短路时，其中一侧的保护装置先动作，等它作用于跳闸 后，另一侧保护装置才动作。 保护装置的相继启动，将增加整个电网切除故障时间， 但有时可利用相继启动来保证保护装置的灵敏度。比如，若 保护2灵敏度不满足要求时，可按保护1动作后来校验。
1.59
第2 章
电网的电流保护
1.60
第2 章
电网的电流保护
1.61
第2 章
电网的电流保护
电压死区：在保护安装处附近发生短路时，母线 上的电压接近0，则功率方向元件将拒动，对于可 能出现这种情况的区域，成为方向继电器的电压死 区。
1.62
第2 章
电网的电流保护
1.63
第2 章
电网的电流保护
第2 章
电网的电流保护
1.56
第2 章
电网的电流保护
2.3 双侧电源网络相间短路 的方向性电流保护
2.3.1 方向性电流保护的工作原理
图2.15(a) 两侧电源辐射形电网
1.57
第2 章
电网的电流保护
正方向故障——短路电流方向由母线流向线路， 允许保护动作；
反方向故障——短路电流方向由线路流向母线称 为，不允许保护动作。
第2 章
2.整定
电网的电流保护
通过上图可知，电压继电器与电流继电器是 串接的，只有两个继电器同时动作才能发出跳闸 信号。 常用的整定方法是保证在经常运行方式下有 较大的保护范围，一般为线路全长的80%，即在 经常运行方式下电流与电压的保护范围均应为 80% 。这样可使保护范围增大，提高灵敏性。
1.55
1.13
第2 章
继电器
电网的电流保护
概念：根据某种输入信号来实现自动切换电路的自 动控制电器。
分类：根据输入信号的不同可分为电气继电器和非 电气继电器两大类。 电气继电器如：电流继电器、电压继电器、功 率继电器、阻抗继电器等。 非电气继电器如：温度继电器、压力继电器、 速度继电器等。
1.14
第2 章