電力系統(tǒng)繼電保護第2章 電網(wǎng)的電流保護

1、第第 二二 章章 電網(wǎng)的電流保護 overcurrent protection 第一節(jié)第一節(jié) 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護一一、繼電器繼電器繼電器是一種能自動執(zhí)行繼電器是一種能自動執(zhí)行通斷通斷操作的部件。當(dāng)輸入量達操作的部件。當(dāng)輸入量達到一定數(shù)值時，能使其輸出的被控制量（如觸點、電平）到一定數(shù)值時，能使其輸出的被控制量（如觸點、電平）發(fā)生預(yù)計的狀態(tài)變化。發(fā)生預(yù)計的狀態(tài)變化。 電磁型電磁型 電流繼電器電流繼電器 啟動繼電器啟動繼電器 欠量型繼電器欠量型繼電器 感應(yīng)型感應(yīng)型 電壓繼電器電壓繼電器 度量繼電器度量繼電器 過量型繼電器過量型繼電器 整流型整流型 功率方向

2、繼電器功率方向繼電器 時間繼電器時間繼電器 數(shù)字型數(shù)字型 阻抗繼電器阻抗繼電器 信號繼電器信號繼電器 瓦斯繼電器瓦斯繼電器 中間繼電器中間繼電器1. 1. 繼電器的分類和表示方法繼電器的分類和表示方法常開觸點：輸入電量不足時觸點打開。常開觸點：輸入電量不足時觸點打開。常閉觸點：輸入電量不足時觸點閉合。常閉觸點：輸入電量不足時觸點閉合。mdck ( i2 )動作動作：mdc mth+ mm 返回返回：mdc mth mm ji12i2. 2. 過電流繼電器過電流繼電器iopire0ij動作狀態(tài)“ 繼電特性 ”1oprereiik返回系數(shù)：閉合斷開0.850.9二、三段式電流保護的整定與校驗二、三

3、段式電流保護的整定與校驗1. 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)時電流量特征kskzzei)3(三相短路：23)2(kskzzei兩相短路：abcdzkzs（1）正常運行狀態(tài)（e）流過保護流過保護2 2的短路電流和哪些因素有關(guān)呢？的短路電流和哪些因素有關(guān)呢？kskzzei)3(kskzzei23)2(最大方式三相短路最小方式兩相短路iab_maxibc_maxicd_maxil（3）運行方式（zs） （2）短路點位置（zk）（4）短路類型abcdzkzs最大運行方式:最小運行方式:zs.minzs.max系統(tǒng)最大運行方式：系統(tǒng)最大運行方式：在相同地點發(fā)生相同類型的短在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流

4、最大，與此對應(yīng)的系統(tǒng)路時流過保護安裝處的電流最大，與此對應(yīng)的系統(tǒng)運行方式。運行方式。minssmaxkzzi.maxssminkzzi.系統(tǒng)最大運行方式：系統(tǒng)最大運行方式：在相同地點發(fā)生相同類型的短在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最大，與此對應(yīng)的系統(tǒng)路時流過保護安裝處的電流最大，與此對應(yīng)的系統(tǒng)運行方式。運行方式。1. 1. 電流速斷保護（電流電流速斷保護（電流段）段）反應(yīng)于短路電流的反應(yīng)于短路電流的幅值增大幅值增大而而瞬時動作瞬時動作的電流保護。的電流保護。 整定計算的三要素整定計算的三要素整定值整定值動作時限動作時限靈敏性校驗靈敏性校驗abcd21k1k2k3k4abskb

5、zzeimin.max.按照選擇性的要求，希望能保護本線路全長。按照選擇性的要求，希望能保護本線路全長。以保護以保護2 2為例：為例：按按ikb.min整定：能保護線路整定：能保護線路ab全長全長 , 按躲過相鄰下一條線路出口短路按躲過相鄰下一條線路出口短路(d2)(d2)時可能出現(xiàn)的最時可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定大短路電流來整定, ,可保證可保證bcbc線路故障時保護線路故障時保護2 2不誤動。不誤動。d2d2點短路保護會誤動。點短路保護會誤動。bcabskczzzeimin.max.abcd21k1k2k3k4max.2 .kbirelisetikiabcd21k1k2k3k4conta

6、isetiopknii2 .2 .二次動作電流：）（3 . 12 . 1irelk一次動作電流：t 2i= 0 s動作時限：- 理想情況電流互感器變比電流互感器接線方式max.1 .kcirelisetiki保護范圍隨運行方式、故障類型的變化而變化。 靈敏性校驗：計算最小保護范圍 lmin% ( 15% ) 最大方式三相短路最小方式兩相短路ilabcd21iseti2 .iseti1 .lmax.2lmax.1lmin.2校驗條件：校驗條件： 最小方式最小方式兩相相間短路兩相相間短路 2 .min2 .min1max.2 .23llzzeisiset解析法求最?。ㄗ畲螅┍Ｗo范圍：解析法求最?。?/p>

7、最大）保護范圍：2 .max2 .max1min.2 .llzzeisiset1 .min1 .min1max.1 .23llzzzeiabsiset2 .max2 .max1min.2 .llzzeisiset保保護護2 2保保護護1 1abcd21k1k2k3k4電流速斷保護單相原理接線：電流速斷保護單相原理接線：缺點缺點: :電流速斷保護優(yōu)缺點：電流速斷保護優(yōu)缺點：優(yōu)點優(yōu)點: : 簡單可靠簡單可靠, ,動作迅速動作迅速不能保護本線路全長；不能保護本線路全長；失去保護范圍：運行方式變化較大、短線路。失去保護范圍：運行方式變化較大、短線路。個別情況下（線路變壓器組連接），可以保護線路的個別情

8、況下（線路變壓器組連接），可以保護線路的全長，并能夠保護變壓器的一部分。全長，并能夠保護變壓器的一部分。2. 2. 限時電流速斷保護（電流限時電流速斷保護（電流段）段）靈敏度：保護范圍必然延伸。靈敏度：保護范圍必然延伸。選擇性：帶時限選擇性：帶時限, ,比下一線路電流速斷保護高比下一線路電流速斷保護高t t。 保護線路的全長，足夠的靈敏度；保護線路的全長，足夠的靈敏度； 具有最小的動作時限。具有最小的動作時限。abcd21k1k2k3k4一次起動電流計算一次起動電流計算: :isetiireliisetiki1 .2 .）（2 . 11 . 1irelkabcd21k1k2k3k4iliset

9、i2 .iseti1 .miiseti2 .動作時限動作時限: :tttiii12lt靈敏性校驗：計算 ksenii校驗條件：最小方式、本線末端兩相相間短路最小方式、本線末端兩相相間短路5 . 13 . 12 .)2(min.iisetkbiiseniikabcd21k1k2k3k4若不滿足若不滿足, ,考慮與保護考慮與保護1 1的限時電流速斷配合的限時電流速斷配合: :iisetiireliisetiki1 .2 .tttiiii12缺點缺點: :限時電流速斷保護優(yōu)缺點：限時電流速斷保護優(yōu)缺點：優(yōu)點優(yōu)點: : 靈敏度好，能保護線路全長。靈敏度好，能保護線路全長。帶帶 0.5 1秒延時，速動性

10、較差；秒延時，速動性較差；不能做下一段線路的遠后備不能做下一段線路的遠后備電流電流、段聯(lián)合工作就可以保證全線路的故障在段聯(lián)合工作就可以保證全線路的故障在0.50.5秒內(nèi)予以切除，一般情況下能夠滿足速動性的秒內(nèi)予以切除，一般情況下能夠滿足速動性的要求，可以作為要求，可以作為“主保護主保護”。限時電流速斷保護單相原理接線：限時電流速斷保護單相原理接線：3. 3. 定時限過電流保護（電流定時限過電流保護（電流iiiiii段）段）動作電流整定：動作電流整定：max.limax.ssi后備保護：（后備保護：（1 1）近后備保護本線路全長）近后備保護本線路全長 （2 2）遠后備保護相鄰線路全長）遠后備保護

11、相鄰線路全長 最大負(fù)荷電流：最大負(fù)荷電流： 外部故障切除后保護裝置能夠可靠返回外部故障切除后保護裝置能夠可靠返回: :iopire0ijmmabc2 3 415kmax.1 .lressiiirelrereiiisetikkkkiimax.max.lssiiirelssiiirelreikkikiiopire0ijmax.max.lssssikimax.ssreii）（25. 115. 1iiirelkmmabc2 3 415k動作時限整定：動作時限整定：ltabcd21k1k2m345t1iiit2iiit3iiit4iiit5iii缺點：缺點：故障越近電源端，故障電流越大，切除時故障越近電

12、源端，故障電流越大，切除時 限反而越長，不滿足速動性要求！限反而越長，不滿足速動性要求！階梯型的時限特性：階梯型的時限特性：tttiiiniiin1mmabc2 3 415ktttttttiiiiiiiiiiii4321,max 處于電網(wǎng)終端的保護裝置，其過電流保護的動作時限并處于電網(wǎng)終端的保護裝置，其過電流保護的動作時限并不長，這種情況下它可作為主保護兼后備保護，不需裝設(shè)不長，這種情況下它可作為主保護兼后備保護，不需裝設(shè)電流速斷保護和限時電流速斷保護。電流速斷保護和限時電流速斷保護。 保護保護c c：只設(shè)定時限過電流保護，無延時：只設(shè)定時限過電流保護，無延時 保護保護b b：只設(shè)電流速斷保護

13、和定時限過電流保護：只設(shè)電流速斷保護和定時限過電流保護 保護保護a a：按一般原則裝設(shè)電流速斷、限時電流速斷和定時限過流保護。：按一般原則裝設(shè)電流速斷、限時電流速斷和定時限過流保護。 靈敏性校驗：計算 kseniii校驗條件：5 . 13 . 1)(2 .)2(min.2 .iiisetkbiiiseniik近abcd21k1k2k3k4最小運行方式，最小運行方式，本線路（相鄰線路）末端相間短路。本線路（相鄰線路）末端相間短路。2 . 1)(2 .)2(min.2 .iiisetkciiiseniik遠- - 靈敏度應(yīng)相互配合：靠近故障點保護靈敏度高靈敏度應(yīng)相互配合：靠近故障點保護靈敏度高ab

14、cd21k1k2m345iiiseniiiseniiiseniiiseniiisenkkkkk5 .4 .3 .2 .1 .過電流保護單相原理接線：過電流保護單相原理接線：同電流二段。同電流二段。優(yōu)點：優(yōu)點：簡單可靠，簡單可靠，動作時限與短路電流的大小無關(guān)。動作時限與短路電流的大小無關(guān)。 缺點：缺點：故障靠電源越近，短路電流越大，過電流保護故障靠電源越近，短路電流越大，過電流保護切除故障的時間越長。切除故障的時間越長。反時限過電流保護：反時限過電流保護：也是一種過電流保護，其動作時間是電流的函數(shù)。也是一種過電流保護，其動作時間是電流的函數(shù)。電流越小，動作時間越長；電流越小，動作時間越長；電流越

15、大，動作時間越短。電流越大，動作時間越短。abcd21k1k2m345ijt0iopiioptb（啟動電流）（瞬時動作電流）abcd21k1k2m345likltiseti1 .iseti2 .iseti3 .iseti4 .iiseti4 .iiseti3 .階段式電流保護的配合三、電流保護的接線方式三、電流保護的接線方式 電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。（a a）三相星形接線方式；）三相星形接線方式； （b b）兩相星形接線方式）兩相星形接線方式 每相上均裝有ct和lj、y形接線 lj的觸點并聯(lián)（或） 一相上不裝設(shè)ct和lj、y形

16、接線 lj的觸點并聯(lián)（或）（接a、c相）1. 1. 三相星形接線和兩相星形接線的性能比較三相星形接線和兩相星形接線的性能比較（1 1）相間短路）相間短路 中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)，都能夠中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)，都能夠 正確動作，但動作的繼電器數(shù)目不同。正確動作，但動作的繼電器數(shù)目不同。（2 2）單相接地短路）單相接地短路 兩相星形接線不能反應(yīng)中性點直接接地電網(wǎng)的兩相星形接線不能反應(yīng)中性點直接接地電網(wǎng)的b b 相接地短路（但有專門的接地保護）。相接地短路（但有專門的接地保護）。（3 3）兩點接地短路）兩點接地短路 小電流接地系統(tǒng)，允許單相接地時繼續(xù)短時運行，小電流接地系統(tǒng)，

17、允許單相接地時繼續(xù)短時運行， 希望只切除一個故障點。希望只切除一個故障點。串聯(lián)線路輻射線路性能比較（4 4） y/ /接線變壓器后面的短路接線變壓器后面的短路00cbacacabcbabaiiiiiiiiiiiii3/223/aabacaiiiiiiyaybycyaiiii2yaiybiyciaibi0ciaibiciyaybycyaiiii2當(dāng)過電流保護接于降壓變壓器的高壓側(cè)作為低壓側(cè)線當(dāng)過電流保護接于降壓變壓器的高壓側(cè)作為低壓側(cè)線路的后備時路的后備時: :yyaiybiyciaibiycyaii措施：措施：在中線上接入一個繼電器，以提高靈敏系數(shù)。在中線上接入一個繼電器，以提高靈敏系數(shù)。(1

18、) (1) 三相星形接線可使靈敏系數(shù)增大一倍；三相星形接線可使靈敏系數(shù)增大一倍；(2) (2) 兩相星形接線的靈敏系數(shù)只能由兩相星形接線的靈敏系數(shù)只能由a,ca,c相決定，較相決定，較 三相星形接線靈敏系數(shù)降低一半。三相星形接線靈敏系數(shù)降低一半。三相星形接線：三相星形接線：廣泛應(yīng)用于發(fā)電機、變壓器等大型貴廣泛應(yīng)用于發(fā)電機、變壓器等大型貴重設(shè)備的保護中，因為它能提高保護動作的可靠性和重設(shè)備的保護中，因為它能提高保護動作的可靠性和靈敏性。靈敏性。2. 2. 不同接線方式的應(yīng)用不同接線方式的應(yīng)用 兩相星形接線時，應(yīng)在所有的線路上將保護裝置安兩相星形接線時，應(yīng)在所有的線路上將保護裝置安裝在裝在相同的兩

19、相相同的兩相上（一般都裝于上（一般都裝于a a、c c相上），以保證相上），以保證在不同的線路上發(fā)生兩點及多點接地時，能切除故障。在不同的線路上發(fā)生兩點及多點接地時，能切除故障。兩相星形接線：兩相星形接線：由于兩相星形接線較為簡單經(jīng)濟，因由于兩相星形接線較為簡單經(jīng)濟，因此在中性點直接接地和非直接接地電網(wǎng)中（輻射線路此在中性點直接接地和非直接接地電網(wǎng)中（輻射線路較普遍）廣泛使用。較普遍）廣泛使用。四四. . 三段式電流保護接線圖舉例三段式電流保護接線圖舉例1lj5lj9lj3zj 4xj lp3zj7sj12sjdltq2lj6lj10lj11lj7sj 8xj lp12sj 13xj lp(c) (c) 直流回路展開圖直流回路展開圖電流速斷電流速斷 保護保護限