電網(wǎng)的電流保護(hù)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1電網(wǎng)電網(wǎng)(dinwng)的電流保護(hù)的電流保護(hù)第一頁，共96頁。 一種能自動執(zhí)行斷續(xù)控制的部件，當(dāng)其輸入一種能自動執(zhí)行斷續(xù)控制的部件，當(dāng)其輸入達(dá)到一定值時(shí)，能使其輸出的被控制量發(fā)生預(yù)達(dá)到一定值時(shí)，能使其輸出的被控制量發(fā)生預(yù)計(jì)的狀態(tài)變化，如觸點(diǎn)打開、閉合或電平由高計(jì)的狀態(tài)變化，如觸點(diǎn)打開、閉合或電平由高變低等，具有變低等，具有(jyu)(jyu)對被控制電路實(shí)現(xiàn)對被控制電路實(shí)現(xiàn)“通通”、“斷斷”控制的作用。控制的作用。第1頁/共96頁第二頁，共96頁。動作原理動作原理反應(yīng)的物理量反應(yīng)的物理量在保護(hù)在保護(hù)(boh)(boh)回路中所起的回路中所起的作用作用分類分類(fn li)(fn li)

2、要求要求(yoqi)(yoqi)工作可靠工作可靠, ,“繼電特性繼電特性”第2頁/共96頁第三頁，共96頁。電流電流(dinli)繼電器繼電器第3頁/共96頁第四頁，共96頁。起動起動(q (q dn)dn)電流電流返回返回(fnhu)(fnhu)電流電流返回系數(shù)返回系數(shù)第4頁/共96頁第五頁，共96頁。留在某一個(gè)中間位置(wi zhi)，這種特性稱為“繼電特性”。如右圖所示。.rre rII第5頁/共96頁第六頁，共96頁。起動電流：對反應(yīng)電流升高而動作的電流保護(hù)而起動電流：對反應(yīng)電流升高而動作的電流保護(hù)而言，能使繼電器起動的最小電流值。言，能使繼電器起動的最小電流值。返回電流：對反應(yīng)電流升

3、高而動作的電流保護(hù)而返回電流：對反應(yīng)電流升高而動作的電流保護(hù)而言，能使繼電器返回到原始狀態(tài)的最大電流值。言，能使繼電器返回到原始狀態(tài)的最大電流值。保護(hù)裝置的整定：根據(jù)對繼電保護(hù)的基本要求，保護(hù)裝置的整定：根據(jù)對繼電保護(hù)的基本要求，確定保護(hù)裝置起動值，靈敏參數(shù)確定保護(hù)裝置起動值，靈敏參數(shù)(cnsh)(cnsh)，動作，動作時(shí)限等過程。時(shí)限等過程。第6頁/共96頁第七頁，共96頁。ksKEEIKZZZ短路點(diǎn)距保護(hù)安裝短路點(diǎn)距保護(hù)安裝(nzhung)地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，流過安裝地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，流過安裝(nzhung)地點(diǎn)的短路電流愈小。地點(diǎn)的短路電流愈小。第7頁/共96頁第八頁，共96頁。1 1 保護(hù)保護(hù)(boh)

4、(boh)原理原理 反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動作切除故障的電流保護(hù)反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動作切除故障的電流保護(hù)(boh)(boh)。 2.1.3 2.1.3 電流速電流速(li s)(li s)斷保護(hù)斷保護(hù)母線前后母線前后(qinhu)短路短路電流相同電流相同第8頁/共96頁第九頁，共96頁。conTAIsetIopKnII.2maxIIsetrelk BIKI 保護(hù)保護(hù)(boh)定值定值繼電器二次動作繼電器二次動作(dngzu)電流電流保護(hù)范圍保護(hù)范圍(fnwi)校驗(yàn)校驗(yàn)(2). .min.2min.max.max1min1.2331,()22min%( min/)*100%, min%(15 20)

5、%Ik BsetsIssetEEIILZZz LzIlLLl第9頁/共96頁第十頁，共96頁。希望：全線速斷希望：全線速斷矛盾：選擇性與速動性（母線前后矛盾：選擇性與速動性（母線前后(qinhu)(qinhu)短路短路電流相同）電流相同）問題問題1 1：如何解決？：如何解決？ 解決問題的方法：解決問題的方法： 優(yōu)先保證選擇性：保證在下一條優(yōu)先保證選擇性：保證在下一條(y tio)(y tio)線路線路出口處短路時(shí)不起動，稱為按躲開下一條出口處短路時(shí)不起動，稱為按躲開下一條(y tio)(y tio)線線路出口短路的條件整定；路出口短路的條件整定； 優(yōu)先保證速動性：采用無選擇性的速斷保護(hù)切除優(yōu)先

6、保證速動性：采用無選擇性的速斷保護(hù)切除故障，再用自動重合閘裝置糾正。故障，再用自動重合閘裝置糾正。第10頁/共96頁第十一頁，共96頁。問題問題(wnt)2：靈敏度不能滿足要求怎么：靈敏度不能滿足要求怎么辦？辦？選用選用(xunyng)其他原其他原理的保護(hù)理的保護(hù)第11頁/共96頁第十二頁，共96頁。評價(jià)評價(jià)優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，動作迅優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，動作迅速速缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能保護(hù)線路全長不能保護(hù)線路全長(？限時(shí)電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù))運(yùn)行方式變化運(yùn)行方式變化(binhu)較較大時(shí)，可能無保護(hù)范圍大時(shí)，可能無保護(hù)范圍 (？阻抗保護(hù)不受運(yùn)行阻抗保護(hù)不受運(yùn)行方式影響方式影響)第12頁/共96頁第十

7、三頁，共96頁。特殊情況特殊情況(qngkung),(qngkung),能保護(hù)能保護(hù) 線路全長線路全長第13頁/共96頁第十四頁，共96頁。 限時(shí)電流速限時(shí)電流速(li s)(li s)斷保護(hù)（電流斷保護(hù)（電流段）段）通過整定計(jì)算通過整定計(jì)算(j sun)(j sun)保證保證第14頁/共96頁第十五頁，共96頁。第15頁/共96頁第十六頁，共96頁。.1.2. .minIIIsetsetk BIII保護(hù)保護(hù)(boh)全全長的需要長的需要保證保證(bozhng)選擇性的需選擇性的需要要 1 動作電流動作電流.2.1IIIIIsetrelsetIKIIIrelK取取1.11.11.21.2第16

8、頁/共96頁第十七頁，共96頁。1senK保護(hù)范圍末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小值保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值(2).min.2.2(1.3 1.5)k Bk BIIIIsetsetIIsenIIK限時(shí)電流速限時(shí)電流速(li s)(li s)斷保護(hù)靈敏度為：斷保護(hù)靈敏度為：第17頁/共96頁第十八頁，共96頁。問題問題3 3：靈敏度不能：靈敏度不能滿足要求怎么辦？滿足要求怎么辦？與下一條與下一條(y tio)(y tio)線路的限時(shí)電流速斷線路的限時(shí)電流速斷保護(hù)配合保護(hù)配合 由于限時(shí)電流速斷保護(hù)的重要性，進(jìn)行靈敏度效驗(yàn)由于限時(shí)電流速斷保護(hù)的重要性，進(jìn)行靈敏度效驗(yàn)時(shí)條件苛刻是因?yàn)椋簳r(shí)條件苛刻是因?yàn)椋?/p>

9、絕大多數(shù)故障為非金屬性故障絕大多數(shù)故障為非金屬性故障IkIk減小減小實(shí)際實(shí)際(shj)(shj)短路電流小于計(jì)算電流短路電流小于計(jì)算電流電流互感器負(fù)誤差電流互感器負(fù)誤差起動電流正誤差起動電流正誤差第18頁/共96頁第十九頁，共96頁。21IIItttt一般一般(ybn)(ybn)取取0.350.6S0.350.6S 當(dāng)線路上裝設(shè)了電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)以后，當(dāng)線路上裝設(shè)了電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)以后，它們聯(lián)合工作就可以它們聯(lián)合工作就可以(ky)(ky)在在0.5s0.5s內(nèi)切除全線路范圍內(nèi)的內(nèi)切除全線路范圍內(nèi)的故障，且能滿足速動性的要求，具有該作用的保護(hù)稱線路故障，且能滿足速動性的要求，

10、具有該作用的保護(hù)稱線路的主保護(hù)。即無時(shí)限電流速斷和限時(shí)電流速斷構(gòu)成線路的的主保護(hù)。即無時(shí)限電流速斷和限時(shí)電流速斷構(gòu)成線路的“主保護(hù)主保護(hù)”。第19頁/共96頁第二十頁，共96頁。定時(shí)限定時(shí)限(shxin)(shxin)過電流保護(hù)（電流過電流保護(hù)（電流段）段）第20頁/共96頁第二十一頁，共96頁。 問題問題(wnt)(wnt)：保護(hù)：保護(hù)4 4、5 5能否立即能否立即返回呢？返回呢？第21頁/共96頁第二十二頁，共96頁。dmaxfI.max.maxssssLIK I 保護(hù)保護(hù)4 4、5 5在這個(gè)電流的作用下在這個(gè)電流的作用下必須立即必須立即(lj)(lj)返回，即返回，即.max.max.m

11、axressIIIIIIrerelssrelssLIIIKIKK I短路短路 母線母線B B電壓降低電壓降低(jingd) (jingd) 電動機(jī)制動電動機(jī)制動 故障切除后，電壓恢復(fù)，電動故障切除后，電壓恢復(fù)，電動機(jī)自起動機(jī)自起動 自起動電流要大自起動電流要大于正常工作電流。于正常工作電流。第22頁/共96頁第二十三頁，共96頁。.maxIIIIIIrerelsssetLrereIKKIIKK:0.85 0.95:1.151.25:11.3reIIIrelssKKK 動作電流動作電流 按躲開被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自起動電按躲開被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自起動電流下繼電器能可靠返回流

12、下繼電器能可靠返回(fnhu)進(jìn)行整定。進(jìn)行整定。第23頁/共96頁第二十四頁，共96頁。t1IIIIIIkkttt電流越大，動作時(shí)間越長電流越大，動作時(shí)間越長電流速電流速(li s)(li s)斷斷+ +限時(shí)電流速限時(shí)電流速(li s)(li s)斷斷主保護(hù)；主保護(hù)；過電流過電流后備保護(hù)后備保護(hù)第24頁/共96頁第二十五頁，共96頁。.min.()1.2kIIIdzIsenIK下一末遠(yuǎn).min.()1.5kIIIdzIsenIK本末近 靈敏度校驗(yàn) 對本條線路及下一條線路或設(shè)備相間故障都有反應(yīng)能力，反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)衡量。 本條線路后備保護(hù)(boh)的靈敏系數(shù)規(guī)定評價(jià)評價(jià) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 對單側(cè)電源

13、的放射型電網(wǎng)能保證有選擇性的對單側(cè)電源的放射型電網(wǎng)能保證有選擇性的動作。能作為本線路的近后備（有時(shí)作為主保護(hù)），動作。能作為本線路的近后備（有時(shí)作為主保護(hù)），也能作為下一條線路的遠(yuǎn)后備。也能作為下一條線路的遠(yuǎn)后備。 缺點(diǎn)是越靠近電源端其動作時(shí)限越大，對靠近電缺點(diǎn)是越靠近電源端其動作時(shí)限越大，對靠近電源端的故障不能快速源端的故障不能快速(kui s)切除。切除。第25頁/共96頁第二十六頁，共96頁。階段式電流保護(hù)的配合階段式電流保護(hù)的配合(pih)(pih)及應(yīng)用及應(yīng)用第26頁/共96頁第二十七頁，共96頁。階段式電流保護(hù)的配合階段式電流保護(hù)的配合(pih)(pih)及應(yīng)用及應(yīng)用第27頁/共9

14、6頁第二十八頁，共96頁。第28頁/共96頁第二十九頁，共96頁。電流電流(dinli)(dinli)保護(hù)的接線方式保護(hù)的接線方式第29頁/共96頁第三十頁，共96頁。流為流為Ia+Ib+Ic,Ia+Ib+Ic,正常時(shí)此正常時(shí)此電流為零，電流為零，在發(fā)生接在發(fā)生接地短路時(shí)地短路時(shí)則為三倍則為三倍零序電流零序電流3I0 3I0 三個(gè)繼電器的觸點(diǎn)并聯(lián)接線，三個(gè)繼電器的觸點(diǎn)并聯(lián)接線，相當(dāng)于相當(dāng)于“或或”回路當(dāng)其中任一觸回路當(dāng)其中任一觸點(diǎn)閉合后均可動作與跳閘或起動點(diǎn)閉合后均可動作與跳閘或起動時(shí)間繼電器等時(shí)間繼電器等每相上均有電流繼電器，可反每相上均有電流繼電器，可反應(yīng)各種應(yīng)各種( zhn)相間短路和中

15、相間短路和中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地短路短路第30頁/共96頁第三十一頁，共96頁。與三相接線主要區(qū)別：與三相接線主要區(qū)別：B B相上不裝設(shè)電流互感器和相應(yīng)相上不裝設(shè)電流互感器和相應(yīng)的繼電器。因此不能反應(yīng)的繼電器。因此不能反應(yīng)B B相中相中(xin zhn)(xin zhn)流過的電流過的電流。該接線中，中線上流回的電流是流。該接線中，中線上流回的電流是Ia+IcIa+Ic。裝設(shè)裝設(shè)(zhun (zhun sh)sh)在在A A、C C相上相上的兩個(gè)電流互感的兩個(gè)電流互感器與兩個(gè)電流繼器與兩個(gè)電流繼電器分別按相連電器分別按相連接在一起接在一起第31頁/共96頁第

16、三十二頁，共96頁。3 性能分析性能分析(三相星形和兩相星形三相星形和兩相星形)相間故障相間故障中性點(diǎn)直接中性點(diǎn)直接(zhji)接地和非直接接地和非直接(zhji)接地電網(wǎng)接地電網(wǎng)都能正確反映這些故障都能正確反映這些故障兩相短路，三相星形接線兩相短路，三相星形接線兩只繼電器動作，兩兩只繼電器動作，兩相星形接線相星形接線一只繼電器動作一只繼電器動作兩點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地中性點(diǎn)非直接中性點(diǎn)非直接(zhji)接地接地 允許單相接地時(shí)短時(shí)運(yùn)行，希望只切除一個(gè)故允許單相接地時(shí)短時(shí)運(yùn)行，希望只切除一個(gè)故障點(diǎn)障點(diǎn)第32頁/共96頁第三十三頁，共96頁。希望：切除希望：切除(qich)BC(qich)BC線路線路事

17、實(shí)：當(dāng)保護(hù)事實(shí)：當(dāng)保護(hù)1 1、2 2采用三相星形接線采用三相星形接線時(shí)，在兩個(gè)保護(hù)的時(shí)，在兩個(gè)保護(hù)的動作值和時(shí)限按選動作值和時(shí)限按選擇性配合，能保證擇性配合，能保證100%100%只切除只切除(qich)BC(qich)BC線路線路 當(dāng)采用兩相星形接線時(shí)，當(dāng)采用兩相星形接線時(shí)，BCBC段段B B相發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)相發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1 1不能切除故障，只能靠保護(hù)不能切除故障，只能靠保護(hù)2 2切除，擴(kuò)大了停電范圍切除，擴(kuò)大了停電范圍只有只有2/32/3的概率的概率(gil)(gil)切除切除BCBC線路線路第33頁/共96頁第三十四頁，共96頁。希望：切除希望：切除(qich)(qich)一一條線

18、路條線路事實(shí)：當(dāng)保護(hù)事實(shí)：當(dāng)保護(hù)1 1、2 2采用采用三相星形接線，在三相星形接線，在t1=t2t1=t2時(shí)，兩條線路都將切除時(shí)，兩條線路都將切除(qich)(qich) 當(dāng)保護(hù)當(dāng)保護(hù)1 1、2 2采用兩采用兩相星形接線，即使相星形接線，即使t1=t2t1=t2，也能保證有，也能保證有2/32/3的概率的概率只切除只切除(qich)(qich)一條線一條線路。路。 第34頁/共96頁第三十五頁，共96頁。Y Y，d11d11接線接線(ji xin)(ji xin)變壓器后的兩變壓器后的兩相短路相短路0CBAIIICacBcbAbaIIIIIIIIIBAbAcaIIIIII323231YAYBY

19、CYAIIII2因?yàn)橐驗(yàn)?yn wi)0abcIII第35頁/共96頁第三十六頁，共96頁。當(dāng)過電流保護(hù)接入降壓變壓器高壓側(cè)作為低壓當(dāng)過電流保護(hù)接入降壓變壓器高壓側(cè)作為低壓(dy)側(cè)線路側(cè)線路故障的后備保護(hù)時(shí)，采用三相星形接線，相繼電器靈敏度高故障的后備保護(hù)時(shí)，采用三相星形接線，相繼電器靈敏度高一倍，有利！一倍，有利！采用采用兩相星形兩相星形接線接線(ji xin)，相無繼電相無繼電器，靈敏器，靈敏度降低，度降低，增加一只增加一只繼電器繼電器第36頁/共96頁第三十七頁，共96頁。 4 4 接線接線(ji xin)(ji xin)方式的應(yīng)用方式的應(yīng)用 可靠性、靈敏度要求較高的場合可靠性、靈敏度

20、要求較高的場合(chng h)，用三相，用三相星型，其經(jīng)濟(jì)性差。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。星型，其經(jīng)濟(jì)性差。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。 兩相星形較經(jīng)濟(jì)，可以廣泛應(yīng)用于相間短路。對中性兩相星形較經(jīng)濟(jì)，可以廣泛應(yīng)用于相間短路。對中性點(diǎn)非直接接地，兩點(diǎn)接地還有優(yōu)勢，點(diǎn)非直接接地，兩點(diǎn)接地還有優(yōu)勢，2/3機(jī)會只切除一條線機(jī)會只切除一條線路。路。 第37頁/共96頁第三十八頁，共96頁。第38頁/共96頁第三十九頁，共96頁。第39頁/共96頁第四十頁，共96頁。雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向 方向性電流保護(hù)的基本原理方向性電流保護(hù)的基本原理 功率方向判別元件功率方向判別元件 相間

21、短路功率方向判別元件的接線相間短路功率方向判別元件的接線(ji xin)(ji xin)方式方式方向性電流保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)方向性電流保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)第40頁/共96頁第四十一頁，共96頁。雙側(cè)電源雙側(cè)電源(dinyun)網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向假定電流的正方向由母線流向線路為正假定電流的正方向由母線流向線路為正 保護(hù)正方向保護(hù)正方向假定電壓的正方向由高電勢指向低電勢為正假定電壓的正方向由高電勢指向低電勢為正線路發(fā)生故障時(shí)，短路電流均流向故障點(diǎn)線路發(fā)生故障時(shí)，短路電流均流向故障點(diǎn)雙側(cè)電源雙側(cè)電源(dinyun)(dinyun)供電線路中，故障線路兩側(cè)電流均由母線流向線路供電線

22、路中，故障線路兩側(cè)電流均由母線流向線路非故障相線路，近故障點(diǎn)電流由線路流向母線，遠(yuǎn)故障點(diǎn)由母線流向線路非故障相線路，近故障點(diǎn)電流由線路流向母線，遠(yuǎn)故障點(diǎn)由母線流向線路短路功率的方向？短路功率的方向？第41頁/共96頁第四十二頁，共96頁。方向性電流方向性電流(dinli)保護(hù)的基本原理保護(hù)的基本原理方向方向(fngxing)(fngxing)過流保護(hù)的階梯時(shí)過流保護(hù)的階梯時(shí)限特性限特性第42頁/共96頁第四十三頁，共96頁。方向性電流方向性電流(dinli)保護(hù)的基本原理保護(hù)的基本原理第43頁/共96頁第四十四頁，共96頁。功率方向功率方向(fngxing)判別元判別元件件U對繼電保護(hù)中功率方

23、向元件的基本要求：對繼電保護(hù)中功率方向元件的基本要求：（1 1）應(yīng)具有）應(yīng)具有(jyu)(jyu)明確的方向性，即在正方向發(fā)生各種故障（包括故明確的方向性，即在正方向發(fā)生各種故障（包括故障點(diǎn)有過渡電阻的情況）時(shí)，可靠不動作。障點(diǎn)有過渡電阻的情況）時(shí)，可靠不動作。（2 2）正方向有足夠的靈敏度）正方向有足夠的靈敏度對功率方向元件動作特性有何影響？對功率方向元件動作特性有何影響？第44頁/共96頁第四十五頁，共96頁。功率方向判別功率方向判別(pnbi)元元件件動作特性動作特性(txng)(txng)：阻抗復(fù)平面上的：阻抗復(fù)平面上的形狀。形狀。功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元

24、件（功率方向元件（功率方向(fngxing)(fngxing)繼電器）的動作特性繼電器）的動作特性60senk最大靈敏角最大靈敏角動作范圍動作范圍90sen1122argarg180ArAkk AArAkkAUIUI-正方向短路：反方向短路：第45頁/共96頁第四十六頁，共96頁。功率方向判別功率方向判別(pnbi)元件元件功率方向元件（功率方向繼電器）的動作功率方向元件（功率方向繼電器）的動作(dngzu)(dngzu)特性特性90arg90senjrrU eI動作動作(dngz(dngzu)u)方方程程動作范圍動作范圍90sen90arg90rsensenrUI相位方式相位方式直接比較法直

25、接比較法坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換第46頁/共96頁第四十七頁，共96頁。功率功率(gngl)方向判別元方向判別元件件功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元件（功率方向元件（功率方向(fngxing)(fngxing)繼電器）的動作特性繼電器）的動作特性功率功率(gngl(gngl)方式方式動作方程動作方程電壓死區(qū)電壓死區(qū) 對接于故障相電壓和故障相電流的功率方向繼電對接于故障相電壓和故障相電流的功率方向繼電器，在其正方向出口附近發(fā)生三相短路（或其他使器，在其正方向出口附近發(fā)生三相短路（或其他使U UA A=0=0的故障），繼電器不能動作。的故障），繼電器不能動作。0)cos(senrrr

26、IU為減小或消除死區(qū)，使用故障相電流和非故障的相間電壓為減小或消除死區(qū)，使用故障相電流和非故障的相間電壓。對三相短路，可采用電壓記憶回路。對三相短路，可采用電壓記憶回路。最大靈敏角的含義第47頁/共96頁第四十八頁，共96頁。功率方向功率方向(fngxing)判別元判別元件件功率方向元件功率方向元件(yunjin)(yunjin)（功率方向繼電器）的動作（功率方向繼電器）的動作特性特性動作動作(dngz(dngzu)u)方方程程cos()0rrrU I功率方向繼電器內(nèi)角功率方向繼電器內(nèi)角90k9090arg90kjrjrU eeI(90)90arg90kjrrU eI90arg90rrUI使用

27、故障相電流和非故障的相間電壓。使用故障相電流和非故障的相間電壓。90arg90senjrrU eI第48頁/共96頁第四十九頁，共96頁。功率方向判別功率方向判別(pnbi)元元件件功率功率(gngl)(gngl)方向元件（功率方向元件（功率(gngl)(gngl)方向繼電器方向繼電器）的動作特性）的動作特性cos()0rrrU I取Ir為故障相電流，Ur為其它兩相的相間電壓(或故障相電壓)，繼電器內(nèi)角為, 常取45或30。當(dāng)相量垂直于動作特性線時(shí)，它處于動作范圍的中央(zhngyng)，M最大，繼電器動作最靈敏，sen= - 稱為繼電器的最大靈敏角。(90)90arg90kjrrU eI(9

28、0 )90arg90kjrrU eI第49頁/共96頁第五十頁，共96頁。功率功率(gngl)方向判別元件方向判別元件功率功率(gngl)(gngl)方向元件具體實(shí)現(xiàn)方向元件具體實(shí)現(xiàn) 目前廣泛采用的相位比較法是測量兩個(gè)電壓瞬時(shí)值同時(shí)為正的目前廣泛采用的相位比較法是測量兩個(gè)電壓瞬時(shí)值同時(shí)為正的持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行的，采用正負(fù)半周比相，與門輸出，可提高可靠性持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行的，采用正負(fù)半周比相，與門輸出，可提高可靠性，最快，最快10ms動作。要求動作。要求(yoqi)繼電器快速動作時(shí)，可以采用正繼電器快速動作時(shí)，可以采用正負(fù)半周比相，或門輸出的方式，其最快的動作時(shí)間為負(fù)半周比相，或門輸出的方式，其最快的動

29、作時(shí)間為5ms。第50頁/共96頁第五十一頁，共96頁。功率方向判別功率方向判別(pnbi)元元件件電壓死區(qū)問題電壓死區(qū)問題 功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元件元件潛動問題潛動問題第51頁/共96頁第五十二頁，共96頁。相間短路功率相間短路功率(gngl)方向判別元件的接線方式方向判別元件的接線方式對接線方式對接線方式(fngsh)(fngsh)的基本要求的基本要求1 1）繼電器具有方向性）繼電器具有方向性2 2）減小死區(qū)）減小死區(qū). .第52頁/共96頁第五十三頁，共96頁。相間相間(xingjin)短路功率方向判別元件的接線方式短路功率方向判別元件的接線方式Relay

30、123采用采用9090接線方式接線方式(fngsh)(fngsh)：coscos = 1 = 1，IAIA與與UBCUBC相差相差9090。AIBICIrIBCUABUCAUrU第53頁/共96頁第五十四頁，共96頁。相間短路功率方向判別元件相間短路功率方向判別元件(yunjin)的接線方的接線方式式aIbIcIrIbcUabUcaUrU討論討論(toln)(toln)：功率內(nèi)角：功率內(nèi)角為什么取為什么取3030或或4545? ?1.1.正方向發(fā)生三相正方向發(fā)生三相(sn (sn xin)xin)短路短路取取A A相進(jìn)行分析，線路阻抗角相進(jìn)行分析，線路阻抗角A A相繼電器輸入的電壓、電流相繼電

31、器輸入的電壓、電流AArBCrAUUII90Akr動作條件為動作條件為cos(90)0BCAkUI最靈敏最靈敏90k?rA090第54頁/共96頁第五十五頁，共96頁。相間短路功率相間短路功率(gngl)方向判別元件的接線方式方向判別元件的接線方式aIbIcIrIbcUabUcaUrU討論：功率討論：功率(gngl)(gngl)內(nèi)角內(nèi)角為什么取為什么取3030或或4545 ？2.2.正方向發(fā)生正方向發(fā)生(fshng)(fshng)兩相短路（兩相短路（BCBC兩兩相短路）相短路）a a、短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝點(diǎn)附近、短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝點(diǎn)附近ZkZs（系統(tǒng)阻抗）系統(tǒng)阻抗）ZkZsZkZs，系統(tǒng)容量很大

32、，取系統(tǒng)容量很大，取Zs=0Zs=0，120krB60rCk得： 在 3060；綜合分析得出：所以 45或30。ABKBBkCCKCckUEUUI ZEUUI ZEAB+，第57頁/共96頁第五十八頁，共96頁。相間短路功率方向判別相間短路功率方向判別(pnbi)元件的接線方式元件的接線方式討論討論(toln)(toln)：9090接線方式的主要接線方式的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)對各種兩相短路沒有死區(qū)，因?yàn)閷Ω鞣N兩相短路沒有死區(qū)，因?yàn)?yn wi)(yn wi)引入了引入了非故障相電非故障相電 壓，其值很高；壓，其值很高；適當(dāng)選擇繼電器的內(nèi)角后，能保證動作的方向性適當(dāng)選擇繼電器的內(nèi)角后，能保證動作的方

33、向性。但對保護(hù)安裝點(diǎn)附近的三相短路產(chǎn)生死區(qū)。但對保護(hù)安裝點(diǎn)附近的三相短路產(chǎn)生死區(qū)。第58頁/共96頁第五十九頁，共96頁。方向性電流保護(hù)方向性電流保護(hù)(boh)的應(yīng)用特點(diǎn)的應(yīng)用特點(diǎn)方向元件評價(jià)：方向元件評價(jià)：組成方向保護(hù)，可以保證選擇性組成方向保護(hù)，可以保證選擇性接線復(fù)雜，投資接線復(fù)雜，投資(tu z)(tu z)增加；增加；三相短路，存在死區(qū)三相短路，存在死區(qū)盡量通過整定值保證選擇性？盡量通過整定值保證選擇性？第59頁/共96頁第六十頁，共96頁。方向性電流保護(hù)的應(yīng)用方向性電流保護(hù)的應(yīng)用(yngyng)特點(diǎn)特點(diǎn)假設(shè)假設(shè)(jish)(jish)：Ik2.maxIk1.maxIk2.maxIk1

34、.max；I I是大電源，是大電源，IIII是小電源是小電源電流速斷保護(hù)可以取消電流速斷保護(hù)可以取消(qxio)(qxio)方向元件的方向元件的情況情況第60頁/共96頁第六十一頁，共96頁。方向性電流保護(hù)方向性電流保護(hù)(boh)的應(yīng)用特點(diǎn)的應(yīng)用特點(diǎn)保護(hù)安裝地點(diǎn)保護(hù)安裝地點(diǎn)(ddin)(ddin)與短路點(diǎn)之間有電源或線路（通常稱分支支路）與短路點(diǎn)之間有電源或線路（通常稱分支支路）。限時(shí)電流速斷保護(hù)整定時(shí)分支電路限時(shí)電流速斷保護(hù)整定時(shí)分支電路(dinl)(dinl)的影響的影響（1 1）助增電流的影響）助增電流的影響保護(hù)保護(hù)1I段的整定段的整定保護(hù)保護(hù)2 II段的整定段的整定.IIIIIIkbk

35、IB-C.Mset 1bA-B MA-B M線過級護(hù)線過故障路流的前一保所在路上流的.KIIKIIIIIrelset 2set 1b.IIIIIIset 2relA-B.M分支系數(shù)分支系數(shù)可以仔細(xì)考可以仔細(xì)考慮一下？慮一下？第61頁/共96頁第六十二頁，共96頁。方向性電流保護(hù)的應(yīng)用方向性電流保護(hù)的應(yīng)用(yngyng)特點(diǎn)特點(diǎn)限時(shí)電流速限時(shí)電流速(li s)(li s)斷保護(hù)整定時(shí)分支電路的影響斷保護(hù)整定時(shí)分支電路的影響（2 2）外汲電流）外汲電流(dinli)(dinli)的影響的影響分支電路為一并聯(lián)線路分支電路為一并聯(lián)線路保護(hù)保護(hù)2 II段的整定段的整定.IIIIIrelset 1set

36、2bIIA BB CB CIIIb，K 1AB1BAICBICBI KIBAI2 .setI2 .setIBAI1 .setICBIMMBAI.L圖2.37 有外汲電流時(shí),限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定2k單側(cè)電源供電的單側(cè)電源供電的單側(cè)線路為什么單側(cè)線路為什么沒有考慮沒有考慮K Kb b？第62頁/共96頁第六十三頁，共96頁。方向性電流方向性電流(dinli)保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)過電流保護(hù)過電流保護(hù)(boh)(boh)裝設(shè)方向元件裝設(shè)方向元件1 1、電流速斷保護(hù)從整定值上躲開；、電流速斷保護(hù)從整定值上躲開；2 2、過電流保護(hù)雙側(cè)電源下時(shí)限較小的元件需加方向元件。、過電流保護(hù)雙側(cè)電源下時(shí)限較

37、小的元件需加方向元件。裝設(shè)裝設(shè)(zhun sh)(zhun sh)方向元件的原則：對裝設(shè)方向元件的原則：對裝設(shè)(zhun sh)(zhun sh)在變電在變電所同一母線上的各元件保護(hù)，其動作時(shí)限較長的可以不裝設(shè)所同一母線上的各元件保護(hù)，其動作時(shí)限較長的可以不裝設(shè)(zhu(zhun sh)n sh)方向元件，時(shí)限較短的則必須裝設(shè)方向元件，時(shí)限較短的則必須裝設(shè)(zhun sh)(zhun sh)方向元方向元件，保護(hù)的時(shí)限相等，那就都應(yīng)該裝設(shè)件，保護(hù)的時(shí)限相等，那就都應(yīng)該裝設(shè)(zhun sh)(zhun sh)方向元件。方向元件。第63頁/共96頁第六十四頁，共96頁。Question:第64頁/共

38、96頁第六十五頁，共96頁。2021年12月26日66Answer:第65頁/共96頁第六十六頁，共96頁。第66頁/共96頁第六十七頁，共96頁。零序電壓零序電壓(diny)(diny)分布特點(diǎn)分布特點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)運(yùn)行方式(fngsh)(fngsh)的影響的影響第67頁/共96頁第六十八頁，共96頁。零序電流零序電流(dinli)(dinli)特特點(diǎn)點(diǎn)決定零序電流決定零序電流(dinli)(dinli)的因素的因素第68頁/共96頁第六十九頁，共96頁。零序功率零序功率(gngl)(gngl)電壓、電流電壓、電流(dinli)(dinli)相位關(guān)系相位關(guān)系 對發(fā)生故障的線路來講，兩端零序

39、功率的方向與正序功率的方向?qū)Πl(fā)生故障的線路來講，兩端零序功率的方向與正序功率的方向相反，在故障線路上，零序功率的方向?qū)嶋H都是由線路流向母線。相反，在故障線路上，零序功率的方向?qū)嶋H都是由線路流向母線。母線母線A A處電壓：處電壓：上式說明，繼電器所接入上式說明，繼電器所接入I I0 0與與U UA0A0之間相位差只決定于保護(hù)安裝處背后的變壓器之間相位差只決定于保護(hù)安裝處背后的變壓器的零序阻抗角，而與被保護(hù)線路的阻抗角無關(guān)；的零序阻抗角，而與被保護(hù)線路的阻抗角無關(guān)；000ATUZ-I第69頁/共96頁第七十頁，共96頁。零序電壓零序電壓(diny)(diny)過濾器過濾器單相單相(dn (dn x

40、in)xin)式式三相式三相式發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)內(nèi)部合成內(nèi)部合成不平衡電壓不平衡電壓第70頁/共96頁第七十一頁，共96頁。零序電流零序電流(dinli)(dinli)過濾器、零序電流過濾器、零序電流(dinli)(dinli)互感器互感器11()()()()11()-()rabcAABBCCTATAabcABCTATAIIIIIIIIIInnIIIIIInn不平衡(pnghng)電流1()rABCunbTAIIIIIn第71頁/共96頁第七十二頁，共96頁。第72頁/共96頁第七十三頁，共96頁。 當(dāng)有分支電路當(dāng)有分支電路(dinl)(dinl)時(shí)，如何整定時(shí)，如何整定？第73頁/共96頁第七十四

41、頁，共96頁。.IIIIIrelset 1set 20.bIIT2T2不接地不接地(jid)(jid)？K0.bK0.b取值？取值？第74頁/共96頁第七十五頁，共96頁。第75頁/共96頁第七十六頁，共96頁。第76頁/共96頁第七十七頁，共96頁。.2.10./IIIIIIIIIsetrelsetbIKIK靈敏度配合(pih)要求靈敏度配合：靈敏度配合： 在過電流保護(hù)之間，還必須要求靈敏系數(shù)互相配合，即對同一故障點(diǎn)而言，要求越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏度。在過電流保護(hù)之間，還必須要求靈敏系數(shù)互相配合，即對同一故障點(diǎn)而言，要求越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏度。第77頁/共96頁第七

42、十八頁，共96頁。1.21.2第78頁/共96頁第七十九頁，共96頁。在同一線路上的零序過流保護(hù)與相間在同一線路上的零序過流保護(hù)與相間(xingjin)過流保護(hù)相比，具有較小時(shí)限過流保護(hù)相比，具有較小時(shí)限第79頁/共96頁第八十頁，共96頁。 當(dāng)線路兩側(cè)都有中性點(diǎn)接地當(dāng)線路兩側(cè)都有中性點(diǎn)接地(jid)(jid)的變壓器時(shí)，必須的變壓器時(shí)，必須在零序電流保護(hù)上增加方向元件，才能保證選擇性。在零序電流保護(hù)上增加方向元件，才能保證選擇性。 在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源變壓器的中性點(diǎn)一在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源變壓器的中性點(diǎn)一般至少有一臺要接地般至少有一臺要接地(jid)(jid)，若不接地，若

43、不接地(jid)(jid)，短路時(shí)，短路時(shí)形成的電弧將引起危險(xiǎn)的過電壓，會損壞電氣設(shè)備的絕緣形成的電弧將引起危險(xiǎn)的過電壓，會損壞電氣設(shè)備的絕緣。 在零序保護(hù)上增加方向元件，利用功率方向元件在正在零序保護(hù)上增加方向元件，利用功率方向元件在正反方向發(fā)生故障時(shí)的差別，閉鎖可能的誤動作。零序功率反方向發(fā)生故障時(shí)的差別，閉鎖可能的誤動作。零序功率方向繼電器加入方向繼電器加入3I0,3U03I0,3U0，它只反應(yīng)于，它只反應(yīng)于P0P0的方向而動作。的方向而動作。第80頁/共96頁第八十一頁，共96頁。第81頁/共96頁第八十二頁，共96頁。 超前于 95110， 8570，即繼電器的最大靈敏角為95110

44、，但使用時(shí)，將 7085，即 與 的夾角。負(fù)號表示繼電器電壓線圈與TV不同極性相連。由于離短路點(diǎn)愈近，Uko愈高，因此零序方向元件沒有電壓死區(qū).校驗(yàn)方向元件在這種情況下的靈敏系數(shù)當(dāng)作為相鄰元件的后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用(ciyng)相鄰元件末端短路時(shí)，在本保護(hù)安裝處的最小零序功率與功率方向繼電器的最小起動功率之比來計(jì)算并要求Ksen不1.5。senk03I03U03I03U第82頁/共96頁第八十三頁，共96頁。它與三相它與三相(sn xin)(sn xin)星形接線的相間電流相比星形接線的相間電流相比，優(yōu)點(diǎn)有：，優(yōu)點(diǎn)有：1)Ksen1)Ksen高；高；Iop=5-7AIop=5-7A；Iop.0=

45、2-3AIop.0=2-3A；2)tset2)tset短；短；3)3)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化小；受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化?。?)4)不受系統(tǒng)振蕩等不正常運(yùn)行不受系統(tǒng)振蕩等不正常運(yùn)行方式的影響；方式的影響；5)5)在在110KV110KV及以上高壓線中，及以上高壓線中，k(1)k(1)占全部故障的占全部故障的70709090，采用，采用專門的零序保護(hù)具有顯著的優(yōu)越性。專門的零序保護(hù)具有顯著的優(yōu)越性。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)1)對短線路或運(yùn)行方式差別很大的對短線路或運(yùn)行方式差別很大的情況，往往不能滿足系統(tǒng)提出的要求；情況，往往不能滿足系統(tǒng)提出的要求；2)2)當(dāng)應(yīng)用單相重合閘過程中出現(xiàn)非全相運(yùn)行，當(dāng)應(yīng)用單相重合閘過程

46、中出現(xiàn)非全相運(yùn)行，則可出現(xiàn)較大的則可出現(xiàn)較大的I0I0，影響保護(hù)的正確動作，影響保護(hù)的正確動作. .3)3)對自耦變壓器，整定配合復(fù)雜化對自耦變壓器，整定配合復(fù)雜化第83頁/共96頁第八十四頁，共96頁。2.4 2.4 中性點(diǎn)非直接中性點(diǎn)非直接(zhji)(zhji)接地系統(tǒng)中接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)單相接地故障的保護(hù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈系統(tǒng)中單相接地故障的特點(diǎn)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈系統(tǒng)中單相接地故障的特點(diǎn)零序電壓保護(hù)零序電壓保護(hù)零序電流和零序功率零序電流和零序功率(gngl)(gngl)方向保護(hù)方向保護(hù)第84頁/共96頁第八十五頁

47、，共96頁。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障(gzhng)(gzhng)的特點(diǎn)的特點(diǎn)電路電路(dinl)模型模型短路短路(dunl)模型模型單相接地故障分析單相接地故障分析第85頁/共96頁第八十六頁，共96頁。NAUE CBIII030033CUI0AkU1503jBKBAAUEEE e1503jCKCAAUEEE e假設(shè)假設(shè)(jish)相發(fā)生單相接地相發(fā)生單相接地01()3kAKBKCKAUUUUE 00BBKCCKIUj CIUj C03CUIICBKBCIII03KIUC特性特性(txng)分析分析故障故障(gzhng)點(diǎn)對地電壓點(diǎn)對地電壓故障點(diǎn)零序電壓故障點(diǎn)零序電壓故障點(diǎn)各相電流故障點(diǎn)各相電流故障點(diǎn)零序電流故障點(diǎn)零序電流中性點(diǎn)對地電壓中性點(diǎn)對地電壓第86頁/共96頁第八十七頁，共96頁。發(fā)電機(jī)零序電流發(fā)電機(jī)零序電流(dinli)非故障非故障(gzhng)線路線路I故障線路故障線路II第87頁/共96頁第八十八頁，共96頁。第88頁/共96頁第八十九頁，共96頁。1 1）零序網(wǎng)絡(luò)由同級電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對地的等值電容構(gòu)成通路，與中性點(diǎn)直接）零序網(wǎng)絡(luò)由同級電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對地的等值電容構(gòu)成通路，與中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地的中性點(diǎn)構(gòu)成通路有極大不同，網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗很大。接地系統(tǒng)的