電自-階段式電流保護(hù)

1、 任務(wù)任務(wù) 1.1.設(shè)計應(yīng)用于單側(cè)電源線路的三段設(shè)計應(yīng)用于單側(cè)電源線路的三段式電流保護(hù)，并進(jìn)行整定計算。式電流保護(hù)，并進(jìn)行整定計算。2.2.分析線路不同地點發(fā)生相間短路分析線路不同地點發(fā)生相間短路時方向元件及方向電流保護(hù)的動作時方向元件及方向電流保護(hù)的動作情況。情況。3.3.選擇線路的接地保護(hù)方式。選擇線路的接地保護(hù)方式。 知識點知識點 1.1.三段式電流保護(hù)各段的原理、整定計算三段式電流保護(hù)各段的原理、整定計算方法。電流保護(hù)的接線方式。方法。電流保護(hù)的接線方式。2.2.階段式方向電流保護(hù)的構(gòu)成、方向元件階段式方向電流保護(hù)的構(gòu)成、方向元件的裝設(shè)原則。方向元件的作用、原理、的裝設(shè)原則。方向元件的

2、作用、原理、接線。接線。4.4.零序方向元件的原理、接線，階段式零零序方向元件的原理、接線，階段式零序電流保護(hù)的構(gòu)成。序電流保護(hù)的構(gòu)成。5.5.中性點非直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)方式。中性點非直接接地系統(tǒng)接地保護(hù)方式。 目標(biāo)目標(biāo) 1.1.熟練掌握三段式電流保護(hù)各段的原理、熟練掌握三段式電流保護(hù)各段的原理、整定計算方法、特點。整定計算方法、特點。2.2.掌握階段式方向電流保護(hù)的構(gòu)成，方向掌握階段式方向電流保護(hù)的構(gòu)成，方向元件的作用、原理、接線。元件的作用、原理、接線。3.3.掌握中性點直接接地系統(tǒng)、中性點非直掌握中性點直接接地系統(tǒng)、中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地的特點及保護(hù)方式。接接地系統(tǒng)單相接地的特點

3、及保護(hù)方式。4.4.掌握零序方向元件的原理、接線。掌握零序方向元件的原理、接線。2 2. .1 1 階段式階段式電流保護(hù)電流保護(hù)2 2. .1.11.1 無時限電流速斷保護(hù)無時限電流速斷保護(hù)2 2. .1.21.2 限限時時電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)2 2. .1.31.3 定定時限時限過過電流保護(hù)電流保護(hù)2 2. .1.41.4 電流保護(hù)電流保護(hù)的接線方式的接線方式2 2. .1.51.5 三段式三段式電流保護(hù)電流保護(hù)2 2. .1.61.6 三段式三段式電流保護(hù)整定計算舉例電流保護(hù)整定計算舉例2.1.1 2.1.1 無時限電流速斷保護(hù)無時限電流速斷保護(hù) 反應(yīng)電流增大而瞬時動作的電流保護(hù)，又稱

4、為反應(yīng)電流增大而瞬時動作的電流保護(hù)，又稱為第第段電流保護(hù)段電流保護(hù) 。 1.1.無時限電流速斷保護(hù)的原理及整定無時限電流速斷保護(hù)的原理及整定如何計算短路電流？如何計算短路電流？短路電流計算：短路電流計算：(3)kS1 kEIZZ lk(2)S132kEIZZ l三相短路時三相短路時兩相短路時兩相短路時 系統(tǒng)阻抗相電勢故障點到保護(hù)安裝處距離0.4歐姆/公里ABkl短路電流大小由以下因素決定：短路電流大小由以下因素決定：a.a.系統(tǒng)運行方式，系統(tǒng)運行方式， 系統(tǒng)電源等效阻抗系統(tǒng)電源等效阻抗SZ與電源投入數(shù)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，與電源投入數(shù)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，SZ最大時短路電流最小，稱為最小最大時

5、短路電流最小，稱為最小運行方式運行方式；l越小，短路電流越大。越小，短路電流越大。 故障點越近，故障點越近，最小時短路電流最大，稱為最大最小時短路電流最大，稱為最大運行方式運行方式。SZc.c.短路類型，短路類型，(3)(2)kkIIb.b.故障點遠(yuǎn)近，故障點遠(yuǎn)近，B B母線短路時流過保護(hù)母線短路時流過保護(hù)1 1的最大短路電流為：的最大短路電流為：(3)k.maxS.min1 ABEIZZ l最大運行方式下三相短路最小運行方式下兩相短路ABopIONMmaxlminl無時限電流速斷保護(hù)動作電流的整定：無時限電流速斷保護(hù)動作電流的整定： 動作電流應(yīng)滿足以下條件：動作電流應(yīng)滿足以下條件： 考慮電流

6、互感器、電流繼電器均有誤差考慮電流互感器、電流繼電器均有誤差 可靠系數(shù)1.21.3 整定時應(yīng)考慮整定時應(yīng)考慮相鄰線路相鄰線路發(fā)生故障時發(fā)生故障時段電流保段電流保護(hù)不動作。護(hù)不動作。 即即段電流保護(hù)的動作電流應(yīng)段電流保護(hù)的動作電流應(yīng)“躲過躲過”被保護(hù)被保護(hù)線路末端短路時流過保護(hù)的最大短路電流。線路末端短路時流過保護(hù)的最大短路電流。(3)op.1k.B.maxII.1k.B.maxIIoprelIK I整定過程圖解整定過程圖解最大運行方式下三相短路本線末最大短路電流(3)k.B.maxI動作電流opI保護(hù)區(qū)ABmins.maxI1op.113L()2EZzI minL15%L電流速斷保護(hù)單相原理接

7、線圖電流速斷保護(hù)單相原理接線圖2. 2. 無時限電流速斷保護(hù)原理接線無時限電流速斷保護(hù)原理接線I+信號TAKA-+-YRKMKSQFQF3.3.無時限電流速斷保護(hù)特點無時限電流速斷保護(hù)特點（1 1）保護(hù)區(qū)受）保護(hù)區(qū)受運行方式運行方式、故障類型影響、故障類型影響。短路電流水平降低，電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)縮短短路電流水平降低，電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)縮短 最大運行方式下三相短路最小運行方式下兩相短路ABopIONMmaxlminl（2 2）電流）電流段保護(hù)不能保護(hù)本線全長。段保護(hù)不能保護(hù)本線全長。 段保護(hù)段保護(hù)最長的保護(hù)區(qū)不能伸出本線范圍最長的保護(hù)區(qū)不能伸出本線范圍特殊情況，如線路變壓器組時，將特殊情況，如線路

8、變壓器組時，將段保護(hù)區(qū)段保護(hù)區(qū)伸入變壓器，可以保護(hù)線路全長。伸入變壓器，可以保護(hù)線路全長。線路變壓器組整定方法線路變壓器組整定方法 opI（3）靠動作電流的整定獲得選擇性。）靠動作電流的整定獲得選擇性。（4）動作迅速，可靠性高。）動作迅速，可靠性高。1.限時電流速斷保護(hù)的工作原理限時電流速斷保護(hù)的工作原理及整定計算及整定計算限時電流速斷保護(hù)限時電流速斷保護(hù)（電流（電流II段）段）:帶有帶有較短時限動作的第二套電流保護(hù)。較短時限動作的第二套電流保護(hù)。限時電流速斷保護(hù)，又稱第限時電流速斷保護(hù)，又稱第段電流保護(hù)。段電流保護(hù)。 設(shè)置目的：彌補(bǔ)設(shè)置目的：彌補(bǔ)電流電流段保護(hù)不足，段保護(hù)不足，保護(hù)本線全長保

9、護(hù)本線全長整定原則：為了可靠保護(hù)本線全長，保護(hù)區(qū)必然伸整定原則：為了可靠保護(hù)本線全長，保護(hù)區(qū)必然伸入下線，必須解決與下線保護(hù)入下線，必須解決與下線保護(hù)“搶動搶動”問題。問題。AB與下線電流與下線電流段保護(hù)配合具體為時限配合及保護(hù)區(qū)配合段保護(hù)配合具體為時限配合及保護(hù)區(qū)配合時限配合：時限配合：動作時限較電流動作時限較電流段保護(hù)長，可取段保護(hù)長，可取0.30.30.50.5秒秒保護(hù)區(qū)配合：保護(hù)區(qū)配合：保護(hù)區(qū)不超過下線電流保護(hù)區(qū)不超過下線電流段保護(hù)區(qū)段保護(hù)區(qū)tttttt 如果保護(hù)區(qū)超過了下線電流如果保護(hù)區(qū)超過了下線電流段保護(hù)區(qū)段保護(hù)區(qū)保護(hù)保護(hù)2 2的的段不起動；段不起動；保護(hù)保護(hù)1 1的的段起動，段起

10、動，0.50.5秒后誤動，跳開秒后誤動，跳開1QF1QF。ABC如何保證如何保證段保護(hù)區(qū)不超過下一線路段保護(hù)區(qū)不超過下一線路段保護(hù)區(qū)？段保護(hù)區(qū)？由動作電流整定保證由動作電流整定保證P2段保護(hù)區(qū)op.1IP1段保護(hù)區(qū)op.1relop.2IK I電流電流段保護(hù)整定公式：段保護(hù)整定公式：op.1relop.2It +tIK Itt 按上面公式整定能保證選擇性，但能保護(hù)本線全長嗎？按上面公式整定能保證選擇性，但能保護(hù)本線全長嗎？應(yīng)進(jìn)行靈敏度校驗，確認(rèn)保護(hù)本線全長能力。應(yīng)進(jìn)行靈敏度校驗，確認(rèn)保護(hù)本線全長能力。靈敏度校驗概念靈敏度校驗概念電流保護(hù)動作條件：電流保護(hù)動作條件：即：靈敏度系數(shù)Ksensen1

11、K考慮考慮TATA、繼電保護(hù)誤差，、繼電保護(hù)誤差，K Ksensen11不能保證可靠動作不能保證可靠動作K Ksensen1.31.3才能保證可靠動作才能保證可靠動作應(yīng)選取本線路范圍內(nèi)最小的短路電流進(jìn)行校驗。應(yīng)選取本線路范圍內(nèi)最小的短路電流進(jìn)行校驗。opIIK1/opIIK如果本線路范圍內(nèi)最小的短路電流能保證如果本線路范圍內(nèi)最小的短路電流能保證段保護(hù)可段保護(hù)可靠動作，則說明靠動作，則說明段保護(hù)具有保護(hù)本線全長的能力。段保護(hù)具有保護(hù)本線全長的能力。2k.B.minsenop.1IKI（ ）K Ksensen1.31.3，靈敏度合格，靈敏度合格，能夠保護(hù)本線全長能夠保護(hù)本線全長K Ksensen1

12、.3+信號TAKA-+-YRKTKSQFQF2.2.限時電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖限時電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖3.3.限時電流速斷保護(hù)的特點限時電流速斷保護(hù)的特點l能保護(hù)線路全長能保護(hù)線路全長l靠動作電流和動作時限的整定獲得選擇性靠動作電流和動作時限的整定獲得選擇性l能作為本線路的主保護(hù)能作為本線路的主保護(hù)l動作迅速，可靠性高動作迅速，可靠性高l保護(hù)區(qū)受運行方式、故障類型影響保護(hù)區(qū)受運行方式、故障類型影響 2.1.32.1.3 定時限過電流保護(hù)定時限過電流保護(hù)線路配置了電流線路配置了電流段及段及段后，可以切除本線段后，可以切除本線路上的故障。路上的故障。但是當(dāng)繼電保護(hù)或斷路器發(fā)生故障時，

13、但是當(dāng)繼電保護(hù)或斷路器發(fā)生故障時，仍不能保證切除故障。還應(yīng)設(shè)仍不能保證切除故障。還應(yīng)設(shè)段保護(hù)。段保護(hù)。拒動主保護(hù)后備保護(hù)近后備遠(yuǎn)后備“近后備”與“遠(yuǎn)后備”定時限過電流保護(hù)定時限過電流保護(hù)：動作電流按躲過最大：動作電流按躲過最大負(fù)荷電流整定的電流保護(hù)。負(fù)荷電流整定的電流保護(hù)。1.1.定時限過電流保護(hù)（電流定時限過電流保護(hù)（電流段）整定原則段）整定原則（1 1）過電流保護(hù)動作電流整定）過電流保護(hù)動作電流整定A.A.過電流保護(hù)在正常運行時不動作過電流保護(hù)在正常運行時不動作 relopssL.maxIKK I負(fù)荷電流B.B.過電流保護(hù)在外部故障切除后可靠返回過電流保護(hù)在外部故障切除后可靠返回 relr

14、elressL.maxssopL.maxreIKK IKKIIK即:自起動系數(shù)自起動情況：自起動情況： 外部故障切除時，電壓升高，相當(dāng)于電動機(jī)負(fù)外部故障切除時，電壓升高，相當(dāng)于電動機(jī)負(fù)荷同時起動，此時電流為電機(jī)的起動電流，大荷同時起動，此時電流為電機(jī)的起動電流，大于負(fù)荷電流。于負(fù)荷電流。 以以ssL.maxK I表示 ssK為自起動系數(shù)，它決定于網(wǎng)絡(luò)接線和負(fù)荷性質(zhì)，為自起動系數(shù)，它決定于網(wǎng)絡(luò)接線和負(fù)荷性質(zhì)，一般取一般取1.51.53 3 （2 2）過電流保護(hù)動作時限整定）過電流保護(hù)動作時限整定段保護(hù)動作時限階梯特性段保護(hù)動作時限階梯特性 IIIIII12ttIIIIII34tttIIIIII2

15、3tttIIIIII34ttIIIIII23ttIIIIII12ttt（3 3）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)校驗）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)校驗a)a)校驗用作本線路近后備保護(hù)的靈敏度校驗用作本線路近后備保護(hù)的靈敏度 b)b)校驗作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度校驗作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度 使用本線路末端最小短路電流校驗，要求使用本線路末端最小短路電流校驗，要求Ksen 1.31.3 1.51.5 使用相鄰線路末端最小短路電流校驗，要求使用相鄰線路末端最小短路電流校驗，要求Ksen1.2 1.2 senIIIK B minIIIop.1IKI 。senIIIK.C.minIIIop.1IKI。定時限過電流保

16、護(hù)單相原理接線圖定時限過電流保護(hù)單相原理接線圖I+信號TAKA-+-YRKTKSQFQF2.2.定時限過電流保護(hù)的單相原理接線圖定時限過電流保護(hù)的單相原理接線圖（1）能作為本線路的近后備保護(hù)，相鄰）能作為本線路的近后備保護(hù)，相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。（2）靠動作時限的整定獲得選擇性。）靠動作時限的整定獲得選擇性。（3）動作時限較長。）動作時限較長。（4）靈敏度較高。）靈敏度較高。2.1.42.1.4 電流保護(hù)的接線方式電流保護(hù)的接線方式電流保護(hù)接線方式電流保護(hù)接線方式：電流繼電器與電流互感電流繼電器與電流互感器二次繞組之間的連接方式。器二次繞組之間的連接方式。*三相完全星形接線：

17、三相完全星形接線：*兩相不完全星形接線：兩相不完全星形接線：接線系數(shù)：接線系數(shù)：流入電流繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值。流入電流繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值。完全星形與不完全星形接線的接線系數(shù)均為完全星形與不完全星形接線的接線系數(shù)均為1 1。接線系數(shù)：接線系數(shù)：con.TA2op KAIKI。.TAopop KACONIIKn。opI電流保護(hù)三相完全星形接線電流保護(hù)三相完全星形接線 三相完全星形接線能反應(yīng)各種相間和接地三相完全星形接線能反應(yīng)各種相間和接地短路，應(yīng)用于中性點直接接地電網(wǎng)。短路，應(yīng)用于中性點直接接地電網(wǎng)。電流保護(hù)兩相不完全星形接線電流保護(hù)兩相不完全星形接線 兩

18、相不完全星形接線能反應(yīng)各種相間短路，兩相不完全星形接線能反應(yīng)各種相間短路，應(yīng)用應(yīng)用35kV及以下電壓等級的電網(wǎng)。及以下電壓等級的電網(wǎng)。兩相電流差接線兩相電流差接線 兩相電流差接線主要應(yīng)用于兩相電流差接線主要應(yīng)用于610kV中性中性點不接地電網(wǎng)。點不接地電網(wǎng)。電流保護(hù)一般用于電流保護(hù)一般用于101035kV35kV電網(wǎng)，屬于小電流接地系統(tǒng)，電網(wǎng)，屬于小電流接地系統(tǒng)，一般采用不完全星形接線。一般采用不完全星形接線。保護(hù)應(yīng)統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于保護(hù)應(yīng)統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于A A、C C相）。相）。注意在注意在101035kV35kV小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相

19、接地時，沒有短路電流。線路仍可繼續(xù)運行沒有短路電流。線路仍可繼續(xù)運行2 2小時。小時。2.1.52.1.5 階段式電流保護(hù)階段式電流保護(hù)1. 階段式電流保護(hù)的構(gòu)成階段式電流保護(hù)的構(gòu)成 *無時限電流速斷保護(hù)（電流無時限電流速斷保護(hù)（電流I段）段） *限時電流速斷保護(hù)（電流限時電流速斷保護(hù)（電流II段）段） *定時限過電流保護(hù)（電流定時限過電流保護(hù)（電流III段）段）主保護(hù)主保護(hù)后備保護(hù)后備保護(hù)II1 .opII2 .opl0三段式電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)及時限配合特性三段式電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)及時限配合特性III1 .oplII1tII2tI1tI2tABC123QF1QF3QF2IKtII I0.5tII

20、0.5tII1lI2lII1lIII2tIII1lI3tIII1t歸總式原理圖歸總式原理圖2 2. . 電磁型電流保護(hù)原理圖與展開圖電磁型電流保護(hù)原理圖與展開圖TAa1KA3KA 5KATAc2KA4KA6KA交流回路A相C相*7KAWS+1KS2KS3KS信號回路WC+WC-1KT2KT1KS1KT2KS2KT3KS1KM直 流回路電流I段QFYR1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA1KM跳閘回路電流II段電流III段II段延時III段延時直流電源小母線展開式原理圖展開式原理圖3 3. . 低壓線路保護(hù)邏輯框圖低壓線路保護(hù)邏輯框圖2.1.62.1.6 三段式電流保護(hù)整定實例三段式電流保

21、護(hù)整定實例要求：對三段式電流保護(hù)要求：對三段式電流保護(hù)1 1進(jìn)行整定計算。進(jìn)行整定計算。(3)k.B.max.min110.5/31.443()0.20.4 10sABEIkAZZ l(2)k.B.min.max13310.5/31.221()220.30.4 10sABEIkAZZ l(3)k.C.max.min1110.5/30.594()0.20.4 100.4 15sABBCEIkAZZ lZ l(2)k.C.min.max113310.5/3220.30.4 100.4 150.51()sABBCEIZZ lZ lkA1.短路電流計算短路電流計算B母線短路時的短路電流：母線短路時的短

22、路電流：C母線短路時的短路電流：母線短路時的短路電流：解：解：II(3)op.1relk.B.max=K1.3 1.4431.876()IIkAmins.maxI1op.113()210.5313(0.3)6.25(km)0.41.8762ElZZImin100%62.5%15%ABll2.保護(hù)保護(hù)1的整定計算的整定計算（1）保護(hù)）保護(hù)1電流電流I段整定計算段整定計算動作電流：動作電流： 動作時限為保護(hù)固有動作時間。動作時限為保護(hù)固有動作時間。靈敏度校驗：靈敏度校驗： 靈敏度滿足要求。靈敏度滿足要求。2.保護(hù)保護(hù)1電流電流段整定計算段整定計算（1 1）動作電流）動作電流 （2 2）動作時限）動

23、作時限 III120.5(s)ttt IIIIIII(3)op.1relop.2relrelk.c.maxKKK1.1 1.3 0.5940.85()IIIIkA（3 3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 靈敏度滿足要求。靈敏度滿足要求。(2)IIk.B.minIIop.11.2211.441.30.85senIKI3保護(hù)保護(hù)1電流電流段整定計算段整定計算（1 1）動作電流）動作電流 IIIIIIrelssop.1L.maxre1.2 1.50.150.32(kA)0.85KKIIK（2 2）動作時限）動作時限 IIIIII12.max1.50.52(s)ttt （3 3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 （a a）作近后備保護(hù)）作近后備保護(hù)近后備靈敏度滿足要求近后備靈敏度滿足要求。(2)IIIk.B.minIIIop.11.2213.841.50.318senIKI（b b）作遠(yuǎn)后備保護(hù)）作