第三單元 供配電線路保護(hù)

1、第三單元第三單元 供配電線路保護(hù)供配電線路保護(hù) 課題一課題一 階段式電流保護(hù)階段式電流保護(hù)一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（又稱電流（又稱電流段保段保護(hù)）護(hù)） 反應(yīng)電流升高而不帶時(shí)限動(dòng)作，電流高反應(yīng)電流升高而不帶時(shí)限動(dòng)作，電流高于動(dòng)作值時(shí)繼電器立即動(dòng)作，跳開線路斷于動(dòng)作值時(shí)繼電器立即動(dòng)作，跳開線路斷路器。路器。 動(dòng)作電流整定必須保證繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性，如下圖所示，動(dòng)作電流整定必須保證繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性，如下圖所示，k1處故障對(duì)于保護(hù)處故障對(duì)于保護(hù)P1是外部故障，應(yīng)當(dāng)由保護(hù)是外部故障，應(yīng)當(dāng)由保護(hù)P2跳開跳開2QF。當(dāng)當(dāng)k1處故障時(shí)短路電流也會(huì)流過保護(hù)處故障時(shí)短路電流也會(huì)流過保護(hù)P1，

2、需要保證此時(shí)保護(hù)，需要保證此時(shí)保護(hù)P1不動(dòng)作，即不動(dòng)作，即P1的動(dòng)作電流必須大于外部故障時(shí)的短路電流。的動(dòng)作電流必須大于外部故障時(shí)的短路電流。 3、整定計(jì)算、整定計(jì)算三部曲：動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)限、靈敏度三部曲：動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)限、靈敏度1）動(dòng)作值：）動(dòng)作值： Iop=KrelIk.max2)動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限:t=0s3)靈敏度靈敏度:與保護(hù)范圍成正比與保護(hù)范圍成正比 2.min()1.5klmsenIDZIKKI線路首端）4、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：僅靠動(dòng)僅靠動(dòng)作電流值來保證其選擇性，只能無作電流值來保證其選擇性，只能無延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分，保護(hù)延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分，保護(hù)范圍隨運(yùn)行方式變化較大。范圍隨

3、運(yùn)行方式變化較大。5 5、原理接線、原理接線圖2.2無時(shí)限電流速斷保護(hù)完全星形接線方式及動(dòng)作邏輯示意圖&與1或11圖2.3無時(shí)限電流速斷保護(hù)不完全星形接線方式及動(dòng)作邏輯示意圖1或1與1&二、限時(shí)電流速斷保護(hù)（第二、限時(shí)電流速斷保護(hù)（第段）段） 為保護(hù)線路全長(zhǎng)而設(shè)。為保護(hù)線路全長(zhǎng)而設(shè)。反應(yīng)于電流增大而動(dòng)作，與相鄰線路反應(yīng)于電流增大而動(dòng)作，與相鄰線路段配合，增設(shè)一短時(shí)限保證選擇性（一段配合，增設(shè)一短時(shí)限保證選擇性（一般取般取0.5s0.5s）。）。3、整定計(jì)算、整定計(jì)算段保護(hù)整定的原則是與下線段保護(hù)整定的原則是與下線段保護(hù)配合：段保護(hù)配合：（1）動(dòng)作時(shí)限配合：）動(dòng)作時(shí)限配合： 段時(shí)

4、間應(yīng)長(zhǎng)于段時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于段保護(hù)動(dòng)作、段保護(hù)動(dòng)作、斷路器跳閘、斷路器跳閘、段保護(hù)返回時(shí)間之合，同時(shí)還要考慮時(shí)段保護(hù)返回時(shí)間之合，同時(shí)還要考慮時(shí)間繼電器誤差以及留有一定裕度。一般為間繼電器誤差以及留有一定裕度。一般為0.3s0.5s，一般取一般取0.5s,時(shí)間元件精度較高時(shí)可取較小值。時(shí)間元件精度較高時(shí)可取較小值。（2）保護(hù)區(qū)配合：）保護(hù)區(qū)配合：段保護(hù)區(qū)不伸出下線段保護(hù)區(qū)不伸出下線段保護(hù)區(qū)。段保護(hù)區(qū)。即即1）動(dòng)作值：）動(dòng)作值： .1.2IIIIIDZkDZIK I2)動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限: t=0.5s122210.35 0.60.5IIIDLwcwctttttttts 3)靈敏度靈敏度:設(shè)置限時(shí)電流速斷

5、保護(hù)的目設(shè)置限時(shí)電流速斷保護(hù)的目的是保護(hù)線路全長(zhǎng)，故應(yīng)校驗(yàn)在本線的是保護(hù)線路全長(zhǎng)，故應(yīng)校驗(yàn)在本線路發(fā)生故障，短路電流最小的情況下路發(fā)生故障，短路電流最小的情況下保護(hù)能否動(dòng)作。即保護(hù)能否動(dòng)作。即 2. .min.1()1.31.5DBlmsenIIDZIKKI.1.2.1.2IIIIDZkDZIIIIdzdzIK Ittt4、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長(zhǎng)，依靠動(dòng)作電流值限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長(zhǎng)，依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性，和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性，與第與第段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第保護(hù)，兼作第段的后備保

6、護(hù)，但不能作為相鄰線路的后備。段的后備保護(hù)，但不能作為相鄰線路的后備。5 5、原理接線、原理接線三、定時(shí)限過電流保護(hù)（第三、定時(shí)限過電流保護(hù)（第段）段） 1 1、作用、作用 作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。3、整定計(jì)算、整定計(jì)算1）動(dòng)作值：為保證被保護(hù)線路通過最大負(fù)荷時(shí)）動(dòng)作值：為保證被保護(hù)線路通過最大負(fù)荷時(shí)不誤動(dòng)作，以及當(dāng)外部短路故障切除后出現(xiàn)最不誤動(dòng)作，以及當(dāng)外部短路故障切除后出現(xiàn)最大自起動(dòng)電流時(shí)應(yīng)可靠返回，過電流保護(hù)應(yīng)按大自起動(dòng)電流時(shí)應(yīng)可靠返回，過電流保護(hù)應(yīng)按以下兩個(gè)條件整定：以下兩個(gè)條件整定：（1）為保證過

7、電流保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，）為保證過電流保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，其動(dòng)作電流應(yīng)大于最大負(fù)荷電流，即：其動(dòng)作電流應(yīng)大于最大負(fù)荷電流，即：IopIL.max（2）保證過電流保護(hù)在外部故障切除后可靠返）保證過電流保護(hù)在外部故障切除后可靠返回，其返回電流應(yīng)大于外部短路故障切除后流回，其返回電流應(yīng)大于外部短路故障切除后流過保護(hù)的最大自起動(dòng)電流。過保護(hù)的最大自起動(dòng)電流。即即:IreIL.max2)動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限:按時(shí)限的按時(shí)限的“階梯特性階梯特性”整定。整定。 階梯特性如下圖所示，實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)指定的跳閘順序，距階梯特性如下圖所示，實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)指定的跳閘順序，距離故障點(diǎn)最近的（也是距離電源最遠(yuǎn)的）保護(hù)

8、先跳閘。階梯的起點(diǎn)離故障點(diǎn)最近的（也是距離電源最遠(yuǎn)的）保護(hù)先跳閘。階梯的起點(diǎn)是電網(wǎng)末端，每個(gè)是電網(wǎng)末端，每個(gè)“臺(tái)階臺(tái)階”是是tt，一般為，一般為0.5”0.5”， tt的考慮與的考慮與段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一樣。段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一樣。 123231.maxBttttttttt3 3）靈敏系數(shù)校驗(yàn)靈敏系數(shù)校驗(yàn)過電流保護(hù)用于本線路近后備保護(hù)，同時(shí)作為相鄰線路過電流保護(hù)用于本線路近后備保護(hù)，同時(shí)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。故應(yīng)按這兩種情況校驗(yàn)靈敏系數(shù)，即以的遠(yuǎn)后備保護(hù)。故應(yīng)按這兩種情況校驗(yàn)靈敏系數(shù)，即以最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相金屬性短路時(shí)的短路電最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相金屬性短路時(shí)的短路電流，校驗(yàn)近后備

9、靈敏度；以最小運(yùn)行方式下相鄰線路末流，校驗(yàn)近后備靈敏度；以最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相金屬性短路時(shí)的短路電流，校驗(yàn)遠(yuǎn)后備靈敏度。端兩相金屬性短路時(shí)的短路電流，校驗(yàn)遠(yuǎn)后備靈敏度。4 4、特點(diǎn)、特點(diǎn) 此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，且能保護(hù)相鄰線路此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，且能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)。的全長(zhǎng)。依靠動(dòng)作時(shí)間來保證其選擇性，其動(dòng)作時(shí)間按依靠動(dòng)作時(shí)間來保證其選擇性，其動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定。階梯原則整定。5 5、原理接線、原理接線 與電流與電流段類似，只是時(shí)間按階梯原則段類似，只是時(shí)間按階梯原則整定。整定。 四、電流保護(hù)接線方式四、電流保護(hù)接線方式 所謂電流保護(hù)接線方式，是指電流保護(hù)中電所謂

10、電流保護(hù)接線方式，是指電流保護(hù)中電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組間的連接流繼電器線圈與電流互感器二次繞組間的連接方式。方式。對(duì)保護(hù)接線方式的要求是對(duì)保護(hù)接線方式的要求是能反應(yīng)各種類型故障，能反應(yīng)各種類型故障，且靈敏度盡量一致。且靈敏度盡量一致。 電流保護(hù)接線方式有：電流保護(hù)接線方式有：三相三繼電器的完全星形接線三相三繼電器的完全星形接線兩相兩繼電器的不完全星形接線兩相兩繼電器的不完全星形接線電動(dòng)機(jī)保護(hù)也可采用兩相電流差接線電動(dòng)機(jī)保護(hù)也可采用兩相電流差接線接線系數(shù)接線系數(shù)KC：流入電流繼電器的電流與電流互流入電流繼電器的電流與電流互感器二次繞組電流的比值。感器二次繞組電流的比值。特點(diǎn)特點(diǎn)：能反

11、應(yīng)相間短路；能反應(yīng)相間短路；能反應(yīng)接地短路；能反應(yīng)接地短路；接線系數(shù)接線系數(shù)KC=1,； 多用于大接地電流系統(tǒng)。多用于大接地電流系統(tǒng)。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍廣泛用于發(fā)電機(jī)、變壓器、大型貴重電氣設(shè)廣泛用于發(fā)電機(jī)、變壓器、大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中。備的保護(hù)中。用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系統(tǒng)中），作為相同短路的保護(hù)，同時(shí)也可保護(hù)統(tǒng)中），作為相同短路的保護(hù)，同時(shí)也可保護(hù)單相接地（對(duì)此一般都采用專門的零序電流保單相接地（對(duì)此一般都采用專門的零序電流保護(hù)）。護(hù)）。特點(diǎn)特點(diǎn)：能反應(yīng)相間短路；能反應(yīng)相間短路； 不能反應(yīng)不能反應(yīng)B相接地短路；相接地短路；接線系數(shù)接線系數(shù)

12、KC=1； 多用于小接地電流系統(tǒng)多用于小接地電流系統(tǒng) 采用不完全星形接線時(shí)必須注意保護(hù)應(yīng)統(tǒng)一安裝在采用不完全星形接線時(shí)必須注意保護(hù)應(yīng)統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于同名相上（通常裝于A、C相）。相）。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，廣泛地采用它作為相間短路保護(hù)在廣泛地采用它作為相間短路保護(hù)在10kv以上，特別在以上，特別在35kv非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 在在610kv 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的過流保護(hù)裝置廣中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的過流保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用兩相星形接線方式。泛應(yīng)用兩相星形接線方式。二相三接線二

13、相三接線 對(duì)于對(duì)于Y-11接線變壓器，當(dāng)在接線變壓器，當(dāng)在Y/ 變變壓器的壓器的側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，滯后相電流側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，滯后相電流是其它兩相電流的兩倍并與它們反相位。是其它兩相電流的兩倍并與它們反相位。當(dāng)在當(dāng)在Y/變壓器的變壓器的Y側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，超側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，超前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它們反相位。為提高電流保護(hù)對(duì)們反相位。為提高電流保護(hù)對(duì)Y/ 變壓器變壓器后兩相短路的靈敏度，采取的措施：在兩后兩相短路的靈敏度，采取的措施：在兩相星行接線的中線上再接入一個(gè)相星行接線的中線上再接入一個(gè)LJ，此種，此種接線方式稱為兩相三繼電器接線方式。接

14、線方式稱為兩相三繼電器接線方式。3、兩相電流差接線、兩相電流差接線兩相電流差接線的接線系數(shù)則隨短路類型而變化，性能不好，兩相電流差接線的接線系數(shù)則隨短路類型而變化，性能不好，一般不用于線路保護(hù)，主要用在一般不用于線路保護(hù)，主要用在6 10kv中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，作為饋電線和較小容量高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。作為饋電線和較小容量高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。四、階段式電流保護(hù)四、階段式電流保護(hù)1、主保護(hù)與后備保護(hù)、主保護(hù)與后備保護(hù) 無時(shí)限電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷的保護(hù)共同構(gòu)成了線路的無時(shí)限電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷的保護(hù)共同構(gòu)成了線路的主保護(hù)，主保護(hù)，所謂主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能

15、以最快速所謂主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。僅。僅 段保護(hù)不能構(gòu)成段保護(hù)不能構(gòu)成主保護(hù)，因?yàn)橹鞅Ｗo(hù)，因?yàn)?段保護(hù)不能切除線路上所有的故障。由段保護(hù)不能切除線路上所有的故障。由 、 段構(gòu)成的段構(gòu)成的主保護(hù)最長(zhǎng)的切除故障時(shí)間為主保護(hù)最長(zhǎng)的切除故障時(shí)間為0.50.5秒。秒。除了主保護(hù)，線路上還應(yīng)配除了主保護(hù)，線路上還應(yīng)配有后備保護(hù)，有后備保護(hù)，所謂后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故所謂后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。一旦主保護(hù)設(shè)備或斷路器發(fā)生故障拒動(dòng)，依賴后備保護(hù)障的保護(hù)。一旦

16、主保護(hù)設(shè)備或斷路器發(fā)生故障拒動(dòng)，依賴后備保護(hù)切除故障。切除故障。定時(shí)限過電流保護(hù)（電流定時(shí)限過電流保護(hù)（電流段保護(hù)）就是后備保護(hù)。段保護(hù)）就是后備保護(hù)。 后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備、近后備兩種方式。近后備是當(dāng)主保護(hù)拒后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備、近后備兩種方式。近后備是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù) 。所謂遠(yuǎn)所謂遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備實(shí)現(xiàn)的后備。2 2、階段式電流保護(hù)組成、階段式電流保護(hù)組成 由電流由電流段、電流段、電流段、電流

17、段、電流段組成，三段保護(hù)構(gòu)成段組成，三段保護(hù)構(gòu)成“或或”邏輯出口跳閘。電流邏輯出口跳閘。電流段、電流段、電流段為線路的主保護(hù)，本線路故障段為線路的主保護(hù)，本線路故障時(shí)切除時(shí)間為數(shù)十毫秒（電流時(shí)切除時(shí)間為數(shù)十毫秒（電流段固有動(dòng)作時(shí)間）至段固有動(dòng)作時(shí)間）至0.50.5秒。電流秒。電流段保護(hù)為后備保護(hù)，為本線路提供近后備作用，同時(shí)也為相鄰線段保護(hù)為后備保護(hù)，為本線路提供近后備作用，同時(shí)也為相鄰線路提供遠(yuǎn)后備作用。電流保護(hù)一般采用不完全星形接線。路提供遠(yuǎn)后備作用。電流保護(hù)一般采用不完全星形接線。電流電流段保護(hù)段保護(hù)按躲過本線末端最大運(yùn)方下三相短路電流整定以保證按躲過本線末端最大運(yùn)方下三相短路電流整定以

18、保證選擇性，快速性好，但靈敏性差，不能保護(hù)本線全長(zhǎng)。選擇性，快速性好，但靈敏性差，不能保護(hù)本線全長(zhǎng)。電流電流段保護(hù)段保護(hù)整定時(shí)與下線電流整定時(shí)與下線電流段保護(hù)配合，由動(dòng)作電流、動(dòng)作段保護(hù)配合，由動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限保證選擇性，動(dòng)作時(shí)限為時(shí)限保證選擇性，動(dòng)作時(shí)限為0.5s0.5s，動(dòng)作電流躲過下線，動(dòng)作電流躲過下線段保護(hù)動(dòng)段保護(hù)動(dòng)作電流，快速性較作電流，快速性較段保護(hù)差，靈敏性較好，能保護(hù)本線全長(zhǎng)。段保護(hù)差，靈敏性較好，能保護(hù)本線全長(zhǎng)。電流電流段保護(hù)段保護(hù)按階梯特性整定動(dòng)作時(shí)限以保證選擇性，整定動(dòng)作電按階梯特性整定動(dòng)作時(shí)限以保證選擇性，整定動(dòng)作電流時(shí)按正常運(yùn)行時(shí)不起動(dòng)、外部故障切除后可靠返回計(jì)算，

19、動(dòng)作慢，流時(shí)按正常運(yùn)行時(shí)不起動(dòng)、外部故障切除后可靠返回計(jì)算，動(dòng)作慢，但靈敏性好，能保護(hù)下線全長(zhǎng)。但靈敏性好，能保護(hù)下線全長(zhǎng)。 下圖所示為三段式電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)，當(dāng)線路下圖所示為三段式電流保護(hù)的保護(hù)區(qū)，當(dāng)線路NQNQ上故障，保護(hù)上故障，保護(hù)P2P2或斷路器或斷路器2QF2QF拒動(dòng)時(shí)，需要由保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，需要由保護(hù)P1P1提供后備作用，跳開提供后備作用，跳開1QF1QF以切以切除故障。如除故障。如k3k3處故障，處故障，P1P1段拒動(dòng)，由段拒動(dòng)，由段跳開段跳開1QF1QF。如。如k1k1處故障，處故障，P2P2或或2QF2QF拒動(dòng)，拒動(dòng)，P1P1段跳開段跳開1QF1QF。不難看出，。不難看出，段保護(hù)

20、不能保護(hù)本線段保護(hù)不能保護(hù)本線全長(zhǎng)，無后備保護(hù)作用；全長(zhǎng)，無后備保護(hù)作用；段保護(hù)具有對(duì)本線路段保護(hù)具有對(duì)本線路段保護(hù)的近后備段保護(hù)的近后備作用以及對(duì)下線保部分的遠(yuǎn)后備作用。對(duì)于圖中作用以及對(duì)下線保部分的遠(yuǎn)后備作用。對(duì)于圖中k2k2處故障，若處故障，若P2P2或或2QF2QF拒動(dòng)，保護(hù)拒動(dòng)，保護(hù)P1P1無法反應(yīng)，故障將不能被切除，這是不允許的，無法反應(yīng)，故障將不能被切除，這是不允許的，因此，必須設(shè)立因此，必須設(shè)立段保護(hù)提供完整的遠(yuǎn)后備，顯然段保護(hù)提供完整的遠(yuǎn)后備，顯然段應(yīng)能保護(hù)下段應(yīng)能保護(hù)下線全長(zhǎng)。線全長(zhǎng)。 電流保護(hù)整定計(jì)算例圖電流保護(hù)整定計(jì)算例圖 課題二課題二 反時(shí)限過電流保護(hù)反時(shí)限過電流保護(hù)

21、 電流電流段保護(hù)為定時(shí)限過電流保護(hù)，即保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定后是段保護(hù)為定時(shí)限過電流保護(hù)，即保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定后是固定不變的，電流固定不變的，電流段保護(hù)的一個(gè)缺點(diǎn)是故障點(diǎn)距離電源越近，短路電流越大，段保護(hù)的一個(gè)缺點(diǎn)是故障點(diǎn)距離電源越近，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)限卻較長(zhǎng)。動(dòng)作時(shí)限卻較長(zhǎng)。 反時(shí)限電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限則是隨短路電流大小而改變的，電流越大，動(dòng)作反時(shí)限電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限則是隨短路電流大小而改變的，電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，其動(dòng)作特性如下圖所示。反時(shí)限動(dòng)作特性由兩部分組成，電流較小時(shí)間越短，其動(dòng)作特性如下圖所示。反時(shí)限動(dòng)作特性由兩部分組成，電流較小時(shí)為反時(shí)限，動(dòng)作時(shí)間隨電流增大而

22、縮短；電流較大時(shí)為速斷部分，繼電器快時(shí)為反時(shí)限，動(dòng)作時(shí)間隨電流增大而縮短；電流較大時(shí)為速斷部分，繼電器快速動(dòng)作。速動(dòng)作。 反時(shí)限電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是短路電流較大時(shí)動(dòng)作時(shí)間縮短，減小短路故障對(duì)設(shè)反時(shí)限電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是短路電流較大時(shí)動(dòng)作時(shí)間縮短，減小短路故障對(duì)設(shè)備的損壞；但相鄰線路上的反時(shí)限保護(hù)之間配合計(jì)算較為復(fù)雜。備的損壞；但相鄰線路上的反時(shí)限保護(hù)之間配合計(jì)算較為復(fù)雜。 課題三課題三 電網(wǎng)的接地保護(hù)電網(wǎng)的接地保護(hù) 一、電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式一、電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電網(wǎng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式有以下幾種：電網(wǎng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式有以下幾種：1）中性點(diǎn)不接地）中性點(diǎn)不接地2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地3）

23、中性點(diǎn)直接接地）中性點(diǎn)直接接地 前兩種接地電網(wǎng)系統(tǒng)稱為小接地電流系統(tǒng)，后一前兩種接地電網(wǎng)系統(tǒng)稱為小接地電流系統(tǒng)，后一種接地系統(tǒng)稱為大接地電流系統(tǒng)，小接地電流系統(tǒng)和種接地系統(tǒng)稱為大接地電流系統(tǒng)，小接地電流系統(tǒng)和大接地電流系統(tǒng)的區(qū)分是根據(jù)電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故大接地電流系統(tǒng)的區(qū)分是根據(jù)電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流的大小來區(qū)分的障時(shí)，接地電流的大小來區(qū)分的 。在我國一般情況下。在我國一般情況下110kV及以上的電壓等級(jí)電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)及以上的電壓等級(jí)電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式，行方式，66kV及以下的電壓等級(jí)電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接及以下的電壓等級(jí)電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方

24、式。地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。二、大接地電流系統(tǒng)二、大接地電流系統(tǒng) 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,K(1)幾率占總故障率幾率占總故障率的的70%90% .所以如何正確設(shè)置接地故障的保護(hù)是該系統(tǒng)的中所以如何正確設(shè)置接地故障的保護(hù)是該系統(tǒng)的中心問題之一心問題之一.而在該系統(tǒng)中發(fā)生而在該系統(tǒng)中發(fā)生d(1),系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序分量系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序分量,而正而正常運(yùn)行時(shí)無零序分量常運(yùn)行時(shí)無零序分量.故可利用零序分量構(gòu)成接地短路的保護(hù)。故可利用零序分量構(gòu)成接地短路的保護(hù)。（一）單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)（一）單相接地時(shí)零序分量的特點(diǎn) 1、 零序電壓零序電壓 與三相不

25、對(duì)稱程度有關(guān)，故障點(diǎn)與三相不對(duì)稱程度有關(guān)，故障點(diǎn)U0最高最高,離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)離故障點(diǎn)越遠(yuǎn), U0越低；變壓器中性點(diǎn)接地處越低；變壓器中性點(diǎn)接地處U0=02、 零序電流零序電流 由零序電壓由零序電壓 產(chǎn)生產(chǎn)生 分布分布: 與中性點(diǎn)接地變壓器的位置有關(guān)與中性點(diǎn)接地變壓器的位置有關(guān) 大小大小: 與線路及中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗及接地?cái)?shù)目有關(guān)與線路及中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗及接地?cái)?shù)目有關(guān)3、 零序功率零序功率 短路點(diǎn)最大短路點(diǎn)最大(與與U0相同相同). 方向方向:與正序相反與正序相反,從線路從線路母線母線（二）階段式零序電流保護(hù)（二）階段式零序電流保護(hù)三段式或四段式零序電流保護(hù)三段式或四段式零序電流

26、保護(hù)1）段段:速動(dòng)段保護(hù)速動(dòng)段保護(hù)2）段段(、段段)應(yīng)能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其應(yīng)能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡量縮短。動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡量縮短。3）最末一段：后備）最末一段：后備 三段式零序電流保護(hù)原理與三段式電流保護(hù)是相似的。但與三三段式零序電流保護(hù)原理與三段式電流保護(hù)是相似的。但與三相星形接線相間短路電流保護(hù)相星形接線相間短路電流保護(hù) （也可反映（也可反映d（1）作比較，則有）作比較，則有優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1） 零序電流保護(hù)更靈敏，零序電流保護(hù)更靈敏，、受運(yùn)行方式影響較小，受運(yùn)行方式影響較小，段保護(hù)范圍長(zhǎng)且穩(wěn)定，段保護(hù)范圍長(zhǎng)且穩(wěn)定，段靈敏性易于滿足，段靈敏性易于滿足，

27、段躲不平衡電流，定值低更靈敏且時(shí)間較短。段躲不平衡電流，定值低更靈敏且時(shí)間較短。 2） 零序功率繼電器（在多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為保證零序功率繼電器（在多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為保證選擇性，需要裝設(shè)零序功率方向繼電器，構(gòu)成方向性零序電流保選擇性，需要裝設(shè)零序功率方向繼電器，構(gòu)成方向性零序電流保護(hù)）出口無死區(qū)，接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。護(hù)）出口無死區(qū)，接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。 3） 系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等情況下（三相對(duì)稱）系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等情況下（三相對(duì)稱）I0不受影響不受影響缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能反映相間短路故障不能反映相間短路故障(三三)零序電流的獲得零序電流的獲得三、中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)三

28、、中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)（一）接地時(shí)零序分量特點(diǎn)（一）接地時(shí)零序分量特點(diǎn) 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)，由于中性點(diǎn)不接地，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地故障時(shí)，由于中性點(diǎn)不接地，只能依靠對(duì)地電容構(gòu)成回路，因此電流很小。由于線路阻抗相對(duì)只能依靠對(duì)地電容構(gòu)成回路，因此電流很小。由于線路阻抗相對(duì)于對(duì)地容抗很小，分析時(shí)可以忽略線路阻抗。于對(duì)地容抗很小，分析時(shí)可以忽略線路阻抗。 結(jié)論：結(jié)論： 1）接地故障時(shí)，故障相電壓為）接地故障時(shí)，故障相電壓為0，非故障相電壓為線電壓，系統(tǒng)各處零序非故障相電壓為線電壓，系統(tǒng)各處零序電壓相等，為電壓相等，為3倍的相電壓，中性點(diǎn)對(duì)倍的相電壓，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為相電壓。地電

29、壓為相電壓。 2）零序電流為對(duì)地電容電流）零序電流為對(duì)地電容電流 ，非故，非故障線路的零序電流障線路的零序電流 為本身的電容電流，為本身的電容電流，方向從母線流向線路；故障線路的零序方向從母線流向線路；故障線路的零序電流為非故障線路零序電流之和，方向電流為非故障線路零序電流之和，方向從線路流向母線。從線路流向母線。 （二）中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)的接地保護(hù)（二）中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)的接地保護(hù) 由于零序電流很小，依靠零序電流構(gòu)成保護(hù)，其靈敏由于零序電流很小，依靠零序電流構(gòu)成保護(hù)，其靈敏度往往達(dá)不到要求。尤其在架空線與電纜混架的變電所，度往往達(dá)不到要求。尤其在架空線與電纜混架的變電所，電纜線路的對(duì)地電

30、容大，當(dāng)架空線故障時(shí)，故障線路與電纜線路的對(duì)地電容大，當(dāng)架空線故障時(shí)，故障線路與電纜線路的故障電流接近，此時(shí)無法保證選擇性。目前，電纜線路的故障電流接近，此時(shí)無法保證選擇性。目前，還沒有很完善的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)接地保護(hù)。一般還沒有很完善的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)接地保護(hù)。一般采取如下措施：采取如下措施：（1）絕緣監(jiān)視）絕緣監(jiān)視 如下圖所示，通過對(duì)母線零序電壓的監(jiān)視，可以知道如下圖所示，通過對(duì)母線零序電壓的監(jiān)視，可以知道電網(wǎng)是否有接地故障。當(dāng)零序電壓較大時(shí)，值班人員輪電網(wǎng)是否有接地故障。當(dāng)零序電壓較大時(shí)，值班人員輪流拉開各出線的斷路器，如果零序電壓消失，說明所拉流拉開各出線的斷路器，如果零序電壓

31、消失，說明所拉線路就是故障線路；如果拉開線路后，零序電流依然存線路就是故障線路；如果拉開線路后，零序電流依然存在，說明所拉線路不是故障線路，則把所拉開線路斷路在，說明所拉線路不是故障線路，則把所拉開線路斷路器合上，繼續(xù)拉下一條線路，直到零序電壓消失。器合上，繼續(xù)拉下一條線路，直到零序電壓消失。 （2）零序電流保護(hù)）零序電流保護(hù) 1）反應(yīng)單相接地短路時(shí)出現(xiàn)的零序電流分量，使保護(hù)）反應(yīng)單相接地短路時(shí)出現(xiàn)的零序電流分量，使保護(hù)動(dòng)作。根據(jù)小電流接地系統(tǒng)零序電流分量的特點(diǎn)，零序動(dòng)作。根據(jù)小電流接地系統(tǒng)零序電流分量的特點(diǎn)，零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于本線路的電容電流。即電流保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于本線路的

32、電容電流。即 Ic本身本身IopIdz3I，則保護(hù)，則保護(hù)3 3誤動(dòng)，誤動(dòng)，d2d2處短路，若處短路，若Id2Idz2I，則保護(hù)，則保護(hù)2 2誤動(dòng)。誤動(dòng)。對(duì)過電流保護(hù)：對(duì)過電流保護(hù)：d1d1處短路，要求處短路，要求t3t2，d2d2處短路，要求處短路，要求t2t3， 顯然，這種要求顯然，這種要求是矛盾的。是矛盾的。上述矛盾的要求不可能同時(shí)滿足。上述矛盾的要求不可能同時(shí)滿足。 原因分析：反方向故障時(shí)對(duì)側(cè)電源提供的短路電流引起保護(hù)誤動(dòng)。原因分析：反方向故障時(shí)對(duì)側(cè)電源提供的短路電流引起保護(hù)誤動(dòng)。 解決辦法：加裝方向元件解決辦法：加裝方向元件功率方向繼電器。當(dāng)方向元件和功率方向繼電器。當(dāng)方向元件和電流

33、測(cè)量元件均動(dòng)作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)電流測(cè)量元件均動(dòng)作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)變成針對(duì)兩個(gè)單側(cè)電源的子系統(tǒng)。系統(tǒng)變成針對(duì)兩個(gè)單側(cè)電源的子系統(tǒng)。 由下圖可見，保護(hù)由下圖可見，保護(hù)1 1、3 3、5 5只反映由左側(cè)電源提供的短路電流，只反映由左側(cè)電源提供的短路電流，它們之間應(yīng)相互配合。而保護(hù)它們之間應(yīng)相互配合。而保護(hù)2 2、4 4、6 6僅反映由右側(cè)電源提供的短僅反映由右側(cè)電源提供的短路電流，它們之間應(yīng)相互配合，矛盾得以解決。路電流，它們之間應(yīng)相互配合，矛盾得以解決。 方向電流保護(hù)簡(jiǎn)化框圖方向電流保護(hù)簡(jiǎn)化框圖 l 在原來電流保護(hù)基礎(chǔ)上加裝方向元件，在原來電流保護(hù)基

34、礎(chǔ)上加裝方向元件，規(guī)定：正方向從母線指向線路。方向不規(guī)定：正方向從母線指向線路。方向不同者用方向元件保證選擇性，方向相同同者用方向元件保證選擇性，方向相同者用時(shí)間元件保證選擇性。者用時(shí)間元件保證選擇性。l 時(shí)間元件按逆向階梯原則整定，即在時(shí)間元件按逆向階梯原則整定，即在某一動(dòng)作方向下，從遠(yuǎn)離電源處到靠近某一動(dòng)作方向下，從遠(yuǎn)離電源處到靠近電源處動(dòng)作時(shí)間逐級(jí)增加。電源處動(dòng)作時(shí)間逐級(jí)增加。二、功率方向繼電器的工作原理二、功率方向繼電器的工作原理 電流規(guī)定方向：從母線流向線路為正方向。電流規(guī)定方向：從母線流向線路為正方向。 電流本身無法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn)電流本身無法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn)母線電壓；

35、在電壓一定的情況下，母線電壓；在電壓一定的情況下，電流的方向就是功率的方向。電流的方向就是功率的方向。 d1d1處短路處短路 （對(duì)保護(hù)（對(duì)保護(hù)2 2為正方向）為正方向）,d2,d2處短路（對(duì)保護(hù)處短路（對(duì)保護(hù)2 2為反方向）為反方向）, , 因此：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)因此：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。生故障的方向。 1、最大靈敏角、最大靈敏角：在：在UJ、IJ幅值不變時(shí)，其輸出（轉(zhuǎn)矩或電壓）值幅值不變時(shí)，其輸出（轉(zhuǎn)矩或電壓）值隨兩者之間的相位差的大小而改變。當(dāng)輸出為最大時(shí)的相位差稱最隨兩者之間的相位差的大小而

36、改變。當(dāng)輸出為最大時(shí)的相位差稱最大靈敏角大靈敏角lm 。 2 2、 動(dòng)作范圍動(dòng)作范圍：-900900 3 3、動(dòng)作特性、動(dòng)作特性 4、 死區(qū)死區(qū)：當(dāng)正方向出口短路時(shí)，：當(dāng)正方向出口短路時(shí)，GJ不動(dòng)不動(dòng)電壓死區(qū)。電壓死區(qū)。消除辦法：采用消除辦法：采用90度接線方式，加記憶回路。度接線方式，加記憶回路。5、 潛動(dòng)：潛動(dòng)：從理論上講，當(dāng)只加電壓或電流時(shí)，從理論上講，當(dāng)只加電壓或電流時(shí)，J J不動(dòng)。不動(dòng)。但由于比較回路中各元件參數(shù)的不完全對(duì)稱，可能使得在僅有電壓或電流時(shí)，但由于比較回路中各元件參數(shù)的不完全對(duì)稱，可能使得在僅有電壓或電流時(shí)，J J動(dòng)作動(dòng)作, ,即潛動(dòng)。即潛動(dòng)。僅有電壓時(shí)動(dòng)，叫電壓潛動(dòng)，僅

37、有時(shí)電流動(dòng)，叫電流潛動(dòng)僅有電壓時(shí)動(dòng)，叫電壓潛動(dòng)，僅有時(shí)電流動(dòng)，叫電流潛動(dòng)潛動(dòng)對(duì)保護(hù)的影響：潛動(dòng)對(duì)保護(hù)的影響：對(duì)正方向接地短路時(shí)，有利于保護(hù)正確動(dòng)作；對(duì)正方向接地短路時(shí)，有利于保護(hù)正確動(dòng)作； 當(dāng)反方向接地短路時(shí)，可能導(dǎo)致當(dāng)反方向接地短路時(shí)，可能導(dǎo)致GJGJ誤動(dòng)，使得保護(hù)誤動(dòng)；誤動(dòng)，使得保護(hù)誤動(dòng)；另外，增大另外，增大GJGJ的動(dòng)作功率，可降低靈敏性；的動(dòng)作功率，可降低靈敏性； 消除方法：調(diào)消除方法：調(diào)R1R1（電流潛動(dòng)時(shí)），調(diào)（電流潛動(dòng)時(shí)），調(diào)R2R2（電壓潛動(dòng)時(shí)）。（整流型）（電壓潛動(dòng)時(shí)）。（整流型） 三、功率方向繼電器的接線方式三、功率方向繼電器的接線方式分為輸入（線圈）部分和輸出（接點(diǎn)）部分

38、的接線分為輸入（線圈）部分和輸出（接點(diǎn)）部分的接線（一）輸入部分的接線方式（一）輸入部分的接線方式1、含義及要求、含義及要求 功率方向繼電器輸入部分的接線方式是指它與電流互感器和電壓互感器之功率方向繼電器輸入部分的接線方式是指它與電流互感器和電壓互感器之間的連接方式，應(yīng)滿足如下要求：間的連接方式，應(yīng)滿足如下要求：（1）必須保證功率方向繼電器具有良好的方向性。即正向發(fā)生任何類型的故）必須保證功率方向繼電器具有良好的方向性。即正向發(fā)生任何類型的故障都能動(dòng)作，而反向故障時(shí)則不動(dòng)作。障都能動(dòng)作，而反向故障時(shí)則不動(dòng)作。（2）盡量使功率方向繼電器在正向故障時(shí)具有較高的靈敏度，接近最大靈敏）盡量使功率方向繼

39、電器在正向故障時(shí)具有較高的靈敏度，接近最大靈敏角。角。2、功率方向繼電器的、功率方向繼電器的900接線接線 廣泛采用的功率方向繼電器廣泛采用的功率方向繼電器900接線如下表所示，保護(hù)處于送電側(cè)，系統(tǒng)正常接線如下表所示，保護(hù)處于送電側(cè)，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行時(shí)，cos=1，3個(gè)功率方向繼電器測(cè)量的角度均為個(gè)功率方向繼電器測(cè)量的角度均為900，該接線方式因此而，該接線方式因此而得名。得名。AIBCUBICAUAIBCUAIBCUCI功率方向繼電器電流電壓KWAIAUBCKWBIBUCAKWCICUAB（二）輸出部分接線方式（二）輸出部分接線方式1、含義和要求、含義和要求 輸出部分接線方式是指起動(dòng)元件（電流繼電器）觸點(diǎn)與方向元輸出部分接線方式是指起動(dòng)元件（電流繼電器）觸點(diǎn)與方向元件（功率方向繼電器）觸點(diǎn)之間的接線。要求躲過非故障相電流件（功率方向繼電器）觸點(diǎn)之間的接線。要求躲過非故障相電流的影響的影響 。2、“按相起動(dòng)按相起動(dòng)” 接線接線 即將各個(gè)同名相的電流元件和方向元件的觸點(diǎn)串聯(lián)，然后與其即將各個(gè)同名相的電流元件和方向元件的觸點(diǎn)串聯(lián)，然后與其他相回路并聯(lián)起來，再串聯(lián)到時(shí)間繼電器的線圈上。如圖他相回路并聯(lián)起來，再串聯(lián)到時(shí)間繼電器的線圈上。如圖4-29 P76 四、方向電流保護(hù)的整定原則四、方向電流保護(hù)的整定原則