線路相間短路電流保護

1、2012年繼電保護輸電線路相間短路的電流保護輸電線路相間短路的電流保護主要內容主要內容一、無時限電流速斷保護一、無時限電流速斷保護二、二、限時電流速斷保護限時電流速斷保護三、定時限過電流保護三、定時限過電流保護四、電流保護的接線方式四、電流保護的接線方式五五、 階段式電流保護階段式電流保護流過保護流過保護1 1的短路電流大于整定的動作電流的短路電流大于整定的動作電流 時時: :保護動作保護動作. .operKIIM MIN第一節(jié)第一節(jié) 無時限電流速斷保護無時限電流速斷保護上頁下頁返回1.1.工作原理工作原理 線路上發(fā)生三相短路時線路上發(fā)生三相短路時, ,流過保護流過保護1 1的的短路電流短路電

2、流: :KMMMKZZEZEI)3(ME 系統(tǒng)等效電系統(tǒng)等效電源的相電動勢源的相電動勢 MZ 系統(tǒng)等效電系統(tǒng)等效電源源到保護安裝處到保護安裝處之間的正序阻抗之間的正序阻抗 保護安裝處保護安裝處至短路點之間的至短路點之間的正序阻抗正序阻抗 KZKKIoperImax.KNImax.KI0KILmax.KNIminLmaxLKI最大運最大運行式下行式下最小運最小運行方下行方下為了保證選擇性，電流速斷保護的動作為了保證選擇性，電流速斷保護的動作電流應躲過下一線路首端（或本線路末電流應躲過下一線路首端（或本線路末端）短路故障時流過本保護的短路電流端）短路故障時流過本保護的短路電流 可靠系數有KrelK

3、relIIIINKoperNKoper)3(max.3max. 最大運行方式下，被保護線路末端最大運行方式下，被保護線路末端N N發(fā)生金發(fā)生金屬性三相短路時，流過保護裝置的最大短路電流。屬性三相短路時，流過保護裝置的最大短路電流。 )3(max.NKI 無無時限保護不能時限保護不能保護線路全長保護線路全長, ,保護保護范圍隨運行方式而范圍隨運行方式而變化變化第一節(jié)第一節(jié) 無時限電流速斷保護無時限電流速斷保護2.2.接線原理接線原理KA信號 IKMKSTQ1QFTAQF上頁下頁返回電流互電流互感器感器電流繼電流繼電器電器中間繼中間繼電器電器信號繼信號繼電器電器It1IIt1t上頁下頁返回第二節(jié)第

4、二節(jié) 限時電流速斷保護限時電流速斷保護1.1.工作原理工作原理P1mNn2IMIIoperI1.0KIlIIoperI1.IoperI2.mn0tl由于無時限電流速由于無時限電流速斷保護一般不能保斷保護一般不能保護線路全長，為切護線路全長，為切除本線路無時限電除本線路無時限電流速斷保護范圍以流速斷保護范圍以外的短路故障，為外的短路故障，為此增設第二套電流此增設第二套電流速斷保護，即速斷保護，即限時限時電流速斷保護電流速斷保護 限時電流速斷保護。限時電流速斷保護。它的動作范圍應包它的動作范圍應包括被保護線路全長。括被保護線路全長。為了獲得動作選擇為了獲得動作選擇性，第二套電流速性，第二套電流速斷

5、保護必須帶時限，斷保護必須帶時限，以便和相鄰線路以便和相鄰線路段電流速斷保護相段電流速斷保護相配合，配合， 所帶的時限只比瞬所帶的時限只比瞬時電流速斷保護大時電流速斷保護大一個或兩個時限級一個或兩個時限級差差t t，所以稱它，所以稱它為為限時電流速斷保限時電流速斷保護護。此情況下，它。此情況下，它的保護范圍不超越的保護范圍不超越相鄰線路相鄰線路段或段或段電流保護的保護段電流保護的保護范圍范圍 保護保護2無時限無時限電流速斷范圍電流速斷范圍保護保護1限時電流速斷范圍限時電流速斷范圍保護保護1無時限無時限電流速斷范圍電流速斷范圍2.2.動作電流整定動作電流整定保護保護1 1的限時電流的限時電流速斷

6、動作電流速斷動作電流應為應為: : 考慮到電流計算和考慮到電流計算和整定誤差等不利因整定誤差等不利因素，故引入可靠系素，故引入可靠系數后寫為數后寫為: IIoperI1.IoperIIoperII2.1.IoperrelIIoperIKI2.1.3.3.動作時限選擇動作時限選擇保護保護1 1的限時電流的限時電流速斷保護區(qū)延伸到速斷保護區(qū)延伸到m m點點, ,為使在為使在N Nm m之間之間發(fā)生故障時不誤動發(fā)生故障時不誤動作作, ,動作時間應為動作時間應為: : 為級差tttttIIII0221It2IIt2t第二節(jié)第二節(jié) 限時電流速斷保護限時電流速斷保護4.4.靈敏度校驗靈敏度校驗5 . 13

7、 . 1minIIoperKsenIIK 為了保護線路全長，限時電流速斷保護必須在最小運行為了保護線路全長，限時電流速斷保護必須在最小運行方式下，被保護線路末端發(fā)生兩相短路時，具有足夠的靈方式下，被保護線路末端發(fā)生兩相短路時，具有足夠的靈敏度。通常用靈敏系數敏度。通常用靈敏系數 來表示。來表示。senKminKI在最小運行方式下被保護線路末端發(fā)生在最小運行方式下被保護線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障時流經保護的電流兩相金屬性短路故障時流經保護的電流。上頁下頁返回5.5.原理接線原理接線KAIKTKSTQ1QFTAQFt信號上頁下頁返回 限時電流速斷保護限時電流速斷保護與無時限電流速斷與無時限電流

8、速斷保護接線的主要區(qū)別保護接線的主要區(qū)別是將中間繼電器換成是將中間繼電器換成了時間繼電器。當電了時間繼電器。當電流繼電器動作后，須流繼電器動作后，須經過時間繼電器的延經過時間繼電器的延時后，才能動作于跳時后，才能動作于跳閘。閘。第二節(jié)第二節(jié) 限時電流速斷保護限時電流速斷保護 限時電流速斷保護雖能保護線路的限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，但不能作為下一線路保護的后備。全長，但不能作為下一線路保護的后備。而定時限過電流保護不僅能保護本線路而定時限過電流保護不僅能保護本線路全長，還能保護相鄰線路的全長，可以全長，還能保護相鄰線路的全長，可以起到后備保護的作用。這是因為過電流起到后備保護的作用。這

9、是因為過電流保護不是按躲過某一短路電流，而是按保護不是按躲過某一短路電流，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍大。大。 第三節(jié)第三節(jié) 定限時過電流保護定限時過電流保護上頁下頁返回上頁下頁返回第三節(jié)第三節(jié) 定限時過電流保護定限時過電流保護定時限過電流保護也是靠適當選取定時限過電流保護也是靠適當選取動作電流和動作時限來獲得選擇性的。動作電流和動作時限來獲得選擇性的。 一、定時限過電流保護動作電流的整定原則一、定時限過電流保護動作電流的整定原則 1 1）動作電流應整定得大于該線路上可能出現）動作

10、電流應整定得大于該線路上可能出現的最大負荷電流的最大負荷電流2 2）在外部短路故障切除后，電流繼電器能可靠返回。）在外部短路故障切除后，電流繼電器能可靠返回。 max lImaxloperII自起動系數SSlresssreloperKIKKKImax上頁下頁返回第三節(jié)第三節(jié) 定限時過電流保護定限時過電流保護二、定時限過電流保護動作時限的整定原則二、定時限過電流保護動作時限的整定原則 1 1）過電流保護的動作時限應按階梯原則選擇過電流保護的動作時限應按階梯原則選擇 tttnnmax)1(1KMINIIIQF2QF1QF4QF5IQF30lt1t2t3t4t5tt上頁下頁返回第三節(jié)第三節(jié) 定限時過

11、電流保護定限時過電流保護三、定時限過電流保護限的靈敏度校驗三、定時限過電流保護限的靈敏度校驗 靈敏度校驗應按如下兩種情況分別考慮：靈敏度校驗應按如下兩種情況分別考慮：(1) (1) 當過電流保護作為本線路的近后備保護時，其校驗點當過電流保護作為本線路的近后備保護時，其校驗點應選在本線路末端應選在本線路末端（2 2）當過電流保護作為相鄰元件的遠后備保護時，）當過電流保護作為相鄰元件的遠后備保護時，其校驗點應選在相鄰線路（元件）末端，其校驗點應選在相鄰線路（元件）末端， 當過電流保護的靈敏度不能滿足要求時，應采取性能當過電流保護的靈敏度不能滿足要求時，應采取性能更好的保護方式。更好的保護方式。5

12、. 13 . 1senK2 . 1senK上頁下頁返回第四節(jié)第四節(jié) 電流保護的接線方式電流保護的接線方式一、三種基本的接線方式一、三種基本的接線方式 電流保護的接線方式，電流保護的接線方式，指的是電流繼電器與指的是電流繼電器與電流互感器二次繞組電流互感器二次繞組之間的連接方式之間的連接方式,有有三三種基本的接線方式。種基本的接線方式。 三相三繼電器完全星三相三繼電器完全星接線方式接線方式 兩相兩繼電器不完全星兩相兩繼電器不完全星接線方式接線方式 兩相電流差兩相電流差接線方式接線方式 三相三繼電器完全星三相三繼電器完全星接線方式接線方式 IIIAIBICIaIbIcI可以反可以反應各種應各種類型

13、的類型的相間故相間故障和接障和接地故障地故障上頁下頁返回上頁下頁返回兩相兩繼電器不完全星兩相兩繼電器不完全星接線方式接線方式 可以反可以反應各種應各種類型的類型的相間故相間故障和有障和有電流互電流互感器相感器相的接地的接地故障。故障。IIAIBICIaIcI上頁下頁返回兩相電流差兩相電流差接線方式接線方式 通過繼電器的通過繼電器的電流為兩相電電流為兩相電流之差流之差. .不同不同故障類型和故障類型和短路相別下短路相別下,通過繼電器通過繼電器的電流和電的電流和電流互感器二流互感器二次電流之比次電流之比是不同的是不同的 .IAIBICIaIcIgI 定義接線系數，為流入繼電器定義接線系數，為流入繼

14、電器的電流與電流互感器二次電流之比，的電流與電流互感器二次電流之比，以以 表示。表示。 conK上頁下頁返回第四節(jié)第四節(jié) 電流保護的接線方式電流保護的接線方式二、各種接線方式的性能分析二、各種接線方式的性能分析 ( (一一) )對相間短路故障的反應能力對相間短路故障的反應能力 完全星形和不完全星形接線都能正確反應被保完全星形和不完全星形接線都能正確反應被保護線路不同相別的相間短路故障，只是動作的繼電護線路不同相別的相間短路故障，只是動作的繼電器數目不同而已。兩相不完全星形接線方式在器數目不同而已。兩相不完全星形接線方式在ABAB和和BCBC相間短路故障時只有一個繼電器動作。三相完全相間短路故障

15、時只有一個繼電器動作。三相完全星形接線方式在各種相間短路故障時，至少有兩個星形接線方式在各種相間短路故障時，至少有兩個繼電器動作，動作可靠性較高。繼電器動作，動作可靠性較高。第四節(jié)第四節(jié) 電流保護的接線方式電流保護的接線方式二、各種接線方式的性能分析二、各種接線方式的性能分析 ( (二二) )對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力 在小接地電流電網中，發(fā)生單相接地故障時，流在小接地電流電網中，發(fā)生單相接地故障時，流過接地點的僅為零序電容電流，相間電壓仍然對稱，過接地點的僅為零序電容電流，相間電壓仍然對稱，對負荷沒有影響。為提高供電可靠性，允許小接地

16、電對負荷沒有影響。為提高供電可靠性，允許小接地電流電網帶一點接地繼續(xù)運行一短時間。故在這種電網流電網帶一點接地繼續(xù)運行一短時間。故在這種電網中，在不同地點發(fā)生兩點接地短路時，要求保護動作中，在不同地點發(fā)生兩點接地短路時，要求保護動作只切除一個接地故障點，以提高供電可靠性。只切除一個接地故障點，以提高供電可靠性。 上頁下頁返回1K2K3K1III23IIIIIIABC對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力1.串聯線路串聯線路上頁下頁返回完全星型完全星型不完全星型不完全星型由于兩個保護在定由于兩個保護在定值和時限上都按選值和時限上都按選擇性要求而配合整

17、擇性要求而配合整定的，因此，能夠定的，因此，能夠保證保證100100地只切地只切除線路除線路。 由于由于B B相不裝電流互感器和相相不裝電流互感器和相應的電流繼電器，當線路應的電流繼電器，當線路上發(fā)生上發(fā)生B B相接地，而線路相接地，而線路I I上上發(fā)生發(fā)生A A相或相或C C相接地時，保護相接地時，保護2 2不能動作，只能由保護不能動作，只能由保護1 1動作動作切除線路切除線路I I，擴大了停電范圍。，擴大了停電范圍。這種接線方式在不同相別的這種接線方式在不同相別的兩點接地組合中，只能保證兩點接地組合中，只能保證2/32/3的機會有選擇性地切除一的機會有選擇性地切除一條線路。條線路。 1II

18、I2K3K23IIIIIIABC上頁下頁返回1.并聯線路并聯線路對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力對小接地電流電網中的兩點異地接地的反應能力完全星型完全星型兩套保護將同時動作，兩套保護將同時動作，而切除兩條線路而切除兩條線路。 不完全星型不完全星型線路線路IIII故障相別故障相別AABBCC線路線路IIIIII故障相別故障相別BCACAB保護保護2動作情況動作情況+-+保護保護3動作情況動作情況-+-1切除線路數切除線路數121121保護動作情況保護動作情況“+”動作動作 “-”不動作不動作能保證有能保證有2/32/3的機會只切除一條線路。的機會只切除一條線路。 (三三)對對YN，d1

19、1接線變壓器后兩相短路的反應能力接線變壓器后兩相短路的反應能力 IIAIBICI)2(31kIaIbIacI)2(32kI)2(31kI上頁下頁返回031)2(21cabaKaaIIIIIII)2()2(132231KABKaCAIIIIIII1aIaI1bI2bIbI2aI2cI1cI)(CAIIBI21ACII12ACII21BBII 當過電流保護接于變壓器的一側，作為當過電流保護接于變壓器的一側，作為變壓器及另一側線路故障的后備保護時，保變壓器及另一側線路故障的后備保護時，保護的接線將直接影響保護對某些故障的護的接線將直接影響保護對某些故障的反應能力或靈敏性反應能力或靈敏性。 d側各相電

20、流之間的關系側各相電流之間的關系Y側各相電流之間的關系側各相電流之間的關系 d d側側a a、b b兩相發(fā)生短路時，兩相發(fā)生短路時，YNYN側側A A相和相和C C相中的電流只為相中的電流只為B B相電流的一半相電流的一半。 上頁下頁返回對對YN，d11接線變壓器后兩相短路的反應能力結論接線變壓器后兩相短路的反應能力結論 當采用變壓器高壓側當采用變壓器高壓側(YN(YN側側) )的過電流保護，作為的過電流保護，作為變壓器保護的后備保護時，若保護采用三相完全星形變壓器保護的后備保護時，若保護采用三相完全星形接線，則接于接線，則接于B B相的電流繼電器靈敏度最高，是其他相的電流繼電器靈敏度最高，是

21、其他兩相電流繼電器的兩倍。兩相電流繼電器的兩倍。 當采用兩相不完全星形接線時，因當采用兩相不完全星形接線時，因B B相上沒有電流相上沒有電流繼電器，所以不能反應繼電器，所以不能反應B B相的最大電流，故靈敏度只有相的最大電流，故靈敏度只有三相完全星形接線時的一半。三相完全星形接線時的一半。 為克服這一缺點，可在不完全星形接線的中性線為克服這一缺點，可在不完全星形接線的中性線上接入一個電流繼電器，流過這個繼電器的電流大小上接入一個電流繼電器，流過這個繼電器的電流大小與與B B相電流相等。稱為相電流相等。稱為二相三繼電器接線二相三繼電器接線。 上頁下頁返回第五節(jié)第五節(jié) 階段式電流保護階段式電流保護 將無時限電流速斷、限時電流速斷及定時限過電將無時限電流速斷、限時電流速斷及定時限過電流保護組合在一起，構成一整套保護，使之相互補充流保護組合在一起，構成一整套保護，使之相互補充和配合，稱為和配合，稱為三段式電流保護。三段式電流保護。 通常將無時限電流速斷保護稱為通常將無時限電流速斷保護稱為I I段段； 限時電流速斷保護稱為限時電流速斷保護稱為段段； 定時限過電流保護稱為定時限過電流保護稱為段段。 I I段和段和段保護共同組成線路的主保護，段保護共同組成線路的主保護，段保段保護作為本線路護作為本線路I I、段保護的近