《繼電保護(hù)原理》課件3三段式電流保護(hù)

1、North China Electric Power University華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理3 電網(wǎng)的電流保護(hù)主要內(nèi)容故障分析電流保護(hù)特征量分析動(dòng)作條件整定校驗(yàn)動(dòng)作行為分析方向性電流保護(hù)零序電流及方向保護(hù)3.1輸電線路故障初步分析可能發(fā)生的故障包括：k(3) 、k(2) 、k (1)、k (1,1)和正常狀態(tài)相比，發(fā)生的變化包括：故障相電流增大產(chǎn)生零序電流電流保護(hù)方向性電流保護(hù)零序電流保護(hù)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)電流速斷保護(hù)是僅反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)。動(dòng)作條件為：1.動(dòng)作條件2.整定原則一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路

2、電流保護(hù)保證保護(hù)在被保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí)動(dòng)作，外部故障時(shí)不動(dòng)作。對(duì)于瞬時(shí)動(dòng)作保護(hù)的電流元件，首先應(yīng)保證其在外部故障時(shí)不啟動(dòng)。3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)1)三相短路3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)1)三相短路相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)兩相短路(BC相間)序網(wǎng)圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)兩相短路(BC相間)電流相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)兩相短路(BC相間)電壓相量圖：3.短路電流

3、分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)兩相短路(BC相間)電壓相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素a)故障類型三相短路時(shí)Kx1；兩相短路時(shí)Kx 。故障類型系數(shù)：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式線路結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的運(yùn)行方式：Zs指保護(hù)背后系統(tǒng)的等值阻抗。包括等值系統(tǒng)的運(yùn)行方式和線路結(jié)構(gòu)。線路NP單回或雙回等。3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式故障后流過保護(hù)的短路電流最大時(shí)對(duì)應(yīng)的

4、運(yùn)行方式稱為為該保護(hù)的最大運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式：故障后流過保護(hù)的短路電流最小時(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方式稱為為該保護(hù)的最小運(yùn)行方式。3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式系統(tǒng)M最大運(yùn)行方式。保護(hù)1：系統(tǒng)M最小運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式：最大運(yùn)行方式：3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式保護(hù)2：系統(tǒng)M最大運(yùn)行方式、系統(tǒng)M最小運(yùn)行方式、最小運(yùn)行方式：最大運(yùn)行方式：

5、線路NP單回運(yùn)行。線路NP雙回運(yùn)行。3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素b)運(yùn)行方式保護(hù)6：最小運(yùn)行方式：最大運(yùn)行方式：系統(tǒng)M最大運(yùn)行方式、系統(tǒng)M最小運(yùn)行方式、線路NP雙回運(yùn)行。線路NP單回運(yùn)行。3.短路電流分析一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)3)影響短路電流大小的因素c)故障位置最大方式、三相短路最小方式、兩相短路4.定值計(jì)算一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)5.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)5.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)應(yīng)大于

6、(1520) 5.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)1)受運(yùn)行方式變化影響5.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)受線路長(zhǎng)度影響5.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)2)受線路長(zhǎng)度影響一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2

7、)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后6.保護(hù)原理接線圖一、電流速斷保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)KAKMKS信號(hào)(1)正常運(yùn)行時(shí)(2)發(fā)生故障后需要手動(dòng)

8、復(fù)歸6.保護(hù)原理接線圖3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)2.基本要求在任何情況能夠保護(hù)線路的全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏度；在下一級(jí)線路發(fā)生故障時(shí)候，首先保證由下一級(jí)線路切除故障。1.為什么設(shè)置限時(shí)電流速斷保護(hù)？電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)3.動(dòng)作條件3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)4.定值計(jì)算3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)4.定值計(jì)算3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)4.定值計(jì)算和相鄰線路的電流速斷保護(hù)配合。取1.11.2。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)

9、二、限時(shí)電流速斷保護(hù)4.定值計(jì)算和相鄰線路的電流速斷保護(hù)配合。t0s故障發(fā)生保護(hù)2動(dòng)作時(shí)間保護(hù)2延遲動(dòng)時(shí)間QF2跳閘時(shí)間保護(hù)1提早動(dòng)作時(shí)間裕度時(shí)間保護(hù)1測(cè)量元件延遲返回時(shí)間機(jī)電式保護(hù)取為0.5s；微機(jī)保護(hù)取0.3s。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)應(yīng)大于1.31.5。線路末端、兩相短路、小方式( )、金屬性短路3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)不滿足要求時(shí)，應(yīng)降低定值。重新校驗(yàn)靈敏度。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)3.2

10、單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)6.保護(hù)原理接線KAKTKS信號(hào)本次課主要內(nèi)容電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作條件定值計(jì)算校驗(yàn)原理接線短路計(jì)算運(yùn)行方式故障類型故障位置作業(yè)畫出AB相間短路時(shí)故障點(diǎn)各相電壓、電流的相量圖。3.1-3.8中涉及電流保護(hù)、段部分3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)1.為什么設(shè)置過電流保護(hù)？反映線路故障的保護(hù)除了主保護(hù)之外還應(yīng)有后備保護(hù)。2.基本要求正常運(yùn)行時(shí)不起動(dòng)；外部故障切除之后能可靠返回。3.動(dòng)作條件4.定值計(jì)算(1)電流定值Kss取1.33，取1.151.25。Kre取0.850.95。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)

11、限過電流保護(hù)4.定值計(jì)算按階梯原則確定。 (2)時(shí)間定值3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)最小運(yùn)行方式、兩相短路(1)近后備校驗(yàn)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)最小運(yùn)行方式、兩相短路(2)遠(yuǎn)后備校驗(yàn)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)在各線路的過電流保護(hù)之間，要求靈敏系數(shù)互相配合。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)5.靈敏度校驗(yàn)6.保護(hù)原理接線圖KAKTKS信號(hào)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)三、定時(shí)限過電流保護(hù)3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)四、對(duì)電流保護(hù)的評(píng)價(jià)(1)段、段作為主保

12、護(hù)，段作為后備保護(hù)；(2)段可以瞬時(shí)動(dòng)作，但不能保護(hù)全長(zhǎng)，保護(hù)范圍不穩(wěn)定，受運(yùn)行方式影響大；(3)段可以保護(hù)線路全長(zhǎng)，但保護(hù)速動(dòng)性差一些；(4)段最靈敏，但故障越靠近電源，切除時(shí)間越長(zhǎng)；(5)簡(jiǎn)單、可靠，單側(cè)電源系統(tǒng)中選擇性較好，一般可以滿足速動(dòng)要求。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式1.基本概念指電流保護(hù)中電流繼電器和電流互感器之間的連接方式。2.常用接線方式三相星形接線方式兩相星形接線方式3.性能分析(1)各種相間短路相同之處：兩種接線方式均能正確反映；不同之處：動(dòng)作的繼電器個(gè)數(shù)不同。故障ABBCCAABC三相星形兩相星形222311223.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流

13、保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式(2)大接地電流系統(tǒng)中單相接地短路3.性能分析三相星形：可以反映各相接地短路；兩相星形：不能反映B相接地短路。故障ABC三相星形兩相星形1111013.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運(yùn)行100%有選擇地切除XL2。采用三相星形接線時(shí)：3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運(yùn)行故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足采用兩相星形接線時(shí)

14、：3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運(yùn)行故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足采用兩相星形接線時(shí)：有2/3的機(jī)會(huì)有選擇地切除XL2。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)采用三相星形接線時(shí)：希望切除XL1、XL2中一條即可。若t1=t2，將同時(shí)切除兩條線路。 3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)

15、采用兩相星形接線時(shí)：希望切除XL1、XL2中一條即可。故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點(diǎn)接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)采用兩相星形接線時(shí)：希望切除XL1、XL2中一條即可。故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足即使t1=t2 ，也可保證2/3的機(jī)會(huì)保留一條線路。 3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路當(dāng)Yd11接線的變壓器三角側(cè)兩相短路時(shí)，在星側(cè)滯后相電流大小為其它兩相電流的兩倍；3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電

16、流保護(hù)的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路當(dāng)Yd11接線的變壓器星側(cè)兩相短路時(shí)，在三角側(cè)超前相電流大小為其它兩相電流的兩倍。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路如何反映B相電流？3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路提高了靈敏度兩相三繼電器接線方式KA2IIIKA1KA3.3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式4.應(yīng)用情況三相星形接線使用設(shè)備多，相對(duì)不經(jīng)濟(jì)且接線復(fù)雜。廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、變壓器的后備保護(hù)中；兩相星形接線被廣泛應(yīng)用在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中，作為相間短路電流保護(hù)的接線方式。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)五、電流保護(hù)的接線方式交流回路3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)六、動(dòng)作行為分析1直流回路k1(1)k1處AB相間故障：起動(dòng)的繼電器: 跳閘之后，各繼電器返回 觸點(diǎn)沒有閉合。 1交流回路直流回路(2)k2處BC相間故障：起動(dòng)的繼電器: 跳閘之后，各繼