第21章單側(cè)電源相間短路電流保護(hù)-三段式

第21章單側(cè)電源相間短路電流保護(hù)-三段式第一頁，共67頁。2.過電流繼電器電流變換比較整定值調(diào)整小延時(shí)≥2~3ms輸出輸入IIrIop第二頁，共67頁。電磁型電流繼電器第三頁，共67頁。繼電器動(dòng)作：動(dòng)作電流：能使繼電器動(dòng)作的最小電流值，表示為第四頁，共67頁。繼電器返回：返回電流：能使繼電器返回的最大電流值，表示為第五頁，共67頁。繼電器狀態(tài)動(dòng)作初始（返回）繼電特性的兩個(gè)要點(diǎn)：永遠(yuǎn)處于動(dòng)作或返回狀態(tài)，無中間狀態(tài)。不等于，使接點(diǎn)無抖動(dòng)。返回系數(shù)恒小于13.繼電特性第六頁，共67頁。單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流量值特征2.1.2第七頁，共67頁。最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式對繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流最大，稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小，Zs＝Zs.min對繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流最小，稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式，對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小，Zs＝Zs.max

第八頁，共67頁。k1最大運(yùn)行方式下三相短路最小運(yùn)行方式下兩相短路第九頁，共67頁。對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。它是三段式電流保護(hù)的第Ⅰ段。2.1.3電流速斷保護(hù)第十頁，共67頁。k1K2式中：1.起動(dòng)電流的整定1第十一頁，共67頁。k1K22.最小保護(hù)范圍校驗(yàn)要求≥（15~20）%第十二頁，共67頁。KAKMKS信號(hào)電流速斷保護(hù)單相原理接線圖3.電流速斷保護(hù)的構(gòu)成第十三頁，共67頁。4.評價(jià)特例:√在短線路且運(yùn)行方式變化很大的系統(tǒng)中，最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍很小甚至等于零?！坍?dāng)速斷保護(hù)應(yīng)用于線路-變壓器組時(shí)，其動(dòng)作電流可按躲過變壓器低壓母線短路整定，因而，其保護(hù)范圍可保護(hù)線路全長。

優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作速度快，接線簡單；缺點(diǎn)：不能保護(hù)線路全長，保護(hù)范圍受運(yùn)行方式的影響。第十四頁，共67頁。2.1.4限時(shí)電流速斷保護(hù)用來切除本線路上速斷保護(hù)范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷保護(hù)的后備。它是三段式電流保護(hù)的第II段。第十五頁，共67頁。式中：1.起動(dòng)電流的整定第十六頁，共67頁。2.動(dòng)作時(shí)限的選擇通常取為0.5s應(yīng)比下一條線路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)時(shí)間階梯Δt第十七頁，共67頁。按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。要求Ksen≥1.3~1.53.靈敏性的校驗(yàn)對反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過量保護(hù)（如電流保護(hù)）

第十八頁，共67頁。當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)第十九頁，共67頁。限時(shí)電流速斷保護(hù)單相原理接線圖4.限時(shí)電流速斷保護(hù)的構(gòu)成KAKTKS信號(hào)第二十頁，共67頁。限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長；依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性；與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的近后備保護(hù)。5.評價(jià)優(yōu)點(diǎn)：可保護(hù)本線路全長；可作為I段的近后備保護(hù)；缺點(diǎn)：速動(dòng)性差（有延時(shí)）；第二十一頁，共67頁。2.1.5過電流保護(hù)過電流保護(hù)是指其起動(dòng)電流按躲最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)。它是三段式電流保護(hù)的第

Ⅲ段。該保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，且能保護(hù)相鄰線路的全長?？勺鳛楸揪€路主保護(hù)的近后備保護(hù)以及相鄰下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

第二十二頁，共67頁。1.起動(dòng)電流的整定（1）大于流過該線路的最大負(fù)荷電流

（2）外部故障切除后電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，應(yīng)可靠返回k1第二十三頁，共67頁。2.動(dòng)作時(shí)限的選擇按階梯原則選擇第二十四頁，共67頁。3.靈敏性的校驗(yàn)（1）作為近后備時(shí)采用最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流來校驗(yàn)，要求1第二十五頁，共67頁。3.靈敏性的校驗(yàn)（2）作為遠(yuǎn)后備時(shí)采用最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路時(shí)的電流來校驗(yàn)，要求1第二十六頁，共67頁。123456k1在各個(gè)過電流保護(hù)之間，要求靈敏系數(shù)互相配合第二十七頁，共67頁。過電流保護(hù)單相原理接線圖4.過電流保護(hù)的構(gòu)成KAKTKS信號(hào)第二十八頁，共67頁。第III段的動(dòng)作電流比第Ⅰ、Ⅱ段的動(dòng)作電流小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選擇性；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末級(jí)線路保護(hù)亦可簡化（Ⅰ＋I(xiàn)II或III），越接近電源，動(dòng)作時(shí)限越長，應(yīng)裝設(shè)三段式保護(hù)。5.評價(jià)第二十九頁，共67頁。習(xí)題1圖示網(wǎng)絡(luò)中具體參數(shù)如圖所示。計(jì)算：當(dāng)AB線路長度分別為80km、40km和20km時(shí)保護(hù)1電流速斷保護(hù)的定值，并校驗(yàn)靈敏度。第三十頁，共67頁。解：線路長80km時(shí)：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：第三十一頁，共67頁。解：線路長80km時(shí)：3、靈敏度校驗(yàn)：滿足要求第三十二頁，共67頁。解：線路長40km時(shí)：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：第三十三頁，共67頁。解：線路長40km時(shí)：3、靈敏度校驗(yàn)：不滿足要求第三十四頁，共67頁。解：線路長20km時(shí)：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：第三十五頁，共67頁。解：線路長20km時(shí)：3、靈敏度校驗(yàn)：短線路沒有保護(hù)范圍第三十六頁，共67頁。電流速斷保護(hù)特例1:

在短線路且運(yùn)行方式變化很大的系統(tǒng)中，最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍很小甚至等于零。結(jié)論第三十七頁，共67頁。習(xí)題2圖示為線路－變壓器組網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖所示。在線路BC上裝有兩相三繼電器式電流速斷保護(hù)，計(jì)算：保護(hù)能否保護(hù)線路BC的全長？第三十八頁，共67頁。解：I段（線路-變壓器組）：1、定值計(jì)算：第三十九頁，共67頁。2、靈敏度校驗(yàn)：對于線路-變壓器組，電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路全長第四十頁，共67頁。電流速斷保護(hù)特例2:

當(dāng)速斷保護(hù)應(yīng)用于線路-變壓器組時(shí)，其動(dòng)作電流可按躲過變壓器低壓母線短路整定，因而，其保護(hù)范圍可保護(hù)線路全長。結(jié)論第四十一頁，共67頁。習(xí)題3圖示網(wǎng)絡(luò)中，線路AB裝有III式電流保護(hù)，線路BC裝有II式電流保護(hù)，均采用兩相星形接線方式。計(jì)算：線路AB和線路BC各段保護(hù)動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn)各段靈敏度。第四十二頁，共67頁。解：I段（線路AB）：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：3、靈敏度校驗(yàn)：第四十三頁，共67頁。解：II段（線路AB）：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：3、靈敏度校驗(yàn)：第四十四頁，共67頁。解：III段（線路AB）：1、定值計(jì)算：2、時(shí)間：3、靈敏度校驗(yàn)：近后備：遠(yuǎn)后備：第四十五頁，共67頁。2.1.6電流保護(hù)的接線方式第四十六頁，共67頁。三相星形接線方式兩相星形接線方式（一）兩種常用的接線方式（完全星形接線方式）（不完全星形接線方式）第四十七頁，共67頁。當(dāng)保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流為時(shí)，則反應(yīng)到繼電器上的動(dòng)作電流應(yīng)為接線系數(shù)電流互感器變比繼電器的動(dòng)作電流式中第四十八頁，共67頁。（二）兩種接線方式在各種故障時(shí)的性能分析1.各種相間短路兩種接線方式均能正確反應(yīng)相同之處：動(dòng)作的繼電器個(gè)數(shù)不同不同之處：三相星形接線方式：各種兩相短路時(shí)有兩個(gè)繼電器動(dòng)作。兩相星形接線方式：AB、BC兩相短路時(shí)僅有一個(gè)繼電器動(dòng)作第四十九頁，共67頁。三相星形接線可反應(yīng)各種單相接地故障2.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的單相接地短路兩相星形接線不能反應(yīng)B相接地故障第五十頁，共67頁。

100%有選擇地切除XL23.中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的異地兩點(diǎn)接地短路（1）在相互串聯(lián)的兩條線路上采用三相星形接線時(shí)：第五十一頁，共67頁。3.中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的異地兩點(diǎn)接地短路（1）在相互串聯(lián)的兩條線路上有2/3的機(jī)會(huì)有選擇地切除XL2采用兩相星形接線時(shí)：第五十二頁，共67頁。有2/3的機(jī)會(huì)有選擇地切除XL2采用兩相星形接線時(shí)：故障相別組合及保護(hù)動(dòng)作情況表線路1AABBCC線路2BCACAB保護(hù)動(dòng)作XL1XL2XL2XL2XL2XL1第五十三頁，共67頁。（2）在同一母線的兩條線路上采用三相星形接線時(shí)：若，將同時(shí)切除兩條線路第五十四頁，共67頁。（2）在同一母線的兩條線路上有2/3的機(jī)會(huì)僅切除一條線路采用兩相星形接線時(shí)：第五十五頁，共67頁。有2/3的機(jī)會(huì)僅切除一條線路采用兩相星形接線時(shí)：故障相別組合及保護(hù)動(dòng)作情況表線路1AABBCC線路2BCACAB保護(hù)動(dòng)作XL1XL1、2XL2XL2XL1、2XL1第五十六頁，共67頁。4.在Y,d11接線的變壓器后兩相短路時(shí)k第五十七頁，共67頁。4.在Y,d11接線的變壓器后兩相短路時(shí)當(dāng)Y,d11接線的降壓變壓器低壓（Δ）側(cè)AB兩相短路時(shí)，在高壓（Y）側(cè)各相的電流為當(dāng)Y,d11接線的升壓變壓器高壓（Y）側(cè)BC兩相短路時(shí)，在低壓（Δ）側(cè)各相的電流為這對采用兩相星形接線的后備保護(hù)不利!第五十八頁，共67頁。提高靈敏系數(shù)第五十九頁，共67頁。5.兩種接線方式的應(yīng)用三相星形接線廣泛應(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)的接線方式第六十頁，共67頁。2.1.7階段式電流保護(hù)的配合及應(yīng)用第六十一頁，共67頁。IIIIIIIIII或IIII或IIIIIIIIIIII第六十二頁，共67頁。2.