相間三段電流保護(hù)

第三章

輸電線路相間短路的電流保護(hù)幾個(gè)位置的稱謂:討論保護(hù)1——>就以保護(hù)1為基準(zhǔn)

本線路

下一條線路(相鄰線路)

背后線路作用：作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)原理：反映被保護(hù)元件電流升高而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)第一節(jié)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)10無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)工作情況原理接線信號(hào)

上頁(yè)下頁(yè)返回２10整定計(jì)算保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的計(jì)算保護(hù)靈敏度校驗(yàn)10２保證相鄰線路短路時(shí)，本保護(hù)不動(dòng)公式：（可靠系數(shù):1.2～1.3）動(dòng)作電流整定原則

問題？為什么要采用保護(hù)范圍末端的三相最大短路電流？用最小短路電流可以不？什么情況下短路電流最大？為什么要引入可靠系數(shù)？應(yīng)該大于1還是小于110２可靠系數(shù)考慮以下因原：實(shí)際電流大于計(jì)算電流非周期分量的影響裝置實(shí)際啟動(dòng)電流可能小于整定電流考慮必要的裕度從而保證不誤動(dòng)。接線圖（單相展開圖）信號(hào)

增加中間繼電器的原因增大觸點(diǎn)容量（中間繼電器的觸點(diǎn)容量大）躲過管型避雷器放電時(shí)間（相當(dāng)于瞬時(shí)接地短路）

0.04～0.06s避雷器放電時(shí)間

0.06～0.08s中間繼電器動(dòng)作時(shí)間靈敏度校驗(yàn)要求：

按最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路情況校驗(yàn)由公式：推出靈敏度問題提出：電流速斷保護(hù)無(wú)法保護(hù)線路的全長(zhǎng)，為了在線路任意點(diǎn)故障都能迅速切除故障。作用：與無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)原理：反映被保護(hù)元件電流升高而帶有較小時(shí)間動(dòng)作的保護(hù)，靠整定電流和動(dòng)作時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性二、限時(shí)電流速斷保護(hù)接線圖（單相原理圖）接線圖（單相展開圖）動(dòng)作電流與動(dòng)作時(shí)間整定原則為保證能保護(hù)整個(gè)線路，必須延伸到下一線路。為了使t最小，以保護(hù)范圍不超過下一線路Ⅰ段保護(hù)的范圍，即與下一線路的速斷保護(hù)相配合。（動(dòng)作整定值和動(dòng)作時(shí)間）與相鄰線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)（或主保護(hù)）配合公式：0靈敏度校驗(yàn)基本出發(fā)點(diǎn)：選擇在要求的保護(hù)區(qū)內(nèi)短路最不利于保護(hù)動(dòng)作的情況，來(lái)校驗(yàn)保護(hù)是否能夠動(dòng)作。運(yùn)行方式：最小短路類型：兩相短路點(diǎn)：本線路末端要求：當(dāng)小于1.3時(shí)需重新與下一級(jí)線路的Ⅱ段相配合。三、定時(shí)限過電流保護(hù)作用：作為被保護(hù)線路相間短路的后備保護(hù)原理：反映被保護(hù)元件電流升高而帶有較長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作的保護(hù)。

(1)起動(dòng)電流按躲過最大負(fù)荷電流來(lái)整定。(2)靠時(shí)間來(lái)保證保護(hù)的選擇性要求：應(yīng)能保護(hù)被保護(hù)線路的全長(zhǎng)，也能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)及相鄰元件的全部。即應(yīng)能起到近后備與遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。接線圖：與限時(shí)電流速斷保護(hù)同一般短路電流大于保護(hù)裝置1、2、3的動(dòng)作電流，保護(hù)1、2、3將起動(dòng)。按選擇性要求，斷開QF3后，保護(hù)1、2應(yīng)立即返回。

為滿足選擇性的要求，必須依靠各保護(hù)裝置具有不同的動(dòng)作時(shí)限來(lái)保證。即保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)滿足：

保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間是從用戶到電源逐級(jí)增加，越靠近電源，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。動(dòng)作電流的整定原則保證本線路正常運(yùn)行時(shí)，本保護(hù)不動(dòng)即：當(dāng)相鄰元件故障切除后，本保護(hù)要可靠返回。即：動(dòng)作電流與動(dòng)作時(shí)間的整定公式下一相鄰母線上所接保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)間

時(shí)限整定：既要與相鄰線路配合，也要與相鄰元件配合。例：設(shè)保護(hù)3、4、5、6、7的第Ⅲ段的時(shí)限分別為：0.5s、0.5s、2s、1s、0.5s求：保護(hù)1、2第Ⅲ段的時(shí)限解：t2=1.5st1=2.5s靈敏度校驗(yàn)運(yùn)行方式：最小短路類型：兩相短路點(diǎn)選擇：近后備：本線路末端（要求大于1.5)遠(yuǎn)后備：下一相鄰線路末端(要求大于1.2)小結(jié)1.無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù):動(dòng)作電流：選擇保護(hù)的動(dòng)作電流大于保護(hù)區(qū)末端的最大短路電流保護(hù)范圍：⑴保護(hù)裝置不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)；⑵保護(hù)范圍在受系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路類型的影響，動(dòng)作時(shí)限

t=0s:不反應(yīng)下一線路的故障,所以動(dòng)作時(shí)限不受下一線路的保護(hù)時(shí)限的牽制可瞬時(shí)動(dòng)作.靈敏性：以保護(hù)范圍衡量，要求：

Lmax≥50%LLmin≥15%L2.限時(shí)電流速斷保護(hù)(II段)動(dòng)作電流：保護(hù)的保護(hù)范圍可超過本線路全長(zhǎng)，為保證動(dòng)作的選擇性須帶有一時(shí)限，且此時(shí)限的長(zhǎng)短與保護(hù)范圍的延伸程度有關(guān)IⅡop.1=KrelIⅠop.2

動(dòng)作時(shí)限：t1Ⅱ=t2Ⅰ+△t△t=0.5s：與下一線路I段保護(hù)時(shí)間配合。靈敏度高，可保護(hù)線路全長(zhǎng)缺點(diǎn)：速動(dòng)性差3.定時(shí)限過電流保護(hù)（Ⅲ段）正常運(yùn)行時(shí)流過負(fù)荷電流時(shí)保護(hù)不動(dòng)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)保護(hù)起動(dòng)，經(jīng)過保證選擇性的延時(shí)動(dòng)作將故障切除。動(dòng)作電流：①正常運(yùn)行狀態(tài)下通過最大負(fù)荷電流不誤動(dòng)

②短路故障時(shí)外部故障切除后電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電流增大時(shí)不誤動(dòng)。動(dòng)作時(shí)限：⑴tn=tn-1+△t⑵過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限必須與該線路末端變電所母線所有出線保護(hù)中的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限最長(zhǎng)者配合。(3)電網(wǎng)終端的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限可以是瞬時(shí)或帶一很短的時(shí)限最小短路電流確定1）系統(tǒng)運(yùn)行方式；2）短路點(diǎn)位置；3）短路類型；4）電網(wǎng)聯(lián)接方式。短路電流最小的運(yùn)行方式。保護(hù)區(qū)末端。兩相短路?？紤]開環(huán)運(yùn)行，還是閉環(huán)運(yùn)行方式。定義：電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組之間的連接方式。

完全星型接線不完全星型接線兩相差電流接線四電流保護(hù)的接線方式

（a）完全星型（b）不完全星型（c）兩相電流差接線接線系數(shù)定義流入繼電器的電流與電流互感器二次電流之比

三相三繼電器完全星接線方式

可以反應(yīng)各種類型的相間故障和接地故障上頁(yè)下頁(yè)返回上頁(yè)下頁(yè)返回兩相兩繼電器不完全星接線方式

可以反應(yīng)各種類型的相間故障和有電流互感器相的接地故障。上頁(yè)下頁(yè)返回兩相電流差接線方式

通過繼電器的電流為兩相電流之差.不同故障類型和短路相別下,通過繼電器的電流和電流互感器二次電流之比是不同的

.

三相短路時(shí)＝

AB或BC兩相短路時(shí)＝1CA兩相短路時(shí)＝2例：已知：繼電器動(dòng)作電流為7A，AB兩相短路電流為800A，電流互感器變比為200/5，分析說(shuō)明，該保護(hù)能否正確動(dòng)作？假設(shè)正常運(yùn)行時(shí)線路負(fù)荷電流為100A，該保護(hù)能否誤動(dòng)作？動(dòng)作2.不動(dòng)作答：

1.已知：繼電器動(dòng)作電流為7A，AC兩相短路電流為800A，電流互感器變比為200/5，分析說(shuō)明，該保護(hù)能否正確動(dòng)作？假設(shè)正常運(yùn)行時(shí)線路負(fù)荷電流為100A，該保護(hù)能否誤動(dòng)作？若C相電流互感器極性接反，保護(hù)動(dòng)作情況如何？動(dòng)作2不動(dòng)作答1不動(dòng)作拒動(dòng)上頁(yè)下頁(yè)返回各種接線方式的性能分析

(一)對(duì)相間短路故障的反應(yīng)能力

完全星形和不完全星形接線都能正確反應(yīng)被保護(hù)線路不同相別的相間短路故障，只是動(dòng)作的繼電器數(shù)目不同而已。兩相不完全星形接線方式在AB和BC相間短路故障時(shí)只有一個(gè)繼電器動(dòng)作。三相完全星形接線方式在各種相間短路故障時(shí)，至少有兩個(gè)繼電器動(dòng)作，動(dòng)作可靠性較高。二、各種接線方式的性能分析

(二)對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力在小接地電流電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過接地點(diǎn)的僅為零序電容電流，相間電壓仍然對(duì)稱，對(duì)負(fù)荷沒有影響。為提高供電可靠性，允許小接地電流電網(wǎng)帶一點(diǎn)接地繼續(xù)運(yùn)行一短時(shí)間。故在這種電網(wǎng)中，在不同地點(diǎn)發(fā)生兩點(diǎn)接地短路時(shí)，要求保護(hù)動(dòng)作只切除一個(gè)接地故障點(diǎn)，以提高供電可靠性。

上頁(yè)下頁(yè)返回對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力1.串聯(lián)線路上頁(yè)下頁(yè)返回完全星型不完全星型由于兩個(gè)保護(hù)在定值和時(shí)限上都按選擇性要求而配合整定的，因此，能夠保證100％地只切除線路Ⅱ。線路I故障相別AABBCC線路II故障相別BCACAB保護(hù)1動(dòng)作情況+----+保護(hù)2動(dòng)作情況-++++-切除線路數(shù)211112保護(hù)動(dòng)作情況“+”動(dòng)作“-”不動(dòng)作對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力1.串聯(lián)線路上頁(yè)下頁(yè)返回完全星型不完全星型由于兩個(gè)保護(hù)在定值和時(shí)限上都按選擇性要求而配合整定的，因此，能夠保證100％地只切除線路Ⅱ。由于B相不裝電流互感器和相應(yīng)的電流繼電器，當(dāng)線路Ⅱ上發(fā)生B相接地，而線路I上發(fā)生A相或C相接地時(shí)，保護(hù)2不能動(dòng)作，只能由保護(hù)1動(dòng)作切除線路I，擴(kuò)大了停電范圍。這種接線方式在不同相別的兩點(diǎn)接地組合中，只能保證的2/3機(jī)會(huì)有選擇性地切除一條線路。

上頁(yè)下頁(yè)返回2.并聯(lián)線路對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力完全星型兩套保護(hù)將同時(shí)動(dòng)作，而切除兩條線路。

不完全星型線路II故障相別AABBCC線路III故障相別BCACAB保護(hù)2動(dòng)作情況++--++保護(hù)3動(dòng)作情況-++++-1切除線路數(shù)121121保護(hù)動(dòng)作情況“+”動(dòng)作“-”不動(dòng)作能保證有2/3的機(jī)會(huì)只切除一條線路。三種接線方式特點(diǎn)完全星型不完全星型兩相電流差接線系數(shù)隨短路類型變化對(duì)相間短路反映能力都能反映，可靠性高于后兩種都能反映都能反映但靈敏度不同小接地電流系統(tǒng)串聯(lián)線路同時(shí)兩點(diǎn)接地100%選擇性動(dòng)作2/3機(jī)會(huì)選擇性動(dòng)作小接地電流系統(tǒng)并聯(lián)線路同時(shí)兩點(diǎn)接地100%切除兩條線路2/3機(jī)會(huì)切除一條線路應(yīng)用范圍元件保護(hù)小接地電流系統(tǒng)線路電動(dòng)機(jī)兩相三繼電器接線作用：提高YN，D11接線變壓器后兩相短路的反映能力。（靈敏度提高2倍）YN，D11接線變壓器后兩相短路電流相量圖上頁(yè)下頁(yè)返回對(duì)YN，d11接線變壓器后兩相短路的反應(yīng)能力結(jié)論

當(dāng)采用變壓器高壓側(cè)(YN側(cè))的過電流保護(hù)，作為變壓器保護(hù)的后備保護(hù)時(shí)，若保護(hù)采用三相完全星形接線，則接于B相的電流繼電器靈敏度最高，是其他兩相電流繼電器的兩倍。

當(dāng)采用兩相不完全星形接線時(shí)，因B相上沒有電流繼電器，所以不能反應(yīng)B相的最大電流，故靈敏度只有三相完全星形接線時(shí)的一半。為克服這一缺點(diǎn)，可在不完全星形接線的中性線上接入一個(gè)電流繼電器，流過這個(gè)繼電器的電流大小與B相電流相等。稱為二相三繼電器接線。

1保護(hù)II段保護(hù)范圍1保護(hù)1段保護(hù)范圍2保護(hù)I段保護(hù)范圍1保護(hù)II1段范圍

三段式電流保護(hù)保護(hù)范圍示意圖上頁(yè)下頁(yè)返回上頁(yè)下頁(yè)返回五、階段式電流保護(hù)

將無(wú)時(shí)限電流速斷、限時(shí)電流速斷及定時(shí)限過電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成一整套保護(hù)，使之相互補(bǔ)充和配合，稱為三段式電流保護(hù)。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)稱為I段；限時(shí)電流速斷保護(hù)稱為Ⅱ段；定時(shí)限過電流保護(hù)稱為Ⅲ段。

I段和Ⅱ段保護(hù)共同組成線路的主保護(hù)，Ⅲ段保護(hù)作為本線路I、Ⅱ段保護(hù)的近后備，也作為下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。返回

三段式電流保護(hù)原理接線圖III段上頁(yè)下頁(yè)I段II段上頁(yè)下頁(yè)返回

三段式電流保護(hù)接線展開圖I段上頁(yè)下頁(yè)返回

三段式電流保護(hù)接線展開圖II段三段電流保護(hù)整定計(jì)算例題短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)行方式下三相短路電流（A）53001820800最小運(yùn)行方式下三相短路電流（A）47001700770已知：三段式電流保護(hù)，兩相不完全星形接線。MN最大負(fù)荷電流為300A，電流互感器變比為400/5，保護(hù)3、4、7的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1.5s，2s和0.7s。對(duì)保護(hù)1整定計(jì)算解：1.保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷：

一次動(dòng)作電流繼電器的動(dòng)作電流：短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)行方式下三相短路電流（A）53001820800最小運(yùn)行方式下三相短路電流（A）470017007702.保護(hù)1的限時(shí)電流速度保護(hù)