理學(xué)電流保護(hù)總結(jié)

“整定到繼電器”n——為電流互感器變比三段式電流保護(hù)電流繼電器根據(jù)流過繼電器的電流大小和方向而動(dòng)作的繼電器繼電特性動(dòng)作電流：Idz.j返回電流：Ih返回系數(shù)：

繼電特性：電流達(dá)到動(dòng)作電流則啟動(dòng)，電流回落到返回電流則返回，不會(huì)停留在中間狀態(tài)IhIdz.j吸合斷開PI返回對(duì)于某個(gè)特定的短路點(diǎn)而言，短路電流的最大值通常為最大運(yùn)行方式下三相短路的短路電流，最小值通常為最小運(yùn)行方式下兩相間短路的短路電流。三段式電流保護(hù)小結(jié)：三段式電流保護(hù)I段II段III段電流整定方法動(dòng)作電流躲過下級(jí)線路出口處短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流動(dòng)作電流躲過不超過下級(jí)線路I段保護(hù)范圍末端處短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流返回電流躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流保護(hù)范圍部分本級(jí)線路本級(jí)線路全長+部分下級(jí)線路本級(jí)線路全長+下級(jí)線路全長可靠返回不需要只需考慮時(shí)間配合需考慮返回電流值和時(shí)間配合動(dòng)作時(shí)間<0.10.1+1~2Δt0.1+nΔt校驗(yàn)保護(hù)范圍校驗(yàn)本線路靈敏度校驗(yàn)本、下級(jí)線路靈敏度校驗(yàn)返回電流速斷保護(hù)（I段）的保護(hù)范圍通常要求，小方式下保護(hù)范圍不小于15%，大方式下保護(hù)范圍不小于50%電流速斷保護(hù)（I段）的保護(hù)范圍在某些極端情況下可能沒有保護(hù)范圍運(yùn)行方式變化太大，曲線I與曲線II的差距太大線路太短，曲線I與曲線II都過于平緩max(Id,1)*kk=Idz,2≥min(Id,2)電流速斷保護(hù)（I段）的保護(hù)范圍特例：保護(hù)線路全長——線路-變壓器組接線整定：Idz,1=kk*Id,1返回限時(shí)電流速斷保護(hù)（II段）的整定動(dòng)作電流整定方法

可靠系數(shù)通常取值范圍下限：[1.1,1.2]問題：為什么不延伸到下級(jí)線路末端？注意建立起保護(hù)間互相配合的概念動(dòng)作時(shí)間整定限時(shí)電流速斷保護(hù)（II段）靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)

靈敏系數(shù)：問題：為什么要進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)？限時(shí)電流速斷保護(hù)的目標(biāo)是要保護(hù)線路全長，因此必須確保線路上最惡劣情況下的短路電流都能引起保護(hù)動(dòng)作靈敏度校驗(yàn)對(duì)整定值的影響靈敏度要求——下限區(qū)間[1.3,1.5]

正常整定：I’’dz.2=k’’k*I’dz.1

如果靈敏度不滿足要求：min(Id,1)<k’’k*klm*I’dz.1

與下級(jí)線路的限時(shí)速斷電流保護(hù)整定值配合 I’’dz.2=k’’k*I’’dz.1返回定時(shí)限過電流保護(hù)的電流整定設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)的差異：正常時(shí)不動(dòng)作正常時(shí)流過保護(hù)4處的最大電流為Imax根據(jù)選擇性應(yīng)由保護(hù)3動(dòng)作切出故障，切除故障后保護(hù)4應(yīng)可靠返回，即繼電器返回電流應(yīng)大于故障切除后的最大電流故障切除后短路時(shí)制動(dòng)的電動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)，起動(dòng)電流將大于正常工作時(shí)的最大電流Idz

>ImaxIh>I’maxI’max=Kzq*Imax>ImaxIh=Kh*Idz定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定流過保護(hù)1~5的電流相同，d1短路時(shí)所有保護(hù)都起動(dòng)為了滿足選擇性t5=t4+⊿t=t3+2⊿t=t2+3⊿t=t1+4⊿t定時(shí)限過電流保護(hù)的電流整定靈敏度校驗(yàn)著眼于本線路：

最小方式下本線路末端兩相短路，Klm≥1.3~1.5著眼于相鄰線路（作為其遠(yuǎn)后備）

最小方式下相鄰線路末端兩相短路，Klm≥1.2靈敏度配合Klm.1>Klm.2>Klm.3>Klm.4>……返回反時(shí)限過電流保護(hù)介紹原理：短路電流越大，動(dòng)作越快反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間配合返回電流保護(hù)的接線方式三相星形接線兩相星形接線反映故障的能力的比較三相短路——都能反映（至少兩個(gè)繼電器動(dòng)作）兩相短路 AB或BC短路時(shí)三相星形兩個(gè)繼電器動(dòng)作，兩相星形一個(gè)繼電器動(dòng)作單相接地

三相星形都能反映，兩相星形不能反映B相接地中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的兩點(diǎn)短路Y-d接線變壓器后面的兩相短路Y-d接線變壓器后面的兩相短路由于IA=IC，IB=-2IA，因此B相繼電器靈敏系數(shù)比AC相高一倍兩相星形接線由于沒有采集B相電流，故而其靈敏度比三相星形高接線方式的經(jīng)濟(jì)性三相星形較靈敏但成本高，用得不多兩相星形簡單經(jīng)濟(jì)，且兩點(diǎn)接地發(fā)生在輻射型電網(wǎng)中的可能性遠(yuǎn)大于串聯(lián)型電網(wǎng)，故而兩點(diǎn)接地更有優(yōu)越性兩種接線方式的比較兩相星形三相星形三相短路兩個(gè)繼電器動(dòng)作三個(gè)繼電器動(dòng)作相間短路2/3的情況下一個(gè)繼電器動(dòng)作兩個(gè)繼電器動(dòng)作中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（串聯(lián)型）2/3的概率保證選擇性確保選擇性中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（并聯(lián)型）2/3的概率保證選擇性兩套保護(hù)時(shí)間整定相同時(shí)無法保證選擇性繼電器靈敏性（假設(shè)AB相間短路）Y-D變壓器后在中線上接入繼電器一提高靈敏度Y-D變壓器后B相靈敏度高設(shè)備用量3個(gè)繼電器、2臺(tái)電流互感器、接線相對(duì)簡單3個(gè)繼電器、3臺(tái)電流互感器，接線不平衡特殊要求所有線路都安裝于相同的兩相上無返回方向性電流保護(hù)問題的提出：雙電源多電源和環(huán)形電網(wǎng)供電更可靠,但卻帶來新問題。返回功率方向繼電器動(dòng)作方程式中：UJ

——

輸入電壓 IJ —— 輸入電流

φJ(rèn) —— 輸入相角顯然，當(dāng)UJ×IJ=0時(shí)，繼電器轉(zhuǎn)矩為0，不動(dòng)作——死區(qū)RT返回功率方向繼電器死區(qū)短路故障下流入繼電器的短路電流IJ≠0發(fā)生接地短路時(shí)故障點(diǎn)故障相短路電壓為0如果直接將故障相電壓引入繼電器，則當(dāng)靠近保護(hù)安裝處發(fā)生接地故障時(shí)繼電器將不動(dòng)作RT功率方向繼電器90°接線RATCABA相繼電器的輸入電流：A相電流A相繼電器的輸入電壓：BC相電壓差——線電壓功率方向繼電器90°接線的動(dòng)作情況分析正方向三相短路正方向兩相短路保護(hù)安裝處遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處 BC相短路： AB相短路： CA相短路：綜上，為確保任何形式的相見故障都能正確反映，返回對(duì)保護(hù)2加裝方向元件不用方向元件：B母線外側(cè)短路時(shí)，保護(hù)2會(huì)誤動(dòng)不用方向元件：雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)的整定速斷保護(hù)Id2Id1雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)的整定限時(shí)速斷保護(hù)的電流整定助增電流的影響雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)的整定限時(shí)速斷保護(hù)助增電流的影響外汲電流的影響整定時(shí)應(yīng)取Kfz的最小值，即Zl3.2=0，Zl3.1=Zl3G1ZS1Zl2Zl3.1Zl3.2Il1Zl1Il3Il2Il2取各種運(yùn)行方式中Kfz的最小值G1G2ZS1ZS2Zl1Zl2近似地認(rèn)為G1和G2的電動(dòng)勢相同，故而可將電路簡化Il1IS2Il2取各種運(yùn)行方式中Kfz的最小值時(shí)間整定確定同方向保護(hù)確定后備關(guān)系設(shè)定動(dòng)作時(shí)間判斷反方向電流的誤動(dòng)可能確定方向元件安裝位置返回零序電流保護(hù)不對(duì)稱短路時(shí)的零序分量故障點(diǎn)零序電壓最高零序電流的分布與電源點(diǎn)無關(guān)零序功率方向是由線路流向母線零序電壓大小由中性點(diǎn)位置決定，而不取決與故障線路運(yùn)行方式變化時(shí)另序分量的大小和分布不變返回不平衡電流來源零序電壓過濾器互感器誤差、三相不完全對(duì)稱、三次諧波零序電流過濾器勵(lì)磁電流不對(duì)稱返回躲開斷路器三相不同期合閘時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流（如果保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于不同期合閘時(shí)間，則不考慮這一條件）零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)的整定零序I段躲開下一線路出口處接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流非全相運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)振蕩所產(chǎn)生的最大零序電流（主要發(fā)生在單相重合閘時(shí)）零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)的整定零序II段與下級(jí)線路零序I段配合零序助增電流靈敏度校驗(yàn)

按本線路末端接地短路的最小零序電流校驗(yàn)

Klm≥1.5時(shí)間整定：下級(jí)零序I段+0.5s零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)的整定零序III段躲開下級(jí)線路出口處發(fā)生相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流動(dòng)作時(shí)限：各級(jí)線路相差0.5s靈敏度校驗(yàn)：

相鄰元件末端接地短路時(shí)流經(jīng)本保護(hù)的零序電流 Klm≥1.5零序電流保護(hù)方向性零序電流保護(hù)零序功率方向繼電器零序電流超前零序電壓95°~105°φlm

=-95°~-105°其余原理與相間短路的功率方向繼電器一致零序電流保護(hù)采用零序電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)零序過電流保護(hù)比相間過電流保護(hù)靈敏度高受運(yùn)行方式影響小三相對(duì)稱的不正常運(yùn)行狀態(tài)下不誤動(dòng)110kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，單相接地短路占全部故障的70%~90%零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)線路較短時(shí)可能不滿足要求單相重合閘造成的非全相運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)較大的零序電流，難以躲過自耦變引起零序電流范圍擴(kuò)大返回中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)復(fù)雜線路的電流電壓關(guān)系中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)結(jié)論發(fā)生單相故障則全網(wǎng)都將產(chǎn)生零序電壓非故障線路的零序電流等于該線路本身的對(duì)地電容電流，方向?yàn)槟妇€到線路故障線路的零序電流等于全網(wǎng)非故障線路對(duì)地電容電流之和，方向?yàn)榫€路到母線返回中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)接入消弧線圈的原因發(fā)生間歇性單相接地時(shí)，過大的容性短路電流可能造成電弧反復(fù)重燃，產(chǎn)生弧光接地過電壓中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相