牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)課件：相間電流保護(hù)

牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)protection

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system定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)階段式電流保護(hù)電網(wǎng)的相間電流保護(hù)知識(shí)回顧繼電器的特性是什么？KA、KV、KT、KM、KS分別是什么繼電器？KA、KV、KT、KM、KS工作原理是什么？第一步：故障特性分析——保護(hù)實(shí)現(xiàn)的前提第二步：保護(hù)原理研究——保護(hù)主要內(nèi)容（如何滿足“四性”）第三步：保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)——裝置、接線（理解保護(hù)動(dòng)作過(guò)程）第四步：保護(hù)性能分析——根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求制定保護(hù)配置方案繼電保護(hù)的研究思路——貫穿始終學(xué)習(xí)方法P1P2QF1QF2ABCDQF3QF4P4P3電流保護(hù):反映電流增大而動(dòng)作的保護(hù)單側(cè)電源：相間短路：ABCABC故障特性分析P1P2QF1QF2ABCDQF3QF4P4P3相間短路電流分析：故障特性分析K

短路電流計(jì)算式：

幾個(gè)基本概念：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：就是在被保護(hù)線路末端發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)等值阻抗最小，而通過(guò)保護(hù)裝置短路電流為最大的運(yùn)行方式。系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：就是在被保護(hù)線路末端發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)等值阻抗最大，而通過(guò)保護(hù)裝置短路電流為最小的運(yùn)行方式。最大短路電流：在最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大。最小短路電流：在最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小。影響短路電流大小的因素故障特性分析故障類型系統(tǒng)阻抗短路阻抗三相短路兩相短路最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式系統(tǒng)運(yùn)行方式故障位置Ik大Ik小Ik大Ik小距離越近Ik小Ik大距離越遠(yuǎn)一、含義定時(shí)限過(guò)電流電流保護(hù)是指其動(dòng)作電流按躲開最大負(fù)荷電流整定，用適當(dāng)?shù)难訒r(shí)保證動(dòng)作選擇性的電流保護(hù)裝置。I1較小I2較小KA不動(dòng)作KT、KS均不動(dòng)作定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理二、過(guò)電流保護(hù)的組成和基本原理。正常時(shí)：I1KA動(dòng)作（常開觸點(diǎn)閉合）KT動(dòng)作（經(jīng)過(guò)延時(shí)，常開觸點(diǎn)閉合）I2YR得電KS受電QF跳閘發(fā)出信號(hào)故障時(shí)：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理三、時(shí)限配合

時(shí)限配合的目的是為了保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。其中

一般取0.3～0.5s圖示的時(shí)限特性在整定好之后是固定不變的，因此叫做定時(shí)限保護(hù)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理四、過(guò)電流保護(hù)的整定校驗(yàn)1.過(guò)電流保護(hù)的整定原則（1）在正常運(yùn)行情況下過(guò)電流保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iact必須大于最大負(fù)荷電流IL.max

。（2）外部短路故障被切除后，保護(hù)裝置應(yīng)能返回。（3）保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)靈敏動(dòng)作。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理2.過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算(1)過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iact，按下式確定：式中:KREL——可靠系數(shù)，考慮到電流繼電器的動(dòng)作電流的誤差、負(fù)荷電流和自啟動(dòng)電流取值的近似性等，一般為1.1～1.2，通常取1.2；KSS——自啟動(dòng)系數(shù)，其數(shù)值由電網(wǎng)具體接線與負(fù)荷性質(zhì)確定，一般取1.5～3，但在無(wú)高電壓大功率電動(dòng)機(jī)時(shí)可取為1，通常取1.5；KR——過(guò)電流保護(hù)裝置的返回系數(shù)，應(yīng)為0.85～0.95，通常取0.85；KL.max——被保護(hù)設(shè)備最大負(fù)荷電流(A)。(2)過(guò)電流保護(hù)的校驗(yàn)靈敏系數(shù)為了滿足整定原則(3)，過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流確定后必須校驗(yàn)靈敏系數(shù)。又為了在最不利的情況下保護(hù)裝置也能動(dòng)作，必須按最小運(yùn)行方式下保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性兩相短路來(lái)校驗(yàn)靈敏系數(shù)，即:式中:

——最小運(yùn)行方式下保護(hù)范圍末端兩相短路電流(A)。作為主保護(hù)時(shí)，一般要求Ksen≥1.5；對(duì)于鐵路電力，如果線路過(guò)長(zhǎng)(自動(dòng)閉塞和貫通電力線路)，可取Ksen≥1.25。作為下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，要求Ksen≥1.25。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理例：已知某被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流IL.max

=38A，末端最大三相短路電流、，若在該線路上設(shè)置過(guò)電流保護(hù)，試計(jì)算保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iact，并校驗(yàn)其靈敏系數(shù)。解：過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按式（2.1）計(jì)算，KREL取1.2，KSS取1.5，KR取0.85：靈敏系數(shù)按式（2.2）計(jì)算：靈敏系數(shù)滿足要求例題講解已知某被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流IL.max

=50A，末端最大三相短路電流、，若在該線路上設(shè)置過(guò)電流保護(hù)，試計(jì)算保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iact，并校驗(yàn)其靈敏系數(shù)。解：過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按式（2.1）計(jì)算，KREL取1.2，KSS取1.5，KR取0.85：靈敏系數(shù)按式（2.2）計(jì)算：靈敏系數(shù)滿足要求課堂練習(xí)課堂小結(jié)學(xué)習(xí)繼電保護(hù)的思路故障電流特性定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)P1P2QF1QF2ABCDQF3QF4P4P3討論：定時(shí)限過(guò)電流是按照階梯時(shí)限特性來(lái)保證選擇性的，如圖所示，故障點(diǎn)發(fā)生在K的位置時(shí)候，QF1要經(jīng)過(guò)多久時(shí)間才能跳閘？這樣會(huì)對(duì)線路帶來(lái)什么不良影響？K牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)protection

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system定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)階段式電流保護(hù)電網(wǎng)的相間電流保護(hù)三、電流速斷保護(hù)1．電流速斷保護(hù)的含義

過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限是按階梯時(shí)限特性構(gòu)成的，如圖所示。特點(diǎn)：利用短路點(diǎn)離電源越近，短路電流越大這一特點(diǎn)來(lái)構(gòu)成保護(hù)。一般取0.3～0.5s

其中K1K2設(shè)最大運(yùn)行方式時(shí)，母線B三相短路時(shí)的電流為，取保護(hù)2的動(dòng)作電流稍大于

則A-B段短路時(shí)保護(hù)2可以動(dòng)作，而在母線B以外發(fā)生短路時(shí)保護(hù)2不會(huì)動(dòng)作。因而利用動(dòng)作電流的不同保證了選擇性，保護(hù)裝置就可以不帶動(dòng)作時(shí)限。電流速斷保護(hù)定義：動(dòng)作電流按躲開保護(hù)范圍末端最大三相短路電流整定，不帶動(dòng)作時(shí)限的電流保護(hù)。電流速斷保護(hù)的組成和基本原理2.電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

(1)動(dòng)作電流按躲過(guò)保護(hù)范圍末端的最大三相短路電流確定，即式中

——保護(hù)范圍末端的最大三相短路電流(A)；

——可靠系數(shù)，一般為1.2～1.3。(2)最小保護(hù)范圍按最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路兩相短路電流曲線進(jìn)行校驗(yàn)，并要求其不得小于被保護(hù)線路全長(zhǎng)的15%；如果小于15％，采用電流速斷保護(hù)就沒(méi)有多大意義。3．電流速斷保護(hù)與其他保護(hù)方式配合使用

電流速斷保護(hù)有死區(qū)，單獨(dú)用是不行的，須作為一種輔助保護(hù)與其他保護(hù)方式配合使用。其原理圖如圖2.4所示。1、為保證選擇性,過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)按（

）原則整定,越靠近電源處的保護(hù),時(shí)限越（

）。2、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下保護(hù)范圍（

）。3、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于（）。4、過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流（

）返回電流。5、在本線路上（

）有死區(qū)。練習(xí)題1、為保證選擇性,過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)按（階

梯）原則整定,越靠近電源處的保護(hù),時(shí)限越（

長(zhǎng)

）。2、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下保護(hù)范圍（最?。?。3、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于（

被保護(hù)線路末端短路時(shí)的最大短路電流）。4、過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流（

大于

）返回電流。5、在本線路上（電流速斷保護(hù)

）有死區(qū)。練習(xí)題牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)protection

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system定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)階段式電流保護(hù)電網(wǎng)的相間電流保護(hù)四、三段電流保護(hù)1．限時(shí)電流速斷保護(hù)及其整定計(jì)算(1)定義：帶較短動(dòng)作時(shí)限，動(dòng)作電流按躲開下一段線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定的電流保護(hù)叫做限時(shí)電流速斷保護(hù)。K1K2(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算。（以圖中A處為例）①動(dòng)作電流按下式整定:

(2.4)式中

——B處電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流(A)；

——可靠系數(shù)，一般為1.1～1.2。②靈敏系數(shù)：以本線路末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)(因?yàn)樗闹饕蝿?wù)是用來(lái)較快地切除電流速斷未保護(hù)到的部分)

——本線路末端(母線B)的最小兩相短路電流(A)。要求≥1.5，在個(gè)別情況下允許為1.25。(2.5)2．三段電流保護(hù)(1)三段電流保護(hù)的組成及工作原理由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相配合共同構(gòu)成的保護(hù)，叫做三段（階段）式電流保護(hù)。P1P2QF1QF2ABCP1本線路段Ⅰ段保護(hù)P1本線路段Ⅱ段保護(hù)P1本線路段Ⅲ段保護(hù)三段式電流保護(hù)原理圖思考：當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在如圖所示K1、K2位置時(shí)，分別啟動(dòng)了那個(gè)保護(hù)裝置的什么保護(hù)？主保護(hù)是什么？后備保護(hù)是什么？P1P2QF1QF2ABCP1本線路段Ⅰ段保護(hù)P1本線路段Ⅱ段保護(hù)P1本線路段Ⅲ段保護(hù)K1K2性能分析：電流速斷保護(hù)本線路首段的主保護(hù)，動(dòng)作迅速。有死區(qū)，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。限時(shí)電流速斷本線路段近后備保護(hù)，本線路末端的主保護(hù)，相鄰下一線路首段的遠(yuǎn)后備。但不能作為下一段線路全長(zhǎng)的后備保護(hù)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為本線路段的近后備，相鄰下一線路的遠(yuǎn)后備。保護(hù)范圍大，動(dòng)作靈敏，但切除故障時(shí)間長(zhǎng)。思考：階段式電流保護(hù)的主保護(hù)和后備保護(hù)是怎么樣的？課堂小結(jié)三段式電流保護(hù)的組成三段式電流保護(hù)的工作原理三段式電流保護(hù)的性能分析五、電流保護(hù)的接線方式所謂電流保護(hù)的接線方式，是指電流互感器與電流繼電器之間怎樣連接。前面介紹的是單相時(shí)的接線方式，下面介紹三相時(shí)的接