[理学]电流保护_总结.ppt

电流保护,为什么要用电流保护 作用于短路时的大电流 怎么用,相间短路,接地短路,单侧电源,双侧电源,短路电流分布,、三段式电流保护,电流继电器,、反时限过电流保护,、接线方式,背侧误动问题,、功率方向继电器,、整定,中性点直接接地电网,中性点非直接接地电网,、死区与90度接线,零序分量特点,、过滤器,、零序电流保护的整定,短路电流特点,、消弧线圈,“整定到继电器”,n为电流互感器变比,三段式电流保护 电流继电器 根据流过继电器的电流大小和方向而动作的继电器 继电特性 动作电流：Idz.j 返回电流：Ih 返回系数： 继电特性：电流达到动作电流则启动，电流回落到返回电流则返回，不会停留在中间状态,Ih,Idz.j,吸合,断开,P,I,返回,对于某个特定的短路点而言，短路电流的最大值通常为最大运行方式下三相短路的短路电流，最小值通常为最小运行方式下两相间短路的短路电流。,三段式电流保护,小结：三段式电流保护,返回,电流速断保护（I段）的保护范围 通常要求，小方式下保护范围不小于15%，大方式下保护范围不小于50%,电流速断保护（I段）的保护范围 在某些极端情况下可能没有保护范围,运行方式变化太大，曲线I与曲线II的差距太大 线路太短，曲线I与曲线II都过于平缓,max(Id,1)*kk = Idz,2 min(Id,2),电流速断保护（I段）的保护范围 特例：保护线路全长线路-变压器组接线,整定：Idz,1 = kk*Id,1,返回,限时电流速断保护（II段）的整定 动作电流整定方法 可靠系数通常取值范围下限：1.1,1.2,问题：为什么不延伸到下级线路末端？,注意建立起保护间互相配合的概念,动作时间整定,限时电流速断保护（II段）灵敏度校验,灵敏度校验 灵敏系数：,问题：为什么要进行灵敏度校验？,限时电流速断保护的目标是要保护线路全长，因此必须确保线路上最恶劣情况下的短路电流都能引起保护动作,灵敏度校验对整定值的影响,灵敏度要求下限区间1.3,1.5 正常整定：Idz.2 = kk*Idz.1 如果灵敏度不满足要求：min(Id,1)kk*klm*Idz.1 与下级线路的限时速断电流保护整定值配合 Idz.2 = kk*Idz.1,返回,定时限过电流保护的电流整定,设计出发点的差异：正常时不动作,正常时流过保护4处的最大电流为Imax,根据选择性应由保护3动作切出故障，切除故障后保护4应可靠返回，即继电器返回电流应大于故障切除后的最大电流,故障切除后短路时制动的电动机重新起动，起动电流将大于正常工作时的最大电流,Idz Imax,Ih Imax,Imax = Kzq*Imax Imax,Ih = Kh * Idz,定时限过电流保护的动作时间整定,流过保护15的电流相同，d1短路时所有保护都起动,为了满足选择性,t5 = t4 + t = t3 + 2 t = t2 + 3 t = t1 + 4 t,定时限过电流保护的电流整定 灵敏度校验 着眼于本线路： 最小方式下本线路末端两相短路，Klm 1.31.5 着眼于相邻线路（作为其远后备） 最小方式下相邻线路末端两相短路，Klm 1.2 灵敏度配合,Klm.1Klm.2Klm.3Klm.4,返回,反时限过电流保护介绍 原理：短路电流越大，动作越快,反时限过电流保护的动作时间配合,返回,电流保护的接线方式 三相星形接线 两相星形接线,反映故障的能力的比较 三相短路都能反映（至少两个继电器动作） 两相短路 AB或BC短路时三相星形两个继电器动作，两相星形一个继电器动作 单相接地 三相星形都能反映，两相星形不能反映B相接地 中性点非直接接地系统的两点短路 Y-d接线变压器后面的两相短路,Y-d接线变压器后面的两相短路 由于IA = IC，IB = -2IA，因此B相继电器灵敏系数比AC相高一倍 两相星形接线由于没有采集B相电流，故而其灵敏度比三相星形高 接线方式的经济性 三相星形较灵敏但成本高，用得不多 两相星形简单经济，且两点接地发生在辐射型电网中的可能性远大于串联型电网，故而两点接地更有优越性,两种接线方式的比较,返回,方向性电流保护 问题的提出： 双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。,返回,功率方向继电器 动作方程,式中：UJ 输入电压 IJ 输入电流 J 输入相角,显然，当UJ IJ = 0时，继电器转矩为0，不动作 死区,R,T,返回,功率方向继电器 死区 短路故障下流入继电器的短路电流 IJ 0 发生接地短路时故障点故障相短路电压为0 如果直接将故障相电压引入继电器，则当靠近保护安装处发生接地故障时继电器将不动作,R,T,功率方向继电器 90接线,RA,T,C,A,B,A相继电器的输入电流：A相电流 A相继电器的输入电压：BC相电压差线电压,功率方向继电器 90接线的动作情况分析 正方向三相短路 正方向两相短路 保护安装处 远离保护安装处 BC相短路： AB相短路： CA相短路：,综上，为确保任何形式的相见故障都能正确反映，,返回,对保护2加装方向元件,不用方向元件：,B母线外侧短路时，保护2会误动,不用方向元件：,双侧电源网络中电流保护的整定 速断保护,Id2,Id1,双侧电源网络中电流保护的整定 限时速断保护的电流整定 助增电流的影响,双侧电源网络中电流保护的整定 限时速断保护 助增电流的影响 外汲电流的影响,整定时应取Kfz的最小值，即Zl3.2 = 0，Zl3.1 = Zl3,G1,ZS1,Zl2,Zl3.1,Zl3.2,Il1,Zl1,Il3,Il2,Il2,取各种运行方式中Kfz的最小值,G1,G2,ZS1,ZS2,Zl1,Zl2,近似地认为G1和G2的电动势相同，故而可将电路简化,Il1,IS2,Il2,取各种运行方式中Kfz的最小值,时间整定 确定同方向保护 确定后备关系 设定动作时间 判断反方向电流的误动可能 确定方向元件安装位置,返回,零序电流保护 不对称短路时的零序分量,故障点零序电压最高 零序电流的分布与电源点无关 零序功率方向是由线路流向母线 零序电压大小由中性点位置决定，而不取决与故障线路 运行方式变化时另序分量的大小和分布不变,返回,不平衡电流来源 零序电压过滤器 互感器误差、三相不完全对称、三次谐波 零序电流过滤器 励磁电流不对称,返回,躲开断路器三相不同期合闸时所出现的最大零序电流（如果保护动作时间大于不同期合闸时间，则不考虑这一条件）,零序电流保护 零序电流保护的整定 零序I段 躲开下一线路出口处接地短路时可能出现的最大零序电流,非全相运行时系统振荡所产生的最大零序电流（主要发生在单相重合闸时）,零序电流保护 零序电流保护的整定 零序II段 与下级线路零序I段配合 零序助增电流,灵敏度校验 按本线路末端接地短路的最小零序电流校验 Klm 1.5,时间整定：下级零序I段+0.5s,零序电流保护 零序电流保护的整定 零序III段 躲开下级线路出口处发生相间短路时所出现的最大不平衡电流,动作时限：各级线路相差0.5s,灵敏度校验： 相邻元件末端接地短路时流经本保护的零序电流 Klm 1.5,零序电流保护 方向性零序电流保护 零序功率方向继电器,零序电流超前零序电压95105,lm = -95 -105,其余原理与相间短路的功率方向继电器一致,零序电流保护 采用零序电流保护的优点 零序过电流保护比相间过电流保护灵敏度高 受运行方式影响小 三相对称的不正常运行状态下不误动 110kV及以上电压等级的电网中，单相接地短路占全部故障的70%90%,零序电流保护 零序电流保护的缺点 线路较短时可能不满足要求 单相重合闸造成的非全相运行时可能出现较大的零序电流，难以躲过 自耦变引起零序电流范围扩大,返回,中性点非直接接地系统 中性点不接地电网中单相接地故障的特点 复杂线路的电流电压关系,中性点非直接接地系统 中性点不接地电网中单相接地故障的特点 结论,发生单相故障则全网都将产生零序电压 非故障线路的零序电流等于该线路本身的对地电容电流，方向为母线到线路 故障线路的零序电流等于全网非故障线路对地电容电流之和，方向为线路到母线,返回,中性点非直接接地系统 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点 接入消弧线圈的原因,发生间歇性单相接地时，过大的容性短路电流可能造成电弧反复重燃，产生弧光接地过电压,中性点非直接接地系统 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点 消弧线圈电抗值的选