输电线路相间短路电流保护.ppt

第三章 输电线路相间短路电流保护 第一节 无时限电流速断保护 作用：作为被保护线路相间短路的主保护 原理：反映被保护元件电流升高而瞬时动作的保护 一、接线图（单相原理图） 二、动作电流整定与时间整定原则二、动作电流整定与时间整定原则 1 1、保护动作电流的整定计算、保护动作电流的整定计算 基本依据基本依据 保证相邻线路短路时，本保护不动。保证相邻线路短路时，本保护不动。 基本公式基本公式 三相短路 两相短路 注意：实际的电力系统的连接是非常复杂的，远不是上 面这两个简单的公式就可以求得短路电流的。因此，上 面的公式在大多数情况下只有理论意义，没有实用价值 。要想较为准确计算短路电流，可以参考电力工程基 础中的相关内容。 2 2、保护动作时间、保护动作时间 除了电气检测电路和装置的的固有反除了电气检测电路和装置的的固有反 应时间外，没有附加延时。理论上，无时限电流速断保应时间外，没有附加延时。理论上，无时限电流速断保 护的动作时间为护的动作时间为t=0t=0。 3 3、灵敏度校验、灵敏度校验 电力系统相关规程规定，在最小运行方式下，速断电力系统相关规程规定，在最小运行方式下，速断 保护范围的相对值保护范围的相对值 L Lmin min% %（15%20%15%20%）时，为合乎要）时，为合乎要 求。求。 4 4、补充、补充 电流继电器电流继电器KAKA作为启动元件。作为启动元件。 中间继电器中间继电器KMKM的作用，触点容量大，增强电流。利用中的作用，触点容量大，增强电流。利用中 间继电器的短延时（间继电器的短延时（0.060.08s0.060.08s）作用，躲过避雷器短路）作用，躲过避雷器短路 线路的放电时间线路的放电时间(10ms)(10ms)。 三、对无时限电流速断保护的评价三、对无时限电流速断保护的评价 优点：动作迅速，简单可靠。优点：动作迅速，简单可靠。 缺点：不能保护本线路的全长，故不能单独使用，而且缺点：不能保护本线路的全长，故不能单独使用，而且 它的保护范围随运行方式的变化而变化。当运行方式变它的保护范围随运行方式的变化而变化。当运行方式变 化很大、被保护的线路很短时，甚至没有保护区化很大、被保护的线路很短时，甚至没有保护区 无时限电流速断保护不能保护线路全长，而且保护无时限电流速断保护不能保护线路全长，而且保护 范围受系统运行方式影响，为克服这一缺点，可采用具范围受系统运行方式影响，为克服这一缺点，可采用具 有自适应功能的电流速断保护。自适应继电保护是根据有自适应功能的电流速断保护。自适应继电保护是根据 电力系统运行方式和故障类型的变化，而实时地改变保电力系统运行方式和故障类型的变化，而实时地改变保 护装置的动作特性，或整定值的一种保护。其目的是使护装置的动作特性，或整定值的一种保护。其目的是使 保护装置适应这些变化，进一步改善保护性能。保护装置适应这些变化，进一步改善保护性能。 第二节 限时电流速断保护 作用：与无时限电流速断保护配合作为被保护线路相间 短路的主保护。 原理：反映被保护元件电流升高而带有较小时间动作的 保护。 一、接线图（单相原理图） 二、动作电流整定原则二、动作电流整定原则 1 1、保护动作电流的整定计算、保护动作电流的整定计算 基本依据基本依据 与相邻线路无时限电流速断保护（或主保与相邻线路无时限电流速断保护（或主保 护）配合。护）配合。 基本公式基本公式 2 2、保护动作时间、保护动作时间 3 3、灵敏度校、灵敏度校验验 基本出发点：选择 在要求的保护区内 短路最不利于保护 动作的情况，来校 验保护是否能够动 作。 运行方式：最小 短路类型：两相 短路点：本线路末端 要求： 三、对带时限电流速断保护的评价三、对带时限电流速断保护的评价 与瞬时电流速断保护相对比：与瞬时电流速断保护相对比： 优点：优点：灵敏系数高灵敏系数高 保护范围大保护范围大 缺点：只能较好地作为本线路的近后备保护，不能完全缺点：只能较好地作为本线路的近后备保护，不能完全 作邻下一线路的远后备保护。作邻下一线路的远后备保护。 第三节第三节 定时限过电流保护定时限过电流保护 作用：作为被保护线路相间短路的后备保护作用：作为被保护线路相间短路的后备保护 原理：反映被保护元件电流升高而带有较长时间动作原理：反映被保护元件电流升高而带有较长时间动作 的保护的保护 一、接线图（与限时电流速断保护同） 二、动作电流整定原则二、动作电流整定原则 保证本线路正常运行时，本保护不动保证本线路正常运行时，本保护不动 当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回 电流整定值为： 2 2、保护动作时间、保护动作时间 3 3、灵敏度校、灵敏度校验验 为下一相邻母线上所接保护的最大动作时间。为下一相邻母线上所接保护的最大动作时间。 近后备: 远后备远后备: : 三、对定时限过电流保护的评价 优点：结构简单，工作可靠，不仅能作近后备，而且能 作为远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在35 千伏及以下网络中作为主保护和后备保护。 缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大 ，对靠电源端的故障不能快速切除。，对靠电源端的故障不能快速切除。 第四节 电流保护的接线方式 电流保护的接线方式，指的是电流继电器线圈与电 流互感器二次绕组之间的连接方式。 完全星型接线 不完全星型接线 两相差电流接线 两相三继电器接线 第五节 电压、电流联锁速断保护 第六节 三段式电流保护装置 电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速 断保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的 后备保护，因此，必须采用定时限过电流保护作为本条 线路和下一段相邻线路的后备保护。 一、一、 三段式电流保护原理图及展开图三段式电流保护原理图及展开图 由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电 流保护相配合构成的一整套保护。流保护相配合构成的一整套保护。 三、对三段式电流保护的评价 优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除 故障。一般用于故障。一般用于3535千伏及以下电压等级的单侧电源电网千伏及以下电压等级的单侧电源电网 中。中。 缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短 路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选 择性。择性。 第七节 反时限特性的过电流保护 一、感应型电流继电器 继电器结构GL-10感应式电流继电器的结构如下图所 示由感应系统和电磁系统组成，它们分别构成反时限部 分和无时限部分。 扇形轮在最低位置与最高位置，继电器动作时间与 电流的关系曲线如下图所示。当电流增大时，动作时限 减少，如图中ab部分,具有反时限特性。 当电流大到当电流大到 一定值时，铁芯饱和，一定值时，铁芯饱和， 在图上出现曲线在图上出现曲线1 1、2 2的的 平直部分，具有定时限平直部分，具有定时限 特性特性。 当电流继续增大当电流继续增大 时，衔铁瞬时被吸下，时，衔铁瞬时被吸下， 横担将接点闭合，如图横担将接点闭合，如图 中中dede部分，具有速断特部分，具有速断特 性。性。 二、工作原理 反应电流增大而动作，其延时与通入电流的平方成 反比，一般可作610kV线路或电动机的保护。 三、电流及时间整定计算三、电流及时间整定计算 1 1、动作电流的整定、动作电流的整定 动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即 灵敏度校验灵敏度校验 ： 2 2、动作时间的整定、动作时间的整定 两级反时限过电流保护的配合: 若已知保护2反时限过电流保护的整定参数，其反时 限动作曲线2。在保护1、保护2反时限过电流保护重叠保 护区内，只要在d1处用动作延时保证选择性，重叠保护 区的其他部分都能保证选择性，d1点叫配合点，在配合 点的 为已知，则 反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合 已知1QF定时限过电流保护的整定参数，1QF过电流 保护的保护范围到d1点，2QF反时限过电流保护的时间特 性如下图中的t2QF所示。重叠保护区的末端d1叫配合点 。在配合点d1 四、接线图 反时限过电流 保护多用于10kV线 路及电动机保护。 电流互感器采用两 相星型接线，如右 图所示。 五、反时限过电流保护应用范围 优点：在线路靠近电源处短路时，短路电流大，动 作时限短且保护接线简单。 缺点：时限的配合较复杂，当短路点存在较大