电力系统继电保护 2.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护

1、杨杨 静静张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 2 v2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护 v2.2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护 v2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方 向保护 v2.4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 3 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v对电流速断保护 反方向短路时可能发生误动！ 4 2 E 1 E 2 E 1 E 1k I 1k I 2k I

2、2k I 误动则保护若 已知： 1 2 2 I set , 1 1 . kk k II II 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v对过电流保护 k1点短路，要求t6t1 k2点短路，要求t1t6 5 2 E 1 E 2 E 1 E 1k I 1k I 2k I 2k I 规律:短路功率(短路电流)流向 k1点短路，保护6：母线-线路，保护1：线路-母线 k2点短路，保护6：线路-母线，保护1：母线-线路 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v对过电流保护 k1点短路，要求t6t1 k2点短路，要求t1co

3、s 900 11 1 kk k UI 0cos rArrI U 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v 16 rrrr IUPcos= 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v动作特性和动作方程 17 电压死区： 正方向出口附近三相短路、AB或CA两 相接地短路及A相接地短路时，UA很小， 功率方向继电器拒动 （相角形式）（相角形式） （功率形式（功率形式） 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v为了减小和消除死去，实用中广泛采用非故障的相间电压作 为参考量去判别故

4、障相电流的相位。 v90接线：所用电压落后于同名相电压90。 最大灵敏角 18 30=90=- ksen 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v功率方向继电器的内角 v动作方程 A相： 19 0)+cos( 0)+cos( 90arg90 rABC rrr r j r IU IU I eU - 90+arg90- r r I U 电压死区： 仅正方向出口附近三相 短路时具有。 措施：电压记忆回路 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v动作特性 角度特性：角度特性： v Ir 不变，继电器动作电压 Uop.r

5、f ( r ) 的关系曲线 伏安特性伏安特性 vr=sen不变时，继电器动作电压 Uop.rf ( Ir ) 的关系曲线 20 0)+cos(r rrI U 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v动作方程： 21 电压电压 形成形成 移移 相相 滤滤 波波 方方 波波 方方 波波 滤滤 波波 电压电压 形成形成 1 5 20 ms 5 20 ms 输出输出 r I r U j re U RIr 90arg90- r j r I eU 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 22 90=arg J j J I e

6、U 临界动作条件： 0=arg J j J I eU 最灵敏动作条件： 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v 相位比较回路 比相原理： 测量两个电压瞬时值同时为正（负）的持续 时间。若两者相差5ms，此时功率方向继电器动作。 措施：将同时为高电平（和低电平）的方波延时5ms，判 断方波是否依然存在。 动作时间：最快10ms，一般情况20 ms。 加速方法：正负半周比相，或门输出（原为与门输出） 23 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v 24 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流

7、保护电网的电流保护 25 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v良好的方向性： 正向任何类型的短路故障抖能动，反向则不动。 v较高的灵敏性： U r、Ir 尽可能大，并使k接近sen , 以减小或消除死区。 26 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 27 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 28 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v 29 0)+cos(rA ABCI U 90=- krA 张刘春设计 电力系统继电保护

8、电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v正方向发生两相短路 30 相继电器都能动作。、，选择CB 900 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v正方向发生两相短路 31 相继电器能动作时，B 12030 相继电器能动作时，C 6030- 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v 32 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v对各种两相短路都没用死区； 因为继电器加入的非故障的相间电压，在各种两相短路 时其值都很高，确保可靠动作。 v选择合适的继电器内角后

9、，对各种故障都能保证动 作的方向性。 33 30 kk II max. 22 .1 . = k IKII I rel II set I set 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v整定原则： 电流定值整定原则与无方向元件时相同：不超过下一级 电流速断保护范围。 多个电源或环网存在的特殊问题：分支电流 限时电流速断与下一级线路配合时，本线路测量电流可能 与下一级线路测量电流不同，如何整定？ 39 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v助增电流(电源支路) 分支电源使故障线路电流增大的现象。 整定：保护范围不

10、变，本线路全长，延伸到下一级线路 出口。但不能超过下一级线路电流段的保护范围。 40 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 41 0 . 1= . . 过的短路电流前一级保护所在线路流 流故障线路流过的短路电 MAB MBC b I I K I set II rel II relII rel II set1 .2 . =I K K I K K IKI b MBC b MAB 启动电流整定值： 如果不考虑助增电流的影响： ，使电流 段的保护范围缩小。 I set IIII set1 .2 . =IKI rel 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护

11、 2 电网的电流保护电网的电流保护 v外汲电流（负荷线路支路） 使故障线路电流减小的现象 42 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 43 1 b K C Xs1 XAB Xs2 A B IAB IBC M 2 1 + +1= s ABs b X XX K I set II relII set1 . min. 2 . =I K K I b 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 必须基于系统的等值电路。 v外汲电流的影响 Kb与短路点位置有关，短路点越靠近线路末端越小； Kb与运行方式无关。 电流II段启动电流整

12、定值按最小分支系数来整定 46 0 . 1 b K I set II relII set1 . min. 2 . =I K K I b BCCMBM BM BCCMBM CMBC CMBM BM AB BM b XXX X XXX XX II I I I K + = + + = + = -1 CB M BM I CM I CM I A 1s X AB X BM X CM X BC X AB I 张刘春设计 电力系统继电保护电力系统继电保护 2 电网的电流保护电网的电流保护 v特点： 动作定值无法保证选择性，靠动作时限满足选择性要求。 v配置方法： 在双侧电源网络中，母线两侧的过电流保护中时限短者 加方向，长者不加。时限相同则都加方向元件。 同一母线上安装的所有过电流保护，只有动作时限最长 的不加，其余