电网相间短路的电流保护

1、会计学1电网相间短路的电流保护电网相间短路的电流保护2021-12-102DL-12-6型电磁型电流继电器 1.1.2电磁型电流继电器2021-12-103动作条件为esfMMM动作电流与返回电流弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Iact：动作电流，能使电流继电器动作的最小电流。动作：继电器动合触点（常开接点）由打开状态变为闭合状态2021-12-104返回条件为esfMMM弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。返回：继电器动合触点（常开接点）由闭合状态回到打开状态2021-12-105动作返回rereactIKI返回系数一般为0.850.9 2021-12-106继电

2、器的继电特性2021-12-107（2）电流继电器特性当输入电流IKIact时，继电器动作，动合触点闭合；若IKIre，继电器返回，触点又断开。以电流继电器动合触点接通断路器跳闸回路，当发生故障、电流超过设定值时，电流继电器动作，触点闭合，接通断路器跳闸回路，跳开断路器，切除故障。故障切除后，故障电流消失，继电保护返回。 2021-12-108 动作电流的调整方法如下： （1）改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act （2）改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。 （3）继电器动作电流调整2021-12-1091.1.3电磁型电压继电器加在线圈上的电压线圈阻抗

3、*过电压继电器：反应电压升高而动作 返回系数 Kre=(UK.re/UK.act)12222KKKK/eMK IK UZKU2021-12-1010低电压继电器使用的是动断触点（常闭接点）当继电器没有输入电压时，其接点闭合。电力系统正常运行时，电压较高，电压继电器接点打开；当发生故障时电压较低，继电器接点闭合，接通跳闸回路。2021-12-10112021-12-1012 1.1.4 辅助继电器（1）时间继电器作用作用：建立必要的动作时限。 电磁型时间继电器多为直流继电器。2021-12-1013时间继电器应用2021-12-1014时间电路原理框图符号2021-12-1015（2）中间继电器

4、作用作用：1）可同时闭合或断开几个回路； 2）作为出口继电器，接通断路器跳闸或 合闸回路，并在必要时构成自保持回路； 3）可实现较短的延时。类型：类型：1）普通吸引衔铁式；2）带自保持线圈式 3）小型密封；4）干簧继电器式2021-12-1016中间继电器使用2021-12-1017（3）信号继电器 KS作用作用：用于对继电器或继电器保护装置所处状 态给出明显标示，或接通灯光、音响回 路，以提醒运行人员发现故障。类型：类型：1）机械保持型 2）磁保持型2021-12-10181.5 电流互感器 1.5.1电流互感器的工作原理作用：一次大电流变换为二次小电流， 二次相间额定电流为5A或1A。 注

5、意：TA二次严禁开路！ 注意：TA二次侧必须有一点接地， 也只能有一点接地！ 2021-12-10191.5.2电流互感器极性TA参考方向规定与电机学中变压器参考方向相反，按照TA参考方向， 与 同相；而在变压器参考方向下， 与 反相。 1I2I1I2I2021-12-1020TA的10误差曲线m：一次电流倍数一次电流越大，TA误差越大Z：二次负载二次负载越大，TA误差越大2021-12-10211.5.3电流互感器接线方式用于35kV及以下电压等级小电流接地系统，可以获得A、C相电流。图中KA为电流继电器或继电保护电流测量元件 2021-12-1022应用范围：中性点不接地系统。 原因：中性

6、点不接地系统，单相接地属于不正常运行，允许继续运行一段时间。作用：可提高供电可靠性。 要求：所有线路的电流互感器必须安装在同名相上。2021-12-1023只切除一回路示意图1KbI2KcI2021-12-10242021-12-1025保护拒动示意图1K2K2021-12-1026扩大停电范围示意图1K2K2021-12-1027两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限相同） a、双回线路保护装置LH装设在同名相A、C上 XL-1故障相别 A A B B C C XL-2故障相别 B C A C A B XL-1切除情况 + + - - + + XL-2切除情况 - + + + +

7、- 停电线路数目 1 2 1 1 2 1其中：“+”为切除；“-”为不切除 结论：2/3机会切除一个故障点；1/3机会切除两个故障点2021-12-1028b、双回线路保护装置的LH，一条装于A、C相，另一条装于A、B相 XL-1故障相别 A A B B C C XL-2故障相别 B C A C A B XL-1切除情况 + + - - + + XL-2切除情况 + - + - + + 停电线路数目 2 1 1 0 2 2 结论：1/2机会切除两个故障点； 1/3机会切除一个故障点； 1/6机会两套保护均不动作2021-12-1029缺点： 用于Y/变压器保护时，灵敏系数可能比完全星形接线小一

8、半；辐射形电网两段线路的两点接地，可能造成非选择性动作2021-12-10303、两相三继电器接线（不完全星形接线） （1）特点：回路比不完全星形接线多接一只继电器 （2）Kjx=1（对于Y/-11变压器保护，灵敏系数与完全星形接线相同）（3）适用：小接地电流系统作为相间短路保护2021-12-10312021-12-10322021-12-10332021-12-1034用于110kV及以上电压等级大电流接地系统，可以获得三相相电流。 2021-12-1035可以获得三相电流之和，即3倍的零序电流 2021-12-10361.3 无时限电流速断保护 反应电流增加且不带时限动作的电流保护，又称

9、为电流段保护 。 整定时应考虑区外发生故障时电流段保护不动作。 即电流段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电流。1.3.1无时限电流速断保护整定2021-12-1037如何计算短路电流？(3)kS1EIZZ lk(2)S132EIZZ l三相短路时两相短路时 系统阻抗相电势故障点到保护安装处距离0.4欧姆/公里2021-12-1038短路电流大小由以下因素决定：a.系统运行方式（简称运方）， 系统电源等效阻抗SZ与电源投入数量、电网结构变化有关，SZ最大时短路电流最小，称为最小运方；l越小，短路电流越大。 故障点越近，最小时短路电流最大，称为最大运方。SZc.短路类型，(3)(2)kkII

10、b.故障点远近，2021-12-1039外部故障时流过保护P1的最大短路电流为：(3)k.maxS.min1 MNEIZZ l 动作电流应满足以下条件：(3)actk.max.NII 考虑电流互感器、电流继电器均有误差 (3)actrelk.max.NIK I可靠系数1.21.3 2021-12-1040整定过程图解最大运方三相短路本线末最大短路电流(3)k.max.NI动作电流actI保护区2021-12-1041电流速断保护单相原理接线图1.3.2无时限电流速断保护原理接线I+信号TAKA-+-YKMKSQFQF2021-12-10421.3.3无时限电流速断保护特点（1）保护区受运方、故

11、障类型影响 短路电流水平降低，电流保护的保护区缩短 2021-12-1043最大运方三相短路最小运方两相短路2021-12-1044（2）电流段保护不能保护本线全长 段保护最长的保护区不能伸出本线范围特殊情况，如线变组时，将段保护区伸入变压器，可以保护线路全长。2021-12-1045线变组整定方法 2021-12-10461.4 限时电流速断保护限时电流速断保护，又称电流段保护 设置目的：弥补电流段保护不足，保护本线全长整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。2021-12-1047与下线电流段保护配合具体为时限配合及保护区配合时限配合动作时限较电

12、流段保护长，可取0.30.5秒保护区配合保护区不超过下线电流段保护区tttttt 2021-12-1048如果保护区超过了下线电流段保护区P2段不起动；P1 段起动，0.5秒后误动，切除1QF。2021-12-1049如何保证段保护区不超过下线段保护区？由动作电流整定保证P2段保护区act.1IP1段保护区actrelact.2IK I2021-12-1050电流段保护整定公式：act.1relact.2IK Itt 按上面公式整定能保证选择性，但能保护本线全长吗？应进行灵敏度校验，确认保护本线全长能力。2021-12-1051灵敏度校验概念电流保护动作条件：actkII即：actk1II灵敏

13、度系数Ksensen1K考虑TA、继电保护误差，Ksen1不能保证可靠动作Ksen1.3才能保证可靠动作应选取本线范围内最小的短路电流进行校验。2021-12-1052如果本线范围内最小的短路电流能保证段保护可靠动作，则说明段保护具有保护本线全长的能力。2k.minsenactIKI（ ）Ksen1.3，灵敏度合格，能够保护本线全长Ksen+信号TAKA-+-YKTKSQFQF2021-12-10541.5 定时限过电流保护线路配置了电流段及段后，可以切除本线路上的故障。但是当继电保护或断路器发生故障时，仍不能保证切除故障。还应设段保护。拒动主保护后备保护2021-12-1055近后备远后备“

14、近后备”与“远后备”2021-12-1056定时限过电流保护（电流段）整定原则（1）过电流保护动作时限整定段保护动作时限阶梯特性 2021-12-1057（2）过电流保护动作电流整定A.过电流保护在正常运行时不动作 relactL.maxIK I负荷电流B.过电流保护在外部故障切除后可靠返回 relrelreMsL.maxMsactL.maxreIKKIKKIIK即:自起动系数2021-12-1058自起动情况 外部故障切除时，电压升高，相当于电动机负荷同时起动，此时电流为电机的起动电流，大于负荷电流。 以MsL.maxKI表示 MsK为自起动系数，它决定于网络接线和负荷性质，一般取1.53

15、2021-12-1059（3）过电流保护灵敏系数校验校验用作本线路近后备保护的灵敏度 校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用本线路末端最小短路电流校验，要求1.3 使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求1.22021-12-10601.6 阶段式电流保护1.6.1 阶段式电流保护的构成 *无时限电流速断保护（电流I段） *限时电流速断保护（电流II段） *定时限过电流保护（电流III段）主保护后备保护2021-12-1061I1 .actII2 .actIl0三段式电流保护的保护区及时限配合特性II1 .actIlII1tII2tI1tI2tABC123QF1QF3QF2IKtII I0.5

16、tII0.5tII1lI2lII1lIII2tIII1lI3tIII1t2021-12-1062归总式原理图1.6.2电磁型电流保护归总图与展开图2021-12-1063展开式原理图2021-12-10642021-12-10651.6.3 阶段式电流保护整定实例1.保护1电流I段整定计算（1）动作电流按躲过最大运行方式下本线路末端（即B母线处）三相短路时流过保护的最大短路电流整定，即2021-12-1066III1.actrelk.B.maxrels min1 AB10.53=1.25=1.8(kA)0.2+0.4 10EIK IKZz l（2）动作时限，为保护固有动作时间。（3）灵敏性校验

17、，即求出最大、最小保护范围。在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为：maxs.minI11.act1()110.53(0.2)7.92(km)0.41.8ElZzImax7.92%100%79.2%50%10l2021-12-1067最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为：mins.maxI11.act13()2110.533(0.3)6.54(km)0.41.82ElZzImin6.54%100%1065.4%15%l2021-12-10682.保护1电流段整定计算（1）求动作电流 与相邻线路保护2的段动作电流相配合IIIIIIIIact.1relact.2relrelK.C.max1

18、0.531.1 1.250.82(kA)0.20.4 25IK IK K I（2）动作时限 III120.5(s)ttt 2021-12-1069（3）灵敏系数校验 使用最小运行方式下本线路末端（即B母线处）发生两相金属性短路时流过保护的电流来校验 IIIIK B minsenact.1IIs.max1 ABact.13210.533() 0.820.30.4 1021.491.25IEKIZz lI （）灵敏系数合格 2021-12-10703保护1电流段整定计算（1）求动作电流 躲过本线路可能流过的最大负荷电流IIIIIIrelMsact.1L.maxre1.2 1.50.150.32(k

19、A)0.85KKIIK（2）动作时限 应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差t IIIIIIIII12.max3.max21.5(s)ttttt 2021-12-1071（3）灵敏系数校验 （a）近后备灵敏度校验 校验本线路灵敏系数 senIIIIIIK B minact.1IIIs.max1 ABact.13()210.533() 0.320.30.4 1023.821.5IEKIZz lI 近后备灵敏度满足要求 2021-12-1072（b）远后备灵敏度校验 校验相邻线路末端灵敏系数 senIIIIIIK.C.minsact.1IIIs.max1 ACact.13()210.533() 0.320.30.4 2521.591.25IEKIZZ lI远后备灵敏度满足要求 2021-12-1073电流保护评价1.选择性电流保护在单电源线路上具有选择性。电流段由动作电流保证选择性；电流段由动作电流及动作时间保证选择性；电流段由动作时间阶梯特性保证选择性。2021-12-10742.快速性电流段快速性最好，动作时间仅为ms级的 继电器固有动作时间；电流段快速性次之，动作时间为0.5s左右；电流段快速性最差，动作时间长。2021-12-1075