线路相间短路电流保护

1、2012年继电保护输电线路相间短路的电流保护输电线路相间短路的电流保护主要内容主要内容一、无时限电流速断保护一、无时限电流速断保护二、二、限时电流速断保护限时电流速断保护三、定时限过电流保护三、定时限过电流保护四、电流保护的接线方式四、电流保护的接线方式五五、 阶段式电流保护阶段式电流保护流过保护流过保护1 1的短路电流大于整定的动作电流的短路电流大于整定的动作电流 时时: :保护动作保护动作. .operKIIM MIN第一节第一节 无时限电流速断保护无时限电流速断保护上页下页返回1.1.工作原理工作原理 线路上发生三相短路时线路上发生三相短路时, ,流过保护流过保护1 1的的短路电流短路电

2、流: :KMMMKZZEZEI)3(ME 系统等效电系统等效电源的相电动势源的相电动势 MZ 系统等效电系统等效电源源到保护安装处到保护安装处之间的正序阻抗之间的正序阻抗 保护安装处保护安装处至短路点之间的至短路点之间的正序阻抗正序阻抗 KZKKIoperImax.KNImax.KI0KILmax.KNIminLmaxLKI最大运最大运行式下行式下最小运最小运行方下行方下为了保证选择性，电流速断保护的动作为了保证选择性，电流速断保护的动作电流应躲过下一线路首端（或本线路末电流应躲过下一线路首端（或本线路末端）短路故障时流过本保护的短路电流端）短路故障时流过本保护的短路电流 可靠系数有KrelK

3、relIIIINKoperNKoper)3(max.3max. 最大运行方式下，被保护线路末端最大运行方式下，被保护线路末端N N发生金发生金属性三相短路时，流过保护装置的最大短路电流。属性三相短路时，流过保护装置的最大短路电流。 )3(max.NKI 无无时限保护不能时限保护不能保护线路全长保护线路全长, ,保护保护范围随运行方式而范围随运行方式而变化变化第一节第一节 无时限电流速断保护无时限电流速断保护2.2.接线原理接线原理KA信号 IKMKSTQ1QFTAQF上页下页返回电流互电流互感器感器电流继电流继电器电器中间继中间继电器电器信号继信号继电器电器It1IIt1t上页下页返回第二节第

4、二节 限时电流速断保护限时电流速断保护1.1.工作原理工作原理P1mNn2IMIIoperI1.0KIlIIoperI1.IoperI2.mn0tl由于无时限电流速由于无时限电流速断保护一般不能保断保护一般不能保护线路全长，为切护线路全长，为切除本线路无时限电除本线路无时限电流速断保护范围以流速断保护范围以外的短路故障，为外的短路故障，为此增设第二套电流此增设第二套电流速断保护，即速断保护，即限时限时电流速断保护电流速断保护 限时电流速断保护。限时电流速断保护。它的动作范围应包它的动作范围应包括被保护线路全长。括被保护线路全长。为了获得动作选择为了获得动作选择性，第二套电流速性，第二套电流速断

5、保护必须带时限，断保护必须带时限，以便和相邻线路以便和相邻线路段电流速断保护相段电流速断保护相配合，配合， 所带的时限只比瞬所带的时限只比瞬时电流速断保护大时电流速断保护大一个或两个时限级一个或两个时限级差差t t，所以称它，所以称它为为限时电流速断保限时电流速断保护护。此情况下，它。此情况下，它的保护范围不超越的保护范围不超越相邻线路相邻线路段或段或段电流保护的保护段电流保护的保护范围范围 保护保护2无时限无时限电流速断范围电流速断范围保护保护1限时电流速断范围限时电流速断范围保护保护1无时限无时限电流速断范围电流速断范围2.2.动作电流整定动作电流整定保护保护1 1的限时电流的限时电流速断

6、动作电流速断动作电流应为应为: : 考虑到电流计算和考虑到电流计算和整定误差等不利因整定误差等不利因素，故引入可靠系素，故引入可靠系数后写为数后写为: IIoperI1.IoperIIoperII2.1.IoperrelIIoperIKI2.1.3.3.动作时限选择动作时限选择保护保护1 1的限时电流的限时电流速断保护区延伸到速断保护区延伸到m m点点, ,为使在为使在N Nm m之间之间发生故障时不误动发生故障时不误动作作, ,动作时间应为动作时间应为: : 为级差tttttIIII0221It2IIt2t第二节第二节 限时电流速断保护限时电流速断保护4.4.灵敏度校验灵敏度校验5 . 13

7、 . 1minIIoperKsenIIK 为了保护线路全长，限时电流速断保护必须在最小运行为了保护线路全长，限时电流速断保护必须在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，具有足够的灵方式下，被保护线路末端发生两相短路时，具有足够的灵敏度。通常用灵敏系数敏度。通常用灵敏系数 来表示。来表示。senKminKI在最小运行方式下被保护线路末端发生在最小运行方式下被保护线路末端发生两相金属性短路故障时流经保护的电流两相金属性短路故障时流经保护的电流。上页下页返回5.5.原理接线原理接线KAIKTKSTQ1QFTAQFt信号上页下页返回 限时电流速断保护限时电流速断保护与无时限电流速断与无时限电流

8、速断保护接线的主要区别保护接线的主要区别是将中间继电器换成是将中间继电器换成了时间继电器。当电了时间继电器。当电流继电器动作后，须流继电器动作后，须经过时间继电器的延经过时间继电器的延时后，才能动作于跳时后，才能动作于跳闸。闸。第二节第二节 限时电流速断保护限时电流速断保护 限时电流速断保护虽能保护线路的限时电流速断保护虽能保护线路的全长，但不能作为下一线路保护的后备。全长，但不能作为下一线路保护的后备。而定时限过电流保护不仅能保护本线路而定时限过电流保护不仅能保护本线路全长，还能保护相邻线路的全长，可以全长，还能保护相邻线路的全长，可以起到后备保护的作用。这是因为过电流起到后备保护的作用。这

9、是因为过电流保护不是按躲过某一短路电流，而是按保护不是按躲过某一短路电流，而是按躲过最大负荷电流来整定的，故它的动躲过最大负荷电流来整定的，故它的动作电流值较低，灵敏度较高，保护范围作电流值较低，灵敏度较高，保护范围大。大。 第三节第三节 定限时过电流保护定限时过电流保护上页下页返回上页下页返回第三节第三节 定限时过电流保护定限时过电流保护定时限过电流保护也是靠适当选取定时限过电流保护也是靠适当选取动作电流和动作时限来获得选择性的。动作电流和动作时限来获得选择性的。 一、定时限过电流保护动作电流的整定原则一、定时限过电流保护动作电流的整定原则 1 1）动作电流应整定得大于该线路上可能出现）动作

10、电流应整定得大于该线路上可能出现的最大负荷电流的最大负荷电流2 2）在外部短路故障切除后，电流继电器能可靠返回。）在外部短路故障切除后，电流继电器能可靠返回。 max lImaxloperII自起动系数SSlresssreloperKIKKKImax上页下页返回第三节第三节 定限时过电流保护定限时过电流保护二、定时限过电流保护动作时限的整定原则二、定时限过电流保护动作时限的整定原则 1 1）过电流保护的动作时限应按阶梯原则选择过电流保护的动作时限应按阶梯原则选择 tttnnmax)1(1KMINIIIQF2QF1QF4QF5IQF30lt1t2t3t4t5tt上页下页返回第三节第三节 定限时过

11、电流保护定限时过电流保护三、定时限过电流保护限的灵敏度校验三、定时限过电流保护限的灵敏度校验 灵敏度校验应按如下两种情况分别考虑：灵敏度校验应按如下两种情况分别考虑：(1) (1) 当过电流保护作为本线路的近后备保护时，其校验点当过电流保护作为本线路的近后备保护时，其校验点应选在本线路末端应选在本线路末端（2 2）当过电流保护作为相邻元件的远后备保护时，）当过电流保护作为相邻元件的远后备保护时，其校验点应选在相邻线路（元件）末端，其校验点应选在相邻线路（元件）末端， 当过电流保护的灵敏度不能满足要求时，应采取性能当过电流保护的灵敏度不能满足要求时，应采取性能更好的保护方式。更好的保护方式。5

12、. 13 . 1senK2 . 1senK上页下页返回第四节第四节 电流保护的接线方式电流保护的接线方式一、三种基本的接线方式一、三种基本的接线方式 电流保护的接线方式，电流保护的接线方式，指的是电流继电器与指的是电流继电器与电流互感器二次绕组电流互感器二次绕组之间的连接方式之间的连接方式,有有三三种基本的接线方式。种基本的接线方式。 三相三继电器完全星三相三继电器完全星接线方式接线方式 两相两继电器不完全星两相两继电器不完全星接线方式接线方式 两相电流差两相电流差接线方式接线方式 三相三继电器完全星三相三继电器完全星接线方式接线方式 IIIAIBICIaIbIcI可以反可以反应各种应各种类型

13、的类型的相间故相间故障和接障和接地故障地故障上页下页返回上页下页返回两相两继电器不完全星两相两继电器不完全星接线方式接线方式 可以反可以反应各种应各种类型的类型的相间故相间故障和有障和有电流互电流互感器相感器相的接地的接地故障。故障。IIAIBICIaIcI上页下页返回两相电流差两相电流差接线方式接线方式 通过继电器的通过继电器的电流为两相电电流为两相电流之差流之差. .不同不同故障类型和故障类型和短路相别下短路相别下,通过继电器通过继电器的电流和电的电流和电流互感器二流互感器二次电流之比次电流之比是不同的是不同的 .IAIBICIaIcIgI 定义接线系数，为流入继电器定义接线系数，为流入继

14、电器的电流与电流互感器二次电流之比，的电流与电流互感器二次电流之比，以以 表示。表示。 conK上页下页返回第四节第四节 电流保护的接线方式电流保护的接线方式二、各种接线方式的性能分析二、各种接线方式的性能分析 ( (一一) )对相间短路故障的反应能力对相间短路故障的反应能力 完全星形和不完全星形接线都能正确反应被保完全星形和不完全星形接线都能正确反应被保护线路不同相别的相间短路故障，只是动作的继电护线路不同相别的相间短路故障，只是动作的继电器数目不同而已。两相不完全星形接线方式在器数目不同而已。两相不完全星形接线方式在ABAB和和BCBC相间短路故障时只有一个继电器动作。三相完全相间短路故障

15、时只有一个继电器动作。三相完全星形接线方式在各种相间短路故障时，至少有两个星形接线方式在各种相间短路故障时，至少有两个继电器动作，动作可靠性较高。继电器动作，动作可靠性较高。第四节第四节 电流保护的接线方式电流保护的接线方式二、各种接线方式的性能分析二、各种接线方式的性能分析 ( (二二) )对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力 在小接地电流电网中，发生单相接地故障时，流在小接地电流电网中，发生单相接地故障时，流过接地点的仅为零序电容电流，相间电压仍然对称，过接地点的仅为零序电容电流，相间电压仍然对称，对负荷没有影响。为提高供电可靠性，允许小接地

16、电对负荷没有影响。为提高供电可靠性，允许小接地电流电网带一点接地继续运行一短时间。故在这种电网流电网带一点接地继续运行一短时间。故在这种电网中，在不同地点发生两点接地短路时，要求保护动作中，在不同地点发生两点接地短路时，要求保护动作只切除一个接地故障点，以提高供电可靠性。只切除一个接地故障点，以提高供电可靠性。 上页下页返回1K2K3K1III23IIIIIIABC对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力1.串联线路串联线路上页下页返回完全星型完全星型不完全星型不完全星型由于两个保护在定由于两个保护在定值和时限上都按选值和时限上都按选择性要求而配合整

17、择性要求而配合整定的，因此，能够定的，因此，能够保证保证100100地只切地只切除线路除线路。 由于由于B B相不装电流互感器和相相不装电流互感器和相应的电流继电器，当线路应的电流继电器，当线路上发生上发生B B相接地，而线路相接地，而线路I I上上发生发生A A相或相或C C相接地时，保护相接地时，保护2 2不能动作，只能由保护不能动作，只能由保护1 1动作动作切除线路切除线路I I，扩大了停电范围。，扩大了停电范围。这种接线方式在不同相别的这种接线方式在不同相别的两点接地组合中，只能保证两点接地组合中，只能保证2/32/3的机会有选择性地切除一的机会有选择性地切除一条线路。条线路。 1II

18、I2K3K23IIIIIIABC上页下页返回1.并联线路并联线路对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力完全星型完全星型两套保护将同时动作，两套保护将同时动作，而切除两条线路而切除两条线路。 不完全星型不完全星型线路线路IIII故障相别故障相别AABBCC线路线路IIIIII故障相别故障相别BCACAB保护保护2动作情况动作情况+-+保护保护3动作情况动作情况-+-1切除线路数切除线路数121121保护动作情况保护动作情况“+”动作动作 “-”不动作不动作能保证有能保证有2/32/3的机会只切除一条线路。的机会只切除一条线路。 (三三)对对YN，d1

19、1接线变压器后两相短路的反应能力接线变压器后两相短路的反应能力 IIAIBICI)2(31kIaIbIacI)2(32kI)2(31kI上页下页返回031)2(21cabaKaaIIIIIII)2()2(132231KABKaCAIIIIIII1aIaI1bI2bIbI2aI2cI1cI)(CAIIBI21ACII12ACII21BBII 当过电流保护接于变压器的一侧，作为当过电流保护接于变压器的一侧，作为变压器及另一侧线路故障的后备保护时，保变压器及另一侧线路故障的后备保护时，保护的接线将直接影响保护对某些故障的护的接线将直接影响保护对某些故障的反应能力或灵敏性反应能力或灵敏性。 d侧各相电

20、流之间的关系侧各相电流之间的关系Y侧各相电流之间的关系侧各相电流之间的关系 d d侧侧a a、b b两相发生短路时，两相发生短路时，YNYN侧侧A A相和相和C C相中的电流只为相中的电流只为B B相电流的一半相电流的一半。 上页下页返回对对YN，d11接线变压器后两相短路的反应能力结论接线变压器后两相短路的反应能力结论 当采用变压器高压侧当采用变压器高压侧(YN(YN侧侧) )的过电流保护，作为的过电流保护，作为变压器保护的后备保护时，若保护采用三相完全星形变压器保护的后备保护时，若保护采用三相完全星形接线，则接于接线，则接于B B相的电流继电器灵敏度最高，是其他相的电流继电器灵敏度最高，是

21、其他两相电流继电器的两倍。两相电流继电器的两倍。 当采用两相不完全星形接线时，因当采用两相不完全星形接线时，因B B相上没有电流相上没有电流继电器，所以不能反应继电器，所以不能反应B B相的最大电流，故灵敏度只有相的最大电流，故灵敏度只有三相完全星形接线时的一半。三相完全星形接线时的一半。 为克服这一缺点，可在不完全星形接线的中性线为克服这一缺点，可在不完全星形接线的中性线上接入一个电流继电器，流过这个继电器的电流大小上接入一个电流继电器，流过这个继电器的电流大小与与B B相电流相等。称为相电流相等。称为二相三继电器接线二相三继电器接线。 上页下页返回第五节第五节 阶段式电流保护阶段式电流保护 将无时限电流速断、限时电流速断及定时限过电将无时限电流速断、限时电流速断及定时限过电流保护组合在一起，构成一整套保护，使之相互补充流保护组合在一起，构成一整套保护，使之相互补充和配合，称为和配合，称为三段式电流保护。三段式电流保护。 通常将无时限电流速断保护称为通常将无时限电流速断保护称为I I段段； 限时电流速断保护称为限时电流速断保护称为段段； 定时限过电流保护称为定时限过电流保护称为段段。 I I段和段和段保护共同组成线路的主保护，段保护共同组成线路的主保护，段保段保护作为本线路护作为本线路I I、段保护的近后备，也作为下一线段保护的近