变电站第四章第一讲

1、第四章 输电线路的保护与监控&1 输电线路的保护与监控配置&1.1 输电线路的故障及其危害&1.2 输电线路微机保护的配置2022-4-262&1.1 输电线路的故障及其危害1 1、常见故障：、常见故障：各种类型的短路三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路偶尔一相断线和两相断线故障2 2、后果：、后果：通过很大短路电流，引起电弧；电气设备遭到破坏；造成人身伤亡；影响电力系统稳定运行；使用户正常供电遭到破坏3 3、不正常运行的状态：、不正常运行的状态：过负荷、过电压、频率降低等。2022-4-263&1.2 输电线路微机保护的配置反映相间短路故障的

2、电流保护；反映相间短路故障的电流保护；反映接地故障的保护；反映接地故障的保护；反映阻抗变换的距离保护；反映阻抗变换的距离保护；反映被保护线路两侧电气量的高频保护、光纤纵反映被保护线路两侧电气量的高频保护、光纤纵差保护差保护35kV35kV及以下：及以下：+；双电源方向电流保护；110220kV110220kV： +及其它（单电源、双电源 ）330500kV330500kV：考虑较多。 2022-4-264&2 输电线路继电保护&2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.2 输电线路的零序方向电流保护&2.3 输电线路微机距离保护2022-4-265&

3、2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护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定时限过电流保护定时限过电流保护&2.1.1 &2.1.1 三段式电流保护整定原则三段式电流保护整定原则2022-4-266评价评价一、电一、电流速断保护流速断保护1 1、作用：、作用：快速切除设备和线路故障。IKAKMKSLT+-TAQFQF1信号2 2、原理接线、原理接线2022-4-267整定原则：整定原则：躲过本线路末端最大短路电流躲过本线路末端最大短路电流。max1BkactIImax1BkrelactIKI3 . 12 . 1relKlQF1QF2L1QF5QF6L2AB

4、CI一、电一、电流速断保护流速断保护2022-4-268保护范围：保护范围：lXXEXESssKI1)3(lXXESsKI1)2(23保护范围：保护范围：本线首端的一部分.大运行方式下可达线路全长的50%。通常最小保护范围不小通常最小保护范围不小于线路全长的于线路全长的1520%1520%QF1QF2L1QF5QF6L2ABClminlmaxlIactI(k(3),Xs(小)I(k(2),Xs(大)）一、电流速断保护一、电流速断保护2022-4-269优点：优点：不反映下一线路故障，动作迅速。缺点：缺点：保护范围受系统运行方式、故障形式变化的影响较大，不能保护线路全长。一、电流速断保护一、电流

5、速断保护补充：补充：为防止在线路上管型避雷器放电时误动，微机保护通常在电流速断保护中设置可以独立整定的延时时间2022-4-2610返回返回1 1、作用：、作用：快速切除本线瞬时速断保护保护范围外的故障。快速切除本线瞬时速断保护保护范围外的故障。2 2、要求：、要求：能保护本线全长。动作时间尽量短。能保护本线全长。动作时间尽量短。IactIIact21IactrelIKIact212 . 11 . 1relKtttI21st5 .03 3、整定计算：、整定计算：BCQF1QF2L1QF5QF6L2A二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护2022-4-2611返回返回1 1、作用、作用 作为本

6、线路主保护拒动的后备保护；作为下线路作为本线路主保护拒动的后备保护；作为下线路保护或开关拒动的后备保护。保护或开关拒动的后备保护。2 2、保护范围、保护范围本线及下级线路的全长本线及下级线路的全长3 3、电流定值整定原则、电流定值整定原则1)1)保护在线路流过最大负荷电流时不应动作。保护在线路流过最大负荷电流时不应动作。 I Iactact.I Ilmaxlmax最大负荷电流要考虑电动机自起动电流最大负荷电流要考虑电动机自起动电流BCQF1QF2L1QF5QF6L2AIIt三、定时限过电流保护三、定时限过电流保护2022-4-26122)2)对已经启动的装置，在线路故障切除后，线路对已经启动的

7、装置，在线路故障切除后，线路流过最大负荷电流时应能可靠返回。流过最大负荷电流时应能可靠返回。RastrrelactIKKKI25. 12 . 1relK95. 085. 0rK35 . 1astK三、定时限过电流保护三、定时限过电流保护2022-4-26134 4、时间整定、时间整定 按阶梯性原则确定。即上级保护的动作时限，比下级保护(定时过流）的动作时限长t。5 5、灵敏度校验、灵敏度校验actKsenIIKmin近后备：近后备：本线末端最小短路电流。本线末端最小短路电流。K Ksensen1.31.51.31.5远后备：远后备：下及线路末端最小短路电流。下及线路末端最小短路电流。K Kse

8、nsen1.21.2 采用阶梯性原则的目的目的：保证保护动作的选择性，尽量缩小停电范围。BCQF1QF2L1QF5QF6L2AItt1t2t3tttl2022-4-2614返回返回2022-4-2615对继电保护的评价，主要是从对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏选择性、速动性、灵敏性和可靠性性和可靠性四个方面出发，看其是否满足电力系统安四个方面出发，看其是否满足电力系统安全运行的要求，是否符合有关规程的规定。全运行的要求，是否符合有关规程的规定。1) 1) 选择性选择性 在三段式电流保护中，电流速断保护的选择性是靠在三段式电流保护中，电流速断保护的选择性是靠动作电流来实现的；限时电

9、流速断保护和过电流保护动作电流来实现的；限时电流速断保护和过电流保护则是靠动作电流和动作时限来实现的。它们在则是靠动作电流和动作时限来实现的。它们在35kV35kV及及以下的单侧电源辐射形电网中具有明显的选择性，但以下的单侧电源辐射形电网中具有明显的选择性，但在多电源网络或单电源环网中，则只有在某些特殊情在多电源网络或单电源环网中，则只有在某些特殊情况下才能满足选择性要求。况下才能满足选择性要求。四、对三段式电流保护的评价四、对三段式电流保护的评价2022-4-26162) 2) 速动性速动性 I电流速断保护以保护固有动作时限动作于跳闸；电流速断保护以保护固有动作时限动作于跳闸； II限时电流

10、速断保护动作时限一般在限时电流速断保护动作时限一般在0.5S以内以内，因而动作，因而动作 迅迅速是这两种保护的优点。速是这两种保护的优点。 III过电流保护动作时限较长，特别是靠近电源侧的保护动作过电流保护动作时限较长，特别是靠近电源侧的保护动作时限可能长达几秒，这是过电流保护的主要缺点。时限可能长达几秒，这是过电流保护的主要缺点。四、对三段式电流保护的评价四、对三段式电流保护的评价2022-4-26173) 3) 灵敏性灵敏性u I I电流速断保护不能保护本线路全长，且保护范围受系统运电流速断保护不能保护本线路全长，且保护范围受系统运行方式的影响较大；行方式的影响较大；u IIII限时电流速

11、断保护虽能保护本线路全长，但灵敏性依然限时电流速断保护虽能保护本线路全长，但灵敏性依然要受系统运行方式的影响；要受系统运行方式的影响；u IIIIII过电流保护因按最大负荷电流整定，灵敏性一般能满足过电流保护因按最大负荷电流整定，灵敏性一般能满足要求，但在长距离重负荷线路上，由于负荷电流几乎与短路电要求，但在长距离重负荷线路上，由于负荷电流几乎与短路电流相当，则往往难以满足要求。流相当，则往往难以满足要求。 受系统运行方式影响大、灵敏性差受系统运行方式影响大、灵敏性差是三段式电流保护的主是三段式电流保护的主要缺点。要缺点。四、对三段式电流保护的评价四、对三段式电流保护的评价2022-4-261

12、84) 4) 可靠性可靠性 由于三段式电流保护中继电器简单，数量少，接线、由于三段式电流保护中继电器简单，数量少，接线、调试和整定计算都较简便，不易出错，因此可靠性调试和整定计算都较简便，不易出错，因此可靠性较高。较高。 总之，使用一段、二段或三段而组成的阶段式电流保总之，使用一段、二段或三段而组成的阶段式电流保护，其最主要的优点就是护，其最主要的优点就是，并且在一般情况下，并且在一般情况下能满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是能满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是。其缺点。其缺点是受电网的接线及电力系统运行方式变化的影响，使其灵是受电网的接线及电力系统运行方式变化的影响，使其灵敏

13、性和保护范围不能满足要求。敏性和保护范围不能满足要求。四、对三段式电流保护的评价四、对三段式电流保护的评价&2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.1.2 &2.1.2 电流保护的接线方式电流保护的接线方式基本概念：指保护中电流继电器和电流互感器之间的接线方式。110kV以上和35kV以下的接线方式。2022-4-2619一、问题的提出：问题的提出：对电流速断保护：对电流速断保护：d1d1处短路，若处短路，若I Id1d1 I Iact3act3，则保护，则保护3 3误动，误动，d2d2处短路，若处短路，若I Id2d2 I Iact2act2则保护则保护2 2误

14、动。误动。对过电流保护：对过电流保护：d1d1处短路，要求处短路，要求 ,d2,d2处短路，要处短路，要求求 , ,显然，这种要求是矛盾的。显然，这种要求是矛盾的。&2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护23tt32tt2022-4-2620二、短路电流特点：二、短路电流特点：1 1、有选择性动作的保护：、有选择性动作的保护：d1d1处短路：保护处短路：保护1 1、2 2动作；动作；d2d2处短路：保护处短路：保护3 3、4 4动作。动作。流过该保护装置的短路电流的特点：从母线流向线路。2 2、无选择性动作的保护：、

15、无选择性动作的保护：d1d1处短路：保护处短路：保护3 3误动作；误动作；d2d2处短路：保护处短路：保护2 2、5 5误动作。误动作。流过该保护装置的短路电流的特点：从线路流向母线。&2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护2022-4-2621三、解决办法：三、解决办法：加装方向判别元件加装方向判别元件功率方向继电器功率方向继电器KWKW。当方向元件和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。当方向元件和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。2022-4-2622&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向

16、电流保护四、四、KWKW的动作特点：的动作特点：1 1、电流正方向规定：、电流正方向规定：从母线流向线路为正从母线流向线路为正。2 2、KWKW的动作条件：的动作条件：电流从电流从母线母线流向流向线路，线路，即电流为即电流为正正方向时，方向时，KWKW动动作；作；电流从电流从线路线路流向流向母线，母线，即电流为即电流为负负方向时，方向时， KWKW将保护闭锁。将保护闭锁。2022-4-2623&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护五、方向电流保护：五、方向电流保护：在基本电流保护的基础上加装一在基本电流保护的基础上加装一个方向判别元件个方向判别元件功率方向继电器而

17、构成的保护。功率方向继电器而构成的保护。1 1、方向过、方向过 电流电流保护保护 的原理的原理图图（按相启（按相启动）：动）：2022-4-2624&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护2 2、功率方向继电器的设置原则（、功率方向继电器的设置原则（结合下图分析）结合下图分析）：（1 1）电流电流段：段：K1K1点短路时，当点短路时，当 时，保护时，保护3 3不不需装设需装设KWKW；同理，当；同理，当 时，保护时，保护6 6不需装设不需装设KWKW。即：对于电流即：对于电流段保护，当通过它的段保护，当通过它的反方向最大短路电反方向最大短路电流流小于小于其保护动作值

18、时，其保护动作值时，不需不需装设功率方向元件。装设功率方向元件。1 .max.3k aactII1 .max.6k bactII2022-4-2625&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护（2 2）电流）电流段：假设段：假设同一母线两侧，时限同一母线两侧，时限长长的一侧过电流保护的一侧过电流保护不需加装方向不需加装方向元件元件，而在时限，而在时限短短的一侧的一侧加装方向判别元件。加装方向判别元件。360ttS2022-4-26262 2、功率方向继电器的设置原则：、功率方向继电器的设置原则：&2.1.3 &2.1.3 方向电流保护方向电流保护&am

19、p;2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.1.4 &2.1.4 三段式方向电流保护程序逻辑原三段式方向电流保护程序逻辑原理理2022-4-2627&2.1 输电线路的电流保护和方向电流保护&2.1.4 &2.1.4 三段式方向电流保护程序逻辑原三段式方向电流保护程序逻辑原理理2022-4-2628一般线路保护装置还带有以下功能：一般线路保护装置还带有以下功能：TV断线检测（模拟量求和自检）低频元件小电流接地选线过负荷保护输电线路自动重合闸（ARC）&2.2 输电线路的零序方向电流保护零序电流方向零序电流方向保护保护是反映中性点直接接地系统

20、的线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护。零序段零序段零序段&2.2.1 &2.2.1 保护电流元件配置及整定原保护电流元件配置及整定原则则2022-4-2629动作动作时限时限一 零序电流速断保护(零序段)无时限零序电流速断保护工作原理与无时限电流速断保护相似，靠整定零序电流的大小来获得选择性。 整定原则：整定原则：躲过下一条线路出口处单相接地或两相接地时可能出现的最大零序电流，即 的求取的求取：故障点：本线路末端 故障类型 ：两相接地和单相接地 按最大运行方式考虑，即系统的零序等值阻抗值最小 max003IKIrelsetmax03I&2.2 输电线路的零序方向电流保护&2.2.1 &2.2.1 保护电流元件配置及整定原保护电流元件配置及整定原则则2022-4-2630返回返回二 零序电流限时速断保护（零序段） 整定原则：整定原则：启动电流：与相邻线路的零序电流段配合动作时限：