现代供电技术第6章PPT

1、西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件继电保护基础继电保护基础电网相间短路的电流电压保护电网相间短路的电流电压保护小接地电流系统的单相接地保护小接地电流系统的单相接地保护电力变压器保护电力变压器保护高压电动机的保护高压电动机的保护备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置供电系统的微机保护供电系统的微机保护西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件第一节第一节 继电保护基础继电保护基础西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件工矿企业供电系统在运行中，可能出现各种故障工矿企业供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。和不正常运行状态。故障：故障：相间短路、接地短路

2、，变压器、电动机一相间短路、接地短路，变压器、电动机一相绕组的匝间短路等。相绕组的匝间短路等。不正常运行状态：不正常运行状态：过负荷、一相断线、小接地电过负荷、一相断线、小接地电流系统中的单相接地等。流系统中的单相接地等。 故障原因：故障原因： 外部原因：外部原因： （如雷击、污闪等）（如雷击、污闪等） 内部原因：内部原因： （如绝缘老化、损坏等）（如绝缘老化、损坏等） 误操作：（运行时）误操作：（运行时）一、输配电系统的故障一、输配电系统的故障西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件故障后果（1）损坏设备、缩短设备使用寿命。）损坏设备、缩短设备使用寿命。（2）破坏系统运行的稳定性。）

3、破坏系统运行的稳定性。（3）用户电压下降；破坏工作稳定，影响产品）用户电压下降；破坏工作稳定，影响产品质量。质量。（4）供电质量：电压、频率、谐波。）供电质量：电压、频率、谐波。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件继电保护的任务继电保护的任务发生故障时，自动、迅速、有选择地借助于断发生故障时，自动、迅速、有选择地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除；路器将故障部分从供电系统中切除； （继电保护动作于断路器跳闸）（继电保护动作于断路器跳闸）当设备出现不正常运行状态时，根据运行条件当设备出现不正常运行状态时，根据运行条件而动作于发出信号、减负荷或者跳闸。而动作于发出信号、减负荷或者跳

4、闸。 （继电保护动作于发信号）（继电保护动作于发信号）西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件继电保护的工作原理继电保护的工作原理供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化等。因的降低，以及电流、电压间相位角的变化等。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继电保护。以构成不同原理和类型的继电保护。分成两类：分成两类：1.反应电气量变化的保护反应电气量变化的保护,2.反映非电气量变化的保护反映非电气量变化的保护。西安工业大学电子信息工程学院现

5、代供电技术电子课件反应电气量变化的保护原理：反应电气量变化的保护原理：利用短路时电流增大的特征，可构成利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护过电流保护；利用电压降低的特征，可构成利用电压降低的特征，可构成低电压保护低电压保护；利用电压和电流比值的变化，可构成利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗（距离）阻抗（距离）保护保护；利用电流和电压之间相位关系的变化，可构成利用电流和电压之间相位关系的变化，可构成方向方向保护保护；利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成构成差动保护差动保护等。等。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件反应非

6、电气量变化的保护原理：反应非电气量变化的保护原理：利用故障时变压器油分解所产生的气体，可构成利用故障时变压器油分解所产生的气体，可构成瓦斯保护瓦斯保护。利用电动机绕组温度的升高，可构成利用电动机绕组温度的升高，可构成过负荷保护过负荷保护或或过热保护过热保护。*可利用任何可利用任何故障与正常运行状态下故障与正常运行状态下有区别有区别的信号来实现保护的信号来实现保护西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件二、继电保护装置的构成二、继电保护装置的构成 测量部分：测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果，给出

7、逻辑信号。定的整定值进行比较，根据比较结果，给出逻辑信号。逻辑部分：逻辑部分：根据测量部分的输出，使保护装置按照一定的逻根据测量部分的输出，使保护装置按照一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号。辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号。执行部分：执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。担负的任务。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求 对作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基对作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求：本要求： 选择性选择性 快

8、速性快速性 灵敏性灵敏性 可靠性可靠性西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件1、选择性、选择性 当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就叫有选择性。叫有选择性。 k点点故故障障QF2动动作作西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 图解：下图中各断路器都装有保护。图解：下图中各断路器都装有保护。K1点短路时，保护点短路时，保护只跳开只跳开1QF 和和2QF，使其余部分继续供电；又

9、如，使其余部分继续供电；又如 K3点短点短路，断路器路，断路器 1QF6QF均有短路电流，保护只应跳均有短路电流，保护只应跳6QF，除变电站除变电站D停电外，其余继续供电。停电外，其余继续供电。 K3点短路时，若点短路时，若6QF因本身失灵或保护拒动而不能跳开，因本身失灵或保护拒动而不能跳开，此时此时5QF的保护应使的保护应使5QF跳闸，这显然符合选择性的要求，跳闸，这显然符合选择性的要求，这种作用称为这种作用称为。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件2、速动性、速动性 为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高

10、电力系统障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时尽尽快动作快动作将故障切除。将故障切除。 注意：注意：必须在满足选择性的基础上必须在满足选择性的基础上 Why?!西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件3、灵敏性、灵敏性保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性，用灵敏系数（态的反应能力称为灵敏性，用灵敏系数（ks）来）来衡量。衡量。 在进行继电保护整定计算的时候，常用到最在进行继电保护整定计算的时候，常用到最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式

11、就是大运行方式和最小运行方式。最大运行方式就是和最小运行方式是指在同一点发生同一类型短路，和最小运行方式是指在同一点发生同一类型短路，流过某一保护装置的电流达到最大值和最小值的流过某一保护装置的电流达到最大值和最小值的运行方式。运行方式。故障区故障区动作区动作区西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件（1）对于反应故障时参数量增加的保护装置）对于反应故障时参数量增加的保护装置 例如：过电流保护的灵敏系数为例如：过电流保护的灵敏系数为 KSIk.minIop Ik.min保护区内故障的最小短路电流值 Iop 保护装置的动作电流（2）对于反应故障时参数量降低的保护装置）对于反应故障时参数量

12、降低的保护装置 例如：低电压保护的灵敏系数为例如：低电压保护的灵敏系数为 KSUopUk.max Uk.max保护区内故障的最大残压值 Uop 保护装置的动作电流西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件（3）可靠性）可靠性 指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。不误动；不误动；不拒动。不拒动。 可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水可靠性主要指保护装置本身的质量和运行

13、维护水平而言。平而言。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件四个基本要求之间的关系四个基本要求之间的关系几点注意点：几点注意点：可靠性最重要可靠性最重要灵敏性直接影响可靠性灵敏性直接影响可靠性选择性影响快速性选择性影响快速性西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件三、常用继电器三、常用继电器1、继电保护、继电保护：（在电力行业）泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。2、继电保护装置、继电保护装置：指各种具体的装置。 （单个继电器或继电器与其附属设备构成，电子元件，计算机）西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件各种继电器的表示符号和图形符号各种继电器

14、的表示符号和图形符号西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量）达到继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量）达到规定值时，其电气输出电路被接通（导通）或分断（阻断、规定值时，其电气输出电路被接通（导通）或分断（阻断、关断）的自动电器。关断）的自动电器。 保护继电器保护继电器的组成元件的组成元件机电型机电型电子型电子型微机型微机型又称静态继电器又称静态继电器，用模拟电子电路及部分数字用模拟电子电路及部分数字电子电路构成。具有动作灵敏、体积小、能耗电子电路构成。具有动作灵敏、体积小、能耗低、耐震动、无机械惯性等优点低、耐震动、无机械惯性等优点。

15、 结构原理有电磁式、感应式等结构原理有电磁式、感应式等。具有简单可靠、具有简单可靠、便于维修等优点。便于维修等优点。 又称数字式继电器，是以微处理器（缩写又称数字式继电器，是以微处理器（缩写MPUMPU）为核心组成的新型继电保护装置。与传统的继为核心组成的新型继电保护装置。与传统的继电保护装置相比，具有可靠性高、功能齐全、电保护装置相比，具有可靠性高、功能齐全、调试维护方便、性能价格比优等优点。已成为调试维护方便、性能价格比优等优点。已成为电力系统继电保护的更新换代产品。电力系统继电保护的更新换代产品。 在供电系统中，电流继电器是保护装置中重要的起动元件。常用在供电系统中，电流继电器是保护装置

16、中重要的起动元件。常用的机电式电流继电器分电磁式和感应式两种。的机电式电流继电器分电磁式和感应式两种。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件（一）电磁式继电器西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件动作电流：动作电流：能使继电器动作的最小电流称能使继电器动作的最小电流称为动作电流，以为动作电流，以Iop表示。表示。返回电流：返回电流：能使继电器返回的最大电流为能使继电器返回的最大电流为返回电流，以返回电流，以Ire表示。表示。返回系数：返回系数：kre = Ire / Iop继电保

17、护规定：继电保护规定：过流继电器的不应低于过流继电器的不应低于0.85；低电压继电器的应不大于低电压继电器的应不大于1.25。尽量接近于。尽量接近于1。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 (1) (1)电磁式电流继电器电磁式电流继电器IreYIIop01 动作电流动作电流Iop过电流继电器线圈过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流。中的使继电器动作的最小电流。 rereopIKI 这种电流继电器是一种瞬时继电器。这种电流继电器是一种瞬时继电器。用电磁式电流继电器构成定时限过电流保用电磁式电流继电器构成定时限过电流保护装置时，还要用到电磁式时间继电器护装置时，还要用到电磁式时间

18、继电器(KT)、信号继电器、信号继电器(KS)以及中间继电器以及中间继电器(KM)。ItIoptop0电磁式电流继电器的其动作特性如图所示。电磁式电流继电器的其动作特性如图所示。 返回电流返回电流Ire过电流继电器线圈过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流。置的最大电流。 因为这种保护装置的动作时限（由时因为这种保护装置的动作时限（由时间继电器预先调整）与故障电流的大小无间继电器预先调整）与故障电流的大小无关，是固定的，所以其保护特性称为关，是固定的，所以其保护特性称为“定定时限特性时限特性”。如右图所示。如右图所示。 西安工业大学电子

19、信息工程学院现代供电技术电子课件电磁型继电器分类：电磁型继电器分类：电磁型电压继电器：过电压、低电压电磁型电压继电器：过电压、低电压电磁型时间继电器在保护装置中起延时作用，以电磁型时间继电器在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的选择性。保证保护装置动作的选择性。电磁型中间继电器的作用是为了扩充保护装置出电磁型中间继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合口继电器的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时或断开时带有不大的延时(0.40.8S) 。电磁型信号继电器用于各保护装置回路中，作为电磁型信号继电器用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示

20、器保护动作的指示器 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件二感应式电流继电器二感应式电流继电器 感应型电流继电器的动作机构主要由部分套有铜制短路环的感应型电流继电器的动作机构主要由部分套有铜制短路环的主电磁铁、瞬动衔铁和可动铝盘等元件组成。主电磁铁、瞬动衔铁和可动铝盘等元件组成。 当电磁铁线圈电流在一定范围之内时，铝盘由于两个不同相当电磁铁线圈电流在一定范围之内时，铝盘由于两个不同相位交变磁通所产生的涡流而转动，经过延时带动接点系统动作，位交变磁通所产生的涡流而转动，经过延时带动接点系统动作，由于电流越大，铝盘转动得越快。由于电流越大，铝盘转动得越快。西安工业大学电子信息工程学院现代

21、供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 感应式电流继电器的电流时间特性曲线如图所示。当继电器线圈中的感应式电流继电器的电流时间特性曲线如图所示。当继电器线圈中的电流大到一定数值时，其动作时间与通入电流的平方成反比，通入的电流电流大到一定数值时，其动作时间与通入电流的平方成反比，通入的电流越大，动作时间越短，这也就是感应式电流继电器的越大，动作时间越短，这也就是感应式电流继电器的“反时限特性反时限特性”，如，如下图所示曲线下图所示曲线 abcabc，这一特性是其感应元件所产生的。，这一特性是其感应元件所产生的。1nqbnt0abcbd10 当继电器线圈电流进一步增大到整

22、定的速断电流当继电器线圈电流进一步增大到整定的速断电流Iqb时，电磁元件动作，时，电磁元件动作，使触点发生切换，同时也使信号牌掉下。很明显，电磁元件的作用又使感应使触点发生切换，同时也使信号牌掉下。很明显，电磁元件的作用又使感应式式继继电器兼有电器兼有“电流速断特性电流速断特性”，如图所示，如图所示bbbb/ /d d曲线。因此这种电磁元件又曲线。因此这种电磁元件又称为电流速断元件。称为电流速断元件。 速断电流速断电流Iqb是指继电器线圈中是指继电器线圈中的使电流速断元件动作的最小电流。的使电流速断元件动作的最小电流。速断电流与感应元件的动作电流之速断电流与感应元件的动作电流之比称速断电流倍数

23、比称速断电流倍数nqb。qbqbopInI西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件三静态型继电器三静态型继电器 1、整流型继电器、整流型继电器 如图所示是整流型电流继电器的原理框图。如图所示是整流型电流继电器的原理框图。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 2、晶体管型继电器、晶体管型继电器 晶体管型继电器比电磁型、感应型继电器更具有灵敏度高、动作快、可靠性高、功耗少、体积小、耐震及易构成负载的继电器保护等特点西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 3、微机保护、微机保

24、护 微型计算机和微处理器的出现，使继电保护进入数字化时代。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件四电流保护的接线方式四电流保护的接线方式 电流保护的接线方式是指电流保护中的电流继电器与电流保护的接线方式是指电流保护中的电流继电器与电流互感器二次绕组的连接方式。为了便于分析和保护电流互感器二次绕组的连接方式。为了便于分析和保护的整定计算，引入接线系数的整定计算，引入接线系数Kwc，它是流入继电器的电流，它是流入继电器的电流Ir与电流互感器二次绕组电流与电流互感器二次绕组电流I2的比值，即的比值，即 2IIKrwc西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 1、完全星形接线、完全星

25、形接线 完全星形接线又称三相三继电器接线方式。它能反应各完全星形接线又称三相三继电器接线方式。它能反应各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组电流种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1,即即Kw=1。这。这种接线方式主要用于高压大接地电种接线方式主要用于高压大接地电 流系统，保护相间短路流系统，保护相间短路和单相短路。和单相短路。 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件2、两相两继电器接线方式、两相两继电器接线方式 两相两继电器接线方式又称不完全星形接线。由于两相两继电器接线方式又称

26、不完全星形接线。由于B相相没有装设电流互感器和电流继电器，它不能反应单相短路，没有装设电流互感器和电流继电器，它不能反应单相短路，只能反应相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为只能反应相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。此接线方式主要用于小接地电流系统作相间短路保护用。此接线方式主要用于小接地电流系统作相间短路保护用。 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件3、两相一继电器接线方式、两相一继电器接线方式 流入继电器的电流为两电流互感器二次绕组电流之差，流入继电器的电流为两电流互感器二次绕组电流之差，即：因此又称两相电流差接线。即：因此又称两相电流差接线。A、C两相短路时，两

27、相短路时，KWC=2，；，；A、B或或B、C两相短路时，两相短路时，KWC=1；可反应各种；可反应各种相间短路，但其接线系数随短路种类不同而不同，保护灵敏相间短路，但其接线系数随短路种类不同而不同，保护灵敏度也不同，主要用度也不同，主要用 于高压电动机的保护。于高压电动机的保护。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件第二节第二节 电网相间短路的电流电压电网相间短路的电流电压保护保护西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 电网相间短路故障时的特点是线路上的电网相间短路故障时的特点是线路上的电流电流突然增大突然增大，同时故障相间的，同时故障相间的电压降低电压降低。 保护方式分为

28、：保护方式分为： 有时限有时限(定时限或反时限定时限或反时限)的过流保护的过流保护 无时限或有时限的电流速断保护无时限或有时限的电流速断保护 三段式电流保护三段式电流保护 电流电压连锁保护等电流电压连锁保护等电网相间短路的特点电网相间短路的特点西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件一、有时限的电流保护一、有时限的电流保护1、有时限过电流保护工作原理、有时限过电流保护工作原理 在单侧电源的辐射式电网中，过电流保护装置都设在每在单侧电源的辐射式电网中，过电流保护装置都设在每一段电路的电源侧，如下图（一段电路的电源侧，如下图（a）所示。）所示。 每一段保护装置除了保每一段保护装置除了保护本

29、段内的相间短路外，还护本段内的相间短路外，还要对下一段线路起到后备保要对下一段线路起到后备保护作用（远后备）。如图中护作用（远后备）。如图中K点短路，保护装置点短路，保护装置1、3、5都会流过短路电流，各个都会流过短路电流，各个保护装置都启动。但根据要保护装置都启动。但根据要求，应该是保护求，应该是保护1动作，其动作，其他保护应该返回。所以对他保护应该返回。所以对1、3、5设置不同的动作时间。设置不同的动作时间。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 过流保护根据所用继电器的时限特性不同，分为定时限过流保护根据所用继电器的时限特性不同，分为定时限和反时限两种，电路接线下图所示。时限级

30、差的大小和反时限两种，电路接线下图所示。时限级差的大小t的大的大小，根据断路器的固有跳闸时间和时间元件的动作误差，小，根据断路器的固有跳闸时间和时间元件的动作误差， 一一般对定时限保护取般对定时限保护取t=0.5s，反时限保护取，反时限保护取t=0.7s.西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件对于图（对于图（a a）：）： 当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器启动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定启动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定时间，保护装置动作切除故障并报警。时间，保护装置动作切除故障并报

31、警。 保护装置的动作时间是预先整定的，不随短路电流大小保护装置的动作时间是预先整定的，不随短路电流大小的变化而变化，因而称为的变化而变化，因而称为定时限保护定时限保护。 对于图（对于图（b b）： 当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器动作，并且电流越大动作时间越短。动作，并且电流越大动作时间越短。 保护装置的动作时间和短路电流的大小有关，成反比关保护装置的动作时间和短路电流的大小有关，成反比关系，所以称为系，所以称为反时限保护反时限保护。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件2、整定计算、整定计算1）、动作电流的计算）、动作

32、电流的计算 过流保护装置的动作电流应按照以下两个条件进行整定过流保护装置的动作电流应按照以下两个条件进行整定 a、应能躲过正常最大工作电流、应能躲过正常最大工作电流Ilmax，即，即caolllopIKIIImax.max.线路最大计算负荷电流般取电动机自起动系数，一线路最大工作电流保护装置动作电流caollopIKII35 . 1max.西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 b、对于还要起后备保护作用的继电器，在外部短路被切除、对于还要起后备保护作用的继电器，在外部短路被切除后，已启动的继电器应能可靠的返回。因此保证电流继电器后，已启动的继电器应能可靠的返回。因此保证电流继电器的

33、返回电流的返回电流Ire大于线路的最大工作电流大于线路的最大工作电流.max.max 1.15 1.25 0.85GL0.80,0.850.9,relrecolcoolcacorecoolopcarererewcTAIIIK IK K IKIK KIIKKKDLKK=-可靠系数，一般取返回系数，型取，用型晶体管型继电器取如果保护装置的接线系数为电流互感器的变比为则继电器动.coolwcop rcareTAK K KIIK K=作电流为西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件2）、灵敏系数校验）、灵敏系数校验 对计算好的过流保护装置，还必须进行短路电流故障时对计算好的过流保护装置，还必须

34、进行短路电流故障时保护装置的灵敏系数校验。根据灵敏系数的定义保护装置的灵敏系数校验。根据灵敏系数的定义.min2ksopIKI=.min2kopII-被保护线段末端最小两相短路电流保护装置的整定电流用继电器的动作电流进行计算用继电器的动作电流进行计算.min2.kwcsTA op rK IKK I= 灵敏系数的灵敏系数的最小允许值最小允许值，对于主保护区，对于主保护区 ，对于，对于备用保护要求备用保护要求1.5sK 1.2sK 如果灵敏系数不能满足要求时，必须采取措施提高灵敏如果灵敏系数不能满足要求时，必须采取措施提高灵敏系数，如改变接线方式、降低继电器动作电流等。系数，如改变接线方式、降低继

35、电器动作电流等。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件3、动作时限的配合、动作时限的配合 为保证动作的选择性，自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保为保证动作的选择性，自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一个时限级差护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一个时限级差t，即按阶梯即按阶梯 原则进行整定：原则进行整定： t1=t2+t 式中式中,t为时限级差，定时限过电流保护取为时限级差，定时限过电流保护取0.5s，反时限过电流取，反时限过电流取0.7s a.定时限过电流动作时限整定定时限过电流动作时限整定西安工业大学电子信息工程学

36、院现代供电技术电子课件 b.反时限过电流保护动作时限整定反时限过电流保护动作时限整定 反时限保护的动作时间与故障电流的大小成反比。因此，在保护范反时限保护的动作时间与故障电流的大小成反比。因此，在保护范围内的不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时间。围内的不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时间。在靠近电源端短路时，电流较大，动作时间较短。因此，多级反时限过在靠近电源端短路时，电流较大，动作时间较短。因此，多级反时限过流保护的时候应该首先选择配合点，使之在配合点上两级保护的时限级流保护的时候应该首先选择配合点，使之在配合点上两级保护的时限级差为差为t。西安工业大

37、学电子信息工程学院现代供电技术电子课件c. 定时限与反时限的配合定时限与反时限的配合 如右图所示，保护如右图所示，保护1为定时限，保护为定时限，保护2为反时为反时限。两个保护之间的保限。两个保护之间的保护配合点应该选择在保护配合点应该选择在保护护1作为后备保护范围末作为后备保护范围末端的端的k点。由图可以知道，点。由图可以知道，在在k点为保护点为保护1与与2重叠保重叠保护的范围，存在时限配护的范围，存在时限配合问题。如设保护合问题。如设保护1的动的动作时限为作时限为t1，则保护，则保护2在在配合点配合点k的动作时间的动作时间t2应应该满足该满足t1-t2= t（0.7s）。只要在）。只要在k点

38、时点时限配合，其他各限配合，其他各 应该大应该大于点必能配合。如在于点必能配合。如在k点点短路，保护短路，保护1和和2的时间的时间t，满足要求。，满足要求。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 二、电流速断保护二、电流速断保护 线路越靠近电源，过电流保护的动作时限越长，线路越靠近电源，过电流保护的动作时限越长，而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不而短路电流越大，危害也越大，这是过电流保护的不足。因此，足。因此，GB50062-92规定当过电流保护动作时限规定当过电流保护动作时限超过超过0.50.7s时，应装设瞬动的电流速断保护。时，应装设瞬动的电流速断保护。西安工业大学电

39、子信息工程学院现代供电技术电子课件1、无时限电流速断保护、无时限电流速断保护 电流保护的整定值，如果按照躲过保护区外部的电流保护的整定值，如果按照躲过保护区外部的最大短路电流原则来整定，即是把保护范围限制在被最大短路电流原则来整定，即是把保护范围限制在被保护线路的一定区域之内，就可以完全按照提高动作保护线路的一定区域之内，就可以完全按照提高动作电流的整定值获得选择性。电流的整定值获得选择性。 因此，可以做成无时限的瞬动保护，叫电流速断因此，可以做成无时限的瞬动保护，叫电流速断保护。保护。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件当当A-B线路发生短路故障时，流经保护线路发生短路故障时，流

40、经保护2的电流增大，保护的电流增大，保护2瞬时动作。瞬时动作。当当B-C线路发生短路故障时，流经保护线路发生短路故障时，流经保护2和和1的电流都增大；的电流都增大；按照保护选择性的要求，保护按照保护选择性的要求，保护1瞬时动作，保护瞬时动作，保护2不动作。不动作。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件速断保护的动作电流的确定速断保护的动作电流的确定：1)为了保证保护装置的选择性，在下一段线路上发生最大短为了保证保护装置的选择性，在下一段线路上发生最大短路电流时保护装置不应动作。路电流时保护装置不应动作。2)在本段线路内发生最小短路电流时，保护装置应动作。在本段线路内发生最小短路电流时

41、，保护装置应动作。电流速断保护的动作电流必须按躲过它所保护线路末端在最电流速断保护的动作电流必须按躲过它所保护线路末端在最大运行方式下发生的短路电流来整定。大运行方式下发生的短路电流来整定。 (3).maxop qbcokIK I=(3).max.kop qb rcowcTAIIK KK=(3).maxkcowcTAIKKK-被保护线路末端的最大三相短路电流可靠系数接线系数电流互感器变比西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下保护安装处两速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下保护安装处两相短路电流与其动作电流之比。相短路电流与其动作电流之比。 由

42、于保证断路器动作选择性而引入可靠系数由于保证断路器动作选择性而引入可靠系数kk后，速断保后，速断保护动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使保护护动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使保护装置不能保护全段线路而有一段死区，因此速断保护不能装置不能保护全段线路而有一段死区，因此速断保护不能作主保护，必需和过电流保护装置配合作用，作为辅助保作主保护，必需和过电流保护装置配合作用，作为辅助保护是比较经济合理的。护是比较经济合理的。(2).min.ksop qbIkI=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 对于线路变压器组的保护，如下图所示。对于线路变压器组的保护，如下图所示。西

43、安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 无论是变压器或者是线路发生故障时，供电系统都要无论是变压器或者是线路发生故障时，供电系统都要中断。所以变压器故障时允许线路速断保护无选择的动作，中断。所以变压器故障时允许线路速断保护无选择的动作，即无时限速断保护范围可以伸长到被保护线路以外的变压即无时限速断保护范围可以伸长到被保护线路以外的变压器内部。这时线路的速断保护，按躲过变压器二次出口处器内部。这时线路的速断保护，按躲过变压器二次出口处短路时的最大短路电流来计算。即短路时的最大短路电流来计算。即(3).maxop qbcokIK I=(3).max3.min,1.3-1.4k1kcokIK

44、I-被保护线路末端的最大三相短路电流可靠系数 一般取变压器二次母线点短路时，流经保护装置的最大三相短路电流西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 在这种情况下，电流速断保护的灵敏系数按被保护线在这种情况下，电流速断保护的灵敏系数按被保护线路末端路末端k2点最小两相短路电流校验，并要求点最小两相短路电流校验，并要求 即即1.5sK (2).min.ksop qbKKI=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 电流速断保护接线如下图所示。图中采用了带延时电流速断保护接线如下图所示。图中采用了带延时0.06-0.08s动作的中间继电器动作的中间继电器3，其作用是利用它的接点接，其

45、作用是利用它的接点接通断路器跳闸线圈。因为电流继电器的接点容量较小。通断路器跳闸线圈。因为电流继电器的接点容量较小。 另外，当线路上另外，当线路上面装有管型避雷面装有管型避雷器的时候，利用器的时候，利用中间继电器的延中间继电器的延时，增加保护的时，增加保护的固有动作时间，固有动作时间，以避免在避雷器以避免在避雷器放电时引起电流放电时引起电流速断保护误动作。速断保护误动作。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件总结：总结： 无限时电流速断保护接线简单、动作迅速无限时电流速断保护接线简单、动作迅速可靠，其主要缺点是不能保护线路全长，并且可靠，其主要缺点是不能保护线路全长，并且保护范围直接

46、受系统运行方式变化的影响。当保护范围直接受系统运行方式变化的影响。当系统运行方式变化很大的时候，或者被保护线系统运行方式变化很大的时候，或者被保护线路的长度很短时，速断保护就可能没有保护范路的长度很短时，速断保护就可能没有保护范围。围。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件2、时限电流速断保护、时限电流速断保护 提出：提出： 电流速断保护无法保护线路的全长，为了在线电流速断保护无法保护线路的全长，为了在线路任意点故障都能迅速切除故障，并作为无时限路任意点故障都能迅速切除故障，并作为无时限电流速断保护的后备。电流速断保护的后备。 保护原理：保护原理： 在无时限电流速断保护的基础之上，增

47、加适在无时限电流速断保护的基础之上，增加适当的延时（一般为当的延时（一般为0.5-1s），便构成时限电流速），便构成时限电流速断，接线与电流速断相似，不同的是用时间继电断，接线与电流速断相似，不同的是用时间继电器取代了中间继电器。器取代了中间继电器。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 时限速断与无时限速断保护的整定配合如下时限速断与无时限速断保护的整定配合如下图所示，图中图所示，图中和和分别表示无时限和时限速断分别表示无时限和时限速断的符号。曲线的符号。曲线1为流过保护装置的最大短路电流。为流过保护装置的最大短路电流。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件动作电流值整定

48、计算动作电流值整定计算.op qb bcoop qbIK I=.coop qb bop qbKII-可靠系数时限电流速断的动作电流无时限电流速断的动作电流灵敏度校验灵敏度校验(2).min.kSop sq bIKI=(2).min.kop sq bII-在最小运行方式下，被保护线路末端的两相短路电流时限电流速断的动作电流灵敏度不应低于灵敏度不应低于1.25-1.5 为了保证动作的选择性，变电所为了保证动作的选择性，变电所A的时限速断要与变的时限速断要与变电所电所B的无时限速断相配合，并使前者的保护区小于后者。的无时限速断相配合，并使前者的保护区小于后者。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术

49、电子课件 三、三段式电流保护三、三段式电流保护 三种电流保护方式各有所长和不足之处。若将三种保护组合在一起，相互配合构成的保护叫作三段式过流保护，它具有较好的保护性能。通常把无时限电流速断保护做第段保护，时限电流速断保护叫做第端保护，定时限过电流保护叫做第段保护。他们各自的保护范围和时限配合，如图所示西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件其中KA1、KA2、KS1构成第段电流速断；KA3、KA4、KT1、KS2构成第段限时电流速断；KA5、KA6、KT2、KS3构成第段定时限过电流。三段保护共用一个中间继电器KOM，任何一段保护动作均启

50、动KOM，使断路器跳闸，同时相应段的信号继电器动作掉牌。 三段式保护原理图西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件v 例6-1 如图所示为35kV单侧电源输电线路，线路l1和l2的继电保护均为三段式电流保护。试计算并选定线路l1各保护装置的动作电流及动作时间，校验保护的灵敏系数，并选择主要继电器。已知线路l1的最大计算负荷电流为150A，电流互感器的的变比KTA=200/5，在最大及最小运行方式下k1、 k2及k3处三相短路电流值如表6-1所示。保护采用不完全星形接线，线路l2过流保护时限为2s。短路点k3k2k3短路点k3k2k3最大运行方式下的短路电流43001310500最小运行

51、方式下的短路电流21501070460西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件v 解: (1) 线路l1无时限电流速断保护。 一次动作电流 ， 继电器动作电流为， 选用DL-11/100型电流继电器，动作电流的整定范围为： 25100A.2.max1.3 13101700( )op qbcokIK IA=.1170042.5( )200/5wcop qb rop qbTAKIIAK= (2) 线路l1时限电流速断保护。 首先计算线路l2的无时限电流速断保护的一次动作电流 线路l1的时限电流速断保护的一次动作电流为.3.max1.3 500650( )op qbcokIK IA=.1.1

52、 650715( )op qb bcoop qbIK IA=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件. .171517.9( )200/5wcop sq b rop sq bTAKIIAK= 继电器动作电流为， 选用DL-11/50型电流继电器，动作电流的整定范围为： 12.550A. 动作时限与线路l2的无时限速断配合，可选用DS-11型时间继电器，其时限调整范围为0.11.3s,本保护取动作时限为0.5s (3) 灵敏系数校验 时限电流速断应保证在线路l1末端发生短路时可靠动作，为此以k2点最小两相短路电流来校验灵敏系数。 灵敏系数为 校验合格(2)(3)2.min2.min0.8

53、660.866 1070927( )kkIIA=22.min.9271.31.25715ksop sq bKKI=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 (4) 过流保护装置 过流保护的一次动作电流由式（6-3）得 继电器的动作电流为 选用DL-11/20型电流继电器，动作电流的整定范围为： 520A. 动作时限为 选用DS-112型时间继电器，其时限调整范围为 0.253.5s，取动作时间为2.5s 1.2 1.5150318( )0.85coolopcareK KIIAK=.13188( )200/5wcop ropTAKIIAK=20.52.5( )ABttts=+ D=+=西

54、安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 (5) 灵敏度校验 过流保护的灵敏系数应分别用l1 末端k2点及l2 末端k3点的最小短路电流校验，保护线路l1的灵敏系数为： 校验合格 保护线路l2的灵敏系数为： 校验合格22.min19272.91.5318ksopKKI=23.min20.8664601.251.2318ksopKKI=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 四、电流电压连锁速断保护四、电流电压连锁速断保护 当系统运行方式变化很大时，无时限电流速断保护的范围可能很小，为了不延长保护动作时间，可以采用电流电压连锁速断保护 保护采用不完全星形接线，包括2个电流继电器和

55、三个电压继电器。电流继电器和电压继电器接成与门关系。只有当两者都动作的时候，保护才能作用于跳闸。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 电流继电器的动作电流为.0av popsqbUIXx l=+.0av psUXx-被保护线路的平均相电压系统电抗线路单位长度电抗 电压继电器的动作电压为03opopqbUI x l=西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件第三节 小接地电流系统的单相接地保护西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 如下图所示的为一中性点不接地系统单相接地时电容电流分如下图所示的为一中性点不接地系统单相接地时电容电流分布。线路布。线路l1、l2和发电机

56、的各相对地电容，分布为和发电机的各相对地电容，分布为C、C、CF.一单相接地的零序电流分布一单相接地的零序电流分布 当线路当线路l2上上K点发生接地点发生接地故障后，系统故障后，系统中的中的A相接地相接地短路，短路，A相对相对地电压为零，地电压为零，对地电流为零。对地电流为零。B相和相和C相对相对地电容对地形地电容对地形成回路。成回路。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 根据第一章中式（根据第一章中式（1-11）、（）、（1-14）的分析可知，非故障线）的分析可知，非故障线路路l1始端所反应的零序电流为：始端所反应的零序电流为： 01110133BCIIIj UCw贩贩=+= 其

57、有效值为其有效值为 01133pIj UCw= 当电网中的线路很多的时候，上诉结论可以适用于每一条非当电网中的线路很多的时候，上诉结论可以适用于每一条非故障的线路。发电机出线端所反应的零序电流为：故障的线路。发电机出线端所反应的零序电流为： 0FFF033BCFIIIj UCw贩贩=+= 故障线路故障线路l2的接地点要流过全系统的接地点要流过全系统B相和相和C相对地电容电流的相对地电容电流的总和。总和。 西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件结论：结论：（1） 发生单相接地时，接地相对地电压为零，非接地相的发生单相接地时，接地相对地电压为零，非接地相的对地电压升高了对地电压升高了 倍

58、，三个相间电压大小不变，并仍然对倍，三个相间电压大小不变，并仍然对称，全系统都出现零序电压。称，全系统都出现零序电压。（2） 在非故障线路中有零序电流，其数值等于本身的对地在非故障线路中有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，其方向为由母线流向线路。电容电流，其方向为由母线流向线路。（3） 在故障线路上，零序电流为所有非故障相线路对地电在故障线路上，零序电流为所有非故障相线路对地电容电流之和，数值一般较大，其方向为由线路流向母线。容电流之和，数值一般较大，其方向为由线路流向母线。3西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件 当中性点采用经消弧线圈接地后，单相接地的电流分布产生当中性点采

59、用经消弧线圈接地后，单相接地的电流分布产生了重大的变化。当线路了重大的变化。当线路l2上的上的K点接地以后，电容电流的大小和点接地以后，电容电流的大小和方向和分布与不接消弧线圈时是一样的，不同的是在零序电压作方向和分布与不接消弧线圈时是一样的，不同的是在零序电压作用下消弧线圈有一电感电流经接地点流回消弧线圈。用下消弧线圈有一电感电流经接地点流回消弧线圈。西安工业大学电子信息工程学院现代供电技术电子课件结论：结论：（1） 当采用完全补偿方式时，流经故障线路和非故障线路当采用完全补偿方式时，流经故障线路和非故障线路始端的零序电流都是本线路的电容电流，电容性无功功率方始端的零序电流都是本线路的电容电

60、流，电容性无功功率方向相同，都是由母线指向线路。在这种情况下，无法利用电向相同，都是由母线指向线路。在这种情况下，无法利用电流的大小和方向来区别故障线路和非故障线路。流的大小和方向来区别故障线路和非故障线路。（2） 当采用过补偿方式的时候，流经故障线路和非故障线当采用过补偿方式的时候，流经故障线路和非故障线路始端的零序电流，是电容性电流，其容性无功功率方向都路始端的零序电流，是电容性电流，其容性无功功率方向都是由母线流向线路。故也没法利用功率方向来判断是故障电是由母线流向线路。故也没法利用功率方向来判断是故障电流还是非故障电流。当过度补偿不大时，也很难利用电流大流还是非故障电流。当过度补偿不大