电力系统继电保护课件

第二章电网的电流保护2.1单侧电源网络相间短路的电流保护2.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护2.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护2.4中性点非直接接地系统中单相接地的保护

2.1单侧电源网络相间短路的电流保护一、继电器１.继电器的作用和分类作用：对被控电路实现通、断控制分类：２.过电流继电器动作电流(Iop)：使继电器动作的最小电流。返回电流(Ire)：使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。返回系数(Kre)：３.继电器的继电特性1---起始状态（触点断开、高电平）０---动作状态（触点闭合、低电平）按其动作原理分：机电型、晶体管型和微机型。按反应的物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、气体继电器等按其在继电保护装置中的作用分为：启动继电器、量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器。ＩｒｅＩｏｐ１０二、单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行：负荷电流短路：三相短路、两相短路最大运行方式：系统等值阻抗最小，流过保护安装处的短路电流最大最小运行方式：系统等值阻抗最大，流过保护安装处的短路电流最小正常运行与短路状态间的电流幅值差别明显，利用流过保护安装处电流幅值的大小区分运行状态，实现电流保护系统等效电源的相电动势短路类型系数（三相短路取１，两相短路取）保护安装处至系统等效电源之间的阻抗短路点至保护安装处之间的阻抗QF2保护1保护2K-2WL2QF1WL1I30ILmax~蓝色曲线-----系统最大运行方式下的曲线红色曲线-----系统最小运行方式下的曲线绿色曲线-----系统最小运行方式下的曲线三、电流速断保护1.工作原理电流速断保护是瞬时动作的过电流保护2.电流速断保护的整定（１）动作电流的整定原则:保护装置的动作电流要躲过本线路末端的最大短路电流。继电保护的一次动作电流ＩIset继电器的二次动作电流IIｏｐ

（2）动作时间（3）保护范围的校验要求:最小的保护范围大于被保护线路全长的(15~20)%3.电流速断保护的构成4.电流速断保护的优、缺点QF1WL1QF2WL2K-1K-2保护2保护1lIkIk.max保护区死区IIset四、限时电流速断保护1.工作原理带有一定时限的过电流保护，用来切除本线路上速断保护以外的故障，同时也作为速断保护的后备保护2.限时电流速断保护的整定（１）动作电流的整定原则:保护装置的动作电流要躲过下级线路电流速断保护的动作电流继电保护的一次动作电流ＩIIset

（2）动作时限的整定3.灵敏性的校验原则：用系统最小运行方式下的本线路末端的最小短路电流当灵敏系数不满足要求时，与下级线路的限时电流速断配合（动作电流、动作时间配合）4.限时电流速断保护的组成12ACB~IIset.2lIkMIIIset.2IIset.1五、定时限过电流保护带时限过电流保护分为定时限和反时限过电流保护1.工作原理2.定时限过电流保护的整定（１）动作电流的整定原则：保护装置的动作电流要躲过本线路出现的最大负荷电流，返回电流也应大于负荷自启动电流继电保护的一次动作电流ＩIIIset

（2）动作时限的整定3.灵敏度的校验原则：（1）本线路的保护：用系统最小运行方式下本线路末端的最小短路电流（2）下级线路的远后备保护：用系统最小运行方式下下级线路末端的最小短路电流（3）要求各级过电流保护灵敏系数相配合，下级的灵敏系数要比上级的大4.定时限过电流保护的的组成（同限时电流保护的组成）QF2保护2保护1K-2WL2QF1WL1I30ILmax~六、阶段式电流保护的配合及应用各段保护整定原则不同两段保护（速断和过电流保护、限时电流速断和过电流保护）三段保护（速断、限时电流速断和过电流保护）三段式电流保护的单相原理框图七、反时限特性的电流保护动作电流整定原则同定时限保护，动作时限配合较复杂保护的优缺点及适用场合D1342M~5ACB八、电流保护的接线方式保护的接线方式

一相式接线

接线系数两相电流差式接线两相星形（两相Ｖ形）接线（两相三继电器接线）三相星形接线电流继电器和电流互感器之间的连接方式两相星形（两相Ｖ形）接线、三相星形接线在各种故障时的性能分析1.中性点直接接地系统和非直接接地系统中的各种相间短路三相星形接线两相星形（两相Ｖ形）接线2.中性点非直接接地系统中的两点接地短路中性点非直接接地系统中可能在不同地点、不同相别的两点同时接地，形成短路故障，希望只切除一个故障点（1）串联线路上的两点接地短路三相星形接线两相星形（两相Ｖ形）接线（２）并联线路上的两点接地短路三相星形接线两相星形（两相Ｖ形）接线3.对Y,d１１接线变压器一侧两相短路，流过另一侧保护中电流的分析Y,d１１接线的降压变压器低压侧两相短路，反应到高压侧线路的电流：Ａ、Ｃ相的电流相等，Ｂ相的电流是Ａ相电流的两倍过电流保护装设在高压侧，作为低压侧线路故障的后备保护时三相星形接线两相星形（两相Ｖ形）接线100%保证只切除下一级线路只能保证有2/3的机会有选择地切除下一级线路两种接线均能反应各种相间短路不必要切除两条线路的机会较多即使两条线路保护的动作时限相同，也能保证有2/3的机会只切除任一条线路由于接在Ｂ相的继电器流过的电流是接在Ａ、Ｃ相的继电器的两倍，灵敏系数增大一倍由于Ｂ相上没有装继电器，灵敏系数由Ａ、Ｃ相的继电器流过的电流决定，同样情况灵敏系数比三相星形接线降低一半。提高灵敏系数采用两相三继电器接线４.两种接线的应用三相星形接线两相星形（两相Ｖ形）接线５.三段式电流保护的接线图电流速断和定时限保护接线图电流速断、限时电流速断和定时限保护接线图（ｐ３４图２.２３）电流速断和定时限保护接线图用于发电机、变压器等大型电气设备，也可用于中性点直接接地系统用于中性点直接接地系统和非直接接地系统，尤其是中性点非直接接地系统，作为相间短路保护电流速断、限时电流速断和定时限保护接线图交流回路展开图原理接线图直流回路展开图

2.２双侧电源网络相间短路的方向性电流保护一、双侧电源网络相间短路时的功率方向单侧电源网络相间短路的电流保护三段式电流保护双侧电源网络相间短路(1)定时限过电流保护能否满足选择性无法实现选择性(2)电流速断保护能否满足选择性保护可能误动，无法保证选择性加装判别短路功率方向的元件短路功率方向:由母线流向线路（正方向），要求保护动作由线路流向母线，要求保护不动作二、方向性电流保护的基本原理双侧电源网络相间短路的电流保护在原有电流保护的基础上增加功率方向元件，在反方向故障时把保护闭锁使其不致误动作双侧电源网络相间短路的电流保护可以看成两个单侧电源网络相间短路的电流保护电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护功率方向元件三、殃功率底方向诱判别料元件１.俊对功心率方淡向元引件的磨基本尘要求(1携)应晃具有莲明确灵的方拣向性(2减)正畅方向炼故障木时有励足够凡的灵没敏度２.它功率臭方向配元件卷的动昆作特菠性以感分应式帝功率利方向蛾继电核器Ｇ离Ｇ－训１１阁型（侧具有腔圆筒和转子拘四极土磁系弦统）炒为例兼分析具有闲明确巴的方虹向性继电梦器的饰内角动作改特性动作友方程(2蜜)正方灿向故月障时戴有足柴够的宣灵敏鄙度最大悔灵敏腹度角3.功率道方向淡元件她的构晃成方向乒元件膏的作份用是缎比较磨加在亡该元蒜件上父的电凡流与环电压不的相板位，弃并在常满足尽一定贝关系日时动勒作实现架方法葡：相位顽比较躁幅扫值比闷较实现勺手段滋：感应订型医集成啊电路纵型孙数字辉型动作区非动作区+1+j四、漆相间预短路湾功率久方向棒判别吴元件讯的接捕线方巧式对功截率方么向元障件接廊线方废式的泻要求(1隙)正侨方向蜜任何睬类型惰的短莲路故横障都劈燕能动努作，部当反豆方向液故障加时则异不动勇作(2阔)屑故障团后加我入继耳电器扒的电袖压和挎电流豪应尽毕可能涝大一葡些，明使电差压和藏电流旁的相位涨差接诉近于温最大胜灵敏霜度角症，以妈便消锣除和碌减小激方向绢元件凭的死炎区采用忆９０光°接妙线方姨式注意等：(1危)按素相连的接（油按相订起动怖）(2钉)恩功率峰方向宽元件拐电流插线圈摇和电哲压线惭圈的岔极性９０杂°接唱线方惰式，座线路泡上发歌生各箭种故插障时淡可能庸动作资的内肉角的复范围１.绑正方假向发遥生三疏相短耐路为使亦方向薯继电应器在磁任何的情宵况下恋均能查动作校，应锡选择之间塔才能昼满足悲要求同一殃相的俩电流谋元件躬与功枣率元成件必致须串贪联，竹然后蜜再与献其他织相并励联，护一起棵起动腾时间坛继电句器在三典相对蓄称的夕情况饥下，江当功附率因壁数为厌１时茂，加姿入继申电器债的电绪流和百电压脊相位侍相差则９０洞°（弟这只傲是加勇入继匆电器微的电困压和驶电流兄的一柏种组烛合，瓜并无志实际姥意义淡）2.悠正方陪向发采生两仪相短未路（１绣）短耕路点袋位于锐保护列安装塑地点幕附近为使夕方向秋继电穿器在辟任何的情纤况下暂均能辜动作脉，应坝选择之间殊才能臂满足筐要求（２睁）短俯路点寻远离绑保护喷安装袖地点Ｂ相继康电器价能够腿动作据的条扩件Ｃ相锋继电去器能百够动纺作的谅条件正方以向发讽生两恭相短晚路Ｂ相继乞电器悼能够察动作熊的条胞件Ｃ相南继电孤器能抬够动飞作的销条件分析非结论模:三相盘短路弊和任灵意两半相短棉路，弦当使故穴障相挑方向屋继电甲器动侧作的年条件水为９０想°接杜线方吵式的世优点缺点在保过护安天装地搬点附矿近正必方向况发生抹三相兽短路培时，嫂方向亚保护叼存在叉动作毒的死害区（１权）两陈相短庸路没刊有死名区（２值）选黑择继衫电器绵的内茂角在铲３０折°和姿６浅０°顺之间碌，各汗种相陆间短练路都左能保算证动恰作的菊方向浸性五、男方向帅性电悦流保勺护的侨应用宿特点１.位电流修速断扮保护魔可以泛取消驱方向鬼元件取的情密况速断芳保护余的整狱定值殖躲过住反方灾向短群路时擦流过荷保护拴的最及大短丘路电按流，保护末可以园不用肾方向棉元件２.陡限时筋电流班速断群保护芒整定罗时分阔支电瞒路的轮影响（１颜）助非增电投流的安影响分支利系数（２资）外兄汲电近流的宝影响限时方电流妇速断筋保护庸整定德时分支神电路飘的影冈响考虑杀分支哪系数３.非过电陵流保页护装勿设方弓向元锈件的笨一般温方法反方往向保嫂护的取延时不小于蹄本线遭路保导护的田动作析延时数，本闭保护渗可不痒用方役向元字件2.五3么中塘性点披直接虫接地坏系统管中接榜地短浮路的炉零序肯电流着及方缓向保塌护一、弱接地叼短路搬时零征序电桶压、愈电流支和功萄率的录分布正方泛向规载定：零序脚电流母线俯－－译线路零序烟电压线路成高于鸭大地陪的电携压为摩正零序老分量穗的特腥点AT112~T2BKBAX//k0X/k0XT1.0XT2.0(1庆)故者障点触的零王序电上压最冰高馋(2浑)零俘序电拼流是夸由零逢序电私压产竭生的贫，故股障线似路上痛实际颜零序白电流扁的方吨向由疏线路咳－－蕉母线(3授)故唉障线株路上蹦零序位功率张的方企向由压线路滴－－污母线(4疲)保傍护安翅装处庸的零纱序电章压是拉从该患点到树零序协网络小中性躲点之光间零序制阻抗减上的剑电压蚂降，剥保护移安装生处的恋零序斜电压染和零洲序电洋流的虽相位汪差也辉由保县护安桂装处栗到零割序网纱络中认性点粒之间涨零序惧阻抗模的阻激抗角认决定炭，与着被保矮护线碑路的讨零序疮阻抗则及故教障点尊的位送置无题关(5拣)零仿序分红量受谨系统劝运行祸方式喜的影变响小二、否零序筝电压胡、电鬼流滤澡过器１.掠零匀序电睬压滤剃过器２.拣零序腹电流更过滤框器三、贯零序仙电流贩保护零序笼电流谷三段胸保护四、掘方向贫性零丑序电吓流保烛护１.权方向籍性零州序电树流保件护原腔理２.兵零序透功率咳方向猜元件五、煤对零抽序电嫩流保抄护的平评价优点（１亦）零债序电构流保奇护整熔定动扬作值察较小换，灵迈敏度搭高（２辩）零只序电买流保风护受菜系统味运行泳方式补的变激化影摔响小（３怖）零死序电魄流保雕护不很受系延统振掀荡、糕短时风过负闷荷的裙影响（４输）方亩向性喘零序起保护葬没有岸死区不足在双钉侧或退多侧封电源炉的网醒络中怨，在缓变压榆器接惑地数茧目比乘较多五的复啄杂网魄络中荐，考沸虑零胶序电默流保辛护动耳作的拆方向垄性问星题三个嫌单相东三绕豪组电捡压互德感器与获得贪零序允电压三相填五芯冤柱电恶压互革感器沟获得赔零序修电压从发致电机淹中性慨点的车电压航互感冷器获范得零蒸序电议压利用矮加法傅器将筒三个传相电喇压相孝加获壶得零鞠序电睁压三个倾电流狐互感嚷器同移极性迹相连拒获得贩零序挥电流三相睡星形抽接线附电流驱互感例器的贡公共革线上宗获得现零序墨电流在形射成三盈个相份电流设的回判路中阅将三腿个相予电流此相加弱获得旦零序顶电流零序恰电流萄互感炕器－春－电弯缆线甚路（１场）对到于运禁行方笔式变怠化很捕大或亭接地撇点变眉化很待大的沸电网掘，往妙往不天能满简足系底统运惑行所掠提出伍的要誉求（２吐）单惠相重椒合闸斩影响炊零序潮电流扒保护慢正确想动作（３蔑）当父采用梨自耦元变压来器联肃系两掀个不灵同电帆压等受级的泼电网堵，使杜零序软电流炕保护预的整吓定配州合复碰杂化窃，并肢将增迷大零犬序I皱II段的患动作喇时间2.址4办中布性点饱非直肥接接盏地系肠统中顿单相尼接地爆故障狠的保家护中性套点非夜直接英接地缩慧系统一、咸中性垦点不摧接地热系统惊单相乌接地需故障垫的特种点１.帽简单税网络２.泥网络泉中有阳发电揉机和判多条怕线路饱存在(1迎)非殃故障扯线路哥特点非故庄障线循路中而流过透的零正序电示流其数值挎等于旨本身紫的对耕地电关容电扩流，电容病性无件功功元率的丑方向撇由母坚线－石－线欲路(2花)发递电机零序角电流锦为发坏电机坐本身梦的对病地电退容电犬流，电容银性无诱功功脂率的冒方向翼由母端线－准－发赶电机(3矩)故投障线扒路特姿点在故肃障线符路中河流过帝的零千序电壳流其侨数值犬为全宋系统药非故扶障元麦件的密对地就电容价电流江之总旅和，鬼电容敏性无盐功功匀率的盛方向五由线绵路－晓－母待线中性腹点不得接地显、中却性点仿经消造弧线行圈接凯地、牲中性吗点经析电阻叉接地单相传接地跑时的插零序只等值殿网络零序属分量印分布笔的特刺点二、棉中性示点不瞧接地谋系统伙单相骂接地型保护零序泼电压设保护硬（单其相接危地绝算缘监渣视装拿置）零序甚电流枝保护零序余功率灯方向刚保护(1茶)零沃序网华络由耀同级酸电压禽网络衔中元殊件对饶地的坊等值没电容妖构成洒通路(2作)全宝系统素都将胡出现苦零穿序电夏压(3巾)在休非故麻障元裹件中途流过怪的零展序电炒流其凉数值劣等于蛙本身略的对循地电号容电搬流，而电容侍性无南功功命率的长方向膀由母仪线－讲－线设路(4宫)在道故障雁元件像中流剥过的幸零序姑电流熔其数疮值为坏全系老统非施故障结元件恒的对颈地电矩