《电力系统继电保护》第2章 电网的电流保护

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1、第 二 章 电网的电流保护Overcurrent Protection 第一节 单侧电源网络相间短路的电流保护一、继电器继电器是一种能自动执行通断操作的部件。当输入量达 到一定数值时，能使其输出的被控制量（如触点、电平 ）发生预计的状态变化。电磁型 电流继电器 启动继电器 欠量型继电器感应型 电压继电器 度量继电器 过量型继电器整流型 功率方向继电器 时间继电器数字型 阻抗继电器 信号继电器 瓦斯继电器 中间继电器1. 继电器的分类和表示方法常开触点：输入电量不足时触点打开。 常闭触点：输入电量不足时触点闭合。Mdck ( I2 )动作：Mdc Mth+ Mm 返回：Mdc Mth Mm 12

2、I2. 过电流继电器IopIre0IJ动作状态“ 继电特性 ”闭合断开0.850.9二、三段式电流保护的整定与校验1. 单侧电源网络相间短路相间短路时电流量特征ABCDzkzs（1）正常运行状态（E）流过保护2的短路电流和哪些因素有关呢？最大方式三相短路 最小方式两相短路IAB_maxIBC_maxICD_maxIL（3）运行方式（ZS ） （2）短路点位置（ZK ）（4）短路类型ABCDzkzs最大运行方式: 最小运行方式 :ZS.min ZS.max系统最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路 时流过保护安装处的电流最大，与此对应的系统运行 方式。系统最大运行方式：在相同地点发生相同类型

3、的短路 时流过保护安装处的电流最大，与此对应的系统运行 方式。1. 电流速断保护（电流段）反应于短路电流的幅值增大而瞬时动作的电流保护。整定计算的三要素整定值 动作时限 灵敏性校验ABCD21k1k2k3k4按照选择性的要求，希望能保护本线路全长。以保护2为例：按IKB.min整定：能保护线路AB全长 , 按躲过相邻下一条线路出口短路(d2)时可能出现的最 大短路电流来整定,可保证BC线路故障时保护2不误动。d2点短路保护会误动。ABCD21k1k2k3k4ABCD21k1k2k3k4二次动作电流：一次动作电流：t 2I= 0 s动作时限：- 理想情况电流互感器变比电流互感器接线方式保护范围随

4、运行方式、故障类型的变化而变化。 灵敏性校验：计算最小保护范围 lmin% ( 15% ) 最大方式三相短路 最小方式两相短路ILABCD21lmax.2lmax.1lmin.2校验条件： 最小方式 两相相间短路 解析法求最小（最大）保护范围：保 护 2保 护 1ABCD21k1k2k3k4电流速断保护单相原理接线：缺点:电流速断保护优缺点：优点: 简单可靠,动作迅速不能保护本线路全长；失去保护范围：运行方式变化较大、短线路。个别情况下（线路变压器组连接），可以保护线路的 全长，并能够保护变压器的一部分。2. 限时电流速断保护（电流段）灵敏度：保护范围必然延伸。选择性：带时限,比下一线路电流速

5、断保护高t。 保护线路的全长，足够的灵敏度； 具有最小的动作时限。ABCD21k1k2k3k4一次起动电流计算:ABCD21k1k2k3k4ILM动作时限:Lt灵敏性校验：计算 KsenII校验条件：最小方式、本线末端两相相间短路ABCD21k1k2k3k4若不满足,考虑与保护1的限时电流速断配合:缺点:限时电流速断保护优缺点：优点: 灵敏度好，能保护线路全长。带 0.5 1秒延时，速动性较差；不能做下一段线路的远后备电流、段联合工作就可以保证全线路的故障在 0.5秒内予以切除，一般情况下能够满足速动性的 要求，可以作为“主保护”。限时电流速断保护单相原理接线：3. 定时限过电流保护（电流II

6、I段）动作电流整定：后备保护：（1）近后备保护本线路全长（2）远后备保护相邻线路全长 最大负荷电流： 外部故障切除后保护装置能够可靠返回:IopIre0IJMMABC2 3 415kIopIre0IJMMABC2 3 415k动作时限整定：LtABCD21k1k2M345t1IIIt2IIIt3IIIt4IIIt5III缺点：故障越近电源端，故障电流越大，切除时 限反而越长，不满足速动性要求！阶梯型的时限特性：MMABC2 3 415k 处于电网终端的保护装置，其过电流保护的动作时限并 不长，这种情况下它可作为主保护兼后备保护，不需装设电 流速断保护和限时电流速断保护。保护C：只设定时限过电流

7、保护，无延时保护B：只设电流速断保护和定时限过电流保护保护A：按一般原则装设电流速断、限时电流速断和定时限过流保护。 灵敏性校验：计算 KsenIII校验条件：ABCD21k1k2k3k4最小运行方式， 本线路（相邻线路）末端相间短路。- 灵敏度应相互配合：靠近故障点保护灵敏度高ABCD21k1k2M345过电流保护单相原理接线：同电流二段。优点：简单可靠，动作时限与短路电流的大小无关。 缺点：故障靠电源越近，短路电流越大，过电流保护 切除故障的时间越长。反时限过电流保护：也是一种过电流保护，其动作时间是电流的函数。电流越小，动作时间越长；电流越大，动作时间越短。ABCD21k1k2M345I

8、Jt0IopIIoptb（启动电流） （瞬时动作电流）ABCD21k1k2M345LIKLt阶 段 式 电 流 保 护 的 配 合三、电流保护的接线方式 电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。（a）三相星形接线方式； （b）两相星形接线方式 每相上均装有CT和LJ、Y形接线 LJ的触点并联（或） 一相上不装设CT和LJ、Y形接线 LJ的触点并联（或）（接A、C相）1. 三相星形接线和两相星形接线的性能比较（1）相间短路中性点直接接地电网和非直接接地电网，都能够正确动作，但动作的继电器数目不同。（2）单相接地短路两相星形接线不能反应中性点直接接地电网的B 相接地短路（但有专门的接地保护）

9、。（3）两点接地短路小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只切除一个故障点。串联线路辐射线路性能比较（4） Y/接线变压器后面的短路当过电流保护接于降压变压器的高压侧作为低压侧线 路的后备时:Y措施：在中线上接入一个继电器，以提高灵敏系数。(1) 三相星形接线可使灵敏系数增大一倍；(2) 两相星形接线的灵敏系数只能由A,C相决定，较 三相星形接线灵敏系数降低一半。三相星形接线：广泛应用于发电机、变压器等大型贵 重设备的保护中，因为它能提高保护动作的可靠性和 灵敏性。2. 不同接线方式的应用 两相星形接线时，应在所有的线路上将保护装置安 装在相同的两相上（一般都装于A、C相上），以保证

10、 在不同的线路上发生两点及多点接地时，能切除故障 。两相星形接线：由于两相星形接线较为简单经济，因 此在中性点直接接地和非直接接地电网中（辐射线路 较普遍）广泛使用。四. 三段式电流保护接线图举例1LJ5LJ9LJ3ZJ 4XJ LP3ZJ7SJ12SJDLTQ2LJ6LJ10LJ11LJ7SJ 8XJ LP12SJ 13XJ LP(c) 直流回路展开图电流速断保护 限时电流 速断保护过电流保护跳闸及 信号回路LH a 1LJ 5LJ 9LJLH c 2LJ 6LJ 10LJ11LJ（b）交流回路展开图五. 三段式电流保护的评价及应用选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。单电源辐射网络上可保证获得选择性；多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的；过电流保护则常常不能满足速动性的要求。灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。可靠性：继电器简单、数量少，整定计算和校验容易。可靠性好是它的主要优点。应用：主要用在35kv及以下的单电源辐射网上。