电网的电流保护学习教案

1、会计学1电网电网(dinwng)的电流保护的电流保护第一页，共96页。 一种能自动执行断续控制的部件，当其输入一种能自动执行断续控制的部件，当其输入达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，如触点打开、闭合或电平由高计的状态变化，如触点打开、闭合或电平由高变低等，具有变低等，具有(jyu)(jyu)对被控制电路实现对被控制电路实现“通通”、“断断”控制的作用。控制的作用。第1页/共96页第二页，共96页。动作原理动作原理反应的物理量反应的物理量在保护在保护(boh)(boh)回路中所起的回路中所起的作用作用分类分类(fn li)(fn li)

2、要求要求(yoqi)(yoqi)工作可靠工作可靠, ,“继电特性继电特性”第2页/共96页第三页，共96页。电流电流(dinli)继电器继电器第3页/共96页第四页，共96页。起动起动(q (q dn)dn)电流电流返回返回(fnhu)(fnhu)电流电流返回系数返回系数第4页/共96页第五页，共96页。留在某一个中间位置(wi zhi)，这种特性称为“继电特性”。如右图所示。.rre rII第5页/共96页第六页，共96页。起动电流：对反应电流升高而动作的电流保护而起动电流：对反应电流升高而动作的电流保护而言，能使继电器起动的最小电流值。言，能使继电器起动的最小电流值。返回电流：对反应电流升

3、高而动作的电流保护而返回电流：对反应电流升高而动作的电流保护而言，能使继电器返回到原始状态的最大电流值。言，能使继电器返回到原始状态的最大电流值。保护装置的整定：根据对继电保护的基本要求，保护装置的整定：根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏参数确定保护装置起动值，灵敏参数(cnsh)(cnsh)，动作，动作时限等过程。时限等过程。第6页/共96页第七页，共96页。ksKEEIKZZZ短路点距保护安装短路点距保护安装(nzhung)地点愈远，流过安装地点愈远，流过安装(nzhung)地点的短路电流愈小。地点的短路电流愈小。第7页/共96页第八页，共96页。1 1 保护保护(boh)

4、(boh)原理原理 反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护(boh)(boh)。 2.1.3 2.1.3 电流速电流速(li s)(li s)断保护断保护母线前后母线前后(qinhu)短路短路电流相同电流相同第8页/共96页第九页，共96页。conTAIsetIopKnII.2maxIIsetrelk BIKI 保护保护(boh)定值定值继电器二次动作继电器二次动作(dngzu)电流电流保护范围保护范围(fnwi)校验校验(2). .min.2min.max.max1min1.2331,()22min%( min/)*100%, min%(15 20)

5、%Ik BsetsIssetEEIILZZz LzIlLLl第9页/共96页第十页，共96页。希望：全线速断希望：全线速断矛盾：选择性与速动性（母线前后矛盾：选择性与速动性（母线前后(qinhu)(qinhu)短路短路电流相同）电流相同）问题问题1 1：如何解决？：如何解决？ 解决问题的方法：解决问题的方法： 优先保证选择性：保证在下一条优先保证选择性：保证在下一条(y tio)(y tio)线路线路出口处短路时不起动，称为按躲开下一条出口处短路时不起动，称为按躲开下一条(y tio)(y tio)线线路出口短路的条件整定；路出口短路的条件整定； 优先保证速动性：采用无选择性的速断保护切除优先

6、保证速动性：采用无选择性的速断保护切除故障，再用自动重合闸装置纠正。故障，再用自动重合闸装置纠正。第10页/共96页第十一页，共96页。问题问题(wnt)2：灵敏度不能满足要求怎么：灵敏度不能满足要求怎么办？办？选用选用(xunyng)其他原其他原理的保护理的保护第11页/共96页第十二页，共96页。评价评价优点：简单可靠，动作迅优点：简单可靠，动作迅速速缺点：缺点：不能保护线路全长不能保护线路全长(？限时电流速断保护限时电流速断保护)运行方式变化运行方式变化(binhu)较较大时，可能无保护范围大时，可能无保护范围 (？阻抗保护不受运行阻抗保护不受运行方式影响方式影响)第12页/共96页第十

7、三页，共96页。特殊情况特殊情况(qngkung),(qngkung),能保护能保护 线路全长线路全长第13页/共96页第十四页，共96页。 限时电流速限时电流速(li s)(li s)断保护（电流断保护（电流段）段）通过整定计算通过整定计算(j sun)(j sun)保证保证第14页/共96页第十五页，共96页。第15页/共96页第十六页，共96页。.1.2. .minIIIsetsetk BIII保护保护(boh)全全长的需要长的需要保证保证(bozhng)选择性的需选择性的需要要 1 动作电流动作电流.2.1IIIIIsetrelsetIKIIIrelK取取1.11.11.21.2第16

8、页/共96页第十七页，共96页。1senK保护范围末端金属性短路时故障参数的最小值保护装置动作参数的整定值(2).min.2.2(1.3 1.5)k Bk BIIIIsetsetIIsenIIK限时电流速限时电流速(li s)(li s)断保护灵敏度为：断保护灵敏度为：第17页/共96页第十八页，共96页。问题问题3 3：灵敏度不能：灵敏度不能满足要求怎么办？满足要求怎么办？与下一条与下一条(y tio)(y tio)线路的限时电流速断线路的限时电流速断保护配合保护配合 由于限时电流速断保护的重要性，进行灵敏度效验由于限时电流速断保护的重要性，进行灵敏度效验时条件苛刻是因为：时条件苛刻是因为：

9、绝大多数故障为非金属性故障绝大多数故障为非金属性故障IkIk减小减小实际实际(shj)(shj)短路电流小于计算电流短路电流小于计算电流电流互感器负误差电流互感器负误差起动电流正误差起动电流正误差第18页/共96页第十九页，共96页。21IIItttt一般一般(ybn)(ybn)取取0.350.6S0.350.6S 当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，它们联合工作就可以它们联合工作就可以(ky)(ky)在在0.5s0.5s内切除全线路范围内的内切除全线路范围内的故障，且能满足速动性的要求，具有该作用的保护称线路故障，且能满足速动性的要求，

10、具有该作用的保护称线路的主保护。即无时限电流速断和限时电流速断构成线路的的主保护。即无时限电流速断和限时电流速断构成线路的“主保护主保护”。第19页/共96页第二十页，共96页。定时限定时限(shxin)(shxin)过电流保护（电流过电流保护（电流段）段）第20页/共96页第二十一页，共96页。 问题问题(wnt)(wnt)：保护：保护4 4、5 5能否立即能否立即返回呢？返回呢？第21页/共96页第二十二页，共96页。dmaxfI.max.maxssssLIK I 保护保护4 4、5 5在这个电流的作用下在这个电流的作用下必须立即必须立即(lj)(lj)返回，即返回，即.max.max.m

11、axressIIIIIIrerelssrelssLIIIKIKK I短路短路 母线母线B B电压降低电压降低(jingd) (jingd) 电动机制动电动机制动 故障切除后，电压恢复，电动故障切除后，电压恢复，电动机自起动机自起动 自起动电流要大自起动电流要大于正常工作电流。于正常工作电流。第22页/共96页第二十三页，共96页。.maxIIIIIIrerelsssetLrereIKKIIKK:0.85 0.95:1.151.25:11.3reIIIrelssKKK 动作电流动作电流 按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流下继电器能可靠返回流

12、下继电器能可靠返回(fnhu)进行整定。进行整定。第23页/共96页第二十四页，共96页。t1IIIIIIkkttt电流越大，动作时间越长电流越大，动作时间越长电流速电流速(li s)(li s)断断+ +限时电流速限时电流速(li s)(li s)断断主保护；主保护；过电流过电流后备保护后备保护第24页/共96页第二十五页，共96页。.min.()1.2kIIIdzIsenIK下一末远.min.()1.5kIIIdzIsenIK本末近 灵敏度校验 对本条线路及下一条线路或设备相间故障都有反应能力，反应能力用灵敏系数衡量。 本条线路后备保护(boh)的灵敏系数规定评价评价 优点优点 对单侧电源

13、的放射型电网能保证有选择性的对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。能作为本线路的近后备（有时作为主保护），动作。能作为本线路的近后备（有时作为主保护），也能作为下一条线路的远后备。也能作为下一条线路的远后备。 缺点是越靠近电源端其动作时限越大，对靠近电缺点是越靠近电源端其动作时限越大，对靠近电源端的故障不能快速源端的故障不能快速(kui s)切除。切除。第25页/共96页第二十六页，共96页。阶段式电流保护的配合阶段式电流保护的配合(pih)(pih)及应用及应用第26页/共96页第二十七页，共96页。阶段式电流保护的配合阶段式电流保护的配合(pih)(pih)及应用及应用第27页/共9

14、6页第二十八页，共96页。第28页/共96页第二十九页，共96页。电流电流(dinli)(dinli)保护的接线方式保护的接线方式第29页/共96页第三十页，共96页。流为流为Ia+Ib+Ic,Ia+Ib+Ic,正常时此正常时此电流为零，电流为零，在发生接在发生接地短路时地短路时则为三倍则为三倍零序电流零序电流3I0 3I0 三个继电器的触点并联接线，三个继电器的触点并联接线，相当于相当于“或或”回路当其中任一触回路当其中任一触点闭合后均可动作与跳闸或起动点闭合后均可动作与跳闸或起动时间继电器等时间继电器等每相上均有电流继电器，可反每相上均有电流继电器，可反应各种应各种( zhn)相间短路和中

15、相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地性点直接接地电网中的单相接地短路短路第30页/共96页第三十一页，共96页。与三相接线主要区别：与三相接线主要区别：B B相上不装设电流互感器和相应相上不装设电流互感器和相应的继电器。因此不能反应的继电器。因此不能反应B B相中相中(xin zhn)(xin zhn)流过的电流过的电流。该接线中，中线上流回的电流是流。该接线中，中线上流回的电流是Ia+IcIa+Ic。装设装设(zhun (zhun sh)sh)在在A A、C C相上相上的两个电流互感的两个电流互感器与两个电流继器与两个电流继电器分别按相连电器分别按相连接在一起接在一起第31页/共96页第

16、三十二页，共96页。3 性能分析性能分析(三相星形和两相星形三相星形和两相星形)相间故障相间故障中性点直接中性点直接(zhji)接地和非直接接地和非直接(zhji)接地电网接地电网都能正确反映这些故障都能正确反映这些故障两相短路，三相星形接线两相短路，三相星形接线两只继电器动作，两两只继电器动作，两相星形接线相星形接线一只继电器动作一只继电器动作两点接地两点接地中性点非直接中性点非直接(zhji)接地接地 允许单相接地时短时运行，希望只切除一个故允许单相接地时短时运行，希望只切除一个故障点障点第32页/共96页第三十三页，共96页。希望：切除希望：切除(qich)BC(qich)BC线路线路事

17、实：当保护事实：当保护1 1、2 2采用三相星形接线采用三相星形接线时，在两个保护的时，在两个保护的动作值和时限按选动作值和时限按选择性配合，能保证择性配合，能保证100%100%只切除只切除(qich)BC(qich)BC线路线路 当采用两相星形接线时，当采用两相星形接线时，BCBC段段B B相发生故障时，保护相发生故障时，保护1 1不能切除故障，只能靠保护不能切除故障，只能靠保护2 2切除，扩大了停电范围切除，扩大了停电范围只有只有2/32/3的概率的概率(gil)(gil)切除切除BCBC线路线路第33页/共96页第三十四页，共96页。希望：切除希望：切除(qich)(qich)一一条线

18、路条线路事实：当保护事实：当保护1 1、2 2采用采用三相星形接线，在三相星形接线，在t1=t2t1=t2时，两条线路都将切除时，两条线路都将切除(qich)(qich) 当保护当保护1 1、2 2采用两采用两相星形接线，即使相星形接线，即使t1=t2t1=t2，也能保证有，也能保证有2/32/3的概率的概率只切除只切除(qich)(qich)一条线一条线路。路。 第34页/共96页第三十五页，共96页。Y Y，d11d11接线接线(ji xin)(ji xin)变压器后的两变压器后的两相短路相短路0CBAIIICacBcbAbaIIIIIIIIIBAbAcaIIIIII323231YAYBY

19、CYAIIII2因为因为(yn wi)0abcIII第35页/共96页第三十六页，共96页。当过电流保护接入降压变压器高压侧作为低压当过电流保护接入降压变压器高压侧作为低压(dy)侧线路侧线路故障的后备保护时，采用三相星形接线，相继电器灵敏度高故障的后备保护时，采用三相星形接线，相继电器灵敏度高一倍，有利！一倍，有利！采用采用两相星形两相星形接线接线(ji xin)，相无继电相无继电器，灵敏器，灵敏度降低，度降低，增加一只增加一只继电器继电器第36页/共96页第三十七页，共96页。 4 4 接线接线(ji xin)(ji xin)方式的应用方式的应用 可靠性、灵敏度要求较高的场合可靠性、灵敏度

20、要求较高的场合(chng h)，用三相，用三相星型，其经济性差。中性点直接接地系统。星型，其经济性差。中性点直接接地系统。 两相星形较经济，可以广泛应用于相间短路。对中性两相星形较经济，可以广泛应用于相间短路。对中性点非直接接地，两点接地还有优势，点非直接接地，两点接地还有优势，2/3机会只切除一条线机会只切除一条线路。路。 第37页/共96页第三十八页，共96页。第38页/共96页第三十九页，共96页。第39页/共96页第四十页，共96页。双侧电源网络相间短路时的功率方向双侧电源网络相间短路时的功率方向 方向性电流保护的基本原理方向性电流保护的基本原理 功率方向判别元件功率方向判别元件 相间

21、短路功率方向判别元件的接线相间短路功率方向判别元件的接线(ji xin)(ji xin)方式方式方向性电流保护的应用特点方向性电流保护的应用特点第40页/共96页第四十一页，共96页。双侧电源双侧电源(dinyun)网络相间短路时的功率方向网络相间短路时的功率方向假定电流的正方向由母线流向线路为正假定电流的正方向由母线流向线路为正 保护正方向保护正方向假定电压的正方向由高电势指向低电势为正假定电压的正方向由高电势指向低电势为正线路发生故障时，短路电流均流向故障点线路发生故障时，短路电流均流向故障点双侧电源双侧电源(dinyun)(dinyun)供电线路中，故障线路两侧电流均由母线流向线路供电线

22、路中，故障线路两侧电流均由母线流向线路非故障相线路，近故障点电流由线路流向母线，远故障点由母线流向线路非故障相线路，近故障点电流由线路流向母线，远故障点由母线流向线路短路功率的方向？短路功率的方向？第41页/共96页第四十二页，共96页。方向性电流方向性电流(dinli)保护的基本原理保护的基本原理方向方向(fngxing)(fngxing)过流保护的阶梯时过流保护的阶梯时限特性限特性第42页/共96页第四十三页，共96页。方向性电流方向性电流(dinli)保护的基本原理保护的基本原理第43页/共96页第四十四页，共96页。功率方向功率方向(fngxing)判别元判别元件件U对继电保护中功率方

23、向元件的基本要求：对继电保护中功率方向元件的基本要求：（1 1）应具有）应具有(jyu)(jyu)明确的方向性，即在正方向发生各种故障（包括故明确的方向性，即在正方向发生各种故障（包括故障点有过渡电阻的情况）时，可靠不动作。障点有过渡电阻的情况）时，可靠不动作。（2 2）正方向有足够的灵敏度）正方向有足够的灵敏度对功率方向元件动作特性有何影响？对功率方向元件动作特性有何影响？第44页/共96页第四十五页，共96页。功率方向判别功率方向判别(pnbi)元元件件动作特性动作特性(txng)(txng)：阻抗复平面上的：阻抗复平面上的形状。形状。功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元

24、件（功率方向元件（功率方向(fngxing)(fngxing)继电器）的动作特性继电器）的动作特性60senk最大灵敏角最大灵敏角动作范围动作范围90sen1122argarg180ArAkk AArAkkAUIUI-正方向短路：反方向短路：第45页/共96页第四十六页，共96页。功率方向判别功率方向判别(pnbi)元件元件功率方向元件（功率方向继电器）的动作功率方向元件（功率方向继电器）的动作(dngzu)(dngzu)特性特性90arg90senjrrU eI动作动作(dngz(dngzu)u)方方程程动作范围动作范围90sen90arg90rsensenrUI相位方式相位方式直接比较法直

25、接比较法坐标变换坐标变换第46页/共96页第四十七页，共96页。功率功率(gngl)方向判别元方向判别元件件功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元件（功率方向元件（功率方向(fngxing)(fngxing)继电器）的动作特性继电器）的动作特性功率功率(gngl(gngl)方式方式动作方程动作方程电压死区电压死区 对接于故障相电压和故障相电流的功率方向继电对接于故障相电压和故障相电流的功率方向继电器，在其正方向出口附近发生三相短路（或其他使器，在其正方向出口附近发生三相短路（或其他使U UA A=0=0的故障），继电器不能动作。的故障），继电器不能动作。0)cos(senrrr

26、IU为减小或消除死区，使用故障相电流和非故障的相间电压为减小或消除死区，使用故障相电流和非故障的相间电压。对三相短路，可采用电压记忆回路。对三相短路，可采用电压记忆回路。最大灵敏角的含义第47页/共96页第四十八页，共96页。功率方向功率方向(fngxing)判别元判别元件件功率方向元件功率方向元件(yunjin)(yunjin)（功率方向继电器）的动作（功率方向继电器）的动作特性特性动作动作(dngz(dngzu)u)方方程程cos()0rrrU I功率方向继电器内角功率方向继电器内角90k9090arg90kjrjrU eeI(90)90arg90kjrrU eI90arg90rrUI使用

27、故障相电流和非故障的相间电压。使用故障相电流和非故障的相间电压。90arg90senjrrU eI第48页/共96页第四十九页，共96页。功率方向判别功率方向判别(pnbi)元元件件功率功率(gngl)(gngl)方向元件（功率方向元件（功率(gngl)(gngl)方向继电器方向继电器）的动作特性）的动作特性cos()0rrrU I取Ir为故障相电流，Ur为其它两相的相间电压(或故障相电压)，继电器内角为, 常取45或30。当相量垂直于动作特性线时，它处于动作范围的中央(zhngyng)，M最大，继电器动作最灵敏，sen= - 称为继电器的最大灵敏角。(90)90arg90kjrrU eI(9

28、0 )90arg90kjrrU eI第49页/共96页第五十页，共96页。功率功率(gngl)方向判别元件方向判别元件功率功率(gngl)(gngl)方向元件具体实现方向元件具体实现 目前广泛采用的相位比较法是测量两个电压瞬时值同时为正的目前广泛采用的相位比较法是测量两个电压瞬时值同时为正的持续时间来进行的，采用正负半周比相，与门输出，可提高可靠性持续时间来进行的，采用正负半周比相，与门输出，可提高可靠性，最快，最快10ms动作。要求动作。要求(yoqi)继电器快速动作时，可以采用正继电器快速动作时，可以采用正负半周比相，或门输出的方式，其最快的动作时间为负半周比相，或门输出的方式，其最快的动

29、作时间为5ms。第50页/共96页第五十一页，共96页。功率方向判别功率方向判别(pnbi)元元件件电压死区问题电压死区问题 功率方向功率方向(fngxing)(fngxing)元件元件潜动问题潜动问题第51页/共96页第五十二页，共96页。相间短路功率相间短路功率(gngl)方向判别元件的接线方式方向判别元件的接线方式对接线方式对接线方式(fngsh)(fngsh)的基本要求的基本要求1 1）继电器具有方向性）继电器具有方向性2 2）减小死区）减小死区. .第52页/共96页第五十三页，共96页。相间相间(xingjin)短路功率方向判别元件的接线方式短路功率方向判别元件的接线方式Relay

30、123采用采用9090接线方式接线方式(fngsh)(fngsh)：coscos = 1 = 1，IAIA与与UBCUBC相差相差9090。AIBICIrIBCUABUCAUrU第53页/共96页第五十四页，共96页。相间短路功率方向判别元件相间短路功率方向判别元件(yunjin)的接线方的接线方式式aIbIcIrIbcUabUcaUrU讨论讨论(toln)(toln)：功率内角：功率内角为什么取为什么取3030或或4545? ?1.1.正方向发生三相正方向发生三相(sn (sn xin)xin)短路短路取取A A相进行分析，线路阻抗角相进行分析，线路阻抗角A A相继电器输入的电压、电流相继电

31、器输入的电压、电流AArBCrAUUII90Akr动作条件为动作条件为cos(90)0BCAkUI最灵敏最灵敏90k?rA090第54页/共96页第五十五页，共96页。相间短路功率相间短路功率(gngl)方向判别元件的接线方式方向判别元件的接线方式aIbIcIrIbcUabUcaUrU讨论：功率讨论：功率(gngl)(gngl)内角内角为什么取为什么取3030或或4545 ？2.2.正方向发生正方向发生(fshng)(fshng)两相短路（两相短路（BCBC两两相短路）相短路）a a、短路点位于保护安装点附近、短路点位于保护安装点附近ZkZs（系统阻抗）系统阻抗）ZkZsZkZs，系统容量很大

32、，取系统容量很大，取Zs=0Zs=0，120krB60rCk得： 在 3060；综合分析得出：所以 45或30。ABKBBkCCKCckUEUUI ZEUUI ZEAB+，第57页/共96页第五十八页，共96页。相间短路功率方向判别相间短路功率方向判别(pnbi)元件的接线方式元件的接线方式讨论讨论(toln)(toln)：9090接线方式的主要接线方式的主要优缺点优缺点对各种两相短路没有死区，因为对各种两相短路没有死区，因为(yn wi)(yn wi)引入了引入了非故障相电非故障相电 压，其值很高；压，其值很高；适当选择继电器的内角后，能保证动作的方向性适当选择继电器的内角后，能保证动作的方

33、向性。但对保护安装点附近的三相短路产生死区。但对保护安装点附近的三相短路产生死区。第58页/共96页第五十九页，共96页。方向性电流保护方向性电流保护(boh)的应用特点的应用特点方向元件评价：方向元件评价：组成方向保护，可以保证选择性组成方向保护，可以保证选择性接线复杂，投资接线复杂，投资(tu z)(tu z)增加；增加；三相短路，存在死区三相短路，存在死区尽量通过整定值保证选择性？尽量通过整定值保证选择性？第59页/共96页第六十页，共96页。方向性电流保护的应用方向性电流保护的应用(yngyng)特点特点假设假设(jish)(jish)：Ik2.maxIk1.maxIk2.maxIk1

34、.max；I I是大电源，是大电源，IIII是小电源是小电源电流速断保护可以取消电流速断保护可以取消(qxio)(qxio)方向元件的方向元件的情况情况第60页/共96页第六十一页，共96页。方向性电流保护方向性电流保护(boh)的应用特点的应用特点保护安装地点保护安装地点(ddin)(ddin)与短路点之间有电源或线路（通常称分支支路）与短路点之间有电源或线路（通常称分支支路）。限时电流速断保护整定时分支电路限时电流速断保护整定时分支电路(dinl)(dinl)的影响的影响（1 1）助增电流的影响）助增电流的影响保护保护1I段的整定段的整定保护保护2 II段的整定段的整定.IIIIIIkbk

35、IB-C.Mset 1bA-B MA-B M线过级护线过故障路流的前一保所在路上流的.KIIKIIIIIrelset 2set 1b.IIIIIIset 2relA-B.M分支系数分支系数可以仔细考可以仔细考虑一下？虑一下？第61页/共96页第六十二页，共96页。方向性电流保护的应用方向性电流保护的应用(yngyng)特点特点限时电流速限时电流速(li s)(li s)断保护整定时分支电路的影响断保护整定时分支电路的影响（2 2）外汲电流）外汲电流(dinli)(dinli)的影响的影响分支电路为一并联线路分支电路为一并联线路保护保护2 II段的整定段的整定.IIIIIrelset 1set

36、2bIIA BB CB CIIIb，K 1AB1BAICBICBI KIBAI2 .setI2 .setIBAI1 .setICBIMMBAI.L图2.37 有外汲电流时,限时电流速断保护的整定2k单侧电源供电的单侧电源供电的单侧线路为什么单侧线路为什么没有考虑没有考虑K Kb b？第62页/共96页第六十三页，共96页。方向性电流方向性电流(dinli)保护的应用特点保护的应用特点过电流保护过电流保护(boh)(boh)装设方向元件装设方向元件1 1、电流速断保护从整定值上躲开；、电流速断保护从整定值上躲开；2 2、过电流保护双侧电源下时限较小的元件需加方向元件。、过电流保护双侧电源下时限较

37、小的元件需加方向元件。装设装设(zhun sh)(zhun sh)方向元件的原则：对装设方向元件的原则：对装设(zhun sh)(zhun sh)在变电在变电所同一母线上的各元件保护，其动作时限较长的可以不装设所同一母线上的各元件保护，其动作时限较长的可以不装设(zhu(zhun sh)n sh)方向元件，时限较短的则必须装设方向元件，时限较短的则必须装设(zhun sh)(zhun sh)方向元方向元件，保护的时限相等，那就都应该装设件，保护的时限相等，那就都应该装设(zhun sh)(zhun sh)方向元件。方向元件。第63页/共96页第六十四页，共96页。Question:第64页/共

38、96页第六十五页，共96页。2021年12月26日66Answer:第65页/共96页第六十六页，共96页。第66页/共96页第六十七页，共96页。零序电压零序电压(diny)(diny)分布特点分布特点系统运行方式系统运行方式(fngsh)(fngsh)的影响的影响第67页/共96页第六十八页，共96页。零序电流零序电流(dinli)(dinli)特特点点决定零序电流决定零序电流(dinli)(dinli)的因素的因素第68页/共96页第六十九页，共96页。零序功率零序功率(gngl)(gngl)电压、电流电压、电流(dinli)(dinli)相位关系相位关系 对发生故障的线路来讲，两端零序

39、功率的方向与正序功率的方向对发生故障的线路来讲，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，在故障线路上，零序功率的方向实际都是由线路流向母线。相反，在故障线路上，零序功率的方向实际都是由线路流向母线。母线母线A A处电压：处电压：上式说明，继电器所接入上式说明，继电器所接入I I0 0与与U UA0A0之间相位差只决定于保护安装处背后的变压器之间相位差只决定于保护安装处背后的变压器的零序阻抗角，而与被保护线路的阻抗角无关；的零序阻抗角，而与被保护线路的阻抗角无关；000ATUZ-I第69页/共96页第七十页，共96页。零序电压零序电压(diny)(diny)过滤器过滤器单相单相(dn (dn x

40、in)xin)式式三相式三相式发电机发电机内部合成内部合成不平衡电压不平衡电压第70页/共96页第七十一页，共96页。零序电流零序电流(dinli)(dinli)过滤器、零序电流过滤器、零序电流(dinli)(dinli)互感器互感器11()()()()11()-()rabcAABBCCTATAabcABCTATAIIIIIIIIIInnIIIIIInn不平衡(pnghng)电流1()rABCunbTAIIIIIn第71页/共96页第七十二页，共96页。第72页/共96页第七十三页，共96页。 当有分支电路当有分支电路(dinl)(dinl)时，如何整定时，如何整定？第73页/共96页第七十四

41、页，共96页。.IIIIIrelset 1set 20.bIIT2T2不接地不接地(jid)(jid)？K0.bK0.b取值？取值？第74页/共96页第七十五页，共96页。第75页/共96页第七十六页，共96页。第76页/共96页第七十七页，共96页。.2.10./IIIIIIIIIsetrelsetbIKIK灵敏度配合(pih)要求灵敏度配合：灵敏度配合： 在过电流保护之间，还必须要求灵敏系数互相配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏度。在过电流保护之间，还必须要求灵敏系数互相配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏度。第77页/共96页第七

42、十八页，共96页。1.21.2第78页/共96页第七十九页，共96页。在同一线路上的零序过流保护与相间在同一线路上的零序过流保护与相间(xingjin)过流保护相比，具有较小时限过流保护相比，具有较小时限第79页/共96页第八十页，共96页。 当线路两侧都有中性点接地当线路两侧都有中性点接地(jid)(jid)的变压器时，必须的变压器时，必须在零序电流保护上增加方向元件，才能保证选择性。在零序电流保护上增加方向元件，才能保证选择性。 在双侧或多侧电源的网络中，电源变压器的中性点一在双侧或多侧电源的网络中，电源变压器的中性点一般至少有一台要接地般至少有一台要接地(jid)(jid)，若不接地，若

43、不接地(jid)(jid)，短路时，短路时形成的电弧将引起危险的过电压，会损坏电气设备的绝缘形成的电弧将引起危险的过电压，会损坏电气设备的绝缘。 在零序保护上增加方向元件，利用功率方向元件在正在零序保护上增加方向元件，利用功率方向元件在正反方向发生故障时的差别，闭锁可能的误动作。零序功率反方向发生故障时的差别，闭锁可能的误动作。零序功率方向继电器加入方向继电器加入3I0,3U03I0,3U0，它只反应于，它只反应于P0P0的方向而动作。的方向而动作。第80页/共96页第八十一页，共96页。第81页/共96页第八十二页，共96页。 超前于 95110， 8570，即继电器的最大灵敏角为95110

44、，但使用时，将 7085，即 与 的夹角。负号表示继电器电压线圈与TV不同极性相连。由于离短路点愈近，Uko愈高，因此零序方向元件没有电压死区.校验方向元件在这种情况下的灵敏系数当作为相邻元件的后备保护时，应采用(ciyng)相邻元件末端短路时，在本保护安装处的最小零序功率与功率方向继电器的最小起动功率之比来计算并要求Ksen不1.5。senk03I03U03I03U第82页/共96页第八十三页，共96页。它与三相它与三相(sn xin)(sn xin)星形接线的相间电流相比星形接线的相间电流相比，优点有：，优点有：1)Ksen1)Ksen高；高；Iop=5-7AIop=5-7A；Iop.0=

45、2-3AIop.0=2-3A；2)tset2)tset短；短；3)3)受系统运行方式变化小；受系统运行方式变化小；4)4)不受系统振荡等不正常运行不受系统振荡等不正常运行方式的影响；方式的影响；5)5)在在110KV110KV及以上高压线中，及以上高压线中，k(1)k(1)占全部故障的占全部故障的70709090，采用，采用专门的零序保护具有显著的优越性。专门的零序保护具有显著的优越性。缺点：缺点：1)1)对短线路或运行方式差别很大的对短线路或运行方式差别很大的情况，往往不能满足系统提出的要求；情况，往往不能满足系统提出的要求；2)2)当应用单相重合闸过程中出现非全相运行，当应用单相重合闸过程

46、中出现非全相运行，则可出现较大的则可出现较大的I0I0，影响保护的正确动作，影响保护的正确动作. .3)3)对自耦变压器，整定配合复杂化对自耦变压器，整定配合复杂化第83页/共96页第八十四页，共96页。2.4 2.4 中性点非直接中性点非直接(zhji)(zhji)接地系统中接地系统中单相接地故障的保护单相接地故障的保护中性点不接地系统单相接地故障的特点中性点不接地系统单相接地故障的特点中性点经消弧线圈系统中单相接地故障的特点中性点经消弧线圈系统中单相接地故障的特点零序电压保护零序电压保护零序电流和零序功率零序电流和零序功率(gngl)(gngl)方向保护方向保护第84页/共96页第八十五页

47、，共96页。中性点不接地系统单相接地故障中性点不接地系统单相接地故障(gzhng)(gzhng)的特点的特点电路电路(dinl)模型模型短路短路(dunl)模型模型单相接地故障分析单相接地故障分析第85页/共96页第八十六页，共96页。NAUE CBIII030033CUI0AkU1503jBKBAAUEEE e1503jCKCAAUEEE e假设假设(jish)相发生单相接地相发生单相接地01()3kAKBKCKAUUUUE 00BBKCCKIUj CIUj C03CUIICBKBCIII03KIUC特性特性(txng)分析分析故障故障(gzhng)点对地电压点对地电压故障点零序电压故障点零序电压故障点各相电流故障点各相电流故障点零序电流故障点零序电流中性点对地电压中性点对地电压第86页/共96页第八十七页，共96页。发电机零序电流发电机零序电流(dinli)非故障非故障(gzhng)线路线路I故障线路故障线路II第87页/共96页第八十八页，共96页。第88页/共96页第八十九页，共96页。1 1）零序网络由同级电压网络中元件对地的等值电容构成通路，与中性点直接）零序网络由同级电压网络中元件对地的等值电容构成通路，与中性点直接接地系统的接地的中性点构成通路有极大不同，网络的零序阻抗很大。接地系统的