输电线路相间短路的电压电流保护

1、2022-3-281无时限（无时限（瞬时）电流速断保护瞬时）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反时限过电流保护反时限过电流保护电流保护接线电流保护接线阶段式电流电压保护整定计算阶段式电流电压保护整定计算2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护单侧电源网络相间短路的电流保护主要内容：主要内容：输电线路电流、电压保护输电线路电流、电压保护保护的接线方式及保护的整定计算。保护的接线方式及保护的整定计算。三三段段式式保保护护第第2章章 电网的电流保护电网的电流保护2022-3-282短路电流的计算短路电流的计算：1最大运行方式下最大运行方式下d(3)2最小运行方

2、式下最小运行方式下d(2)3保护保护1第一段动作电流第一段动作电流2022-3-283三相短路三相短路 流过保护安装地点的短路电流的计算流过保护安装地点的短路电流的计算（忽略电阻）两相短路两相短路lZZEZZEIsBAsk1min.min.)3(lZZEIsk1max.)2(23Ik的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关。运行方式一定时，运行方式一定时，Zs也一定也一定,随着随着 减小，减小，Ik随之增大随之增大。l可见可见2022-3-284如图在线路如图在线路L1和和L2上发生短路：上发生短路：L1和和L2分别装有速断保护。根据分别装有速断保护

3、。根据选择性选择性的要求的要求,保护的动作范围不能超过被保护保护的动作范围不能超过被保护线路。线路。对保护对保护1而言，而言，L2端部端部K2短路时，不应短路时，不应动作。动作。4、电流的整定、电流的整定2022-3-285 保护保护1瞬时电流速断保护的动作电流按大瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端短路时流过保护安装处的于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定。即最大短路电流来整定。即max.kBIsetIImax.1 .kBrelsetIKI -一次动作电流，即保护装置一次动作电流，即保护装置1瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护 的动作电流。的动作电流。 -可靠系数，取可靠

4、系数，取1.21.3 -被保护线路末端被保护线路末端B母线上三相短路时流过保护安母线上三相短路时流过保护安装处的最大短路电流。装处的最大短路电流。 IsetIrelKmax.kBI电流整定后，不反应电流整定后，不反应本线路外本线路外的故障。的故障。2022-3-2861）、瞬时电流速断保护是利用）、瞬时电流速断保护是利用电流的整定值电流的整定值来获来获得选择性的。得选择性的。保护动作电流与保护动作电流与曲线曲线1和和2分别有分别有交点交点M和和N。交。交点之前，保护点之前，保护1会动作，但交点会动作，但交点之后，保护之后，保护1不不会动作。会动作。2）、瞬时保护）、瞬时保护不能保护不能保护线路

5、的全长线路的全长。特点特点：2022-3-287当确定后，可以计算保护范围的大小当确定后，可以计算保护范围的大小lmax 、lmin,最大运行方式下，保护范围最大最大运行方式下，保护范围最大minlmaxl最小运行方式下，保护范围最小最小运行方式下，保护范围最小max1min.11lZZEIssetmin1max.1123lZZEIsset)(1min.11maxssetSZIEZl)23(1max.11minssetZIEZl11setI2.1.1无时限（瞬时）电流速断保护无时限（瞬时）电流速断保护2022-3-288灵敏性灵敏性：用保护范围的大小来衡量：用保护范围的大小来衡量 lmax 、

6、lmin一般用一般用lmin来校验、来校验、 保护范围的求法保护范围的求法： 图解法，按比例作图，可求出最小保护范围。图解法，按比例作图，可求出最小保护范围。 解析法：见上页解析法：见上页%100minll规程规定：最大保护范围规程规定：最大保护范围lmax 50% l ， 最小保护范围最小保护范围lmin （1520） l 才能装设瞬时电流速断保护。才能装设瞬时电流速断保护。动作时间动作时间：t=0S2.1.1无时限（瞬时）电流速断保护无时限（瞬时）电流速断保护2022-3-2895、线路、线路-变压器组瞬时电流速断保护变压器组瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护范围可以延伸到被保护线路以外瞬时

7、电流速断保护范围可以延伸到被保护线路以外。变压器内部故障时，切除线路和切除变压器后变压器内部故障时，切除线路和切除变压器后果一样。按照即躲过变压器二次侧母线上的短果一样。按照即躲过变压器二次侧母线上的短路来整定，可以保护线路的全长。路来整定，可以保护线路的全长。2.1.1无时限（瞬时）电流速断保护无时限（瞬时）电流速断保护max.kccosetIKIKco-配合系数，取配合系数，取1.3， -变压器低压母线变压器低压母线C短路，流过保护安装处短路，流过保护安装处 的最大短路电流的最大短路电流max.kcI2022-3-2810电流速断保护的单相原理接线图电流速断保护的单相原理接线图中间继电器的

8、作用：中间继电器的作用： 接点容量大，可直接接接点容量大，可直接接YT去跳闸去跳闸 当线路上装有管型避雷器时，利用其固有当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（动作时间（60-80ms）防止避雷器放电时保）防止避雷器放电时保护误动。避雷器方电时间约为护误动。避雷器方电时间约为10ms。电流继电器电流继电器中间继电器中间继电器信号继电器信号继电器2022-3-28117 7、小结、小结 仅靠仅靠动作电流值动作电流值来保证其选择性来保证其选择性能无延时地保护本线路的能无延时地保护本线路的一部分一部分（不是一个（不是一个完整的电流保护）完整的电流保护） 2022-3-2812The end 观

9、看动画演示要求：要求： 保护线路的保护线路的全长全长（有足够的灵敏度）；（有足够的灵敏度）； 具有最小的动作时限（尽可能快）。具有最小的动作时限（尽可能快）。（1 1）工作原理）工作原理 保护范围延伸至下级线路，与下级线路电流保护范围延伸至下级线路，与下级线路电流段配合。段配合。 需带需带时限时限，在时间上比下级线路的电流，在时间上比下级线路的电流段段高高t t（换取选择性）。（换取选择性）。(保证选择性和可靠性，牺牲一定的速动性，获得灵敏性保证选择性和可靠性，牺牲一定的速动性，获得灵敏性)2.1.4 限时电流速断保护限时电流速断保护2.1.4 限时电流速断保护限时电流速断保护 以下图中保护以

10、下图中保护2的的限时限时电流速断保护为例进行分析：电流速断保护为例进行分析：（图（图2-8： 限时电流速断动作的分析）限时电流速断动作的分析）2022-3-2815kIlmax. kIIsetI2IIsetI1IIsetl11、 工作原理工作原理K2PK1IsetIIsetII21IsetIIrelIIsetIKI211.21 . 1relK2022-3-28163CDK电流速断保护和限时电流速断保护的联合工作就可以保证在全线电流速断保护和限时电流速断保护的联合工作就可以保证在全线路范围内的短路故障都能路范围内的短路故障都能在在0.5s时间内予以切除时间内予以切除，在一般情况下，在一般情况下都

11、能满足速动性的要求。它们的共同作用，构成了线路的主保护，都能满足速动性的要求。它们的共同作用，构成了线路的主保护，即以最短的时间切除全线路任一点发生的短路。即以最短的时间切除全线路任一点发生的短路。2022-3-28173、灵敏度校验、灵敏度校验IIsetksenIIKmin.IIsetImin. kI灵敏系数计算公式：灵敏系数计算公式：-在被保护线路末端短路时，流过在被保护线路末端短路时，流过保护安装处的最小短路电流；保护安装处的最小短路电流；-被保护线路的限时电流速断保护被保护线路的限时电流速断保护的动作电流；的动作电流；2.1.2限时电流速断保护限时电流速断保护要求：大于等于要求：大于等

12、于1.31.5。1.31.5当校验灵敏系数当校验灵敏系数不能满足要求不能满足要求时，那就意味着将来真正发生内部故障时，那就意味着将来真正发生内部故障时，由于上述不利因素的影响保护可能起动不了，达不到保护线路全时，由于上述不利因素的影响保护可能起动不了，达不到保护线路全长的目的，这是不允许的。长的目的，这是不允许的。可见，保护范围的伸长，必然导致动作时限的升高升高。2022-3-2819当灵敏度不满足要求时当灵敏度不满足要求时,可与相邻可与相邻线路的线路的限时电流速断保护限时电流速断保护配合。配合。tttIKIIIsetIIsetIIsetIIrelIIset2121保护范围的伸长保护范围的伸长

13、(即灵敏性提的高即灵敏性提的高)，必然导致动作时限的升高，必然导致动作时限的升高2022-3-28204、原理接线、原理接线信号K时间继电器用来建立保护装置必须的延时；时间继电器用来建立保护装置必须的延时；直接接通跳闸回路。直接接通跳闸回路。2022-3-2821限时电流速断保护的保护范围大于限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长本线路全长；a)依靠依靠动作电流值动作电流值和和动作时间动作时间共同保证其选择性；共同保证其选择性；b)与第与第段共同构成被保护线路的段共同构成被保护线路的主保护主保护，兼作第，兼作第段的段的后备保护后备保护。对限时电流速断保护的评价对限时电流速断保护的评价 （优点

14、）（优点）限时电流速断保护结构简单，动作可限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。靠，能保护本条线路全长。（缺点）（缺点）不能作为相邻元件（下一条线路）的不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护，受系统运行方式变化较大。后备保护，受系统运行方式变化较大。 5、小结、小结2.1.2限时电流速断保护限时电流速断保护2022-3-2822两种保两种保护小结护小结（1）瞬时电流速断保护只能保护线路的一）瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，动作的选择性依靠动作值来保证。对部分，动作的选择性依靠动作值来保证。对于线路变压器组，可使全线处于速动保护范于线路变压器组，可使全线处于速动保护范围

15、之内围之内。（2）瞬时电流速断保护的灵敏度以保护）瞬时电流速断保护的灵敏度以保护区的长度来确定。区的长度来确定。（3）限时电流速断保护作为线路的主保）限时电流速断保护作为线路的主保护，要求应能保护被保护线路全长。为护，要求应能保护被保护线路全长。为了缩短保护的动作时间，动作值与相邻了缩短保护的动作时间，动作值与相邻线路、元件速断保护配合。线路、元件速断保护配合。2022-3-2823（4）限时电流速断保护的选择性）限时电流速断保护的选择性是依靠动作值、动作时间来保证。是依靠动作值、动作时间来保证。（5）当灵敏度不满足要求时，可）当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路限时电流速断保护配合。与相邻线路

16、限时电流速断保护配合。两种保两种保护小结护小结2022-3-28242.1.5定时限过电流保护定时限过电流保护 过电流保护过电流保护通常是指其动作电流按躲过通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流最大负荷电流来整定的保护，它分为两种类型：来整定的保护，它分为两种类型：1.定时限定时限过电流保护过电流保护:保护启动后出口的动作时间是保护启动后出口的动作时间是固定的整定时间；固定的整定时间；2.反时限反时限过电流保护过电流保护:出口动作时间与过电流的倍数出口动作时间与过电流的倍数有关，电流越大，出口动作越快。有关，电流越大，出口动作越快。本节只介绍定时限过电流保护。本节只介绍定时限过电流保护。 在正常

17、运行时，不会动作。短路电流一般比最在正常运行时，不会动作。短路电流一般比最大负荷电流大得多，所以保护的灵敏性较高，能保大负荷电流大得多，所以保护的灵敏性较高，能保护本线路的全长，作本线路的近后备保护，而且还护本线路的全长，作本线路的近后备保护，而且还能保护相邻线路全长，作相邻线路的远后备保护。能保护相邻线路全长，作相邻线路的远后备保护。2022-3-28251、定时限过电流保护、定时限过电流保护原理原理作用作用：一般作为主保护的后备保护。：一般作为主保护的后备保护。 要求要求：应能保护被保护线路的：应能保护被保护线路的全长，也能保护相邻线路全长及相全长，也能保护相邻线路全长及相邻元件的全部。邻

18、元件的全部。 即应能起到近后备与远后备保即应能起到近后备与远后备保护的作用。护的作用。2022-3-2826QF1QF2QF3如图在线路如图在线路L3上发生短路：上发生短路：K一般短路电流大于保护装置一般短路电流大于保护装置1、2、3的动作电流，保护的动作电流，保护1、2、3将起将起动。动。按选择性要求，断开按选择性要求，断开QF3后，保后，保护护1、2应立即返回。应立即返回。（1）工作原理）工作原理2022-3-2827QF1QF2QF3 为满足选择性的要求，必须依为满足选择性的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。限来保证。即保护动作时间应满足：即保

19、护动作时间应满足：tttttt3221321ttt2022-3-2828 从上式可见，保护装置动作时间从上式可见，保护装置动作时间是从用户到电源逐级增加，越靠近电是从用户到电源逐级增加，越靠近电源，保护动作时间越长。源，保护动作时间越长。tl t t0QF1QF2QF3321tttttt32ttt212022-3-2829特点：特点：形状象一个阶梯，故称为形状象一个阶梯，故称为阶梯时限特性阶梯时限特性。 由于保护动作时限是固定的，由于保护动作时限是固定的，与短路电流大小与短路电流大小无关无关，称称定时限定时限过电流保护。过电流保护。2022-3-2830（2）整定计算）整定计算1）在被保护线路

20、流过最大）在被保护线路流过最大负荷电流负荷电流时，保护装置不应动作，即时，保护装置不应动作，即2）相邻线路短路故障切除后，保）相邻线路短路故障切除后，保护应可靠返回护应可靠返回maxreSSIImaxSSIIIsetII2022-3-2831电动机最大自启动电流电动机最大自启动电流 与正常运行时最大负荷电流与正常运行时最大负荷电流 的关系为的关系为 式中式中 自启动系数，其数值由负载的性质及电网的具自启动系数，其数值由负载的性质及电网的具体接线决定，一般取体接线决定，一般取1.51.53 3。引入可靠系数则有引入可靠系数则有 定时限过电流保护的可靠系数，取定时限过电流保护的可靠系数，取1.151.151.251.25；由电流继电器动作电流与返回电流的关系由电流继电器动作电流与返回电流的关系 ，可得过，可得过电流保护的动作电流为电流保护的动作电流为 SS maxISS maxSSL maxIKI rerelSSL maxIKKIrelKreOPreIIK SSK当返回系数越小时，则过电流保护的动作电流越大，当返回系数越小时，则过电流保护的动