《继电保护原理》课件3三段式电流保护

1、North China Electric Power University华北电力大学电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理3 电网的电流保护主要内容故障分析电流保护特征量分析动作条件整定校验动作行为分析方向性电流保护零序电流及方向保护3.1输电线路故障初步分析可能发生的故障包括：k(3) 、k(2) 、k (1)、k (1,1)和正常状态相比，发生的变化包括：故障相电流增大产生零序电流电流保护方向性电流保护零序电流保护一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护电流速断保护是仅反应电流增大而瞬时动作的保护。动作条件为：1.动作条件2.整定原则一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路

2、电流保护保证保护在被保护线路内部故障时动作，外部故障时不动作。对于瞬时动作保护的电流元件，首先应保证其在外部故障时不启动。3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护1)三相短路3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护1)三相短路相量图：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)两相短路(BC相间)序网图：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)两相短路(BC相间)电流相量图：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)两相短路(BC相间)电压相量图：3.短路电流

3、分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)两相短路(BC相间)电压相量图：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素a)故障类型三相短路时Kx1；两相短路时Kx 。故障类型系数：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式线路结构：系统的运行方式：Zs指保护背后系统的等值阻抗。包括等值系统的运行方式和线路结构。线路NP单回或双回等。3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式故障后流过保护的短路电流最大时对应的

4、运行方式称为为该保护的最大运行方式。最大运行方式：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式最小运行方式：故障后流过保护的短路电流最小时对应的运行方式称为为该保护的最小运行方式。3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式系统M最大运行方式。保护1：系统M最小运行方式。最小运行方式：最大运行方式：3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式保护2：系统M最大运行方式、系统M最小运行方式、最小运行方式：最大运行方式：

5、线路NP单回运行。线路NP双回运行。3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素b)运行方式保护6：最小运行方式：最大运行方式：系统M最大运行方式、系统M最小运行方式、线路NP双回运行。线路NP单回运行。3.短路电流分析一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护3)影响短路电流大小的因素c)故障位置最大方式、三相短路最小方式、两相短路4.定值计算一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护5.最小保护范围校验一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护5.最小保护范围校验一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护应大于

6、(1520) 5.最小保护范围校验一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护1)受运行方式变化影响5.最小保护范围校验一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)受线路长度影响5.最小保护范围校验一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护2)受线路长度影响一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2

7、)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后6.保护原理接线图一、电流速断保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护KAKMKS信号(1)正常运行时(2)发生故障后需要手动

8、复归6.保护原理接线图3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护2.基本要求在任何情况能够保护线路的全长，并具有足够的灵敏度；在下一级线路发生故障时候，首先保证由下一级线路切除故障。1.为什么设置限时电流速断保护？电流速断保护不能保护线路全长。3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护3.动作条件3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护4.定值计算3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护4.定值计算3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护4.定值计算和相邻线路的电流速断保护配合。取1.11.2。3.2单侧电源网络相间短路电流保护

9、二、限时电流速断保护4.定值计算和相邻线路的电流速断保护配合。t0s故障发生保护2动作时间保护2延迟动时间QF2跳闸时间保护1提早动作时间裕度时间保护1测量元件延迟返回时间机电式保护取为0.5s；微机保护取0.3s。3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护5.灵敏度校验应大于1.31.5。线路末端、两相短路、小方式( )、金属性短路3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护5.灵敏度校验不满足要求时，应降低定值。重新校验灵敏度。3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护5.灵敏度校验3.2单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护5.灵敏度校验3.2

10、单侧电源网络相间短路电流保护二、限时电流速断保护6.保护原理接线KAKTKS信号本次课主要内容电流速断保护限时电流速断保护动作条件定值计算校验原理接线短路计算运行方式故障类型故障位置作业画出AB相间短路时故障点各相电压、电流的相量图。3.1-3.8中涉及电流保护、段部分3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护1.为什么设置过电流保护？反映线路故障的保护除了主保护之外还应有后备保护。2.基本要求正常运行时不起动；外部故障切除之后能可靠返回。3.动作条件4.定值计算(1)电流定值Kss取1.33，取1.151.25。Kre取0.850.95。3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时

11、限过电流保护4.定值计算按阶梯原则确定。 (2)时间定值3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护5.灵敏度校验最小运行方式、两相短路(1)近后备校验3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护最小运行方式、两相短路(2)远后备校验3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护5.灵敏度校验在各线路的过电流保护之间，要求灵敏系数互相配合。3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护5.灵敏度校验6.保护原理接线图KAKTKS信号3.2单侧电源网络相间短路电流保护三、定时限过电流保护3.2单侧电源网络相间短路电流保护四、对电流保护的评价(1)段、段作为主保

12、护，段作为后备保护；(2)段可以瞬时动作，但不能保护全长，保护范围不稳定，受运行方式影响大；(3)段可以保护线路全长，但保护速动性差一些；(4)段最灵敏，但故障越靠近电源，切除时间越长；(5)简单、可靠，单侧电源系统中选择性较好，一般可以满足速动要求。3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式1.基本概念指电流保护中电流继电器和电流互感器之间的连接方式。2.常用接线方式三相星形接线方式两相星形接线方式3.性能分析(1)各种相间短路相同之处：两种接线方式均能正确反映；不同之处：动作的继电器个数不同。故障ABBCCAABC三相星形两相星形222311223.2单侧电源网络相间短路电流

13、保护五、电流保护的接线方式(2)大接地电流系统中单相接地短路3.性能分析三相星形：可以反映各相接地短路；两相星形：不能反映B相接地短路。故障ABC三相星形两相星形1111013.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况1：两条线路串联希望切除XL2，XL1可继续运行100%有选择地切除XL2。采用三相星形接线时：3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况1：两条线路串联希望切除XL2，XL1可继续运行故障ABBCCAACBACB线路1线路2满足采用两相星形接线时

14、：3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况1：两条线路串联希望切除XL2，XL1可继续运行故障ABBCCAACBACB线路1线路2满足采用两相星形接线时：有2/3的机会有选择地切除XL2。3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况2：两条线路并联采用三相星形接线时：希望切除XL1、XL2中一条即可。若t1=t2，将同时切除两条线路。 3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况2：两条线路并联

15、采用两相星形接线时：希望切除XL1、XL2中一条即可。故障ABBCCAACBACB线路1线路2满足3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(3)小接地电流系统中异地两点接地短路情况2：两条线路并联采用两相星形接线时：希望切除XL1、XL2中一条即可。故障ABBCCAACBACB线路1线路2满足即使t1=t2 ，也可保证2/3的机会保留一条线路。 3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(4)Yd11接线变压器后两相短路当Yd11接线的变压器三角侧两相短路时，在星侧滞后相电流大小为其它两相电流的两倍；3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电

16、流保护的接线方式3.性能分析(4)Yd11接线变压器后两相短路当Yd11接线的变压器星侧两相短路时，在三角侧超前相电流大小为其它两相电流的两倍。3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(4)Yd11接线变压器后两相短路如何反映B相电流？3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式3.性能分析(4)Yd11接线变压器后两相短路提高了灵敏度两相三继电器接线方式KA2IIIKA1KA3.3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式4.应用情况三相星形接线使用设备多，相对不经济且接线复杂。广泛应用于发电机、变压器的后备保护中；两相星形接线被广泛应用在中性点直接接地系统和非直接接地系统中，作为相间短路电流保护的接线方式。3.2单侧电源网络相间短路电流保护五、电流保护的接线方式交流回路3.2单侧电源网络相间短路电流保护六、动作行为分析1直流回路k1(1)k1处AB相间故障：起动的继电器: 跳闸之后，各继电器返回 触点没有闭合。 1交流回路直流回路(2)k2处BC相间故障：起动的继电器: 跳闸之后，各继