理学电流保护总结

会计学1理学电流保护总结三段式电流保护电流继电器根据流过继电器的电流大小和方向而动作的继电器继电特性动作电流：Idz.j返回电流：Ih返回系数：

继电特性：电流达到动作电流则启动，电流回落到返回电流则返回，不会停留在中间状态IhIdz.j吸合断开PI返回第1页/共44页对于某个特定的短路点而言，短路电流的最大值通常为最大运行方式下三相短路的短路电流，最小值通常为最小运行方式下两相间短路的短路电流。三段式电流保护第2页/共44页小结：三段式电流保护I段II段III段电流整定方法动作电流躲过下级线路出口处短路时流过保护安装处的电流动作电流躲过不超过下级线路I段保护范围末端处短路时流过保护安装处的电流返回电流躲过正常运行时可能出现的最大负荷电流保护范围部分本级线路本级线路全长+部分下级线路本级线路全长+下级线路全长可靠返回不需要只需考虑时间配合需考虑返回电流值和时间配合动作时间<0.10.1+1~2Δt0.1+nΔt校验保护范围校验本线路灵敏度校验本、下级线路灵敏度校验返回第3页/共44页电流速断保护（I段）的保护范围通常要求，小方式下保护范围不小于15%，大方式下保护范围不小于50%第4页/共44页电流速断保护（I段）的保护范围在某些极端情况下可能没有保护范围运行方式变化太大，曲线I与曲线II的差距太大线路太短，曲线I与曲线II都过于平缓max(Id,1)*kk=Idz,2≥min(Id,2)第5页/共44页电流速断保护（I段）的保护范围特例：保护线路全长——线路-变压器组接线整定：Idz,1=kk*Id,1返回第6页/共44页限时电流速断保护（II段）的整定动作电流整定方法

可靠系数通常取值范围下限：[1.1,1.2]问题：为什么不延伸到下级线路末端？注意建立起保护间互相配合的概念动作时间整定第7页/共44页限时电流速断保护（II段）灵敏度校验灵敏度校验

灵敏系数：问题：为什么要进行灵敏度校验？限时电流速断保护的目标是要保护线路全长，因此必须确保线路上最恶劣情况下的短路电流都能引起保护动作第8页/共44页灵敏度校验对整定值的影响灵敏度要求——下限区间[1.3,1.5]

正常整定：I’’dz.2=k’’k*I’dz.1

如果灵敏度不满足要求：min(Id,1)<k’’k*klm*I’dz.1

与下级线路的限时速断电流保护整定值配合 I’’dz.2=k’’k*I’’dz.1返回第9页/共44页定时限过电流保护的电流整定设计出发点的差异：正常时不动作正常时流过保护4处的最大电流为Imax根据选择性应由保护3动作切出故障，切除故障后保护4应可靠返回，即继电器返回电流应大于故障切除后的最大电流故障切除后短路时制动的电动机重新起动，起动电流将大于正常工作时的最大电流Idz

>ImaxIh>I’maxI’max=Kzq*Imax>ImaxIh=Kh*Idz第10页/共44页定时限过电流保护的动作时间整定流过保护1~5的电流相同，d1短路时所有保护都起动为了满足选择性t5=t4+⊿t=t3+2⊿t=t2+3⊿t=t1+4⊿t第11页/共44页定时限过电流保护的电流整定灵敏度校验着眼于本线路：

最小方式下本线路末端两相短路，Klm≥1.3~1.5着眼于相邻线路（作为其远后备）

最小方式下相邻线路末端两相短路，Klm≥1.2灵敏度配合Klm.1>Klm.2>Klm.3>Klm.4>……返回第12页/共44页反时限过电流保护介绍原理：短路电流越大，动作越快第13页/共44页反时限过电流保护的动作时间配合返回第14页/共44页电流保护的接线方式三相星形接线两相星形接线第15页/共44页反映故障的能力的比较三相短路——都能反映（至少两个继电器动作）两相短路 AB或BC短路时三相星形两个继电器动作，两相星形一个继电器动作单相接地

三相星形都能反映，两相星形不能反映B相接地中性点非直接接地系统的两点短路Y-d接线变压器后面的两相短路第16页/共44页Y-d接线变压器后面的两相短路由于IA=IC，IB=-2IA，因此B相继电器灵敏系数比AC相高一倍两相星形接线由于没有采集B相电流，故而其灵敏度比三相星形高接线方式的经济性三相星形较灵敏但成本高，用得不多两相星形简单经济，且两点接地发生在辐射型电网中的可能性远大于串联型电网，故而两点接地更有优越性第17页/共44页两种接线方式的比较两相星形三相星形三相短路两个继电器动作三个继电器动作相间短路2/3的情况下一个继电器动作两个继电器动作中性点非直接接地系统（串联型）2/3的概率保证选择性确保选择性中性点非直接接地系统（并联型）2/3的概率保证选择性两套保护时间整定相同时无法保证选择性继电器灵敏性（假设AB相间短路）Y-D变压器后在中线上接入继电器一提高灵敏度Y-D变压器后B相灵敏度高设备用量3个继电器、2台电流互感器、接线相对简单3个继电器、3台电流互感器，接线不平衡特殊要求所有线路都安装于相同的两相上无返回第18页/共44页方向性电流保护问题的提出：双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。返回第19页/共44页功率方向继电器动作方程式中：UJ

——

输入电压 IJ —— 输入电流

φJ —— 输入相角显然，当UJ×IJ=0时，继电器转矩为0，不动作——死区RT返回第20页/共44页功率方向继电器死区短路故障下流入继电器的短路电流IJ≠0发生接地短路时故障点故障相短路电压为0如果直接将故障相电压引入继电器，则当靠近保护安装处发生接地故障时继电器将不动作RT第21页/共44页功率方向继电器90°接线RATCABA相继电器的输入电流：A相电流A相继电器的输入电压：BC相电压差——线电压第22页/共44页功率方向继电器90°接线的动作情况分析正方向三相短路正方向两相短路保护安装处远离保护安装处 BC相短路： AB相短路： CA相短路：综上，为确保任何形式的相见故障都能正确反映，返回第23页/共44页对保护2加装方向元件不用方向元件：B母线外侧短路时，保护2会误动不用方向元件：双侧电源网络中电流保护的整定速断保护Id2Id1第24页/共44页双侧电源网络中电流保护的整定限时速断保护的电流整定助增电流的影响第25页/共44页双侧电源网络中电流保护的整定限时速断保护助增电流的影响外汲电流的影响第26页/共44页整定时应取Kfz的最小值，即Zl3.2=0，Zl3.1=Zl3G1ZS1Zl2Zl3.1Zl3.2Il1Zl1Il3Il2Il2取各种运行方式中Kfz的最小值第27页/共44页G1G2ZS1ZS2Zl1Zl2近似地认为G1和G2的电动势相同，故而可将电路简化Il1IS2Il2取各种运行方式中Kfz的最小值第28页/共44页时间整定确定同方向保护确定后备关系设定动作时间判断反方向电流的误动可能确定方向元件安装位置返回第29页/共44页零序电流保护不对称短路时的零序分量故障点零序电压最高零序电流的分布与电源点无关零序功率方向是由线路流向母线零序电压大小由中性点位置决定，而不取决与故障线路运行方式变化时另序分量的大小和分布不变返回第30页/共44页第31页/共44页不平衡电流来源零序电压过滤器互感器误差、三相不完全对称、三次谐波零序电流过滤器励磁电流不对称返回第32页/共44页躲开断路器三相不同期合闸时所出现的最大零序电流（如果保护动作时间大于不同期合闸时间，则不考虑这一条件）零序电流保护零序电流保护的整定零序I段躲开下一线路出口处接地短路时可能出现的最大零序电流非全相运行时系统振荡所产生的最大零序电流（主要发生在单相重合闸时）第33页/共44页零序电流保护零序电流保护的整定零序II段与下级线路零序I段配合零序助增电流灵敏度校验

按本线路末端接地短路的最小零序电流校验

Klm≥1.5时间整定：下级零序I段+0.5s第34页/共44页零序电流保护零序电流保护的整定零序III段躲开下级线路出口处发生相间短路时所出现的最大不平衡电流动作时限：各级线路相差0.5s灵敏度校验：

相邻元件末端接地短路时流经本保护的零序电流 Klm≥1.5第35页/共44页零序电流保护方向性零序电流保护零序功率方向继电器零序电流超前零序电压95°~105°φlm

=-95°~-105°其余原理与相间短路的功率方向继电器一致第36页/共44页零序电流保护采用零序电流保护的优点零序过电流保护比相间过电流保护灵敏度高受运行方式影响小三相对称的不正常运行状态下不误动110kV及以上电压等级的电网中，单相接地短路占全部故障的70%~90%第37页/共44页零序电流保护零序电流保护的缺点线路较短时可能不满足要求单相重合闸造成的非全相运行时可能出现较大的零序电流，难以躲过自耦变引起零序电流范围扩大返回第38页/共44页中性点非直接接地系统中性点不接地电网中单相接地故障的特点复杂线路的电流电压关系第39页/共44页中性点非直接接地系统中性点不接地电网中单相接地故障的特点结论发生单相故障则全网都将产生零序电压非故障线路的零序电流等于该线路本身的对地电容电流，方向为母线到线路故障线路的零序电流等于全网非故障线路对地电容电流之和，方向为线路到母线返回第40页/共44页中性点非直接接地系统中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点接入消弧线圈的原因发生间歇性单相接地时，过大的容性短路电流可能造成电弧反复重燃，产生弧光接地过电压第41页/共44页中性点非直接接地系统中性点经消弧线圈接地电网中单相