保护篇-第13章输电线路的继电保护2

电气工程基础—保护篇张文Zhangwen@2023/2/3113输电线路的继电保护2023/2/3213.1单侧电源网络相间短路的电流保护

--电磁型电流继电器2023/2/3313.1单侧电源网络相间短路的电流保护

电磁型电流继电器2023/2/3413.1单侧电源网络相间短路的电流保护2023/2/3513.1单侧电源网络相间短路的电流保护2023/2/36最大运行方式和最小运行方式对继电保护而言，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，称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小，Zs＝Zs.min对继电保护而言，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小，称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大，Zs＝Zs.max

k1最大运行方式下三相短路最小运行方式下两相短路电流速断保护2023/2/39电流速断保护2023/2/3102电流速断保护2023/2/311电流速断保护原理图2023/2/312KAKMKS信号2电流速断保护2023/2/3133限时电流速断保护工作原理和整定计算的基本原则2023/2/3143限时电流速断保护动作电流：

动作时间：2023/2/3153限时电流速断保护2023/2/3163限时电流速断保护2023/2/317限时电流速断保护原理接线2023/2/3183限时电流速断保护2023/2/3194定时限过电流保护4定时限过电流保护con’t

为电流继电器的返回系数，一般采用0.85。当越小时，则保护装置的启动电流越大，因而其灵敏性就越差。这就是为什么要求过电流继电器应有较高的返回系数的原因。4定时限过电流保护con’t4定时限过电流保护con’t4定时限过电流保护con’t原理图5电流保护的接线方式三相星形联结方式的原理接线图5电流保护的接线方式两相星形联结方式的原理接线图2728串联线路上两点接地的示意图29并联线路上两点接地13.2相间短路的方向性电流保护301方向性电流保护的工作原理31双侧电源网络及其保护动作方向的规定32方向过电流保护的单相原理接线图2方向性电流保护的应用特点电流速断保护33图13-18双侧电源线路上电流速断保护的整定限时电流速断保护34有助增电流时，限时电流速断保护的整定分支系数定义3536有外汲电流时，限时电流速断保护的整定3．过电流保护装设方向元件的一般方法37以保护6为例分析13.3电网的接地保护381中性点直接接地系统的零序保护39401中性点直接接地系统的零序保护412中性点非直接接地系统的零序保护4243442中性点非直接接地系统的零序保护45462中性点非直接接地系统的零序保护13.4输电线路的距离保护471距离保护的基本概念48同时反映电压降低和电流升高492距离保护的时限特性距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系:503阻抗继电器51三相系统中测量电压和测量电流的选取52单相系统：三相系统：5354单相接地短路：以A相单相接地为例进行分析，在A相金属性接地的情况下，由于UkA=0，故障相：可以正确反映故障距离非故障相：由于UkB和UkC不等于0，所以不能正确反映故障距离55两相接地短路：以BC两相接地短路为例，故障相：非故障相：两相都可以正确反映故障距离由于UkA不等于0，所以不能正确反映故障距离两式合并：56两相短路：以BC两相短路为例，不等于0两故障相：能够正确反映故障距离非故障相：由于Uka不等于Ukb和UkC，所以不能正确反映故障距离三相对称短路：应用任何一相电压、电流或任何两相电压电流都可以反映故障距离。3阻抗继电器1）全阻抗圆特性573阻抗继电器2)方向圆特性583阻抗继电器3）偏移圆特性59圆心：4距离保护的整定计算604距离保护的整定计算614距离保护的整定计算624距离保护的整定计算634距离保护的整定计算64距离II段的动作时限应与相邻线路的I段相配合，一般取为0.3~0.5s。654距离保护的整定计算校验距离II段在本线路末端短路时的灵敏系数，由于是反应于数值下降而动作，其灵敏系数为664距离保护的整定计算674距离保护的整定计算684距离保护的整定计算695输电线路纵联保护70输电线路纵联保护概述71输电线路纵联保护结构72纵联保护两端比较的电气量：（1）两端电流（2）两端电流相位（3）两端电流功率方向线路纵联保护分类73纵联保护按照通讯通道类型分类：导引线纵联保护电力线载波纵联保护微波纵联保护光纤纵联保护按照动作原理分类：方向比较式纵联保护纵联电流差动保护输电线路短路时两侧电气量的故障特征两端电流相量和的故障特征74输电线路短路时两侧电气量的故障特征两端功率方向的故障特征75区内故障两侧功率方向相同，区外故障或正常运行状态两侧故障方向相反。输电线路短路时两侧电气量的故障特征两端电流相位故障特征区内故障两侧电流基本同相位区外故障或正常运行时，两侧电流相位大约差180度。两侧测量阻抗特征区内故障时，两侧距离保护II段同时启动；区外故障时，一侧为反方向正常运行时，阻抗为负荷阻抗76线路纵联保护的基本原理纵联电流差动保护

利用输电线路两端电流和（瞬时值或相量）构成。方向比较式纵联保护利用输电线路两端功率方向相同或相反构成。

闭锁式方向纵联保护

允许式方向纵联保护77线路纵联保护的基本原理电流相位比较式纵联保护

利用两端电流相位的差异，比较两端电流的相位关系构成。两端保护各将本侧电流的正、负半波信息转换为表示电流相位并利于传送的信号，送往对端，同时接收对端送来的电流相位信号与本侧相位信号比较。距离纵联保护构成原来与方向比较式纵联保护相似，只是用方向阻抗元件替代功率方向元件。78输电线路纵联保护两侧信息的交换导引线通信利用敷设在输电线路两端变电站之间的二次电缆传递被保护线路各侧信息的通讯方式。79环流式均压式输电线路纵联保护两侧信息的交换电力线载波通信将线路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高频信号，经过高频耦合设备将高频信号加载到输电线路上，输电线路本身作为高频信号的通道将高频载波信号传输到对端，对端再经过高频耦合设备将高频信号接收，以实现各端电流相位的比较。8081载波通信示意图1-阻波器；2-耦合电容器；3-连接滤波器；4-电缆；5-载波收发信机；6-接地开关阻波器特性输电线路纵联保护两侧信息的交换微波通信82输电线路纵联保护两侧信息的交换光纤通信83闭锁式方向纵联保护目前电力系统广泛使用由电力线载波通道实现的闭锁式方向纵联保护。正常无高频电流，区外故障时发闭锁信号。闭锁式方向纵联保护跳闸判据是本端保护方向元件判定为正方向故障且收不到闭锁信号。84纵联电流差动保护电流差动保护原理建立在基尔霍夫电流定律的基础之上，具有良好的选择性，能灵敏、快速地切除保护区内的故障利用两侧电流在区内短路电流很大，而区外短路电流几乎为零的差异，构成电流差动保护。利用两侧电流