第2章-电流电流保护1节

第2章-电流电流保护1节第一页，共47页。单侧电源网络相间短路的电流保护双侧电源网络相间短路的电流保护中性点直接接地电网中单相接地故障的保护中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护第二页，共47页。第一节单侧电源网络相间短路的电流保护输电线路发生相间短路时，电流增大，电压降低，利用电流增大这一特征，构成了电流保护。电流保护主要包括无时限电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护电流继电器是电流保护的基本元件。第三页，共47页。第一节单侧电源网络相间短路的电流保护一、关于继电器1、继电器继电器是一种能够自动动作的电器，当控制它的输入量达到一定数值时动作。

2、继电器的类型按动作原理：电磁型、感应型、整流型、静态型按继电器反映的物理量分：电量、非电量按继电器用途分：测量继电器辅助继电器按继电器接入被保护元件方法分：一次式继电器和二次式继电器。第四页，共47页。第五页，共47页。3、以电磁型电流继电器为例讲解：

电磁型继电器主要有

三种不同的结构型式。螺管线圈式吸引衔铁式转动舌片式第六页，共47页。对继电器的要求是工作可靠，其动作过程具有良好的“继电特性”第七页，共47页。几个重要概念继电器的动作电流：能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流（Iop）。继电器的返回电流：能使继电器返回的最大电流称为继电器的返回电流(Ire)。继电器的返回系数：继电器的返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数（Kre）。继电特性：无论是启动还是返回，继电器的动作都是明确而干脆的。第八页，共47页。二、单侧电源网络相间短路的电流量特征三相短路两相短路第九页，共47页。二、单侧电源网络相间短路的电流量特征最大运行方式下的三相短路最小运行方式下的两相短路最大运行方式：相同地点发生相同类型的短路时，流过短路点的短路电流为最大，与此对应的系统运行状态称为系统最大运行方式最小运行方式：相同地点发生相同类型的短路时，流过短路点的短路电流为最小，与此对应的系统运行状态称为系统最小运行方式第十页，共47页。常用术语解释保护装置的起动值对电流保护，能使保护装置启动的最小电流值称为保护装置的动作电流（整定电流）。保护装置的动作电流是用电力系统一次侧的参数来表示的。保护装置的整定所谓整定是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置的动作电流、灵敏性、动作时限等的过程。第十一页，共47页。0三、无时限电流速断保护概念：反映被保护元件电流升高而瞬时动作的保护作用：作为被保护线路相间短路的主保护短路电流曲线第十二页，共47页。1、无时限电流速断保护的整定计算0(1)动作电流的整定第十三页，共47页。(2)灵敏度校验0用保护范围的大小来衡量lmax、lmin一般用lmin%来校验，要求lmin%>15%~20%第十四页，共47页。

2、无时限电流速断保护原理接线图信号

第十五页，共47页。3、小结仅靠动作电流值来保证其选择性能无延时地保护本线路的一部分不能保护全长，甚至有可能无保护范围第十六页，共47页。四、限时电流速断保护1、工作原理原理：保护范围延伸至下级线路，与下级线路电流速断保护相配合，比下级线路的电流速断保护高一个时间阶段。概念：能以较小时限快速切除全线路范围内故障的保护要求：任何情况下都能保护本线路全长，并具有足够的灵敏度；在满足上述要求的前提下，力求动作时间最小；

特点：与I段保护配合作为被保护线路相间短路主保护第十七页，共47页。0第十八页，共47页。（1）启动电流的整定原则：按躲过下一条线路电流I段保护范围末端短路时的最大短路电流来整定。（按照躲过下一条线路电流I段的整定值来整定）2、限时电流速断保护的整定计算第十九页，共47页。

Δt取0.5s（2）动作时间整定（3）灵敏度校验基本出发点：选择在要求的保护区内短路时，最不利于保护动作的情况，来校验保护是否能够动作。第二十页，共47页。0第二十一页，共47页。3、限时电流速断保护原理接线图第二十二页，共47页。4、小结：限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作第Ⅰ段的后备保护。第二十三页，共47页。五、定时限过电流保护概念：反映被保护元件电流升高而带有较长时间动作的保护。作用：作为本线路主保护的近后备及相邻线下一线路保护的远后备。不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。1、定时限过电流保护的整定计算第二十四页，共47页。（1）动作电流的整定原则：躲过线路正常运行时的最大负荷电流当相邻元件故障切除后电动机自启动时，要可靠返回。第二十五页，共47页。、

、、

（2）动作时间的整定第二十六页，共47页。第二十七页，共47页。（3）灵敏性校验

近后备

远后备

第二十八页，共47页。2、定时限过电流保护接线原理图第二十九页，共47页。3、小结：第Ⅲ段的整定值比第Ⅰ、Ⅱ段的小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；保护范围是本线路和相邻下一线路全长；电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护。第三十页，共47页。七、三段式电流保护的配合电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护具体应用时，可视情况组合成I+II+III，I+III，I+II,线路最末一级可以采用瞬时动作的过电流保护。第三十一页，共47页。阶段式电流保护的配合示意图第三十二页，共47页。第三十三页，共47页。八、电流保护的接线方式电流保护的接线方式，指的是电流继电器线圈与电流互感器之间的连接方式。接线系数Kcon：流过继电器的电流与电流互感器二次侧短路电流之比，数值为（一）几种常用的接线方式完全星形接线不完全星形接线两相电流差接线第三十四页，共47页。完全星形接线特点：三个电流互感器，三个电流继电器；电流互感器的触点并联；接线系数为1；能反映各种相间和中性点直接接地电网的单相接地短路；第三十五页，共47页。不完全星形接线特点：两个电流互感器，两个电流继电器；电流互感器的触点并联；接线系数为1；能反映各种相间短路；第三十六页，共47页。两相差电流接线第三十七页，共47页。1、中性点直接接地系统和非直接接地系统的各种相间短路相同之处：两种相间短路都能正确动作。不同之处：动作的继电器数目不同（二）两种接线方式在各种故障情况下的性能分析2、中性点直接接地系统的单相接地短路三相星形接线方式可反映各种单相接地短路。两相星形接线当B相发生单相短路时，保护装置不会动作。第三十八页，共47页。3、中性点非直接接地系统中异地两点单相接地短路（1）在相互串联的两条线路上第三十九页，共47页。3、中性点非直接接地系统中异地两点单相接地短路（1）在相互串联的两条线路上三相星形接线：保护1和保护2之间有配合关系，100％切除后一线路两相星形接线：2/3机会切除后一条线。第四十页，共47页。（2）在同一母线的两条线路上第四十一页，共47页。（2）在同一母线的两条线路上三相星形接线：当线路XL1和线路XL2的过流保护动作时间相同时，保护1和保护2同时动作，切除两条线路。两相星形接线：2/3机会只切一条线路。三相星形接线两相星形接线第四十二页，共47页。4、在Y，d11接线变压器后发生两相短路

第四十三页，共47页。4、在Y，d11接线变压器后发生两相短路第四十四页，共47页。4、在Y，d11接线变压器后发生两相短路两相三继电器接线第四十五页，共47页。（三）应用三相星形接线：发电机、变压器的后备