电力系统继电保护原理

第二章

电网的电流保护和方向性电流保护

四川大学电气信息学院吕飞鹏四川大学电气信息学院吕飞鹏第一节单侧电源网络相间短路的电流保护一、电磁型、晶体管型和集成电路型电流继电器继电特性,以过电流继电器为例：动作；返回。继电器的动作电流IdzJ：能使继电器动作的最小电流值。继电器的返回电流IhJ：能使继电器返回的最大电流值。

IdzJIhJIj四川大学电气信息学院吕飞鹏继电特性的要点：永远处于动作或返回状态，无中间状态。返回系数：过量继电器，Kh小于1；欠量继电器，Kh大于1。

四川大学电气信息学院吕飞鹏三段式电流保护配置

三段式第Ⅰ段:电流速断保护第Ⅱ段:限时电流速断保护第Ⅲ段：过电流保护主保护后备保护应用领域：35KV、10KV单侧电源网络线路保护四川大学电气信息学院吕飞鹏一、电流速断保护（第Ⅰ段）仅反应于相电流增大而瞬时动作的电流保护。1、短路电流的计算：图中1――最大运行方式下d(3)2――最小运行方式下d(2)3――保护1第一段动作电流四川大学电气信息学院吕飞鹏可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（Zs.min）最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（Zs.max）四川大学电气信息学院吕飞鹏2、整定值计算及灵敏性校验

为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次侧参数表示。在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长动作电流：动作时限：

TdzI=0s四川大学电气信息学院吕飞鹏灵敏性灵敏性：用保护范围的大小来衡量lmax、lmin一般用lmin来校验：要求：≥（15～20）％希望值50％方法：①图解法②解析法：可得式中

ZL=Z1l――被保护线路全长的阻抗值式中

ZL=Z1*L被保护线路全长的阻抗值四川大学电气信息学院吕飞鹏构成中间继电器的作用：①触点容量大，可直接接TQ去跳闸②当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（60ms）防止避雷器放电时保护误动四川大学电气信息学院吕飞鹏4、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（不是一个完整的电流保护）。当系统运行方式变化比较大，或者保护线路长度比较短（短线路），可能无保护范围终端线路采用线路—变压器组的接线方式方式，按躲变压器低压侧线路出口处短路整定，可保护本线路全长，并能保护变压器的一部分。四川大学电气信息学院吕飞鹏二、限时电流速断保护（第Ⅱ段）1、要求：（1）任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性（2）在满足要求（1）的前提下，力求动作时限最小。因动作带有延时，故称限时电流速断保护。四川大学电气信息学院吕飞鹏2、整定值的计算和灵敏性校验为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻线路Ⅰ段配合。动作电流：动作时间：Δt取0.5“，称时间阶梯（时限级差），其确定原则参看P18.灵敏性：要求：≥1.3～1.5若灵敏性不满足要求，与相邻线路第Ⅱ段配合：四川大学电气信息学院吕飞鹏3、构成：与Ⅰ段相同：仅中间继电器变为时间继电器。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段的近后备保护。四川大学电气信息学院吕飞鹏三、定时限过电流保护（第Ⅲ段）1、作用：作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。四川大学电气信息学院吕飞鹏2、整定值的计算和灵敏性校验：1）、动作电流：①躲最大负荷电流

②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZq式中，

四川涛大学傍电气摄信息扣学院晃吕骄飞鹏Kh越大疤，Id森Z越小证，Kl饥m越大桃。因此脱，为睬了提云高灵污敏系位数，耐要求淡有较迅高的抹返回主系数齐。（咸过电粗流继挑电器仪的返其回系详数为0.爆85～0.沙9）四川叙大学爆电气拳信息耕学院盒吕阻飞鹏2）、日动作读时间在网给络中忌某处止发生隶短路览故障漫时，述从故秆障点明至电饿源之瞎间所牌有线犹路上辫的电卫流保芝护第Ⅲ段的桑测量互元件贫均可超能动留作。幅例如墨：下残图中d1短路居时，素保护1～4都可凭能起副动。闯为了挎保证雹选择欠性，易须加科延时油元件浊且其季动作步时间蜜必须救相互澡配合饼。阶梯队时间雹特性当相举邻有促多个蚂元件见，应胸选择炕与相井邻时勿限最燥长的访配合四川低大学慎电气爬信息搭学院揭吕线飞鹏3）、探灵敏河性近后缠备：Id1.mi断n―本线识路末疏端短哑路时苗的短芦路电汉流远后梦备：Id2mi纲n―相邻洪线路传末端炒短路诞时的陵短路称电流3、构搂成：邮与第Ⅱ段相鱼同Ⅲ四川袄大学络电气母信息瘦学院愉吕末飞鹏4、小故结第Ⅲ段的Id而Z比第Ⅰ、Ⅱ段的Id含Z小得蚕多，励其灵躲敏度笼比第Ⅰ、Ⅱ段更侵高；在后步备保辅护之艘间，址只有挑灵敏校系数寻和动孝作时稍限都盟互相优配合蜓时，芝才能炉保证奇选择荷性；保护败范围叫是本品线路奔和相启邻下顺一线缠路全皮长；电网柏末端第Ⅲ段的起动作腐时间苹可以辱是保设护中老所有吃元件滴的固路有动佛作时跨间之新和（捐可瞬时佳动作），彻故可嘱不设怎电流集速断裙保护捐；末级怀线路蕉保护劝亦可雷简化恢（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），卧越接公近电刚源，tⅢ越长锋，应渐设三泛段式墙保护贡。四川项大学叶电气超信息蜻学院托吕飞飞鹏五、虹三段弓式电泉流保灯护评桌价选择寇性：在单蜘测电粘源辐唤射网怖中，黎有较击好的妥选择望性（养靠Id波Z、t），煮但在史多电凉源或拜单电扯源环喉网等械复杂师网络救中可纸能无园法保仁证选粘择性仙。灵敏么性：受运次行方灯式的脱影响胆大，流往往窃满足壤不了东要求肃。——电流腔保护意的缺敌点第Ⅰ段：棉运行孟方式先变化租较大泉且线怨路较伸短，杠可能电失去呜保护美范围兄；第Ⅲ段：幻玉长线温路重占负荷坦（If增大术，Id减小神），面灵敏铅性不婆满足拨要求道。速动这性：第Ⅰ、Ⅱ段满迹足；第Ⅲ段越涂靠近我电源斥，t越长——缺点可靠郊性：线路弊越简略单，柿可靠魔性越摔高——优点应用倦范围字：35酱KV及以闻下的狭单电粮源辐机射状股网络闲中；夫第Ⅰ段：11非0K屈V等，择辅助辱保护四川嘉大学声电气量信息杨学院损吕棉飞鹏电流炭保护割的接恼线方分式定义们：指做保护问中电霞流继赛电器蔽与电握流互稻感器凳二次滑线圈醉之间趁的连招接方品式。常用坡的接突线方赚式：绸三相叨星形涂接线荐和两牧相星姑形接帖线。1）、皆三相愁星形柱接线秋的特闪点：①路每相想上均径装有CT和LJ、Y形接禾线②LJ的触凶点并狗联2）、态两相御星形药接线乌的特允点：①退某一吧相上烛不装的设CT和LJ、Y形接煮线②LJ的触毅点并情联（通幅常接A、C相）上述获两种混接线渠方式扛，流停入电背流继框电器趟的电锅流IJ与电秧流互皆感器屈的二的次电日流I2相等坟。接阿线系岩数：四川尘大学傅电气复信息酱学院们吕网飞鹏IdZ与IdZ女..殃J之间棚的关婆系：比较嘉：对各被种相佩间短省路，石两种烈接线岁方式提均能责正确申反映奇。在小友接地纹电流呜系统滴中，塘在不希同线使路的康不同语相上扬发生草两点娃接地政时，毯一般畜只要梨求切恢除一饮个接典地点合，而允许朋带一呢个接拼地点贫继续愧运行畅一段贞时间。四川闲大学杰电气阅信息游学院鸽吕屿飞鹏串联坑线路三相都星形追接线黑：保地护1和保姨护2之间芳有配床合关宅系，10善0％切仇除NP线两相侦星形拣接线妄：2/滑3机会授切除NP线。笨（即1/沿3机会喊无选嗽择性领动作柄）四川贤大学翼电气豪信息女学院箩吕什飞鹏并行客线路妇上：碎（可吵能性陪大）三相项星形兔接线杂：保晃护1和保博护2同时得动作扑，切补除线枕路Ⅰ、Ⅱ。两相寸星形孕接线健：2/论3机会腔只切窗一条预线路孩。四川尚大学披电气刻信息修学院回吕蚊飞鹏Y／△宰接线讯变压搬器后d(2涨)以Y／△历－11接线浪降压错变为仆例结论仓：B相电鸭流是黑其它疲两相链电流语的两影倍并酒与它历们反蔬相位四川辩大学辆电气求信息旋学院货吕侵飞鹏三相心星形货接线荒灵敏集度是治两相延星形巨接线手的两所倍针对照措施押：在邻两相段星行忠接线花的中染线上蜡再接披入一棒个LJ奋3，其导电流盾为：利用LJ猾3提高皂灵敏绩性。尸（P3狸1替Fi百g2－25）经济绍性：绒两相迹星形最接线厦优于飘三相住星形尽接线应用三相伐星形走接线膜：发誓电机初、变贯压器骑等（极要求督较高臭的可喷靠性忙和灵龟敏性脚）。两相饰星形奋接线铃：中偿性点宝直接倍接地卡电网雁和非报直接赏接地奶电网箩中。邪（注腐：所更有线佳路上羡的保叨护装孝置应肾安装籍在相炮同的捎两相拖上（A、C相）嗓。）四川廊大学持电气灾信息宽学院到吕第飞鹏第二欢节废电网察相间驱短路袍的方牙向性舱电流锹保护问题容的提捷出双电捷源多接电源赖和环端形电暑网供良电更副可靠,但却慨带来友新问摔题对电答流速糠断保置护：d1处短绣路，d2处短念路，对过羽电流妨保护叙：d1处短洽路，d2处短斜路，有选姨择性:四川次大学把电气暂信息油学院今吕瞧飞鹏原因彩分析齐：反毕方向禁故障饼时对盟侧电甚源提枕供的购短路冶电流互引起从误动洞。解决凶办法涝：加语装方洒向元奶件——功率舱方向显继电拆器（fi顷g2爸-2旁8）。旱仅当打它和哑电流挎测量抱元件瞧均动还作时挺才启部动逻怖辑元钳件。拼这样装双侧捆电源苹系统坡保护注系统凯变成巨针对境两个脉单侧旦电源戏子系脾统。保护1、3、5只反纳映由且左侧丙电源饲提供册的短筛路电低流，纤它们折之间勉应相腿互配哀合。扮而保恨护2、4、6仅反唇映由测右侧真电源赴提供弱的短趣路电养流，植它们塔之间喘应相茫互配绍合，兰矛盾垃得以成解决四川正大学畜电气脾信息满学院借吕和飞鹏d1处短汗路d2处短崭路二、昂功率慎方向辆继电锐器的载工作蓄原理电流尘正方蚀向：群从母腐线流底向线袖路。四川壳大学内电气粱信息嫁学院疑吕折飞鹏因此羽：利器用判两别短阶路功基率方鬼向或啄电流挨、电川压之倘间的震相位笑关系隙，就翼可以鄙判别捆发生华故障肚的方缸向。实现触：1、最阵大灵勇敏角轧：在UJ、IJ幅值内不变世时，摇其输崇出（五转矩潜或电碎压）双值随谊两者嚼之间全的相梨位差返的大嗽小而苍改变线。当追输出视为最起大时维的相沈位差准称最大涌灵敏易角。动作蹦范围林：动作距方程孟：或四川烈大学椒电气妇信息雕学院足吕赴飞鹏动作粒特性:当线路者发生臂三相巴短路所以死区娱：当月正方恼向出明口短征路时昆，GJ不动——电压赔死区早。消除慎办法浴：采术用90度接诉线方党式，加波记忆锦回路活。四川扰大学浴电气的信息忆学院饱吕街飞鹏2.功率杆方向悄继电碌器的估内角四川郑大学步电气南信息沸学院专吕考飞鹏集成科电路割型功晃率方次向继状电器1构成少框图2相位勺比较砍回路正负计半周秤比相予，与疗门输自出正负威半周光比相徐，或拆门输写出3动作得特性角度辜特性驶：最宏小起瞒动电暗压（艳“电翅压死用区”播）伏安陵特性插：最离小起驴动电目流潜动饮问题豪：仅有Vj时动想，叫记电压怎潜动塑，仅滚有Ij时动终，叫锤电流鼠潜动.解决点措施聋（正照负半催周比猴相，蚀与门合输出皮）四川津大学丽电气绢信息量学院碰吕爸飞鹏功率忧方向贝继电钳器的厅接线难方式要求占：良谨好的远方向诵性（梨与故嘴障类护型无站关）牛和较借高的浊灵敏妇性。90瓜º接线标方式栗：指位系统独三相勤对称摊且co法sφ舍=1时，的接绝线方曾式原理桐接线鉴图:图2－37注意钳：继援电器疯接线洲电流触线圈崭、电点压线览圈的过极性荡问题四川炸大学撕电气状信息共学院念吕敢飞鹏相间昏短路再情况称下90誉º接线梯功率项方向研继电气器动桐作行沙为分食析：正方挂向三蔬相短破路：由于祝三相取对称恋，三勾只继趴电器蚁动作句情况盼相同研，故辫以A相为寄例分王析：φJA＝φd－90呼º为使改功率白方向朴继电铅器动养作：一般当（1），当（2），在三脸相短丸路时,可保圣证GJ动作最灵叛敏：四川闭大学存电气薪信息唱学院喇吕进飞鹏正方泄向两驻相短腿路，服以BC两相厦短路匀为例,且空辈载运泽行有两投种极确限情膏况:出口急和远销处四川逗大学直电气仅信息贞学院窜吕阀飞鹏①出口闸短路四川共大学坛电气地信息糖学院产吕买飞鹏远处给短路四川集大学负电气纳信息筝学院孩吕荒飞鹏一般GJ：总结惹：优点群：①对做各种京两相膛短路立都没悼有死驼区；②适棋当选谷择内振角后祖，对骗线路壮上各婆种相酱间故堵障保终证动资作的悦方向械性；缺点骆：出沃口三捧相相鸭间短勾路存耽在电蝇压死仅区问公题。顺便拜指出厘：在童正常沸运行牛情况浸下，鹊位于叨送电构侧的GJ在负缸荷电立流的稻作用勿下一漏般都密处于春动作荷状态均，其协触点洗闭合有。四川绞大学桌电气丽信息跨学院避吕埋飞鹏双侧拆电源脖网络普中电造流保肆护整霸定的救特点承：1、电麻流速释断保劣护如果垄保护城定值沿大于烦反方型向短勇路的锈最大社电流段，则守不需殿要安辉装方貌向元渡件四川渡大学业电气衬信息锹学院炼吕料飞鹏限时兴电流狐速断够保护原则砖与单事侧电妻源网浆络中览第Ⅱ段的掠整定探原则饭相同忌，与吉相邻熄线路Ⅰ段保滨护配夹合。需考搂虑保扑护安介装点将与短洒路点扒之间津有分缓支的抄影响灯，即吹分支典电路痕的影友响。继分支材电路瞒分两艘种典符型情片况：酷助增椒，外夹汲。四川糠大学僚电气患信息之学院魂吕郑飞鹏对方乐向性灯电流笑保护呈的评传价在多斧电源搜网络申及单争电源紫环网殊中能晌保证蹄选择商性快速首性和鞠灵敏铸性同披前述光单侧牙电源南网络速的电材流保己护接线促较复不杂，富可靠声性稍践差，平且增糟加投裹资出口援时，GJ有死晒区，隔使保咱护有犁死区——缺点∴力缎求不危用方矮向元桶件（如果粪用动布作电年流和义延时添能保眠证选只择性）四川勇大学得电气窃信息遥学院传吕里飞鹏双侧鬼电源栋网络距中电船流保喷护整披定的寸特点电流会速断仆保护四川温大学会电气呼信息暮学院排吕荒飞鹏限时宫电流堆速断骑保护原则暂与单狐侧电头源网浮络中义第Ⅱ段的哪整定桌原则牛相同陷，与渗相邻询线路Ⅰ段保谦护配绕合。但需尽考虑旺保护线安装群点与较短路懂点之环间有猎分支香的影旨响，察即分垫支电荷路的糕影响悔。分棋支电闹路分蓬两种假典型差情况恨：助惊增，虹外汲扣。四川纲大学博电气贪信息化学院膀吕雪飞鹏对方胖向性糊电流株保护孔的评膛价在多梯电源粪网络搂及单垒电源址环网早中能钳保证饺选择格性快速渡性和腿灵敏捡性同针前述群单侧室电源筐网络辆的电但流保痕护接线壳较复明杂，复可靠镰性稍克差，喜且增倦加投勺资出口吊三相烧短路粱时，GJ有死为区，辱使保窃护有羞死区——缺点∴力牲求不职用方贵向元凤件（采如果飞用动摆作电愈流和跟延时妻能保乎证选瞎择性您）四川更大学明电气茄信息标学院歉吕医飞鹏第三葬节拣输电蹲线路葡的接眉地保跳护大接确地电俩流系菌统:系统娘中主肿变压呼器中咐性点胃直接柜接地在此恼系统抓中,当发盛生接咳地故勾障时,通过价变压鸦器接孝地点内构成列短路伞通路,使故染障相愉流过布很大水的短寻路电肺流.11屋0K沿V及以往上电箱网市中镜性点丧直接轨接地徐系统60娘KV及以呈下电封网油中性腰点不送接地鱼或不喊直接怒接地(小接斥地电陕流系昌统)运行真经验霜表明,在中君性点侄直接妇接地榴系统杠中,d脑(1毁)几率卧占总茫故障兽率的70下%∽哭90伙%逢.所以柱如何妻正确胀设置石接地丧故障骗的保画护是农该系军统的畜中心壶问题葛之一.而在立该系雪统中衫发生d(搏1)起,系统直中会荣出现拔零序宾分量,而正两常运却行时惹无零惕序分讽量.故可疲利用紧零序缺分量偷构成拼接地剑短路袄的保雹护.四川致大学飘电气祸信息阔学院爪吕脊飞鹏零序水分量股的特夹点四川踏大学续电气量信息款学院贼吕日飞鹏零序倒电流毙保护三段叫式或剂四段斜式Ⅰ段