《电力系统继电保护》第2章电网的电流保护.ppt

第 二 章 电网的电流保护 Overcurrent Protection,第一节 单侧电源网络相间短路的电流保护,一、继电器,继电器是一种能自动执行通断操作的部件。当输入量达到一定数值时，能使其输出的被控制量（如触点、电平）发生预计的状态变化。,1.继电器的分类和表示方法,常开触点：输入电量不足时触点打开。,常闭触点：输入电量不足时触点闭合。,Mdck(I2)动作：Mdc Mth+Mm 返回：Mdc Mth Mm,2.过电流继电器,Iop,Ire,闭合,断开,0.850.9,二、三段式电流保护的整定与校验,1.单侧电源网络相间短路时电流量特征,（1）正常运行状态（E）,流过保护2的短路电流和哪些因素有关呢？,最大方式三相短路,最小方式两相短路,（3）运行方式（ZS）,（2）短路点位置（ZK）,（4）短路类型,ZS.min,ZS.max,系统最大运行方式：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，与此对应的系统运行方式。,系统最大运行方式：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，与此对应的系统运行方式。,1.电流速断保护（电流段）,反应于短路电流的幅值增大而瞬时动作的电流保护。,整定计算的三要素,整定值动作时限灵敏性校验,按照选择性的要求，希望能保护本线路全长。,以保护2为例：,按IKB.min整定：能保护线路AB全长,按躲过相邻下一条线路出口短路(d2)时可能出现的最大短路电流来整定,可保证BC线路故障时保护2不误动。,d2点短路保护会误动。,二次动作电流：,一次动作电流：,t 2I=0 s,动作时限：,-理想情况,电流互感器变比,电流互感器接线方式,保护范围随运行方式、故障类型的变化而变化。,灵敏性校验：,计算最小保护范围 lmin%(15%),解析法求最小（最大）保护范围：,保护2,保护1,电流速断保护单相原理接线：,缺点:,电流速断保护优缺点：,优点:,简单可靠,动作迅速,不能保护本线路全长；,失去保护范围：运行方式变化较大、短线路。,个别情况下（线路变压器组连接），可以保护线路的全长，并能够保护变压器的一部分。,2.限时电流速断保护（电流段）,灵敏度：保护范围必然延伸。选择性：带时限,比下一线路电流速断保护高t。,保护线路的全长，足够的灵敏度；具有最小的动作时限。,一次起动电流计算:,M,动作时限:,灵敏性校验：,计算 KsenII,校验条件：,最小方式、本线末端两相相间短路,若不满足,考虑与保护1的限时电流速断配合:,缺点:,限时电流速断保护优缺点：,优点:,灵敏度好，能保护线路全长。,带 0.5 1秒延时，速动性较差；,不能做下一段线路的远后备,电流、段联合工作就可以保证全线路的故障在0.5秒内予以切除，一般情况下能够满足速动性的要求，可以作为“主保护”。,限时电流速断保护单相原理接线：,3.定时限过电流保护（电流III段）,动作电流整定：,后备保护：（1）近后备保护本线路全长（2）远后备保护相邻线路全长,最大负荷电流：,外部故障切除后保护装置能够可靠返回:,动作时限整定：,缺点：故障越近电源端，故障电流越大，切除时 限反而越长，不满足速动性要求！,阶梯型的时限特性：,处于电网终端的保护装置，其过电流保护的动作时限并不长，这种情况下它可作为主保护兼后备保护，不需装设电流速断保护和限时电流速断保护。保护C：只设定时限过电流保护，无延时 保护B：只设电流速断保护和定时限过电流保护 保护A：按一般原则装设电流速断、限时电流速断和定时限过流保护。,灵敏性校验：,计算 KsenIII,校验条件：,最小运行方式，本线路（相邻线路）末端相间短路。,-灵敏度应相互配合：靠近故障点保护灵敏度高,过电流保护单相原理接线：,同电流二段。,优点：,简单可靠，动作时限与短路电流的大小无关。,缺点：,故障靠电源越近，短路电流越大，过电流保护切除故障的时间越长。,反时限过电流保护：,也是一种过电流保护，其动作时间是电流的函数。,电流越小，动作时间越长；电流越大，动作时间越短。,阶段式电流保护的配合,三、电流保护的接线方式,电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。,1.三相星形接线和两相星形接线的性能比较,（1）相间短路 中性点直接接地电网和非直接接地电网，都能够 正确动作，但动作的继电器数目不同。,（2）单相接地短路 两相星形接线不能反应中性点直接接地电网的B 相接地短路（但有专门的接地保护）。,（3）两点接地短路 小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只切除一个故障点。,串联线路,辐射线路,性能比较,（4）Y/接线变压器后面的短路,当过电流保护接于降压变压器的高压侧作为低压侧线路的后备时:,措施：在中线上接入一个继电器，以提高灵敏系数。,(1)三相星形接线可使灵敏系数增大一倍；,(2)两相星形接线的灵敏系数只能由A,C相决定，较 三相星形接线灵敏系数降低一半。,三相星形接线：广泛应用于发电机、变压器等大型贵重设备的保护中，因为它能提高保护动作的可靠性和灵敏性。,2.不同接线方式的应用,两相星形接线时，应在所有的线路上将保护装置安装在相同的两相上（一般都装于A、C相上），以保证在不同的线路上发生两点及多点接地时，能切除故障。,两相星形接线：由于两相星形接线较为简单经济，因此在中性点直接接地和非直接接地电网中（辐射线路较普遍）广泛使用。,四.三段式电流保护接线图举例,五.三段式电流保护的评价及应用,选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。单电源辐射网络上可保证获得选择性；多电源网络上在某些特殊情况下才获得选择性。速动性：无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的；过电流保护则常常不能满足速动性的要求。灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求。被保护线路很短时，无限时电流速断保护常为零。长距离重负荷线路过电流保护的灵敏度常常也很小。灵敏度差是电流电压保护的主要缺点。可靠性：继电器简单、数量少，整定计算和校验容易。可靠性好是它的主要优点。应用：主要用在35kv及以下的单电源辐射网上。,