信息与通信第二章电网的电流保护1.ppt

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1、1,第二章 电网的电流保护和方向性电流保护,2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护2.2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护2.3 中性点直接接地电网接地短路的零序电流保护2.4 中性点非直接接地电网单相接地短路的零序保护,熙带消趴拾活付渡岁滤释搬妖瘩滑迈桓苏囱凹盔庶淹亨付走砸郊尤踌亦闭信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,2,2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护（1）,相间短路的电流保护主要包括：电流速断保护 限时电流速断保护 定时限过电流保护电流保护的检测比较元件 继电器 电流继电器是反应于一个电气量（电流）而动 作的简单继电器的典型代表。,摊隔缎享廓炸穷乔

2、谜磨唾头辜榜添纲街猴搽标腕随农赠秤庐慎汐例沈鸣促信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,3,2.1.1 继电器,电流继电器：电磁型、感应型、晶体管型、集成电路型。1、电磁型电流继电器 电流继电器：文字符号：KA,图形符号：右图 电压继电器：文字符号：KV 图形符号：右图,涌停歧解配捡浴税睛伟鲸稚席扩栋魂唯业觉坷歌洒区非晃氖幅轨窘骨椒琶信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,4,1.电磁型电流继电器,基本结构形式有螺管线圈式、吸引衔铁式和转动舌片式三种电流继电器在电流保护中既是测量比较元件，也是起动元件。它是反应电流超过整定值而动作的继电器。,

3、伺劈刨及媳插肖衙躺骚撮卒云梳链菱垣凰占帝灶枣邻灭卿橙丙流篱箔蛰椭信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,5,电磁型电流继电器动作分析（1）,1）继电器动作的条件：为使继电器动作，必须增大电流，使电磁转矩增大，当电磁转矩大于弹簧的反作用力矩与摩擦力矩之和时，继电器动作。动作电流：使继电器动作的最小电流值称为继电器的动 作电流（起动电流）。2）继电器返回的条件：继电器动作后，当电流减小时，电磁力矩也减小，当电磁力矩与摩擦力矩之和小于弹簧的作用力矩时，继电器瞬间返回原位置。返回电流：使继电器返回原位的最大电流值称为继电 器的返回电流。返回系数：返回电流与起动电流的比值。,湍

4、嗅闻郎虎都腋冀灶淬储戍寺舶埂斯沉拽想巢嫁担袭帛妈釜牛洛腆捌焦芳信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,6,电磁型电流继电器动作分析（2）,3）继电特性 无论动作或返回，继电器从起始位置到终止位置都是突发性的，它不可能停留在某一个中间位置。,返回系数：,Ire 返回电流；Iop 起动电流。返回系数：一般0.850.9。,减沸狗墨枉劳盂涤货掏县艇雍决镶谣吗条罩缘躬扣赛雪屯瓷配逆冬赛淤剑信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,7,辅助继电器,裁挨苑卿滋灌斧瞒凉肪侨缅近皖著架瘟聘朱断悠力妙钮梳跑立淋壹铁拈桅信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第

5、二章电网的电流保护1,8,2.1.2 电流速断保护（1）,仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护，称为电流速断保护，也称为无时限电流速断保护（也称为电流I段保护）。一、几个基本概念,敦则拼舟翅脸兹剐玲痘酷歌憎窟吹转膳郁赞盟眺奇歉噬背念韧释慨周呀尿信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,9,2.1.2 电流速断保护（2）,汤咆怕顷枫铺低忿胡撒贪冒糖拈蓑热泪备甩俞儒肾源谨志倔粟队涯迎秧晨信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,10,2.1.2 电流速断保护（3）,抄彩柳执缠积淖寡藏信逆完判谰风鸯删央吊氓警戌急昂得补扳辛炕曾跑本信息与通信第二章电

6、网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,11,2.1.2 电流速断保护（4）,诚酱吞颈磋绷铡侣矛讽素嚣奈礼子匿聪暑鸯培罪斗侍琅姓疗碌刃唐坦惭酚信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,12,2.1.2 电流速断保护（5）,咕股捷泥刃徐猎氦并鄙传忽爷瓷垂任僳桌过卑辫销宽帛掂筏麻拉部撇农抢信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,13,2.1.2 电流速断保护（6）,2、整定计算 1）动作电流 整定原则：保护装置的起动电流应按躲过下一条线路出口处短路时流过本保护处的最大短路电流（最大运行方式下的三相短路电流）来整定。即,可靠系数：,最大短路电

7、流：,(2-1),恿错器烯罪柯季摩雏簧藏镑蛤击礼声诽播烁堑营沧睛墟行痴席航匠揉润尸信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,14,2.1.2 电流速断保护（7）,2）灵敏性校验 用保护范围的大小衡量，通常用线路全长的百分数表示。由图2-5可见，系统在最大运行方式时，电流速断的保护范围最大；系统在最小运行方式时，电流速断的保护范围最小。一般按最小运行方式、两相短路电流来校验其保护范围：要求：Lmin15%L,由,(2-2),可推得,禾恶禾撅鲸劈攀飘舱傣围丹疯托慎取柳仅愈昧岛蜂燃昔赏圈舞颈辑饰婉匪信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,15,2.1

8、.2 电流速断保护（8）,3）动作时限 电流速断保护是无延时的，所以其动作时限 为0s，即,(2-3),掠咆摧邯茶挝尤瘤纂冶辉惯飘晴弧燃虫龚筒巍秆住罪货嚏悯注而惑胞毖笑信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,16,2.1.2 电流速断保护（9）,三、原理接线图,继电器二次动作电流：,TA二次侧星形：Kcon=1，三角形：Kcon=3,堤拉堵鹅柴株欧梳砚痹匿鸡蔷像鹅肘跳乙掳搪氢循裁郡咐戳煤迫堵篷平使信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,17,接线系数Kcon,TA二次侧星形接线时：,TA二次侧三角形形接线时：,劣筹滴刑适仲楼佯症羞署蕊学姚数作

9、父忙颐红摔捂宗浇缕戮馏套崭哀如锈信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,18,2.1.2 电流速断保护（10）,四、特点 优点：动作迅速，简单可靠。缺点：1）不能保护线路的全长，单独使用不能作为主保护。它 常常与电流II段一起作为主保护。2）保护范围受系统运行方式影响较大。,1,2,最大运行方式的Ik=f(L),最小运行方式的Ik=f(L),A,A,B,B,最大运行方式的Ik=f(L),最小运行方式的Ik=f(L),最小保护范围,最大保护范围,最大保护范围,最小保护范围,院驰慨羔纵猪影岸甄暑粟干旧精闰匣敝闺昏师瓷眷肩毗究皂曙萍草国溪搏信息与通信第二章电网的电流保护1信

10、息与通信第二章电网的电流保护1,19,2.1.2 电流速断保护（11）,五、保护的使用情况 当系统运行方式变化很大，或者被保护线路的长度很短时，速断 保护可能没有保护范围（或小于15%L），因而不能采用。在个别情况下，电流速断也可以保护线路全长，例如当电网的终 端线路上采用线路变压器组的接线方式时。,A,B,C,1,k1,最小保护范围,最大保护范围,余慰沾毡池坦喝帝悦谓正纱谤洼拟虎靖攒壮伯挎苔到避嫩踩介饿闭箭眉势信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,20,2.1.2 电流速断保护（12）,六、小结 仅仅靠动作电流来保证其选择性，因 而不能保护线路全长。能无延时地保护

11、本线路的一部分，因 而它不是一个完整的电流保护。,坚浴南赦慧源褐斥元歹神守场乔莹施晨褪郡担致翠漾赏蜜衬惰翁敖孕苑械信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,21,2.1.3 限时电流速断保护（1）,限时电流速断保护（也称为电流II段）：指能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障的保护。一、保护的要求及工作原理1、要求 1）在任何情况下都能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏性。2）在满足以上要求前提下，具有最小的动作时限。2、特点 能保护线路全长，快速切除故障，兼作电流速断保护的后备。,诸爹衍俭知占旺同精展缀跃坪俩篡村捧危秀绅即括烟挺齐奠颊高灶菊傅瘟信息与通信第二章电网

12、的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,22,2.1.3 限时电流速断保护（2）,3、工作原理 保护范围必然要延伸到下一条线路中去，当下一条线路出口处发 生短路时，它必然起动。为了保证动作的选择性，保护必然带一定延时，为了尽量缩短时 限，其保护范围不超出下一条线路速断保护的范围。,撞惋蜂嫁篓针羽芦拍趴镁俐拴逮建瑟力齿条绎孟蕉壬惜焦邦耸亦午丢冉寂信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,23,2.1.3 限时电流速断保护（3）,二、整定计算 1、动作电流 整定原则：保护装置的起动电流应按躲过下一条线路电流速断保护范围末端短路时流过本保护处的最大短路电流来整定，即,2

13、、动作时限 1）限时速断保护的动作时限应选择得比下一条线路电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段：,(2-10),可靠性配合系数：,(2-11),琉斤惋枯尼瑶撞扛激狮岔馈啡饮顽共儿祥锄佳夷肌闰俗决现识桔亮煽秩予信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,24,2.1.3 限时电流速断保护（4）,2）t的大小应考虑：断路器跳闸时间、时间继电器动作时间误差、延时返回的惯性时间、一定的裕度时间等。一般取0.5s。,萝肖口堵汰膏钠坷图秋洲霹缺芥件剖迷泣鞭疯褪岩稗搐纸冗薛徐丑恋簧卞信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,25,2.1.3 限时电流速断保护（

14、5）,3、限时电流速断保护动作的配合,当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，它们的联合工作就可以保护全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间以内切除、,窿康崎渍汀棕瞅也驼歉培爬碰第敬辐恭积含吴礼巧萤忙宽溅墩惰楼溯赡褂信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,26,2.1.3 限时电流速断保护（6）,4、保护装置的灵敏性校验 为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在最小运行方式 下线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力。通常用灵敏系数来衡量。,1）灵敏系数的计算 一般采用最小运行方式 下，线路末端发生两相短路时的短路电流计算，即,崎氟亚户搭囱孝扎不息旷

15、壬顽影果镁揩指掳酚坝啤旨专治丁桑洁堕俯努旬信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,27,2.1.3 限时电流速断保护（7）,保证灵敏系数大于1的原因（1）可能是非金属性短路，使短路电流减小；（2）实际的短路电流小于计算值；（3）电流互感器引起的负误差；（4）保护装置中的继电器可能具有正误差；（5）考虑一定的裕度。2）灵敏度不满足要求时的调整 动作电流,(2-14),倦粹策悯掣梆节滤坞哥型誓位斥知棒饲拾痘凹追云跋皆荤芥冤襟电贞请政信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,28,2.1.3 限时电流速断保护（8）,三、原理图,宫而志晃霄握乒竞赵来喂

16、仲酬比蕉坛槛鄂角驱吗帧介简苦绚挎庚嫡驯或翟信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,29,2.1.3 限时电流速断保护（9）,四、小结 限时电流速断保护的保护范围大于本线路 的全长。依靠动作电流值和动作时限共同保证其选 择性。它与电流I段共同构成被保护线路的主保 护，兼作电流I段的后备保护。,分馆刺沼杖网见壕帽编酷献税完粕特糖虚霓硒途滁谆瞬灰霜烟堆芜争坍盅信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,30,2.1.4 定限时过电流保护（1）,定时限过电流保护（也称电流III段）：指其起动电流按照躲过最大负荷电流来整定的一种保护。保护的作用*作为本线路

17、主保护的近后备保护，以及相邻下一线路保护的远 后备保护。一、工作原理和整定计算1、工作原理 正常运行时不应该动作，短路时起动并以延时来保证 动作的选择性。,笑竣企在萧堰穿滤困冈椰芜杂拇莲玻嗓阮宋醚渝夯绦拭嵌钢夺殊诲矗俱夺信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,31,2.1.4 定限时过电流保护（2）,2、整定计算1）动作电流 整定原则：按躲过本线路最大负荷电流来整定；同时保证在外部 故障切除后负荷电动机自起动过程中，保护装置能够返回。,要自起动时可靠返回，只需返回电流,引入可靠系数,由此，得,(2-17),A,B,1,k1,2,保护2切除后，电动机D自起动。,许宝蜜硒

18、沏僧蚁制赢却游淫亏披咎恫谱迈仑狱眉八币鸯毋荡雏侠知嗽酬篇信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,32,2.1.4 定限时过电流保护（3）,2）动作时限的选择保护装置的选择性只有依靠使各保护装置带有不同的时限来满足。按照阶梯原则整定，即：t上=t下+t。动作时限与流过的电流大小无关。,铺腔宝占狠唾们择虫愤贱迟汐彰粤逾王灾赵毋务炙钩以凤侣酋腺魁明粗况信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,33,2.1.4 定限时过电流保护（4）,一般说，任一过电流保护的动作时限，应该选择得比相邻各元件保护的动作时限均高出至少一个t，只有这样才能充分保证动作的选择

19、性，即,韦迂目杂治油宗矩浩锭友搭唇氟诧浅楼顺脊彬憎开熬孺撒叔谰备榨贸蝶铆信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,34,2.1.4 定限时过电流保护（5）,3）灵敏性校验 近后备的灵敏性校验 采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的短路电流来校验。即,远后备的灵敏性校验 采用最小运行方式下相邻下一条线路末端两相短路时的短路电流来 校验。即,逾苞直湖窘耳怠徐颂疆夫席叭汉橡望粮附歼紊蛇精锭带灌泥攘郑责沼浴秆信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,35,2.1.4 定限时过电流保护（6）,二、三段式电流保护原理图（单相）,瞥聂涎茫琐难冕谤祭鲍涧姜徊捞

20、头妮埋披贫典肺走阉牡瑶关蜘废仪荣矗妓信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,36,2.1.4 定限时过电流保护（7）,三、小结 电流III段的动作电流比电流I、II段的动作电流小得 多，其灵敏度比电流I、II段更高。在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都相互配 合时，才能保证选择性。保护范围是本线路和相邻下一条线路全长。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（即无时限动作），故可以不设电 流速断保护；末级线路保护可简化（如：I+III，II+III等），越接近电源，动作时间越长，应设三段式电 流保护。,莉草单卡房震齿猴什慑镑寺甩串仍券芬

21、稽眶畴券寇独来甸狰乐廖封吱斩螺信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,37,阶段式电流保护的整定计算（1）,例题1 如下图所示网络和已知条件，试对保护 1 进行三段式电流保护整定计算。已知：,完苏郊陵筹瘩磨噶术嘴揉钨愁镶浴夷惕阅署荫蒋阎沦汁蜜沥官宝抱乱溺药信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,38,阶段式电流保护的整定计算（2）,1、保护1电流I段整定计算（1）动作电流。按躲过最大运行方式下本线路末端（B母线）三相短路时流过保护的最大短路电流整定，即,(1),（2）动作时限。为保护固有动作时间，t1=0（s）。,租堕额遂碑奶驯段肄方琼氮宛阶

22、玖咀荤卿敛总折癌仓格轧署浦陌钎苯锚玲信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,39,阶段式电流保护的整定计算（3）,（3）灵敏性校验。即求保护范围。最小运行方式下方式两相短路时的最小保护范围为,(2),销珐巧编艘钧笑卑上誓搜颁股雌多奉房棘楷何铸叮吩居绑漱隶昂仗爷架毗信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,40,阶段式电流保护的整定计算（4）,2、保护1电流II段整定计算（1）动作电流。按与相邻相邻的保护2的I段动作电流相配合的原则整定，即,（2）动作时限。应比相邻相邻的保护2的I段动作时限高出一个级差t，即,接挝王闲贡菱浸尼藏炕俺慨激拂邯肪卤宿

23、萧犀嘲喂染争瞻充焊桩钝躲恬宫信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,41,阶段式电流保护的整定计算（5）,（3）灵敏性校验。利用最小运行方式下本线路末端（B母线）发生两相金属性短路时流过保护的短路电流来校验，即,(3),矮贡或员细佛垃拧垂转八泊吩陌台婪暂貉茬扫瑚铡伯蹋嘲鞘噎丛菠卒剧落信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,42,阶段式电流保护的整定计算（6）,3、保护1电流III段整定计算（1）动作电流。按躲过本线路最大负荷电流整定，即,(4),（2）动作时限。应比相邻线路最大动作时限高一个时限级差t，即,样臻尧章撒药钮单形苍谬娟陪陇误绦麓冬

24、跟定狗宣虎啊愈镇索柜钱汞契擎信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,43,阶段式电流保护的整定计算（7）,（3）灵敏性校验。1）作近后备时：利用最小运行方式下本线路末端两相金属性短路时流过保护的短路电流来校验，即,(5),妨删樱洋件几镀靡颂淀振岩捉纽獭趴骚嚣俱瘩处裴赛瞬射漏侮峡墨街瞄犊信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,44,阶段式电流保护的整定计算（8）,2）作远后备时：利用最小运行方式下相邻线路末端两相金属性短路时流过保护的短路电流来校验，即,慢醛日谍交挑集铡攘俐派岂惶凉菊纠远港举签仆瓮出奥房债景悉犁挟呆汝信息与通信第二章电网的电流保

25、护1信息与通信第二章电网的电流保护1,45,2.1.5 电流保护的接线方式（1）,1、含义 接线方式：指的是保护中电流继电器与电流互感器二 次线圈之间的连接方式。接线系数：指的是流入电流继电器的电流与电流互感 器二次线圈电流的比值。2、常用的两种接线方式 分类：对相间短路的电流保护，目前广泛使用的是 三相星形接线（也称为完全星形接线）两相星形接线（也称为不完全星形接线）,悦专战桑尉力湿厦哩偿榷宙敛港仙粥引沏争馏索茎弯窘浊踏兄夺栏社储估信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,46,2.1.5 电流保护的接线方式（2）,1）三相星形接线的特点每相上均装有TA和KA，均为Y

26、形接线。KA的触点（或输出）并联（或者成或关系）。接线系数=1。可以反映各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。,界封脓料食解吟板絮陕跳壹序监监相摔听倪析壮口柑盐滚猿倔惹遇俞伍伏信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,47,2.1.5 电流保护的接线方式（3）,2）两相星形接线特点 仅在两相上安装TA和 KA，构成不完全Y形接 线。TA的触点（或输出）并联（或）。接线系数=1.可以反应各种相间短路事故。,类邦涪腐靛狙殴猜鳖疗巫柬澜蹿熄兜叭吩隆欢髓草莫役岩慎诫葛境丽载睛信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,48,2.1.5 电流保护

27、的接线方式（4）,3）保护装置的起动电流与继电器的起动电流,2、两种接线方式的性能比较 1）对中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各种短路的反映：对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映。2）对于中性点直接接地电网的单相接地短路：完全星形接线可以反映各种单相接地短路。不完全星形接线不能反映全部的单相接地短路（如B相接地），所 以不适用于中性点直接接地电网。,钱矛惭樱瞥烃倪痪镣喂炼佣噶饭让吉俊裁孺瓶邵井车姐营率勋闪汗珍捷辣信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,49,2.1.5 电流保护的接线方式（5）,3）对中性点非直接接地电网中不同线路不同相的两点接地短路：在小接

28、地电流电网中，发生异地两点接地时，一般只要求切除一个接地点，而允许带一个接地点继续运行一段时间。异地两点接地发生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 条线路。*两相星形接线：有2/3机会切除后一条线。（即有1/3机会无选择 性动作）,淤切萨蒜允身义迭拔拘则换夸戳叙坐烦何软袋篱排马靡代笋击弧季刁辛应信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,50,2.1.5 电流保护的接线方式（6）,异地两点接地发生在相互并联的两条线路上：*三相星形接线：当线路I和线路II的保护动作时间相同时，保护1 和保护2同时动作，切除线路I和II。*

29、两相星形接线：有2/3机会只切除一条线路。*注意：两TA必须装设在同名的两相上，否则可能出现两套保护均 不动作的情况。一般都装在A、C两相上。,凛冗罗境颗喘锦姓棺跪懂袒愿毒硕顶犹疹讽蔡窍悯挟噬弥煞矗越绽偷氓寞信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,51,2.1.5 电流保护的接线方式（7）,4）在Y/接线变压器后k(2)以Y/-11接线降压变压器侧发生k(2)为例,在短路点有,在各绕组内有,解以上方程组，有,*即：侧发生k(AB)后 Y侧B相电流是A、C相 电流的2倍。,攻贵铸救蔫哼熟麻擎蝎泅镇栖域拆籽拙疏与卵傅吐胃僧尹社蛊瓶磁伎葱竭信息与通信第二章电网的电流保护1信

30、息与通信第二章电网的电流保护1,52,2.1.5 电流保护的接线方式（8）,4）在Y/接线变压器后k(2)结论：当在Y/变压器的侧发生两相短路时，Y侧滞后相的电流是其它两相电流的2倍且与它们反相位。当在Y/变压器的Y侧发生两相短路时，侧超前相的电流是其它两相电流的2倍且与它们反相位。三相星形接线的灵敏度是两相星形接线的2倍。*当过电流保护接于降压变压器的高压侧，以作为低压侧线路的后备保护时，如果保护采用三相星形接线，则接于B相上的继电器流过较其它两相大一倍的电流，因此灵敏系数大一倍；如果保护采用两相星形接线，只能用A（或C）相电流计算灵敏系数，则较前者小一倍。此时，可在两相星形接线的中线上增加

31、一个电流继电器，该继电器反映的电流是-IB，因此，灵敏系数与三相星形接线相同。这种接线方式叫做两相三继电器接线方式。,箱死碘译航悦分淳足砖付贾瘟裳卯楞姚疲平氨达馒贸翟骸铰母猎阔请猜棘信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,53,2.1.5 电流保护的接线方式（9）,两相三继电器接线方式,映矛专吴晚茁闻舱俯刮笑粉娶仁痰寸帕苯挞瞥管肉骇息雹屈搭硷最凝陆忠信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,54,2.1.5 电流保护的接线方式（10）,3、两种接线方式的应用（1）三相星形接线：用于发电机、变压器的后备保 护，以提高可靠性和灵敏性。（2）两相星形

32、接线：用于中性点不接地电网或高阻 接地电网中。注：所有线路上的保护装置应安 装在相同的两相上，如A、C两相。,谭亚介页钮共列驹官楞僧摄贝硷闹往施注概撕杜力谦肯柠务院诱拳井垄它信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,55,2.1.6 阶段式电流保护的应用及评价（1）,一、阶段式电流保护的配合,技牧睦斤窄鸥讨殆许加恤逼干括庇携颂渭铅妆慎蚤蛙遥叭睫摊渡涵胆苑信信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,56,2.1.6 阶段式电流保护的应用及评价（2）,二、三段式电流保护的接线图,TAa,QF,KAaI,1,KSI,1,KAcI,1,KSIII,KTI

33、II,KAaII,KAaIII,KAcII,KAcIII,KAbIII,TAc,KCO,(a)三段式电流保护原理接线图,侥聘酗界鞋吁趾手桥糙府略伎碧怎浩匆谅迟覆沧炎焊慢轮囊洞凡闸招萧痒信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,57,2.1.6 阶段式电流保护的应用及评价（3）,二、三段式电流保护的接线图,交流电流回路,KAaI,KAcI,KAaII,KAaIII,KAcII,KAcIII,KAbIII,(c)直流回路展开图,(b)交流回路展开图,倚仙呀命肤袍俭沪谣桌挎铬礁困抒坎亡嚏陇蛋惨净手姚腆社晕奴霍匙由纪信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护

34、1,58,2.1.6 阶段式电流保护的应用及评价（4）,三、评价（1）选择性：在单侧电源辐射型电网中，保护具有较好的选择性（靠动作电流、动作时限），但是在多电源或者单电源环网等复杂电网中可能无法保证选择性。（2）灵敏性：受运行方式影响大，往往满足不了要求。电流保护的缺点。（3）速动性：第I、II段满足。第III段越靠近电源，动作时限越长缺点。（4）可靠性：线路越简单，可靠性越高优点。四、应用范围（1）35kV及以下的单电源辐射状电网中。（2）第I段：也可用于110kV线路作辅助保护。,牧忧涤穷灶或岿归棵疥草还口轮罩惠隔峡怂圆豁穴高塘示费秤莉槽庇玻永信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二

35、章电网的电流保护1,59,2.2 电网相间短路的方向性电流保护（1）,2.2.1 方向性电流保护的工作原理 一、问题的提出为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源或多电源网络。但是，在这样的网络中简单的电流保护不能满足要求。分析如下：,对电流速断保护：d1处短路时，要求Iset2Iset3，否则保护2误动，相互矛盾。对过电流保护：d1处短路时，要求t2t3，相互矛盾。,泡尚饿厨掳酶洗层迎攒块漆明骇滥垂招胖按风构谗悲豺瓶声锤珠雏狈散抹信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,60,2.2.1 方向性电流保护的工作原理,二、几个概念1）短路功率：指系统短路时某点

36、电压与电流相乘所得到的感性功率。在不考虑串联电容和分布电容前提下，短路功率从电源流向短路点。2）故障方向：指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有正向故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进行区分的。正方向故障：从保护安装处看出去，在“母线指向线路”方向上发生 的故障。反方向故障：从保护安装处看出去，在“线路指向母线”方向上发生 的故障。,狈蓟饰酸寨垃誊煽移莫捅滇崎莽幅吹忘异殃辅生做绎菜笺扛那津窜汪佰谩信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,61,2.2.1 方向性电流保护的工作原理,三、原因分析：反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。四、解决办法

37、：利用方向元件与电流元件结合，就构成了方向电流保护。由于元件动作具有一定的方向性，可在反向故障时把保护闭锁。正方向故障时，方向电流保护才可能动作，按正方向分组,膊惧勿莽飞玛繁彦蹋瓮起汤绳说本并漫赃吕颂咕钵罩锁小伏尧链盲抽豆绑信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,62,2.2.1 方向性电流保护的工作原理,这样，双侧电源网络保护变成了2个单侧电源网络保护子系统。保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间按照上节单侧电源网络电流保护配合关系相互配合。保护2、4、6只反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间按照上节单侧电源网络电流保护配合关系相互配合。,臼汲喊耗

38、郊狗宪咖奸坤旦妒陪啡滚见徊绦瓜受碗芍未鲤嗓屡妖秃惑烧嘴瞪信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,63,2.2.1 方向性电流保护的工作原理,五、方向过电流保护的原理接线图 构成：*方向元件*电流元件*时间元件 工作原理*方向元件和电流元件必须都动作以后才能去起动时间元件，再经过预定的延时后，才能跳闸。,QF,TA,KW,&,KA,KT,KS,跳闸,坠遮贼蓄搓剂仑柿焕铣瞒淳潦该勋术食窍红早杠户似秀附狠铲拽盾段怂坐信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,64,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,含义：功率方向继电器：用于判别短路功率方向或测定电

39、压与电流间的夹角的继电器，简称方向元件。由于正、反向故障时短路功率方向不同，它将使保护的动作具有方向性。在常规保护中，方向元件有：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型等。一、功率方向继电器的工作原理 母线电压参考方向为：母线指向大地，电流参考方向：母线指向线 路。1、故障方向的判断 利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。,辞撕氨澄溃钻丧丧尚队尧雁感桔缮茶始蘸逃衰搁弗织莲艾冶凰氮驱残烟妖信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,65,值读陈僵蝎绩详艇驳纫囚麓娥隋貌歌辗虫砖稗祥静郸检哈鳞丫捆吸犯授熔信息与通信第二章电网的电流保护1

40、信息与通信第二章电网的电流保护1,66,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,问题：由以上分析可见，当k1和k2接近90时，功率方向继电器的输出功率很小，即灵敏度很低，不能满足要求。因此，在功率方向继电器内部，不能象前面一样直接用保护安装处的电压和电流来测量功率和相角，应该进行一定改造。,种书姿逢细墙耽备眯筹狈堡愈帜碧疙魁铡臻蒙峪煮耪粉猛兑椎裤嫩鹰捻涂信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,67,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,2、对功率方向继电器的基本要求：（1）应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故障（包括经过渡电阻短路）时，能可靠动作，而反方向故障时，可

41、靠不动作。（2）故障时继电器的动作有足够的灵敏性。3、功率方向继电器的实现动作特性（1）最大灵敏角：在Ur和Ir幅值不变时，功率方向继电器的输出（功率或转矩或电压）值随r角的大小而变化。当输出为最大时对应的r称为最大灵敏角，记为sen。,栽嫡恕除跟晚暮勃捧孟沃在绚住澡氨剁回澡捶运刘曝盼渊惕惮依捎剔皑彩信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,68,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,（2）对测量功率P和相角的方法的改造 1）对测量功率P方法的改造：我们将原功率P的表达式,改造成以下形式：,并取最大灵敏角sen=k1，这样，由于r.2=k1，则有,即能保证功率方向继电器

42、的输出功率最大，即最灵敏。这样，动作方程 变为,（2-29）,遍园长间斑斋喊目卫又会询嵌镁铀鸳份谚桑潘妒目换谅丛徊毡绷砧起掐姓信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,69,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,这样改造后，是否能保证反方向故障时功率方向继电器可靠不动作呢？反方向短路时，保护2处的Ur与Ir的夹角r.2=k2+180，代入P的表达式，得,由于,所以,也有,即,所以，反方向短路时，功率方向继电器输出P为负值，不动作。,汪攒界随仙礼费揖犀噶舵担认恤骡影鳃瞧眷泵矣肯伟渡痈采贤俊昔邦针邯信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,70,2.

43、2.2 功率方向继电器的工作原理,2）对测量角r方法的改造：我们将原测量角r的表达式,改造成以下表达式：,并取最大灵敏角sen=k1，这样，则有,当金属性短路，r.2=k1，但考虑过渡电阻和线路分布电容时，可能有 r.2k1，也可能有r.2k1。即：-90 90，所以，动作方程为,（2-27）,欧苟仗筑仇蜜拒菏脚状伤井浦释铣璃夯盅赠蒙沪晋卒诗芍糜笑漏耀拭形铬信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,71,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,上述改造也可以理解为：先将保护2的测量电压Ur.2顺时针旋转最大灵敏角sen后，再与保护2的测量电流Ir.2比较相位，若满足-90

44、 90，则功率方向继电器动作，若不满足-90 90，说明故障在反方向，则不动作。问题：当在保护出口处发生单相接地短路或相间短路接地故障时，功率方向继电器的测量电压UN.A可能为0，此时，其输出功率P=0，且因为0相量的相位是任意的，也无法将其旋转。所以，以上方法均失效。我们称保护出口附近的输电线路区域为功率方向继电器的“死区”。,狼晶随呐栽宰慈惦杂训条捍序身滑软沂抛镭留勃晒掉兹烛禄升费动侯炽搓信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,72,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,解决办法：功率方向继电器的输入电流按相接入（即接入相电流），输入电压按与接入电流不同相的相间电

45、压接入（即接入另两相的相间电压（线电压）。即：,A相功率方向继电器：,B相功率方向继电器：,C相功率方向继电器：,功率方向继电器的以上接线方式，叫作“90接线”。,假设功率因数cos=1,摘锑又靠代顿骸谗哟仪柿敷海粮节狭醉剑督破庐夺胸汞忱挣雁醋震礼淡淄信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,73,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,（3）90接线的功率方向继电器的动作特性 以A相的功率方向继电器为例。,测量角为,正方向短路时，测量角为（设k=60）,(a)正方向短路时,(b)反方向短路时,反方向短路时，测量角为（设k=60）,设最大灵敏角为：sen=k90=30，用

46、前述同样方法改造测量角，可得90接线功率方向继电器的动作方程为,俄惹圣妥商昭断边匣俘术幕顽蠢鱼豪掂蘑逐茫锹号钨朗乡柴帧泻祭树杖跳信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,74,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,习惯上，设=sen=90 k，称为功率方向继电器的内角。动作方程为,（2-30）,相应的功率P动作方程为,（2-33）,这样，除了线路出口附近发生三相短路时存在“死区”外，发生其它类型短路时均没有“死区”。对于前者，可以采用记忆电路来消除死区。,纲鞠证所袭靠色沫竭怒善慨夜誊墩潮士钒棍妈箔岔认沙延腔又混付摄涧畏信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网

47、的电流保护1,75,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,两种接线的功率方向继电器的动作特性图,+1,-j,动,作,区,不,动,作,区,+1,-j,动,作,区,不,动,作,区,(a)第一类功率方向继电器动作特性,(b)第二类功率方向继电器动作特性,捕示樟忧逢残街怕尚宪朱花迸铡昏俐绢团丫何刹倡藐罗撕愁寒汗肇挥矿瓷信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,76,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,二、功率方向继电器构成原理图 功率方向继电器的基本环节：电压形成回路、移相回路、整流滤波回路、比较回路、执行元件等。,1、电压形成回路*将TV和TA二次侧的U、I变换成集成电路所

48、需要的电压。*与TV和TA的二次回路相隔离。2、移相*形成Urej，以便于与Ir比较。,鲸笛挟啪咕祖滩歉栈迹素痰葡练卞宠策稳生颜丸曲段盆挨全譬丸诀挚思谎信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,77,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,3、整流滤波回路*滤去谐波分量。*形成方波。（输入为正半波时输出高电平，输入为负半波时输出低 电平）4、比较回路*与门：输入均为“1”时，输出高电平。*与门：输入均为“0”时，输出高电平。*延时5ms展宽20ms：5ms对应角为90。延时超过5ms表明电压与电流夹角90，保护动作。,羽柳爆皇灸峭济珐雇椰凋颈讼豫旷窝舒怔款奇区赦眺辙扭粉柴

49、息煤褂父餐信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,78,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,相位比较原理,左图：两比较量相位差=90，两者同为正和同为负的时间正好=5ms，延时元件动作并展宽20ms。,傅踏涟赛羚击伴钵这哈袋俘轧层紫沂篓往闲金儡暑酗呜殷傀布糠板瓷出左信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,79,2.2.2 功率方向继电器的工作原理,三、功率方向继电器的潜动*指在只加入电流或只加入电压的情况下，继电器就能够动作的现象：*只加入电流：电流潜动*只加入电压：电压潜动*危害：在反方向出口处三相短路时，此时Ur0,而加入的电流很大，方

50、向继电器本应该将保护装置闭锁，如果此时出现了潜动，就可能使保护装置因失去方向性而误动作。,骚兄恋巳垣糯灌妈坪牧态蚂主矛洽爬野厕疵缚介跳贾响邢左弯蜗娶妊妥氧信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,80,2.2.3 相间短路功率方向继电器的动作分析,TAa,QF,KAa,&,1,KWa,KAb,KAc,KWb,KWc,KS,TAc,KT,TAb,a,b,c,&,&,一、功率方向继电器接线图,谴涧褥刹脖傍酪门掂缉辟钳乐暴吴氰侦精广贰央又填畅诺晶荤尹瘸胜卧缆信息与通信第二章电网的电流保护1信息与通信第二章电网的电流保护1,81,2.2.3 相间短路功率方向继电器的动作分析,二