电流保护和方向性电流保护.pptx

1 1第二讲电流保护和方向性电流保护2 2主要内容n n一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n二、电网相间短路的方向性电流保护n n三、大接地电流系统的零序电流保护n n四、小接地电流系统的接地保护3 3一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n反应于电流增大而瞬时动作的电流保护；反应于电流增大而瞬时动作的电流保护；n n保证速动性；保证速动性；n n选择性的要求；选择性的要求；n n ABAB上短路上短路1 1动作；动作；n n BCBC上短路上短路2 2动作；动作；n n希望保护范围为希望保护范围为100%100%；4 4一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n速动性与选择性的矛盾速动性与选择性的矛盾n n不管不管d1d1或或d2d2，1 1瞬时断开；瞬时断开；n n1 1再以重合闸纠正；再以重合闸纠正；n n 故障故障d2d2，1 1、2 2瞬时断开，瞬时断开，1 1重合闸成功；重合闸成功；n n 故障故障d1d1，1 1重合闸不成功，重合闸不成功，1 1再次断开；再次断开；5 5一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n速动性与选择性的矛盾速动性与选择性的矛盾n n按躲开下一线路出口短路整定速断保护；按躲开下一线路出口短路整定速断保护；n n不管不管d1d1或或d2d2，1 1均不断开；均不断开；n n1 1不能保护线路不能保护线路ABAB末端；末端；6 6一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n短路电流变化曲线短路电流变化曲线n n短路电流计算公式：短路电流计算公式：n n短路电流随短路点变化短路电流随短路点变化7 7一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n短路电流的变化范围短路电流的变化范围n n最大运行方式：最大短路电流最大运行方式：最大短路电流n n最小运行方式：最小短路电流最小运行方式：最小短路电流8 8一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n电流速断的整定电流速断的整定n n为了保证选择性，起动电流大于下条线路首端的最大短路为了保证选择性，起动电流大于下条线路首端的最大短路电流；电流；9 9一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n电流速断的灵敏性电流速断的灵敏性n n灵敏性：对内部故障的反应能力灵敏性：对内部故障的反应能力n n应校验最小的保护范围能否满足要求应校验最小的保护范围能否满足要求1010一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n运行方式差别较大时运行方式差别较大时1111一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n线路较短时线路较短时1212一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n末端接有变压器的线路速断末端接有变压器的线路速断1313一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n电流速断的原理接线电流速断的原理接线1414一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n1.电流速断保护n n有选择性电流速断的特点有选择性电流速断的特点n n动作迅速；动作迅速；n n实现简单；实现简单；n n选择性与灵敏性之间的矛盾；选择性与灵敏性之间的矛盾；不能保护线路全长；不能保护线路全长；1515一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n任何情况下能够保护线路的全长；任何情况下能够保护线路的全长；n n足够的灵敏性；足够的灵敏性；n n最小的动作时限；最小的动作时限；1616一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时电流速断的原则限时电流速断的原则n n保护线路全长；保护线路全长；n n保护范围延伸到下条线路首端；保护范围延伸到下条线路首端；n n为了保证选择性，附带动作时限；为了保证选择性，附带动作时限；以便下条线路首端故障时，让下条线路的速断首先动作；以便下条线路首端故障时，让下条线路的速断首先动作；n n越接近下条线路或越进入下条线路，时限应越长；越接近下条线路或越进入下条线路，时限应越长；1717一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时电流速断的实现限时电流速断的实现n n保护范围不超过下条线路的速断；保护范围不超过下条线路的速断；n n动作时限比下条线路的速断高出动作时限比下条线路的速断高出t t；1818一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时电流速断的电流整定限时电流速断的电流整定n n如果如果 过小，当前线路限时速断的保护范围将超过下条过小，当前线路限时速断的保护范围将超过下条线路的速断保护范围；线路的速断保护范围；n n当前线路的限时速断将与下条线路的限时速断同时动作；当前线路的限时速断将与下条线路的限时速断同时动作；n n两条线路的限时速断之间丧失选择性；两条线路的限时速断之间丧失选择性；1919一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时电流速断的时限整定限时电流速断的时限整定n nt t的整定原则：保证下条线路的速断有足够的时间消除的整定原则：保证下条线路的速断有足够的时间消除故障特征；故障特征；2020一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n速断与限时速断的配合速断与限时速断的配合2121一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时速断的灵敏性限时速断的灵敏性2222一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时速断的校验限时速断的校验n n系统最小运行方式下、线路末端两相短路时，限时速断有系统最小运行方式下、线路末端两相短路时，限时速断有足够的反应能力；足够的反应能力；n n灵敏度系数灵敏度系数K Klmlm；2323一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n不利于保护起动的因素不利于保护起动的因素n n故障点存在过渡电阻，短路电流减小；故障点存在过渡电阻，短路电流减小；n n由于误差，实际的短路电流比计算值小；由于误差，实际的短路电流比计算值小；n n电流互感器负误差；电流互感器负误差；n n继电器可能具有正误差；继电器可能具有正误差；n n考虑到一定的裕度。考虑到一定的裕度。2424一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n与下段限时速断的配合与下段限时速断的配合2525一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n2.限时电流速断n n限时速断的原理接线图限时速断的原理接线图2626一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.定时限过电流保护n n起动电流躲开最大负荷电流整定起动电流躲开最大负荷电流整定；n n增加动作时限保证选择性增加动作时限保证选择性；2727一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.3.定时限过电流保护定时限过电流保护n n定时限过电流保护的整定定时限过电流保护的整定 保证故障切除后，保证故障切除后，在电动机的自启动在电动机的自启动 电流下仍能返回电流下仍能返回过电流继电器应有过电流继电器应有较高的返回系数较高的返回系数?K Kh h越小，启动电流越小，启动电流越大，灵敏性越差越大，灵敏性越差2828一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.定时限过电流保护n n整定过电流的动作时限整定过电流的动作时限n n保证选择性；保证选择性；2929一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.定时限过电流保护n n过电流动作时限的整定原则过电流动作时限的整定原则n n比下一级元件保护的动作时限至少高出比下一级元件保护的动作时限至少高出t t；n n存在多个下一级元件时，动作时限取其中的大值；存在多个下一级元件时，动作时限取其中的大值；3030一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.定时限过电流保护n n过电流灵敏系数的校验n n本线路的主保护时：本线路的主保护时：n n下条线路的后备保护时：下条线路的后备保护时：n n灵敏度的配合。灵敏度的配合。3131一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n3.定时限过电流保护n n定时限过电流保护的特点定时限过电流保护的特点n n可以保护线路全长；可以保护线路全长；n n也能保护下条线路的全长，作为后备保护；也能保护下条线路的全长，作为后备保护；n n越靠近线路首端，动作时限越长；越靠近线路首端，动作时限越长；3232一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n4.三段式电流保护n n电流速断；（电流速断；（I I段）段）按躲开下条线路首端最大短路电流整定；按躲开下条线路首端最大短路电流整定；不能保护线路全长；不能保护线路全长；n n限时电流速断；（限时电流速断；（IIII段）段）按躲开下条线路速断动作电流整定；按躲开下条线路速断动作电流整定；限时速断不能作为相邻元件的后备保护；限时速断不能作为相邻元件的后备保护；n n过电流保护；（过电流保护；（IIIIII段）段）按躲开最大负荷电流整定按躲开最大负荷电流整定3333一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n4.三段式电流保护n n三段式电流保护的配合3434一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n4.三段式电流保护n n三段式电流保护的原理接线三段式电流保护的原理接线3535一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式；电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式；三相星形接线三相星形接线继电器并联连接，继电器并联连接，“或或”回路回路中线电流中线电流正常运行正常运行 0 0故障故障 n n能反应相间短路和单相接地短路（中性点直接接地系统）能反应相间短路和单相接地短路（中性点直接接地系统）3636一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n两相星形接线两相星形接线3737一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n相间短路相间短路n n两种接线均可以正确反应；两种接线均可以正确反应；n n动作的继电器数目不一样。动作的继电器数目不一样。3838一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n中性点非直接接地电网的两点接地短路（中性点非直接接地电网的两点接地短路（1 1）3939一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n中性点非直接接地电网的两点接地短路（中性点非直接接地电网的两点接地短路（2 2）4040一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n nY/变压器之后的两相短路分析4141一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n nY/Y/变压器过电流的两相星形接线变压器过电流的两相星形接线4242一、单侧电源网络相间短路的电流保护n n5.电流保护的接线方式n n两种接线的比较两种接线的比较n n三相星形接线；三相星形接线；可靠性和灵敏度高，用于贵重元件保护；可靠性和灵敏度高，用于贵重元件保护；可保护中性点直接接地系统的相间、单相接地短路；（常用零序可保护中性点直接接地系统的相间、单相接地短路；（常用零序电流保护代替）电流保护代替）n n两相星形接线；两相星形接线；简单经济；简单经济；使用更广泛；使用更广泛；所有线路都应装设在相同的两相上；所有线路都应装设在相同的两相上；4343二、电网相间短路的方向性电流保护n n1.方向过电流保护n n双电源供电的速断双电源供电的速断4444二、电网相间短路的方向性电流保护n n1.方向过电流保护n n可能的误动可能的误动n n单侧电源时，单侧电源时，2 2、6 6动作动作n n双侧电源时，双侧电源时，2 2、6 6动作，动作，1 1、5 5也可能动作也可能动作n n错误特征：动作于外部故障错误特征：动作于外部故障4545二、电网相间短路的方向性电流保护n n1.方向过电流保护n n定时限方向过电流保护原理接线定时限方向过电流保护原理接线n n利用被保护线路的电流和利用被保护线路的电流和 母线电压之间的相位鉴别母线电压之间的相位鉴别 正向电流还是反向短路；正向电流还是反向短路；n n动作时限按逆向阶梯原则；动作时限按逆向阶梯原则；n n1 1、2 2、3 3、8 8为一组；为一组；4 4、5 5、6 6、7 7为一组；为一组；n nB-CB-C之间短路，之间短路，2 2、6 6跳。跳。4646二、电网相间短路的方向性电流保护n n1.方向过电流保护n n动作时限整定按逆向阶梯原则整定按逆向阶梯原则整定n n动作电流整定 躲过最大负荷电流；躲过最大负荷电流；躲过非故障相电流；躲过非故障相电流；相邻线路上保护装置的起动电流要配合；相邻线路上保护装置的起动电流要配合；n n灵敏度灵敏度 由电流起动元件的灵敏系数和方向元件的死区大小衡由电流起动元件的灵敏系数和方向元件的死区大小衡量。量。4747二、电网相间短路的方向性电流保护n n2.方向电流速断保护n n在电流速断保护中加装方向在电流速断保护中加装方向 元件构成方向电流速断保护。元件构成方向电流速断保护。n n在反向短路时，如果以动作在反向短路时，如果以动作 电流已能保证选择性，可以电流已能保证选择性，可以 用无时限电流速断保护代替用无时限电流速断保护代替 无时限方向电流速断保护。无时限方向电流速断保护。4848二、电网相间短路的方向性电流保护n n2.方向电流速断保护n n动作电流整定动作电流整定n nd1d1、d2d2短路，保护短路，保护1 1、2 2不应动作；不应动作；n n保护保护1 1、2 2起动电流按较大的短路电流整定起动电流按较大的短路电流整定n n保护保护2 2 范围缩小，装设方向元件；范围缩小，装设方向元件；n n保护保护2 2按躲开按躲开d1d1短路整定短路整定n n保护保护1 1无需装设方向元件。无需装设方向元件。4949二、电网相间短路的方向性电流保护n n3.延时方向电流速断保护n n作为阶段方向电流保护的第二阶段；作为阶段方向电流保护的第二阶段；5050二、电网相间短路的方向性电流保护n n3.延时方向电流速断保护n n有助增电流时，动作电流整定有助增电流时，动作电流整定5151二、电网相间短路的方向性电流保护n n3.延时方向电流速断保护n n有外汲电流时，动作电流整定有外汲电流时，动作电流整定5252二、电网相间短路的方向性电流保护n n4.方向性电流保护的特点n n多电源网络中，方向性电流保护能够保证选择性；多电源网络中，方向性电流保护能够保证选择性；n n三相短路时功率方向继电器不能动作，整套保护三相短路时功率方向继电器不能动作，整套保护拒动；拒动；n n如果电流整定值和时限能够保证选择性，就不用如果电流整定值和时限能够保证选择性，就不用方向元件；方向元件；5353三、大接地电流系统的零序电流保护n n1.零序电流保护n n大接地电流系统中发生单相接地，系统会出现零大接地电流系统中发生单相接地，系统会出现零序分量，可利用零序分量构成接地短路保护。序分量，可利用零序分量构成接地短路保护。n n由三部分组成由三部分组成 无时限零序电流速断保护（无时限零序电流速断保护（段）段）限时零序电流速断保护（限时零序电流速断保护（段）段）零序过电流保护（零序过电流保护（段）段）5454三、大接地电流系统的零序电流保护n n2.无时限零序电流速断保护n n求单相或两相接地短路时，零序电流求单相或两相接地短路时，零序电流3I3I0 0随线路长度变化随线路长度变化的关系曲线；的关系曲线；n n按躲开下条线路出口处单相或两相接地短路的最大零序按躲开下条线路出口处单相或两相接地短路的最大零序短路电流短路电流3I3I0.max0.max整定；整定；n n如果保护装置的动作时间小于断路器三相不同期合闸的如果保护装置的动作时间小于断路器三相不同期合闸的时间，按躲开断路器三相触头不同期合闸出现的最大零时间，按躲开断路器三相触头不同期合闸出现的最大零序短路电流序短路电流3I3I0.bt0.bt整定；整定；n n取大值；取大值；5555三、大接地电流系统的零序电流保护n n3.零序电流限时速断保护n n起动电流首先考虑和下一条线路的零序电流速断相配合，起动电流首先考虑和下一条线路的零序电流速断相配合，并带有高出一个并带有高出一个t t的时限，以保证动作的选择性；的时限，以保证动作的选择性；n n按本线路末端接地短路时的最小零序电流校验，满足按本线路末端接地短路时的最小零序电流校验，满足K Klmlm1.51.5；n n当下一线路比较短或运行方式变化比较大，当下一线路比较短或运行方式变化比较大，K Klmlm1.51.5时：时：使零序使零序IIII段与下条线路的零序段与下条线路的零序IIII段相配合，段相配合，t t取为取为11.2s11.2s；保留保留0.5s0.5s的零序的零序I I段，再增加按上项原则整定的保护；段，再增加按上项原则整定的保护；从电网接线的全局考虑，改用接地距离保护；从电网接线的全局考虑，改用接地距离保护；5656三、大接地电流系统的零序电流保护n n4.零序过电流保护n n作为后备保护；作为后备保护；n n终端线路的主保护；终端线路的主保护；n n按躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的按躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流整定：最大不平衡电流整定：n n考虑分支系数；考虑分支系数；n n本线路本线路IIIIII段不超过下条线路段不超过下条线路IIIIII段的范围段的范围5757三、大接地电流系统的零序电流保护n n4.零序过电流保护n n方向性零序过电流保护方向性零序过电流保护5858三、大接地电流系统的零序电流保护n n4.零序过电流保护n n对零序电流保护的评价对零序电流保护的评价n n零序过电流的灵敏度高；零序过电流的灵敏度高；n n电流分布受系统方式影响小；电流分布受系统方式影响小；时限小；时限小；容易整定；容易整定；n n零序阻抗比正序阻抗大；零序阻抗比正序阻抗大；n n不反应于对称性的振荡、短时间过负荷；不反应于对称性的振荡、短时间过负荷；n n与单相重合闸的配合；与单相重合闸的配合；5959四、小接地电流系统的接地保护n n1.中性点不接地系统的零序电流保护n n按躲过本线路最大电容电流整定；按躲过本线路最大电容电流整定；n n校验灵敏系数；校验灵敏系数；6060四、小接地电流系统的接地保护n n2.中性点不接地系统的绝缘监测n n检测接地后出现的零序电压，带延时动作于信号；检测接地后出现的零序电压，带延时动作于信号；n n无选择性。无选择性。6161四、小接地电流系统的接地保护n n3.中性点不接地系统的零序功率方向保护n n保证选择性；保证选择性；