電自-階段式電流保護

1、 任務(wù)任務(wù) 1.1.設(shè)計應(yīng)用于單側(cè)電源線路的三段設(shè)計應(yīng)用于單側(cè)電源線路的三段式電流保護，并進行整定計算。式電流保護，并進行整定計算。2.2.分析線路不同地點發(fā)生相間短路分析線路不同地點發(fā)生相間短路時方向元件及方向電流保護的動作時方向元件及方向電流保護的動作情況。情況。3.3.選擇線路的接地保護方式。選擇線路的接地保護方式。 知識點知識點 1.1.三段式電流保護各段的原理、整定計算三段式電流保護各段的原理、整定計算方法。電流保護的接線方式。方法。電流保護的接線方式。2.2.階段式方向電流保護的構(gòu)成、方向元件階段式方向電流保護的構(gòu)成、方向元件的裝設(shè)原則。方向元件的作用、原理、的裝設(shè)原則。方向元件的

2、作用、原理、接線。接線。4.4.零序方向元件的原理、接線，階段式零零序方向元件的原理、接線，階段式零序電流保護的構(gòu)成。序電流保護的構(gòu)成。5.5.中性點非直接接地系統(tǒng)接地保護方式。中性點非直接接地系統(tǒng)接地保護方式。 目標目標 1.1.熟練掌握三段式電流保護各段的原理、熟練掌握三段式電流保護各段的原理、整定計算方法、特點。整定計算方法、特點。2.2.掌握階段式方向電流保護的構(gòu)成，方向掌握階段式方向電流保護的構(gòu)成，方向元件的作用、原理、接線。元件的作用、原理、接線。3.3.掌握中性點直接接地系統(tǒng)、中性點非直掌握中性點直接接地系統(tǒng)、中性點非直接接地系統(tǒng)單相接地的特點及保護方式。接接地系統(tǒng)單相接地的特點

3、及保護方式。4.4.掌握零序方向元件的原理、接線。掌握零序方向元件的原理、接線。2 2. .1 1 階段式階段式電流保護電流保護2 2. .1.11.1 無時限電流速斷保護無時限電流速斷保護2 2. .1.21.2 限限時時電流速斷保護電流速斷保護2 2. .1.31.3 定定時限時限過過電流保護電流保護2 2. .1.41.4 電流保護電流保護的接線方式的接線方式2 2. .1.51.5 三段式三段式電流保護電流保護2 2. .1.61.6 三段式三段式電流保護整定計算舉例電流保護整定計算舉例2.1.1 2.1.1 無時限電流速斷保護無時限電流速斷保護 反應(yīng)電流增大而瞬時動作的電流保護，又稱

4、為反應(yīng)電流增大而瞬時動作的電流保護，又稱為第第段電流保護段電流保護 。 1.1.無時限電流速斷保護的原理及整定無時限電流速斷保護的原理及整定如何計算短路電流？如何計算短路電流？短路電流計算：短路電流計算：(3)kS1 kEIZZ lk(2)S132kEIZZ l三相短路時三相短路時兩相短路時兩相短路時 系統(tǒng)阻抗相電勢故障點到保護安裝處距離0.4歐姆/公里ABkl短路電流大小由以下因素決定：短路電流大小由以下因素決定：a.a.系統(tǒng)運行方式，系統(tǒng)運行方式， 系統(tǒng)電源等效阻抗系統(tǒng)電源等效阻抗SZ與電源投入數(shù)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，與電源投入數(shù)量、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，SZ最大時短路電流最小，稱為最小最大時

5、短路電流最小，稱為最小運行方式運行方式；l越小，短路電流越大。越小，短路電流越大。 故障點越近，故障點越近，最小時短路電流最大，稱為最大最小時短路電流最大，稱為最大運行方式運行方式。SZc.c.短路類型，短路類型，(3)(2)kkIIb.b.故障點遠近，故障點遠近，B B母線短路時流過保護母線短路時流過保護1 1的最大短路電流為：的最大短路電流為：(3)k.maxS.min1 ABEIZZ l最大運行方式下三相短路最小運行方式下兩相短路ABopIONMmaxlminl無時限電流速斷保護動作電流的整定：無時限電流速斷保護動作電流的整定： 動作電流應(yīng)滿足以下條件：動作電流應(yīng)滿足以下條件： 考慮電流

6、互感器、電流繼電器均有誤差考慮電流互感器、電流繼電器均有誤差 可靠系數(shù)1.21.3 整定時應(yīng)考慮整定時應(yīng)考慮相鄰線路相鄰線路發(fā)生故障時發(fā)生故障時段電流保段電流保護不動作。護不動作。 即即段電流保護的動作電流應(yīng)段電流保護的動作電流應(yīng)“躲過躲過”被保護被保護線路末端短路時流過保護的最大短路電流。線路末端短路時流過保護的最大短路電流。(3)op.1k.B.maxII.1k.B.maxIIoprelIKI整定過程圖解整定過程圖解最大運行方式下三相短路本線末最大短路電流(3)k.B.maxI動作電流opI保護區(qū)AB靈敏系數(shù)校驗：靈敏系數(shù)校驗：要求最小保護范圍不小于線路全長的要求最小保護范圍不小于線路全長

7、的15%。mins.maxI1op.113L()2EZzI minL15%L電流速斷保護單相原理接線圖電流速斷保護單相原理接線圖2. 2. 無時限電流速斷保護原理接線無時限電流速斷保護原理接線I+信號TAKA-+-YRKMKSQFQF3.3.無時限電流速斷保護特點無時限電流速斷保護特點（1 1）保護區(qū)受）保護區(qū)受運行方式運行方式、故障、故障類型影響類型影響。短路電流水平降低，電流保護的保護區(qū)縮短短路電流水平降低，電流保護的保護區(qū)縮短 最大運行方式下三相短路最小運行方式下兩相短路ABopIONMmaxlminl（2 2）電流）電流段保護不能保護本段保護不能保護本線全長。線全長。 段保護段保護最長

8、的保護區(qū)不能伸出本線范圍最長的保護區(qū)不能伸出本線范圍特殊情況，如線路變壓器組時，將特殊情況，如線路變壓器組時，將段保護區(qū)段保護區(qū)伸入變壓器，可以保護線路全長。伸入變壓器，可以保護線路全長。線路變壓器組整定方法線路變壓器組整定方法 opI（3）靠動作電流的整定獲得選擇性。）靠動作電流的整定獲得選擇性。（4）動作迅速，可靠性高。）動作迅速，可靠性高。1.限時電流速斷保護的工作原理限時電流速斷保護的工作原理及整定計算及整定計算限時限時電流速電流速斷保護斷保護（電流（電流II段）段）:帶有帶有較短時限動作的第二套電流保護。較短時限動作的第二套電流保護。限時電流速斷保護，又限時電流速斷保護，又稱第稱第段

9、電流保護。段電流保護。 設(shè)置目的：彌補設(shè)置目的：彌補電流電流段保護不足，段保護不足，保護本線全長保護本線全長整定原則：為了可靠保護本線全長，保護區(qū)必然伸整定原則：為了可靠保護本線全長，保護區(qū)必然伸入下線，必須解決與下線保護入下線，必須解決與下線保護“搶動搶動”問題。問題。AB與下線電流與下線電流段保護配合具體為時限配合及保護區(qū)配合段保護配合具體為時限配合及保護區(qū)配合時限配合：時限配合：動作時限較電流動作時限較電流段保護長，可取段保護長，可取0.30.30.50.5秒秒保護區(qū)配合：保護區(qū)配合：保護區(qū)不超過下線電流保護區(qū)不超過下線電流段保護區(qū)段保護區(qū)tttttt 如果保護區(qū)超過了下線電流如果保護區(qū)

10、超過了下線電流段保護區(qū)段保護區(qū)保護保護2 2的的段不起動；段不起動；保護保護1 1的的段起動，段起動，0.50.5秒后誤動秒后誤動，跳開，跳開1QF1QF。ABC如何保證如何保證段保護區(qū)不超過段保護區(qū)不超過下一線路下一線路段保護區(qū)？段保護區(qū)？由動作電流整定保證由動作電流整定保證P2段保護區(qū)op.1IP1段保護區(qū)op.1relop.2IK I電流電流段保護整定公式：段保護整定公式：op.1relop.2It +tIK Itt 按上面公式整定能保證選擇性，但能保護本線全長嗎？按上面公式整定能保證選擇性，但能保護本線全長嗎？應(yīng)進行靈敏度校驗，確認保護本線全長能力。應(yīng)進行靈敏度校驗，確認保護本線全長能

11、力。靈敏度校驗概念靈敏度校驗概念電流保護動作條件：電流保護動作條件：即：靈敏度系數(shù)Ksensen1K考慮考慮TATA、繼電保護誤差、繼電保護誤差，K Ksensen11不能保證可靠動作不能保證可靠動作K Ksensen1.31.3才能才能保證可靠動作保證可靠動作應(yīng)選取應(yīng)選取本線路范圍本線路范圍內(nèi)最小的短路電流進行校驗。內(nèi)最小的短路電流進行校驗。opIIK1/opIIK如果如果本線路范圍本線路范圍內(nèi)最小的短路電流能保證內(nèi)最小的短路電流能保證段保護可段保護可靠動作，則說明靠動作，則說明段保護具有保護本線全長的能力。段保護具有保護本線全長的能力。2k.B.minsenop.1IKI（ ）K Ksen

12、sen1.31.3，靈敏度合格，靈敏度合格，能夠保護本線全長能夠保護本線全長K Ksensen1.3+信號TAKA-+-YRKTKSQFQF2.2.限時電流速斷限時電流速斷保護的單相原理接線圖保護的單相原理接線圖3.3.限時電流速斷限時電流速斷保護的特點保護的特點l能保護線路全長能保護線路全長l靠動作電流和動作時限的整定獲得選擇性靠動作電流和動作時限的整定獲得選擇性l能作為本線路的主保護能作為本線路的主保護l動作迅速，可靠性高動作迅速，可靠性高l保護區(qū)受運行方式、故障類型影響保護區(qū)受運行方式、故障類型影響 2.1.32.1.3 定時限過電流保護定時限過電流保護線路配置了電流線路配置了電流段及段

13、及段后，可以切除本線段后，可以切除本線路上的故障。路上的故障。但是當繼電保護或斷路器發(fā)生故障時，但是當繼電保護或斷路器發(fā)生故障時，仍不能保證切除故障。還應(yīng)設(shè)仍不能保證切除故障。還應(yīng)設(shè)段保護。段保護。拒動主保護后備保護近后備遠后備“近后備”與“遠后備”定時限過電流保護定時限過電流保護：動作電流按躲過最大：動作電流按躲過最大負荷電流整定的電流保護。負荷電流整定的電流保護。1.1.定時限過電流保護（電流定時限過電流保護（電流段）整定原則段）整定原則（1 1）過電流保護動作電流整定過電流保護動作電流整定A.A.過電流保護在正常運行時不動作過電流保護在正常運行時不動作 relopssL.maxIK K

14、I負荷電流B.B.過電流保護在外部故障切除后可靠返回過電流保護在外部故障切除后可靠返回 relrelressL.maxssopL.maxreIKK IKKIIK即:自起動系數(shù)自自起動情況：起動情況： 外部故障切除時，電壓升高，相當于電動機負外部故障切除時，電壓升高，相當于電動機負荷同時起動，此時電流為電機的起動電流，大荷同時起動，此時電流為電機的起動電流，大于負荷電流。于負荷電流。 以以ssL.maxK I表示 ssK為自起動系數(shù)，它決定于網(wǎng)絡(luò)接線和負荷性質(zhì)，為自起動系數(shù)，它決定于網(wǎng)絡(luò)接線和負荷性質(zhì)，一般取一般取1.51.53 3 （2 2）過電流保護動作時限整定過電流保護動作時限整定段保護動

15、作時限階梯特性段保護動作時限階梯特性 IIIIII12ttIIIIII34tttIIIIII23tttIIIIII34ttIIIIII23ttIIIIII12ttt（3 3）過電流保護靈敏系數(shù)校驗）過電流保護靈敏系數(shù)校驗a)a)校驗校驗用作本線路近后備保護的靈敏度用作本線路近后備保護的靈敏度 b)b)校驗校驗作為相鄰線路的遠后備保護靈敏度作為相鄰線路的遠后備保護靈敏度 使用本線路末端最小短路電流校驗，使用本線路末端最小短路電流校驗，要求要求Ksen 1.31.3 1.51.5 使用相鄰線路末端最小短路電流校驗，使用相鄰線路末端最小短路電流校驗，要求要求Ksen1.2 1.2 senIIIK B

16、 minIIIop.1IKI 。senIIIK.C.minIIIop.1IKI。定時限過電流保護定時限過電流保護單相原理接線圖單相原理接線圖I+信號TAKA-+-YRKTKSQFQF2.2.定時限過電流保護的單相原理接線圖定時限過電流保護的單相原理接線圖（1）能作為本線路的近后備保護，相鄰）能作為本線路的近后備保護，相鄰線路的遠后備保護。線路的遠后備保護。（2）靠動作時限的整定獲得選擇性。）靠動作時限的整定獲得選擇性。（3）動作時限較長。）動作時限較長。（4）靈敏度較高。）靈敏度較高。3.3.定時限過電流保護的特點定時限過電流保護的特點2.1.42.1.4 電流保護的接線方式電流保護的接線方式

17、電流保護接線方式電流保護接線方式：電流繼電器與電流互感電流繼電器與電流互感器二次繞組之間器二次繞組之間的連接方式。的連接方式。*三相完全三相完全星形接線：星形接線：*兩相不完全兩相不完全星形接線：星形接線：接線系數(shù)：接線系數(shù)：流入電流繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值。流入電流繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值。完全星形與不完全星形接線的接線系數(shù)均為完全星形與不完全星形接線的接線系數(shù)均為1 1。接線系數(shù)：接線系數(shù)：con.TA2op KAIKI。.TAopop KACONIIKn。opI電流電流保護三相完全保護三相完全星形接線星形接線 三相完全星形接線能反應(yīng)各種相間和接地三相完全星

18、形接線能反應(yīng)各種相間和接地短路，應(yīng)用于中性點直接接地電網(wǎng)。短路，應(yīng)用于中性點直接接地電網(wǎng)。電流電流保護兩相不完全保護兩相不完全星形接線星形接線 兩相不完全星形接線能反應(yīng)各種相間短路，兩相不完全星形接線能反應(yīng)各種相間短路，應(yīng)用應(yīng)用35kV及以下電壓等級的電網(wǎng)。及以下電壓等級的電網(wǎng)。兩相電流差接線兩相電流差接線 兩相電流差接線主要應(yīng)用于兩相電流差接線主要應(yīng)用于610kV中性中性點不接地電網(wǎng)。點不接地電網(wǎng)。電流保護一般用于電流保護一般用于101035kV35kV電網(wǎng)，屬于小電流接地系統(tǒng)，電網(wǎng)，屬于小電流接地系統(tǒng)，一般采用不完全星形接線。一般采用不完全星形接線。保護應(yīng)統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于保護應(yīng)

19、統(tǒng)一安裝在同名相上（通常裝于A A、C C相）。相）。注意在注意在101035kV35kV小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，沒有短路電流。線路仍可繼續(xù)運行沒有短路電流。線路仍可繼續(xù)運行2 2小時。小時。2.1.52.1.5 階段式電流保護階段式電流保護1. 階段式電流保護的構(gòu)成階段式電流保護的構(gòu)成 *無時限電流速斷保護（電流無時限電流速斷保護（電流I段）段） *限時電流速斷保護（電流限時電流速斷保護（電流II段）段） *定時限過電流保護（電流定時限過電流保護（電流III段）段）主保護主保護后備保護后備保護II1 .opII2 .opl0三段式電流保護的保護區(qū)及時限

20、配合特性三段式電流保護的保護區(qū)及時限配合特性III1 .oplII1tII2tI1tI2tABC123QF1QF3QF2IKtII I0.5tII0.5tII1lI2lII1lIII2tIII1lI3tIII1t歸總式原理圖歸總式原理圖2 2. . 電磁型電流保護原理圖與展開圖電磁型電流保護原理圖與展開圖TAa1KA3KA 5KATAc2KA4KA6KA交流回路A相C相*7KAWS+1KS2KS3KS信號回路WC+WC-1KT2KT1KS1KT2KS2KT3KS1KM直 流回路電流I段QFYR1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA1KM跳閘回路電流II段電流III段II段延時III段延時直

21、流電源小母線展開式原理圖展開式原理圖3 3. . 低壓線路保護邏輯框圖低壓線路保護邏輯框圖2.1.62.1.6 三段式電流保護整定實例三段式電流保護整定實例要求：對三段式電流保護要求：對三段式電流保護1 1進行整定計算。進行整定計算。(3)k.B.max.min110.5/31.443()0.20.4 10sABEIkAZZ l(2)k.B.min.max13310.5/31.221()220.30.4 10sABEIkAZZ l(3)k.C.max.min1110.5/30.594()0.20.4 100.4 15sABBCEIkAZZ lZ l(2)k.C.min.max113310.5/

22、3220.30.4 100.4 150.51()sABBCEIZZ lZ lkA1.短路電流計算短路電流計算B母線短路時的短路電流：母線短路時的短路電流：C母線短路時的短路電流：母線短路時的短路電流：解：解：II(3)op.1relk.B.max=K1.3 1.4431.876()IIkAmins.maxI1op.113()210.5313(0.3)6.25(km)0.41.8762ElZZImin100%62.5%15%ABll2.保護保護1的整定計算的整定計算（1）保護）保護1電流電流I段整定計算段整定計算動作電流：動作電流： 動作時限為保護固有動作時間。動作時限為保護固有動作時間。靈敏度

23、校驗：靈敏度校驗： 靈敏度滿足要求。靈敏度滿足要求。2.保護保護1電流電流段整定計算段整定計算（1 1）動作電流）動作電流 （2 2）動作時限）動作時限 III120.5(s)ttt IIIIIII(3)op.1relop.2relrelk.c.maxKKK1.1 1.3 0.5940.85()IIIIkA（3 3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 靈敏度滿足要求。靈敏度滿足要求。(2)IIk.B.minIIop.11.2211.441.30.85senIKI3保護保護1電流電流段整定計算段整定計算（1 1）動作電流）動作電流 IIIIIIrelssop.1L.maxre1.2 1.50.150.32(kA)0.85KKIIK（2 2）動作時限）動作時限 IIIIII12.max1.50.52(s)ttt （3 3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 （a a）作近后備保護）作近后備保護近后備靈敏度近后備靈敏度滿足要求滿足要求。(2)IIIk.B.minIIIop.11.2213.841.50.318senIKI（b b）