《繼電保護原理》課件3三段式電流保護

1、North China Electric Power University華北電力大學電力系統(tǒng)繼電保護原理電力系統(tǒng)繼電保護原理3 電網(wǎng)的電流保護主要內(nèi)容故障分析電流保護特征量分析動作條件整定校驗動作行為分析方向性電流保護零序電流及方向保護3.1輸電線路故障初步分析可能發(fā)生的故障包括：k(3) 、k(2) 、k (1)、k (1,1)和正常狀態(tài)相比，發(fā)生的變化包括：故障相電流增大產(chǎn)生零序電流電流保護方向性電流保護零序電流保護一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護電流速斷保護是僅反應電流增大而瞬時動作的保護。動作條件為：1.動作條件2.整定原則一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路

2、電流保護保證保護在被保護線路內(nèi)部故障時動作，外部故障時不動作。對于瞬時動作保護的電流元件，首先應保證其在外部故障時不啟動。3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護1)三相短路3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護1)三相短路相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)兩相短路(BC相間)序網(wǎng)圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)兩相短路(BC相間)電流相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)兩相短路(BC相間)電壓相量圖：3.短路電流

3、分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)兩相短路(BC相間)電壓相量圖：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素a)故障類型三相短路時Kx1；兩相短路時Kx 。故障類型系數(shù)：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式線路結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的運行方式：Zs指保護背后系統(tǒng)的等值阻抗。包括等值系統(tǒng)的運行方式和線路結(jié)構(gòu)。線路NP單回或雙回等。3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式故障后流過保護的短路電流最大時對應的

4、運行方式稱為為該保護的最大運行方式。最大運行方式：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式最小運行方式：故障后流過保護的短路電流最小時對應的運行方式稱為為該保護的最小運行方式。3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式系統(tǒng)M最大運行方式。保護1：系統(tǒng)M最小運行方式。最小運行方式：最大運行方式：3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式保護2：系統(tǒng)M最大運行方式、系統(tǒng)M最小運行方式、最小運行方式：最大運行方式：

5、線路NP單回運行。線路NP雙回運行。3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素b)運行方式保護6：最小運行方式：最大運行方式：系統(tǒng)M最大運行方式、系統(tǒng)M最小運行方式、線路NP雙回運行。線路NP單回運行。3.短路電流分析一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護3)影響短路電流大小的因素c)故障位置最大方式、三相短路最小方式、兩相短路4.定值計算一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護5.最小保護范圍校驗一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護5.最小保護范圍校驗一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護應大于

6、(1520) 5.最小保護范圍校驗一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護1)受運行方式變化影響5.最小保護范圍校驗一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)受線路長度影響5.最小保護范圍校驗一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護2)受線路長度影響一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2

7、)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后6.保護原理接線圖一、電流速斷保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護KAKMKS信號(1)正常運行時(2)發(fā)生故障后需要手動

8、復歸6.保護原理接線圖3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護2.基本要求在任何情況能夠保護線路的全長，并具有足夠的靈敏度；在下一級線路發(fā)生故障時候，首先保證由下一級線路切除故障。1.為什么設置限時電流速斷保護？電流速斷保護不能保護線路全長。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護3.動作條件3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護4.定值計算3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護4.定值計算3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護4.定值計算和相鄰線路的電流速斷保護配合。取1.11.2。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護

9、二、限時電流速斷保護4.定值計算和相鄰線路的電流速斷保護配合。t0s故障發(fā)生保護2動作時間保護2延遲動時間QF2跳閘時間保護1提早動作時間裕度時間保護1測量元件延遲返回時間機電式保護取為0.5s；微機保護取0.3s。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護5.靈敏度校驗應大于1.31.5。線路末端、兩相短路、小方式( )、金屬性短路3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護5.靈敏度校驗不滿足要求時，應降低定值。重新校驗靈敏度。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護5.靈敏度校驗3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護5.靈敏度校驗3.2

10、單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護二、限時電流速斷保護6.保護原理接線KAKTKS信號本次課主要內(nèi)容電流速斷保護限時電流速斷保護動作條件定值計算校驗原理接線短路計算運行方式故障類型故障位置作業(yè)畫出AB相間短路時故障點各相電壓、電流的相量圖。3.1-3.8中涉及電流保護、段部分3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護1.為什么設置過電流保護？反映線路故障的保護除了主保護之外還應有后備保護。2.基本要求正常運行時不起動；外部故障切除之后能可靠返回。3.動作條件4.定值計算(1)電流定值Kss取1.33，取1.151.25。Kre取0.850.95。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時

11、限過電流保護4.定值計算按階梯原則確定。 (2)時間定值3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護5.靈敏度校驗最小運行方式、兩相短路(1)近后備校驗3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護最小運行方式、兩相短路(2)遠后備校驗3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護5.靈敏度校驗在各線路的過電流保護之間，要求靈敏系數(shù)互相配合。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護5.靈敏度校驗6.保護原理接線圖KAKTKS信號3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護三、定時限過電流保護3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護四、對電流保護的評價(1)段、段作為主保

12、護，段作為后備保護；(2)段可以瞬時動作，但不能保護全長，保護范圍不穩(wěn)定，受運行方式影響大；(3)段可以保護線路全長，但保護速動性差一些；(4)段最靈敏，但故障越靠近電源，切除時間越長；(5)簡單、可靠，單側(cè)電源系統(tǒng)中選擇性較好，一般可以滿足速動要求。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式1.基本概念指電流保護中電流繼電器和電流互感器之間的連接方式。2.常用接線方式三相星形接線方式兩相星形接線方式3.性能分析(1)各種相間短路相同之處：兩種接線方式均能正確反映；不同之處：動作的繼電器個數(shù)不同。故障ABBCCAABC三相星形兩相星形222311223.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流

13、保護五、電流保護的接線方式(2)大接地電流系統(tǒng)中單相接地短路3.性能分析三相星形：可以反映各相接地短路；兩相星形：不能反映B相接地短路。故障ABC三相星形兩相星形1111013.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運行100%有選擇地切除XL2。采用三相星形接線時：3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運行故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足采用兩相星形接線時

14、：3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況1：兩條線路串聯(lián)希望切除XL2，XL1可繼續(xù)運行故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足采用兩相星形接線時：有2/3的機會有選擇地切除XL2。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)采用三相星形接線時：希望切除XL1、XL2中一條即可。若t1=t2，將同時切除兩條線路。 3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)

15、采用兩相星形接線時：希望切除XL1、XL2中一條即可。故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(3)小接地電流系統(tǒng)中異地兩點接地短路情況2：兩條線路并聯(lián)采用兩相星形接線時：希望切除XL1、XL2中一條即可。故障ABBCCAACBACB線路1線路2滿足即使t1=t2 ，也可保證2/3的機會保留一條線路。 3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路當Yd11接線的變壓器三角側(cè)兩相短路時，在星側(cè)滯后相電流大小為其它兩相電流的兩倍；3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電

16、流保護的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路當Yd11接線的變壓器星側(cè)兩相短路時，在三角側(cè)超前相電流大小為其它兩相電流的兩倍。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路如何反映B相電流？3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式3.性能分析(4)Yd11接線變壓器后兩相短路提高了靈敏度兩相三繼電器接線方式KA2IIIKA1KA3.3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式4.應用情況三相星形接線使用設備多，相對不經(jīng)濟且接線復雜。廣泛應用于發(fā)電機、變壓器的后備保護中；兩相星形接線被廣泛應用在中性點直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中，作為相間短路電流保護的接線方式。3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護五、電流保護的接線方式交流回路3.2單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路電流保護六、動作行為分析1直流回路k1(1)k1處AB相間故障：起動的繼電器: 跳閘之后，各繼電器返回 觸點沒有閉合。 1交流回路直流回路(2)k2處BC相間故障：起動的繼電器: 跳閘之后，各繼