電網(wǎng)電流保護第1講

第二章電網(wǎng)電流保護第二章電網(wǎng)電流保護計劃學時

16學時教學重點

三段式電流保護的基本原理

方向電流保護及方向元件

接地故障的電流保護2.1單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護繼電器基本知識（一）繼電器的作用和分類

作用：是一種能自動對被控電路實行接通和斷開控制的裝置或元件。

控制原理：當其輸入量達到一定值時，繼電器能使其輸出的被控制量如觸點打開、閉合或電平翻轉，從而實現(xiàn)對被控電路的控制。

2.1單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護

繼電器基本知識（一）繼電器的作用和分類

分類：

實現(xiàn)方式劃分：電磁型，集成電路型，數(shù)字型

按輸入量劃分：電流繼電器，電壓繼電器，功率方向，阻抗，頻率等

按作用劃分：啟動繼電器，量度繼電器，時間繼電器，中間繼電器，信號繼電器和出口繼電器

要求：工作可靠，迅速，安裝方便，誤差小，功率損耗小等

2.1單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護

繼電器基本知識（二）過電流繼電器的工作原理

量度繼電器：是一種能調(diào)節(jié)其動作量值（定值）的繼電器，是繼電保護系統(tǒng)的核心器件，也是繼電保護系統(tǒng)中實現(xiàn)測量比較的環(huán)節(jié)?？煞譃榍妨坷^電器和過量繼電器。

繼電保護課程研究的主要是量度繼電器的工作原理2.1單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護繼電器基本知識（三）繼電特性及返回系數(shù)

繼電特性作用：保證了繼電器動作明確、可靠。不出現(xiàn)觸點跳躍現(xiàn)象2.1單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護繼電器基本知識（三）繼電特性及返回系數(shù)過量繼電器返回系數(shù)<1，通常為0.85-0.95欠量繼電器返回系數(shù)>1，通常為1.02-1.052.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征

應用背景110kV及其以上電壓等級電網(wǎng)：750kV，500kV，330kV，220kV，110kV承擔電能輸送任務，考慮提高輸電能力，供電可靠性因素，通常采用多電源環(huán)網(wǎng)（通常在高電壓等級的主干網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)結構，低一級電壓電網(wǎng)解環(huán)運行）結構。中性點接地方式為中性點直接接地，限制過電壓水平。2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征應用背景110kV以下電壓等級電網(wǎng)：54kV,35kV，10kV，6kV以下承擔電能分配任務，為限制短路電流，降低環(huán)網(wǎng)運行導致的線損增加，通常采用單側供電的輻射型網(wǎng)絡，在電源接入點，通過手拉手開關形成電源備用，保證供電可靠性。中性點接地方式為中性點非直接接地方式，供電可靠性高。2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征應用背景

單側電源，相間短路。 電壓等級：110kV以下； 網(wǎng)絡結構：單電源輻射型網(wǎng)絡； 開關配置：只在靠近電源側安裝斷路器2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征

電網(wǎng)相間故障短路電流分析

2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

短路故障的特點：電流增大影響短路電流量值的因素：，：與系統(tǒng)運行方式有關，其中運行方式對影響更大；對的影響通?？梢院雎缘簟＃汗收宵c位置和過渡電阻有關：故障類型有關2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征

電網(wǎng)相間故障短路電流分析2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

最大運行方式：短路電流最大的運行方式最小運行方式：短路電流最小的運行方式2.1.2單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

電流保護需要解決的問題：電流保護以故障時電流增大的特征作為故障判別的依據(jù)，這是電流保護的基本原理。但從影響故障電流的諸因素可以看到。即使同一地點的故障，也會由于故障類型不同，有無過渡電阻，運行方式的變化等因素造成短路電流的變化。因此在以電流增大為基本判據(jù)的電流保護所要解決的問題就是如何在電網(wǎng)運行中使得由電流保護構成的繼電保護系統(tǒng)滿足保護的基本要求：選擇性，靈敏性，速動性和可靠性。2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（一）工作原理分析何謂電流速斷保護

反應電流增大而瞬時動作的電流保護，稱為電 流速斷保護電流速斷保護原理分析

強調(diào)動作的快速性，因此在保護的四項基本原則中把速動性作為第一要素

選擇性分析：區(qū)內(nèi)末端短路和下級線路出口短路存在選擇性問題2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（一）工作原理分析

解決思路

選擇性和快速性兼顧的方案：保證區(qū)外故障不誤動的前提下提高動作速度。具體措施是提高動作電流，縮短保護范圍。首次故障不考慮選擇性的方案：靠重合閘糾正2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則

何謂繼電保護整定計算：繼電保護的整定計算一般是根據(jù)繼電保護運行規(guī)程的規(guī)定，對被保護元件進行故障分析，確定相應保護動作定值（包括動作特征量和動作時間）并進行靈敏度計算和校驗，最終給出符合運行規(guī)程的保護定值的過程。整定計算應給出如下結果：各保護元件的動作量值，并根據(jù)要求進行歸算各保護元件的動作時間各保護元件的靈敏度2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則（1）動作電流的確定原則為了避免區(qū)外故障誤動作，保證選擇性，其整定的動作電流要躲過被保護元件（線路）末端故障時可能的最大短路電流（？）最大短路電流的確定：最大運行方式下線路末端發(fā)生三相金屬性短路時的短路電流2.1.3電流速斷保護

電流速斷保護

（二）整定計算原則（1）動作電流的確定原則短路電流最大的運行方式如何確定：通常最大運行方式通常取系統(tǒng)等值電勢為額定值的1.05-1.1倍（即等值電勢標么值=1.05-1.1），系統(tǒng)等值阻抗最小（所有機組都開機，所有線路均完好無檢修）的運行方式。

2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則（2）動作時間的確定

由于在動作定值上保證了選擇性，所以保護動作時間就是繼電器的固有動作時間，可認為是0s 實際上考慮到中間繼電器的動作時延及躲過避雷器動作時間，通常會帶100ms的延時

2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則（3）保護范圍（靈敏度）的校驗

靈敏度的校驗：是校驗在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生金屬性故障時，各種可能情況中靈敏度最低的情況（最不利于保護靈敏動作的情況）其靈敏系數(shù)是否滿足規(guī)程要求。

靈敏度校驗的本質(zhì)是找出各種運行方式下的最小靈敏系數(shù)，看其是否滿足要求

2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則

靈敏系數(shù)：對于欠范圍的保護，以其保護范圍作為靈敏度。對于全范圍的保護，以故障時測量到的動作量和動作門坎的比值作為靈敏度。

過量繼電器靈敏系數(shù)定義欠量繼電器靈敏系數(shù)定義2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（二）整定計算原則（3）保護范圍（靈敏度）的校驗

最小保護范圍的確定：首先確定最不利于保護靈敏動作的情況（動作量和定值的差別最小的方式）：最小運行方式，兩相短路（？）其次，由臨界動作情況確定在上述方式下的保護范圍2.1.3電流速斷保護

電流速斷保護

（二）整定計算原則（3）保護范圍（靈敏度）的校驗

最小保護范圍的確定：

最小運行方式的確定：所有可能運行方式中短路電流最小的運行方式。通常采用N-2方式搜索確定。2.1.3電流速斷保護電流速斷保護

（三）電流保護原理接線2.1.3電流速斷保護

電流速斷保護

（四）電流速斷保護的特點優(yōu)點：原理簡單（判據(jù)本身簡單，接線簡單），工作可靠缺點：無法保護線路全長，保護范圍（靈敏度）受運行方式影響較大，極端情況下無保護范圍(例如系統(tǒng)等值阻抗遠大于線路阻抗時相當于恒流