繼電保護(hù) 第二章電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù)

1繼電保護(hù)原理2緒論

互感器及變換器

電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù)

電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)

四一二三五六七電網(wǎng)的接地保護(hù)

電網(wǎng)的距離保護(hù)

電力設(shè)備保護(hù)3常用繼電器電壓電流連鎖速斷保護(hù)反時(shí)限電流保護(hù)第三章無(wú)時(shí)限、帶時(shí)限、定時(shí)限電流速斷保護(hù)4常用繼電器電壓電流連鎖速斷保護(hù)反時(shí)限電流保護(hù)第三章無(wú)時(shí)限、帶時(shí)限、定時(shí)限電流速斷保護(hù)電磁型感應(yīng)型靜態(tài)型電磁型舌片式螺管式銜鐵式電流、電壓繼電器時(shí)間繼電器中間、信號(hào)繼電器電磁型電流繼電器的原理結(jié)構(gòu)摩擦力矩彈簧力矩磁力矩轉(zhuǎn)動(dòng)舌片受力情況分析繼電器動(dòng)作必須：動(dòng)作電流（起動(dòng)電流）Iop,r：使得繼電器動(dòng)作的最小電流值動(dòng)作后返回繼電器返回必須：返回電流Ire,r：使得繼電器返回的最大電流值繼電特性：動(dòng)作與返回都是明確的，不可能停留在中間位置返回系數(shù)：13常用繼電器電壓電流連鎖速斷保護(hù)反時(shí)限電流保護(hù)第三章無(wú)時(shí)限、帶時(shí)限、定時(shí)限電流速斷保護(hù)14線路故障對(duì)主、后備保護(hù)的要求帶時(shí)限

定時(shí)限無(wú)時(shí)限15線路故障對(duì)主、后備保護(hù)的要求帶時(shí)限

定時(shí)限無(wú)時(shí)限16無(wú)時(shí)限保護(hù)被保護(hù)線路保證選擇性不需外加延時(shí)保護(hù)外短路電流小于動(dòng)作電流

17整定原則躲開(kāi)下一個(gè)出口處的最大短路電流第Ι段電流保護(hù)動(dòng)作電流整定可靠系數(shù)1.2-1.3最大運(yùn)行方式下的三相短路電流18最大運(yùn)行方式

最小運(yùn)行方式運(yùn)行方式系統(tǒng)等值阻抗阻抗最小電流最大系統(tǒng)等值阻抗阻抗最大電流最小被保護(hù)末端發(fā)生短路電源等值計(jì)算的相電勢(shì)系統(tǒng)阻抗線路單位正序阻抗思考：為什么整定時(shí)采用最大短路電流？靈敏度校驗(yàn)：動(dòng)作時(shí)限：接線方式：25優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠、動(dòng)作迅速結(jié)論：當(dāng)運(yùn)行方式變化，或者保護(hù)線路很短，不能采用缺點(diǎn)：不能保護(hù)線路全長(zhǎng)；保護(hù)范圍受運(yùn)行方式影響

評(píng)價(jià)26線路故障對(duì)主、后備保護(hù)的要求帶時(shí)限

定時(shí)限無(wú)時(shí)限27帶時(shí)限帶時(shí)限保證速動(dòng)性保證選擇性另外保護(hù)切除

電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)工作原理：29保護(hù)范圍必須延伸到下一條線路中速動(dòng)性：保護(hù)范圍不能超過(guò)下一條線路的無(wú)時(shí)限整定范圍選擇性：動(dòng)作帶有一定的時(shí)限

整定整定計(jì)算：動(dòng)作電流：躲開(kāi)下一條線路的速斷保護(hù)動(dòng)作電流可靠性系數(shù)：1.1-1.2下一條線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值動(dòng)作時(shí)限：斷路器跳閘時(shí)間慣性時(shí)間裕量時(shí)間繼電器時(shí)間，在微機(jī)保護(hù)中不考慮靈敏度校驗(yàn)：被保護(hù)電路末端兩相短路時(shí)，流過(guò)限時(shí)電流速斷保護(hù)的最小短路電流若靈敏度不符合要求，則可以降低動(dòng)作電流接線：34優(yōu)點(diǎn)一：簡(jiǎn)單可靠、動(dòng)作可靠缺點(diǎn)：不能作為相鄰元件的后備保護(hù)優(yōu)點(diǎn)二：能保護(hù)本條線路全長(zhǎng)

評(píng)價(jià)35線路故障對(duì)主、后備保護(hù)的要求帶時(shí)限

定時(shí)限無(wú)時(shí)限三、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的作用是做本線路主保護(hù)的近后備，并做相鄰下一線路或元件的遠(yuǎn)后備，因此它的保護(hù)范圍要求超過(guò)相鄰線路或元件的末端。由于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作值只考慮在最大負(fù)荷電流情況下保護(hù)不動(dòng)作和保護(hù)能可靠返回的情況，而無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)和帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流則必須躲過(guò)某一個(gè)短路電流，因此，電流保護(hù)第Ⅲ段的動(dòng)作電流通常比電流保護(hù)第Ⅰ段和第Ⅱ段的動(dòng)作電流小得多，其靈敏度比電流保護(hù)第Ⅰ、Ⅱ段更高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路時(shí)，從故障點(diǎn)至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第Ⅲ段的電測(cè)量元件均可能動(dòng)作。為了保證選擇性，各線路第Ⅲ段電流保護(hù)均需增加延時(shí)元件，且各線路第Ⅲ段保護(hù)的延時(shí)必須互相配合。兩相鄰線路電流保護(hù)第Ⅲ段動(dòng)作時(shí)間之間相差一個(gè)時(shí)間階段的整定方式稱為按階梯原則整定。當(dāng)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)靈敏度不滿足要求時(shí)，可采用低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。所謂低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)是指在定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)中同時(shí)采用電流測(cè)量元件和低于動(dòng)作電壓動(dòng)作的低電壓測(cè)量元件來(lái)判斷線路是否發(fā)生短路故障的保護(hù)。四、電流保護(hù)的接線方式所謂電流保護(hù)的接線方式是指電流互感器和電流測(cè)量元件間的連接方式。為能反映所有類型的相間短路，電流保護(hù)要求至少在兩相線路上應(yīng)裝有電流互感器和電流測(cè)量元件。完全星形接線方式，一般用于大接地電流系統(tǒng)。不完全星形接線方式，一般用于小接地電流系統(tǒng)。兩種接線方式均能反映所有的相間短路，兩種接線方式的區(qū)別主要有：（1）兩種接線的投資不同；（2）在大接地電流系統(tǒng)中，完全星形接線能反映所有單相接地故障，不完全星形接線不能反映B相接地故障；（3）在小接地電流系統(tǒng)中，在不同線路的不同相上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，不完全星形接線只有三分之一的機(jī)會(huì)切除兩條線，而完全星形接線則均切除兩條線，因此，不完全星形接線的供電可靠性高；在串聯(lián)運(yùn)行的兩相鄰線路上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，不完全星形接線方式的電流保護(hù)有三分之一的機(jī)會(huì)無(wú)選擇性動(dòng)作，而完全星型接線則百分之百有選擇性動(dòng)作。（4）對(duì)于繞組為星型-三角形聯(lián)結(jié)的變壓器后發(fā)生兩相短路時(shí)，完全星型接線方式電流保護(hù)的靈敏度是不完全星型接線電流保護(hù)的靈敏度的二倍。電流保護(hù)的接線方式(a)

完全星形接線；(b)不完全星形接線第三節(jié)多側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護(hù)

一、方向性電流保護(hù)的工作原理

為了消除雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)無(wú)選擇性的動(dòng)作，就需要在可能誤動(dòng)作的保護(hù)上加設(shè)一個(gè)功率方向元件。該元件當(dāng)短路功率由母線流向線路時(shí)動(dòng)作；當(dāng)短路功率由線路流向母線時(shí)不動(dòng)作。雙測(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路方向保護(hù)就是在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的基礎(chǔ)上增加了方向判別元件，以保證其選擇性的保護(hù)。雙測(cè)電源網(wǎng)絡(luò)方向保護(hù)有功率方向和阻抗方向兩種。當(dāng)雙測(cè)電源網(wǎng)絡(luò)上的保護(hù)裝設(shè)方向元件后，就可以把他們拆開(kāi)成兩個(gè)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)看待，兩組方向保護(hù)之間不要求配合關(guān)系，其整定計(jì)算仍可按單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)保護(hù)原則進(jìn)行。

二、相間短路方向繼電器的90。接線方式為了減小和消除死區(qū)，相間短路的功率方向測(cè)量元件廣泛采用非故障的相間電壓作參考量去判別電流的相位，即90。接線方式。所謂90。接線方式是指系統(tǒng)在三相對(duì)稱且功率因數(shù)為1的情況下，接入功率方向測(cè)量元件的電流超前所加電壓90。的接線方式。90。接線方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：第一，對(duì)各種兩相短路都沒(méi)有死區(qū)，因?yàn)槔^電器加入的是非故障的相間電壓，其值很高；第二，適當(dāng)?shù)剡x擇繼電器的內(nèi)角后，對(duì)線路上發(fā)生的各種故障，都能保證動(dòng)作的方向性。因此接線得到了廣泛的應(yīng)用。

第四節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù)

當(dāng)中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的零序電流。我國(guó)110kV及以上的電力系統(tǒng)均為大電流接地系統(tǒng)。單相短路將產(chǎn)生很大的故障相電流和零序電流，必須裝設(shè)接地短路的相應(yīng)保護(hù)裝置。接地短路時(shí)必有零序電流，而在正常負(fù)荷狀態(tài)下，零序電流沒(méi)有或很小，因此采用反應(yīng)零序電流的接地保護(hù)將能取得較高靈敏度，而且三相只要一個(gè)電流繼電器，使接地保護(hù)裝置非常簡(jiǎn)單。

大接地電流系統(tǒng)中的多段式零序電流保護(hù)：零序電流速斷（零序Ⅰ段）保護(hù)；零序電流限時(shí)速斷（零序Ⅱ段）保護(hù)；定時(shí)限零序過(guò)電流（零序Ⅲ段）保護(hù)；零序電流濾過(guò)器零序電壓濾過(guò)器方向性零序電流保護(hù)。在變壓器接地?cái)?shù)目比較多的復(fù)雜環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，為了簡(jiǎn)化整定計(jì)算及保護(hù)之間相互的配合，并保證保護(hù)的選擇性，就需要考慮零序電流保護(hù)動(dòng)作的方向性問(wèn)題。在零序電流保護(hù)上增加功率方向元件，利用正方向和反方向故障時(shí)，零序功率方向的差別，來(lái)閉鎖可能誤動(dòng)作的保護(hù)，才能保證動(dòng)作的選擇性。多段式方向零序電流保護(hù)的構(gòu)成僅在零序電流保護(hù)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各段中分別增加一個(gè)零序功率方向測(cè)量元件，并與零序電流測(cè)量元件構(gòu)成與門(mén)，共同判別是否在保護(hù)線路正方向發(fā)生了接地短路。

第五節(jié)中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電壓、電流及功率方向保護(hù)

電壓為3～35kV的電網(wǎng)，采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，統(tǒng)稱為中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)。中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然系統(tǒng)的中性點(diǎn)電位發(fā)生變化，相電壓不對(duì)稱，但相間電壓卻還保持對(duì)稱狀態(tài)，因此不影響供電，可維持電網(wǎng)在故障后短時(shí)間運(yùn)行，不必立即跳該故障線路的斷路器（在危及人身、設(shè)備安全時(shí)則應(yīng)立即跳閘），但為了防止事故擴(kuò)大，應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以便運(yùn)行人員及時(shí)檢查和排除故障。一、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)有以下特征：1、在發(fā)生單相接地時(shí)，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流；2、非故障線的零序電流為該線非故障相對(duì)地電容電流之和，方向?yàn)橛赡妇€指向線路且超前零序電壓90。；3、故障點(diǎn)的電流為全系統(tǒng)非故障相對(duì)地電容電流之和，其相位超前零序電壓90。；4、故障線的零序電流等于除故障線外的全系統(tǒng)中其他元件非故障相的電容電流之和，其值遠(yuǎn)大于非故障線的零序電流，且方向與非故障線電流的方向相反，由線路指向母線，且滯后零序電壓90。；5、故障線的零序功率與非故障線的零序功率方向相反。

根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的各種特征，這種系統(tǒng)可構(gòu)成以下原理的接地短路保護(hù)方式。1、絕緣監(jiān)視裝置

2、零序電流保護(hù)

3、零序功率方向保護(hù)

二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)及保護(hù)方式。在中性點(diǎn)和大地之間接入一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，在接地點(diǎn)就有一個(gè)電感分量的電流通過(guò)，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，就可以減少故障點(diǎn)的接地電流，因此稱它為消弧線圈。

根據(jù)對(duì)電容電流補(bǔ)償程度的不同，消弧線圈可以有下列三種補(bǔ)償方式：完全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過(guò)補(bǔ)償。采用過(guò)補(bǔ)償后，該系統(tǒng)中零序分量的特征如下：

1、全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流；2、由于過(guò)補(bǔ)償作用使流經(jīng)故障點(diǎn)、故障線路的零序電流大大減小，因此它的大小與非故障線路的零序電流值差別不大，其次由于補(bǔ)償系數(shù)不大，所以采用零序電流保護(hù)很難滿足靈敏系數(shù)的要求；3、采用過(guò)補(bǔ)償方式后故障線零序電流和零序功率方向與非故障線零序電流和零序功率方向相同，就無(wú)法利用零序功率方向保護(hù)來(lái)選擇故障線路；4、在接地短路暫態(tài)過(guò)程中，接地電流中含有豐富的