繼電保護(hù)課件(重慶大學(xué))第二章 電網(wǎng)的電流電壓保護(hù)

單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的相間短路電流電壓保護(hù)

1電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護(hù)2大接地電流系統(tǒng)的零序保護(hù)3第二章電網(wǎng)的電流電壓保護(hù)小接地電流系統(tǒng)的零序保護(hù)4電流繼電器電網(wǎng)發(fā)生相間短路時(shí)，故障相電流突然增大，通過檢測(cè)電流的變化可以判定故障的發(fā)生，這是作為故障測(cè)量元件之一的電流繼電器的功能。電流繼電器有很多類型，如電磁型、晶體管型和集成電路型等，它們總有一個(gè)動(dòng)作電流（Iop.r）和一個(gè)返回電流（Ire.r）某種電流電壓繼電器的結(jié)構(gòu)如下所示：電流繼電器動(dòng)作電流（Iop.r）返回電流（Ire.r）返回系數(shù)：增量繼電器欠量繼電器相間短路和系統(tǒng)運(yùn)行方式在假設(shè)電力系統(tǒng)各處正序阻抗和負(fù)序阻抗相等的情況下，兩相短路時(shí)故障相的相電流是三相短路時(shí)的倍。保護(hù)安裝處通常是指繼電保護(hù)裝置采集電流、電壓信號(hào)的位置，而不是裝置的實(shí)際存在處。相間短路和系統(tǒng)運(yùn)行方式（2.1）（2.2）最大方式最小方式

階段式保護(hù)方案1、保護(hù)范圍如圖2.3所示，當(dāng)電流保護(hù)的整定值Iop等于在一定方式下（系統(tǒng)阻抗一定和短路類型一定）k點(diǎn)短路時(shí)的故障電流，則從保護(hù)安裝處到K點(diǎn)之間任意一點(diǎn)短路時(shí)保護(hù)均能夠啟動(dòng)，則電流保護(hù)在此方式下的保護(hù)范圍（其間任一位置發(fā)生短路，保護(hù)裝置能夠啟動(dòng)）是lp。階段式保護(hù)方案2、階段式保護(hù)方案線路的電流保護(hù)是常見的階段式保護(hù)之一，通常配置Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段，又叫三段式保護(hù)，其方案如圖2.4所示：Ⅰ段最大保護(hù)范圍0秒延時(shí)動(dòng)作于跳閘。Ⅱ段最大保護(hù)范圍動(dòng)作時(shí)間比下一級(jí)相鄰線路Ⅰ段的動(dòng)作時(shí)間增加

t。與Ⅰ段構(gòu)成主保護(hù)。Ⅲ段最大保護(hù)范圍動(dòng)作時(shí)間比下一級(jí)相鄰線路Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間增加t。是后備保護(hù)階段式保護(hù)方案該方案目的是在最大方式下限制各段的保護(hù)范圍，使其滿足選擇性的要求，并在該前提下使保護(hù)的快速性盡可能提高。方案的實(shí)現(xiàn)手段是在最大方式下，通過整定計(jì)算獲得各段保護(hù)的整定值。在最小方式下校驗(yàn)整定結(jié)果能否滿足靈敏性的要求。無時(shí)限電流速斷保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)又稱為Ⅰ段電流保護(hù)或瞬時(shí)電流速斷保護(hù)1、Ⅰ段的整定計(jì)算方法如圖1.5所示Ⅰ段的整定原則：躲過（使繼電保護(hù)不啟動(dòng)）被保護(hù)線路末端三相短路時(shí)保護(hù)安裝處的相電流。規(guī)定Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top’=0s。

可靠系數(shù)：所有誤差及裕度的總和：短路電流計(jì)算誤差、傳感誤差、裝置誤差、非周期分量影響、裕度。誤差均考慮為一個(gè)方向。特點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單、動(dòng)作速度快、保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大。

最小保護(hù)范圍不小于15%～20%，否則認(rèn)為其靈敏性校驗(yàn)不滿足要求。

3、線路—變壓器形式下Ⅰ段的整定如圖2.7，是線路—變壓器組接線，此時(shí)線路的Ⅰ段的整定原則為：躲過變壓器與線路連接側(cè)的對(duì)側(cè)三相短路時(shí)保護(hù)安裝處的相電流。也即保護(hù)的整定值會(huì)較小，其保護(hù)范圍可能會(huì)超過線路全長(zhǎng)，伸入變壓器內(nèi)部，這是被允許的，因?yàn)閷?duì)于線路—變壓器組接線，變壓器故障時(shí)其必然停止運(yùn)行。其中，ZT是變壓器的阻抗4、Ⅰ段的保護(hù)范圍（一）作圖法如圖2.5，M和N點(diǎn)的橫坐標(biāo)。不難發(fā)現(xiàn)，最大方式下保護(hù)范圍末端的短路電流等于保護(hù)的整定值（二）解析法保護(hù)范圍末端三相短路保護(hù)范圍末端兩相短路限時(shí)電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)又稱為Ⅱ段電流保護(hù)。1、Ⅱ段的整定計(jì)算方法如圖2.8所示，為滿足選擇性要求，Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限必須比相鄰下一級(jí)線路Ⅰ段的動(dòng)作時(shí)限增加

t。

Ⅱ段的整定原則：躲過相鄰下一級(jí)線路Ⅰ段保護(hù)范圍末端三相短路時(shí)保護(hù)安裝處的相電流。其整定值用下式計(jì)算，Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)間為：其中

t通常為0.3～0.5s。2、相鄰分支線路---定義分支系數(shù)分支系數(shù)=相鄰線路短路電流的比值。即將下一條線路動(dòng)作電流折算到本線路。助增的情況，而Kb＞1；外汲的情況，而Kb＜1。在復(fù)雜電網(wǎng)中可能同時(shí)既存在助增情況，也存在外汲情況，分支系數(shù)的值可能為任意正數(shù)。3、有多個(gè)相鄰下一級(jí)的情況被保護(hù)線路存在多個(gè)相鄰下一級(jí)設(shè)備時(shí)，首先按與各個(gè)相鄰下一級(jí)設(shè)備的Ⅰ段相配合整定，然后選擇數(shù)值較大者4、Ⅱ段的靈敏性校驗(yàn)

最小靈敏系數(shù)規(guī)定其必須大于1.3~1.5。如果靈敏系數(shù)檢驗(yàn)不滿足要求，則應(yīng)該按與相鄰下一級(jí)線路的Ⅱ段相配合重新整定。5、二次接線其動(dòng)作時(shí)間改為：Ⅱ段的接線圖與Ⅰ段的相同，在數(shù)字式繼電保護(hù)裝置中，它們是共用同一硬件的兩段程序，其跳閘邏輯出口為“或”關(guān)系。由常規(guī)繼電器實(shí)現(xiàn)的兩段保護(hù)各自有一套硬件，其跳閘出口部分電路并聯(lián)。定時(shí)限過電流保護(hù)定時(shí)限過電流保護(hù)又稱為Ⅲ段電流保護(hù)。1、Ⅲ段的整定計(jì)算方法Ⅲ段應(yīng)該躲過保護(hù)安裝處流過的最大負(fù)荷電流IL.max，為了滿足選擇性要求，Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間一般會(huì)被設(shè)置得較長(zhǎng)。如圖2.10其動(dòng)作時(shí)間為：Ⅱ段整定值公式：，被稱為階梯型動(dòng)作時(shí)間配合關(guān)系如果存在多個(gè)相鄰下一級(jí)設(shè)備，Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間按與各個(gè)相鄰下一級(jí)設(shè)備的Ⅲ段動(dòng)作時(shí)間配合后，選擇最大值整定。2、Ⅲ段的靈敏度校驗(yàn)Ⅲ段保護(hù)的靈敏性通過計(jì)算其最小近后備和遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)來檢驗(yàn)。規(guī)定最小近后備靈敏系數(shù)必須大于1.3～1.5，此時(shí)規(guī)定最小遠(yuǎn)后備靈敏系數(shù)必須大于1.2，此時(shí)3、二次接線保護(hù)裝置內(nèi)部各段保護(hù)之間的連接關(guān)系：

微機(jī)保護(hù)裝置：三段保護(hù)集中在1個(gè)裝置里，跳閘命令采用“或”的方式發(fā)出；共用硬件及出口繼電器。電流互感器與保護(hù)裝置之間的接線：小接地電流系統(tǒng)中，電流互感器采用二相不完全星形接線，無時(shí)限電流速斷保護(hù)輸入A、C兩相電流，如圖所示：不完全星型