輸電線路相間短路的電壓電流保護

1、2022-3-281無時限（無時限（瞬時）電流速斷保護瞬時）電流速斷保護限時電流速斷保護限時電流速斷保護定時限過電流保護定時限過電流保護反時限過電流保護反時限過電流保護電流保護接線電流保護接線階段式電流電壓保護整定計算階段式電流電壓保護整定計算2.1 單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護單側(cè)電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：輸電線路電流、電壓保護輸電線路電流、電壓保護保護的接線方式及保護的整定計算。保護的接線方式及保護的整定計算。三三段段式式保保護護第第2章章 電網(wǎng)的電流保護電網(wǎng)的電流保護2022-3-282短路電流的計算短路電流的計算：1最大運行方式下最大運行方式下d(3)2最小運行方

2、式下最小運行方式下d(2)3保護保護1第一段動作電流第一段動作電流2022-3-283三相短路三相短路 流過保護安裝地點的短路電流的計算流過保護安裝地點的短路電流的計算（忽略電阻）兩相短路兩相短路lZZEZZEIsBAsk1min.min.)3(lZZEIsk1max.)2(23Ik的大小與運行方式、故障類型及故障點位置有關的大小與運行方式、故障類型及故障點位置有關。運行方式一定時，運行方式一定時，Zs也一定也一定,隨著隨著 減小，減小，Ik隨之增大隨之增大。l可見可見2022-3-284如圖在線路如圖在線路L1和和L2上發(fā)生短路：上發(fā)生短路：L1和和L2分別裝有速斷保護。根據(jù)分別裝有速斷保護

3、。根據(jù)選擇性選擇性的要求的要求,保護的動作范圍不能超過被保護保護的動作范圍不能超過被保護線路。線路。對保護對保護1而言，而言，L2端部端部K2短路時，不應短路時，不應動作。動作。4、電流的整定、電流的整定2022-3-285 保護保護1瞬時電流速斷保護的動作電流按大瞬時電流速斷保護的動作電流按大于本線路末端短路時流過保護安裝處的于本線路末端短路時流過保護安裝處的最大短路電流來整定。即最大短路電流來整定。即max.kBIsetIImax.1 .kBrelsetIKI -一次動作電流，即保護裝置一次動作電流，即保護裝置1瞬時電流速斷保護瞬時電流速斷保護 的動作電流。的動作電流。 -可靠系數(shù)，取可靠

4、系數(shù)，取1.21.3 -被保護線路末端被保護線路末端B母線上三相短路時流過保護安母線上三相短路時流過保護安裝處的最大短路電流。裝處的最大短路電流。 IsetIrelKmax.kBI電流整定后，不反應電流整定后，不反應本線路外本線路外的故障。的故障。2022-3-2861）、瞬時電流速斷保護是利用）、瞬時電流速斷保護是利用電流的整定值電流的整定值來獲來獲得選擇性的。得選擇性的。保護動作電流與保護動作電流與曲線曲線1和和2分別有分別有交點交點M和和N。交。交點之前，保護點之前，保護1會動作，但交點會動作，但交點之后，保護之后，保護1不不會動作。會動作。2）、瞬時保護）、瞬時保護不能保護不能保護線路

5、的全長線路的全長。特點特點：2022-3-287當確定后，可以計算保護范圍的大小當確定后，可以計算保護范圍的大小lmax 、lmin,最大運行方式下，保護范圍最大最大運行方式下，保護范圍最大minlmaxl最小運行方式下，保護范圍最小最小運行方式下，保護范圍最小max1min.11lZZEIssetmin1max.1123lZZEIsset)(1min.11maxssetSZIEZl)23(1max.11minssetZIEZl11setI2.1.1無時限（瞬時）電流速斷保護無時限（瞬時）電流速斷保護2022-3-288靈敏性靈敏性：用保護范圍的大小來衡量：用保護范圍的大小來衡量 lmax 、

6、lmin一般用一般用lmin來校驗、來校驗、 保護范圍的求法保護范圍的求法： 圖解法，按比例作圖，可求出最小保護范圍。圖解法，按比例作圖，可求出最小保護范圍。 解析法：見上頁解析法：見上頁%100minll規(guī)程規(guī)定：最大保護范圍規(guī)程規(guī)定：最大保護范圍lmax 50% l ， 最小保護范圍最小保護范圍lmin （1520） l 才能裝設瞬時電流速斷保護。才能裝設瞬時電流速斷保護。動作時間動作時間：t=0S2.1.1無時限（瞬時）電流速斷保護無時限（瞬時）電流速斷保護2022-3-2895、線路、線路-變壓器組瞬時電流速斷保護變壓器組瞬時電流速斷保護瞬時電流速斷保護范圍可以延伸到被保護線路以外瞬時

7、電流速斷保護范圍可以延伸到被保護線路以外。變壓器內(nèi)部故障時，切除線路和切除變壓器后變壓器內(nèi)部故障時，切除線路和切除變壓器后果一樣。按照即躲過變壓器二次側(cè)母線上的短果一樣。按照即躲過變壓器二次側(cè)母線上的短路來整定，可以保護線路的全長。路來整定，可以保護線路的全長。2.1.1無時限（瞬時）電流速斷保護無時限（瞬時）電流速斷保護max.kccosetIKIKco-配合系數(shù)，取配合系數(shù)，取1.3， -變壓器低壓母線變壓器低壓母線C短路，流過保護安裝處短路，流過保護安裝處 的最大短路電流的最大短路電流max.kcI2022-3-2810電流速斷保護的單相原理接線圖電流速斷保護的單相原理接線圖中間繼電器的

8、作用：中間繼電器的作用： 接點容量大，可直接接接點容量大，可直接接YT去跳閘去跳閘 當線路上裝有管型避雷器時，利用其固有當線路上裝有管型避雷器時，利用其固有動作時間（動作時間（60-80ms）防止避雷器放電時保）防止避雷器放電時保護誤動。避雷器方電時間約為護誤動。避雷器方電時間約為10ms。電流繼電器電流繼電器中間繼電器中間繼電器信號繼電器信號繼電器2022-3-28117 7、小結(jié)、小結(jié) 僅靠僅靠動作電流值動作電流值來保證其選擇性來保證其選擇性能無延時地保護本線路的能無延時地保護本線路的一部分一部分（不是一個（不是一個完整的電流保護）完整的電流保護） 2022-3-2812The end 觀

9、看動畫演示要求：要求： 保護線路的保護線路的全長全長（有足夠的靈敏度）；（有足夠的靈敏度）； 具有最小的動作時限（盡可能快）。具有最小的動作時限（盡可能快）。（1 1）工作原理）工作原理 保護范圍延伸至下級線路，與下級線路電流保護范圍延伸至下級線路，與下級線路電流段配合。段配合。 需帶需帶時限時限，在時間上比下級線路的電流，在時間上比下級線路的電流段段高高t t（換取選擇性）。（換取選擇性）。(保證選擇性和可靠性，犧牲一定的速動性，獲得靈敏性保證選擇性和可靠性，犧牲一定的速動性，獲得靈敏性)2.1.4 限時電流速斷保護限時電流速斷保護2.1.4 限時電流速斷保護限時電流速斷保護 以下圖中保護以

10、下圖中保護2的的限時限時電流速斷保護為例進行分析：電流速斷保護為例進行分析：（圖（圖2-8： 限時電流速斷動作的分析）限時電流速斷動作的分析）2022-3-2815kIlmax. kIIsetI2IIsetI1IIsetl11、 工作原理工作原理K2PK1IsetIIsetII21IsetIIrelIIsetIKI211.21 . 1relK2022-3-28163CDK電流速斷保護和限時電流速斷保護的聯(lián)合工作就可以保證在全線電流速斷保護和限時電流速斷保護的聯(lián)合工作就可以保證在全線路范圍內(nèi)的短路故障都能路范圍內(nèi)的短路故障都能在在0.5s時間內(nèi)予以切除時間內(nèi)予以切除，在一般情況下，在一般情況下都

11、能滿足速動性的要求。它們的共同作用，構成了線路的主保護，都能滿足速動性的要求。它們的共同作用，構成了線路的主保護，即以最短的時間切除全線路任一點發(fā)生的短路。即以最短的時間切除全線路任一點發(fā)生的短路。2022-3-28173、靈敏度校驗、靈敏度校驗IIsetksenIIKmin.IIsetImin. kI靈敏系數(shù)計算公式：靈敏系數(shù)計算公式：-在被保護線路末端短路時，流過在被保護線路末端短路時，流過保護安裝處的最小短路電流；保護安裝處的最小短路電流；-被保護線路的限時電流速斷保護被保護線路的限時電流速斷保護的動作電流；的動作電流；2.1.2限時電流速斷保護限時電流速斷保護要求：大于等于要求：大于等

12、于1.31.5。1.31.5當校驗靈敏系數(shù)當校驗靈敏系數(shù)不能滿足要求不能滿足要求時，那就意味著將來真正發(fā)生內(nèi)部故障時，那就意味著將來真正發(fā)生內(nèi)部故障時，由于上述不利因素的影響保護可能起動不了，達不到保護線路全時，由于上述不利因素的影響保護可能起動不了，達不到保護線路全長的目的，這是不允許的。長的目的，這是不允許的?？梢?，保護范圍的伸長，必然導致動作時限的升高升高。2022-3-2819當靈敏度不滿足要求時當靈敏度不滿足要求時,可與相鄰可與相鄰線路的線路的限時電流速斷保護限時電流速斷保護配合。配合。tttIKIIIsetIIsetIIsetIIrelIIset2121保護范圍的伸長保護范圍的伸長

13、(即靈敏性提的高即靈敏性提的高)，必然導致動作時限的升高，必然導致動作時限的升高2022-3-28204、原理接線、原理接線信號K時間繼電器用來建立保護裝置必須的延時；時間繼電器用來建立保護裝置必須的延時；直接接通跳閘回路。直接接通跳閘回路。2022-3-2821限時電流速斷保護的保護范圍大于限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長本線路全長；a)依靠依靠動作電流值動作電流值和和動作時間動作時間共同保證其選擇性；共同保證其選擇性；b)與第與第段共同構成被保護線路的段共同構成被保護線路的主保護主保護，兼作第，兼作第段的段的后備保護后備保護。對限時電流速斷保護的評價對限時電流速斷保護的評價 （優(yōu)點

14、）（優(yōu)點）限時電流速斷保護結(jié)構簡單，動作可限時電流速斷保護結(jié)構簡單，動作可靠，能保護本條線路全長?？?，能保護本條線路全長。（缺點）（缺點）不能作為相鄰元件（下一條線路）的不能作為相鄰元件（下一條線路）的后備保護，受系統(tǒng)運行方式變化較大。后備保護，受系統(tǒng)運行方式變化較大。 5、小結(jié)、小結(jié)2.1.2限時電流速斷保護限時電流速斷保護2022-3-2822兩種保兩種保護小結(jié)護小結(jié)（1）瞬時電流速斷保護只能保護線路的一）瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，動作的選擇性依靠動作值來保證。對部分，動作的選擇性依靠動作值來保證。對于線路變壓器組，可使全線處于速動保護范于線路變壓器組，可使全線處于速動保護范圍

15、之內(nèi)圍之內(nèi)。（2）瞬時電流速斷保護的靈敏度以保護）瞬時電流速斷保護的靈敏度以保護區(qū)的長度來確定。區(qū)的長度來確定。（3）限時電流速斷保護作為線路的主保）限時電流速斷保護作為線路的主保護，要求應能保護被保護線路全長。為護，要求應能保護被保護線路全長。為了縮短保護的動作時間，動作值與相鄰了縮短保護的動作時間，動作值與相鄰線路、元件速斷保護配合。線路、元件速斷保護配合。2022-3-2823（4）限時電流速斷保護的選擇性）限時電流速斷保護的選擇性是依靠動作值、動作時間來保證。是依靠動作值、動作時間來保證。（5）當靈敏度不滿足要求時，可）當靈敏度不滿足要求時，可與相鄰線路限時電流速斷保護配合。與相鄰線路

16、限時電流速斷保護配合。兩種保兩種保護小結(jié)護小結(jié)2022-3-28242.1.5定時限過電流保護定時限過電流保護 過電流保護過電流保護通常是指其動作電流按躲過通常是指其動作電流按躲過最大負荷電流最大負荷電流來整定的保護，它分為兩種類型：來整定的保護，它分為兩種類型：1.定時限定時限過電流保護過電流保護:保護啟動后出口的動作時間是保護啟動后出口的動作時間是固定的整定時間；固定的整定時間；2.反時限反時限過電流保護過電流保護:出口動作時間與過電流的倍數(shù)出口動作時間與過電流的倍數(shù)有關，電流越大，出口動作越快。有關，電流越大，出口動作越快。本節(jié)只介紹定時限過電流保護。本節(jié)只介紹定時限過電流保護。 在正常

17、運行時，不會動作。短路電流一般比最在正常運行時，不會動作。短路電流一般比最大負荷電流大得多，所以保護的靈敏性較高，能保大負荷電流大得多，所以保護的靈敏性較高，能保護本線路的全長，作本線路的近后備保護，而且還護本線路的全長，作本線路的近后備保護，而且還能保護相鄰線路全長，作相鄰線路的遠后備保護。能保護相鄰線路全長，作相鄰線路的遠后備保護。2022-3-28251、定時限過電流保護、定時限過電流保護原理原理作用作用：一般作為主保護的后備保護。：一般作為主保護的后備保護。 要求要求：應能保護被保護線路的：應能保護被保護線路的全長，也能保護相鄰線路全長及相全長，也能保護相鄰線路全長及相鄰元件的全部。鄰

18、元件的全部。 即應能起到近后備與遠后備保即應能起到近后備與遠后備保護的作用。護的作用。2022-3-2826QF1QF2QF3如圖在線路如圖在線路L3上發(fā)生短路：上發(fā)生短路：K一般短路電流大于保護裝置一般短路電流大于保護裝置1、2、3的動作電流，保護的動作電流，保護1、2、3將起將起動。動。按選擇性要求，斷開按選擇性要求，斷開QF3后，保后，保護護1、2應立即返回。應立即返回。（1）工作原理）工作原理2022-3-2827QF1QF2QF3 為滿足選擇性的要求，必須依為滿足選擇性的要求，必須依靠各保護裝置具有不同的動作時靠各保護裝置具有不同的動作時限來保證。限來保證。即保護動作時間應滿足：即保

19、護動作時間應滿足：tttttt3221321ttt2022-3-2828 從上式可見，保護裝置動作時間從上式可見，保護裝置動作時間是從用戶到電源逐級增加，越靠近電是從用戶到電源逐級增加，越靠近電源，保護動作時間越長。源，保護動作時間越長。tl t t0QF1QF2QF3321tttttt32ttt212022-3-2829特點：特點：形狀象一個階梯，故稱為形狀象一個階梯，故稱為階梯時限特性階梯時限特性。 由于保護動作時限是固定的，由于保護動作時限是固定的，與短路電流大小與短路電流大小無關無關，稱稱定時限定時限過電流保護。過電流保護。2022-3-2830（2）整定計算）整定計算1）在被保護線路

20、流過最大）在被保護線路流過最大負荷電流負荷電流時，保護裝置不應動作，即時，保護裝置不應動作，即2）相鄰線路短路故障切除后，保）相鄰線路短路故障切除后，保護應可靠返回護應可靠返回maxreSSIImaxSSIIIsetII2022-3-2831電動機最大自啟動電流電動機最大自啟動電流 與正常運行時最大負荷電流與正常運行時最大負荷電流 的關系為的關系為 式中式中 自啟動系數(shù)，其數(shù)值由負載的性質(zhì)及電網(wǎng)的具自啟動系數(shù)，其數(shù)值由負載的性質(zhì)及電網(wǎng)的具體接線決定，一般取體接線決定，一般取1.51.53 3。引入可靠系數(shù)則有引入可靠系數(shù)則有 定時限過電流保護的可靠系數(shù)，取定時限過電流保護的可靠系數(shù)，取1.151.151.251.25；由電流繼電器動作電流與返回電流的關系由電流繼電器動作電流與返回電流的關系 ，可得過，可得過電流保護的動作電流為電流保護的動作電流為 SS maxISS maxSSL maxIKI rerelSSL maxIKKIrelKreOPreIIK SSK當返回系數(shù)越小時，則過電流保護的動作電流越大，當返回系數(shù)越小時，則過電流保護的動