電流保護2-2-修改稿

1、電力系統(tǒng)繼電保護原理電力系統(tǒng)繼電保護原理 西南交通大學電氣工程學院西南交通大學電氣工程學院2-2 2-2 電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護一、方向性電流保護的工作原理一、方向性電流保護的工作原理v問題的提出問題的提出k1k1點短路點短路保護保護2 2、6 6動作動作選擇性選擇性保護保護1 1可能誤動可能誤動若保護若保護1 1為速動保護，且為速動保護，且1.1ksetII若保護若保護1 1為過電流保護，且為過電流保護，且61tt誤動產(chǎn)生的原因：誤動產(chǎn)生的原因：是由所保護線路反方向發(fā)生是由所保護線路反方向發(fā)生故障，由對側電源供給電流引起的。故障，由對側電源供給電流引起的。特

2、點特點該電流該電流由線路流向母線由線路流向母線與線路故障時短路功率方向（與線路故障時短路功率方向（由母線到由母線到線路線路）相反相反v解決方法解決方法加設一個功率方向閉鎖元件加設一個功率方向閉鎖元件該元件該元件由母線到線路，動作由母線到線路，動作由線路到母線，不動作由線路到母線，不動作v方向過電流保護的原理接線圖方向過電流保護的原理接線圖 可見，可見，只有只有方向元件和電流元件方向元件和電流元件同時動作同時動作，保，保護裝置才能護裝置才能動作于跳閘動作于跳閘。二、功率方向繼電器的工作原理二、功率方向繼電器的工作原理v對功率方向繼電器的基本要求對功率方向繼電器的基本要求11argArAkk AU

3、I22arg180ArAkk AUI具有明確的方向性具有明確的方向性,即在正方向發(fā)生各種故障即在正方向發(fā)生各種故障(包括故包括故 障點有過渡電阻的情況障點有過渡電阻的情況)時能可靠動時能可靠動作，而在反方向作，而在反方向 故障時，可靠不動作。故障時，可靠不動作。故障時繼電器的動作有足夠的靈敏度。故障時繼電器的動作有足夠的靈敏度。U1kI1kU2kI2k2kI2180kv功率方向繼電器的動作特性功率方向繼電器的動作特性A0U存在存在“電壓死區(qū)電壓死區(qū) ”：以以A A相繼電器為例，在其相繼電器為例，在其 正方向出口附近發(fā)生三相短路正方向出口附近發(fā)生三相短路,A-B,A-B或或C-AC-A兩相接兩相

4、接地短路地短路, ,以及以及A A相接地短路時相接地短路時, ,由于由于 或數(shù)值或數(shù)值很小很小, ,使繼電器不能動作。使繼電器不能動作。cos0r rrsenU I()功率形式：最大靈敏度角最大靈敏度角0090arg90senjrrU eI 動作方程：動作方程：0090 +arg90 +rrsensenUI 為了減小和消除死區(qū)，在實際中廣泛采用為了減小和消除死區(qū)，在實際中廣泛采用 接接線方式（線方式（指在三相對稱的情況下，當指在三相對稱的情況下，當cos=1時，時，加入繼電器的電流和電壓相位相差加入繼電器的電流和電壓相位相差90度度）。）。 cos0rrrU I()9090AUBUCUAIBI

5、CIBCU功率方向繼電器的內(nèi)角功率方向繼電器的內(nèi)角sen 1.kAI060k030090()0090arg90kjrrU eI ()0090arg90rrUI 以以A A相繼電器為例，除正方向出口附近發(fā)生三相繼電器為例，除正方向出口附近發(fā)生三相短路時相短路時, , 很小的電壓死區(qū)外很小的電壓死區(qū)外, ,在其它在其它任何包括任何包括A A相的不對稱短路時，相的不對稱短路時， 電流很大電流很大, , 的電壓很高的電壓很高, ,因此繼電器不僅沒有死區(qū)因此繼電器不僅沒有死區(qū), ,而且動作而且動作靈敏度很高。靈敏度很高。900BCUAIBCU 適當選擇繼電器的內(nèi)角后，對線路上發(fā)生的各種適當選擇繼電器的內(nèi)

6、角后，對線路上發(fā)生的各種故障，都能保證動作的方向性。故障，都能保證動作的方向性。（具體分析見參考具體分析見參考書：書：張保會，尹項根張保會，尹項根 ，電力系統(tǒng)繼電保護原理，中國電，電力系統(tǒng)繼電保護原理，中國電力出版社力出版社,2005.5.,2005.5.P41-43P41-43） 接線方式的優(yōu)點接線方式的優(yōu)點三、雙側電源網(wǎng)絡中電流保護的應用特點三、雙側電源網(wǎng)絡中電流保護的應用特點與相鄰線路保護裝置的靈敏度的配合：與相鄰線路保護裝置的靈敏度的配合：使使上一段保護的動作電流大于下一段線路保上一段保護的動作電流大于下一段線路保護裝置的動作電流。護裝置的動作電流。.3.2.1setsetsetIII

7、.7.6.5setsetsetIII目的：保證選擇性，防止越級跳閘。目的：保證選擇性，防止越級跳閘。.7.6.6(1.11.15)setrelsetsetIKII靈敏度校驗：靈敏度校驗：與不帶方向的過電流保護相同與不帶方向的過電流保護相同動作時限：動作時限：將動作方向一致的保護，按逆向?qū)幼鞣较蛞恢碌谋Ｗo，按逆向階梯原則進行。階梯原則進行。作本線路的近后備保護時作本線路的近后備保護時1.251.5senK作下一線路的遠后備保護時作下一線路的遠后備保護時1.2senKl1t2t3t4t5t6t7t8ttlv電流速斷保護電流速斷保護2.max1.maxkkII當 時.1.22maxIIIsetse

8、trelkIIKI取.1.2IIsetsetII1kI2kI.2Is e tIkI2k1k為增大小電源側的保護范圍在2處設置方向元件，則：.21maxIIsetrelkIKIv限時電流速斷的整定限時電流速斷的整定 考慮保護安裝地點與短路點之間有電源或線考慮保護安裝地點與短路點之間有電源或線路（通常稱為分支電路）的影響。路（通常稱為分支電路）的影響。助增電流的影響助增電流的影響 .2.setrelA B MIK I引入分支系數(shù)引入分支系數(shù) ，定義為：，定義為： bKbK 故障線路流過的短路電流前一級保護所在線路上流過的短路電流.1.B C MsetbA B MA B MIIKII.2.1rels

9、etsetbKIIK.2.setrelA B MIKIG注意：注意： 分支系數(shù)受運行方式影響，整定時用分支分支系數(shù)受運行方式影響，整定時用分支系數(shù)的最小值。系數(shù)的最小值。v若保護裝置在起動值、動作時限整定后，能夠若保護裝置在起動值、動作時限整定后，能夠滿足選擇性要求，可以不用方向性元件。滿足選擇性要求，可以不用方向性元件。對速斷保護可以從整定值上躲開反方向短路對速斷保護可以從整定值上躲開反方向短路對于過電流保護可以從時限上躲開反方向短路對于過電流保護可以從時限上躲開反方向短路1.1IksetI52tt如：如：保護保護1不加方向性元件不加方向性元件保護保護5不加方向性元件不加方向性元件四、四、

10、對方向性電流保護的評價對方向性電流保護的評價v優(yōu)點優(yōu)點 在具有在具有兩個以上電源的網(wǎng)絡兩個以上電源的網(wǎng)絡接線中，采用方向接線中，采用方向性保護能性保護能保證各保護之間的選擇性保證各保護之間的選擇性。v缺點缺點 在保護安裝地點附近發(fā)生三相短路時，在保護安裝地點附近發(fā)生三相短路時， 有有“死區(qū)死區(qū)”。35kV及及110kV輻射型電網(wǎng)輻射型電網(wǎng)，常與電流速斷保，常與電流速斷保護配合使用，構成三段式方向電流保護，作護配合使用，構成三段式方向電流保護，作為為相間短路相間短路的整套保護。的整套保護。v應用應用35kV以下以下的兩側電源輻射型電網(wǎng)和單電源的兩側電源輻射型電網(wǎng)和單電源環(huán)網(wǎng)中作為主要保護環(huán)網(wǎng)中作

11、為主要保護例例1：如圖所示網(wǎng)絡，已知電源如圖所示網(wǎng)絡，已知電源 EE、的阻抗參數(shù)分別為：的阻抗參數(shù)分別為： 1 .min1s.max2 .min2 .max231520sssXXXX ，；，。試對保護試對保護1進行進行、段電流保護的整定計算。段電流保護的整定計算。 .1.111.1.1.1setsetsensensenIIttKKK遠近（ 求，）1.31.11.20.851.5relrelrelressKKKKK已知：，線路阻抗為線路阻抗為0.4/km。 解：解：1 1、對保護、對保護1 1進行限時電流速斷的整定進行限時電流速斷的整定1 1）動作電流動作電流.min.1.3rsetbelset

12、IKKI1.3setI求求單相等值電路單相等值電路1 .miminn2 .min()/(0.4 202) 15 6( )0.4 202 15AssBXXXX(3).3. .maxmin3 1151.32.27(kA) rsetlBCk CeIIXKX.minbK求求1.2.115115()()33ABsAB MsBC MAB MXXIXII.12.2BC MABssbAB MsIXXXKIX1 .min.min2 .max(1)1.5sABbsXXXK.3.min.11.66(kA)srelseetbtKIIK2 2）動作時限動作時限120.50.5(s)tt3 3）靈敏度校驗靈敏度校驗1(3

13、). .min.1.11.max.115/33.14933221.5k BABsensestsetXIXKII滿足要求。滿足要求。2 2、對保護、對保護1 1進行過電流保護的整定進行過電流保護的整定1 1）動作電流動作電流.1.max1.2 1.5170360(A)0.85relsssetLreKKIIK2 2）動作時限動作時限140.5 22(s)tt3 3）靈敏度校驗靈敏度校驗作近后備保護作近后備保護1(3). .min.1.a1.m1x.3322115/314.51.5k BABsensetsetsKXIXII近滿足要求。滿足要求。作遠后備保護作遠后備保護(3).C.minmaxC.1.

14、1.1115/334.11.5322kBsensensenIXIXKI遠滿足要求。滿足要求。例例2： 在如圖所示的雙側電源網(wǎng)絡中，擬定在在如圖所示的雙側電源網(wǎng)絡中，擬定在各斷路器上裝設過電流保護。已知時限級各斷路器上裝設過電流保護。已知時限級差為差為0.5s0.5s。試決定過電流保護。試決定過電流保護1 18 8的動作的動作時限，并指出哪些保護應裝設方向元件？時限，并指出哪些保護應裝設方向元件？解：解：1 1、計算各保護的時限、計算各保護的時限保護保護7 7、1 1、3 3、5 5為同方向為同方向，其動作時限：，其動作時限：5131 0.51.5(s)ttt 351112max ,20.52.5(s)tt ttt 1310max ,2.50.53(s)tt tt 719max , 30.53.5(s)tt tt 保護保護8 8、6 6、4 4、2 2為同方向為同方向，其動作時限：，其動作時限：290.50.51(s)ttt 4210max ,1.50.52(s)tt tt 641112max ,