電網(wǎng)的電流保護課件

1、電網(wǎng)的電流保護電網(wǎng)的電流保護一、保護用電流互感器第一節(jié) 電流互感器（一）電流互感器正方向規(guī)定 極性端極性端一次側同名端流進二次側同名端流出等值電路相量圖由等值電路可見： 將電力系統(tǒng)的一次電流按一定的變比變換成二次較小電流，供給測量表計和繼電器，同時還可以使二次設備與一次高壓隔離，保證工作人員的安全。 由電磁平衡原理：所以電流互感器變比上頁下頁一、保護用電流互感器第一節(jié) 電流互感器（一）電流互感器正方向1、電流互感器存在誤差的原因（二）電流互感器的誤差比值誤差角度誤差勵磁電流的存在，由于勵磁電流的存在，使一次電流折算值與二次電流不等，即兩者的大小和相位不同。小于10%小于72、電流互感器10%誤

2、差曲線電流互感器比值誤差為10%，角度誤差小于7，電流互感器一次電流倍數(shù)與允許的二次負載阻抗之間的關系曲線。0上頁下頁1、電流互感器存在誤差的原因（二）電流互感器的誤差比值誤差角電流互感器的準確度級電流互感器根據(jù)使用場合不同，對電流測量的誤差有不同要求，因此有不同的準確度級。準確度級是指在規(guī)定的二次負荷范圍內，一次電流為額定值時的最大誤差。我國電流互感器準確度級和誤差限值如表2-1所示對保護級電流互感器要求與測量級不同 保護級: B級供過電流保護用，D級供差動保護用， 5P，10P也是供保護用的上頁下頁電流互感器的準確度級電流互感器根據(jù)使用場合不同，對電流測量的利用10%誤差曲線校驗電流互感器

3、1. 計算一次電流倍數(shù)m2. 計算允許負載值Z2al根據(jù)m查10%誤差曲線3. 計算實際負載值:4. 比較負荷大?。?如果Z2Z2al，則說明電流互感器的誤差不超過10% 上頁下頁利用10%誤差曲線校驗電流互感器1. 計算一次電流倍數(shù)m如果Z2Z2al，不滿足要求，則采取以下措施：（1）增大連接導線截面，或縮短導線長度，以減小二次負載。（2）改換變比較大的電流互感器，降低一次電流倍數(shù)，增大二次允許負載值。（3）將兩個電流互感器二次繞組串聯(lián)，使二次允許負載增大一倍。上頁下頁如果Z2Z2al，不滿足要求，則采取以下措施：上頁下頁上頁下頁電流保護的接線方式一、三種基本的接線方式 電流保護的接線方式，

4、指的是電流繼電器與電流互感器二次繞組之間的連接方式,有三種基本的接線方式。 三相三繼電器完全星接線方式 兩相兩繼電器不完全星接線方式 兩相電流差接線方式 上頁下頁電流保護的接線方式一、三種基本的接線方式 電流保護的三相三繼電器完全星接線方式 可以反應各種類型的相間故障和接地故障上頁下頁三相三繼電器完全星接線方式 可以反上頁下頁上頁下頁兩相兩繼電器不完全星接線方式 可以反應各種類型的相間故障和有電流互感器相的接地故障。上頁下頁兩相兩繼電器不完全星接線方式 可以反上頁下頁兩相電流差接線方式 通過繼電器的電流為兩相電流之差.不同故障類型和短路相別下,通過繼電器的電流和電流互感器二次電流之比是不同的

5、. 定義接線系數(shù)，為流入繼電器的電流與電流互感器二次電流之比，以 表示。 上頁下頁兩相電流差接線方式 通過繼電器的 定義接線系數(shù)三種接線方式性能比較三相三繼電器兩相兩繼電器兩相一繼電器可靠性靈敏性最好較好差經(jīng)濟性差較好最好適用場合中性點接地電網(wǎng)中性點不接地電網(wǎng)10kV以下和高壓電動機保護返回三種接線方式性能比較三相三兩相兩兩相一可靠性靈敏性最好較好差第一節(jié) 常用繼電器機電型晶體管型集成電路型微機型靜態(tài)型電磁型繼電器感應式繼電器第二節(jié) 常用繼電器第一節(jié) 常用繼電器機電型晶體管型靜態(tài)型電磁型繼電器第二節(jié) 繼電器圖片返回繼電器圖片返回電流繼電器過電流繼電器 電壓繼電器中間繼電器時間繼電器信號繼電器低

6、電流繼電器 過電壓繼電器 低電壓繼電器 反應被保護元件電流降低而動作的一種繼電器 反應被保護元件電壓升高而動作的一種繼電器 起橋梁作用,接點多容量大,可實現(xiàn)短延時,及自保持。建立保護所需要的延時時間。當保護裝置動作時，明顯標示出繼電器或保護裝置動作狀態(tài)。 常用繼電器反應被保護元件電壓降低而動作的一種繼電器 反應被保護元件電流升高而動作的一種繼電器 電流繼電器過電流繼電器 電壓繼電器中間繼電器時間繼電器信號繼動作電流返回電流返回系數(shù)使電流繼電器動合觸點閉合的最小電流使電流繼電器動合觸點打開的最大電流返回電流與動作電流之比實驗接線合上電源開關S,調整自耦調壓器,使輸入電流繼電器的電流升高,當小燈剛

7、好亮時電表指示的電流就是繼電器的動作電流.調整自耦調壓器,使輸入電流繼電器的電流減小,當小燈剛好熄滅時,電表指示的電流就是繼電器的返回電流.電磁型過電流繼電器的參數(shù)動作電流返回電流返回系數(shù)使電流繼電器動合觸點閉合的最小電流使電磁型繼電器電磁型繼電器電磁型電流繼電器（DL型）一、結構1鐵心 2線圈 3可動舌片 4反作用彈簧 5可動觸點6靜觸點 7調整桿8刻度盤電磁型電流繼電器（DL型）一、結構1鐵心 二、工作原理 繼電器的動作電流是指使繼電器動作的最小電流，用Iopr表示。 繼電器的返回電流是使繼電器返回原來位置的最大電流 ，用Irer表示。 返回系數(shù)Kre是指繼電器的返回電流Ire.r與其動作

8、電流Iopr的比值，一般小于1，即：Kre Irer Iopr二、工作原理 繼電器動作電流Iopr的調整方法 ： 粗調：改變繼電器兩個電流線圈的聯(lián)結方式 (串、并聯(lián)) 細調：改變反作用彈簧的反作用轉矩 繼電器動作電流Iopr的調整方法 ：電磁型低電壓繼電器的參數(shù)動作電壓返回電壓返回系數(shù)使電壓繼電器動斷觸點閉合的最大電壓使電壓繼電器動斷觸點打開的最小電壓返回電壓與動作電壓之比實驗接線合上電源開關S,調整自耦調壓器,使輸入電壓繼電器的電壓升高至額定值這時繼電器動斷觸點打開,調整自耦調壓器,減小加入繼電器的電壓,當小燈剛好亮時,電壓表指示的電壓就是繼電器的動作電壓.調整自耦調壓器,使輸入電壓繼電器的

9、電壓升高, 當小燈剛熄滅時,電壓表指示的電壓就是繼電器的返回電壓.電磁型低電壓繼電器的參數(shù)動作電壓返回電壓返回系數(shù)使電壓繼電器電磁型電壓繼電器 電磁型電壓繼電器的構造和工作原理與電磁型電流繼電器基本相同。 電壓繼電器有過電壓和欠電壓繼電器兩大類，其中欠電壓繼電器在工廠供電系統(tǒng)應用較多。電磁型電壓繼電器 電磁型電壓繼電器的構造和工作原理與電欠電壓繼電器欠電壓繼電器的動作電壓Uop.r是使其動作的最高電壓;返回電壓Ure.r是使其返回的最低電壓;返回系數(shù)Kre Ure.rUop.r 。 由于欠電壓繼電器的返回電壓大于動作電壓，所以其返回系數(shù)Kh大于1，一般在 11.2之間。 欠電壓繼電器欠電壓繼電

10、器的過電壓繼電器過電壓繼電器的動作電壓Uop.r是使其動作的最低電壓;返回電壓Ure.r是使其返回的最高電壓;返回系數(shù)Kre Ure.rUop.r 。所以其返回系數(shù)Kre小于1，一般在 0.85左右。過電壓繼電器過電壓繼電器的時間繼電器在保護裝置中起延時作用，以保證保護裝置動作的選擇性。 電磁型時間繼電器由一個電磁啟動機構帶動一個鐘表延時機構組成。電磁型時間繼電器時間繼電器在保護裝置中起延時作用，以保證保護裝置動作的選擇性電磁型中間繼電器中間繼電器的作用是為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量，也可以使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時(0.40.8S)，或者通過繼電器的自保持，以適應保護裝置

11、的需要。電磁型中間繼電器中間繼電器的作用是為了擴充保護裝置出口繼電器電磁型信號繼電器信號繼電器用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示器。 電磁型信號繼電器信號繼電器用于各保護裝置回路中，作為保護動作流過保護1的短路電流大于整定的動作電流 時:保護動作.第三節(jié) 單側電源電網(wǎng)相間短路的電流保護1.工作原理 線路上發(fā)生三相短路時,流過保護1的短路電流: 系統(tǒng)等效電源的相電動勢 系統(tǒng)等效電源到保護安裝處之間的正序阻抗 保護安裝處之間的至短路點之間的正序阻抗 0最大運行式下最小運行方下為了保證選擇性，電流速斷保護的動作電流應躲過下一線路首端（或本線路末端）短路故障時流過本保護的短路電流 最大運行方式下

12、，被保護線路末端N發(fā)生金屬性三相短路時，流過保護裝置的最大短路電流。 無實現(xiàn)保護不能保護線路全長,保護范圍隨運行方式而變化流過保護1的短路電流大于整定的動作電流 時:第三節(jié) 2.接線原理信號 電流互感器電流繼電器中間繼電器信號繼電器2.接線原理信號 電流互感器電流繼電器中間繼電器信號繼電器限時電流速斷保護1.工作原理00由于無時限電流速斷保護一般不能保護線路全長，為切除本線路無時限電流速斷保護范圍以外的短路故障，為此增設第二套電流速斷保護，即限時電流速斷保護 限時電流速斷保護。它的動作范圍應包括被保護線路全長。為了獲得動作選擇性，第二套電流速斷保護必須帶時限，以便和相鄰線路段電流速斷保護相配合

13、， 所帶的時限只比瞬時電流速斷保護大一個或兩個時限級差t，所以稱它為限時電流速斷保護。此情況下，它的保護范圍不超越相鄰線路段或段電流保護的保護范圍 保護2無時限電流速斷范圍保護1限時電流速斷范圍保護1無時限電流速斷范圍2.動作電流整定保護1的限時電流速斷動作電流應為: 考慮到電流計算和整定誤差等不利因素，故引入可靠系數(shù)后寫為: 3.動作時限選擇保護1的限時電流速斷保護區(qū)延伸到m點,為使在nm之間發(fā)生故障時不誤動作,動作時間應為: 限時電流速斷保護1.工作原理00由于無時限電流速斷保護一般不限時電流速斷保護4.靈敏度校驗 為了保護線路全長，限時電流速斷保護必須在最小運行方式下，被保護線路末端發(fā)生

14、兩相短路時，具有足夠的靈敏度。通常用靈敏系數(shù) 來表示。在最小運行方式下被保護線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障時流經(jīng)保護的電流。限時電流速斷保護4.靈敏度校驗 為了保護線路全長，限5.原理接線返回 限時電流速斷保護與無時限電流速斷保護接線的主要區(qū)別是將中間繼電器換成了時間繼電器。當電流繼電器動作后，須經(jīng)過時間繼電器的延時后，才能動作于跳閘。限時電流速斷保護5.原理接線返回 限時電流速斷保護限時電流速斷保護 限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，但不能作為下一線路保護的后備。而定時限過電流保護不僅能保護本線路全長，還能保護相鄰線路的全長，可以起到后備保護的作用。這是因為過電流保護不是按躲過某一短路電流

15、，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍大。 第四節(jié) 定限時過電流保護 限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，但第四節(jié) 定限時過電流保護定時限過電流保護也是靠適當選取動作電流和動作時限來獲得選擇性的。 一、定時限過電流保護動作電流的整定原則 1）動作電流應整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負荷電流2）在外部短路故障切除后，電流繼電器能可靠返回。 第四節(jié) 定限時過電流保護定時限過電流保護也是靠適當選取一、定第四節(jié) 定限時過電流保護二、定時限過電流保護動作時限的整定原則 1）過電流保護的動作時限應按階梯原則選擇 第四節(jié) 定限時過電流保護二、定時限過電流保護動作時限的

16、整定原第四節(jié) 定限時過電流保護三、定時限過電流保護限的靈敏度校驗 靈敏度校驗應按如下兩種情況分別考慮：(1) 當過電流保護作為本線路的近后備保護時，其校驗點應選在本線路末端（2）當過電流保護作為相鄰元件的遠后備保護時，其校驗點應選在相鄰線路（元件）末端， 當過電流保護的靈敏度不能滿足要求時，應采取性能更好的保護方式。第四節(jié) 定限時過電流保護三、定時限過電流保護限的靈敏度校驗 第五節(jié) 階段式電流保護 將無時限電流速斷、限時電流速斷及定時限過電流保護組合在一起，構成一整套保護，使之相互補充和配合，稱為三段式電流保護。 通常將無時限電流速斷保護稱為I段； 限時電流速斷保護稱為段； 定時限過電流保護稱

17、為段。 I段和段保護共同組成線路的主保護，段保護作為本線路I、段保護的近后備，也作為下一線路保護的遠后備。第五節(jié) 階段式電流保護 將無時限電流速斷、限時電流速斷1保護I1段保護范圍1保護1段保護范圍2保護I段保護范圍1保護II1段范圍 三段式電流保護保護范圍示意圖 1保護I1段保護范圍1保護1段保護范圍2保護I段保護范圍1保 三段式電流保護接線原理圖 I段II段III段 三段式電流保護接線原理圖 I段II段III段 三段式電流保護接線展開 圖 I段 三I段 三段式電流保護接線展開 圖 II段 三II段反時限過電流保護一、工作原理及接線反時限過流保護裝置的動作時間與故障電流大小成反比，故稱為反時

18、限特性。 利用GL型電流繼電器組成反時限過流保護。在線路靠近電源端短路時，短路電流越大，動作時限越短。反時限過電流保護反時限過電流保護一、工作原理及接線反時限過電流保護電網(wǎng)的電流保護二、動作電流整定動作電流整定與定時限過流保護整定方式相同繼電器的動作電流為： 可靠系數(shù) ，一般取1.151.25，取1.2。 返回系數(shù)，GL型取0.8取整：取稍大的整數(shù)（或半整數(shù)） 2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，6，7，8，9， 10A。反算：保護范圍：本線路和下級線路的全長。二、動作電流整定動作電流整定與定時限過流保護整定方式相同繼電當下級首端出現(xiàn)最大短路電流時，本級保護動作時間比下級保護動作時間多一個

19、時間階梯三、動作時間整定（點配合） 取0.60.7S當下級首端出現(xiàn)最大短路電流時，本級保護動作時間比下級保護動作五、評價 優(yōu)點：接線簡單，設備少。 缺點：動作時限整定復雜，需經(jīng)實驗調試。五、評價感應型電流繼電器（GL型）一、結構感應型電流繼電器（GL型）一、結構二、工作原理 感應型電流繼電器由帶延時動作的感應部分與瞬時動作的電磁部分組成。1感應系統(tǒng)部分：二、工作原理 感應型電流繼電器由帶延時動作的感應部分與動作電流是指繼電器鋁盤軸上蝸桿與扇形齒片相咬合時，線圈所需要通入的最小電流。 動作電流的整定值通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數(shù)來調整（2，2.5，34.5，5，69，10A）。 返回電流是

20、指便扇形齒片脫離蝸桿返回到原來位置時的最大電流。動作時間是指從軸上蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點閉合這一段時間。 通入繼電器的電流越大，鋁盤轉速越快，動作時間就越短，這種特性稱為反時限特性。 時限螺釘指示盤上的刻度，是指通入10倍動作電流整定值時的動作時間。感應系統(tǒng)部分動作電流是指繼電器鋁盤軸上蝸桿與扇形齒片相咬合時，線圈所需要 2電磁速斷部分電磁系統(tǒng)的速斷特性即當通入繼電器線圈的電流大到整定值的某個倍數(shù)時，未等感應系統(tǒng)動作，銜鐵右端瞬時被吸下，接點立即閉合。動作電流值通過改變銜鐵與電磁鐵芯之間氣隙來調整，其速斷動作電流調整范圍是感應系統(tǒng)整定電流值的28倍。 GL-10型繼電器本身帶有信號掉牌，

21、而且接點容量又較大，所以組成反時限過電流保護時，無需再接入其它繼電器。 2電磁速斷部分第四節(jié)方向問題的提出及方向電流保護一.方向問題的提出K1點短路要求: K2點短路要求: 如果還采用一般的電流保護作為相間短路保護時，往往滿足不了選擇性要求。 第四節(jié)方向問題的提出及方向電流保護一.方向問題的提出K1點短第四節(jié)方向問題的提出及方向電流保護二.解決問題的措施根據(jù)流經(jīng)保護的短路功率方向加裝功率方向元件 設母線向線路為功率方向的正方向,正方向動作,反方向不動作正方向正方向正方向正方向反方向反方向反方向正方向將兩個方向的保護拆開看成兩個單電源輻射形電網(wǎng)的保護。其中，保護1、3、5為一組，保護2、4、6為

22、另一組，如各同方向保護的時限仍按階梯原則來整定 第四節(jié)方向問題的提出及方向電流保護二.解決問題的措施根據(jù)流經(jīng)保護原理1. 雙電源系統(tǒng)中過電流保護一定要裝設方向保護。 規(guī)定： 短路功率由母線 線路：正方向 短路功率由線路 母線：負方向 正方向保護動作，負方向保護不動作2. 單方向時限階梯原則。3. 同一母線兩側的開關，時限長的可不要裝方向保護，時限相同都要裝。保護原理1. 雙電源系統(tǒng)中過電流保護一定要裝設方向保護。三.方向過電流保護原理接線圖方向電流保護電流繼電器KA為電流測量元件，用來判別短路故障是否在保護區(qū)內 功率方向繼電器KW，用來判別短路故障方向 時間繼電器KT，用來建立過電流保護動作時限三.方向過電流保護原理接線圖方向電流保護電流繼電器KA為電流功率方向繼電器一、工作原理保護正方向故障：保護反方向故障：功率方向繼電器一、工作原理保護正方向故障：保護反方向故障：功率方向繼電器二、原理接線動作條件功率方向繼電器二、原理接線動作條件功率方向繼電器三、動作范圍和靈敏線動作區(qū)繼電器內角功率方向繼電器三、動作范圍和靈敏線動作區(qū)繼電器內角功率方向繼電器的接線方式功率方向繼電器的接線方式是指它與電流互感器和電壓互感器之間的連接方式 在考慮接線方式時，應滿足以下要求：(1)必須保證功率方向繼電器具有良好的方向