第3章輸電線路相間短路電流保護(hù)

繼電保護(hù)原理第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)培訓(xùn)內(nèi)容第一節(jié)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)第二節(jié)限時(shí)電流速斷保護(hù)第三節(jié)定時(shí)限過電流保護(hù)第四節(jié)階段式電流保護(hù)第五節(jié)電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)第六節(jié)反時(shí)限過電流保護(hù)第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)第一節(jié)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)概述電流保護(hù)有無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)三種。電流保護(hù)是最早的繼電保護(hù)措施，之前就是簡(jiǎn)單的熔斷器保護(hù)。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)就是一旦檢測(cè)出發(fā)生短路，不帶延時(shí)地?cái)嚅_電路的保護(hù)。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)原理10２３最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)，流過保護(hù)的最大三相短路電流與短路點(diǎn)位置的關(guān)系曲線；最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)，流過保護(hù)的最小兩相短路電流與短路點(diǎn)位置的關(guān)系曲線；為了滿足選擇性要求，保護(hù)啟動(dòng)時(shí)必須確保短路點(diǎn)位于本線路之內(nèi)，即Ioper>IKN·max由于Ioper>IKN·max，導(dǎo)致其保護(hù)范圍只有離線路首端的一部分；系統(tǒng)運(yùn)行于最小方式時(shí)，其保護(hù)范圍更小，有時(shí)甚至沒有保護(hù)；無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)接線系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，流過線路的電流突然增大；信號(hào)

當(dāng)TA二次電流超過KA的Ioper時(shí)，KA動(dòng)作，常開接點(diǎn)閉合；導(dǎo)致KM線圈帶電，KM接點(diǎn)閉合；通過KS的線圈、

QF的輔助接點(diǎn)QF1使QF的跳閘線圈TQ通電，然后跳閘；

接線展開圖1、保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算保證相鄰線路短路時(shí)，本保護(hù)不動(dòng)：

——最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端N發(fā)生金屬性三相短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的最大短路電流；

Krel——可靠系數(shù)，考慮了短路電流計(jì)算誤差、繼電器動(dòng)作電流誤差、短路電流非周期分量的影響，及必要的裕度引入的系數(shù)，一般取1.2~1.3。整定原則整定原則1、保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算2、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的計(jì)算保護(hù)力求最短時(shí)間內(nèi)切除故障，因此不帶延時(shí)。但為了避免管型避雷器放電引起保護(hù)誤動(dòng)，利用帶有0.06~0.08s延時(shí)的中間繼電器，增大保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間。整定原則1、保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算2、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的計(jì)算3、保護(hù)靈敏度校驗(yàn)靈敏度按最小保護(hù)范圍校驗(yàn)，應(yīng)確保最小保護(hù)范圍不小于線路全長(zhǎng)的15%~20%。第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)第二節(jié)限時(shí)電流速斷保護(hù)概述無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)雖然動(dòng)作速度很快，但不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，應(yīng)加以改進(jìn)。限時(shí)電流速斷保護(hù)用于與無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)，承擔(dān)本線路中無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)范圍之外的保護(hù)任務(wù)。限時(shí)電流速斷保護(hù)原理0為了保護(hù)線路全長(zhǎng)，其保護(hù)范圍必定要延伸至下一段線路，即為了滿足選擇性，其保護(hù)范圍又必須在下一段線路的無(wú)時(shí)限速斷范圍之內(nèi)，即而且，還要加上一個(gè)限時(shí)△t。這樣，在首端短路時(shí)，由于無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)先于動(dòng)作，限時(shí)速斷返回；在末端短路時(shí)，由于無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)不能動(dòng)作，限時(shí)速斷延時(shí)△t后正確動(dòng)作；若無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)故障，限時(shí)速斷延時(shí)△t后動(dòng)作，作為近后備保護(hù)；在下一段線路首端短路時(shí)，由于下段的無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)先于動(dòng)作，限時(shí)速斷返回；限時(shí)電流速斷保護(hù)接線圖用時(shí)間繼電器代替中間繼電器，過程一樣。接線展開圖整定原則1、動(dòng)作電流與相鄰線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)（或主保護(hù)）配合：Krel——由于帶有一個(gè)延時(shí)△t，非周期短路電流的影響較小，可比無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)略小，選1.1~1.2。整定原則1、動(dòng)作電流2、動(dòng)作時(shí)間由于限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍延伸到了下一段，為了保證選擇性，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比下一段的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)高一個(gè)時(shí)間級(jí)差△t，即△t一般為0.3~0.5s。整定原則1、動(dòng)作電流2、動(dòng)作時(shí)間3、靈敏度校驗(yàn)校驗(yàn)方法：選擇在要求的保護(hù)區(qū)內(nèi)，最不利于保護(hù)動(dòng)作的短路情況，來(lái)校驗(yàn)保護(hù)是否能夠動(dòng)作。整定原則1、動(dòng)作電流2、動(dòng)作時(shí)間3、靈敏度校驗(yàn)即校驗(yàn)最小運(yùn)行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的靈敏度Ksen：為保證線路末端故障時(shí)，保護(hù)一定能動(dòng)作，要求：第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)第三節(jié)定時(shí)限過電流保護(hù)概述無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)的結(jié)合，既可以保證首端保護(hù)的快速性，又能夠在全線路范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)0.5s內(nèi)的快速保護(hù)。因此，可以作為主保護(hù)。但，一旦下段線路的斷路器拒動(dòng)，無(wú)法切除故障，即不能實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)的功能。為了保護(hù)相鄰線路的故障，可以采用定時(shí)限過電流保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)原理定時(shí)限過電流保護(hù)的接線與限時(shí)電流速斷保護(hù)一樣，所不同的是動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定不同。為了能夠作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備，定時(shí)限過電流保護(hù)必須能反應(yīng)遠(yuǎn)方短路。因此，其動(dòng)作電流Ioper必須盡可能小，但又必須保證正常工作時(shí)不能誤動(dòng)。同時(shí)，定時(shí)限過電流保護(hù)只是作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，必須確保主保護(hù)正常工作時(shí)不能誤動(dòng)。因此，動(dòng)作時(shí)間必須比主保護(hù)長(zhǎng)。動(dòng)作電流整定原則定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流的整定，必須考慮以下兩個(gè)條件：1、動(dòng)作電流Ioper必須大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流Il·max，以保證正常運(yùn)行情況下不誤動(dòng)，即Ioper>Il·max確定最大負(fù)荷電流Il·max時(shí)，必須考慮實(shí)際可能的最嚴(yán)重情況。比如雙回路供電線路中的一回線路切除后，另一回線路上負(fù)荷電流的增大。動(dòng)作電流整定原則定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流的整定，必須考慮以下兩個(gè)條件：2、當(dāng)相鄰元件故障切除后，已動(dòng)作的過電流繼電器要可靠返回。當(dāng)K點(diǎn)短路故障時(shí)，短路電流將流經(jīng)保護(hù)1和2，兩者都要起動(dòng)。按選擇性要求應(yīng)由保護(hù)2動(dòng)作切除故障，保護(hù)1由于電流已減小而立即返回。實(shí)際上，短路故障時(shí)，變電所N母線上所接正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)。在故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)有一自起動(dòng)過程，流經(jīng)保護(hù)1的電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)電流要大于正常工作的負(fù)荷電流。動(dòng)作電流整定原則定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流的整定，必須考慮以下兩個(gè)條件：2、當(dāng)相鄰元件故障切除后，已動(dòng)作的過電流繼電器要可靠返回。最大自起動(dòng)電流Iss·max與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流有如下關(guān)系：Iss·max=KssIlmax自啟動(dòng)系數(shù)Kss大于1，顯然在最大自起動(dòng)電流Iss·max下保護(hù)1必須可靠返回，即保護(hù)1的返回電流Ires>Iss·max

。動(dòng)作電流整定原則定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流的整定，必須考慮以下兩個(gè)條件：2、當(dāng)相鄰元件故障切除后，已動(dòng)作的過電流繼電器要可靠返回。引入可靠系數(shù)Krel，有Ires=KrelKssIl·max根據(jù)Kres=Ires

/Ioper

,動(dòng)作電流整定如下：可靠系數(shù)，一般取1.15~1.25電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)，大于1，由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定。電流繼電器的返回系數(shù)，機(jī)電型一般取0.85,該值越小，靈敏性越差。動(dòng)作時(shí)限整定原則為了滿足選擇性，過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)應(yīng)按階梯原則整定。如圖，假定各線路上均裝有定時(shí)限過電流保護(hù)，各保護(hù)的動(dòng)作電流均按照躲過各自的最大負(fù)荷電流整定。當(dāng)K1點(diǎn)短路故障時(shí),短路電流將流經(jīng)保護(hù)1和2，兩者都要起動(dòng)。按選擇性要求應(yīng)由保護(hù)2動(dòng)作切除故障，保護(hù)1由于電流已減小而立即返回。因此，保護(hù)1、2的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)滿足：t1=t2+△t同理：t2=t3(或t5)+△t由于保護(hù)3、5位置相近，取t3、t5較大者同理：t3=t4+△t保護(hù)4位于線路末端，只要電動(dòng)機(jī)故障，即可瞬時(shí)動(dòng)作，相當(dāng)于無(wú)時(shí)限電流速斷，t4可為保護(hù)裝置的固有時(shí)間。整定時(shí)，從網(wǎng)絡(luò)最末一級(jí)開始，向電源方向逐級(jí)增加一個(gè)△t，其動(dòng)作時(shí)限由各保護(hù)的時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)，與動(dòng)作電流無(wú)關(guān)，故稱定時(shí)限過電流保護(hù)。靈敏度校驗(yàn)靈敏度按如下式子校驗(yàn)：其中IKmin指：1）過電流保護(hù)作為本線路近后備時(shí)，指本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的最小電流值，Ksen>1.3~1.5；2）過電流保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備時(shí)，指相鄰線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的最小電流值，Ksen>1.2。第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)第四節(jié)階段式電流保護(hù)概述無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作速度快，可以保護(hù)線路首端嚴(yán)重短路的情況，但不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)；限時(shí)電流速斷保護(hù)帶0.5s時(shí)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路全長(zhǎng)的保護(hù)，但不能實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)；定時(shí)限過電流保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，但動(dòng)作慢；三者結(jié)合起來(lái)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路比較完備的保護(hù)，這就是三段式電流保護(hù)，分別稱為I段、II段、III段保護(hù)。階段式保護(hù)的接線圖保護(hù)I段范圍內(nèi)短路。保護(hù)I段無(wú)時(shí)限啟動(dòng)。中間繼電器動(dòng)作，操作電源經(jīng)信號(hào)繼電器接通斷路器跳閘線圈,跳開斷路器。保護(hù)II、III段返回。階段式保護(hù)的接線圖保護(hù)II段范圍內(nèi)短路。保護(hù)I段啟動(dòng)不了。保護(hù)II、III段啟動(dòng)。保護(hù)II段延時(shí)時(shí)間小于III段，先動(dòng)作。動(dòng)作后，保護(hù)III段返回。階段式保護(hù)的接線圖相鄰線路末端短路。保護(hù)I、II段啟動(dòng)不了。保護(hù)III段啟動(dòng)，延時(shí)時(shí)間到后短路還沒有被切除，則動(dòng)作。階段式保護(hù)的邏輯圖階段式保護(hù)的原理接線圖保護(hù)I段啟動(dòng)，1KA動(dòng)作。常開接點(diǎn)閉合信號(hào)繼電器1KS動(dòng)作信號(hào)繼電器接點(diǎn)閉合，發(fā)信。中間繼電器KCO動(dòng)作接點(diǎn)閉合，通過QF，接通TQ跳閘階段式保護(hù)的展開接線圖保護(hù)I段啟動(dòng)，1KA動(dòng)作。常開接點(diǎn)閉合信號(hào)繼電器1KS動(dòng)作信號(hào)繼電器接點(diǎn)閉合，發(fā)信。中間繼電器KCO動(dòng)作接點(diǎn)閉合，通過QF，接通TQ跳閘第三章輸電線路相間短路電流保護(hù)第五節(jié)電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)概述當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí)，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍很小，甚至可能沒有保護(hù)范圍。如果采用限時(shí)電流速斷則增加了故障切除時(shí)間，如果想在不增加故障切除時(shí)間的條件下增大保護(hù)范圍，可以采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)。電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)原理無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)無(wú)時(shí)限低電壓速斷保護(hù)最大運(yùn)行方式下短路電流與短路位置關(guān)系曲線。經(jīng)常運(yùn)行方式下短路電流與短路位置關(guān)系曲線。最小運(yùn)行方式下短路電流與短路位置關(guān)系曲線。最大運(yùn)行方式下母線殘壓與短路位置關(guān)系曲線。經(jīng)常運(yùn)行方式下母線殘壓與短路位置關(guān)系曲線。最小運(yùn)行方式下母線殘壓與短路位置關(guān)系曲線。設(shè)定經(jīng)常運(yùn)行方式下電流速斷的保護(hù)范圍。設(shè)定經(jīng)常運(yùn)行方式下低電壓速斷的保護(hù)范圍。兩者的保護(hù)范圍設(shè)定相同。最大運(yùn)行方式時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍變大。但，低電壓速斷的保護(hù)范圍變小，因此實(shí)際范圍變小。最小運(yùn)行方式時(shí)，低電壓速斷的保護(hù)范圍超出本線路。但，最小運(yùn)行方式時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍變小?？梢娐?lián)鎖速斷滿足選擇性要求。但保護(hù)范圍比無(wú)時(shí)限電流速斷要長(zhǎng)。電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)接線圖短路時(shí)電流繼電器動(dòng)作常開接點(diǎn)閉合低電壓繼電器也動(dòng)作常閉接點(diǎn)閉合KM1中間繼電器帶電常開接點(diǎn)閉合電流繼電器控制的電源通過KM1常開接點(diǎn)使KM2動(dòng)作電源通過信號(hào)繼電器線圈，然后跳開斷路器。如果低電壓繼電器動(dòng)作，但電流繼電器沒有動(dòng)作，只發(fā)TV斷線信