电网相间短路的电流保护

2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护1电磁型继电器原理结构图1.1电磁型继电器22Ke122IMKK电磁力矩电磁型继电器按其结构型式可分：螺管线圈式、吸引衔铁式、转动舌片式2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护2触点衔铁线圈整定把手触点游丝DL-12-6型电磁型电流继电器1.1.2电磁型电流继电器2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护3动作条件为esfMMM动作电流与返回电流弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Iact：动作电流，能使电流继电器动作的最小电流。动作：继电器动合触点（常开接点）由打开状态变为闭合状态2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护4返回条件为esfMMM－弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。返回：继电器动合触点（常开接点）由闭合状态回到打开状态2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护5动作返回rereactIKI返回系数一般为0.85～0.92020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护6继电器的继电特性2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护7（2）电流继电器特性当输入电流IKIact时，继电器动作，动合触点闭合；若IKIre，继电器返回，触点又断开。以电流继电器动合触点接通断路器跳闸回路，当发生故障、电流超过设定值时，电流继电器动作，触点闭合，接通断路器跳闸回路，跳开断路器，切除故障。故障切除后，故障电流消失，继电保护返回。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护8动作电流的调整方法如下：（1）改变弹簧力矩弹簧旋紧则IK.act松则IK.act（2）改变两个线圈的连接方式线圈串联时的动作电流是并联时的一半。（3）继电器动作电流调整2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护91.1.3电磁型电压继电器加在线圈上的电压线圈阻抗*过电压继电器：反应电压升高而动作返回系数Kre=(UK.re/UK.act)1*低电压继电器：反应电压降低而动作返回系数Kre=(UK.re/UK.act)12222KKKK/eMKIKUZKU2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护10低电压继电器使用的是动断触点（常闭接点）当继电器没有输入电压时，其接点闭合。电力系统正常运行时，电压较高，电压继电器接点打开；当发生故障时电压较低，继电器接点闭合，接通跳闸回路。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护112020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护121.1.4辅助继电器（1）时间继电器作用：建立必要的动作时限。电磁型时间继电器多为直流继电器。触点线圈衔铁钟表机构整定把手2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护13KTtKAI+-+~时间继电器应用2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护140t瞬时动作延时返回0t延时动作瞬时返回（a）（b）t定宽时间电路（c）UinUouttUintUoutUinUoutt时间电路原理框图符号2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护15（2）中间继电器作用：1）可同时闭合或断开几个回路；2）作为出口继电器，接通断路器跳闸或合闸回路，并在必要时构成自保持回路；3）可实现较短的延时。类型：1）普通吸引衔铁式；2）带自保持线圈式3）小型密封；4）干簧继电器式2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护16KMKAI+-+-~YR跳闸线圈中间继电器使用2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护17（3）信号继电器KS作用：用于对继电器或继电器保护装置所处状态给出明显标示，或接通灯光、音响回路，以提醒运行人员发现故障。类型：1）机械保持型2）磁保持型2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护181.5电流互感器1.5.1电流互感器的工作原理作用：一次大电流变换为二次小电流，二次相间额定电流为5A或1A。注意：TA二次严禁开路！注意：TA二次侧必须有一点接地，也只能有一点接地！2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护191.5.2电流互感器极性TAQF输电线路**2I1I**1I2ITATA参考方向规定与《电机学》中变压器参考方向相反，按照TA参考方向，与同相；而在变压器参考方向下，与反相。1I2I1I2I2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护20m01020204060m10ZLMax（Ω）TA的10％误差曲线m：一次电流倍数一次电流越大，TA误差越大Z：二次负载二次负载越大，TA误差越大2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护211.5.3电流互感器接线方式1KAQFIII2KA3KATAaTAbTAcTAa2KAQFIITAc（a）两相不完全星形接线（b）三相完全星形接线1KA1KAQFIII2KA3KATAaTAbTAc（c）零序电流获得I4KAAIBICI03I用于35kV及以下电压等级小电流接地系统，可以获得A、C相电流。图中KA为电流继电器或继电保护电流测量元件2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护22应用范围：中性点不接地系统。原因：中性点不接地系统，单相接地属于不正常运行，允许继续运行一段时间。作用：可提高供电可靠性。要求：所有线路的电流互感器必须安装在同名相上。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护23只切除一回路示意图1KbI2KcI2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护242020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护25保护拒动示意图1K2K2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护26扩大停电范围示意图1K2K2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护27两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限相同）a、双回线路保护装置LH装设在同名相A、C上XL-1故障相别AABBCCXL-2故障相别BCACABXL-1切除情况++--++XL-2切除情况-++++-停电线路数目121121其中：“+”为切除；“-”为不切除结论：2/3机会切除一个故障点；1/3机会切除两个故障点2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护28b、双回线路保护装置的LH，一条装于A、C相，另一条装于A、B相XL-1故障相别AABBCCXL-2故障相别BCACABXL-1切除情况++--++XL-2切除情况+-+-++停电线路数目211022结论：1/2机会切除两个故障点；1/3机会切除一个故障点；1/6机会两套保护均不动作2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护29缺点：用于Y/Δ变压器保护时，灵敏系数可能比完全星形接线小一半；辐射形电网两段线路的两点接地，可能造成非选择性动作2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护303、两相三继电器接线（不完全星形接线）（1）特点：回路比不完全星形接线多接一只继电器（2）Kjx=1（对于Y/Δ-11变压器保护，灵敏系数与完全星形接线相同）（3）适用：小接地电流系统——作为相间短路保护2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护312020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护322020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护332020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护341KAQFIII2KA3KATAaTAbTAcTAa2KAQFIITAc（a）两相不完全星形接线（b）三相完全星形接线1KA1KAQFIII2KA3KATAaTAbTAc（c）零序电流获得I4KAAIBICI03I用于110kV及以上电压等级大电流接地系统，可以获得三相相电流。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护351KAQFIII2KA3KATAaTAbTAcTAa2KAQFIITAc（a）两相不完全星形接线（b）三相完全星形接线1KA1KAQFIII2KA3KATAaTAbTAc（c）零序电流获得I4KAAIBICI03I可以获得三相电流之和，即3倍的零序电流2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护361.3无时限电流速断保护反应电流增加且不带时限动作的电流保护，又称为电流Ⅰ段保护。整定时应考虑区外发生故障时电流Ⅰ段保护不动作。即电流Ⅰ段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电流。1.3.1无时限电流速断保护整定2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护37如何计算短路电流？(3)kS1EIZZlk(2)S132EIZZl三相短路时两相短路时系统阻抗相电势故障点到保护安装处距离0.4欧姆/公里2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护38短路电流大小由以下因素决定：a.系统运行方式（简称运方），系统电源等效阻抗SZ与电源投入数量、电网结构变化有关，SZ最大时短路电流最小，称为最小运方；l越小，短路电流越大。故障点越近，最小时短路电流最大，称为最大运方。SZc.短路类型，(3)(2)kkIIb.故障点远近，2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护39外部故障时流过保护P1的最大短路电流为：(3)k.maxS.min1MNEIZZl动作电流应满足以下条件：(3)actk.max.NII考虑电流互感器、电流继电器均有误差(3)actrelk.max.NIKI可靠系数1.2～1.32020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护401QF2QFMNkIEksZlP1P2lkI整定过程图解最大运方三相短路本线末最大短路电流(3)k.max.NI动作电流actI保护区2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护41电流速断保护单相原理接线图1.3.2无时限电流速断保护原理接线I++信号TAKA-+-YKMKSQFQF2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护421.3.3无时限电流速断保护特点（1）保护区受运方、故障类型影响短路电流水平降低，电流保护的保护区缩短2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护431QF2QFMNkIk1EactIlkIksZlP1P2(3)k.maxI(2)k.minIMRQN最大保护区最小保护区曲线1曲线2最大运方三相短路最小运方两相短路2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护44（2）电流Ⅰ段保护不能保护本线全长Ⅰ段保护最长的保护区不能伸出本线范围特殊情况，如线变组时，将Ⅰ段保护区伸入变压器，可以保护线路全长。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护45线变组整定方法1QF2QFABactIlkIP1(3)k.maxICP1Ⅰ段保护区2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护461.4限时电流速断保护限时电流速断保护，又称电流Ⅱ段保护设置目的：弥补电流Ⅰ段保护不足，保护本线全长整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。1QF2QFMNkIkP1P2P1Ⅱ段保护区P2Ⅰ段保护区2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护47与下线电流Ⅰ段保护配合具体为时限配合及保护区配合时限配合动作时限较电流Ⅰ段保护长，可取0.3－0.5秒保护区配合保护区不超过下线电流Ⅰ段保护区ttⅡⅠttttⅡⅠ2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护48如果保护区超过了下线电流Ⅰ段保护区1QF2QFMNP1P2P1Ⅱ段保护区P2Ⅰ段保护区kP2Ⅰ段不起动；P1Ⅱ段起动，0.5秒后误动，切除1QF。2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护49如何保证Ⅱ段保护区不超过下线Ⅰ段保护区？由动作电流整定保证1QF2QFMlkIP1P2ONQact.2IP2Ⅰ段保护区act.1IⅡP1Ⅱ段保护区actrelact.2IKIⅡ2020/9/15第2章电网相间短路的电流电压保护50电流Ⅱ段保护整定公式：act.1relact.2IKItt