第6章-输电线路的三段式电流保护原理

第六章输电线路的三段式电流保护一、电流继电器是实现电流保护的基本元件，也是简单继电器的典型。下面说明其主要特性。以P代表继电器动作的逻辑状态继电器动作：P=1（逻辑“1”）继电器返回：P=0（逻辑“0”）电流继电器动作电流：Idz.j电流继电器返回电流：Ifh.j•继电特性继电器的动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置保证其动作确切可靠。二、电流速断保护(电流I段保护)的基本原理max...max...max...DdCdzCdBdzBdAdzIIIIII保护对象分析基于选择性可以得到最初的基本想法最小运行方式下两相短路两相短路时通过保护的短路电流最小.max(3).mindmaxsdEIZZmin(2)(2)min.max32ddsdEIIZZ最大短路电流与最小短路电流计算最大运行方式下三相短路三相短路通过保护的短路电流为最大)3()2(min)3(max.23dddddIIIII在相同运行方式下：min.max32ddII(2)dI其中：(3)dI两相短路电流三相短路电流基本想法存在的问题：由于在线路BC的始端发生短时的短路电流与在线路AB的末端发生短路时的短路电流值几乎相等；这就容易造成保护1误动，从而破坏保护的选择性。保护1保护2保护3对基本想法的改进：引入可靠性系数max..''.max..''max..''..DdkCdzCdkBdIKIIKIIKIBdzkAdz引入可靠系数的实质是：将动作值对应的短路点左移，从而缩小了保护范围。'1.2~1.3kK瞬时电流速断保护（电流I段保护）的实质分析电流I段报的的灵敏性分析（最小保护范围）电流I段保护用最小保护范围作为灵敏度计算指标(a)图解法直接利用最大/最小短路电流曲线进行校验ABABlll%)20~15(%100minmin.max'1.13()2ssdzAElZZImin(2)..max1min32dsdzAsEIIZZl最小保护范围几点说明（1）规程对电流1段保护范围的要求:(b)解析法令解得（2）最小保护范围的计算（3）系统运行方式与保护范围之间关系瞬时电流速断（电流I段）保护的原理接线图电流速断保护的特点•简单可靠，动作迅速，因而获得广泛应用•不能保护线路的全长•保护范围直接受系统运行方式变化的影响:–系统运行方式变化很大时，速断保护可能没有保护范围–被保护线路的长度很短时，速断保护可能没有保护范围–没有保护范围时,需采用其它性能更好的保护三、电流限时限速断保护(II段)•切除本线路速断范围以外的故障，保护本线路的全长•作为速断的后备1.动作原理•保护范围延伸到下一条线路•为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限•为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围•其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段限时电流速断保护原理2.整定动作值•选择性条件•实际整定（引入可靠系数)'.''.min..BdzAdzBdIII'.''''.BdzkAdzIKI2.1~1.1''kK'.''.BdzAdztt0.35~0.6ts'''..dzAdzBttt通常取0.5秒3.保护装置灵敏性的校验校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏)不能满足要求时,考虑进一步延伸限时电流速断的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合5.1~3.1''.)2(min..AdzBdlmIIK4.II段(延伸)整定动作值•选择性条件•实际整定''.''.BdzAdzII''.''''.BdzkAdzIKI''.''.BdzAdztt0.35~0.6ts''''..dzAdzBttt通常取0.5秒•II段动作时限特性四、定时限过电流保护（III段）•保护本线路及相邻下条线路的全长•本线路I、II段保护的近后备（装置故障）•相邻线路的保护的远后备（装置故障及开关失灵）1.工作原理•起动电流大于（躲开）最大负荷电流•起动电流大于（躲开）最大自起动电流•保护定值不能保证选择性•为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限•相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性2.整定动作值（1）自起动电流故障切除后电压恢复时，电动机有一个自起动的过程，且自起动电流大于正常工作电流（2）动作值整定（引入可靠系数)•整定条件：返回电流大于最大自起动电流max.max.max.ffzqzqIIKI25.1~15.1kKmax....AffhzqkfhAfhAdzIKKKKIImax.zqkfhIKI•Kfh越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越差，因此要求电流继电器应有较高的返回系数。(3)动作时间整定•保护动作值不能保证选择性：（故障电流流过保护时过电流继电器均起动）•按阶梯时限特性整定动作时间：CBAtttmax.max.fzqdIIItttttttttDCCBBdzAdz..单侧电源网络中过电流保护动作时限的选择说明3.保护装置灵敏度的校验校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏)（1）近后备（校验点取本线路末端）（2）远后备（校验点取相邻线路末端）5.1~3.1)(.)2(min..AdzBdlmIIK近2.1)(.)2(min..AdzCdlmIIK远4.过电流保护的特点（1）需与电流速断和限时电流速断来作为本线路的主保护，以过电流保护来作为本线路和相邻线路的后备保护，构成三段式电流保护协同工作。（2）电网终端的保护，过电流保护动作时限并不长，可以作为主保护兼后备保护，而无需再装设电流速断或限时电流速断保护。（3）故障越靠近电源端时，短路电流越大，切除故障的时限反而越长，是其主要缺点。五、三段式电流保护通常将瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护组合在一起构成三段式电流保护。三段式电流保护的特点•电流速断和限时电流速断作为本线路的主保护，故障可在0.5s以内的时间予以切除•以过电流保护作为本线路和相邻线路的后备保护，在主保护或断路器拒动时跳闸•I、Ⅱ、Ⅲ段组成的阶段式电流保护，简单、可靠，且一般也能够满足快速切除故障的要求，在电网中特别是在35kV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用•缺点是:受电网的接线及电力系统运行方式变化的影响很大三段式电流保护接线图思考题：如图所示网络中，对保护A进行三段式电流保护整定计算，并计算继电器的动作电流。线路AB的负荷电流为230A。'1.25kK''1.1kK1.2kK1.5zqK0.85fhK10.4Z300/5CTn(欧姆/公里），