电力系统继电保护课件第三章-电流保护.ppt

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2022/10/16,电力系统继电保护原理,主讲教师:

焦彦军华北电力大学电自教研室,2022/10/16,第三章电网的电流保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护3-3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护3-4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护,2022/10/16,电力网,输电网,配电网,高压中压低压,35kV110kV或更高,620kV,380/220V,220kV及以上,2022/10/16,

（1）中性点直接接地电网（110kV及以上）,按变压器中性点接地方式不同，输电网可分为：

（2）中性点非直接接地电网,中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经电阻接地,2022/10/16,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征,A,B,C,点短路时,点短路时,点短路时,2022/10/16,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征,A,B,C,短路点距离电源越近，则短路电流越大。

短路电流的大小和故障类型有关。

短路类型系数，三相短路时取1，两相短路时取,2022/10/16,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征,A,B,C,短路电流和系统阻抗的大小有关。

系统最小运行方式,系统最大运行方式,2022/10/16,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征,A,B,C,2022/10/16,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征,A,B,C,（某）保护的最大运行方式,（某）保护的最小运行方式,流过（某）保护短路电流最大的方式,流过（某）保护短路电流最小的方式,一般不考虑故障类型,2022/10/16,【举例】分析保护1、保护2的最大、最小运行方式,【举例】分析保护1、保护2、保护3的最大、最小运行方式,2022/10/16,2电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,2022/10/16,2电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,应大于,点短路与点短路时的电流很接近,2022/10/16,2电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,2022/10/16,2电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,要求,2022/10/16,2电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,2022/10/16,3限时电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,要求：

任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性。

在满足要求1的前提下，力求动作时限最小。

2022/10/16,3限时电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,2022/10/16,3限时电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,保护跳闸,2022/10/16,3限时电流速断保护,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,一般要求,当满足要求时,若灵敏系数校验不满足要求，应与下一线路的限时电流速断保护相配合。

2022/10/16,（4）电流速断保护与限时电流速断保护共同使用，使得线路发生故障时，能在较短时间内切除故障。

关于电流速断保护和限时电流速断保护的评述：

（2）电流速断保护没有人为延时，以牺牲保护范围提高保护的快速性。

（1）电流速断保护不能保护线路全长。

（3）限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长。

但必须带一定的延时，以保证选择性。

电流速断保护（简称I段）限时电流速断保护（简称II段）,主保护,2022/10/16,4定时限过电流保护（III段）,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,QF4,QF5,定时限过电流保护（III段）的作用：

（1）做本线路主保护的后备保护近后备。

（2）做相邻线路保护的后备保护远后备。

（3）有时也可作为主保护单独应用。

2022/10/16,4定时限过电流保护（III段）,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,QF4,QF5,

（1）在最大负荷电流作用下，保护不动作。

（2）在外部故障切除，电压恢复，电动机自启动过程中，保护不动作。

（3）外部故障切除后，保护可靠返回。

2022/10/16,4定时限过电流保护（III段）,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,QF4,QF5,灵敏系数校验：

要求1.31.5,要求1.2,2022/10/16,4定时限过电流保护（III段）,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,QF4,QF5,各保护在灵敏系数方面应相互配合,自然满足的。

2022/10/16,4定时限过电流保护（III段）,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,QF4,QF5,动作时间：

阶梯原则,2022/10/16,【举例】阶段式电流保护的配置,2022/10/16,【举例】阶段式电流保护的配置,QF1,QF2,A,B,保护范围超过线路全长且深入变压器内部（这是特例）,2022/10/16,【举例】计算保护1三段定值（，,QF1,QF2,QF3,A,B,C,）,解：

（1）计算保护1的电流速断保护定值,校验最小保护范围：

2022/10/16,QF1,QF2,QF3,A,B,C,解：

（2）计算保护1的限时电流速断保护定值,2022/10/16,QF1,QF2,QF3,A,B,C,解：

（3）计算保护1的定时限过电流保护定值,2022/10/16,5电流保护的接线方式,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,IB,

（1）三相星形接线,

（2）两相星形接线,（3）两相星形三继电器接线,2022/10/16,5电流保护的接线方式,3-1单侧电源网络相间短路的电流保护,QF1,QF2,QF3,A,B,C,IB,继电器的动作电流,2022/10/16,【分析】三相星形接线和两相星形接线方式的性能,

（1）发生各种相间短路时，两种接线方式均能正确反应，对于不同的故障类型，动作的继电器个数可能不同。

（2）中性点直接接地系统单相接地短路时，三相星形接线可反应各种单相接地故障，两相（AC）星形接线不能反应B相接地故障。

QF1,QF2,QF3,A,B,C,2022/10/16,两相星形接线：

有2/3的机会有选择地切除BC线路,三相星形接线：

100%有选择地切除BC线路,（3）中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路,情形1：

串联线路上发生不同线路不同相两点接地,希望只切除BC线路,2022/10/16,（3）中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路,情形2：

放射形线路上发生不同线路不同相两点接地,希望任意切除一条线路,三相星形接线：

同时切除两条线路,两相星形接线：

有2/3的机会仅切除一条线路,2022/10/16,（4）对于Yd11接线变压器后面的两相短路,QF1,QF2,A,C,B,QF3,同理,2022/10/16,2022/10/16,补充：

2022/10/16,（4）对于Yd11接线变压器后面的两相短路,QF1,QF2,A,C,B,QF3,AB两相短路,结论：

两相星形接线比三相星形接线的灵敏度降低一半,2022/10/16,（4）对于Yd11接线变压器后面的两相短路,QF1,QF2,A,C,B,QF3,AB两相短路,解决办法：

采用两相星形接线三继电器接线方式,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,1问题引出,QF5,QF6,QF7,QF8,正方向的规定：

远离母线指向被保护线路的方向。

当某点发生短路时，若短路后的功率方向与规定正方向一致，则称正方向短路；否则，称反方向短路。

保护1、2、4为正方短路其余均为反方向短路,点短路时,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,1问题引出,QF5,QF6,QF7,QF8,具有配合关系的保护识别：

在被配合的保护前方短路时，均为正方向，且流过相同的电流或流过的电流是其中的一部分。

保护1需和,保护3、保护6、保护7,配合。

保护4需和,保护2、保护6、保护7,配合。

2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,1问题引出,QF5,QF6,QF7,QF8,按3-1所述原则进行保护定值整定，具有配合关系的保护的选择性是能保证的。

点短路时,保护4不会失去选择性,保护3？

2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,1问题引出,动作,正确,动作,误动,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,1问题引出,QF5,QF6,QF7,QF8,若,则保护3的定时限过电流保护也可能误动。

2022/10/16,可能误动的保护都是那些处于反方向处的保护。

2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,2功率方向继电器的工作原理,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,2功率方向继电器的工作原理,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,QF1,QF2,QF3,QF4,A,B,C,2功率方向继电器的工作原理,动作特性,动作方程,2022/10/16,接线的功率方向继电器,接线方式,动作特性,动作方程,或,动作方程,2022/10/16,接线的功率方向继电器的问题,当保护的出口附近发生接地短路时，很小，造成功率方向继电器不能动作。

称功率方向继电器存在保护“死区”。

2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,3接线的功率方向继电器,接线方式,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,3接线的功率方向继电器,2022/10/16,3-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护,3接线的功率方向继电器,动作特性,动作方程,2022/10/16,接线的功率方向继电器,接线方式,动作特性,或,动作方程,2022/10/16,

（1）正方向三相对称短路,取值范围：

2022/10/16,

（2）正方向BC两相短路,出口：

取值范围：

2022/10/16,

（2）正方向BC两相短路,远处：

取值范围：

2022/10/16,有时，会给出继电器的内角,一般情况，提供两个内角值供选择：

2022/10/16,【举例】图示双侧电源供电系统，M侧为送电侧，N侧为受电侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率方向继电器的状态。

已知：

QF1,QF2,M,N,动作方程,所以,送电侧功率方向继电器处于动作状态,2022/10/16,【举例】图示双侧电源供电系统，M侧为送电侧，N侧为受电侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率方向继电器的状态。

已知：

QF1,QF2,M,N,动作方程,所以,受电侧功率方向继电器处于不动作状态,2022/10/16,【分析】功率方向继电器的按相起动,2022/10/16,【分析】功率方向继电器的使用,2022/1