三段式电流保护.ppt

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电力系统继电保护,电力工程系杨会贤,西安电力高等专科学校XianElectricPowerCollege,电力系统继电保护,3电网相间短路的电流、电压保护,3电网相间短路的电流、电压保护,2,3.2无时限电流速断保护,3,3.3限时电流速断保护,3.4定时限过电流保护,4,3.5电流保护的接线方式,3.6电流、电压联锁速断保护,7,3.7阶段式电流保护,8,3.8反时限电流保护,3.1电磁型继电器,一、继电器的要求分类,二、电磁型继电器,三、继电器的继电特性,一、继电器的分类,继电器是一种能自动执行断续控制的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，如触点打开、闭合或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现“通”、“断”控制的作用。

继电器的分类,二、电磁型继电器,1、电磁型继电器主要有三种不同的结构型式:

（a）螺管线圈式,二、电磁型继电器,（b）吸引衔铁式,二、电磁型继电器,（c）转动舌片式,二、电磁型继电器,2、过电流继电器框图,二、电磁型继电器,二、电磁型继电器,3.2无时限电流速断保护,一、工作原理,二、整定计算,三、特点,一、工作原理,一、工作原理,仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护，称为电流速断保护，也称为无时限电流速断保护。

二、整定计算,整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置的动作值（一般情况下是指电力系统一次侧的参数）、灵敏性、动作时限等过程。

宇航员将给国际空间站装配永久性电力系统（图）,二、整定计算,1动作电流为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定。

二、整定计算,2灵敏度校验用保护范围的大小来衡量lmax、lmin一般用lmin来校验：

要求：

（1520）,式中ZL=Z1l被保护线路全长的阻抗值,3动作时限t=0s即瞬时动作，保护固有的动作时间。

二、整定计算,4原理接线图,三、特点,1优点简单可靠，动作迅速。

2缺点

（1）仅靠动作电流值来保证其选择性；

（2）能无延时地保护本线路的一部分，而不能保护线路全长（不是一个完整的电流保护）；（3）运行方式变化较大时，可能无保护范围。

在最大运行方式整定后，在最小运行方式下无保护范围。

（4）在线路较短时，可能无保护范围。

3.3限时电流速断保护,一、工作原理,二、整定,三、原理接线,四、特点,一、工作原理,限时电流速断保护带时限动作的电流保护，用来切除本线路上速断保护范围以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。

要求:

（a）在任何情况下能保护本线路的全长，并且具有足够的灵敏性；,（b）力求具有最小的动作时限；,（c）在下级线路短路时，保证下级保护优先切除故障，满足选择性要求。

一、工作原理,二、整定计算,若灵敏性不满足要求，与相邻线路第段配合（有时还采用降低动作电流的方法来提高其灵敏度）。

此时：

动作电流：

动作时间：

式中：

线路LBC限时电流速断保护的动作电流；线路LBC限时电流速断保护的动作时间。

显然，动作时限增大了，但灵敏度却提高了，而且仍保证了动作的选择性。

返回到上一级目录,二、整定计算,三、原理接线,四、特点,1限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长；2依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性；3与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的近后备保护。

3.4定时限过电流保护,一、工作原理,二、整定计算,一、工作原理,定时限过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定，而时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护。

它不仅能保护本线路的全长，而且也能保护下一条线路的全长。

作为本线路主保护拒动的近后备保护，也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。

一、工作原理,工作原理,在正常情况下各线路上的过电流保护绝对不动作,在外部故障切除电压恢复，负荷自起动电流作用下，保护装置必须能够返回。

二、整定计算,动作电流,二、整定计算,电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KMS,二、整定计算,当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合：

动作时限,二、整定计算,灵敏性,近后备：

Ik1.min本线路末端短路时的短路电流,远后备：

Ik2min相邻线路末端短路时的短路电流,3.5电流保护接线方式,一、定义,二、常用接线方式,三、接线系数,四、接线比较,一、定义,电流保护的接线方式是指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。

二、常用接线方式,1三相星形接线对各种故障，如三相、两相短路、单相接地短路都能动作。

二、常用接线方式,2两相星形接线两相不完全星形接线方式与三相星形的保护的区别是能反应各种相间短路，但B相发生单相短路时，保护装置不会动作。

二、常用接线方式,3两相电流差接线两相电流差接线反应各种相间短路时，保护装置一般不动作。

在实际应用中很少作为配电线路的保护。

这种接线主要用在610kV中性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。

三、接线系数,接线系数-反映在不同短路类型下，流过继电器的电流与电流互感器二次侧短路电流之间的不同关系。

四、接线比较,五、应用,三相星形接线：

发电机、变压器等（要求较高的可靠性和灵敏性）。

两相星形接线：

中性点直接接地电网和非直接接地电网中。

海南东方风力发电厂（图）,3.6电流、电压联锁速断保护,一、电压保护特点,二、电流、电压连锁速断保护,一、电压保护特点,发生短路时，母线电压下降，低电压保护由母线电压构成判据。

整定方法如图。

电压保护具有以下特点：

1母线电压变化规律与短路电流相反，故障点距离电源越近，母线电压越低；母线电压水平越低，保护区越长。

2最大运行方式下短路电流较大，母线电压水平高，电压保护的保护区缩短。

3仅由母线电压不能判别母线上哪一条线路故障，电压保护无法单独用于线路保护。

一、电压保护特点,二、电流、电压连锁速断保护,当无时限电流速断保护不满足灵敏度要求时不能使用，可考虑采用无时限电流电压联锁速断保护作为保护的第段。

二、电流、电压连锁速断保护,处电流测量元件和低电压测量元件的整定值为：

式中：

为系统在正常运行方式下归算至保护安装处的等值电源电抗；L为保护在常见运行方式下的保护范围，,二、电流、电压连锁速断保护,3.7电流保护接线方式,一、阶段式电流保护的组成,二、电流保护的逻辑框图,三、电流保护的配合及动作时限,四、接线比较,一、阶段式电流保护的组成,一、阶段式电流保护的组成,二、相间短路三段式电流保护的逻辑框图,三段式电流保护常用于中、低压网络作为主保护和后备保护。

三、电流保护的配合及动作时限,3.8反时限电流保护,一、简介,反时限电流保护的动作时限则是随短路电流大小而改变的，电流越大，动作时间越短，其动作特性如右图所示。

使用在输电线路上的反时限过电流保护，能更快的切除被保护线路首端的故障。

反时限动作特性由两部分组成，电流较小时为反时限，动作时间随电流增大而缩短；电流较大时为速断部分，继电器快速动作。

一、简介,动作值；如果电流小于且持续1个周期以上，保护返回。

当时，保护按定时限动作（进入速断段）。

反时限电流保护的优点是短路电流较大时动作时间缩短，从而减少短路故障对设备的损坏。

一、简介,谢谢大家,