电力系统继电保护复习课程课件.ppt

1、电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理复习复习电流保护继电特性继电特性继电器的动作明确干脆，继电器的动作明确干脆，不可能停留在某一个中间不可能停留在某一个中间位置位置,保证其动作确切可靠保证其动作确切可靠一、电流速断保护一、电流速断保护(I(I段段)反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，满足反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，满足快速性要求快速性要求1.整定动作值整定动作值选择性条件选择性条件实际整定（引入可靠系数实际整定（引入可靠系数）2.2.短路电流变化规律短路电流变化规律(1)(1)短路距离短路距离 故障离电源越远故障离电源越远,短路电流越小短路电流越小(2)(2)故障类型故障类型 根据

2、电力系统故障分析根据电力系统故障分析,相间短路时相间短路时(3)(3)系统系统运行方式运行方式最大方式最大方式:通过保护的短路电流为最大的方式通过保护的短路电流为最大的方式(ZS.min)最小方式最小方式:通过保护的短路电流为最小的方式通过保护的短路电流为最小的方式(ZS.max)最大运行方式下三相短路通过保护的短路电流最大运行方式下三相短路通过保护的短路电流为最大为最大最小运行方式下两相短路时通过保护的短路电最小运行方式下两相短路时通过保护的短路电流最小流最小两种方式下分别有最大两种方式下分别有最大最小保护范围最小保护范围(4)(4)最大最大/最小短路电流曲线最小短路电流曲线2.校验保护范围

3、校验保护范围对保护对保护A A要求要求:解法析解法析令令解得解得最小保护范围越长，电流速断保护动作越灵敏最小保护范围越长，电流速断保护动作越灵敏单位线路长度的阻抗：单位线路长度的阻抗：Z1Z10.40.4/km/km（简化计算时）（简化计算时）二、电流定时限速断保护二、电流定时限速断保护(IIII段段)切除本线路速断范围以外的故障，保切除本线路速断范围以外的故障，保护本线路的全长护本线路的全长作为速断的后备作为速断的后备1.1.动作原理动作原理保护范围延伸到下一条线路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为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限定的时限为了使动作时限尽

4、量缩短，考虑使它的保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其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段时间阶段2.2.整定动作值整定动作值选择性条件选择性条件实际整定（引入可靠系数实际整定（引入可靠系数)3.3.保护装置灵敏性的校验保护装置灵敏性的校验校验条件校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路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，动作最不灵敏即最不利情况下，动作最不灵敏)灵敏性不能满足要求时灵敏性不能满足要求时,考虑进一步延伸限时考虑进一步延伸限时电流速

5、断的保护范围，使之与下一条线路的限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时电流速断相配合三、定时限过电流保护（三、定时限过电流保护（IIIIII段段）保护本线路及相邻下条线路的全长保护本线路及相邻下条线路的全长本线路本线路I、II段保护的近后备（装置故障）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）相邻线路的保护的远后备（装置故障及开关失灵）1 1.工作原理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）最大负荷电流起动电流大于（躲开）最大自起动电流起动电流大于（躲开）最大自起动电流保护定值不能保证选择性保护定值不能保证选择性为保证选择性

6、，必须使保护的动作带有一定为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限的时限相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性2.2.整定动作值整定动作值（1 1）自起动电流）自起动电流故障切除后电压恢复时，故障切除后电压恢复时，电动机有一个自起动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）动作值整定（引入可靠系)整定条件：整定条件：返回返回电流大于电流大于最大自起动电流最大自起动电流Kfh越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越差，差，因此要求电流继电

7、器应有较高的返回系数。因此要求电流继电器应有较高的返回系数。(3)动作时间整定动作时间整定保护动作值不能保证选择性：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）（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：按阶梯时限特性整定动作时间：单侧电源网络中过电流保护动作时限的选择说明单侧电源网络中过电流保护动作时限的选择说明3.3.保护装置灵敏度的校验保护装置灵敏度的校验校验条件校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路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

8、）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）远后备（校验点取相邻线路末端）四四、电流保护的接线方式电流保护的接线方式1 1、接线方式（、接线方式（LJLJ与与LHLH二次绕组连接关系）二次绕组连接关系）2 2、不同接线方式性能比较不同接线方式性能比较中性点直接接地、非直接接地电网中性点直接接地、非直接接地电网各种接线方式均能正确反应各种相间故障各种接线方式均能正确反应各种相间故障中性点非直接接地电网中性点非直接接地电网（35KV以下）以下）（1 1）单相接地故障特点）单相接地故障特点故障相电压为零，非故障相电压升高故障相电压为零，非故障相电压升高倍倍只存在很小对地电容电流

9、，无短路故障电流只存在很小对地电容电流，无短路故障电流保持三相相间电压对称，允许继续短时运行保持三相相间电压对称，允许继续短时运行要求：不同点两点接地短路要求：不同点两点接地短路时，只切除一个时，只切除一个短路点以减少停电范围短路点以减少停电范围（2 2）不完全星形接线两继电器方式）不完全星形接线两继电器方式AB、BC异地异地两点接地故障：两点接地故障：B相无相无LH、LJ，只切除只切除A或或C相故障相故障（2/3几率）几率）AC异地异地两点接地故障：两点接地故障：同时切除同时切除A、C相故障相故障（1/3几率）几率）（3 3）变压器后两相短路故障分析变压器后两相短路故障分析AB相故障三角形侧

10、故障相量分析相故障三角形侧故障相量分析故障特殊相为故障特殊相为C相，有相，有可作三角形侧电流向量图可作三角形侧电流向量图变压器高、低压侧序分量相位关系：变压器高、低压侧序分量相位关系：可作星形侧电流向量图可作星形侧电流向量图（4 4）不完全星形接线三继电器方式）不完全星形接线三继电器方式根据降压变压器后两相短路故障分析，变压根据降压变压器后两相短路故障分析，变压器高压侧器高压侧B相电流是其它两相电流的相电流是其它两相电流的2倍倍在电流保护接于降压变压器的高压侧以作为在电流保护接于降压变压器的高压侧以作为低压侧线路故障的后备保护时，如果保护是低压侧线路故障的后备保护时，如果保护是采用三相星形接线

11、，保护灵敏系数增大一倍采用三相星形接线，保护灵敏系数增大一倍实际系统中多采用不完全星形接线三继电器实际系统中多采用不完全星形接线三继电器方式方式五、三段式电流保护整定计算举例五、三段式电流保护整定计算举例例题例题如图所示网络中中，对保护如图所示网络中中，对保护A进行三段式电流保护整进行三段式电流保护整定计算，并计算继电器的动作电流。线路定计算，并计算继电器的动作电流。线路AB的负荷的负荷电流为电流为230A,Z1=0.4(欧姆欧姆/公里公里),Kk1=1.25;Kk2=1.1；Kk3=1.2;Kzq=1.5;Kh=0.85。nCT=300/5。1.线路线路AB的保护的保护A速断保护速断保护求动

12、作电流求动作电流为为保保证证选选择择性性，按按躲躲开开线线路路BC末末端端的的最最大大短短路电流路电流Id(3).B.max整定速断整定速断不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间(固有动作时间固有动作时间)：灵敏度校验：灵敏度校验：满足要求满足要求2.线路线路AB的保护的保护A的的II段保护段保护求动作电流求动作电流与下条线路电流速断动作值配合：与下条线路电流速断动作值配合：不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间：灵敏度校验：灵敏度校验：系统最小运行方式下，本线路

13、末端发生两相短路系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求3.线路线路AB的保护的保护A的的III段保护段保护求动作电流求动作电流躲过本线路最大负荷电：躲过本线路最大负荷电：不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间（阶梯时限特性）（阶梯时限特性）：灵敏度校验（灵敏度校验（1）：）：近后备：系统最小运行方式下，本线路末端发生近后备：系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求灵敏度校验

14、（灵敏度校验（2）：）：远后备：系统最小运行方式下，相邻线路末端发远后备：系统最小运行方式下，相邻线路末端发生两相短路生两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求六、六、功率方向继电器的功率方向继电器的90900 0接线方式接线方式按相接线时存在动作的电压死区按相接线时存在动作的电压死区保护保护出口故障出口故障 时时例如：故障类型为例如：故障类型为时，时，A相相功率方向继电器功率方向继电器工作电压为零，出现动作死区工作电压为零，出现动作死区改进：使用非故障相间电压参与比相，即采用改进：使用非故障相间电压参与比相，即采用900接线方式（另以电压记忆消除三相出

15、口短路电压接线方式（另以电压记忆消除三相出口短路电压死区）死区）接线方式：接线方式：纯有功时，以上电压纯有功时，以上电压电流间相位差为电流间相位差为最大灵敏角为最大灵敏角为（电流滞后电压为正角度）（电流滞后电压为正角度）为为GJ内角内角多电源网络中方向电流多电源网络中方向电流III段保护段保护按单侧电源电流按单侧电源电流IIIIII段整定方式计算段整定方式计算动作时间不能完全保证其选择性动作时间不能完全保证其选择性一般应配置一般应配置GJGJ保证其选择性保证其选择性以下情况可不设以下情况可不设GJGJ（1 1）同一母线上动作时间最长的电流）同一母线上动作时间最长的电流III段，段，其动作时间可

16、保证其选择性其动作时间可保证其选择性（2 2）负载线路的保护。因无电源，其反向故）负载线路的保护。因无电源，其反向故 障时无短路电流障时无短路电流对方向性电流保护的评价对方向性电流保护的评价多电源网络中，必须采用方向性保护才有可多电源网络中，必须采用方向性保护才有可能保证各保护的选择性能保证各保护的选择性应用方向元件以后将使接线复杂，投资增加，应用方向元件以后将使接线复杂，投资增加，同时保护出口附近正方向发生三相短路时，同时保护出口附近正方向发生三相短路时，出现方向保护的出现方向保护的“死区死区”只在必需时使用方向元件，如：只在必需时使用方向元件，如：(1)电流速断保护定值不能保证选择性电流速断保护定值不能保证选择性(2)过电流保护动作时限不能保证选择性过电流保护动作时限不能保证选择性方向电流方向电流II段保护段保护按单侧电源电流按单侧电源电流IIII段整定方式计算段整定方式计算,但需考虑但需考虑:分支系数分支系数有助增电流时，方向有助增电流时，方向II段保护的整定段保护的整定分支电路中有电源时分支电路中有电源时,故障线路中的短路电流故障线路中的短路电流增大的现象，称为助增。增大的现象