3三段电流保护ppt课件.ppt

第三章第三章 相间短路的电流保护相间短路的电流保护一、无时限电流速断保护〔电流一、无时限电流速断保护〔电流ⅠⅠ段）段） 二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护 ( (电流电流ⅡⅡ段段) ) 三、定时限过电流保护〔电流三、定时限过电流保护〔电流ⅢⅢ段）段） 四、电流三段保护小结四、电流三段保护小结 五、电流保护的接线方式五、电流保护的接线方式 一、电流速断保护一、电流速断保护(电流电流I段段)1.几个基本概念几个基本概念系系统统最最大大运运行行方方式式：：就就是是在在被被保保护护线线路路末末端端发发生生短短路路时时，，系系统统等等值值阻阻抗抗最最小小，，而而通通过过保保护护装装置置的的短短路路电电流流为为最最大大的运行方式的运行方式 系系统统最最小小运运行行方方式式：：就就是是被被保保护护线线路路末末端端发发生生短短路路时时，，系系统统等等值值阻阻抗抗最最大大，，而而通通过过保保护护装装置置的的短短路路电电流流为为最最小小的的运行方式运行方式电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护Ø最最大大短短路路电电流流：：在在最最大大运运行行方方式式下下三三相相短短路路时时，，通通过过保护装置的短路电流为最大。

保护装置的短路电流为最大Ø最最小小短短路路电电流流：：在在最最小小运运行行方方式式下下两两相相短短路路时时，，通通过过保护装置的短路电流为最小保护装置的短路电流为最小Ø保保护护装装置置的的起起动动值值：：对对应应于于电电流流升升高高而而动动作作的的电电流流保保护护，，使使保保护护装装置置起起动动的的最最小小电电流流值值称称为为保保护护装装置置的的起动电流，记作起动电流，记作IOPØ保保护护装装置置整整定定：：就就是是根根据据对对继继电电保保护护的的基基本本要要求求，，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程2.工作原理工作原理发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：                                      结结论论：：流流过过保保护护安安装装地地点点的的短短路路电电流流值值随随短短路路点点的的位位置置变化，变化，  且与系统的运行方式和短路类型有关且与系统的运行方式和短路类型有关 3. 整定计算整定计算§ 动作电流动作电流§        为为保保证证选选择择性性，，保保护护装装置置的的起起动动电电流流应应按按躲躲开开下下一一条条线线路路出出口口处处短短路路时时，，通通过过保保护护的的最最大大短短路路电电流流来来整整定定。

即即  § I OP>Id.d2max=K rel Id.B.max 结结论论:电电流流速速断断保保护护只只能能保保护护本本条条线线路路的的一一部部分分，，而而不不能能保护全线路，其最大和最小保护范围保护全线路，其最大和最小保护范围lmax和和lmin§   保护范围〔灵敏度保护范围〔灵敏度KLm〕计算〔校验）〕计算〔校验）§      《《规规程程>规规定定，，在在最最小小运运行行方方式式下下，，速速断断保保护护范范围围的的相对值相对值  lb%＞（＞（15%~20%）时，为合乎要求，即）时，为合乎要求，即§                           ×100%≥（（15~20））%§由下图可知由下图可知§                            § §其中其中Xd=X1lmin代入上式整理得代入上式整理得§                                   §                                              =            § 动作时限动作时限 无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保护固有动作时间，由于动作时间较小可认为护固有动作时间，由于动作时间较小可认为t=0s。

4.电流速断保护的接线图电流速断保护的接线图 § 单相原理接线图 § 原理图以整体形式表示各二次设备之间的电气联接§ 展开图 展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接分为交流回路和直流回路分为交流回路和直流回路 线路中管型避雷器放电时间为线路中管型避雷器放电时间为0.04~0.06S，，在避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速在避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器一断保护装置中加装一个保护出口中间继电器一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作避雷器的放电时间，防止误动作电流速断保护装置为什么要加中间继电器？电流速断保护装置为什么要加中间继电器？5.对电流速断保护的评价对电流速断保护的评价 优点：简单可靠，动作迅速优点：简单可靠，动作迅速 缺点：（缺点：（1〕不能保护线路全长；〕不能保护线路全长； （（2〕运行方式变化较大时，可能无保护范围〕运行方式变化较大时，可能无保护范围 （（3〕路较短时，可能无保护范围。

〕路较短时，可能无保护范围特殊情况特殊情况 电电流流速速断断可可以以保保护护线线路路全全长长在在采采用用线线路路—变变压压器器组组的的接接线线方方式式的的电电网网中中，，把把线线路路和和变变压压器器可可以以看看成成是是一一个个元元件件速速断断保保护护按按躲躲开开变变压压器器低低压压侧侧短短路路出出口口处处d1点点短短路路来来整整定定，，可可以以保保护线路的全长护线路的全长 二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护 (电流电流II段段) 电流速断保护在许多情况下均能保证选择性，且接线简单，电流速断保护在许多情况下均能保证选择性，且接线简单，动作迅速可靠但是电流速断保护不能保护本线路的全长，怎么动作迅速可靠但是电流速断保护不能保护本线路的全长，怎么办？办？ 解决办法：增设一套新的保护——限时电流速断保护 限时电流速断保护： 按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护1. 工作原理工作原理 （1〕限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去 （2〕限时电流速断保护的动作带有一定的时限。

（3〕为了保证速动性，时限应尽量缩短  2. 整定计算整定计算 （（1）） 动作电流动作电流 动动作作电电流流按按躲躲开开下下一一条条线线路路无无时时限限电电流流速速断断保保护护的的动动作作电电流进行整定：流进行整定：           (2)  动作时限动作时限             为为了了保保证证选选择择性性，，限限时时电电流流速速断断保保护护比比下下一一条条线线路路无无时时限限电电流流速速断断保保护护的的动动作作时时限限高高出出一一个个时时间间阶阶段段△△t，，即即(3)灵敏度校验灵敏度校验    Ksen≥1.5，是因为考虑了以下不利于保护动作的因素是因为考虑了以下不利于保护动作的因素a〕可能存在非金属性短路，使短路电流〕可能存在非金属性短路，使短路电流Id较小；较小；（（b〕实际的短路电流小于计算值；〕实际的短路电流小于计算值；（（c〕〕电电流流互互感感器器有有负负误误差差，，使使短短路路时时流流入入保保护护起起动动元元件件中的电流变小；中的电流变小；（（d〕继电器的实际起动值可能有正误差，使〕继电器的实际起动值可能有正误差，使IOP.r变大；变大；   (e) 考虑一定裕度。

考虑一定裕度 思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？ （（1 1〕与下一条线路的限时电流速断相配合〕与下一条线路的限时电流速断相配合          (2) 动动作作时时限限比比下下一一条条线线路路时时限限电电流流速速断断保保护护的的动动作作时限高出一个时间阶段时限高出一个时间阶段△△t，即，即3.限时电流速断保护的接线图限时电流速断保护的接线图 （１〕单相原理接线展开图展开图 4.对限时电流速断保护的评价对限时电流速断保护的评价 优点：限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长 缺点：不能作为相邻元件〔下一条线路〕的后备保护 三、定时限过电流保护〔电流三、定时限过电流保护〔电流III段）段） 定时限过电流保护定时限过电流保护定定义义：：其其动动作作电电流流按按躲躲过过被被保保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流整整定定，，其其动动作作时时间间一一般般按按阶阶梯梯原原则则进进行行整整定定以以实实现现过过电电流流保保护护的的动动作作选选择择性性，，并并且且其其动动作时间与短路电流的大小无关。

作时间与短路电流的大小无关思思考考问问题题：：无无时时限限电电流流速速断断保保护护只只能能保保护护本本线线路路一一部部分分，，限限时时电电流流速速断断能能保保护护本本线线路路全全长长，，但但不不能能做做为为相相邻线路的后备保护要想实现远后备保护，怎么办？邻线路的后备保护要想实现远后备保护，怎么办？1. 工作原理工作原理反应电流增大而动作反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全它要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长作为近后备保护和远后备保护，长和下一条线路的全长作为近后备保护和远后备保护，其保护范围应包括下条线路或设备的末端过电流保护其保护范围应包括下条线路或设备的末端过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作在最大负荷时，保护不应该动作  2.整定计算整定计算（（1〕动作电流〕动作电流按按躲躲开开被被保保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流，，且且在在自自起起动动电电流流下继电器能可靠返回进行整定：下继电器能可靠返回进行整定： （２〕灵敏度校验（２〕灵敏度校验近后备近后备远后备远后备（（3）） 时间整定时间整定                 为为保保证证保保护护动动作作的的选选择择性性，，过过电电流流保保护护动动作作延延时时是是按按阶阶梯梯原原则则整整定定的的，，即即本本线线路路的的过过电电流流保保护护动动作作延延时时应应比比下下一条线路的电流一条线路的电流Ⅲ段的动作时间长一个时限阶段段的动作时间长一个时限阶段△△t:        3.接线图接线图    电电流流Ⅲ段段保保护护的的原原理理接接线线、、展展开开图图与与电电流流Ⅱ段保护相同。

段保护相同 4. 对定时限过电流保护的评价对定时限过电流保护的评价 优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作不仅能作本线路的近后备〔有时作能保证有选择性的动作不仅能作本线路的近后备〔有时作为主保护），而且能作为下一条线路的远后备在放射型电为主保护），而且能作为下一条线路的远后备在放射型电网中获得广泛应用，一般在网中获得广泛应用，一般在35千伏及以下网络中作为主保千伏及以下网络中作为主保护        缺缺点点：：动动作作时时间间长长，，而而且且越越靠靠近近电电源源端端其其动动作作时时限限越越大，对靠电源端的故障不能快速切除大，对靠电源端的故障不能快速切除 四、电流三段保护小结四、电流三段保护小结 电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备保护，因而，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和保护，因而，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护。

下一段相邻线路的后备保护1. 三段式电流保护：三段式电流保护：        由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护流保护相配合构成的一整套保护 考虑：是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？考虑：是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？       什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下过电流保护作为主保护？      什么情况下可采用两段组成一套保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？2. 电流三段式保护的保护特性及时限特性电流三段式保护的保护特性及时限特性 3.电流三段式保护接线图电流三段式保护接线图             （（1〕单相原理接线图〕单相原理接线图（（2〕展开图〕展开图优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障一般用于障一般用于35千伏及以下电压等级的单侧电源电网中千伏及以下电压等级的单侧电源电网中缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。

类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性 4、三段式电流保护的评价、三段式电流保护的评价例例 如如下下图图所所示示网网络络，，试试对对保保护护1进进行行电电流流速速断断，，限限时时电电流流速速断断和和定定时时限限过过电电流流保保护护整整定定计计算算〔〔起起动动电电流流，，动动作作时时限限和和灵敏系数），并画出时限特性曲线计算电压取灵敏系数），并画出时限特性曲线计算电压取115KV）解：解： 1、对保护、对保护1进行电流速断保护的整定计算进行电流速断保护的整定计算   （（1〕起动电流〕起动电流                                           =1.3 3780=4914  (A)       取取1.3     （（2〕灵敏度校验：〕灵敏度校验：          =12.5 ( km)=41.67%>15%             符合要求符合要求（（3〕动作时限：〕动作时限：电流速断保护动作时限近似为零，即电流速断保护动作时限近似为零，即 t=0s2、限时电流速断保护的整定计算、限时电流速断保护的整定计算 （（1 1〕起动电流：〕起动电流： =1.2 1.3   1250=1950(A) （（2 2〕灵敏度校验：〕灵敏度校验： =1.58>1.5 符合要求 （3〕动作时限 3.定时限电流保护整定计算定时限电流保护整定计算（（1 1〕起动电流：〕起动电流： =794.12(A)   (2) 灵敏度校验：灵敏度校验：    近后备保护近后备保护 ：：      =3.87>1.5         符合要求符合要求    远后备保护：远后备保护：              =1.26>1.2      符合要求符合要求     (3) 动作时限：动作时限：时限特性曲线时限特性曲线五、电流保护的接线方式五、电流保护的接线方式 1.相间短路电流保护的主要接线形式相间短路电流保护的主要接线形式   2. 各种接线方式在不同故障时的性能分析各种接线方式在不同故障时的性能分析3. 各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围  电流保护的接线方式：指保护中电流继电器与电电流保护的接线方式：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的联系方式。

流互感器二次线圈之间的联系方式 1. 相间短路电流保护的主要接线形式相间短路电流保护的主要接线形式 (1)三相星形接线三相星形接线 (2)两相星形接线两相星形接线 三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作两相星形接线的保护能反应各种相间短路，但两相星形接线的保护能反应各种相间短路，但B相发生相发生单相短路时，保护装置不会动作单相短路时，保护装置不会动作（（3）） 两相电流差接线两相电流差接线三相短路时流过继电器电流是三相短路时流过继电器电流是 倍的短路电流；倍的短路电流；AB两相短路两相短路: Ir= IaAC两相短路时流过继电器电流是两相短路时流过继电器电流是 倍的短路电流；倍的短路电流； AB或或CB两相短路时流过继电器电流是两相短路时流过继电器电流是 倍的短路电流倍的短路电流21Ir=三相短路三相短路:Ir= IaCB两相短路两相短路: Ir= IcAC两相短路两相短路: Ir= 2Ia        故故对对两两相相电电流流差差接接线线方方式式，，在在对对称称运运行行或或三三相相短短路路时，时，Kcon=   ；；                接接线线系系数数Kcon ：：流流过过继继电电器器的的电电流流与与电电流流互互感感器二次侧短路电流之比，数值为器二次侧短路电流之比，数值为       在在AC两相短路时，两相短路时，Kcon=2；；       在在AB或或BC两相短路时，两相短路时，Kcon=1。

       对于三相和两相星形接线方式任何短路型式对于三相和两相星形接线方式任何短路型式Kcon=1. 2. 各种接线方式在不同故障时的性能分析各种接线方式在不同故障时的性能分析 （（1〕中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路〕中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路 前述三种接线方式均能反应这些故障前述三种接线方式均能反应这些故障2〕中性点非直接接地电网中的两点接地短路〕中性点非直接接地电网中的两点接地短路 在在中中性性点点非非直直接接接接地地电电网网中中，，某某点点发发生生两两点点接接地地故故障障，，希望只切除一个故障点希望只切除一个故障点①① 串联线路上两点接地情况串联线路上两点接地情况  ② 放射性线路上两点接地情况 ①① 串联线路上两点接地情况串联线路上两点接地情况 如下图所示，在dA点和dB点发生接地短路 若保护1和保护2均采用三相星形接线时，100%地只切除线路故障 如采用两相星形接线，只能有2/3的机会有选择地切除后面的一条线路②② 放射性线路上两点接地情况放射性线路上两点接地情况 如下图所示，在如下图所示，在dA 、、dB点发生接地短路时：点发生接地短路时：如采用三相星形接线时，两套保护均将起动。

如采用三相星形接线时，两套保护均将起动如采用两相星形接线，则有如采用两相星形接线，则有2/3的机会只切除任一线路的机会只切除任一线路 因因而而，，在在放放射射性性的的线线路路中中，，两两相相星星形形比比三三相相星星形形应应用较广 （（3）） 对对Y，，d11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路当当△△侧发生侧发生AB两相短路时，分两相短路时，分析该侧电流相量图析该侧电流相量图和和 Y侧电流相量图侧电流相量图结论结论:三相星形接线三相星形接线比两相星形接线灵比两相星形接线灵敏系数增大一倍敏系数增大一倍A2△IB1△IB△IB2△I△A1IC2△II△AI△C1C1YIIYAIYCIYC2=IYBIYA2=IYA1IYB2IYB1 过过电电流流保保护护接接于于降降压压变变压压器器的的高高压压侧侧〔〔Y Y侧侧〕〕以以作作为为低低压压侧侧（（△△侧侧〕〕线线路路故故障障的的后后备备保保护护时时，，不不同同接接线线形形式式的的保保护有其不同的特点护有其不同的特点       （（a〕〕采采用用三三相相星星形形接接线线时时，，则则B相相上上继继电电器器中中的的电电流流较其它两相大一倍。

因此灵敏系数增大一倍较其它两相大一倍因此灵敏系数增大一倍       （（b〕〕采采用用两两相相星星形形接接线线时时，，使使B相相的的电电流流遗遗失失，，不不能能使使保保护护的的灵灵敏敏度度得得到到充充分分提提高高故故在在两两相相星星形形接接线线的的中中线线上再接入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度上再接入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度     （（c〕〕采采用用两两相相电电流流差差接接线线时时，，流流入入继继电电器器的的电电流流为为零零，，保保护护不不动动作作因因而而，，这这种种接接线线方方式式不不能用来保护变压器能用来保护变压器3. 各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围 (1)三相星形接线方式能反应各种类型的故障，用在中性点直接接地电网中，作为相间短路的保护，同时也可保护单相接地 (2)两相星形接线方式较为经济简单，能反应各种类型的相间短路主要应用在35千伏及以下电压等级的中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它作为相间短路的保护3〕两相电流差接线方式接线简单，投资少，但是灵敏性较差，这种接线主要用在6~10千伏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。

三段式电流保护的评价1、原理、原理 无时限电流速断动作电流无时限电流速断动作电流 过电流动作时限过电流动作时限 限时电流速断限时电流速断 时间和电流时间和电流2、应用、应用 单电源辐射网单电源辐射网 多用于多用于35KV以下以下3、评价、评价 简单、可靠简单、可靠习题：习题：3、、4、、6、、11。