电流保护-2.ppt

三、 电网相间短路的方向电流保护,～,（1） 问题的提出,单侧电源： 保护：安装在电源侧； 功率方向：都是母线 → 线路；,单侧电源线路的电流保护只需要判断电流大小，不需要判断短路电流功率方向就可以满足选择性要求电网的电流保护,在d1点和d2点短路时，电流保护1和电流保护6可能误动d1,在d1点短路时，闭锁电流保护1，同时保证电流保护6正确动作的措施是找出d1点短路时，电流保护1和6之间的差别 在d1点短路时保护1和6之间的差别：短路功率方向不同假设短路功率的正方向：母线→线路 在d1点短路时，电流保护1的实际功率方向为负方向； 在d1点短路时，电流保护6的实际功率方向为正方向实际短路功率的方向等于实际电流的方向功率正方向,实际方向,功率实际方向,正方向,负方向,克服方法：,措施：装设功率方向元件 跳闸条件：①电流保护动作条件； ②短路功率方向为正 这样就确保了电流保护在反方向短路故障时不会误动 结果：保护分成两组1～4，5～8，按单侧电源系统来整定 单侧电源相间短路的整定原则依然适用2）方向电流保护工作原理,原理：在原有保护基础上加装功率方向判别元件， 反方向故障时把保护闭锁不致误动。

方向过电流保护的原理接线图,（3）功率方向继电器的工作原理,,.,d1点短路向量图； d2点短路向量图,∴ 判别电压、电流之间的相角，即可判别故障的方向保护1,,是线路的阻抗角，在0～90范围内 相位动作区：,是最大灵敏角，有,,动作方程：,,（4） 相间短路功率方向继电器的接线方式,1. 0º接线方式 指系统三相对称且cosφ=1时， 的接线方式2. 90º接线方式 指系统三相对称且cosφ=1时， 的接线方式功率方向继电器内角,动作方程：,90º接线方式功率方向继电器的分析,d1,,,,,,,d2,,,,,,,,,,,,,,,,90º接线方式的优点,（1）对各种两相短路都没有死区－引入了非故障相电压 死区：由于正方向附近短路时，输入电压为零，不能 确定功率的正负，而导致方向继电器拒动 IA - UBC IA - UA IB - UCA IB - UB IC - UAB IC - UC （2）适当选择内角后，对各种故障都能保证方向性当发生三相短路时，由于三相电压都为零，90°接线功率方向继电器仍会拒动。

90º接线方式功率方向继电器的动作情况 （1）正方向三相短路,,,,,,（2）正方向两相短路（保护安装点、远处） ⅰ. 保护安装点故障,,,,ⅱ. 远离保护安装点,（5）方向性电流保护的评价,优点：可应用于多电源系统，方向性电流保护可保证各保 护之间动作的选择性 缺点： 保护出口正方向三相短路时，保护拒动通过 采用记忆功能，可以克服出口正方向三相短路时 功率方向继电器拒动的问题 方向元件装设原则： 尽量不装，在可能误动的保护上装方向元件 （1） 电流速断保护：靠定值躲过反方向最大短路电流 一条线路两端定值小的加方向，定值大的不加方向 元件，定值相同都不加2）过电流保护：靠定时躲过四、中性点直接接地电网的接地保护,110kV及以上电网－中性点直接接地 66kV及以下电网 －中性点不接地或不直接接地 ※ 利用接地短路时出现零序电流的特点构成： 零序电流保护 零序方向电流保护,规定正方向： 电压：线路→大地 电流：母线→线路,线路,电力系统的正序、负序、零序电流电压分量,电力系统的正序分量：,电力系统的负序分量：,电力系统的零序分量：,,,,电力系统的正序、负序、零序分量由A、B、C 三相相量分解得来。

电力系统的正序、负序、零序电流电压分量,电力系统的正序分量在正常运行状态、故障运行状态都存在电力系统的负序分量在不对称故障状态时存在电力系统的零序分量在接地故障状态时存在电力系统的零序分量只有在单相接地故障、相间接地故障状态时存在，在正常运行时是不存在的1）接地短路时零序分量的特点,（1）,（1）零序电压 故障点最高，中性点最低 （2）零序电流 由故障零序附加电源Ud0 产生; 从故障点流向接地的 变压器中性点 （3）零序功率 方向：线路→母线 （4）零序阻抗角 取决于ZB0 ： （5）运行方式变化 线路、中性点不变，零序网不变； 正负序阻抗变化间接影响零序（Ud1、 Ud2、Ud0 ）,电压互感器的二次侧开口三角输出零序电压 零序电压、零序电流的获取 1. 零序电压的获取 （1） 零序电压过滤器,（2） 加法器 （3） 微机保护内直接利用程序 （4） 发电机中性点电压互感器或消弧线圈二次侧,,,2．零序电流的获取 （1）零序电流过滤器 接于相间保护电流互感器的中性线上 不平衡电流： 原因：铁心磁化曲线不一致以及制造过程中的差别 相间短路时不平衡电流达到最大值Ibp.max 接地短路时3I0 相对很大。

2）零序电流互感器（电缆线路） 一次电流： 优点：无不平衡电流，接线简单,（2）中性点直接接地系统的接地保护,中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度零序电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一 高压线路保护（110kV及以上）配备的保护有： （1）零序（电流）保护；（2）距离保护；（3）高频保护,三段式零序电流保护,（1）零序电流速断保护（零序Ⅰ段） （2）零序电流限时速断保护（零序Ⅱ段） （3）零序过电流保护（零序Ⅲ段）,零序电流保护的起动电流整定类似反映线电流的电流保护 必须基于故障零序电流的计算，根据不同地点接地故障时零序电流大小的不同来整定1．零序电流速断保护（零序Ⅰ段） 整定原则： （1）起动电流整定值 躲开（大于）本线路末端发生单相或两相接地故障可能出现的最大零序电流 3 I0 . m a x 是零序Ⅰ段可靠系数，一般取1.2~1.3 （2） 动作时限，一般为： 所以，零序Ⅰ段的保护范围仍为本线路首端一部分零序Ⅰ段整定起动电流时需考虑的特殊情况,（3）考虑在断路器三相触头不同期合闸产生较大的零序电流时，零序Ⅰ段不能误动。

因此零序Ⅰ段需要躲开断路器三相触头不同期合闸的最大零序电流3 I0. b t,其中， 是大于1的可靠系数如果有：,则起动电流整定值取为最大者，即,按以上原则（即条件3）所得起动电流定值一般较大，会使零序Ⅰ段保护范围缩小，灵敏度降低此时可考虑使零序Ⅰ段带一小的延时（0.1s）躲开不同时合闸时间，这时可不考虑按这一条件来整定，只按照条件（1）进行整定4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡时所出现的最大零序电流 3 I0. f q零序Ⅰ段整定起动电流时需考虑的特殊情况,则设立两个零序Ⅰ段，分别为：,， 是按上述2个条件整定的起动电流,灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出,如果,2. 零序电流限时速断保护（零序Ⅱ段）,整定原则：,（1）起动电流整定值 与相邻下一线路的零序电流Ⅰ段配合当被整定保护与被配合保护间有接地变压器时，计算K 0 f z其中， 是最小零序电 流分支系数零序电流限时速断保护（零序Ⅱ段）的整定原则,（2）动作时限,（3）灵敏度校验,若灵敏系数不满足，可采用以下措施: （1）与相邻线路零序Ⅱ段配合； （2）保留原有Ⅱ段，再增加与相邻线路零序Ⅱ段 相配合的Ⅱ段； （3）改用接地距离保护。

3. 零序过电流保护（零序Ⅲ段）,,,② 一般逐级配合: 本线路零序Ⅲ段的保护范围不能超出相邻下一线路零序Ⅲ段的保护范围整定原则：,（1）起动电流整定值 ① 躲开本线路末端相间短路时所出现的最大不平衡 零序电流 3 Ibp.max 校验：按远后备和近后备分别校验 动作时间：遵循阶梯原则，从零序网的最末级开始 按阶梯原则向电源方向推算零序电流限时速断保护（零序Ⅲ段）,四、方向性零序电流保护,分析： d1接地短路，零序保护3可能误动； d2接地短路，零序保护2可能误动 措施：在可能误动的零序保护上加装零序功率方向元件 零序功率正方向：线路－母线； 零序功率反方向：母线－线路当系统中有多个变压器中性点接地时：,方向性零序电流保护,方向性零序电流保护的 动作条件必须同时满足： （1）零序电流保护的动作条件； （2）零序功率为正方向，即由线路指向母线零序功率方向元件（继电器）的工作原理,规定正方向： 电压：线路→大地 电流：母线→线路,是电压相量超前电流相量的角度,所以： P0＜0时表示零序功率为线路→ 母线 P0＞0时表示零序功率为母线→ 线路正方向接地故障时：,GJ0灵敏性校验： （1）出口短路时， GJ0无电压死区 （2）远处故障时，可能不动，须校验灵敏性。

三段式零序电流保护原理接线：,零序电流保护的评价和应用,优点： 1．零序过电流保护整定值小；灵敏度高，动作速度快 相间短路：按负荷电流整定，一般为5～7A； 零序电流保护：按躲开不平衡电流整定一般为2～3A 故障相电流＝ · 线路内部接地故障时，一侧零序I段动后，另一侧零序电流增加， 零序 I 段相继动作 2．受运行方式变化的影响小 X0＝2～3.5X1，因此零序电流变化曲线较陡，保护范围大且较稳定， 易满足灵敏系数的要求 3．不受系统的对称性振荡和三相过负荷影响 4．单相接地故障发生的概率多,相间过电流保护三相星形接线也可保护单相接地，但相比而言零序电流保护有其优点突变量电流算法,一、原理,,,,,突变量电流算法,一、原理,,,－式32,突变量电流算法,一、原理 系统正常运行时，计算出来的值等于0； 当系统刚发生故障的一周内，求出的是纯故障分量； 突变量电流算法受频率偏移的影响－式33,突变量电流算法,二、频率变化的影响,,,,,,Δia为最大的条件是： 或,突变量电流算法,二、频率变化的影响,,,。