第三章 相间短路的阶段式电流电压保护

null第三章 相间短路的阶段式 电流电压保护第三章 相间短路的阶段式 电流电压保护宁夏电力科技教育院 马全福第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式一、输电线路的故障和异常运行状态 1.故障：三相短路、两相短路、两相接地、单相接地 2.异常：过负荷、过电压 二、电网继电保护选择原则 1.满足“四性”要求。 2.根据保护的原理、性能及电网的电压等级、网络结构及接线方式，综合考虑，力求简单。 3.动作时间尽可能短。第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式三、各电压等级的线路保护配置 （一）1～10kV电网保护 1.要求：反应相间和单相接地故障 2.相间短路的测量元件：采用电流继电器，接于两相，后备保护和主保护合为一套，采用远后备方式。 3.单侧电源供电：反应相间短路的保护安装在电源侧，设两段，一段不带时限，二段带时限可采用定时限或反时限的过流保护。 4.带电抗器的线路：采用简单过流保护。 5.两侧有电源时：应装设带方向或不带方向的二段电流保护，在不满足要求时： （1）短线路，装设纵差动保护； （2）平行线路，装设横差方向保护作主保护，带方向或不带方向过流为后备。第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式6.接地保护：出线少时，采用反应零序电压的信号装置；出线多时，装设有选择性的接地保护装置。 （二）35kV及以上小接地电流电网保护 1.要求：反应相间和单相接地故障 2.单电源单回线：装设一段或两段电流、电压速断和过流保护； 3.多电源网：同上，必要时加装方向元件； 4.两侧电源单回线：正常配置不满足要求时，采用纵差保护，但线路在3～4km。同时，考虑后备保护为带或不带方向过流保护。 5.单相接地：与1～10kV相同。第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式（三）110～220kV大接地电流电网保护 1.要求：反应相间和接地故障的保护装置。 2.一般配置：装设全线速动的高频保护为主保护，距离保护为后备。 3.相间短路保护配置： （1）单电源线路：装设阶段式电流保护； （2）双侧电源：高频作为主保护，阶段式距离为后备； （3）平行线路：横差或高频作为主保护，距离或带不带方向阶段式电流电压保护为后备 （4）单相接地：零序电流不满足要求时装接地距离第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式第一节 输电线路的故障、异常运行状态及保护方式（四）330～500kV电网保护 1.要求：采用双套主保护 2.保护要求：完全独立，即包括互感器、高频通道、保护电源、断路器跳闸线圈； 3.后备保护 （1）相间：采用阶段式距离； （2）接地：带方向零序电流或接地距离。第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器一、电磁型电流电压继电器 电磁型继电器的结构型式：螺管线圈式、吸引衔铁式、转动舌片式。1.电磁铁、2.可动衔铁、3.线圈、4.触点、5.反作用弹簧、6.止档 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器（1）电流继电器 1.作用：测量流过保护安装处电流的大小； 2.结构：采用装动舌片式 有铁芯线圈、Z形舌片、螺旋弹簧、动静触点组成。第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器3.原理 4.电流调整方法 （1）改变弹簧力矩即旋转调整把手； （2）改变线圈连接方式即串联和并联。 5.起动电流（动作电流）：能使该保护装置起动的最小电流值 6.返回电流：能使继电器返回的最大电流值 7.返回系数：返回电流与起动电流的比值。过流继电器的返回系数恒小于1。一般为0.85～0.9第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器继电器内部接线 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器（二）电磁型电压继电器 1.作用：测量保护安装处母线的电压的高低 2.结构 3.型式：过压和欠压（低电压） （1）过压继电器同过流 （2）低电压继电器 1）原理：正常工作，线圈通电，其触点断开，当系统电压降低，继电器动作接点闭合 2）起动：就是继电器线圈所加电压降低； 3）返回：就是继电器线圈所加电压升高。返回系数大于1，但不大于1.2即Kre≤1.2 4.调整方法：与电流相同第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器二、辅助继电器 1.电磁型时间继电器 （1）作用：为保护装置建立必要的延时； （2）要求：能延时动作，瞬时返回； （3）结构：主要有电磁部分、时钟部分和触点组成。 （4）原理 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器结构原理图 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器2.电磁型中间继电器 （1）作用：增加触点的数量和容量、重复动作、短延时； （2）结构： （3）原理：一般为直流元件，动作电压为额定电压的70％，电压消失，继电器返回； （4）延时：在铁芯上装设了短路环或短路线圈等磁阻尼元件，可以实现短延时。第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器继电器结构 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器3.电磁型信号继电器 （1）作用：作为保护和自动装置的动作显示 （2）结构： （3）原理 （4）分类：电流启动和电压启动，都属于触点自保持，手动复归。第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器结构原理图 第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器三、极化继电器 1.结构：由铁芯、线圈、永久磁铁、衔铁及触点系统组成。 2.原理 3.特点：灵敏度高、消耗功率小、动作速度快、带有方向性，其缺点是触点容量小，返回系数低。第二节 常用电磁型继电器第二节 常用电磁型继电器结构原理图 第三节 无时限电流速断保护第三节 无时限电流速断保护一、工作原理 第三节 无时限电流速断保护第三节 无时限电流速断保护1.分析：线路上任意点发生三相短路时，其短路电流 当运行方式一定时，ES和ZS为常数，IK将随l的增长而减小，其IK＝f(l) 的变化曲线如图。 2.概念 （1）最大运行方式：通过保护装置的短路电流为最大的方式；三相短路电流最大 （2）最小运行方式：通过保护装置的短路电流为最小的方式 ；两相短路电流最小第三节 无时限电流速断保护第三节 无时限电流速断保护二、整定计算 1.动作电流的整定 按躲过本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定 －动作电流； －可靠系数，一般取1.2～1.3 －最大方式下流过保护安装处的电流；第三节 无时限电流速断保护第三节 无时限电流速断保护2.保护范围的确定 （1）最大方式下 （2）最小方式下 规定：最大保护范围不小于全线长的50％；最小保护范围不小于全线长的15％～20％。第三节 无时限电流速断保护第三节 无时限电流速断保护三、单相原理接线图 1.动作过程 2.KM的作用 （1）增加触点的容量； （2）增加保护的固有动作时间，一般0.06～0.08s。 四、特点 1.简单可靠，动作迅速； 2.保护范围首运行方式影响较大第四节 限时电流速断保护第四节 限时电流速断保护一、工作原理 第四节 限时电流速断保护第四节 限时电流速断保护二、整定计算 1.动作电流：如图所示，保护II段的动作电流应大于I段，引入可靠系数取1.1～1.2，则 2.动作时限： △t＝0.5s 3.灵敏系数 －被保护线路末端两相短路的短路电流 －保护的动作电流 第四节 限时电流速断保护第四节 限时电流速断保护三、原理接线 第五节 定时限过电流保护第五节 定时限过电流保护一、工作原理 第五节 定时限过电流保护第五节 定时限过电流保护二、整定计算 1.启动电流的整定 （1）正常运行时，启动电流大于最大负荷电流 （2）外部故障切除后，保护可靠返回，同时考虑电动机的自启动 则保护定值 KMS－自启动系数，一般取1.5～3；Krel－可靠系数，取1.15～1.25；Kre－返回系数，一般取0.85第五节 定时限过电流保护第五节 定时限过电流保护2.动作时限的选择 按照比下一级线路过流保护动作时限大一个级差即△t，如图3－14所示时限特性 3.灵敏系数 （1）近后备时 （2）远后备时 第六节 电流保护的接线方式第六节 电流保护的接线方式一、接线方式及接线系数 1.接线方式第六节 电流保护的接线方式第六节 电流保护的接线方式2.接线系数 流入继电器的电流Im和互感器二次电流I2并不总是相等，其比值称为接线系数 Kc＝Im/I2 当采用三相三继电器和两相两继电器接线时，接线系数为1。第六节 电流保护的接线方式第六节 电流保护的接线方式二、阶段式电流保护原理接线 1.原理接线 2.动作时限配合nullnull