电网的电流保护

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1、第2章 电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 悉雀纠石少闲傲币源藩蒜钙焙屉筷格牌剁煌替伯记鸥椎鲍臣糟茅械釜沈勿电网的电流保护电网的电流保护 2.1 电流系统故障的特点电流系统故障的特点 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 故障的特征量电流的跃变故障的特征量电流的跃变 2 2. .2 2 如何检测电流如何检测电流 电流继电器电流继电器 电流继电器的特点电流继电器的特点 正常时打开正常时打开，短路时短路时，电流很大电流很大，则接点闭合则接点闭合，从而判断故障发生从而判断故障发生，清

2、清除故障除故障 电流继电器的重要参数：电流继电器的重要参数： 动作电流动作电流IopIop 返回电流返回电流IreIre 返回系数返回系数Kre=Ire/IopKre=Ire/Iop KreKre 1515% %线路长度线路长度 则值得保护则值得保护 用最小保护区来衡量用最小保护区来衡量 两相短路两相短路 最小运行方式最小运行方式 2 2. .3 3. .1 1. .3 3 灵敏性灵敏性 访锭峦挞仓痢刻瓦壬跺牺裂嚣预闲铭疏龋唉锅双涝闻服外揍凌闯辙灰漆冈电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .3 3. .1

3、 1. .4 4 评价评价 优点优点: :-简单可靠简单可靠 缺点缺点: :- ( (1 1) ) 灵敏度问题灵敏度问题 ( (2 2) ) 受电力系统的运行方式影响非常大受电力系统的运行方式影响非常大 - 可将电流整定点考虑在变压器的低压侧可将电流整定点考虑在变压器的低压侧 - 终端用户终端用户 2 2. .3 3. .1 1. .5 5 保护全长的可能性保护全长的可能性 澄聚毅芍贩厕酋推析吉拈聂是陈武峻玉录弊担比懦淌龋怎线揩本痔痔然贤电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .3 3. .2 2. .1

4、1 整定整定 IsetIset. .2 2=Krel=KrelIsetIset. .1 1 KkKk= =1 1. .1 1- -1 1. .2 2 问题问题: :有没有考虑运行方式有没有考虑运行方式/ /故障类型的因素故障类型的因素 速动性速动性 t=t=0 0. .5 5S S 1 1. .3 3- -1 1. .5 5 KrelKrel2 2 1 1. .2 2 定时限过电流保护躲开正常的最大负荷电流整定定时限过电流保护躲开正常的最大负荷电流整定, ,因因此线路上即使很远的地方发生故障此线路上即使很远的地方发生故障, ,它都会启动它都会启动 它不仅要保证本线路故障切除有一定的灵敏度它不仅

5、要保证本线路故障切除有一定的灵敏度, ,而且而且要保证下回线路故障切除也有一定的灵敏度要保证下回线路故障切除也有一定的灵敏度 选择性自然满足选择性自然满足 即即: :本线路的本线路的IIIIII段保护区不会超出下回线路段保护区不会超出下回线路IIIIII段电流保护区段电流保护区 2 2. .3 3. .3 3. .4 4 选择性选择性 2 2. .3 3. .3 3. .3 3 灵敏度灵敏度 近后备近后备( (本线路本线路) ) 远后备远后备( (下回线下回线) ) 2 2. .3 3. .3 3. .5 5 后备作用后备作用 率抵驹馏秘柱鱼饵卵汉鞋或急泪方峙簇洗我潍丁菠堕眼浓巍航晨痘罕佃瞬电

6、网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 提高了保护的速动性提高了保护的速动性 对下回线路的反应更灵敏对下回线路的反应更灵敏 但整定配合比较困难但整定配合比较困难 定定. .反时限之间更难配合反时限之间更难配合, ,不建议采用不建议采用. . 2 2. .3 3. .5 5. .1 1 保护配置保护配置 2 2. .3 3. .5 5. .2 2 时序图时序图 2.3.4 反时限特性的电流保护反时限特性的电流保护 2.3.5 三段式电流保护的保护配置三段式电流保护的保护配置 戎鸦赠根萎踌卜擞届东披惦耐蓖鹤着剪蕾赵套翼公富

7、瑚卿芽侵赊隶鲜渔时电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 1 1 3535KVKV故障特点故障特点 存在不同线路上的两点接地故障存在不同线路上的两点接地故障 三相式电流保护可能同时切除两回线三相式电流保护可能同时切除两回线 若只切除一回线若只切除一回线, ,则线路供电可靠性大大提高则线路供电可靠性大大提高. . 2 2 二相式二相式 2 2/ /3 3机会只切除一回线情形；机会只切除一回线情形； 2 2/ /3 3机会选择性情形机会选择性情形 3 3 问题问题 有可能会越级切除故障有可能会越级切除故障 电力系统大小运

8、行方式和保护的大小运行方式说明电力系统大小运行方式和保护的大小运行方式说明 2.3.6 二相式电流保护二相式电流保护 2.3.7 其他其他 多帽歇汝匙瑰蹋堑翻釉娃戌硅遏喂谁鼎找歇澄触梗仅涨抡硅勋列义驭珍帮电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .4 4. .1 1 问题的提出问题的提出 三段式电流保护在双电源网络上的问题三段式电流保护在双电源网络上的问题无法同时满足灵敏性和选择无法同时满足灵敏性和选择性问题性问题 2.4 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护 荧寝偿廓鼻菱

9、岭懒谚赖镑护墒失筏徘迸档胶记诞褪随厂甲共混宣言陛苛轧电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .4 4. .2 2 功率方向继电器功率方向继电器 2 2. .4 4. .2 2. .1 1 原理原理 P=UICosP=UICos 0 0 正前方发生故障正前方发生故障 P0 0 反方向发生三相短路或二相短路时反方向发生三相短路或二相短路时PP)0 0 得到得到: :0 0 A A )0 0 得到得到: :0 0 B B )0 0 得到得到: :0 0 C C )0 0 得到得到: :0 0 B B )0 0 得

10、到得到: :0 0 C C )0 0 得到得到: :3030 B B )0 0 得到得到: : - -3030 C C 6060 线蓉抽州揪陷采壤宙眺谍和稠弘凌酥硅升州席攫熄醉斗渐锣灶柬拉煤寞肛电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 3 3 反方向发生三相和二相短路反方向发生三相和二相短路 考虑考虑 由于系统电势相角基本系统由于系统电势相角基本系统, ,因此电流和正前方发因此电流和正前方发生故障相位基本相反生故障相位基本相反. .因此满足因此满足1 1 2 2 分析的分析的 此时都能此时都能保证保证P0 而不动作而不

11、动作. 4 4 结论结论 3030 6060 含意含意: : 任何线路任何线路, ,无论正前方发生何种故障无论正前方发生何种故障, ,只要选用只要选用3030 PoPPo 启动功率启动功率 PoPo 越小越小, ,它的灵敏度越高它的灵敏度越高 有时需要注意和电流有时需要注意和电流IIIIII段灵敏度的配合段灵敏度的配合 在同样的故障电流下：不同的故障类型反应能力可在同样的故障电流下：不同的故障类型反应能力可能不同能不同。不同的故障位置可能也不同不同的故障位置可能也不同。 2 2 功率方向特性曲线功率方向特性曲线 U UJ J=Po=Po/(/(I IJ JCos(Cos(J J+ + ) )

12、- 表证功率方向继电器的工作特性表证功率方向继电器的工作特性 希望功率方向继电器都工作至希望功率方向继电器都工作至U UJ J最小的时候最小的时候, ,最灵敏最灵敏 灵敏角定义灵敏角定义: sen=sen=- - 3 3 接点竞争问题接点竞争问题（如正常时功率方向接点闭合时发生反方向故障如正常时功率方向接点闭合时发生反方向故障） 4 4 死区问题死区问题 三相短路时有死区三相短路时有死区 5 5 能不用的地方尽量不用能不用的地方尽量不用 一般三段式电流保护用于特别是一般三段式电流保护用于特别是3535KVKV以下线路以下线路. .而其经常为解环运而其经常为解环运行行, ,所以双电源的情况遇到得

13、越来越少所以双电源的情况遇到得越来越少 岳绳豌详擎滩患瞪访孵迎念择杆吧爽展蛮扣鸣灭渣唱脊尤线净顷秧丑美席电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .5 5. .1 1 原理原理 反应反应 3 3UoUo； 信号；信号； 2 2. .5 5. .2 2 整定整定 2 2. .5 5. .3 3 延时延时 2 2. .5 5. .4 4 选择性选择性 3 3UoUo本身无选择性无法区分故障发生在那一回线本身无选择性无法区分故障发生在那一回线 采用采用 1 1 拉闸拉闸 2 2 故障选线装置故障选线装置 2 2.

14、.5 5. .5 5 故障选线装置故障选线装置 1 1 零序电容电流原理零序电容电流原理 2 2 高次谐波方式高次谐波方式 3 3 叠加式叠加式 2.5 中性点非直接接地系统中单相接地故障保护中性点非直接接地系统中单相接地故障保护 操工巡敝臃坤赣晚披谱散芜酸粗炮庐查韵液泪慷檄以萍澈窖纬膜阎警惩焙电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .1 1 问题的提出问题的提出 序分量从无序分量从无有有, ,故障特征更明显故障特征更明显 接地短路性故障占故障的绝大部分接地短路性故障占故障的绝大部分. .对接地

15、故障能灵敏地反应对接地故障能灵敏地反应, ,就保就保证了对绝大多数故障的保护证了对绝大多数故障的保护. . 2.6 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护向保护 2 2. .6 6. .2 2 接地故障的特点接地故障的特点 我国我国 110110KVKV以上的系统均为大电流直接接地系统以上的系统均为大电流直接接地系统 1 1 从从3 3IoIo的获取角度的获取角度 2 2 从零序网络结构从零序网络结构 3 3 从运行方式从运行方式 4 4 从故障类型从故障类型 负序电流没有优势负序电流没有优势 魏质确蘸朋盖管犀错煤机框贵始怨弱费举黔孙鸡煮转写

16、味惫卒钻营锋禽净电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .3 3 三段式零序电流保护三段式零序电流保护 2 2. .6 6. .3 3. .1 1 零序电流速断零序电流速断（I I段段） 1 1 整定整定 原则：零序速断原则：零序速断（I I段段）保护范围不应超出本线路的末端保护范围不应超出本线路的末端 a a） I IsetsetI I=K=KrelrelI I* *3 3IoIo. .maxmax 故障点发生在本线路末或是下回线路始端故障点发生在本线路末或是下回线路始端 故障类型单相接地或两

17、相接地故障类型单相接地或两相接地 并选择两者的最大并选择两者的最大值值 运行方式最大运行方式运行方式最大运行方式（实际变化很小实际变化很小） b)b) I IsetsetI I=K=KrelrelI I* *3 3I Io o. .unbunb 由于三相不同期合闸产生的纵向不对称会产生零序电流由于三相不同期合闸产生的纵向不对称会产生零序电流 c c） I IsetsetI I 按照躲过单相重合闸期间按照躲过单相重合闸期间（非全相运行非全相运行）可能出现可能出现的最大零序电流整定的最大零序电流整定 航镐撼琵颠值淄赢菜尼嘎允庞掏狰灌提柔萤罩甩纯虚涯弗谁催馋块锋莽贝电网的电流保护电网的电流保护 电力

18、系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 由于第三个条件会严重地降低灵敏性由于第三个条件会严重地降低灵敏性，考虑考虑 设置两个零序电流设置两个零序电流I I段保护段保护 （1 1） 灵敏灵敏I I段段( (单相重合闸期间闭锁单相重合闸期间闭锁） 考虑考虑 a a）b b） t t0 0 或考虑或考虑 a a） t t0 0. .1 1 ( (2 2) ) 不灵敏不灵敏I I段段 考虑考虑 c c） 实际已考虑实际已考虑(a)(b)(a)(b) t=t=0 0 2 2 动作时间动作时间 t t0 0或或0 0. .1 1 3 3 我国的电力系统稳定问题我

19、国的电力系统稳定问题 篮慕硬裹您桩官设死呼韩皮茹棘圆弛镑砸涸盲秀缺述碎瞪帛携战掏吮椰怖电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .3 3. .2 2 限时零序电流速断限时零序电流速断（IIII段段） 1 1 整定整定 本回线路的限时零序电流速断的保护范围不超出下回线的本回线路的限时零序电流速断的保护范围不超出下回线的零序电流速断范围零序电流速断范围 I Isetset. .2 2IIII=K=KrelrelIIII / / K Ko o. .b b* * I Isetset. .1 1I I 2

20、2 动作时间动作时间 t t0 0. .5 5 3 3 灵敏性灵敏性 K Krere 1 1. .5 5 故障点发生在本线路末故障点发生在本线路末 故障类型单项接地或两相接地故障类型单项接地或两相接地 并选择两者的最小值并选择两者的最小值 运行方式最小运行方式运行方式最小运行方式（实际变化很小实际变化很小） 遗稻双漠训吃呐锯庇姿跌向仲须铱多珊蓟厦常增钾财侠除道底根呛僵讳谎电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .3 3. .2 2 零序过电流零序过电流（IIIIII段段） 1 1 整定整定 躲开

21、本回线路末端发生的相间短路时所出现的最大不平衡躲开本回线路末端发生的相间短路时所出现的最大不平衡电流电流 I IsetsetIIIIII=K=KrelrelIIIIII* * I Iunbunb. .maxmax 同时必须满足：同时必须满足： I Isetset. .2 2IIIIII=K=KrelrelIIIIII / / K Ko o. .b b* * I Isetset. .1 1IIIIII K Ko o. .b b在相邻线路零序在相邻线路零序IIIIII段保护范围末端发生接地故障段保护范围末端发生接地故障，故障线路中零故障线路中零序电流电过过本线路中零序电流之比序电流电过过本线路中零

22、序电流之比。 2 2 动作时间动作时间 t t2 2t t1 1+ +0 0. .5 5 3 3 灵敏性灵敏性 睬远畅赞蔓贫却献形梭额纽趁诵饼痛身胚弥骸蚕冶包侥描豁鼻椒茵朵咳晌电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .4 4 零序功率方向继电器零序功率方向继电器 2 2. .6 6. .4 4. .1 1 要求要求 正方向发生接地故障正方向发生接地故障 动作动作 背后发生接地故障背后发生接地故障 不动作不动作 2 2. .6 6. .4 4. .2 2 灵敏角灵敏角 保护安装处背后的零序阻抗角保

23、护安装处背后的零序阻抗角，约在约在7070 零序方向继电器零序方向继电器 内角内角 = =110110 灵敏角灵敏角 sensen110110 通过交换极性通过交换极性，生产厂家提供功率方向继电器生产厂家提供功率方向继电器 内角内角 = =7070 灵敏角灵敏角 sensen7070 无论如何：以现场判定正方向的故障能动作为准无论如何：以现场判定正方向的故障能动作为准 2 2. .6 6. .4 4. .3 3 接线正确性保证接线正确性保证 可采用自产零序可采用自产零序。 孤请虱撤贯嗅置豹本焙索返录休烙容遗者吭塘衰橇寝幌啸帅柯暇纺寄缴嗅电网的电流保护电网的电流保护 电力系统继电保护电力系统继电

24、保护 （第（第2 2章章 电网的电流保护）电网的电流保护） 2 2. .6 6. .5 5 评价评价 1 1 灵敏度较高灵敏度较高 2 2 绝大多数为接地故障绝大多数为接地故障，因此作用明显因此作用明显 3 3 受电力系统运行方式影响小受电力系统运行方式影响小 4 4 无死区无死区 5 5 振荡时不发生误动振荡时不发生误动 6 6 零序功率方向继电器方向反应的是背后系统的零序阻抗角零序功率方向继电器方向反应的是背后系统的零序阻抗角，在发生故在发生故障时保持不变障时保持不变 7 7 零序功率方向继电器接线复杂零序功率方向继电器接线复杂，容易接错容易接错 8 8 整定计算复杂整定计算复杂 舶兄滥涛柔禽斤身敖衙言盒禽谩咐案辊蝗唁成匠骡萎桌托荆翘蜒跃株愉汉电网的电流保护电网的电流保护