第二章输配电线路相间短路的

按被保护的电气设备分为：按被保护的电气设备分为： 发电机的电流保护、变压器的电流保发电机的电流保护、变压器的电流保护、线路的电流保护护、线路的电流保护 按所反映的故障类型分为：按所反映的故障类型分为： 电流保护、零序电流保护、负序电流电流保护、零序电流保护、负序电流保护、过负荷保护保护、过负荷保护 根据对保护的要求分为：根据对保护的要求分为： 电流速断保护、定时限过电流保护、电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护反时限过电流保护 电流元件的作用电流元件的作用: 作为保护装置的测量元件、启动元件。作为保护装置的测量元件、启动元件。 动作电流动作电流 op,r : 能使电流元件动作的最小电流。能使电流元件动作的最小电流。 返回电流返回电流 re,r : 能使电流元件返回的最大电流。能使电流元件返回的最大电流。 返回系数返回系数 Kre : 返回电流与动作电流的比值。返回电流与动作电流的比值。 返回系数一般取返回系数一般取0.850.95。 .op rIroprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,roprrereIIK,.re rreop rIKI 1.电流互感器的极性电流互感器的极性11220I WI W11212TAWIIIWK 指电流继电器的线圈或电流变换器的一指电流继电器的线圈或电流变换器的一次绕组与电流互感器二次绕组的连接方次绕组与电流互感器二次绕组的连接方式。式。 三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式 nI（ a） U V W U V W u v w nuvwIIII nI（a） U V W U V W u v w 正常运行或相间短路时：正常运行或相间短路时：可以反映各种类型的可以反映各种类型的相间短路及接地故障。相间短路及接地故障。主要用于大电流接地主要用于大电流接地系统中输电线路的保系统中输电线路的保护以及发电机、变压护以及发电机、变压器保护等。器保护等。 三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式 nI （a） aI bI cI bI（b） U V W u w u v w v U V W nuwvIIII A B C L1 L2 1 2 （a） A B C L1 L2 1 2 （b） U V W 两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线方式 jacIII （a） jacIII （b） U V W U U V V W W u u v w w w u w r r u w 23ruwIIII2ruIII2rwIII22ruwIIII正常运行时：正常运行时：UV或或VW两相短路时：两相短路时： 或或 UW两相短路时：两相短路时：两相电流差接线方式两相电流差接线方式2rconIKI1conK3conK 三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式:两相电流差接线方式：两相电流差接线方式： 两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线方式： 1conK二次动作电流：二次动作电流：.opop rconTAIIKK.opop rconTAIIKK一次动作电流：一次动作电流：.max253lIA300/5TAK1conK270opIA.27014.5300 5op rIA 设：设：取：取：则：则： 整定计算：整定计算： 对保护装置的动作值、灵敏度进行计算。对保护装置的动作值、灵敏度进行计算。 整定原则：整定原则： 计算动作值的条件、灵敏度检验的条件。计算动作值的条件、灵敏度检验的条件。 对保护装置进行整定：对保护装置进行整定： 把计算出的动作值告知保护装置。把计算出的动作值告知保护装置。 整定值整定值: 输入给保护装置的动作值。输入给保护装置的动作值。一、瞬时电流速断保护一、瞬时电流速断保护（一）瞬时电流速断保护的原理及整定原则（一）瞬时电流速断保护的原理及整定原则1瞬时电流速断保护的原理：瞬时电流速断保护的原理： 反映电流增大而瞬时动作反映电流增大而瞬时动作 3 2 1 1QF 2QF 3QF G A B C L1 L2 3kskEIXXL123211QF2QF3QFGABCL1L2L123211QF2QF3QFGABCL1L2.1.m ax .IIoprelkBIKI3211QF2QF3QFGABCL1L2L12NMKop.1op.2k.max.BminLmaxL 因为： 所以： 因为： 所以： (3).max .1.max1maxIkMopsEIIXX Lm ax.m ax1.11sIopELXXI(2)(3).min.min.1.min1min3322IkNkNopsEIIIXX Lmin.min1.1132sIopELXXIXBUWYNY记数器加1跳 闸启动元件动作速断压板投入？YNN其它保护?IsetII?Isettt 可以有选择性地快速动作，但该保护可以有选择性地快速动作，但该保护不能保护线路全长，其保护范围受电力系不能保护线路全长，其保护范围受电力系统运行方式和故障类型变化的影响。统运行方式和故障类型变化的影响。1KLk,maxop,1（一）限时电流速断保护的原理及整定原则（一）限时电流速断保护的原理及整定原则1限时电流速断保护的原理限时电流速断保护的原理k1K2LLt3211QF2QF3QFGABCL1L2kk.max.Bop.1op.1op.2op.1op.1op.2ttt 用来切除被保护线路上瞬时电流速断保护范用来切除被保护线路上瞬时电流速断保护范围以外的短路故障，同时作为瞬时电流速断围以外的短路故障，同时作为瞬时电流速断保护的后备。保护的后备。 要求必须在任何情况下都能保护本线路的全要求必须在任何情况下都能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏度。长，并具有足够的灵敏度。 为了保证选择性，必须给该保护加上一定的为了保证选择性，必须给该保护加上一定的延时；延时； 为了满足快速性的要求，应该尽可能缩短保为了满足快速性的要求，应该尽可能缩短保护的动作时间。护的动作时间。.1.2I II IIo pr e lo pIKIIIrelK一般取一般取1.11.2；3动作时限动作时限 按与相邻线路瞬时电流速断保护配合整定。按与相邻线路瞬时电流速断保护配合整定。.1.20.5IIIopopttts t时限级差 要求：要求： 1.31.5。 当灵敏度不满足要求时，动作电流、动作时限可按当灵敏度不满足要求时，动作电流、动作时限可按与相邻线路的限时电流速断保护配合整定。与相邻线路的限时电流速断保护配合整定。2.m in1.3 1.5IIksIIopIKIIIsK.1.2I II II Io pr e lo pIKI.1.2IIIIo po pttt XBUW限时速断压板投入&0I限时速断出口setsetIIzdIIt（一）（一） 主保护和后备保护主保护和后备保护 主保护：主保护：能以最短的动作时限、有选择性地切除被能以最短的动作时限、有选择性地切除被保护设备故障的保护。保护设备故障的保护。 后备保护：后备保护：在主保护或断路器拒绝动作时，用以切在主保护或断路器拒绝动作时，用以切除故障的保护。除故障的保护。 近后备保护：近后备保护：对本线路或设备的主保护起后备保护对本线路或设备的主保护起后备保护作用。作用。 远后备保护：远后备保护：对相邻电气设备起后备保护作用。对相邻电气设备起后备保护作用。 用来作为线路、变压器、发电机等电气设备的后备用来作为线路、变压器、发电机等电气设备的后备保护。保护。1定时限过电流保护的原理及动作电流定时限过电流保护的原理及动作电流 为了保证正常运行时保护不动作为了保证正常运行时保护不动作. m a xIIIo plIIK231QF2QF3QFABGC1k外部故障被切除后，电流元件应能可靠返回外部故障被切除后，电流元件应能可靠返回. m a xI I Ir elII因为： IIIIIIo prereIIK所以： . m a xIIIIIIr e llo pr eKIIK 对于带有电动机负荷的线路对于带有电动机负荷的线路.maxIIIrelsslopreKK IIK.maxIIIrelsslopreKK IIKs sK电动机自启动系数，一般取1.53。 LABK21231QF2QF3QFGCK1op.1op.2op.3ttt.1.2IIIIIIo po ptt.1.2.3IIIIIIIIIo po po pttt.1.2IIIIIIopopttt.2.3IIIIIIopoptttLABK21231QF2QF3QFGCK1op.1op.2op.3ttt阶梯形原则：阶梯形原则：保护的动作时限从系统保护的动作时限从系统的末端向电源端逐级递增，每一级递的末端向电源端逐级递增，每一级递增一个时限级差增一个时限级差 。t选择性选择性 是用不同的动作时限来保证的。是用不同的动作时限来保证的。动作时限动作时限 应与相邻变电所母线上所有线路及电气设备过电流应与相邻变电所母线上所有线路及电气设备过电流保护的动作时限相配合。保护的动作时限相配合。动作时限是一定的，与短路电流的大小无关。动作时限是一定的，与短路电流的大小无关。设：G12345ABCK.22IIIopts.42.5IIIopts.52IIIo pts.4.5IIIIIIopoptt.3.42.5 0.5 3IIIIIIopopttts .3.2IIIIIIopoptt.1.33 0.5 3.5IIIIIIopopttts 2. m i nksI I Io pIKI作近后备保护时，要求作近后备保护时，要求: 1.3 1.5sK作远后备保护时，要求作远后备保护时，要求 ：1.2sK定时限过电流保护具有较高的灵敏度，但不能快速切除故障。一般用来作为本线路和相邻元件的后备保护。具有较高的灵敏度，但不能快速切除故障。具有较高的灵敏度，但不能快速切除故障。一般用来作为本线路和相邻元件的后备保护。一般用来作为本线路和相邻元件的后备保护。 1阶段式电流保护的构成阶段式电流保护的构成 第第I段：段：瞬时电流速断保护；瞬时电流速断保护； 第第II段：段：限时电流速断保护；限时电流速断保护； 第第III段：段：定时限过电流保护。定时限过电流保护。 还可以在阶段式电流保护上增设低电压元还可以在阶段式电流保护上增设低电压元件，构成低电压闭锁的阶段式电流保护。件，构成低电压闭锁的阶段式电流保护。 低电压元件的整定值一般按躲过正常运行低电压元件的整定值一般按躲过正常运行时，母线的最低工作电压整定。时，母线的最低工作电压整定。 原理接线图原理接线图：以二次元件（如继电器）的整体形式以二次元件（如继电器）的整体形式表示各二次元件之间的电气联系，二次元件之间的表示各二次元件之间的电气联系，二次元件之间的连线按实际工作顺序画出。连线按实际工作顺序画出。 展开接线图：展开接线图：按供电给二次回路的每个独立电源来按供电给二次回路的每个独立电源来划分，它将二次回路划分为交流电流回路、交流电划分，它将二次回路划分为交流电流回路、交流电压回路、直流控制回路、直流信号回路等。压回路、直流控制回路、直流信号回路等。 交流回路：交流回路：按按u、v、w相序排列；相序排列； 直流回路：直流回路：按元件动作的先后顺序排列。按元件动作的先后顺序排列。 同一个元件：同一个元件：采用相同的文字符号。采用相同的文字符号。信号uuvv 如图所示，线路如图所示，线路L1、L2上均配置有三段式电流保护。已知系上均配置有三段式电流保护。已知系统在最大、最小运行方式下的系统电抗分别为统在最大、最小运行方式下的系统电抗分别为 , ；线路；线路L1、L2的长度分别为的长度分别为L1=25KM , L2=62KM ； 线路每公里正序电抗为线路每公里正序电抗为X1=0.4；保护；保护2中中定时限过电流保护的动作时限为定时限过电流保护的动作时限为 ；线路；线路L-1的最大的最大负荷功率为负荷功率为9MW， ， ，电动机自起动系，电动机自起动系数数 。试对线路。试对线路L-1上配置的三段式电流保护进行整上配置的三段式电流保护进行整定计算。定计算。.max6.3sX.min9.4sXIIIop.2t2.5scos0.93005TAK1.3ssK321G1QF2QF3QF 313700013106.3 0.4 253kIA 313700011009.4 0.4 253kIA 32370005206.3 0.4 25 623kIA 32370004839.40.4 25623kIA最大运行方式下： 最小运行方式下： K2点短路时的三相短路电流： 最大运行方式下： 最小运行方式下： 3.11.max1.2 13101572IIoprelkIKIA.1.11572126.2300 5IopIoprconTAIIKAK .max1max3max.max1,11371036.315.90.41572IopssIopEIXX LELXKMXImax115.9100%100%63.6%50%25LL .min1min3min.min13,21313 37 1039.43.8920.421572IopssIopEIXX LELXKMXImin13.89100%100%15.6%15%25LL 灵敏度满足要求。 .22.max.1.2.1.11.25206241.1624686.4686.4111.4300 5IIoprelkIIIIIoprelopIIopIIoprconTAIKIAIKIAIIKAK2)动作时限 .10.5IIopts3)校验灵敏度 21.min.13110021.39 1.3686.4IIksIIopIKI灵敏度满足要求。灵敏度满足要求。 6max.max.min9 101743cos3 0.95 35 0.9lwPIAU.1.max1.2 1.3174 3200.85IIIrelssoplreK KIIAK.1.13201 5.33005IIIopIIIoprconTAIIKAK .1.22.50.53IIIIIIopopttts 2)动作时限 21.min.13110022.981.5320ksIIIopIKI 22.min.1348321.31.25320ksIIIopIKI作为本线路的近后备保护时： 灵敏度满足要求。作为相邻线路远后备保护时： 灵敏度满足要求。 1、电流元件的作用 2、动作电流、返回电流、返回系数 3、电流保护的接线方式 4、整定计算、整定原则 5、三段式电流保护的特点、整定原则 6、阶梯型原则、主保护、后备保护