理学电流保护总结

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/2/2,#,“整定到继电器”,n,为电流互感器变比,三段式电流保护,电流继电器,根据流过继电器的电流大小和方向而动作的继电器,继电特性,动作电流：,I,dz.j,返回电流：,I,h,返回系数：,继电特性：电流达到动作电流则启动，电流回落到返回电流则返回，不会停留在中间状态,I,h,I,dz.j,吸合,断开,P,I,返回,对于某个特定的短路点而言，短路电流的最大值,通常,为最大运行方式下三相短路的短路电流，最小值,通常,为最小运行方式下两相间短路的短路电流。,三段式电流保护,小结：三段式电流保护,I,段,II,段,III,段,电流整定方法,动作电流躲过下级线路出口处短路时流过保护安装处的电流,动作电流躲过不超过下级线路,I,段保护范围末端处短路时流过保护安装处的电流,返回电流躲过正常运行时可能出现的最大负荷电流,保护范围,部分本级线路,本级线路全长,+,部分下级线路,本级线路全长,+,下级线路全长,可靠返回,不需要,只需考虑时间配合,需考虑返回电流值和时间配合,动作时间,0.1,0.1+12,t,0.1+n,t,校验,保护范围校验,本线路灵敏度校验,本、下级线路灵敏度校验,返回,电流速断保护,（,I,段）,的,保护范围,通常要求，小方式下保护范围不小于,15%,，大方式下保护范围不小于,50%,电流速断保护,（,I,段）,的,保护范围,在某些极端情况下可能没有保护范围,运行方式变化太大，曲线,I,与曲线,II,的差距太大,线路太短，曲线,I,与曲线,II,都过于平缓,max(I,d,1)*k,k,=I,dz,2 min(I,d,2),电流速断保护,（,I,段）,的,保护范围,特例：保护线路全长,线路,-,变压器组接线,整定：,I,dz,1,=k,k,*I,d,1,返回,限时,电流速断保护,（,II,段）的整定,动作电流整定方法,可靠系数通常取值范围,下限,：,1.1,1.2,问题：为什么不延伸到下级线路末端？,注意建立起保护间互相配合的概念,动作时间整定,限时,电流速断保护,（,II,段）灵敏度校验,灵敏度校验,灵敏系数：,问题：为什么要进行灵敏度校验？,限时电流速断保护的目标是要保护线路全长，因此必须确保线路上最恶劣情况下的短路电流都能引起保护动作,灵敏度校验对整定值的影响,灵敏度要求,下限区间,1.3,1.5,正常整定：,I,dz.2,=k,k,*I,dz.1,如果灵敏度不满足要求：,min(I,d,1,)I,max,I,h,I,max,I,max,=K,zq,*I,max,I,max,I,h,=K,h,*I,dz,定时限过,电流保护,的动作时间整定,流过保护,15,的电流相同，,d,1,短路时所有保护都起动,为了满足选择性,t5=t4+t,=t3+2 t,=t2+3 t,=t1+4 t,定时限过,电流保护,的电流整定,灵敏度校验,着眼于本线路：,最小方式下本线路末端两相短路，,K,lm,1.31.5,着眼于相邻线路（作为其远后备）,最小方式下相邻线路末端两相短路，,K,lm,1.2,灵敏度配合,K,lm.1,K,lm.2,K,lm.3,K,lm.4,返回,反时限过,电流保护,介绍,原理：短路电流越大，动作越快,反时限过,电流保护,的动作时间配合,返回,电流保护的接线方式,三相星形接线,两相星形接线,反映故障的能力的比较,三相短路,都能反映（至少两个继电器动作）,两相短路,AB,或,BC,短路时三相星形两个继电器动作，两相星形一个继电器动作,单相接地,三相星形都能反映，两相星形不能反映,B,相接地,中性点非直接接地系统的两点短路,Y-d,接线变压器后面的两相短路,Y-d,接线变压器后面的两相短路,由于,I,A,=I,C,，,I,B,=-2I,A,，因此,B,相继电器灵敏系数比,AC,相高一倍,两相星形接线由于没有采集,B,相电流，故而其灵敏度比三相星形高,接线方式的经济性,三相星形较灵敏但成本高，用得不多,两相星形简单经济，且两点接地发生在辐射型电网中的可能性远大于串联型电网，故而两点接地更有优越性,两种接线方式的比较,两相星形,三相星形,三相短路,两个继电器动作,三个继电器动作,相间短路,2/3,的情况下一个继电器动作,两个继电器动作,中性点非直接接地系统（串联型）,2/3,的概率保证选择性,确保选择性,中性点非直接接地系统（并联型）,2/3,的概率保证选择性,两套保护时间整定相同时无法保证选择性,继电器灵敏性（假设,AB,相间短路）,Y-D,变压器后在中线上接入继电器一提高灵敏度,Y-D,变压器后,B,相灵敏度高,设备用量,3,个继电器、,2,台电流互感器、接线相对简单,3,个继电器、,3,台电流互感器，接线不平衡,特殊要求,所有线路都安装于相同的两相上,无,返回,方向性电流保护,问题的提出：,双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。,返回,功率方向继电器,动作方程,式中：,U,J,输入电压,I,J,输入电流,J,输入相角,显然，当,U,J,I,J,=0,时，继电器转矩为,0,，不动作,死区,R,T,返回,功率方向继电器,死区,短路故障下流入继电器的短路电流,I,J,0,发生接地短路时故障点故障相短路电压为,0,如果直接将故障相电压引入继电器，则当靠近保护安装处发生接地故障时继电器将不动作,R,T,功率方向继电器,90,接线,R,A,T,C,A,B,A,相继电器的输入电流：,A,相电流,A,相继电器的输入电压：,BC,相电压差,线电压,功率方向继电器,90,接线的动作情况分析,正方向三相短路,正方向两相短路,保护安装处,远离保护安装处,BC,相短路：,AB,相短路：,CA,相短路：,综上，为确保任何形式的相见故障都能正确反映，,返回,对保护,2,加装方向元件,不用方向元件：,B,母线外侧短路时，保护,2,会误动,不用方向元件：,双侧电源网络中电流保护的整定,速断保护,I,d,2,I,d,1,双侧电源网络中电流保护的整定,限时速断保护的电流整定,助增电流的影响,双侧电源网络中电流保护的整定,限时速断保护,助增电流的影响,外汲电流的影响,整定时应取,K,fz,的最小值，即,Z,l,3.2,=0,，,Z,l,3.1,=Z,l,3,G,1,Z,S1,Z,l2,Z,l3.1,Z,l3.2,I,l1,Z,l1,I,l3,I,l2,I,l2,取各种运行方式中,K,fz,的最小值,G,1,G,2,Z,S1,Z,S2,Z,l1,Z,l2,近似地认为,G1,和,G2,的电动势相同，故而可将电路简化,I,l1,I,S2,I,l2,取各种运行方式中,K,fz,的最小值,时间整定,确定同方向保护,确定后备关系,设定动作时间,判断反方向电流的误动可能,确定方向元件安装位置,返回,零序电流保护,不对称短路时的零序分量,故障点零序电压最高,零序电流的分布与电源点无关,零序功率方向是由线路流向母线,零序电压大小由中性点位置决定，而不取决与故障线路,运行方式变化时另序分量的大小和分布不变,返回,不平衡电流来源,零序电压过滤器,互感器误差、三相不完全对称、三次谐波,零序电流过滤器,励磁电流不对称,返回,躲开断路器三相不同期合闸时所出现的最大零序电流（如果保护动作时间大于不同期合闸时间，则不考虑这一条件）,零序电流保护,零序电流保护的整定,零序,I,段,躲开下一线路出口处接地短路时可能出现的最大零序电流,非全相运行时系统振荡所产生的最大零序电流（主要发生在单相重合闸时）,零序电流保护,零序电流保护的整定,零序,II,段,与下级线路零序,I,段配合,零序助增电流,灵敏度校验,按本线路末端接地短路的最小零序电流校验,K,lm,1.5,时间整定：下级零序,I,段,+0.5s,零序电流保护,零序电流保护的整定,零序,III,段,躲开下级线路出口处发生相间短路时所出现的最大不平衡电流,动作时限：各级线路相差,0.5s,灵敏度校验：,相邻元件末端接地短路时流经本保护的零序电流,K,lm,1.5,零序电流保护,方向性零序电流保护,零序功率方向继电器,零序电流超前零序电压,95105,lm,=-95-105,其余原理与相间短路的功率方向继电器一致,零序电流保护,采用零序电流保护的优点,零序过电流保护比相间过电流保护灵敏度高,受运行方式影响小,三相对称的不正常运行状态下不误动,110kV,及以上电压等级的电网中，单相接地短路占全部故障的,70%90%,零序电流保护,零序电流保护的缺点,线路较短时可能不满足要求,单相重合闸造成的非全相运行时可能出现较大的零序电流，难以躲过,自耦变引起零序电流范围扩大,返回,中性点非直接接地系统,中性点不接地电网中单相接地故障的特点,复杂线路的电流电压关系,中性点非直接接地系统,中性点不接地电网中单相接地故障的特点,结论,发生单相故障则全网都将产生零序电压,非故障线路的零序电流等于该线路本身的对地电容电流，方向为母线到线路,故障线路的零序电流等于全网非故障线路对地电容电流之和，方向为线路到母线,返回,中性点非直接接地系统,中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点,接入消弧线圈的原因,发生间歇性单相接地时，过大的容性短路电流可能造成电弧反复重燃，产生弧光接地过电压,中性点非直接接地系统,中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点,消弧线圈电抗值的选择,完全补偿,接地电流为,0,串联谐振产生巨大电压，中性点对地电压严重升高,欠补偿,接地电流呈容性,过补偿,接地电流呈感性,定义过补偿度：,补偿后保护难以配置,中性点非直接接地系统,中性点不接地电网中单相接地的保护,绝缘监视,监测零序电压,无选择性，只能逐一排查后切除,零序电流保护,非故障线路电流为本身电容电流,故障线路电流为除本身以外的全网电容电流,零序功率方向保护,返回,