1、第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)科方向性電流保護(hù)單側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù)多側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的方向性電流 保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)單相接地故障的 零序電流及方向保護(hù)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的零序 電流、電壓及方向保護(hù)相間短路的電流保護(hù)一、電流繼電器是實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)的基本元件，也是簡(jiǎn)單繼電器 的典型。下面說明其主要特性。以P代表繼電器動(dòng)作的邏輯狀態(tài) 繼電器動(dòng)作：P=1( “1”) )繼電器返回：p=(理極“0”) )電流繼電器動(dòng)作電流：Idz.j電流繼電器返回電流Iihi單側(cè)電源電J電磁型電流繼電蟄的原理結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)矩曲線繼電特性Zj從時(shí)，繼電器保持動(dòng)作；時(shí)，纟悵電器迅速返回；繼電器的動(dòng)作明確干脆，電磁型電

2、流繼電蟄的原理結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)矩曲線不可能停留在某一個(gè)中間位置e 4.J保證其動(dòng)作確切可靠p八繼電特性1返回系數(shù)返回電流與起動(dòng)電流的比值，表示為y 也 過量繼電器如電流繼電器）:Kfi 0. 85欠量繼電器（如電壓繼電器）：Kfi1為保證其較高的動(dòng)作靈敏度，要求1.25二.電流速斷保護(hù)（I段）反應(yīng)于電流增人而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)1.整定動(dòng)作值需滿足選擇性條件J.max希望速斷保護(hù)A速隸運(yùn)行方式下三林沁過保護(hù)的短路電流為斜運(yùn)行方式下榻痢創(chuàng)通過保護(hù)的短路電流兩種方式下分別有最人最小保護(hù)范圍h八篇A.min+Zd5.max+Zddvrin(4)最大2校驗(yàn)保護(hù)范對(duì)保護(hù)A要求：(1)圖角軍法直接利川最大/最小短路

3、電流 1 山線進(jìn)行校驗(yàn)(2)令g匡瓦g八【d.A d?.Bdz A 此 實(shí)際整定（引入可靠系數(shù)K；=l l1.2）（W = 03og恥世孕）M3.保護(hù)裝置靈敏性的校驗(yàn)校驗(yàn)條件:系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)/兩和短路（即最不利情況下，動(dòng)作最不靈敏）不能滿足耍求時(shí)，考慮進(jìn)一步延伸限時(shí)電流速斷 的保護(hù)范圍，使之與下一條線路的限時(shí)電流速 斷相配合4.段（延伸居定動(dòng)作值選擇性條件 必.力 dz.B tHA tdz.B實(shí)際整定 11段動(dòng)作時(shí)限特性、定時(shí)限過電流保護(hù)（I叮段）保護(hù)本線路及相鄰下條線路的全長(zhǎng)本線路 I、II 段保護(hù)的近后備（裝置故障）和鄰線路的保護(hù)的遠(yuǎn)后備（裝置故障及開關(guān)失靈）工作原理起動(dòng)電

4、流大于（躲開）最大負(fù)荷電流起動(dòng)電流大于（躲開）最大門起動(dòng)電流保護(hù)定值不能保證選擇性為保證選擇性，必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定 的時(shí)限相鄰線路動(dòng)作時(shí)限配合關(guān)系：階梯時(shí)限特性2.整定動(dòng)作值（1） 自起動(dòng)電流故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)有一個(gè)自起動(dòng) 的過程，且自起動(dòng)電流大于正常工作電流27.max zq f.max .max（2） 動(dòng)作值整定（引入可靠系數(shù)心=1.15125） 整定條件：返冋電流大于最大門起動(dòng)電流 K越小，則保護(hù)的起動(dòng)電流越大，其靈敏性就越 差，因此要求電流繼電器應(yīng)冇較高的返凹系數(shù)。（3）動(dòng)作時(shí)間整定保護(hù)動(dòng)作值不能保證選擇性:（故障電流流過保護(hù)時(shí)過電流繼電器均起動(dòng)） 按階梯時(shí)限特性整定動(dòng)

5、作時(shí)間:dz.AKg./4.maxc/.max/.max5旳.m“x1 fh.Afdz.A = dz.B +“4 =C + 少 C = 6 + & 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的選擇說明% = 4 +包階梯時(shí)間特性n ,lD3.保護(hù)裝置靈敏度的校驗(yàn)校驗(yàn)條件:系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路（即最不利情況下，動(dòng)作最不靈敏）（1）近后備（校驗(yàn)點(diǎn)収本線路末端）/K伽（近）=dSnnl.3 1.5dz.A（2）遠(yuǎn)后備（校驗(yàn)點(diǎn)取和鄰線路末端）I口說=4心（遠(yuǎn)）=1.24.過電流保護(hù)的特點(diǎn)(1)需與電流速斷和限時(shí)電流速斷來作為木線 路的主保護(hù)，以過電流保護(hù)來作為木線路和相 鄰線路的后備

6、保護(hù)，構(gòu)成三段式電流保護(hù)協(xié)同 工作。(2)電網(wǎng)終端的保護(hù)，過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限并 不長(zhǎng)，可以作為主保護(hù)兼后備保護(hù)，而無需再 裝設(shè)電流速斷或限時(shí)電流速斷保護(hù)。(3)故障越靠近電源端時(shí)，短路電流越大，切 除故障的時(shí)限反而越長(zhǎng)，是其主要缺點(diǎn)。五、階段式電流保護(hù)的特點(diǎn)電流速斷和限時(shí)電流速斷作為木線路的主保護(hù),故障可在 05s 以內(nèi)的時(shí)間予以切除以過電流保護(hù)作為木線路和相鄰線路的卮舷把在主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)跳閘 I、II、III 段組成的階段式電流保護(hù)，簡(jiǎn)單、可 靠，且一般也能夠滿足快速切除故障的要求，A 電網(wǎng)中特別是在 35kV 及以下的較低電壓的 網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛的應(yīng)用缺點(diǎn)是受電網(wǎng)的接線及電力系統(tǒng)運(yùn)行

7、方式變化 的影響很大三段式電流保護(hù)接線圖六、電流保護(hù)的扌妾線方式1、接線方式-LHc 2LJ交流回路LHaLLJ 3U直流回路展開圖LHaLTaLHa LJaLHaWa完全星形接線不完全星形接線不完全星形接線兩繼電器式三繼電器式2、不同接線方式4生能匕較中性點(diǎn)直接接地、非直接接地電網(wǎng)乞種接線方式均能正確反應(yīng)各種和間故障中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)（35KV以下）（1） 單相 接地故障特點(diǎn)-故障相電壓為零,非故障相電壓升高巧倍-只存在很小對(duì)地電容電流，無短路故障電流 -保持三相相間電壓對(duì)稱，允許繼續(xù)短時(shí)運(yùn)行-要求：不同點(diǎn)兩點(diǎn)接地短路時(shí)，只切除一個(gè) 短路點(diǎn)以減少停電范圍（2）不完全星形扌妾線兩繼電器方式-

8、AE、EC 異地兩點(diǎn)接地故障：Btll無 LH、U, 只切除 A或 C相故障（2/3 幾率）- AC 異地兩點(diǎn)接地故障：同時(shí)切除 A、C和故障（1/3 兒率）三角形側(cè)電流向呈圖星形仙電沅冋屋圖(2)丫/變壓器后兩相短路故障分析AB相故障三角形側(cè)故障相量分析 故障特殊相為C相，冇=化2可作三角形側(cè)電流向量圖y/A-ii變壓器高、彳氐壓側(cè)序分量相位關(guān)系:可作星形側(cè)電流向量圖r/A變壓器后兩相短路故障分析(3)不完全星形扌妾線三繼電器考式 根據(jù)降壓變壓器后兩和短路故障分析，變壓 器高壓側(cè)B 相電流是其它兩相電流的 2 倍 在電流保護(hù)接于降壓變壓器的高壓側(cè)以作為 低壓側(cè)線路故障的后備保護(hù)時(shí)，如呆保護(hù)是

9、 采用三相星形接線，保護(hù)靈敏系數(shù)增人一倍 實(shí)際系統(tǒng)中多采用不完全星形接線三繼電器 方式(3)不同接線方式應(yīng)用方式兩和星形接線較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，因此廣泛應(yīng)用在 屮性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中-兩繼電器方式保證有 2 / 3 的機(jī)會(huì)只切除一條 線路，減少停電范圍-三繼電器方式用于降壓變壓器的高壓側(cè)，提 高保護(hù)靈墩度三相星形接線廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、變壓器等人 型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)屮，因?yàn)樗芴岣弑Ｗo(hù) 動(dòng)作的可靠性和臭敵性。第二節(jié)雙側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的方向片生電流保護(hù)一、方向 4 生電流保護(hù)的工作原理為保證供電可靠性，現(xiàn)代電力系統(tǒng)是由多電源組 成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可簡(jiǎn)化為雙側(cè)電源系統(tǒng)特點(diǎn)：線路兩端均設(shè)登斷路器

10、及保護(hù)設(shè)備前述簡(jiǎn)單保護(hù)方式不滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求1.雙側(cè)電源系統(tǒng)示例及其保護(hù)動(dòng)作分析按照選擇性要求，應(yīng)山保護(hù)區(qū) 3, 4 切除故障如尺電流速斷定值7A2In則電流速斷保護(hù) 2, 5 誤動(dòng)過流動(dòng)作時(shí)間J V上 5 耳第二節(jié)雙側(cè)電源電網(wǎng)相間則過電流保護(hù) 2,亍誤動(dòng)誤動(dòng)作的保護(hù)：反方向發(fā)生故障時(shí)，由對(duì)側(cè)電 源供給的短路電流所引起對(duì)謀動(dòng)作的保護(hù)，實(shí)際短路功率的方向由線路 流向母線，與保護(hù)的正方向相反改進(jìn)：在可能誤動(dòng)作的保護(hù)上增設(shè)功率方向訕鎖元件，構(gòu)成方向電流保護(hù)增設(shè)功率方向元件后，將雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 看成兩個(gè)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)： 保護(hù) 1, 3, 5/2, 4, 6 分別反應(yīng)于電源 Em/En 供 給

11、的短路電流，兩組方向保護(hù)之間不要求有配 合關(guān)系，三段式電流保護(hù)的工作原理和整定計(jì)算原則仍可應(yīng)用三段式方向電流保:護(hù)邃軻框圖二、功率方向繼電器(GJ)的工作原理1.對(duì)功率方向 繼電器的基本要求(1)應(yīng)具有明確的方向性:在正方向發(fā)生各種故障(包括故障點(diǎn)有過渡 電阻的情況)時(shí)，能可靠動(dòng)作在反方向故障時(shí),可靠不動(dòng)作(2)故障時(shí)繼電器的動(dòng)作仃足夠的靈敏度2.短路功率的考向的判別功率方向繼電器的丄作電壓、電流稱測(cè)量電壓、電流按和接線時(shí)測(cè)量電壓、電流為：(UUjg=Ua5UJ* 、為1乙】1正方向故障時(shí)GJ(S)Uj=GZdarg(牛)=argCZ,) =(pdx反方向故障時(shí)1J-打2Uj【d2 乙arg(

12、牛)=1 8(f +ag(乙2)1J=1肘+必2利用電流、電壓間 的相位關(guān)系可以判別 故障的方向(3)動(dòng)作方程與動(dòng)作區(qū)考慮實(shí)際短路阻抗角 0必90及實(shí)現(xiàn)方便, 取動(dòng)作方程如下： -90 arg(y-) 0當(dāng) s 滯后移相 = 時(shí)， 動(dòng)作功率最人，稱為最大靈敏角動(dòng)作方程改為UjljcosS ”)03.功率方向繼電器的扌妾線方式按和接線時(shí)存在動(dòng)作的電斥死區(qū)保護(hù)出口故障曲-例如：故障類型為時(shí)，A 相功率方向繼電器匸作電壓為冬，出 現(xiàn)動(dòng)作死區(qū)-改進(jìn)：使用非故障相間電壓參與比相，即采 用 90。接線方式 （另以電丿| 記憶消除三相 出口短路電壓死區(qū)）90接線方式:GJ A（U RC、A）“ GJB（UH

13、C、/”）GJc（URe、/（?）純有功時(shí)，以上電壓 電流間和位差為 90（2）AB，隔）Q）垠人靈 f 政九為（phn= -a（電流滯后電壓為正角度） a=9Wq）d為 GJ 內(nèi)角4.功率方向繼電器的動(dòng)作特性(1) 三相正向短路故障三和對(duì)稱，動(dòng)作區(qū)以 A 相為例分析：%=_a , (Pj = 一(9 孑-%) 代入動(dòng)作方程，有Uj Ij cos(cpd+a 9Cf ) 0一 90 v+c-90v9()得動(dòng)作條件：0a90()(注總；v 羽 v9d)(2)兩相正向短路故障(以 BC 相故障為例分析)JJa=0GJa 不動(dòng)作；IB= -Iclj iBC=同相位，GJb, GJc Q作行為需具體分

14、析 z近處故障: 作出近處故障時(shí)電壓電流 相位圖,分析可得：你=-（90 - 必）（PJC=-（刃。-%）代入動(dòng)作方程分析可得：0 a90遠(yuǎn)處故障: 作出遠(yuǎn)處故障時(shí)電壓電流 相位圖，分析可得：f =一（9（）-必）-30（PJC= - （90 -久）+ 30 代入動(dòng)作方程分析可得： sV120 30)60綜合以上分析，內(nèi)角為30a45 ，內(nèi)此 = 90-/，仃下述關(guān)系： B = C D動(dòng)作邊界一90 =ag() = 90,A|=B動(dòng)作-90 arg(2) B不動(dòng)作- 90。ag() 90,A 7 max【dz.B J.C.max【dz.C J.D.niax實(shí)際整定（引入可靠系數(shù) K* = l2l3）I I/如=Kk Id