继电保护第3章3.ppt

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1、第四节第四节 定时限过电流保护定时限过电流保护定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护IIIIII段）段）定时限过电流保护定时限过电流保护定定义义：其其动动作作电电流流按按躲躲过过被被保保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流整整定定，其其动动作作时时间间一一般般按按阶阶梯梯原原则则进进行行整整定定以以实实现现过过电电流流保保护护的的动动作作选选择择性性，并并且且其其动动作作时时间间与与短短路路电电流流的的大大小小无无关。关。思思考考问问题题：无无时时限限电电流流速速断断保保护护只只能能保保护护本本线线路路一一部部分分，限限时时电电流流速速断断能能保保护护本本线线路路全全长长，但

2、但不不能能做做为为相相邻邻线线路路的的后后备备保保护护。要要想想实实现现远远后后备备保保护，怎么办？护，怎么办？1.1.工作原理工作原理反应电流增大而动作反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全长和它要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长。作为近后备保护和远后备保护，其保下一条线路的全长。作为近后备保护和远后备保护，其保护范围应包括下条线路或设备的末端。过电流保护在最大护范围应包括下条线路或设备的末端。过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。负荷时，保护不应该动作。k k 2.2.整定计算整定计算（1）动作电流）动作电流按按躲躲开开被被保保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流，且且

3、在在自自起起动电流下继电器能可靠返回进行整定：动电流下继电器能可靠返回进行整定：继电器的动作电流：继电器的动作电流：k（）灵敏度校验（）灵敏度校验近近后后备备:远远后后备备:对保护对保护1 1的定时限电流保护，其灵敏系数的定时限电流保护，其灵敏系数为：为：k k 低低电电压压继继电电器器正正常常时时（得得电电）常常开开触触点点闭闭合合，常常闭闭触触点点断断开开。当电压低于整定值时，常开触点断开，常闭触点闭合。当电压低于整定值时，常开触点断开，常闭触点闭合。正常运行时正常运行时:KV触点打开，触点打开，KA触点打开。触点打开。最大负荷电流：最大负荷电流：KV触点打开，触点打开，KA触点闭合。触点

4、闭合。短路时：短路时：KV触点闭合，触点闭合，KA触点闭合。触点闭合。低电压闭锁的过电流保护低电压闭锁的过电流保护:同时利用故障时被保护对象上电流增大和母线处电压降低构成的保护装置，称为电压闭锁的电流保护，其灵敏度一般都比较高，是常用的保护装置。对象正常时：通过设备的电流低于KA动作值，母线处电压为Ue，13KV触点均断开，保护不会启动。电动机自启动时：通过设备的电流大于KA动作值，但母线处电压不低于70%Ue,而低电压继电器KV的动作值一般小于70%Ue，13KV触点均断开，保护不会启动。对象故障时：通过设备的电流是短路电流，KA动作；母线处电压下降为残压，一般低于60%Ue，故障相 KV动

5、作。经时间继电器延时后，接通KS线圈和YT线圈，KS接通信号回路，发出相应信号，YT完成QF跳闸任务。TV二次侧熔断器熔断时：熔断相KV动作，接通KM线圈，但因KA未动作，保护不会误动，可由KM 的另外触点发出TV二次侧断线信号；如此时设备过负荷，则KA动作，保护误动。故：运行中应密切监视TV二次侧断线信号并及时处理，如无法及时排除，则应将保护退出运行，待恢复正常后再投入。保护退出运行的方法：将该保护布置在保护屏上的连接片XB断开。（3）时间整定时间整定 动动作作时时限限是是按按阶阶梯梯原原则则整整定定的的，即即本本线线路路的的过过电电流流保保护护动动作作延延时时应应比比下下一一条条线线路路的

6、的电电流流段段的的动动作作时时间间长长一一个个时限阶段时限阶段t:k k4.4.对定时限过电流保护的评价对定时限过电流保护的评价 优点：结构简单，工作可靠，不仅能作近优点：结构简单，工作可靠，不仅能作近后备，而且能作为远后备。在放射型电网中后备，而且能作为远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在获得广泛应用，一般在35千伏及以下网络中千伏及以下网络中作为主保护。作为主保护。缺缺点点：动动作作时时间间长长，而而且且越越靠靠近近电电源源端端其其动动作作时时限限越越大大，对对靠靠电电源源端端的的故故障障不不能能快速切除快速切除。图3-35电压、电流联锁速断保护原理接线图第五节第五节 电压、电流联锁

7、速断保护电压、电流联锁速断保护母线残余电压（母线残压）发生短路故障时，系统电压急剧下降，此时的母线电压称为残余电压 UCy=IKZdl（与短路点位置及系统运行方式有关）短路点越远，UCY；反之，UCY 最大运行方式，UCY（曲线1）；最小运行方式，UCY（曲线2）特点：发生短路时，利用系统电压剧烈下降的特征瞬时动作的保护 构成：低电压继电器保护范围：最大运行方式Lmin 最小运行方式Lmax第六节第六节 三段式电流保护装置三段式电流保护装置 电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长，但却不能作为下电流速断保护能保护线路全长，但却不能

8、作为下一相邻线路的后备保护，因此，必须采用定时限一相邻线路的后备保护，因此，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护。备保护。1.1.三段式电流保护：三段式电流保护：由电流速断保护，限时电流速断保护及由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护。定时限过电流保护相配合构成的一整套保护。第六节第六节 三段式电流保护装置三段式电流保护装置图图3-40(a)3-40(a)电流电流段保护的原理接线段保护的原理接线第六节第六节 三段式电流保护装置三段式电流保护装置 图图3-403-40（b b）三段式电流保护展开

9、接线图）三段式电流保护展开接线图第六节第六节 三段式电流保护装置三段式电流保护装置图图3-403-40（b b）三段式电流保护展开接线图三段式电流保护展开接线图 1KT1KT2KT2KT 思思考考：是是不不是是所所有有的的线线路路都都要要装装设三段式电流保护？设三段式电流保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？第六节第六节 三段式电流保护装置三段式电流保护装置2.2.三段式电流保护的保护特性及时限特性三段式电流保护的保护特性及时限特性 优点：简单，可靠，并且一般情况下都能优点：简单，可靠，并且一般

10、情况下都能较快切除故障。一般用于较快切除故障。一般用于35千伏及以下电压千伏及以下电压等级的单侧电源电网中。等级的单侧电源电网中。缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。电源的网络中才有选择性。3.3.三段式电流保护的评价三段式电流保护的评价4 4、例、例3-13-1例例3-13-1：在在图图3-413-41所所示示的的35kV35kV单单侧侧电电源源辐辐射射形形电电网网中中，线线路路LlLl和和L2L2均均装装设设三三段段式式电电流流保保护护，采采用用两两相相星

11、星形形接接线线。已已知知线线路路WLlWLl的的正正常常最最大大工工作作电电流流为为170A170A，电电流流互互感感器器变变比比为为300/5,300/5,系系统统在在最最大大运运行行方方式式及及最最小小运运行行方方式式时时，K1K1、K2K2、K3K3点点三三相相短短路路电电流流值值见见表表3-13-1。线线路路L2L2的的过过电电流流保保护护的动作时限为的动作时限为2s2s。表表3-1 3-1 例题中各点短路电流数值例题中各点短路电流数值短路点短路点K1K1K2K2K3K3最大运行方式下三最大运行方式下三相短路电流（相短路电流（A A）3400340013101310520520最小运行

12、方式下三最小运行方式下三相短路电流（相短路电流（A A）2280228011501150490490解：解：1、对线路保护、对线路保护1进行无时限电流速断保护的整定计算进行无时限电流速断保护的整定计算 （1）保护）保护1的一次侧动作电流的一次侧动作电流（2 2）继）继电器动作电流电器动作电流（3 3）灵敏系数校验）灵敏系数校验1 1）简化计算：）简化计算：2 2）最小保护范围：）最小保护范围：继电器动作电流继电器动作电流2 2、线路有时限电流速断保护：、线路有时限电流速断保护：II II段保段保护时限限（3 3）灵敏系数校验）灵敏系数校验(1)过流保护装置一次侧动作电流：过流保护装置一次侧动作

13、电流：（3）动作时限）动作时限：(2)(2)继电器动作电流：继电器动作电流：3 3、过流保护装置、过流保护装置 （4 4）灵敏系数校验）灵敏系数校验1 1）近后备保护：）近后备保护：2)2)远后后备保保护35kVK2K2例例3-23-2 例题例题3-2 3-2 如图如图3-503-50所示网络中每条线路的断路器上均装有三段式所示网络中每条线路的断路器上均装有三段式电流保护。已知电源最大、最小等值阻抗为电流保护。已知电源最大、最小等值阻抗为Xs.maxXs.max=9=9，Xs.minXs.min=6=6，线路阻抗，线路阻抗X XABAB=10=10，X XBCBC=24=24，线路，线路WL2

14、WL2过流保护过流保护时限为时限为2.5S2.5S，线路，线路WL1WL1最大负荷电流为最大负荷电流为150A150A，电流互感器采用，电流互感器采用不完全星形接线不完全星形接线,电流互感器的变比为电流互感器的变比为300/5300/5，试计算各段保护，试计算各段保护动作电流及动作时限，校验保护的灵敏系数，并选择保护装置动作电流及动作时限，校验保护的灵敏系数，并选择保护装置的主要继电器。的主要继电器。例例3-23-2解：（解：（1 1）计算）计算K2K2点、点、K3K3点最大、最小运行方式下三相短路电流点最大、最小运行方式下三相短路电流K2K2点：点：K3K3点点1)1)保护装置一次侧动作电流

15、保护装置一次侧动作电流I II Iop1op1的计算的计算 3）动作时限）动作时限 例例3-2 3-2 解解:1 1、电流保流保护I I段整定段整定计算算2 2）继电器器动作作电流流4 4、灵灵敏系敏系数数校校验 2、电流保护、电流保护II段整定计算段整定计算(1)II(1)II段段动作作电流：流：(2)II(2)II段保段保护时限限（3 3）II II段保段保护灵灵敏系敏系数数3.3.定时限电流保护定时限电流保护(III(III段段)整定整定计算计算（1）III段动作电流：段动作电流：(2)III段保护段保护灵敏度校验：灵敏度校验：近后近后备保保护远后后备保保护（3 3）保）保护时限限例例3

16、-23-2时限特性曲线时限特性曲线返回第七节第七节 反时限特性的过电流保护反时限特性的过电流保护 1 1、感应型电流继电器、感应型电流继电器 2、反限过电流保护、反限过电流保护 3、接线图、接线图 4、反时限过电流保护应用范围、反时限过电流保护应用范围 1.1.感应型电流继电器感应型电流继电器（1 1）继电器结构）继电器结构 GL-10感应式电流继电器的结构如下图所示感应式电流继电器的结构如下图所示由感应系统和电磁系统组成，它们分别构成反时限部和无时限部由感应系统和电磁系统组成，它们分别构成反时限部和无时限部分。分。（2 2）工工作作原原理理 当当线线圈圈通通以以交交流流电电流流I时时，线线圈

17、圈的的安安匝匝磁磁势势IW在在铁铁芯芯中中产产生生磁磁通通1，在在铁铁芯芯的的一一个个分分支支上上的的短短路路环环中中的的磁磁通通2不不能能突突变变，2滞滞后后于于1一一个个角角度度，在在铝铝盘盘产产生生转转矩矩，当当转转矩矩克克服服了了弹弹簧簧的的反反转转矩矩时时，整整个个框框架架将将绕绕轴轴顺顺时时针针方方向向转转动动。蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆啮啮合合，这这时时称称为为继继电电器器起起动动。所所需需的的安安匝匝数数称称为为继继电电器器的的起起动动安安匝匝。继继电电器器起起动动以以后后，扇扇形形轮轮随随蜗蜗转转动动而而上上升升，扇扇形形轮轮升升高高到到一一定定程程度度时时，接接点点闭合。闭合。(3)

18、(3)时限特性时限特性扇扇形形轮轮在在最最低低位位置置与与最最高高位位置置，继继电电器器动动作作时时间间与与电电流流的的关关系系曲曲线线如如下下图图所所示示。当当电电流流增增大大时时，动动作作时时限限减减少少，如如图图中中ab部部分分,具有反时限特性。具有反时限特性。当当电电流流大大到到一一定定值值时时，铁铁芯芯饱饱和和，在在图图上上出出现现曲曲线线1、2的的平平直直部部分分，具具有有定时限特性。定时限特性。当当电电流流继继续续增增大大时时，衔衔铁铁瞬瞬时时被被吸吸下下，横横担担将将接接点点闭闭合合，如如图图中中de部部分分，具有速断特性。具有速断特性。d de.e.（1 1）工作原理）工作原

19、理 反反应应电电流流增增大大而而动动作作，其其延延时时与与通通入入电电流流的的平平方方成成反反比比，一般可作一般可作610kV线路或电动机的保护。线路或电动机的保护。（2 2）整定计算）整定计算 动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即 灵敏度校验灵敏度校验：2.2.反时限过电流保护反时限过电流保护 时间整定时间整定 两级反时限过电流保护的配合两级反时限过电流保护的配合:若若已已知知保保护护2反反时时限限过过电电流流保保护护的的整整定定参参数数，其其反反时时限限动动作作曲曲线线2。在在保保护护1、保保护护2反反时时限限过过电电流流保保护护重重叠叠

20、保保护护区区内内，只只要要在在d1处处用用动动作作延延时时保保证证选选择择性性，重重叠叠保保护护区区的的其其他他部部分分都都能能保保证证选选择性，择性，d1点叫配合点，在配合点的点叫配合点，在配合点的 为已知，则为已知，则 反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合护配合 已知已知1QF定时限过电流保护的整定参数，定时限过电流保护的整定参数，1QF过电流保护过电流保护的保护范围到的保护范围到d1点，点，2QF反时限过电流保护的时间特性如下图中反时限过电流保护的时间特性如下图中的的t2QF所示。重叠保护区的末端所示。重叠保护区的末端d1叫配合点。在配合

21、点叫配合点。在配合点d1 3.3.接线图接线图 反时限过电流反时限过电流保护多用于保护多用于10kV线路及线路及电动机保护。电流互感电动机保护。电流互感器采用两相星型接线，器采用两相星型接线，如右图所示。如右图所示。4.4.反时限过电流保护应用范围反时限过电流保护应用范围 优点：在线路靠近电源处短路时，短路电流大，优点：在线路靠近电源处短路时，短路电流大，动作时限短且保护接线简单。动作时限短且保护接线简单。缺点：时限的配合较复杂，当短路点存在较大的缺点：时限的配合较复杂，当短路点存在较大的过渡电阻时，或在最小运行方式下远处短路时，由过渡电阻时，或在最小运行方式下远处短路时，由于于Ik较小，保护的动作时限可能较长。因此，反时限较小，保护的动作时限可能较长。因此，反时限过电流保护主要用在过电流保护主要用在610千伏的网络中，作为馈线千伏的网络中，作为馈线和电动机的保护。对和电动机的保护。对10千伏以上的网络，由于上述千伏以上的网络，由于上述缺点一般都不采用。缺点一般都不采用。