第二章電網(wǎng)電流保護(hù)第二章電網(wǎng)電流保護(hù)計(jì)劃學(xué)時(shí)

16學(xué)時(shí)教學(xué)重點(diǎn)

三段式電流保護(hù)的基本原理

方向電流保護(hù)及方向元件

接地故障的電流保護(hù)2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)繼電器基本知識(shí)（一）繼電器的作用和分類

作用：是一種能自動(dòng)對(duì)被控電路實(shí)行接通和斷開控制的裝置或元件。

控制原理：當(dāng)其輸入量達(dá)到一定值時(shí)，繼電器能使其輸出的被控制量如觸點(diǎn)打開、閉合或電平翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控電路的控制。

2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)

繼電器基本知識(shí)（一）繼電器的作用和分類

分類：

實(shí)現(xiàn)方式劃分：電磁型，集成電路型，數(shù)字型

按輸入量劃分：電流繼電器，電壓繼電器，功率方向，阻抗，頻率等

按作用劃分：?jiǎn)?dòng)繼電器，量度繼電器，時(shí)間繼電器，中間繼電器，信號(hào)繼電器和出口繼電器

要求：工作可靠，迅速，安裝方便，誤差小，功率損耗小等

2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)

繼電器基本知識(shí)（二）過電流繼電器的工作原理

量度繼電器：是一種能調(diào)節(jié)其動(dòng)作量值（定值）的繼電器，是繼電保護(hù)系統(tǒng)的核心器件，也是繼電保護(hù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)測(cè)量比較的環(huán)節(jié)。可分為欠量繼電器和過量繼電器。

繼電保護(hù)課程研究的主要是量度繼電器的工作原理2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)繼電器基本知識(shí)（三）繼電特性及返回系數(shù)

繼電特性作用：保證了繼電器動(dòng)作明確、可靠。不出現(xiàn)觸點(diǎn)跳躍現(xiàn)象2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)繼電器基本知識(shí)（三）繼電特性及返回系數(shù)過量繼電器返回系數(shù)<1，通常為0.85-0.95欠量繼電器返回系數(shù)>1，通常為1.02-1.052.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征

應(yīng)用背景110kV及其以上電壓等級(jí)電網(wǎng)：750kV，500kV，330kV，220kV，110kV承擔(dān)電能輸送任務(wù)，考慮提高輸電能力，供電可靠性因素，通常采用多電源環(huán)網(wǎng)（通常在高電壓等級(jí)的主干網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，低一級(jí)電壓電網(wǎng)解環(huán)運(yùn)行）結(jié)構(gòu)。中性點(diǎn)接地方式為中性點(diǎn)直接接地，限制過電壓水平。2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征應(yīng)用背景110kV以下電壓等級(jí)電網(wǎng)：54kV,35kV，10kV，6kV以下承擔(dān)電能分配任務(wù)，為限制短路電流，降低環(huán)網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)致的線損增加，通常采用單側(cè)供電的輻射型網(wǎng)絡(luò)，在電源接入點(diǎn)，通過手拉手開關(guān)形成電源備用，保證供電可靠性。中性點(diǎn)接地方式為中性點(diǎn)非直接接地方式，供電可靠性高。2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征應(yīng)用背景

單側(cè)電源，相間短路。 電壓等級(jí)：110kV以下； 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)坞娫摧椛湫途W(wǎng)絡(luò)； 開關(guān)配置：只在靠近電源側(cè)安裝斷路器2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征

電網(wǎng)相間故障短路電流分析

2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

短路故障的特點(diǎn)：電流增大影響短路電流量值的因素：，：與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)，其中運(yùn)行方式對(duì)影響更大；對(duì)的影響通?？梢院雎缘簟＃汗收宵c(diǎn)位置和過渡電阻有關(guān)：故障類型有關(guān)2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征

電網(wǎng)相間故障短路電流分析2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

最大運(yùn)行方式：短路電流最大的運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式：短路電流最小的運(yùn)行方式2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流特征電網(wǎng)相間故障短路電流分析

電流保護(hù)需要解決的問題：電流保護(hù)以故障時(shí)電流增大的特征作為故障判別的依據(jù)，這是電流保護(hù)的基本原理。但從影響故障電流的諸因素可以看到。即使同一地點(diǎn)的故障，也會(huì)由于故障類型不同，有無(wú)過渡電阻，運(yùn)行方式的變化等因素造成短路電流的變化。因此在以電流增大為基本判據(jù)的電流保護(hù)所要解決的問題就是如何在電網(wǎng)運(yùn)行中使得由電流保護(hù)構(gòu)成的繼電保護(hù)系統(tǒng)滿足保護(hù)的基本要求：選擇性，靈敏性，速動(dòng)性和可靠性。2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（一）工作原理分析何謂電流速斷保護(hù)

反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)，稱為電 流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)原理分析

強(qiáng)調(diào)動(dòng)作的快速性，因此在保護(hù)的四項(xiàng)基本原則中把速動(dòng)性作為第一要素

選擇性分析：區(qū)內(nèi)末端短路和下級(jí)線路出口短路存在選擇性問題2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（一）工作原理分析

解決思路

選擇性和快速性兼顧的方案：保證區(qū)外故障不誤動(dòng)的前提下提高動(dòng)作速度。具體措施是提高動(dòng)作電流，縮短保護(hù)范圍。首次故障不考慮選擇性的方案：靠重合閘糾正2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則

何謂繼電保護(hù)整定計(jì)算：繼電保護(hù)的整定計(jì)算一般是根據(jù)繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程的規(guī)定，對(duì)被保護(hù)元件進(jìn)行故障分析，確定相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作定值（包括動(dòng)作特征量和動(dòng)作時(shí)間）并進(jìn)行靈敏度計(jì)算和校驗(yàn)，最終給出符合運(yùn)行規(guī)程的保護(hù)定值的過程。整定計(jì)算應(yīng)給出如下結(jié)果：各保護(hù)元件的動(dòng)作量值，并根據(jù)要求進(jìn)行歸算各保護(hù)元件的動(dòng)作時(shí)間各保護(hù)元件的靈敏度2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（1）動(dòng)作電流的確定原則為了避免區(qū)外故障誤動(dòng)作，保證選擇性，其整定的動(dòng)作電流要躲過被保護(hù)元件（線路）末端故障時(shí)可能的最大短路電流（？）最大短路電流的確定：最大運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生三相金屬性短路時(shí)的短路電流2.1.3電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（1）動(dòng)作電流的確定原則短路電流最大的運(yùn)行方式如何確定：通常最大運(yùn)行方式通常取系統(tǒng)等值電勢(shì)為額定值的1.05-1.1倍（即等值電勢(shì)標(biāo)么值=1.05-1.1），系統(tǒng)等值阻抗最小（所有機(jī)組都開機(jī)，所有線路均完好無(wú)檢修）的運(yùn)行方式。

2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（2）動(dòng)作時(shí)間的確定

由于在動(dòng)作定值上保證了選擇性，所以保護(hù)動(dòng)作時(shí)間就是繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間，可認(rèn)為是0s 實(shí)際上考慮到中間繼電器的動(dòng)作時(shí)延及躲過避雷器動(dòng)作時(shí)間，通常會(huì)帶100ms的延時(shí)

2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（3）保護(hù)范圍（靈敏度）的校驗(yàn)

靈敏度的校驗(yàn)：是校驗(yàn)在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生金屬性故障時(shí)，各種可能情況中靈敏度最低的情況（最不利于保護(hù)靈敏動(dòng)作的情況）其靈敏系數(shù)是否滿足規(guī)程要求。

靈敏度校驗(yàn)的本質(zhì)是找出各種運(yùn)行方式下的最小靈敏系數(shù)，看其是否滿足要求

2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則

靈敏系數(shù)：對(duì)于欠范圍的保護(hù)，以其保護(hù)范圍作為靈敏度。對(duì)于全范圍的保護(hù)，以故障時(shí)測(cè)量到的動(dòng)作量和動(dòng)作門坎的比值作為靈敏度。

過量繼電器靈敏系數(shù)定義欠量繼電器靈敏系數(shù)定義2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（3）保護(hù)范圍（靈敏度）的校驗(yàn)

最小保護(hù)范圍的確定：首先確定最不利于保護(hù)靈敏動(dòng)作的情況（動(dòng)作量和定值的差別最小的方式）：最小運(yùn)行方式，兩相短路（？）其次，由臨界動(dòng)作情況確定在上述方式下的保護(hù)范圍2.1.3電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)

（二）整定計(jì)算原則（3）保護(hù)范圍（靈敏度）的校驗(yàn)

最小保護(hù)范圍的確定：

最小運(yùn)行方式的確定：所有可能運(yùn)行方式中短路電流最小的運(yùn)行方式。通常采用N-2方式搜索確定。2.1.3電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)

（三）電流保護(hù)原理接線2.1.3電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)

（四）電流速斷保護(hù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單（判據(jù)本身簡(jiǎn)單，接線簡(jiǎn)單），工作可靠缺點(diǎn)：無(wú)法保護(hù)線路全長(zhǎng)，保護(hù)范圍（靈敏度）受運(yùn)行方式影響較大，極端情況下無(wú)保護(hù)范圍(例如系統(tǒng)等值阻抗遠(yuǎn)大于線路阻抗時(shí)相當(dāng)于恒流