厦门大学-电力系统继电保护-电流(2-1).ppt
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第第二二章章电网的电流保护电网的电流保护11第第2.1节节单侧电源网络相间短路的单侧电源网络相间短路的电流保护电流保护22一一、继电器继电器继电器是一种能自动执行继电器是一种能自动执行通断通断操作的部件,当操作的部件,当其输入量达到一定值时,能使其输出按预先设定的其输入量达到一定值时,能使其输出按预先设定的状态发生变化。
状态发生变化。
分类:
分类:
结构结构功能功能单元件单元件电磁型电磁型电流继电器电流继电器启动继电器启动继电器感应型感应型电压继电器电压继电器度量继电器度量继电器整流型整流型功率方向继电器功率方向继电器时间继电器时间继电器数字型数字型阻抗继电器阻抗继电器信号继电器信号继电器中间继电器中间继电器33一种电磁型电流继电器工作原理一种电磁型电流继电器工作原理对继电器的基本要求是工作可靠(动作门槛值稳对继电器的基本要求是工作可靠(动作门槛值稳定,接点接触良好),其动作过程具有良好的定,接点接触良好),其动作过程具有良好的“继电继电特性特性”。
(也称动合触点也称动合触点)常开接点常开接点图形符号图形符号44常闭接点常闭接点(也称动断触点也称动断触点)图形符号图形符号一种电磁型电流继电器工作原理一种电磁型电流继电器工作原理图形符号图形符号常开接点常开接点55继电器的继电器的继电特性:
继电特性:
动作过程动作过程不动不动“动作电流动作电流”的电磁力矩的电磁力矩=弹簧力矩弹簧力矩+摩擦力矩摩擦力矩66继电器的继电器的继电特性:
继电特性:
动作过程动作过程“动作电流动作电流”的电磁力矩的电磁力矩弹簧力矩弹簧力矩+摩擦力矩摩擦力矩保持动作状态保持动作状态连通连通77继电器的继电器的继电特性:
继电特性:
动作过程动作过程(重复一遍重复一遍)动动作作电电流流88动动作作电电流流继电器的继电器的继电特性:
继电特性:
返回过程返回过程返返回回电电流流红色:
动作后的返红色:
动作后的返回过程回过程“返回电流返回电流”的电磁力矩的电磁力矩+摩擦力矩摩擦力矩=弹簧力矩弹簧力矩99由图可知:
由图可知:
动作电流动作电流返回电流返回电流继电器的继电器的继电特性:
继电特性:
动动作作电电流流返返回回电电流流101011)动作状态垂直跃变)动作状态垂直跃变明确性明确性(摩擦阻力一旦(摩擦阻力一旦被克服,就会形成跃变,不会缓变);被克服,就会形成跃变,不会缓变);继电器的继电特性继电器的继电特性:
动动作作电电流流返返回回电电流流22)稳定性稳定性(需要克服阻力)(需要克服阻力)1111欠量型继电器(反应于测量量的减小而动作)欠量型继电器(反应于测量量的减小而动作)过量型继电器(反应于测量量的增大而动作)过量型继电器(反应于测量量的增大而动作)继电器的表示方法:
继电器的表示方法:
常开接点常开接点常闭接点常闭接点示意图示意图接点符号接点符号名称名称“常常”不带电状不带电状态态,不是,不是“正常状态正常状态”1212电压继电器的工作原理与此类似。
电压继电器的工作原理与此类似。
除了内部设计不同以外,从线圈来看:
除了内部设计不同以外,从线圈来看:
导线细、匝数多。
导线细、匝数多。
输入阻抗大,并联接入输入阻抗大,并联接入1313二、单侧电源网络相间短路的电流保护二、单侧电源网络相间短路的电流保护(本节主要针对小电流接地系统)(本节主要针对小电流接地系统)小电流接地系统小电流接地系统:
在该电压等级中,所有变压器的在该电压等级中,所有变压器的中性点均不接地中性点均不接地。
1414二、单侧电源网络相间短路的电流保护二、单侧电源网络相间短路的电流保护(本节主要针对小电流接地系统)(本节主要针对小电流接地系统)发生单相接地时,几乎没有短路电流,不会烧坏设发生单相接地时,几乎没有短路电流,不会烧坏设备,所以备,所以,还可以运行还可以运行1122小时小时供电可靠性高供电可靠性高,但但是,非故障相电压升高为是,非故障相电压升高为1.7321.732倍,故倍,故,绝缘要求高。
绝缘要求高。
随着电压等级的提高,绝缘的投资会急剧增加。
随着电压等级的提高,绝缘的投资会急剧增加。
主要用在主要用在101066kV66kV的配电系统。
的配电系统。
1515大电流接地系统:
大电流接地系统:
在该电压等级中,部分或所有变在该电压等级中,部分或所有变压器的中性点直接接地。
压器的中性点直接接地。
优点:
绝缘要求低,绝缘的投资相对于小电流接地优点:
绝缘要求低,绝缘的投资相对于小电流接地系统要低。
系统要低。
缺点:
发生单相接地故障时,会产生很大的短路电缺点:
发生单相接地故障时,会产生很大的短路电流,会损坏设备等。
流,会损坏设备等。
(主要用在(主要用在110kV110kV及以上的电压等级中)及以上的电压等级中)1616小电阻接地系统小电阻接地系统1717单侧电源网络相间短路时电流量特征单侧电源网络相间短路时电流量特征问题:
问题:
如果变电站如果变电站BB、CC、DD还有其他负荷或者引出还有其他负荷或者引出线时(这是一般的情况),怎么办?
线时(这是一般的情况),怎么办?
负荷端对短路电流计算的影响很小负荷端对短路电流计算的影响很小,可以忽略。
可以忽略。
1818在在故障点位置故障点位置确定和确定和故障类型故障类型确定的情况下,短路确定的情况下,短路电流电流Ik仅与系统等值阻抗仅与系统等值阻抗Zs有关。
有关。
191911)在某一地点发生三相短路时,如果流过保护安)在某一地点发生三相短路时,如果流过保护安装处的电流为最大装处的电流为最大,则称此时的运行方式为:
则称此时的运行方式为:
最大方最大方式式。
202022)在相同地点发生相同类型的短路时,如果流过)在相同地点发生相同类型的短路时,如果流过保护安装处的电流为最小,则称此时的运行方式为:
保护安装处的电流为最小,则称此时的运行方式为:
最小方式最小方式。
11)在某一地点发生三相短路时,如果流过保护安)在某一地点发生三相短路时,如果流过保护安装处的电流为最大装处的电流为最大,则称此时的运行方式为:
则称此时的运行方式为:
最大方最大方式式。
2121短路电流随故障点位置变化的曲线,称为短路电流随故障点位置变化的曲线,称为短路电短路电流变化曲线流变化曲线。
根据短路电流的变化规律,来进行电流保护的配根据短路电流的变化规律,来进行电流保护的配置和整定计算。
置和整定计算。
222211、电流速断保护(简称:
电流、电流速断保护(简称:
电流段)段)(11)工作原理:
反应于短路电流的)工作原理:
反应于短路电流的幅值增大幅值增大而而瞬瞬时动作时动作的电流保护(的电流保护(电流大于某个数值时,立即动作电流大于某个数值时,立即动作)。
按照选择性的要求,希望能保护本线路全长。
按照选择性的要求,希望能保护本线路全长。
但是,保护但是,保护22的测量电流的测量电流无法区分无法区分KK11点与点与KK22点短路点短路(电流大小几乎一样电流大小几乎一样),),因此,保护因此,保护22的电流速断保护的电流速断保护按躲过相邻下一条线路按躲过相邻下一条线路(K(K22)出口处短路时出口处短路时可能出现的可能出现的最大短路电流最大短路电流来进行整定。
来进行整定。
(保证选择性和可靠性,牺牲一定的灵敏性,获得速动性)(保证选择性和可靠性,牺牲一定的灵敏性,获得速动性)2323问题问题11:
为什么需要躲过最大短路电流?
为什么需要躲过最大短路电流?
考虑最不利(恶劣)的条件,保证在各考虑最不利(恶劣)的条件,保证在各种情况下都能够种情况下都能够有选择性有选择性。
问题问题22:
什么情况下会出现最大短路电流?
什么情况下会出现最大短路电流?
系统最大运行方式,发生三相短路。
系统最大运行方式,发生三相短路。
短路点确定后,短路点确定后,ZZA-BA-B也就确定了。
也就确定了。
2424(22)整定计算原则整定计算原则整定计算的三要素:
整定计算的三要素:
1)1)整定值整定值2)2)动作时限动作时限3)3)灵敏性校验灵敏性校验22号号断路器处的保护整定:
断路器处的保护整定:
11号号断路器处的保护整定:
断路器处的保护整定:
电流电流段整定方法(或称为原则)归纳为:
段整定方法(或称为原则)归纳为:
躲过线路末端出现的最大短路电流!
躲过线路末端出现的最大短路电流!
2525符号说明符号说明(断路器(断路器11)2626可靠系数可靠系数的考虑因素的考虑因素主要考虑了各种影响因素的相对误差:
主要考虑了各种影响因素的相对误差:
11)非周期分量;)非周期分量;22)暂态谐波;)暂态谐波;33)系统和线路参数的误差;)系统和线路参数的误差;44)计算误差;)计算误差;55)互感器传变误差;)互感器传变误差;66)继电器测量误差;)继电器测量误差;77)电动势波动;)电动势波动;88)裕度。
)裕度。
一般取为一般取为1.21.21.31.32727根据参数计算出来的继电器电流整定值根据参数计算出来的继电器电流整定值(动作值动作值):
二次整定值:
二次整定值:
2828动作时限:
动作时限:
t=0(秒秒)瞬时动作(理想瞬时动作(理想情况)实际上,都需要一定的情况)实际上,都需要一定的测量时间,称为固有动作时间。
测量时间,称为固有动作时间。
灵敏性校验:
灵敏性校验:
用线路用线路被保护范围大小被保护范围大小来衡量。
来衡量。
(能保护线路的多长?
)(能保护线路的多长?
)2929保护范围:
大于动作电流(整定值)的短路电流保护范围:
大于动作电流(整定值)的短路电流所对应的保护区域。
所对应的保护区域。
保护范围随运行方式,也随故障类型的变化而变化。
保护范围随运行方式,也随故障类型的变化而变化。
3030考虑最不利的情况(短路电流最小)考虑最不利的情况(短路电流最小)用用最小保护范围最小保护范围来校验电流来校验电流I段的灵敏性段的灵敏性最小保护范围最小保护范围对应于对应于系统最小运行方式、系统最小运行方式、发生两相相间短路发生两相相间短路的情况。
的情况。
图解法图解法解析法解析法3131归纳:
归纳:
电流电流I段整定段整定躲过躲过线路线路末端最大末端最大的的短路电流。
短路电流。
电流电流I段校验段校验按照按照最小最小的短路电流。
的短路电流。
无延时无延时瞬时动作。
瞬时动作。
3232(3)电流)电流I段单相原理接线图段单相原理接线图3333(44)优缺点)优缺点优点:
优点:
简单可靠简单可靠,动作迅速。
动作迅速。
缺点:
缺点:
11)不能保护本线路全长;)不能保护本线路全长;22)受系统运行方)受系统运行方式的影响大;式的影响大;33)可能没有保护范围:
运行方)可能没有保护范围:
运行方式变化较大、短线路时。
式变化较大、短线路时。
当线路与变压器相连接时,可以保护线路的全长,当线路与变压器相连接时,可以保护线路的全长,并能够保护变压器的一部分并能够保护变压器的一部分(变压器的阻抗较大变压器的阻抗较大)。
343422、限时电流速断保护(电流、限时电流速断保护(电流段)段)要求:
要求:
保护线路的全长保护线路的全长(有足够的灵敏度);(有足够的灵敏度);具有最小的动作时限(尽可能快)。
具有最小的动作时限(尽可能快)。
(11)工作原理)工作原理保保护护范范围围延延伸伸至至下下级级线线路路,与与下下级级线线路路电电流流I段配合。
段配合。
需需带带时时限限,在在时时间间上上比比下下级级线线路路的的电电流流段段高高DDt(换取选择性)。
(换取选择性)。
(保证选择性和可靠性,牺牲一定的速动性,获得灵敏性保证选择性和可靠性,牺牲一定的速动性,获得灵敏性)3535(22)整定电流)整定电流假设假设M为保护为保护11的电流速断保护的保护范围末端,的电流速断保护的保护范围末端,则:
则:
(33)动作时限(保证选择性)动作时限(保证选择性)(非周期分量基本上衰减结束了,可以忽略影响)(非周期分量基本上衰减结束了,可以忽略影响)3636(考虑:
最小运行方式、两相相间短路的情况)(考虑:
最小运行方式、两相相间短路的情况)若不满足若不
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- 厦门大学 电力系统 保护 电流
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