第二章輸配電線路相間短路

1、第二章輸配電線路相間短路 第二章輸配電線路相間短路 按被保護的電氣設備分為：按被保護的電氣設備分為： 發(fā)電機的電流保護、變壓器的電流保發(fā)電機的電流保護、變壓器的電流保 護、線路的電流保護護、線路的電流保護 按所反映的故障類型分為：按所反映的故障類型分為： 電流保護、零序電流保護、負序電流電流保護、零序電流保護、負序電流 保護、過負荷保護保護、過負荷保護 根據(jù)對保護的要求分為：根據(jù)對保護的要求分為： 電流速斷保護、定時限過電流保護、電流速斷保護、定時限過電流保護、 反時限過電流保護反時限過電流保護 第二章輸配電線路相間短路 電流元件的作用電流元件的作用: 作為保護裝置的測量元件、啟動元件。作為保

2、護裝置的測量元件、啟動元件。 第二章輸配電線路相間短路 動作電流動作電流 op,r : 能使電流元件動作的最小電流。能使電流元件動作的最小電流。 返回電流返回電流 re,r : 能使電流元件返回的最大電流。能使電流元件返回的最大電流。 返回系數(shù)返回系數(shù) Kre : 返回電流與動作電流的比值。返回電流與動作電流的比值。 返回系數(shù)一般取返回系數(shù)一般取0.850.95。 .op r I rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop

3、 rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , rop rre re I I K , , . . re r re op r I K I 第二章輸配電線路相間短路 1.電流互感器的極性電流互感器的極性 1122 0I WI W 11 21 2TA WI II WK 第二章輸配電線路相間短路 指電流繼電器的線圈或電流變換器的一指電流繼電器的線圈或電流變換器的一 次繞組與電流互感器二次繞組的連接方次繞組與電流互感器二次繞組的連接方 式。式。 第二

4、章輸配電線路相間短路 三相完全星形接線方式三相完全星形接線方式 n I （ a） U V W U V W u v w 第二章輸配電線路相間短路 nuvw IIII n I （a） U V W U V W u v w 正常運行或相間短路時：正常運行或相間短路時： 可以反映各種類型的可以反映各種類型的 相間短路及接地故障。相間短路及接地故障。 主要用于大電流接地主要用于大電流接地 系統(tǒng)中輸電線路的保系統(tǒng)中輸電線路的保 護以及發(fā)電機、變壓護以及發(fā)電機、變壓 器保護等。器保護等。 三相完全星形接線方式三相完全星形接線方式 第二章輸配電線路相間短路 n I （a） a I b I c I b I （b）

5、 U V W u w u v w v U V W nuwv IIII 第二章輸配電線路相間短路 A B C L1 L2 1 2 （a） A B C L1 L2 1 2 （b） U V W 第二章輸配電線路相間短路 兩相不完全星形接線方式兩相不完全星形接線方式 第二章輸配電線路相間短路 jac III （a） jac III （b） U V W U U V V W W u u v w w w u w r r u w 2 3 ruw IIII 2ru III 2rw III 2 2 ruw IIII 正常運行時：正常運行時： UV或或VW兩相短路時：兩相短路時： 或或 UW兩相短路時：兩相短路時：

6、 第二章輸配電線路相間短路 兩相電流差接線方式兩相電流差接線方式 第二章輸配電線路相間短路 2 r con I K I 1 con K 3 con K 三相完全星形接線方式三相完全星形接線方式: 兩相電流差接線方式：兩相電流差接線方式： 兩相不完全星形接線方式兩相不完全星形接線方式： 1 con K 第二章輸配電線路相間短路 二次動作電流：二次動作電流： . op op rcon TA I IK K . op op rcon TA I IK K 一次動作電流：一次動作電流： 第二章輸配電線路相間短路 .max 253 l IA300/5 TA K1 con K 270 op IA . 270

7、14.5 300 5 op r IA 設：設： ?。喝。?則：則： 第二章輸配電線路相間短路 整定計算：整定計算： 對保護裝置的動作值、靈敏度進行計算。對保護裝置的動作值、靈敏度進行計算。 整定原則：整定原則： 計算動作值的條件、靈敏度檢驗的條件。計算動作值的條件、靈敏度檢驗的條件。 對保護裝置進行整定：對保護裝置進行整定： 把計算出的動作值告知保護裝置。把計算出的動作值告知保護裝置。 整定值整定值: 輸入給保護裝置的動作值。輸入給保護裝置的動作值。 第二章輸配電線路相間短路 一、瞬時電流速斷保護一、瞬時電流速斷保護 （一）瞬時電流速斷保護的原理及整定原則（一）瞬時電流速斷保護的原理及整定原則

8、 1瞬時電流速斷保護的原理：瞬時電流速斷保護的原理： 反映電流增大而瞬時動作反映電流增大而瞬時動作 3 2 1 1QF 2QF 3QF G A B C L1 L2 第二章輸配電線路相間短路 3 k sk E I XX L 1 2 3 21 1QF2QF3QF G ABC L1L2 第二章輸配電線路相間短路 L 1 2 3 21 1QF2QF3QF G ABC L1L2 第二章輸配電線路相間短路 .1.m ax . II oprelkB IKI 3 21 1QF2QF3QF G ABC L1L2 L 1 2 NM K op.1 op.2 k.max.B min L max L 第二章輸配電線路相

9、間短路 第二章輸配電線路相間短路 因為： 所以： 因為： 所以： (3) .max .1 .max1max I kMop s E II XX L m ax.m ax 1.1 1 s I op E LX XI (2)(3) .min.min.1 .min1min 33 22 I kNkNop s E III XX L min.min 1.1 13 2 s I op E LX XI 第二章輸配電線路相間短路 XB U W 第二章輸配電線路相間短路 Y N Y 記數(shù)器加1 跳 閘 啟動元件動作 速斷壓板投入？ Y N N 其它保護 ? I set II ? I set tt 第二章輸配電線路相間短路

10、 可以有選擇性地快速動作，但該保護可以有選擇性地快速動作，但該保護 不能保護線路全長，其保護范圍受電力系不能保護線路全長，其保護范圍受電力系 統(tǒng)運行方式和故障類型變化的影響。統(tǒng)運行方式和故障類型變化的影響。 第二章輸配電線路相間短路 1 K L k,max op,1 第二章輸配電線路相間短路 （一）限時電流速斷保護的原理及整定原則（一）限時電流速斷保護的原理及整定原則 1限時電流速斷保護的原理限時電流速斷保護的原理 k1 K2 L L t 3 21 1QF2QF3QF G ABC L1L2 k k.max.B op.1 op.1 op.2 op.1 op.1op.2 t tt 第二章輸配電線路

11、相間短路 用來切除被保護線路上瞬時電流速斷保護范用來切除被保護線路上瞬時電流速斷保護范 圍以外的短路故障，同時作為瞬時電流速斷圍以外的短路故障，同時作為瞬時電流速斷 保護的后備。保護的后備。 要求必須在任何情況下都能保護本線路的全要求必須在任何情況下都能保護本線路的全 長，并具有足夠的靈敏度。長，并具有足夠的靈敏度。 為了保證選擇性，必須給該保護加上一定的為了保證選擇性，必須給該保護加上一定的 延時；延時； 為了滿足快速性的要求，應該盡可能縮短保為了滿足快速性的要求，應該盡可能縮短保 護的動作時間。護的動作時間。 第二章輸配電線路相間短路 .1.2 I II II o pr e lo p IK

12、I II rel K一般取一般取1.11.2； 3動作時限動作時限 按與相鄰線路瞬時電流速斷保護配合整定。按與相鄰線路瞬時電流速斷保護配合整定。 .1.2 0.5 III opop ttts t 時限級差 第二章輸配電線路相間短路 要求：要求： 1.31.5。 當靈敏度不滿足要求時，動作電流、動作時限可按當靈敏度不滿足要求時，動作電流、動作時限可按 與相鄰線路的限時電流速斷保護配合整定。與相鄰線路的限時電流速斷保護配合整定。 2 .m in 1.3 1.5 II k s II op I K I II s K .1.2 I II II I o pr e lo p IKI .1.2 IIII o

13、po p ttt 第二章輸配電線路相間短路 XB U W 第二章輸配電線路相間短路 限時速斷 壓板投入 & 0 I 限時速斷出口 set set II zd II t 第二章輸配電線路相間短路 （一）（一） 主保護和后備保護主保護和后備保護 主保護：能以最短的動作時限、有選擇性地切除被主保護：能以最短的動作時限、有選擇性地切除被 保護設備故障的保護。保護設備故障的保護。 后備保護：在主保護或斷路器拒絕動作時，用以切后備保護：在主保護或斷路器拒絕動作時，用以切 除故障的保護。除故障的保護。 近后備保護：對本線路或設備的主保護起后備保護近后備保護：對本線路或設備的主保護起后備保護 作用。作用。 遠

14、后備保護：對相鄰電氣設備起后備保護作用。遠后備保護：對相鄰電氣設備起后備保護作用。 用來作為線路、變壓器、發(fā)電機等電氣設備的后備用來作為線路、變壓器、發(fā)電機等電氣設備的后備 保護。保護。 第二章輸配電線路相間短路 1定時限過電流保護的原理及動作電流定時限過電流保護的原理及動作電流 為了保證正常運行時保護不動作為了保證正常運行時保護不動作 . m a x III o pl II K2 3 1QF 2QF3QF AB G C 1 k 外部故障被切除后，電流元件應能可靠返回外部故障被切除后，電流元件應能可靠返回 . m a x I I I r el II 第二章輸配電線路相間短路 因為： IIIII

15、I o prere IIK 所以： . m a x III III r e ll o p r e KI I K 對于帶有電動機負荷的線路對于帶有電動機負荷的線路 .max III relssl op re KK I I K .max III relssl op re KK I I K s s K 電動機自啟動系數(shù)，一般取1.53。 第二章輸配電線路相間短路 L AB K2 1 2 3 1QF 2QF3QF G C K1 op.1 op.2 op.3 t t t .1.2 IIIIII o po p tt .1.2.3 IIIIIIIII o po po p ttt 第二章輸配電線路相間短路 .

16、1.2 IIIIII opop ttt .2.3 IIIIII opop ttt L AB K2 1 2 3 1QF 2QF3QF G C K1 op. 1 op. 2 op. 3 t t t 階梯形原則：保護的動作時限從系統(tǒng)階梯形原則：保護的動作時限從系統(tǒng) 的末端向電源端逐級遞增，每一級遞的末端向電源端逐級遞增，每一級遞 增一個時限級差增一個時限級差 。t 第二章輸配電線路相間短路 選擇性選擇性 是用不同的動作時限來保證的。是用不同的動作時限來保證的。 動作時限動作時限 應與相鄰變電所母線上所有線路及電氣設備過電流應與相鄰變電所母線上所有線路及電氣設備過電流 保護的動作時限相配合。保護的動作

17、時限相配合。 動作時限是一定的，與短路電流的大小無關。動作時限是一定的，與短路電流的大小無關。 第二章輸配電線路相間短路 設： G 1 2 3 4 5 A B C K .2 2 III op ts .4 2.5 III op ts .5 2 III o p ts .4.5 IIIIII opop tt .3.4 2.5 0.5 3 IIIIII opop ttts .3.2 IIIIII opop tt .1.3 3 0.5 3.5 IIIIII opop ttts 第二章輸配電線路相間短路 2 . m i nk s I I I o p I K I 作近后備保護時，要求作近后備保護時，要求:

18、1.3 1.5 s K 作遠后備保護時，要求作遠后備保護時，要求 ：1.2 s K 定時限過電流保護具有較高的靈敏度， 但不能快速切除故障。一般用來作為本線路 和相鄰元件的后備保護。 第二章輸配電線路相間短路 具有較高的靈敏度，但不能快速切除故障。具有較高的靈敏度，但不能快速切除故障。 一般用來作為本線路和相鄰元件的后備保護。一般用來作為本線路和相鄰元件的后備保護。 第二章輸配電線路相間短路 1階段式電流保護的構成階段式電流保護的構成 第第I段：瞬時電流速斷保護；段：瞬時電流速斷保護； 第第II段：限時電流速斷保護；段：限時電流速斷保護； 第第III段：定時限過電流保護。段：定時限過電流保護。

19、 還可以在階段式電流保護上增設低電壓元還可以在階段式電流保護上增設低電壓元 件，構成低電壓閉鎖的階段式電流保護。件，構成低電壓閉鎖的階段式電流保護。 低電壓元件的整定值一般按躲過正常運行低電壓元件的整定值一般按躲過正常運行 時，母線的最低工作電壓整定。時，母線的最低工作電壓整定。 第二章輸配電線路相間短路 原理接線圖：以二次元件（如繼電器）的整體形式原理接線圖：以二次元件（如繼電器）的整體形式 表示各二次元件之間的電氣聯(lián)系，二次元件之間的表示各二次元件之間的電氣聯(lián)系，二次元件之間的 連線按實際工作順序畫出。連線按實際工作順序畫出。 展開接線圖：按供電給二次回路的每個獨立電源來展開接線圖：按供電

20、給二次回路的每個獨立電源來 劃分，它將二次回路劃分為交流電流回路、交流電劃分，它將二次回路劃分為交流電流回路、交流電 壓回路、直流控制回路、直流信號回路等。壓回路、直流控制回路、直流信號回路等。 交流回路：按交流回路：按u、v、w相序排列；相序排列； 直流回路：按元件動作的先后順序排列。直流回路：按元件動作的先后順序排列。 同一個元件：采用相同的文字符號。同一個元件：采用相同的文字符號。 第二章輸配電線路相間短路 信號 u u v v 第二章輸配電線路相間短路 如圖所示，線路如圖所示，線路L1、L2上均配置有三段式電流保護。已知系上均配置有三段式電流保護。已知系 統(tǒng)在最大、最小運行方式下的系統(tǒng)

21、電抗分別為統(tǒng)在最大、最小運行方式下的系統(tǒng)電抗分別為 , ；線路；線路L1、L2的長度分別為的長度分別為L1=25KM , L2=62KM ； 線路每公里正序電抗為線路每公里正序電抗為X1=0.4；保護；保護2中中 定時限過電流保護的動作時限為定時限過電流保護的動作時限為 ；線路；線路L-1的最大的最大 負荷功率為負荷功率為9MW， ， ，電動機自起動系，電動機自起動系 數(shù)數(shù) 。試對線路。試對線路L-1上配置的三段式電流保護進行整上配置的三段式電流保護進行整 定計算。定計算。 .max 6.3 s X .min 9.4 s X III op.2 t2.5s cos0.9 3005 TA K 1.

22、3 ss K 321 G 1QF 2QF 3QF 第二章輸配電線路相間短路 3 1 37000 1310 6.3 0.4 253 k IA 3 1 37000 1100 9.4 0.4 253 k IA 3 2 37000 520 6.3 0.4 25 623 k IA 3 2 37000 483 9.40.4 25623 k IA 最大運行方式下： 最小運行方式下： K2點短路時的三相短路電流： 最大運行方式下： 最小運行方式下： 第二章輸配電線路相間短路 3 .11.max 1.2 13101572 II oprelk IKIA .1 .1 1572 126.2 300 5 I opI oprcon TA I IKA K 第二章輸配電線路相間短路 .max1max 3 max.max 1 , 1137103 6.315.9 0.41572 I op s s I op E I XX L E LXKM XI max1 15.9 100%10