1、电力系统继电保护电力系统继电保护Protection of Power SystemProtection of Power System继电保护是一门继电保护是一门综合性综合性的科学，它奠基于理论的科学，它奠基于理论电工、电机学和电力系统等基础理论，还与电电工、电机学和电力系统等基础理论，还与电子技术、通信技术、计算机技术和信息科学等子技术、通信技术、计算机技术和信息科学等新理论新技术有着密切的关系。新理论新技术有着密切的关系。继电保护是一门继电保护是一门理论和实践理论和实践并重的学科。继电并重的学科。继电保护工作稍有差错，即可能对电力系统的运行保护工作稍有差错，即可能对电力系统的运行造成严重
2、的影响，给国民经济和人民生活带来造成严重的影响，给国民经济和人民生活带来不可估量的不可估量的建议：到现场之后和技术人员搞好关系，多拷贝一些文建议：到现场之后和技术人员搞好关系，多拷贝一些文档资料大家共享档资料大家共享第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 电力系统继电保护的作用电力系统继电保护的作用第二节第二节 继电保护的基本原理和保护装置的组成继电保护的基本原理和保护装置的组成第三节第三节 对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求第四节第四节 继电保护技术发展简史继电保护技术发展简史第一节第一节继电保护的任务和作用继电保护的任务和作用一、电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果一、电
3、力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果电力系统的故障：电力系统的故障：三相短路三相短路f(3)f(3)、两相短路、两相短路f(2)f(2)、单相短路接地、单相短路接地f(1)f(1)、两相短、两相短路接地路接地f(1,1)f(1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。不正常运行状态：不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。荡、电压升高、频率降低等。发生故障可能引起的后果发生故障可能引起的后果 1 1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使
4、故障、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；设备烧坏；2 2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；使设备缩短使用寿命；3 3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。瓦解。事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许成对用户的停止送电
5、、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。的程度，甚至毁坏设备等等。二、继电保护装置及其任务二、继电保护装置及其任务 继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。动装置。基本任务基本任务：（1 1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。（2 2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行
6、维护）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动的条件而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。的电气设备予以切除。（3 3）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。第二节
7、第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理一、继电保护的基本原理 继电保护的原理是利用被保护线路或设备继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后故障前后某些某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。故障后，工频电气量变化的主要特征及可以构成的保护故障后，工频电气量变化的主要特征及可以构成的保护（1）电流增大，构成电流保护。）电流增大，构成电流保护。（2）电压降低，构成低电压保护。）电压降低，构成低电压保
8、护。（3）电流与电压之间的相位角改变）电流与电压之间的相位角改变，构成功率方向保护。，构成功率方向保护。（4）测量阻抗发生变化，构成距离保护。）测量阻抗发生变化，构成距离保护。（5）故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化）故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，构成差动保护，构成差动保护。（6）不对称短路时，出现相序分量，构成零序电流保护、负序电流保不对称短路时，出现相序分量，构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护护和负序功率方向保护。二、继电保护装置的组成二、继电保护装置的组成 继电保护一般由三个部分组成继电保护一般由三个部分组成:测量部分、逻辑部分和测量部分、逻辑部分和执行部
9、分执行部分，其原理结构如下图所示。，其原理结构如下图所示。测量被保护元件工作状态的物理量，并和已给的整定值进行比测量被保护元件工作状态的物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该动作。较，从而判断保护是否应该动作。根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号。该动作，并向执行元件发出相应的信号。执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。运行情况的信号。电力系统的继电保护根据被保护对象不同电力系统的继电保护
10、根据被保护对象不同分为发电厂、变电所电气设备的继电保护和输电线路的继电保护。分为发电厂、变电所电气设备的继电保护和输电线路的继电保护。前者是指发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电保护，简称为前者是指发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电保护，简称为元元件保护件保护；后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称；后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路线路保护保护。按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护主保护主保护是指被保护元件内部发生的各种短路故障时，能满足系统是指被保护元件内部发生的各种短路故障时
11、，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。稳定及设备安全要求的、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。后备保护后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。后备保护可分为远后备和近后备保护两种。保护。后备保护可分为远后备和近后备保护两种。远后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现远后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现的后备；近后备是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实的后备；近后备是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备，当断路器拒绝动作时
12、，由断路器失灵保护实现后备。现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。继电保护装置需有操作电源供给保护回路，断路器跳、合闸及信号继电保护装置需有操作电源供给保护回路，断路器跳、合闸及信号等二次回路。等二次回路。按操作电源性质的不同，可以分为直流操作电源和交流操作电源。按操作电源性质的不同，可以分为直流操作电源和交流操作电源。通常在发电厂和变电所中继电保护的操作电源是由蓄电池直流系统通常在发电厂和变电所中继电保护的操作电源是由蓄电池直流系统供电，因蓄电池是一种独立电源，最大的优点是工作可靠，但缺点是投供电，因蓄电池是一种独立电源，最大的优点是工作可靠，但缺点是投资较大、维护麻烦。资
13、较大、维护麻烦。交流操作电源的优点是投资少、维护简便，但缺点是可靠性差。因交流操作电源的优点是投资少、维护简便，但缺点是可靠性差。因此，交流操作电源的继电保护适合于小型变电所使用。此，交流操作电源的继电保护适合于小型变电所使用。第三节 对继电保护装置的基本要求选择性选择性速动性速动性灵敏性灵敏性可靠性可靠性一、选择性一、选择性(Selectivity)(Selectivity)选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍
14、能继续安全运行。当当 d1 d1点发生短路故障时，应由故障线路上的保护点发生短路故障时，应由故障线路上的保护P1P1和和P2P2动作，将故障线路动作，将故障线路WL1WL1切除，这时变电所切除，这时变电所B B则仍可由非则仍可由非故障线路故障线路WL2WL2继续供电。当继续供电。当d2d2点发生短路故障时，应由线点发生短路故障时，应由线路的保护路的保护P6P6动作，使断路器动作，使断路器6QF6QF跳闸，将故障线路跳闸，将故障线路WL4WL4切除，切除，这时只有变电所这时只有变电所D D停电。由此可见，继电保护有选择性的停电。由此可见，继电保护有选择性的动作可将停电范围限制到最小，甚至可以做到
15、不中断对用动作可将停电范围限制到最小，甚至可以做到不中断对用户的供电。户的供电。考虑后备保护的问题考虑后备保护的问题:当当d2d2点发生短路故障时，距短路点最近的保护点发生短路故障时，距短路点最近的保护P6P6应动应动作切除故障，但由于某种原因，该处的保护或断路器拒动，作切除故障，但由于某种原因，该处的保护或断路器拒动，故障便不能消除，此时如其前面一条线路故障便不能消除，此时如其前面一条线路(靠近电源测靠近电源测)的的保护保护P5P5动作，故障也可消除。此时保护动作，故障也可消除。此时保护P5P5所起的作用就称所起的作用就称为相邻元件的后备保护。同理保护为相邻元件的后备保护。同理保护P1P1和
16、和P3P3又应该作为保护又应该作为保护P5P5的后备保护。的后备保护。二、速动性（二、速动性（Speed)Speed)速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间，一般故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间，一般快速保护的动作时间为快速保护的动作时间为0.04s0.04s0.08s0.08s，最快的可达，最快的可达0.01s0.01
17、s0.04s0.04s，一般断路器的跳闸时间为，一般断路器的跳闸时间为 0.06s 0.06s0.15s0.15s，最快的可达最快的可达0.02s0.02s0.06s0.06s。三、灵敏性三、灵敏性(Sensitivity)灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生故障灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。保护装置的灵或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏度就越高，反之就越低。敏度就越高，反之就越低。对过量继电器：对过量继电器：
18、值同一物理量保护的最小值内部故障某突变保护Klm整定物理量范围对欠量继电器：对欠量继电器：量的最大值故障某突变保护同一物理量保护一物理Klm物理范围内部四、可靠性四、可靠性(Reliability)(Reliability)可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。所谓安全性是要求继电保护在不需要它动作时可靠要求。所谓安全性是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。所谓信赖性是要求继电保护在规不动作，即不发生误动。所谓信赖性是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不定的保护范围内发生了应该动作的故障
19、时可靠动作，即不拒动。拒动。以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的，但往往又存在着矛盾。是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。质，辩证地进行统一。第四节第四节 继电保护技术发展简史继电保护技术发展简史 继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。熔断器就是最
20、早的、最简单的过电流保护。熔断器就是最早的、最简单的过电流保护。18901890年后出现了电磁型过年后出现了电磁型过电流继电器。电流继电器。19011901年出现了感应型过电流继电器。年出现了感应型过电流继电器。19081908年提出了电流年提出了电流差动保护原理。差动保护原理。19101910年方向电流保护开始得到应用，年方向电流保护开始得到应用，19201920年后距离保年后距离保护装置出现。在护装置出现。在19271927年前后，出现了高频保护装置。年前后，出现了高频保护装置。2020世纪世纪7070年代诞年代诞生了行波保护装置。显然，随着光纤通信将在电力系统中的大量采用，生了行波保护装
21、置。显然，随着光纤通信将在电力系统中的大量采用，利用光纤通道的继电保护必将得到广泛的应用。利用光纤通道的继电保护必将得到广泛的应用。继电保护装置的元件、材料、保护装置的结构形式和制造工艺也继电保护装置的元件、材料、保护装置的结构形式和制造工艺也发生了巨大的变革。经历了机电式保护装置、静态保护装置和数字式发生了巨大的变革。经历了机电式保护装置、静态保护装置和数字式保护装置三个发展阶段。保护装置三个发展阶段。20 20世纪世纪5050年代，随着晶体管的发展，出现了年代，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。晶体管保护装置。2020世纪世纪7070年代，晶体管保护在我国被大量采用。随年代，晶体管保
22、护在我国被大量采用。随着集成电路的发展，出现了体积更小、工作更可靠的集成电路保护。着集成电路的发展，出现了体积更小、工作更可靠的集成电路保护。在在2020世纪世纪7070年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入运行。运行。进入进入 90 90年代，微机保护已在我国大量应用，主运算器由年代，微机保护已在我国大量应用，主运算器由8 8位机、位机、1616位机发展到目前的位机发展到目前的3232位机；数据转换与处理器件由位机；数据转换与处理器件由A/DA/D转换器、压频转换转换器、压频转换器器(VFC)(VFC)，发展到数字信号处理器，发展
23、到数字信号处理器(DSP)(DSP)。这种由计算机技术构成的继电保护称为数字式继电保护。这种由计算机技术构成的继电保护称为数字式继电保护。这种保护可用相同的硬件实现不同原理的保护，使制造大为简化，这种保护可用相同的硬件实现不同原理的保护，使制造大为简化，生产标准化、批量化，硬件可靠性高；具有强大的存储、记忆和运算功生产标准化、批量化，硬件可靠性高；具有强大的存储、记忆和运算功能，可以实现复杂原理的保护，为新原理保护的发展提高了实现条件。能，可以实现复杂原理的保护，为新原理保护的发展提高了实现条件。除了实现保护功能外，还可兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录和除了实现保护功能外，还可兼有故障录波
24、、故障测距、事件顺序记录和保护管理中心计算机及调度自动化系统通信等功能，这对于保护的运行保护管理中心计算机及调度自动化系统通信等功能，这对于保护的运行管理、电网事故分析及事故后的处理等均有重要意义。另外它可以不断管理、电网事故分析及事故后的处理等均有重要意义。另外它可以不断地对本身的硬件和软件自检，发现装置的异常情况并通知运行维护中心。地对本身的硬件和软件自检，发现装置的异常情况并通知运行维护中心。由于网络的发展与电力系统中的大量采用，微机硬件和软件功能的由于网络的发展与电力系统中的大量采用，微机硬件和软件功能的空前强大并成为维护电力系统整体安全稳定运行的计算机自动控制系统空前强大并成为维护电
25、力系统整体安全稳定运行的计算机自动控制系统的基本组成单元。微机保护不仅要能实现被保护设备的切除、或自动重的基本组成单元。微机保护不仅要能实现被保护设备的切除、或自动重合，还可作为自动控制系统的终端，接收调度命令实现跳、合闸等操作，合，还可作为自动控制系统的终端，接收调度命令实现跳、合闸等操作，以及故障诊断、稳定预测、安全监视、无功调节、负荷控制等功能。以及故障诊断、稳定预测、安全监视、无功调节、负荷控制等功能。此外，由于计算机网络提供数据信息共享的优越性，微机保护可以此外，由于计算机网络提供数据信息共享的优越性，微机保护可以占有全系统的运行数据和信息，应用自适应原理和人工智能方法使保护占有全系
26、统的运行数据和信息，应用自适应原理和人工智能方法使保护原理、性能和可靠性得到进一步的发展和提高，使继电保护技术沿着网原理、性能和可靠性得到进一步的发展和提高，使继电保护技术沿着网络化、智能化、自适应和保护、测量、控制、数据通信于一体的方向不络化、智能化、自适应和保护、测量、控制、数据通信于一体的方向不断发展。断发展。第二章第二章 电网的电流保护电网的电流保护第一节第一节 单侧电源网络相间短路的电流保护单侧电源网络相间短路的电流保护第二节第二节 电网相间短路的方向性电流保护电网相间短路的方向性电流保护第三节第三节 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及
27、方向保护向保护第四节第四节 中性点非直接接地电网中单相接地短路的零序电中性点非直接接地电网中单相接地短路的零序电压、电流及方向保护压、电流及方向保护第一节第一节 单侧电源网络相间短路的电流单侧电源网络相间短路的电流 保护保护一、无时限电流速断保护（电流一、无时限电流速断保护（电流段）段）二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护(电流电流段段)三、定时限过电流保护（电流三、定时限过电流保护（电流段）段）四、电流三段保护小结四、电流三段保护小结 五、电流保护的接线方式五、电流保护的接线方式 六、反时限特性的过电流保护六、反时限特性的过电流保护一、电流速断保护一、电流速断保护(电流电流I I段段)(
28、Instantaneously Over-current Protection)1.1.几个基本概念几个基本概念系统最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系系统最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。方式。电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护。电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护。系统最小运行方式：就是系统最小运行方式：就是被保护线路末端发生短路被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最大，时，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电而通过保护装置的短
29、路电流为最小的运行方式。流为最小的运行方式。2.2.工作原理工作原理发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：lXXEIsxd13min.)(max.lXXEIsxd1223max.)(min.结论：流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置结论：流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置变化，变化，且与系统的运行方式和短路类型有关。且与系统的运行方式和短路类型有关。3.3.整定计算整定计算动作电流动作电流 为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。线路出
30、口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。结论结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路。保护全线路。动作时限动作时限无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保护固无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保护固有动作时间，由于动作时间较小可认为有动作时间，由于动作时间较小可认为t=0st=0s。线路中管型避雷器放电时间为线路中管型避雷器放电时间为0.040.06S，在避雷器在避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速断要躲过管型避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速断要躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。的放电时间，防止误动作
31、。5.5.对电流速断保护的评价对电流速断保护的评价 优点：简单可靠，动作迅速。优点：简单可靠，动作迅速。缺点：（缺点：（1）不能保护线路全长；）不能保护线路全长；（除了特殊的情况外，（除了特殊的情况外，线变组接线中）线变组接线中）（2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。）运行方式变化较大时，可能无保护范围。（3）在线路较短时，可能无保护范围。）在线路较短时，可能无保护范围。特殊情况特殊情况 电流速断可以保电流速断可以保护线路全长。在采用护线路全长。在采用线路线路变压器组的接变压器组的接线方式的电网中，把线方式的电网中，把线路和变压器可以看线路和变压器可以看成是一个元件。速断成是一个元件。速断
32、保护按躲开变压器低保护按躲开变压器低压侧短路出口处压侧短路出口处d1点点短路来整定，可以保短路来整定，可以保护线路的全长。护线路的全长。二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护(电流电流II段段)电流速断保护在许多情况下均能保证选择性，且接线简电流速断保护在许多情况下均能保证选择性，且接线简单，动作迅速可靠。但是电流速断保护不能保护本线路的单，动作迅速可靠。但是电流速断保护不能保护本线路的全长，怎么办？全长，怎么办？解决办法：增设一套新的保护解决办法：增设一套新的保护限时电流速断保护。限时电流速断保护。限时电流速断保护：限时电流速断保护：按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得按与相邻线
33、路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。（选择性的电流保护。（使用延时的方法获得选择性如主变多保使用延时的方法获得选择性如主变多保护区配合护区配合）1.工作原理工作原理 （1）保护范围必须延伸到下一条线路中去。）保护范围必须延伸到下一条线路中去。（2）动作带有一定的时限。）动作带有一定的时限。（3）为了保证速动性，时限应尽量缩短。）为了保证速动性，时限应尽量缩短。2.整定计算整定计算（1 1）动作电流）动作电流 动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护的动作电流进行整定：的动作电流进行整定：(2)动作时限动作时限 ttt2 1 影响影响
34、 t的因素有：的因素有：2QF 2QF的跳闸时间的跳闸时间tQF,tQF,约为约为0.2s0.2s；时间继电器提前时间继电器提前动作误差动作误差tttt，电磁型的约为，电磁型的约为0.05s0.05s；限时速断保护的测量；限时速断保护的测量元件在外部故障切除后，由于惯性而不能立即返回的惯元件在外部故障切除后，由于惯性而不能立即返回的惯性延时性延时tgtg，电磁型的约为，电磁型的约为0.1s0.1s。裕度时间裕度时间tyty，取，取0.1s0.1s。stttttygtQF50.(3)灵敏度校验灵敏度校验 考虑了以下不利于保护动作的因素。考虑了以下不利于保护动作的因素。（a a）可能存在非金属性短
35、路，使短路电流）可能存在非金属性短路，使短路电流IdId较小；较小；（b b）实际的短路电流小于计算值；）实际的短路电流小于计算值；（c c）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件中的电流变小；）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件中的电流变小；（d d）考虑一定裕度。）考虑一定裕度。4.4.对限时电流速断保护的评价对限时电流速断保护的评价 优点：结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。优点：结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。缺点：不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护缺点：不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护,受系统运行受系统运行方式变化较大。方式变化较大。三、定时
36、限过电流保护（电流三、定时限过电流保护（电流IIIIII段）段）定时限过电流保护定时限过电流保护定义：其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电定义：其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行整定以实现过流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行整定以实现过电流保护的动作选择性，并且其动作时间与短路电流的电流保护的动作选择性，并且其动作时间与短路电流的大小无关。大小无关。思考问题：思考问题：无时限电流速断保护只能保护本线路一部分，限时电无时限电流速断保护只能保护本线路一部分，限时电流速断能保护本线路全长，但不能做为相邻线路的后备保流速断能保护本线路全长，但不能做为相邻线路
37、的后备保护。要想实现远后备保护，怎么办？护。要想实现远后备保护，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，其保护下一条线路的全长。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。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过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。时，保护不应该动作。2.2.整定计算整定计算（1）动作电流）动作电流按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流下继电器能可靠返回进行
38、整定：下继电器能可靠返回进行整定：（）灵敏度校验（）灵敏度校验近后备近后备远后备远后备5.1 .min.(senOPdIIK本末近）2.1 .min.(senOPdIIK下一末远）思考：当灵敏度不满足要求时，怎么办？思考：当灵敏度不满足要求时，怎么办？可以采可以采 用低电压闭锁的过电流保护。用低电压闭锁的过电流保护。现在的多种保护配置低电压闭锁的原因和应用条件。现在的多种保护配置低电压闭锁的原因和应用条件。ttt 2 1（3）时间整定时间整定 ttt max 下本 动作延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保动作延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保护动作延时应比下一条线路的电流护动作延
39、时应比下一条线路的电流段的动作时间长一个段的动作时间长一个时限阶段时限阶段t:3.3.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，不仅能作近后备，而且能作优点：结构简单，工作可靠，不仅能作近后备，而且能作为远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在为远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在3535千伏千伏及以下网络中作为主保护。及以下网络中作为主保护。缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大，缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。对靠电源端的故障不能快速切除。四、电流三段保护小结四、电流三段保护小结 电流速断保
40、护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保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，但却不能作为下一相邻线路的后备保护，因此，必须采护线路全长，但却不能作为下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备保护。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备保护。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定时限过电流保护由电流速断保护，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。相配合构成的一整套保护。三段式电流保护的评价三段式电流保护的评价优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故
41、障。一般用于优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障。一般用于35千千伏及以下电压等级的单侧电源电网中。伏及以下电压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方式和短路类型的影响，此外，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，它只在单侧电源的网络中才有选择性。它只在单侧电源的网络中才有选择性。对对Y Y，d11d11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路当侧发生当侧发生AB两相短路时，分析该侧电流相量图和两相短路时，分析该侧电流相量图和 Y侧电流相量图侧电流相量图（使用序分量图解决现场问题贵州毕节）（使用序分量图解决现场问题贵州毕节）结
42、论结论:三相星形接线比两相星形接线灵敏系数增大三相星形接线比两相星形接线灵敏系数增大一倍。一倍。各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围(1)(1)三相星形接线方式能反应各种类型的故障，用三相星形接线方式能反应各种类型的故障，用在中性点直接接地电网中，作为相间短路的保护，同时在中性点直接接地电网中，作为相间短路的保护，同时也可保护单相接地。也可保护单相接地。(2)(2)两相星形接线方式较为经济简单，能反应各种两相星形接线方式较为经济简单，能反应各种类型的相间短路。主要应用在类型的相间短路。主要应用在35千伏及以下电压等级的千伏及以下电压等级的中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用
43、中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它作为相间短路的保护。它作为相间短路的保护。（3 3）两相电流差接线方式接线简单，投资少，但两相电流差接线方式接线简单，投资少，但是灵敏性较差，这种接线主要用在是灵敏性较差，这种接线主要用在610千伏中性点不接千伏中性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。（1 1）工作原理）工作原理 反应电流增大而动作，其延时与通入电流的平方成反反应电流增大而动作，其延时与通入电流的平方成反比，一般可作比，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
44、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：maxLre rel opIKKKIss5.1op)2(min.1senIIKd2.2.反时限过电流保护反时限过电流保护 时间整定时间整定（配合点观念）备自投的故障点观念（配合点观念）备自投的故障点观念 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:若已知保护若已知保护2反时限过电流保护的整定参数，其反时限反时限过电流保护的整定参数，其反时限动作曲线动作曲线2。在保护。在保护1、保护、保护2反时限过电流保护重叠保护区反时限过电流保护重叠保护区内，只要在内，只要在d1处用动作延时保证
45、选择性，重叠保护区的其他处用动作延时保证选择性，重叠保护区的其他部分都能保证选择性，部分都能保证选择性，d1点叫配合点，在配合点的点叫配合点，在配合点的 为已为已知，则知，则tttQFQF21QFt2 反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合 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过电流保过电流保护的保护范围到护的保护范围到d1点，点，2QF反时限过电流保护的时间特性如反时限过电流保护的时间特性如下图中的下图中的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。在配合叫配合点。在配合点点d
46、1 tttQFQF 1 24.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，动作时优点：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。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过渡电缺点：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，由于阻时，或在最小运行方式下远处短路时，由于Id较小，保护较小，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的动作时限可能较长。因此，反时限过电流保护主要用在610千伏的网络中，作为馈线和电动机的保护。对千伏的网络中，作为馈线和电动机的保护。
47、对10千伏以千伏以上的网络，由于上述缺点一般都不采用。上的网络，由于上述缺点一般都不采用。第三节第三节 多侧电源电网相间短路的方向性电流保多侧电源电网相间短路的方向性电流保护护1、方向电流保护原理、主要组成元件及其评价、方向电流保护原理、主要组成元件及其评价2、功率方向继电器的、功率方向继电器的90接线方式。接线方式。3、方向电流保护整定计算。、方向电流保护整定计算。一、方向性电流保护的工作原理一、方向性电流保护的工作原理1.1.问题的提出问题的提出短路点：短路点：d1 d1：无法满足要求无法满足要求 要求要求 t6 t1 d2：要求：要求 t1 t6 凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路时
48、（正），保护就起动；凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路时（正），保护就起动；凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护就不起动。凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护就不起动。3.3.方向过电流保护方向过电流保护方向过电流保护方向过电流保护:增加了功率方向元件的过电流保护。增加了功率方向元件的过电流保护。即是利用功率方向元件与过电流保护配合使用的一种保护即是利用功率方向元件与过电流保护配合使用的一种保护装置。装置。其起动有两个条件：其起动有两个条件：（1 1）电流超过整定值）电流超过整定值(动作电流动作电流)（2 2）功率方向符合规定的正方向）功率方向符合规定的正方
49、向三、相间短路功率方向继电器的接线方式三、相间短路功率方向继电器的接线方式 对方向继电器的要求：对方向继电器的要求：1 1、正方向任何形式的短路，继电器都能动作；反、正方向任何形式的短路，继电器都能动作；反方向短路，继电器不动作。方向短路，继电器不动作。2 2、故障以后，加入的电流、故障以后，加入的电流 和电压和电压 尽可能大，灵尽可能大，灵敏度尽可能高。敏度尽可能高。反应相间短路的方反应相间短路的方向继电器广泛采用向继电器广泛采用9090接线。接线。所谓所谓9090接线是接线是加入的电流和电压相位加入的电流和电压相位相差相差9090的一种接线方的一种接线方式。式。三个继电器分别接三个继电器分
50、别接 、，、和和 、。.AI.BCU.BI.CAU.CI.ABU对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，极性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误动极性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误动的后果。的后果。（原则：极性对应极性；地对地）（原则：极性对应极性；地对地）9090接线方式的主要优点：接线方式的主要优点：(1)对各种两相短路没有死区。对各种两相短路没有死区。（2）适当选择内角）适当选择内角之后，对各种之后，对各种相间短路，都有能保证动作的方向相间短路，都有能保证动作的方向性；且有较高灵敏度。性；且有较高灵敏度。当当0
