2011第13章电力系统继电保护tian (13-2).ppt
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1、第十三章第十三章 电力系统继电保护电力系统继电保护 13.1 13.1 继电保护的基本原理继电保护的基本原理 13.2 13.2 输电线路的继电保护输电线路的继电保护13.3 13.3 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 13.2 13.2 输电线路的继电保护输电线路的继电保护l继电保护研究方面输电保护电流保护 距离保护纵联原理的保护纵联差动保护高频保护微波保护线路保护元件保护一、相间短路的电流保护(一)电磁型电流继电器1.组成IkA来自来自TA一、相间短路的电流保护(一)电磁型电流继电器电流继电器的继电特性电流继电器的继电特性动作状态不动作电流增加方向返回系数一般为0.85微机保护为0
2、.95继电器的常开触点4闭合,继电器动作继电器返回2电气设备常用图形及文字符号参见第14章表14-1及表14-2(二)瞬时电流速断保护 电流电流 I I 段保护段保护1.单相原理接线图(二)瞬时电流速断保护 电流电流 I I 段保护段保护1.单相原理接线图(二)瞬时电流速断保护 电流电流 I I 段保护段保护1.单相原理接线图中间继电器作用:容量大,可接通跳闸线圈YR 增大保护固有动作时间 防止误动 中间继电器主要有两方面的作用:一是利用中间继电器的常开触点(容量大)代替电流继电器的的小容量触点,接通跳闸线圈;二是利用带有0.060.08s延时的中间继电器,增大保护固有动作时间,防止管式避雷器
3、放电引起速断保护误动作。(二)瞬时电流速断保护 电流电流 I I 段保护段保护2.瞬时电流速断保护的作用原理 最大运行方式最小运行方式x1.2(二)瞬时电流速断保护 电流电流 I I 段保护段保护2.瞬时电流速断保护的作用原理 l忽略电阻Rl 为系统等效电源的相电势注意一定的运行方式下,If=f(l)l1.整定:整定:原则:在保证选择性的基础上,校验灵敏性原则:在保证选择性的基础上,校验灵敏性引入一个大于引入一个大于1的可靠系数的可靠系数 (1.21.3)最大运行方式下被保护线路末端三相最大运行方式下被保护线路末端三相短路时,流过保护的最大短路电流短路时,流过保护的最大短路电流l瞬时电流速断保
4、护不能保护线路全长,且保护范围受系统运行方式和故障类型的影响 最大运行方式最小运行方式x1.2l2)灵敏度l可用其最小保护范围来衡量 l3)动作时限l优缺点l优点:简单、快速、可靠l缺点:保护范围直接受运行方式影响(三)限时电流速断保护 电流电流 II II 段保护段保护l整定原则:躲过相邻线路电流速断保护的动作电流限时电流速断保护的可靠系数 1.11.2相邻线路瞬时电流速断的动作电流l时限:为保证选择性,应与相邻线路电流I段时限相配合l一个时限阶段l一般取0.5s(三)限时电流速断保护 电流电流 II II 段保护段保护l灵敏性:为能保护本线路l1的全长,保护1的限时电流速断保护应在最小运行
5、方式下线路l1末端发生两相短路时,有足够的反应能力,这个能力常用灵敏系数Ks来衡量,即l为最小运行方式下,被保护线路末端两相金属性短路时的短路电流 注意限时电流速断的单相原理接线 与电流速断不同之处:用时间继电器KT代替了中间继电器KMKT限时电流速断的单相原理接线(四)定时限过电流保护 电流电流 III III 段保护段保护l1.单相原理接线:与限时电流速断保护相同 l2.整定原理l3.动作时限l4.灵敏度主保护电流I段保护电流II段保护后备保护电流III段保护瞬时电流速断和限时电流速断联合工作,构成了线路的主保护,可保证全线路范围内的故障都能在0.5s内予以切除。然而它们不能作相邻线路故障
6、的后备保护。(四)定时限过电流保护 电流 III 段保护l2.整定原则:按躲开最大负荷电流整定l灵敏度高l能保护本线路的全长l能保护相邻线路的全长l起远后备的作用(四)定时限过电流保护 电流 III 段保护l2.整定原则:按躲开最大负荷电流整定(四)定时限过电流保护 电流 III 段保护l3.动作时限:按阶梯原则点发生短路故障时,保护1、3、5都可能启动,最后由 5 切除(选择性)时间阶段(四)定时限过电流保护 电流 III 段保护l4.灵敏度过可作本线路全长的主保护或作近后备外,还要作为相邻线路的远后备保护#1作近后备#1作远后备(五)电流保护的接线方式l1.指电流保护中电流继电器线圈与电流
7、互感器二次绕组间的连接方式l2.两种接线方式(1)完全接线方式:三相星形接线(2)不完全接线方式:两相星形接线用于35kV及以下线路保护图用于发动机、变压器母线及110kV以上线路保护(五)电流保护的接线方式l中性点非有效接地电网中发生两相接地,采用二相星型接线可保证有2/3的机会只切除一个故障点(五)电流保护的接线方式l3.Y,d11接线变压器一侧两相短路以降压变压器侧ab两相短路为例,设 k=1(五)电流保护的接线方式l 结论:在Y,d11接线变压器后面发生两相短路时,总有一相电流是其他两相的两倍(六)阶段式电流保护三段式电流保护主保护后备保护瞬时电流速断保护(I段)限时电流速断保护(II
8、段)定时限过电流保护(III段)本线路相间短路的近后备和相邻线路的远后备保护(六)阶段式电流保护(六)阶段式电流保护l电网末端:可用二段式主保护后备保护瞬时电流速断保护(I段)定时限过电流保护(III段)一、相间短路的电流保护二、相间短路的方向性电流保护 l(一)方向性电流保护的工作原理点接地故障,#3,#4切除 如:则#2的 I 段误动则#2的 III 段误动电流保护对双侧电源不适用,应增设一个方向闭锁元件,构成方向电源保护点接地故障,#1,#2切除 如:则#3的 I 段误动则#3的 III 段误动二、相间短路的方向性电流保护(一)方向性电流保护的工作原理l线路功率正方向的规定:功率从母线流
9、向线路,为正方向功率从线路流向母线,为负方向(一)方向性电流保护的工作原理l线路功率正 功率从母线流向线路,为正方向 方向的规定 功率从线路流向母线,为负方向l方向过电流保护接线l组成l方向元件KPl电流元件KAl时间元件KT(一)方向性电流保护的工作原理1、3、5 由 供给2、4、6 由 供给(二)功率方向继电器的工作原理 反方向短路工作原理 判断功率方向正方向短路(二)功率方向继电器的工作原理实际应用中,和 要经电压、电流形成回路变换为 和动作条件:继电器的内角(二)功率方向继电器的工作原理l当母线出口附近发生三相短路时,母线电压将大幅度下降,功率方向继电器就不能正确动作 “死区”(最小动
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