繼電保護(hù)原理

1、第三章 電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù),第四節(jié) 定時限過電流保護(hù),定時限過電流保護(hù)（電流保護(hù)III段）,定時限過電流保護(hù)定義：其動作電流按躲過被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流整定，其動作時間一般按階梯原則進(jìn)行整定以實現(xiàn)過電流保護(hù)的動作選擇性，并且其動作時間與短路電流的大小無關(guān)。,思考問題：無時限電流速斷保護(hù)只能保護(hù)本線路一部分，限時電流速斷能保護(hù)本線路全長，但不能做為相鄰線路的后備保護(hù)。要想實現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)，怎么辦？,1. 工作原理,反應(yīng)電流增大

2、而動作,它要求能保護(hù)本條線路的全長和下一條線路的全長。作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)，其保護(hù)范圍應(yīng)包括下條線路或設(shè)備的末端。過電流保護(hù)在最大負(fù)荷時，保護(hù)不應(yīng)該動作。,k,2.整定計算,（1）動作電流按躲開被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自起動電流下繼電器能可靠返回進(jìn)行整定：,繼電器的動作電流：,k,（２）靈敏度校驗,近后備:,遠(yuǎn)后備:,,,對保護(hù)1的定時限電流保護(hù)，其靈敏系數(shù)為：,k,低電壓繼電器正常時（得電）常開觸點閉合，常閉觸點斷開。當(dāng)

3、電壓低于整定值時，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。,正常運行時:KV觸點打開，KA觸點打開。,最大負(fù)荷電流：KV觸點打開，KA觸點閉合。,短路時：KV觸點閉合，KA觸點閉合。,思考：當(dāng)靈敏度不滿足要求時，怎么辦？,可以采 用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。,（3） 時間整定,動作時限是按階梯原則整定的，即本線路的過電流保護(hù)動作延時應(yīng)比下一條線路的電流Ⅲ段的動作時間長一個時限階段△t:,k,4.對定時限過電流保護(hù)的評價,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，不僅

4、能作近后備，而且能作為遠(yuǎn)后備。在放射型電網(wǎng)中獲得廣泛應(yīng)用，一般在35千伏及以下網(wǎng)絡(luò)中作為主保護(hù)。,缺點：動作時間長，而且越靠近電源端其動作時限越大，對靠電源端的故障不能快速切除。,圖3-35電壓、電流聯(lián)鎖速斷保護(hù)原理接線圖,,第五節(jié) 電壓、電流聯(lián)鎖速斷保護(hù),第六節(jié) 三段式電流保護(hù)裝置,電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，限時電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路全長，但卻不能作為下一相鄰線路的后備保護(hù)，因此，必須采用定時限過電流保護(hù)作為本條線路和下一段相

5、鄰線路的后備保護(hù)。,1. 三段式電流保護(hù)： 由電流速斷保護(hù)，限時電流速斷保護(hù)及定時限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成的一整套保護(hù)。,第六節(jié) 三段式電流保護(hù)裝置,圖3-40(a) 電流Ⅲ段保護(hù)的原理接線,,第六節(jié) 三段式電流保護(hù)裝置,圖3-40（b）三段式電流保護(hù)展開接線圖,第六節(jié) 三段式電流保護(hù)裝置,圖3-40（b） 三段式電流保護(hù)展開接線圖,思考：是不是所有的線路都要裝設(shè)三段式電流保護(hù)？,什么情況下過電流保護(hù)作為主保護(hù)？,什么

6、情況下可采用兩段組成一套保護(hù)？,第六節(jié) 三段式電流保護(hù)裝置,2.三段式電流保護(hù)的保護(hù)特性及時限特性,,優(yōu)點：簡單，可靠，并且一般情況下都能較快切除故障。一般用于35千伏及以下電壓等級的單側(cè)電源電網(wǎng)中。缺點：靈敏度和保護(hù)范圍直接受系統(tǒng)運行方式和短路類型的影響，此外，它只在單側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中才有選擇性。,3.三段式電流保護(hù)的評價,4、例3-1,例3-1：在圖3-41所示的35kV單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，線路Ll和L2均裝設(shè)三段式電流保護(hù)，采用

7、兩相星形接線。已知線路WLl的正常最大工作電流為170A，電流互感器變比為300/5, 系統(tǒng)在最大運行方式及最小運行方式時，K1、K2、K3點三相短路電流值見表3-1。路Ll線路L2的過電流保護(hù)的動作時限為2s。,表3-1 例題中各點短路電流數(shù)值,,解： 1、對線路保護(hù)1進(jìn)行無時限電流速斷保護(hù)的整定計算 （1）保護(hù)1的一次側(cè)動作電流,,,,,,,（2）繼電器動作電流,（3）靈敏系數(shù)校驗1）簡化計算：,2）最小保護(hù)范圍：,,,繼

8、電器動作電流,2、線路無時限電流速斷保護(hù)：,II段保護(hù)時限,（3）靈敏系數(shù)校驗,,,(1)過流保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流：,（3）動作時限：,(2)繼電器動作電流：,3、過流保護(hù)裝置,（4）靈敏系數(shù)校驗1）近后備保護(hù)：,2)遠(yuǎn)后備保護(hù),例3-2,例題3-2 如圖3-50所示網(wǎng)絡(luò)中每條線路的斷路器上均裝有三段式電流保護(hù)。已知電源最大、最小等值阻抗為Xs.max=9Ω，Xs.min=6Ω，線路阻抗XAB=10Ω，XBC=24Ω，線路WL2過流

9、保護(hù)時限為2.5S，線路WL1最大負(fù)荷電流為150A，電流互感器采用不完全星形接線,電流互感器的變比為300/5，試計算各段保護(hù)動作電流及動作時限，校驗保護(hù)的靈敏系數(shù)，并選擇保護(hù)裝置的主要繼電器。,,,例3-2,解：（1）計算K2點、K3點最大、最小運行方式下三相短路電流K2點：,,,K3點,,,1)保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流IIop·1的計算,,,3）動作時限,,例3-2 解:1、電流保護(hù)I段整定計算,,2）繼電器動作電流

10、,4、靈敏系數(shù)校驗,2、電流保護(hù)II段整定計算,(1)II段動作電流：,(2)II段保護(hù)時限,（3）II段保護(hù)靈敏系數(shù),3.定時限電流保護(hù)(III段)整定計算,（1）III段動作電流：,,(2)III段保護(hù)靈敏度校驗：,,,近后備保護(hù),遠(yuǎn)后備保護(hù),（3）保護(hù)時限,例3-2時限特性曲線,返回,第七節(jié) 反時限特性的過電流保護(hù),1、感應(yīng)型電流繼電器,2、反限過電流保護(hù),3、接線圖,4、反時限過電流保護(hù)應(yīng)用范圍,1.感應(yīng)型電流繼電器,（1）繼電

11、器結(jié)構(gòu) GL-10感應(yīng)式電流繼電器的結(jié)構(gòu)如下圖所示由感應(yīng)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)組成，它們分別構(gòu)成反時限部和無時限部分。,,（2）工作原理 當(dāng)線圈通以交流電流I時，線圈的安匝磁勢IW在鐵芯中產(chǎn)生磁通Φ1，在鐵芯的一個分支上的短路環(huán)中的磁通Φ2不能突變，Φ2滯后于Φ1一個角度，在鋁盤產(chǎn)生Mdc，當(dāng)Mdc克服了彈簧的反轉(zhuǎn)矩Mf時，整個框架將繞軸順時針方向轉(zhuǎn)動。蝸輪蝸桿嚙合，這時稱為繼電器起動。所需的安匝數(shù)稱為繼電器的起動安匝。繼電器起動以后

12、，扇形輪隨蝸轉(zhuǎn)動而上升，扇形輪升高到一定程度時，接點閉合。,,(3) 時限特性,扇形輪在最低位置與最高位置，繼電器動作時間與電流的關(guān)系曲線如下圖所示。當(dāng)電流增大時，動作時限減少，如圖中ab部分,具有反時限特性。,,當(dāng)電流大到一定值時，鐵芯飽和，在圖上出現(xiàn)曲線1、2的平直部分，具有定時限特性。 當(dāng)電流繼續(xù)增大時，銜鐵瞬時被吸下，橫擔(dān)將接點閉合，如圖中de部分，具有速斷特性。,（1）工作原理 反應(yīng)電

13、流增大而動作，其延時與通入電流的平方成反比，一般可作6~10kV線路或電動機(jī)的保護(hù)。,,,（2）整定計算 動作電流的整定原則與定時限過電流保護(hù)相同，即,靈敏度校驗 ：,,,2.反時限過電流保護(hù),時間整定,① 兩級反時限過電流保護(hù)的配合:若已知保護(hù)2反時限過電流保護(hù)的整定參數(shù)，其反時限動作曲線2。在保護(hù)1、保護(hù)2反時限過電流保護(hù)重疊保護(hù)區(qū)內(nèi)，只要在d1處用動作延時保證選擇性，重疊保護(hù)區(qū)的其他部分都能保證選擇性，d1點叫配合

14、點，在配合點的 為已知，則,,,,② 反時限過電流保護(hù)與電源側(cè)的定時限過電流保護(hù)配合,已知1QF定時限過電流保護(hù)的整定參數(shù)，1QF過電流保護(hù)的保護(hù)范圍到d1點，2QF反時限過電流保護(hù)的時間特性如下圖中的t2QF所示。重疊保護(hù)區(qū)的末端d1叫配合點。在配合點d1,,,3. 接線圖,反時限過電流保護(hù)多用于10kV線路及電動機(jī)保護(hù)。電流互感器采用兩相星型接線，如右圖所示。,,4. 反時限過電流保護(hù)應(yīng)用范圍,優(yōu)點：在線路靠近電源處

15、短路時，短路電流大，動作時限短且保護(hù)接線簡單。缺點：時限的配合較復(fù)雜，當(dāng)短路點存在較大的過渡電阻時，或在最小運行方式下遠(yuǎn)處短路時，由于Ik較小，保護(hù)的動作時限可能較長。因此，反時限過電流保護(hù)主要用在6~10千伏的網(wǎng)絡(luò)中，作為饋線和電動機(jī)的保護(hù)。對10千伏以上的網(wǎng)絡(luò)，由于上述缺點一般都不采用。,布置作業(yè),81頁3-18題,補(bǔ)充習(xí)題：,1.在下圖所示的網(wǎng)絡(luò)中，試對線路AB進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計算。 已知線路的最大負(fù)荷電流IL

16、.max=100A，電流互感器變比為300/5，保護(hù)2的過電流保護(hù)動作時間為2.2S,母線A.B.C等處短路時流經(jīng)線路AB的三相短路電流計算值如下表所示(單位:KA),短路點 A B C最大運行方式 5.34 1.525 0.562最小運行方式 4.27 1.424 0

17、.548,2.在下圖所示網(wǎng)絡(luò)中,試對保護(hù)1進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計算。計算中取K?rel=1.3,K"rel=1.1，K"?rel=1.2，返回系數(shù)Kre=0.85,自起動系數(shù)Kss=1，線路阻抗為0.4Ω/KM。,補(bǔ)充習(xí)題：,3.在下圖所示網(wǎng)絡(luò)中,試對保護(hù)1進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計算。計算中取K?rel=1.25,K"rel=1.15，Ⅲ段可靠系數(shù)K"?rel=1.2，返回系數(shù)Kre=0.8