继电保护原理电网的差动保护课件.ppt
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- 保护 原理 电网 差动 课件
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1、继电保护原理继电保护原理中国电力出版社第七章第七章 电网的差动保护电网的差动保护 第一节第一节 电网的纵联差动保护电网的纵联差动保护第二节第二节 平行线路横联差动方向保护平行线路横联差动方向保护中国电力出版社l基本要求基本要求: :1 1、掌握纵联差动保护的工作原理及其特点掌握纵联差动保护的工作原理及其特点2 2、理解不平衡电流的概念、理解不平衡电流的概念3 3、掌握横联差动方向保护的工作原理、接线掌握横联差动方向保护的工作原理、接线及整定计算,理解相继动作区和死区及整定计算,理解相继动作区和死区第七章第七章 电网的差动保护电网的差动保护 中国电力出版社第一节第一节 电网的纵联差动保护电网的纵
2、联差动保护 电流、电压和距离保护在动作值整定上必须与相电流、电压和距离保护在动作值整定上必须与相邻元件相配合才能满足动作的选择性,不能实现全线邻元件相配合才能满足动作的选择性,不能实现全线瞬时切除故障。这就不能满足高压输电线路系统稳定瞬时切除故障。这就不能满足高压输电线路系统稳定的要求。如何保证瞬时切除高压输电线路故障?的要求。如何保证瞬时切除高压输电线路故障?解决办法解决办法:采用线路纵联差动保护采用线路纵联差动保护 带辅助导线的线路纵联差动保护是利用比较被保护线路两带辅助导线的线路纵联差动保护是利用比较被保护线路两端(侧)电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的。端(侧)电流的大小和相位
3、的原理来构成输电线路保护的。不反应相邻线路故障,不需要在时间上与相邻线路保护相不反应相邻线路故障,不需要在时间上与相邻线路保护相配合,所以当在被保护范围内任一点发生故障时,它都能配合,所以当在被保护范围内任一点发生故障时,它都能瞬时切除故障。瞬时切除故障。 中国电力出版社 221rIIIIIITAIIIIIK 电网的纵联差动保护反应被保护电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的大小和相位,保线路首末两端电流的大小和相位,保护整条线路,全线速动。纵联差动保护整条线路,全线速动。纵联差动保护原理接线如图护原理接线如图7-17-1所示。所示。 电流互感器采用环流法接线。电流互感器采用环流法接线
4、。流入继电器的电流为两个电流互流入继电器的电流为两个电流互感器二次电流的差。即感器二次电流的差。即2II2II2IIIIIIII2II中国电力出版社流入差回路的电流流入差回路的电流 正常运行和外部短路:正常运行和外部短路:流入差动继电器流入差动继电器KDKD中的中的电流为:电流为: 实际上,差动回路中还有一实际上,差动回路中还有一个不平衡电流个不平衡电流I Iunbunb。差动继电器。差动继电器KDKD的起动电流是按大于不平衡电的起动电流是按大于不平衡电流整定的,所以,在被保护线路流整定的,所以,在被保护线路正常及外部故障时差动保护不会正常及外部故障时差动保护不会动作。动作。 2210rIII
5、IIITAIIIIIK2II2II2I IIIIIII2II2II2II2IIIIIIII2IIK中国电力出版社内部短路:内部短路:流入差动保护回路的电流为流入差动保护回路的电流为 被保护线路内部故障时,流入差回路被保护线路内部故障时,流入差回路的电流远大于差动继电器的起动电流,差的电流远大于差动继电器的起动电流,差动继电器动作,瞬时发出跳闸脉冲,断开动继电器动作,瞬时发出跳闸脉冲,断开线路两侧断路器。线路两侧断路器。 结论:结论:1 1、差动保护灵敏度很高、差动保护灵敏度很高 2 2、保护范围稳定、保护范围稳定 3 3、可以实现全线速动、可以实现全线速动 4 4、不能作相邻元件的后备保护、不
6、能作相邻元件的后备保护 TAKTAIITAIIIIrKIKIKIIII22中国电力出版社二、纵联差动保护的不平衡电流二、纵联差动保护的不平衡电流 1 1稳态情况下的不平衡电流稳态情况下的不平衡电流 该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流之差。差动该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流之差。差动回路中产生不平衡电流最大值为回路中产生不平衡电流最大值为 式中式中: Kerr一电流互感器一电流互感器 10误差;误差; Kst电流互感器的同型系数,两侧电流互感器为同电流互感器的同型系数,两侧电流互感器为同型号时,取型号时,取0.5,否则取,否则取l; Ikmax被保护线路外部短路时,流过保护线路的最被保护
7、线路外部短路时,流过保护线路的最大短路电流。大短路电流。TAKsterrunbKIKKImaxmax中国电力出版社2 2暂态不平衡电流暂态不平衡电流 暂态过程中,短路电流含有按指数规律衰减的非周期暂态过程中,短路电流含有按指数规律衰减的非周期分量,非周期分量大部分是变化缓慢的直流分量,很难传分量,非周期分量大部分是变化缓慢的直流分量,很难传变到二次侧。大部分成为励磁电流,在铁芯中产生非周期变到二次侧。大部分成为励磁电流,在铁芯中产生非周期分量磁通,使铁芯严重饱和,因此需要考虑在外部短路时分量磁通,使铁芯严重饱和,因此需要考虑在外部短路时暂态过程中差动回路中出现的不平衡电流暂态过程中差动回路中出
8、现的不平衡电流, ,其最大值为其最大值为式中式中K Knpnp非周期分量的影响系数,在接有速饱和变流器非周期分量的影响系数,在接有速饱和变流器时,取为时,取为1 1,否则取为,否则取为1.51.5 2 2。 maxmaxunberrstnpkIKKKI中国电力出版社2 2暂态不平衡电流暂态不平衡电流tIunb0t0 ik图7-4(a)短路电流的变化 图7-4(b)不平衡电流的变化中国电力出版社 三、纵联差动保护的整定计算三、纵联差动保护的整定计算 差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定:电流整定: 为防止电流互感器二次断线差动保护误
9、动,按躲开电为防止电流互感器二次断线差动保护误动,按躲开电流互感器二次断线整定:流互感器二次断线整定: 灵敏度校验:灵敏度校验:TAKnpsterrrelopKIKKKKImaxTALrelopKIKImax25 . 1minopKsenIIK中国电力出版社四、纵联差动保护的评价四、纵联差动保护的评价 优点:优点:全线速动,不受过负荷及系统振荡的影响,全线速动,不受过负荷及系统振荡的影响,灵敏度较高。灵敏度较高。 缺点:缺点:需敷设与被保护线路等长的辅助导线,且要求需敷设与被保护线路等长的辅助导线,且要求电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器1010的误差
10、。这在经济上,技术上都难以实现。的误差。这在经济上,技术上都难以实现。 需装设辅助导线断线与短路的监视装置,辅助导需装设辅助导线断线与短路的监视装置,辅助导线断线应将纵联差动保护闭锁。线断线应将纵联差动保护闭锁。 在输电线路中,只有用其它保护不能满足要求的在输电线路中,只有用其它保护不能满足要求的短线路(一般不超过短线路(一般不超过5 57km 7km 线路)才采用。线路)才采用。 应用:应用:中国电力出版社 一、横联差动方向保护的工作原理一、横联差动方向保护的工作原理 横差方向保护:是用于平行线路的保护装置,它装设于横差方向保护:是用于平行线路的保护装置,它装设于平行线路的两侧。其保护范围为
11、双回线的全长。横差方向保平行线路的两侧。其保护范围为双回线的全长。横差方向保护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向,有选择性护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向,有选择性地瞬时切除故障线路。地瞬时切除故障线路。中国电力出版社1、正常运行及外部短路时、正常运行及外部短路时2KI1KIG1KA2KA1TA2TA3TA4TA1QF2QF3QF4QF1WL2WL图7-6(a)在正常运行或外部短路时,线路在正常运行或外部短路时,线路1WL和和2WL流过相同电流过相同电流,流,1KA和和2KA流过不平衡电流流过不平衡电流Iunb或最大不平衡电流或最大不平衡电流Iunb.max,整定电流继电器,整
12、定电流继电器1KA和和2KA的动作电流的动作电流Iop.rIunb.max,则保护装置不会误动作。则保护装置不会误动作。中国电力出版社2、内部故障2KI1KIG1KA2KA1TA2TA3TA4TA1QF2QF3QF4QFWL1WL2K2KI(1)设线路设线路WL1内部发生故障,则通过线路内部发生故障,则通过线路WL1、WL2短短路电流路电流IK1、IK2的大小与他们由母线的大小与他们由母线M到故障点之间阻抗到故障点之间阻抗值成反比。显然值成反比。显然IK1IK2,流入继电器,流入继电器1KA、2KA中电流中电流分别为:分别为:11211rKKopTAIIIIK22212rKopTAIIIK1K
13、A、2KA动作,使断路动作,使断路器器1QF、3QF跳闸,切除故跳闸,切除故障线路障线路WL1。MN图7-6(b)中国电力出版社2、内部故障、内部故障(2)设线路设线路WL2内部发生故障,则通过线路内部发生故障,则通过线路WL1、WL2短路电短路电流流IK1、IK2的大小与他们由母线的大小与他们由母线M到故障点之间阻抗值成反比。到故障点之间阻抗值成反比。显然显然IK2IK1,流入继电器,流入继电器1KA、2KA中电流分别为:中电流分别为:12111rKKopTAIIIIK21212rKopTAIIIK2KI1KIG1KA2KA1TA2TA3TA4TA1QF2QF3QF4QFWL1WL2KMN1
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