第三章-电流保护课件.ppt

1、2022-11-11电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理 主讲教师主讲教师:焦彦军焦彦军华北电力大学电自教研室华北电力大学电自教研室2022-11-11第三章第三章 电网的电流保护电网的电流保护 3-13-1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3-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护3-3 3-3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护方向保护3-4 3-4 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护2022-11-11电力网电力网输电

2、网输电网配电网配电网高压高压中压中压低压低压35kV110kV35kV110kV或更高或更高620kV620kV380/220V380/220V220kV220kV及以上及以上2022-11-11（1 1）中性点直接接地电网（）中性点直接接地电网（110kV110kV及以上）及以上）按变压器中性点接地方式不同，输电网可分为：按变压器中性点接地方式不同，输电网可分为：（2 2）中性点非直接接地电网）中性点非直接接地电网中性点不接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点经电阻接地中性点经电阻接地2022-11-113-13-1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

3、电流保护QF1QF2QF31.1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征单侧电源网络相间短路时电流量值特征E1mI2mI3mIABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1k2k3k1k点短路时点短路时2k点短路时点短路时3k点短路时点短路时kBCABSmmmxxxxEKIII321kABSmmxxxEKII2103mIkSmxxEKI 1032mmIIkxkxkx 2022-11-113-13-1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QF1QF2QF31.1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征单侧电源网络相间短路时电流量值特征E1mI2mI3mIABC1xlxABAB1xlx

4、BCBCSx1k2k3kkxkxkx 短路点距离电源越近，则短路电流越大。短路点距离电源越近，则短路电流越大。短路电流的大小和故障类型有关。短路电流的大小和故障类型有关。K短路类型系数，三相短路时取短路类型系数，三相短路时取1，两相短路时取，两相短路时取232022-11-113-13-1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QF1QF2QF31.1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征单侧电源网络相间短路时电流量值特征E1mI2mI3mIABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1k2k3kkxkxkx 短路电流和系统阻抗的大小有关。短路电流和系统阻抗的大小有关。min.

5、Sx系统最小运行方式系统最小运行方式系统最大运行方式系统最大运行方式Sxmax.Sx2022-11-113-13-1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QF1QF2QF31.1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征单侧电源网络相间短路时电流量值特征E1mI2mI3mIABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1kmax.1kImin.1kIl1mIokSkxxEImin.max.1kxkSkxxEImax.min.1232022-11-113-13-1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QF1QF2QF31.1.单侧电源网络相间短路时电流量值特征单

6、侧电源网络相间短路时电流量值特征E1mI2mI3mIABC1xlxABAB1xlxBCBCSx（某）（某）保护的最大运行方式保护的最大运行方式（某）（某）保护的最小运行方式保护的最小运行方式流过（某）保护短路电流最大的方式流过（某）保护短路电流最大的方式流过（某）保护短路电流最小的方式流过（某）保护短路电流最小的方式一般不考虑故障类型一般不考虑故障类型2022-11-11【举例】分析保护【举例】分析保护1 1、保护、保护2 2的最大、最小运行方式的最大、最小运行方式QF1QF2QF3EABC【举例】分析保护【举例】分析保护1 1、保护、保护2 2、保护、保护3 3的最大、最小运行的最大、最小运

7、行 方式方式QF1QF2QF3QF5QF62022-11-112 2电流速断保护电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1k2kIsetAIIIsetBIIIsetCII1保护跳闸保护跳闸2022-11-112 2电流速断保护电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1kl1mIo2kkBIIsetIIsetI应大于应大于kBI1k点短路与点短路与 点短路时的电流很接近点短路时的电流很接

8、近2k1mI2022-11-112 2电流速断保护电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSx1kmax.kBImin.kBIl1mIo2kIsetI1.max.1.kBIrelIsetIKI3.125.1IrelK2022-11-112 2电流速断保护电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxl1mIoIsetI1.maxlminlABsIsetxpxEIminmax.1.23要求%)20

9、%15(minp2022-11-112 2电流速断保护电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxl1mIoIsetI1.IsetI2.max.2.kCIrelIsetIKI2022-11-113 3限时电流速断保护限时电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSx要求：1.任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性。2.在满足要求1的前提下，力求动作时限最小。2022-11-113 3限时电

10、流速断保护限时电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxl1mIoIsetI1.IsetI2.IIsetI1.IsetIIrelIIsetIKI2.1.2.11.1IIrelK2022-11-113 3限时电流速断保护限时电流速断保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxIIsetAIIIIsetBIIIIsetCII1保护跳闸保护跳闸0IIt2022-11-113 3限时电流速断保护限时电流速断

11、保护3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxsttttIII5.021IIsetBksenIIK1.min.5.13.1senK一般要求一般要求当满足要求时当满足要求时 若灵敏系数校验不满足要求，应与下一线路的限时电若灵敏系数校验不满足要求，应与下一线路的限时电流速断保护相配合。流速断保护相配合。IIsetIIrelIIsetIKI21.tttIIII212022-11-11（4 4）电流速断保护与限时电流速断保护共同使用，使得线路）电流速断保护与限时电流速断保护共同使用，使得线路 发生故障时，能在较

12、短时间内切除故障。发生故障时，能在较短时间内切除故障。关于电流速断保护和限时电流速断保护的评述：关于电流速断保护和限时电流速断保护的评述：（2 2）电流速断保护没有人为延时，以牺牲保护范围提高保）电流速断保护没有人为延时，以牺牲保护范围提高保 护的快速性。护的快速性。（1 1）电流速断保护不能保护线路全长。）电流速断保护不能保护线路全长。（3 3）限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长。但必须）限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长。但必须 带一定的延时，以保证选择性。带一定的延时，以保证选择性。电流速断保护（简称电流速断保护（简称I I段）段）限时电流速断保护（简称限时电流速断保护（简称

13、IIII段）段）主保护主保护2022-11-114 4定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）段）3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxMQF4QF5max.ABLImax.BCLI定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）的作用：段）的作用：（1 1）做本线路主保护的后备保护）做本线路主保护的后备保护近后备。近后备。（2 2）做相邻线路保护的后备保护）做相邻线路保护的后备保护远后备。远后备。（3 3）有时也可作为主保护单独应用。）有时也可作为主保护单独应用。2022-11-1

14、14 4定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）段）3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxMQF4QF5max.ABLImax.BCLImax.LreSSIIIrelrereIIIsetIKKKKII（1 1）在最大负荷电流作用下，保护不动作。）在最大负荷电流作用下，保护不动作。（2 2）在外部故障切除，电压恢复，电动机）在外部故障切除，电压恢复，电动机 自启动过程中，保护不动作。自启动过程中，保护不动作。（3 3）外部故障切除后，保护可靠返回。）外部故障切除后，保护可靠返回。2022-

15、11-114 4定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）段）3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxMQF4QF5max.ABLImax.BCLI灵敏系数校验：灵敏系数校验：IIIsetkBIIIsenIIK1.min.1.（近）IIIsetkCIIIsenIIK1.min.1.（远）要求1.31.5要求1.22022-11-114 4定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）段）3-13-1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QF1QF2QF3EABC1

16、xlxABAB1xlxBCBCSxMQF4QF5max.ABLImax.BCLI各保护在灵敏系数方面应相互配合各保护在灵敏系数方面应相互配合IIIsenIIIsenIIIsenKKK3.2.1.自然满足的。自然满足的。2022-11-114 4定时限过电流保护（定时限过电流保护（IIIIII段）段）3-13-1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QF1QF2QF3EABC1xlxABAB1xlxBCBCSxMQF4QF5max.ABLImax.BCLI动作时间：动作时间：阶梯原则阶梯原则tttttIIIIIIIII421,maxtttttIIIIIIIII532,max

17、2022-11-11【举例】阶段式电流保护的配置QF1QF2QF3EABCMQF4IIIIs0IIs0IIIIs 5.0IIIIs 7.0IIs0IIIs 5.0IIIIs 2.1IIIt3It2It1IIIt2IIt1tloIIIt4IIIt12022-11-11【举例】阶段式电流保护的配置QF1QF2EABMSxlxTxl1mIoIsetI1.保护范围超过线路全长且深入变压器内部（这是特例）IIIIIIs0IIIt12022-11-11【举例】计算保护1三段定值（，QF1QF2QF3kV35ABC10ABx 24BCx8max.SxAIABL170max.6min.Sx1SSKstIII2

18、.123.1IrelK1.1IIrelK15.1IIIrelK）解：（解：（1 1）计算保护）计算保护1 1的电流速断保护定值的电流速断保护定值kAIIset736.11063/373.11.校验最小保护范围：校验最小保护范围：1083/3723736.1minp%6.26minp2022-11-11QF1QF2QF3kV35ABC10ABx 24BCx8max.SxAIABL170max.6min.SxstIII2.12解：（解：（2 2）计算保护）计算保护1 1的限时电流速断保护定值的限时电流速断保护定值kAIIset694.0241063/373.12.kAIKIIsetIIrelIIs

19、et764069401121.3.135.1764.0028.11.min.1.IIsetkBIIsenIIKstttIII5021.kAIkB028.11083/3723min.2022-11-11QF1QF2QF3kV35ABC10ABx 24BCx8max.SxAIABL170max.6min.SxstIII2.12解：（解：（3 3）计算保护）计算保护1 1的定时限过电流保护定值的定时限过电流保护定值AIKKKILreSSIIIrelIIIset299170850311511.max.5.14.32991000028.11.min.1.IIIsetkBIIIsenIIKkAIkC44.

20、0241083/3723min.214712991000440121.min.IIIsetkIIIsenIIKstttIIIIII3212022-11-115 5电流保护的接线方式电流保护的接线方式3-13-1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QF1QF2QF3EABCIAIBICIAICIB（1 1）三相星形接线）三相星形接线（2 2）两相星形接线）两相星形接线（3 3）两相星形三继电器接线）两相星形三继电器接线2022-11-115 5电流保护的接线方式电流保护的接线方式3-13-1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QF1QF2QF3EA

21、BCIAIBICIAICIBTAn1I2ITAnII12TAsetopnII继电器的动作电流继电器的动作电流2022-11-11【分析】三相星形接线和两相星形接线方式的性能（1）发生各种相间短路时，两种接线方式均能正确反应，对于不同的 故障类型，动作的继电器个数可能不同。（2）中性点直接接地系统单相接地短路时，三相星形接线可反应各 种单相接地故障，两相(AC)星形接线不能反应B相接地故障。QF1QF2QF3ABCIAIBICIAIC2022-11-11两相星形接线：有2/3的机会有选择地切除BC线路三相星形接线：100%有选择地切除BC线路（3 3）中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路）中

22、性点非直接接地系统中的异地两点接地短路情形1：串联线路上发生不同线路不同相两点接地 希望只切除BC线路2022-11-1121tt（3 3）中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路）中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路情形2：放射形线路上发生不同线路不同相两点接地 希望任意切除一条线路三相星形接线：同时切除两条线路两相星形接线：有2/3的机会仅切除一条线路2022-11-11（4）对于）对于Yd11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路QF1QF2ACBQF311,dY)2(kYAIYBIYCIAIBICIIII1:1TnYWW13WWYWIWIYYAYAII31YBII31YC

23、II31同理同理2022-11-11YAIYBIYCIAIBICIIII1:1TnYWWYAII31YBII31YCII31)(31YBYAAIII)(31YCYBBIII)(31YAYCCIII2022-11-11YAIYBIYCIAIBICIIII1:1TnYWW)(31YBYAAIII)(31YCYBBIII)(31YAYCCIII补充：补充：0YCYBYAIII)(31CAYAIII)(31ABYBIII)(31BCYCIII2022-11-11（4）对于）对于Yd11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路QF1QF2ACBQF311,dY)2(k)(31CAYAIII)(3

24、1ABYBIII)(31BCYCIIIAB两相短路两相短路BAII0CIAYAII31BYBII32BYCII31结论：两相星形接线比三相星形接线的灵敏度降低一半2022-11-11（4）对于）对于Yd11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路QF1QF2ACBQF311,dY)2(k)(31CAYAIII)(31ABYBIII)(31BCYCIIIAB两相短路两相短路BAII0CIAYAII31BYBII32BYCII31解决办法：采用两相星形接线三继电器接线方式2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF

25、3QF4ABCEEAxCxABxBCx1 1问题引出问题引出QF5QF6QF7QF8正方向的规定：远离母线指向被保护线路的方向。正方向的规定：远离母线指向被保护线路的方向。当某点发生短路时，若短路后的功率方向与规定正当某点发生短路时，若短路后的功率方向与规定正方向一致，则称正方向短路；否则，称反方向短路。方向一致，则称正方向短路；否则，称反方向短路。kk保护保护1、2、4为正方短路为正方短路其余均为反方向短路其余均为反方向短路点短路时点短路时2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEEAxCxABxB

26、Cx1 1问题引出问题引出QF5QF6QF7QF8具有配合关系的保护识别：在被配合的保护前方短具有配合关系的保护识别：在被配合的保护前方短路时，均为正方向，且流过相同的电流或流过的电路时，均为正方向，且流过相同的电流或流过的电流是其中的一部分。流是其中的一部分。保护保护1需和需和保护保护3、保护、保护6、保护、保护7配合。配合。保护保护4需和需和保护保护2、保护、保护6、保护、保护7配合。配合。2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEEAxCxABxBCx1 1问题引出问题引出QF5QF6QF7QF

27、8按按3-13-1所述原则进行保护定值整定，具有配合关系的所述原则进行保护定值整定，具有配合关系的保护的选择性是能保证的。保护的选择性是能保证的。kk点短路时点短路时保护保护4不会失去选择性不会失去选择性保护保护3？2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEEAxCxABxBCx1 1问题引出问题引出kABBCCIrelkAIrelIsetxxxEKIKImin.max.2.ABBCAIrelkCIrelIsetxxxEKIKImin.max.3.BCCkkxxEIImin.3.2.IsetkII2.

28、2.动作动作正确正确IsetkII3.3.动作动作误动误动2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEEAxCxABxBCx1 1问题引出问题引出QF5QF6QF7QF8tttIIIIII52tttIIIIII83若若IIIIIItt32则保护则保护3 3的定时限过电流保护也的定时限过电流保护也可能误动。可能误动。2022-11-11可能误动的保护都是那些处于反方向处的保护。可能误动的保护都是那些处于反方向处的保护。setAII&1保护跳闸保护跳闸GAsetBII&GBsetCII&GC2022-11-

29、113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEE2 2功率方向继电器的工作原理功率方向继电器的工作原理)3(kmU2mI3mIAUBUCUAI2BI2CI2kkmmmIUarg2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEE2 2功率方向继电器的工作原理功率方向继电器的工作原理)3(kmU2mI3mI180argkmmmIUAUBUCUAI3BI3CI3k2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网

30、络相间短路的方向性电流保护QF1QF2QF3QF4ABCEE2 2功率方向继电器的工作原理功率方向继电器的工作原理)3(kmU2mI3mI+1+jk90arg90kmmkIU动作特性动作特性动作方程动作方程2022-11-11mUmIGGAGBGCAUBUCUAIBICI接线的功率方向继电器接线的功率方向继电器0接线方式接线方式+1+jsen动作特性动作特性90arg90senmmsenIU动作方程动作方程0)cos(senmmIU或或动作方程动作方程2022-11-11接线的功率方向继电器的问题接线的功率方向继电器的问题0QF1QF2QF3QF4ABCEEkmU2mI3mI当保护的出口附近发

31、生接地短路时，当保护的出口附近发生接地短路时，很小，造很小，造成功率方向继电器不能动作。成功率方向继电器不能动作。称功率方向继电称功率方向继电器存在保护器存在保护“死区死区”。mU接线的功率方向继电器在线路保护中很少采接线的功率方向继电器在线路保护中很少采用用02022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护3 3 接线的功率方向继电器接线的功率方向继电器90mUmIGGAGBGCBCUCAUABUAIBICI接线方式接线方式AUBUCUAIBICIBCUABUCAU2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧

32、电源网络相间短路的方向性电流保护3 3 接线的功率方向继电器接线的功率方向继电器90QF1QF2QF3QF4ABCEE）（3kmU2mI3mIAUBUCUAI2BI2CI2kmmmIUargBCU90k2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护3 3 接线的功率方向继电器接线的功率方向继电器90QF1QF2QF3QF4ABCEE）（3kmU2mI3mIkmmkIUarg180动作特性动作特性动作方程动作方程+1+j90k2022-11-11 接线的功率方向继电器接线的功率方向继电器90mUmIGGAGBGCBCUCAUABUAIBI

33、CI接线方式接线方式+1+jsen动作特性动作特性90arg90senmmsenIU0)cos(senmmIU或或动作方程动作方程2022-11-11（1）正方向三相对称短路AUBUCUAIBICIk取值范围：BCU90kmCmBmA90ksen900k090sen取值范围分析】sen【2022-11-11（2）正方向BC两相短路AEBECEBICIKWACBkZSZkCAUABU出口：0kZAAUEBECEBkBUUCkCUUBICIBCEk0AI90kmCmB900k取值范围：090sen2022-11-11（2）正方向BC两相短路AEBECEBICIKWACBkZSZkCAUABU远处：

34、SkZZ AAUEBBUECCUEkBUkCUBICIBCEk0AI120kmB900k取值范围：30-60sen60kmC2022-11-11取值范围分析】sen【为保证正方向发生各种相间短路时，功率方向继电器都能动作，其最大灵敏角的取值范围为：900k30-60sen结论：当结论：当有时，会给出继电器的内角有时，会给出继电器的内角sen一般情况，提供两个内角值供选择：一般情况，提供两个内角值供选择：4530 或2022-11-1195.0cos【举例】【举例】图示双侧电源供电系统，图示双侧电源供电系统，M M侧为送电侧，侧为送电侧，N N侧为受电侧为受电侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率

35、方向继电器的状态。侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率方向继电器的状态。已知：已知：45QF1QF2MN2mI1mIAUBUCUAIBICIBCU45135-m动作方程动作方程所以所以8.71mCmBmA2.18送电侧功率方向继电器处于动作状态送电侧功率方向继电器处于动作状态2022-11-1195.0cos【举例】【举例】图示双侧电源供电系统，图示双侧电源供电系统，M M侧为送电侧，侧为送电侧，N N侧为受电侧为受电侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率方向继电器的状态。侧，分析正常运行条件下，线路两侧功率方向继电器的状态。已知：已知：45QF1QF2MN2mI1mI45135-m动作方程动作

36、方程所以所以2.108mCmBmA2.18受电侧功率方向继电器处于不动作状态受电侧功率方向继电器处于不动作状态AUBUCUAIBICIBCU2022-11-11【分析】【分析】功率方向继电器的按相起动功率方向继电器的按相起动setAII&1保护保护跳闸跳闸GAsetBII&GBsetCII&GCsetAII 1保护保护跳闸跳闸GAsetBII&GBsetCII GC12022-11-11【分析】【分析】功率方向继电器的使用功率方向继电器的使用setAII&1保护保护跳闸跳闸GAsetBII&GBsetCII&GC+1+1+12022-11-11【分析】【分析】功率方向继电器的使用功率方向继电器

37、的使用kIlIEIIE判断保护1、2的电流速断保护是否需经方向元件闭锁。k1k2反方向短路不会误动，无需方向元件IsetI1.IsetI2.反方向短路会误动，需投方向元件1Sx2Sx21SSxx2022-11-11【分析】【分析】功率方向继电器的使用功率方向继电器的使用kIlIEIIE若保护1、2的电流速断保护都不经方向元件闭锁。IsetI1.IsetI2.1Sx2Sxmax.2lIsetI2.max.2l2022-11-113-23-2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护4 4方向性电流保护的整定计算方向性电流保护的整定计算基本思路：基本思路：（1 1）假

38、设各电流保护都经方向元件闭锁，因此）假设各电流保护都经方向元件闭锁，因此其整定原则和其整定原则和3-13-1所述完全相同。所述完全相同。（2 2）判断哪些保护可不经方向元件闭锁。）判断哪些保护可不经方向元件闭锁。和单侧电源线路的电流保护相比，主要的不和单侧电源线路的电流保护相比，主要的不同点在于分支线路或分支电源对定值的影响。同点在于分支线路或分支电源对定值的影响。2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBx解：（1）计算保护1的电流速断保护定值ABAIrelkBIrelIsetxxEKIKImin.max.1.ABAIsetxpxEIm

39、inmax.1.23minp2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBx解：（2）计算保护1的限时电流速断保护定值BCBABAIrelkCIrelIsetxxxxEKIKImin.min.max.3./)(IsetIIrelIIsetIKI3.1.2022-11-11BCIABIIIsetI1.IsetI2.QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBxkIl整定配合点【定义】分支系【定义】分支系数数流过被整定保护的电流通过被配合保护的电流bkkBCIABIABBCbIIk 大于大于1.系统系统B为助增电源为助增电源2022-11-

40、11QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBx分支系数计算分支系数计算kBCIABIBABABBCABxxxxIIBABAABBCbxxxIIk1max.min.min.1BABAbxxxkmin.max.max.1BABAbxxxk2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBx解：（2）计算保护1的限时电流速断保护定值BCBABAIrelkCIrelIsetxxxxEKIKImin.min.max.3./)(min.3.1./bIsetIIrelIIsetkIKIIIsetABAsenIxxEk1.max.23满足要求时stII

41、5.012022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF4ABCEAxABxBCxBx解：（3）计算保护1的定时限过电流保护定值max.1.LreSSIIIrelIIIrelIIIsetIKKKKIIIIsetABAsenIxxEk1.max./23（近）max.LIIIIsetbBCBABAsenIkxxxxEk1.max.max.max./)(23（远）时间按阶梯原则确定2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF6ABCEAxABxBCx解：（1）计算保护1的电流速断保护定值ABAIrelkBIrelIsetxxEKIKImin.max.1

42、.ABAIsetxpxEIminmax.1.23minpQF4QF5BCx2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF6ABCEAxABxBCx解：（2）计算保护1的限时电流速断保护定值QF4QF5BCxBCABAIrelIsetxxxEKImin.2.BCBCBCIsetIIrelbIsetIIrelIIsetxxxIKkIKI2.min.2.1./和保护2的电流速断保护配合此种情况下1bkBC的一回线路成为另一回线路的外汲支路2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF6ABCEAxABxBCxQF4QF5BCxABIIIsetI1.BC

43、IIsetI2.kIl整定配合点ABIBCI2022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF6ABCEAxABxBCxQF4QF5BCxBCABAIrelIsetxxxEKImin.4.BCBCBCIsetIIrelbIsetIIrelIIsetxxxIKkIKI4.min.4.1./和保护4的电流速断保护配合取二者中的较大值作为保护的定值取二者中的较大值作为保护的定值IIsetABAsenIxxEk1.max.23满足要求时stII5.012022-11-11【举例】对保护1进行整定计算QF1QF2QF3QF6ABCEAxABxBCx解：（3）计算保护1的定时限过电流保

44、护定值QF4QF5BCxmax.1.LreSSIIIrelIIIrelIIIsetIKKKKIIIIsetABAsenIxxEk1.max./23（近）IIIsetBCBCABAsenIxxxxEk1.max./)max(23，（远）时间按阶梯原则确定max.LI2022-11-11【思考】【思考】考虑各保护的定值计算考虑各保护的定值计算QF1QF2QF3QF4ABCEAxBxABxBCxQF6QF7QF8BCx2022-11-113-3 3-3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流中性点直接接地电网中接地短路的零序电流 及方向保护及方向保护110kV110kV及以上电压等级的电网及以上电压

45、等级的电网中性点直接接地中性点直接接地3/10XX中性点直接接地电网中性点直接接地电网又称为又称为“大电流接地系统大电流接地系统”单相接地短路单相接地短路两相接地短路两相接地短路一相断线一相断线两相断线两相断线零序电流零序电流（电压）（电压）相间短路相间短路正常运行正常运行系统振荡系统振荡无零序无零序分量分量80%80%以上以上2022-11-11变压器中性点直接接地变压器中性点直接接地并不意味所有变压器中性点接地。并不意味所有变压器中性点接地。v 应使电力系统中变压器的中性点接地数目和位置尽可能保应使电力系统中变压器的中性点接地数目和位置尽可能保持不变。持不变。v 不使变压器承受危险的过电压

46、。不使变压器承受危险的过电压。QF1QF2QF3QF4ABC1TZ0.ABZ1T2TZ2T3T3TZ0.BCZ2022-11-113-3 3-3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流中性点直接接地电网中接地短路的零序电流 及方向保护及方向保护1.1.不对称接地短路时零序分量的特点不对称接地短路时零序分量的特点0kU0AU0BUQF1QF2QF3QF4ABC0.1TZ0.ABZ1T0.2TZ2Tkk0U0AB.Z0AB.Z 01T.Z02T.ZAB0.1I0.2I0.3I2022-11-11（1 1）保护测量到的零序电压和零序电流）保护测量到的零序电压和零序电流QF1QF2QF3QF4ABC0

47、.1TZ0.ABZ1T0.2TZ2T03UNaUbUcU03I测量方式测量方式cbaUUUU03cbaIIII03自产方式自产方式2022-11-110kU0AU0BUQF1QF2QF3QF4ABC0.1TZ0.ABZ1T0.2TZ2Tkk0U0AB.Z0AB.Z 01T.Z02T.ZAB0.1I0.2I0.3I（2 2）故障点的零序电压最高，中性点零序电压为）故障点的零序电压最高，中性点零序电压为0.0.2022-11-11QF1QF2QF3QF4ABC0.1TZ0.ABZ1T0.2TZ2Tkk0U0AB.Z0AB.Z 0.1TZ0.2TZAB0.1I0.2I0.3I（3 3）零序电压和零序

48、电流的相量关系）零序电压和零序电流的相量关系0.10.10.33TAZIU0.20.20.33TBZIU0.20.30.33TBZIU0.AU0.1I0.BU0.2I0.3I2022-11-11QF1QF2QF3QF4ABC0.1TZ0.ABZ1T0.2TZ2Tk（4 4）零序电流的大小与系统运行方式、故障类型、故）零序电流的大小与系统运行方式、故障类型、故障点位置有关。零序电流的分布只和零序网路有关。障点位置有关。零序电流的分布只和零序网路有关。21ZZ010.233ZZEIk设设单相接地短路时单相接地短路时两相接地短路时两相接地短路时010.233ZZEIk1.1121ABTSZZZZZ)

49、/()(20.0.10TABABTZZZZZ 2022-11-11k0U0AB.Z0AB.Z 0.1TZ0.2TZAB0.1I0.2I0.3I20.120.00.133TABTTABkZZZZZII 20.110.00.233TABTTABkZZZZZII2022-11-113-3 3-3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流中性点直接接地电网中接地短路的零序电流 及方向保护及方向保护2.2.零序功率方向继电器的构成原理零序功率方向继电器的构成原理k0U0AB.Z0AB.Z 0.1TZ0.2TZAB0.1I0.2I0.3I0.BU0.2I0.3Isen+1jsen动作特性动作特性9033ar

50、g9000sensenIU动作方程动作方程2022-11-1120arg20000IU110sen70sen 03I03U0U110 0U0I70sen TATV2022-11-113-3 3-3 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流中性点直接接地电网中接地短路的零序电流 及方向保护及方向保护3.3.零序电流保护整定计算零序电流保护整定计算（1)1)零序电流保护零序电流保护I I段的整定原则段的整定原则（a a）躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流。）躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流。QF1QF2AB03IlIsetImax.03IKIIrelIset2022-11-11QF1Q