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1、电流距离保护1 1本讲稿第一页，共二十三页一、三段式电流保护n n三段式电流保护：n n 当线路上发生短路时，流过线路的电流突增，当电流超过保护装置的整定值并达到整定时间时保护动作于跳闸，这种反应电流升高而动作的保护装置称为电流保护2 2本讲稿第二页，共二十三页一、三段式电流保护n n1 1）、电流速断保护）、电流速断保护）、电流速断保护）、电流速断保护n n 按躲过被保护元件外部短路时流过本保护的最大短路电按躲过被保护元件外部短路时流过本保护的最大短路电流进行整定，以保证它有选择性地动作的无时限电流保护，流进行整定，以保证它有选择性地动作的无时限电流保护，称为电流速断保护。称为电流速断保护。
2、n n整定原则：整定原则：按躲过大方式下最大三相短路电流整定，并保证按躲过大方式下最大三相短路电流整定，并保证出口有规定的灵敏度。出口有规定的灵敏度。n n它的特点是：它的特点是：接线简单，动作可靠，切除故障快，但不能保护线路接线简单，动作可靠，切除故障快，但不能保护线路全长，保护范围受系统运行方式变化的影响较大（大于全长，保护范围受系统运行方式变化的影响较大（大于15%15%）。）。3 3本讲稿第三页，共二十三页一、三段式电流保护n n2 2）、延时电流速断）、延时电流速断）、延时电流速断）、延时电流速断n n按与下一元件电流速断保护相配合以获得选择性的带较短时限的电流保护，称为限时电流速断
3、保护。n n整定原则：整定原则：A、按躲过最大一台变压器低压侧故障大方式下最大三相短路电流整定。n nB、按保证线末最远点小方式下两相短路故障有1.5的灵敏度整定。n n其特点是：其特点是：接线简单，动作可靠，切除故障较快，可以保护线路的全长，其保护范围受系统运行方式变化的影响。4 4本讲稿第四页，共二十三页一、三段式电流保护n n3 3）、过电流保护）、过电流保护）、过电流保护）、过电流保护n n过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置，它在正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应护装置，它在
4、正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作。于电流的增大而动作。n n整定原则：整定原则：a a、按躲过该线路上可能出现的最大负荷电流整定。、按躲过该线路上可能出现的最大负荷电流整定。n nIdz=Kk*Ifhmax/KhIdz=Kk*Ifhmax/Khn nb b、按躲开电动机的最大自起动电流整定。、按躲开电动机的最大自起动电流整定。n nIdz max=KzqIdz max=KzqIfhmax Ifhmax n nIdz=Kk*Kzq*Ifhmax/KhIdz=Kk*Kzq*Ifhmax/Khn nKkKk可靠系数，一般取可靠系数，一般取1.31.3；n nKhK
5、h返回系数，一般取返回系数，一般取0.850.85；n nKzqKzq自起动系数，数值大于自起动系数，数值大于1 1。n n其特点是：其特点是：在一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长，而且也能保护相在一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。当故障越靠近电源端时，短路电流邻线路的全长，以起到后备保护的作用。当故障越靠近电源端时，短路电流越大，而此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长，这是一个很大的缺越大，而此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长，这是一个很大的缺点。点。5 5本讲稿第五页，共二十三页一、三段式电流保护n n三段式电流保护评价
6、三段式电流保护评价n n 在电网中广泛采用电流速断和限时电流速断作本线路的主保护，以快速切除故障，利用过电流保护来作为本线路和相邻元件的后备保护。n n优点：简单，可靠。并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在35KV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。n n缺点：它直接受电网的接线以及电力系统运行方式变化的影响。6 6本讲稿第六页，共二十三页距离保护7 7本讲稿第七页，共二十三页二、距离保护n n距离保护的基本原理n n距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护。也是反应了短路点
7、到保护安装点之间阻抗大小作的一种保护。也是反应了短路点到保护安装点之间阻抗大小（距离的长短），所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称（距离的长短），所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。（若之为阻抗保护。（若PTPT故障，如何？）故障，如何？）n n主要元件是距离（阻抗）继电器主要元件是距离（阻抗）继电器8 8本讲稿第八页，共二十三页二、距离保护n n距离（阻抗）继电器n n根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值测量阻抗；抗值测量阻抗；n n当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路
8、点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；n n当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，保证选择性。长，保证选择性。9 9本讲稿第九页，共二十三页二、距离保护n nd d点短路，保护点短路，保护1 1测量阻抗为测量阻抗为Z Zd d，保护，保护2 2测量阻抗为测量阻抗为Z ZABAB+Z+Zd d；n n保护保护1 1动作时间比保护动作时间比保护2 2短；短；n n保护保护1 1切除故障，保护切除故障，保护2 2不误动作。不误动作。1010本讲稿第十页，共二十三页二、距离保护n n距离保护的时限特性n n距离保护的动作时间
9、与保护安装地点至短路点之间距离的关系距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系t tf(l)f(l)，称为距离保护时限特性；，称为距离保护时限特性；n n三段式距离保护；三段式距离保护；1111本讲稿第十一页，共二十三页二、距离保护n n距离保护的时限特性n n段：瞬时动作（约等于段：瞬时动作（约等于0s0s），），t1t1为保护本身固有时间；为保护本身固有时间；起动阻抗应躲过下一线路出口短路的阻抗起动阻抗应躲过下一线路出口短路的阻抗Z ZABAB；n n段：不超过下一条线路距离段：不超过下一条线路距离段的保护范围；段的保护范围；高出一个高出一个t t，保证限制性；，保证限制性；n
10、 n段：作为相邻线路保护装置和断路器动作的后备保护，段：作为相邻线路保护装置和断路器动作的后备保护，也作为也作为段、段、段的后备保护；段的后备保护；起动阻抗躲过正常运行时的负荷阻抗；起动阻抗躲过正常运行时的负荷阻抗；动作时限按逆向阶梯原则。动作时限按逆向阶梯原则。1212本讲稿第十二页，共二十三页二、距离保护n n三段式距离保护组成元件和逻辑框图n n起动元件、阻抗测量元件（起动元件、阻抗测量元件（Z Z 、Z Z 、Z Z）、时间元件和出）、时间元件和出口执行元件；口执行元件；&1313本讲稿第十三页，共二十三页二、距离保护n n三段式距离保护组成元件和逻辑框图n n起动元件起动元件n n用
11、于故障时起动整套保护；用于故障时起动整套保护；n n与距离元件动作后组成与门，起动出口回路动作于跳闸，提高保与距离元件动作后组成与门，起动出口回路动作于跳闸，提高保护装置的可靠性；护装置的可靠性；n n可由电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流的继电可由电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流的继电器构成。器构成。1414本讲稿第十四页，共二十三页二、距离保护n n三段式距离保护组成元件和逻辑框图n n距离元件距离元件n n测量短路点到保护安装处的阻抗；测量短路点到保护安装处的阻抗；n nZ Z 、Z Z 采用方向阻抗继电器；采用方向阻抗继电器；n nZ Z采用偏移特性阻抗继电器
12、。采用偏移特性阻抗继电器。n n时间元件时间元件n n按照故障点到保护安装点的远近，根据预定的时限特性确定按照故障点到保护安装点的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限。动作的时限。1515本讲稿第十五页，共二十三页二、距离保护n n三段式距离保护工作情况n n故障位于第故障位于第段范围内，段范围内，Z Z 起动，与起动元件的输出信号通过起动，与起动元件的输出信号通过与门，瞬时作用于出口回路，动作与跳闸。与门，瞬时作用于出口回路，动作与跳闸。n n故障位于第故障位于第段范围内，段范围内，Z Z 不动，不动，Z Z起动，随即起动起动，随即起动段段的时间元件的时间元件t t，待，待t t延时到达后
13、，通过与门起动出口回路，动作延时到达后，通过与门起动出口回路，动作与跳闸。与跳闸。n n故障位于第故障位于第段范围内，段范围内，Z Z动作起动动作起动t t ，在，在t t的延时之内，的延时之内，如果故障未被其他的保护切除，则在如果故障未被其他的保护切除，则在t t延时到达后，通过与门延时到达后，通过与门起动出口回路，动作与跳闸。起动出口回路，动作与跳闸。1616本讲稿第十六页，共二十三页二、距离保护距离保护整定计算 距离距离段段 整定原则：躲过下一线路出口短路时的阻抗整定原则：躲过下一线路出口短路时的阻抗 整定值：整定值：可靠系数：可靠系数：K KK K0.80.850.80.85；1717
14、本讲稿第十七页，共二十三页二、距离保护距离保护整定计算 距离段 整定原则整定原则（1 1）与下条线路）与下条线路段配合：段配合：K KK K取取0.80.8，KfzKfz采用保护采用保护1 1第第段末端短路时，可能出现的最小段末端短路时，可能出现的最小数值。数值。1818本讲稿第十八页，共二十三页二、距离保护距离保护整定计算 分支系数分支系数K Kfzfz 当当d d点短路，保护点短路，保护2 2的测量阻抗为：的测量阻抗为：此时，此时，K Kfzfz11；助增电流使测量阻抗增大；助增电流使测量阻抗增大；存在外汲电流，存在外汲电流，K Kfzfz11，测量阻抗减小；，测量阻抗减小；为保证选择性，
15、应按为保证选择性，应按K Kfzfz为最小运行方式为最小运行方式来确定保护来确定保护段的整段的整定值。定值。1919本讲稿第十九页，共二十三页二、距离保护距离保护整定计算 距离距离段段 整定原则整定原则（2 2）躲开线路末端变压器低压侧出口故障）躲开线路末端变压器低压侧出口故障 检验：检验：2020本讲稿第二十页，共二十三页二、距离保护距离保护整定计算 距离距离段段 整定原则整定原则 躲过本线路最小负荷阻抗躲过本线路最小负荷阻抗 考虑到外部故障切除后，电动机自启动条件下，保护考虑到外部故障切除后，电动机自启动条件下，保护段必须段必须立即返回立即返回2121本讲稿第二十一页，共二十三页二、距离保
16、护距离保护整定计算 距离段 灵敏度检验灵敏度检验 作为远后备保护，灵敏系数按相邻元件末端短路的条件检验，作为远后备保护，灵敏系数按相邻元件末端短路的条件检验，并考虑分支系数为最大的运行方式；并考虑分支系数为最大的运行方式；灵敏系数灵敏系数K Klmlm1.51.5 作为近后备，按本线路末端短路的条件检验。作为近后备，按本线路末端短路的条件检验。灵敏系数灵敏系数K Klmlm1.21.22222本讲稿第二十二页，共二十三页二、距离保护n n 1.1.选择性选择性n n 在、多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。在、多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。n n 2.2.快速性快速性n n 距离保护
17、的第一段能保护线路全长的距离保护的第一段能保护线路全长的85%85%，对双侧电源的线路，至少有，对双侧电源的线路，至少有30%30%的的范围保护要以范围保护要以IIII段时间切除故障。段时间切除故障。3.3.灵敏性灵敏性n n 由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保护灵敏度高。由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保护灵敏度高。n n距离保护第一段的保护范围不受运行方式变化的影响。距离保护第一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范围比较稳定保护范围比较稳定。第二、第。第二、第三段的保护范围受运行方式变化影响。（分支系数变化）三段的保护范围受运行方式变化影响。（分支系数
18、变化）n n 4.4.可靠性可靠性n n由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多，振荡闭锁、断线闭锁等使接线复由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多，振荡闭锁、断线闭锁等使接线复杂，可靠性较电流保护低。杂，可靠性较电流保护低。n n 应用：在应用：在35KV110KV35KV110KV作为相间短路的主保护和后备保护，采用带零序电流补偿的接线方式，作为相间短路的主保护和后备保护，采用带零序电流补偿的接线方式，在在110KV110KV线路中也可作为接地故障的保护。线路中也可作为接地故障的保护。n n 在在220KV220KV线路中作为后备保护。线路中作为后备保护。2323本讲稿第二十三页，共二十三页