智能变电站保护与监控技术

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1、《变电站保护与监控技术》（任课教师：穆大庆）§0继电保护原理知识综述§0-1中、低压线路的阶段式电流保护阶段式电流保护属于单端测量的过量保护，用于35kV及以下输电线路。由于35kV及以下电网为中性点非直接接地电网，因此电网中不存在单相接地短路，故阶段式电流保护仅作为反映线路相间短路的保护。注释：单端测量保护：由被保护元件一端所测电气量的情况来决定保护动作与否。双端测量保护：由被保护元件两端所测电气量的关系来决定保护动作与否。过量保护：反映所测电气量上升而动作的保护。低量保护：反映所测电气量下降而动作的保护。1、电流I段保护（电流速断

2、保护）瞬时动作的电流保护。(1)短路特性分析：三相短路时d(3),流过电源到短路点间线路的短路电流：I(3)d==（Zs：等效电源的内阻抗；Zd：等效电源接入点到短路点之间的线路阻抗）Zd(l)↑→Id↓（可见某设备保护所测短路电流的大小反映了故障点距该保护的远近）max为最大情况：最大运行方式下（即系统内阻抗Zs为最下的运行方式），三相短路。min为最小情况：最小运行方式下（即系统内阻抗Zs为最大的运行方式），两相短路。（某点两相短路电流与该点三相短路电流的关系：I(2)d=I(3)d=0.866I(3)d)(2)电流I段动作电流（

3、动作边界）整定原则：按躲开下一条线路出口（始端）短路时流过本保护的最大短路电流来整定（以保证选择性）。IIdz.1=KkI·I(3)d.B.max；IIdz.2=KkI·I(3)d.C.max（可靠系数KkI=1.2～1.3）(3)电流I段保护的主要优缺点主要优点：动作迅速；主要缺点：不能保护本线路全长。（电流I段作为线路主保护的一部分）2、电流II段保护（限时电流速断保护）以较小的动作时限切除本线路全线范围内故障的电流保护。(1)电流II段动作电流的整定保护范围延伸到下一条线路，但不超出下一条线路电流I段保护范围的末端。即躲开下条线

4、路电流I段保护范围末端短路时（即流过下条线路的短路电流刚好为其电流I段保护整定值时），流过本保护的最大短路电流。即：本线路电流II段保护与下条线路的电流I段保护配合。IIIdz.1=KkII·IIdz.2=KkII·KkI·I(3)d.C.max；IIIdz.2=KkII·IIdz.3=KkII·KkI·I(3)d.D.max可靠系数KkII=1.1～1.2（Id中非周期分量已衰减，故比KkI稍小）(2)电流II段动作时限的选择为保证下条线路出口附近（即本线路电流II段保护与下条线路电流I段保护在下条线路首端附近形成的保护范围重叠区）

5、发生故障时的动作选择性，动作时限按下式配合：tII1=tI2+Dt≈Dt（时阶Dt：0.3s～0.5s，微机保护一般取0.3s）(3)电流II段保护的特点可保护本线路全长，但保护的动作具有一定的小延时（不能瞬时动作）。（电流II段作为线路主保护的另一部分，即作为电流I段的补充）3、电流III段保护（定时限过流保护）主要作为后备保护：当由于干扰或短路点的过渡电阻等因素导致实际短路电流偏低而使电流I、II段拒动时，由该保护动作来切除故障。作为后备保护，对灵敏度要求高。灵敏度：一般用灵敏系数Klm来衡量，对电流保护：Klm=。可见保护的动作

6、电流↓→灵敏度↑(1)电流III段动作电流的整定原则基本原则：按躲开流过本保护的最大负荷电流来整定：IIIIdz>Ifh.max∴IIIIdz.1=KkIIIIfh.max.1（可靠系数KkIII取：1.15～1.25）由于负荷电流一般远小于短路电流，因此该保护整定值小，灵敏度高。（实际整定时，还要求本线路的III段保护范围不超出下条线路III段的保护范围：即：IIIIdz.1=KphIIIIIIIdz.2，配合系数KphIII取1.1）(2)按选择性要求确定电流III段动作时限为保证各级线路电流III段保护动作的选择性，电流III段

7、动作时限按“阶梯原则”整定。tIII1=Max{tIII2,tIII3,tIII4}+Dt(3)电流III段的主要优缺点主要优点：灵敏度较高。主要缺点：保护的动作时限一般较长（越靠近电源的线路上发生故障时，此时短路电流Id越大,但电流III段保护的动作时限反而越长）。∴电流III段保护一般作为后备保护，但在电网的终端可以作为主保护。4、多电源网的方向性电流保护(1)方向性问题的提出（以双侧电源电网为例）E1单独供电：由保护1、3、5起线路保护作用E2单独供电：由保护6、4、2起线路保护作用E1、E2同时供电：（以B母线两侧保护2,3为

8、例）d1点短路时，要求：2动作，3不动。假设：┌电流I段：IIdz.3>IIdz.2└电流III段：tIII3>tIII2d1点短路时，要求：2动作，3不动。虽然此时可能满足选择性（3不误动），但若出现d2点短路，则：2