电气系统继电保护第2章电网的电流电压保护.pptx

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1、第2章电网的电流、电压保护和方向性电流、电压保护1、电磁型电流继电器电磁型电流继电器的工作原理可用图2-1说明。在线圈1中的电流I，产生磁通Φ，它将通过由铁心、空气隙和可动舌片组成的磁路。舌片被磁化后，即与铁心的磁极产生电磁吸力，企图吸引舌片向左转动，在它上面装有继电器的可动触点5，当电磁吸力足够大时，即可吸动舌片并使触点接通，称为继电器“动作”。图2-2示出的电网中实际使用了半个世纪的电磁型电流继电器的结构。第1节单侧电源网络相间短路的电流、电压保护图2--1电磁型电流继电器的原理结构电网发生相间短路时，一个明显的特征就是故障相电流突然增大，因此，通过检测电流的

2、变化可以判定故障的发生，这就是作为故障测量元件之一的电流继电器的功能。电流继电器是实现电流保护的基本元件，也是反映一个电气量而动作的简单继电器的典型。无论何种类型的电流继电器，它们总有一个动作电流()和一个返回电流()。动作电流:能使继电器动作的最小电流值。当继电器的输入电流时，继电器根本不动作;而当时，继电器能够突然迅速地动作。返回电流:能使继电器返回原位的最大电流值。在继电器动作以后，当电流减小到时，继电器能立即突然地返回原位。无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置。这种特性称之为“继电特性”。返回系数:即继电器的返回电流与动作

3、电流的比值。可表示为：显然，反映电气量增长而动作的继电器（如电流继电器）的小于1，而反映电气量降低而动作的继电器（如低电压继电器），其必大于1。在实际应用中，常常要求电流继电器有较高的返回系数，如0.8-0.9。2、无时限电流速断保护无时限电流速断保护又称为Ⅰ段电流保护或瞬时电流速断保护。根据对继电保护速动性的要求，保护装置动作切除故障的时间，必须满足系统稳定和保证重要用户供电可靠性。在简单、可靠和保证选择性的前提下，原则上总是越快越好。因此，应力求装设快速动作的继电保护，无时限电流速断保护就是这样的保护。它是反映电流增大而瞬时动作的电流保护，故又简称为电流速断保护

4、。以图2.3所示的单侧电源网络接线为例，假定在每条线路上均装有电流速断保护，则当线路A—B上发生故障时，希望保护2能瞬时动作，而当线路B—C上故障时，希望保护1能瞬时动作，且它们的保护范围最好能达到本线路全长的100％。但这种希望能否实现，还需具体分析.图2.3电流速断保护动作特性的分析由图2.3所示，以保护2为例。当本线路末端K1点短路时，希望速断保护2能够瞬时动作切除故障，而当相邻线路B—C出口处（即B—C线路的始端）K2点短路时，按照选择性的要求，速断保护2就不应该动作，因为该处的故障应由速断保护1动作切除。实际上，K1点和K2点短路时，从保护2安装处所流过短

5、路电流的数值几乎是一样的。因此，希望K1点短路时速断保护2能动作，而K2点短路时又不动作的要求不可能同时得到满足。同理，保护1也无法区别K3和K4点的短路，这就产生了矛盾。为解决这个矛盾，可采取两种办法：第一，优先保证动作的选择性，即从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时保护不启动，在继电保护技术中，这又称为按躲开下一条线路出口处短路的条件整定；第二，当快速切除故障为首要条件时，就采用无选择性的电流速断保护，而以自动重合闸来纠正这种无选择性动作。此处重点介绍优先保证选择性的电流速断保护。根据电力系统短路的分析，当电源电势一定时，短路电流的大小决定于短路

6、点和电源之间的总阻抗，三相短路电流可表示为：式中：E——系统等效电源的相电势；Zk——短路点至保护安装处之间的阻抗；Zs——保护安装处到系统等效电源之间的阻抗由式（2.2）可见，在一定的系统运行方式下，和Zs是常数，流过保护的三相短路电流i将随Zk的增大而减小，因此，可以经计算后绘出Ik＝f(l）的变化曲线，如图2.3所示。当系统运行方式及故障类型改变时，Ik将随之变化。对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式，称为系统最大运行方式；而短路电流为最小的方式，则称为系统最小运行方式。对于不同安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况，选取最大和最小

7、运行方式。在系统最大运行方式下发生三相短路故障时，通过保护装置的短路电流为最大；在系统最小运行方式下发生两相短路时，则短路电流为最小。这两种情况下短路电流的变化如图2.3中的曲线Ⅰ和Ⅱ所示。为了保证电流速断保护动作的选择性，对于保护1，其启动电流必须整定得大于K4点短路时可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下变电所C母线上三相短路时的电流,式中：——考虑短路电流计算误差、继电器动作电流误差、短路电流中非周期分量的影响和必要的裕度而引入的大于1的系数。对于保护2，按照同样的原则，其启动电流应整定得大于K2点短路时的最大短路电流，即启动电流与Zk无关，即与L无关