电力工程电力线路继电保护 电力工程课件.ppt

第九章 电力系统继电保护 山东电力高等专科学校电力工程 第二节 电力线路继电保护 电力线路发生短路时，电流突然增大，电压降低。利用电流突然增大使保护动作而构成保护装置，称为电流保护。根据动作时间，保护范围，电流保护可分为无时限电流速断保护，带时限电流速断保护，定时限过电流保护，常称为Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段电流保护。 一、无时限电流速断保护 根据对继电保护速动性的要求，保护装置动作的时间，必须满足稳定性和保证重要用户供电的可靠性，在保证简单可靠和具有选择性的前提下，尽量采取快速动作的继电保护。反映电流增大且瞬时动作的保护，称为无时限电流速断保护（电流I段）。 1.工作原理 无时限电流速断保护的工作原理，如图。在单侧电源辐射形电网各线路的始端装有无时限电流速断保护1、2、3。 由短路电流计算分析知，流过保护安装处的短路电流是短路点至保护安装处电抗（X1L）即距离L的函数。 为使保护在正常运行时不动作，各保护的动作电流应大于被保护线路的最大负荷电流。短路点距离电源越近，短路电流值越大。通常按最大运行方式和最小运行方式两种情况考虑：流过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为最大运行方式，其短路类型一般为三相短路电流；流过保护安装处的短路电流最小时的运行方式称为最小运行方式，其短路类型一般为两相短路电流。 按选择性要求，无时限电流速断保护的动作范围不能超出被保护线路。如对保护1来说，在相邻线路2WL首端K2点发生短路时，不应动作，而应由保护2动作切除故障。为防止保护1误动，则要求保护1的动作电流大于线路2WL首端K2点短路时的最大短路电流。即 按上式选择了保护1的动作电流之后，保证了在线路2WL上任意一点短路时，流过保护1的短路电流均小于其动作电流，保护1不会误动作。但当线路1WL的末端K1点短路时，此时流过保护1的短路电流与K2点短路时几乎相等，保护1也不会动作，即保护1不能保护线路1WL的全长。同样，保护2也无法区别K3点和K4点的短路电流，因此保护2不能保护线路2WL的全长。 根据系统要求，无时限电流速断保护的最大保护范围不应小于线路全长的50%，其最小保护范围不应小于线路全长的15%～20%。 二、带时限电流速断保护 由于无时限电流速断保护不能保护线路全长，其保护范围以外的故障必须由其他的保护装置来切除。为满足速动性的要求，必须较快地切除余下部分线路的故障，可增设第二套电流速断保护，它的保护范围应包括本线路全长。此保护称为带时限的电流速断保护，又称为电流Ⅱ段保护。 1.工作原理 若要带时限电流速断保护能够保护线路全长，其保护范围必然要延伸到相邻线路，为保证选择性，必须使带时限电流速断保护增加一定的时限，其动作时限比相邻线路无时限电流速断保护的动作时限多一个时限级差Δt，其保护范围不超出相邻线路无时限电流速断保护的保护范围。 三、定时限过电流保护 无时限电流速断和带时限电流速断保护的动作电流都是根据某点短路的电流值整定的,而定时限过电流保护与上述两种保护不同,它动作电流是按躲过最大负荷电流整定的,并以时限保证其选择性的一种保护。正常运行时它不起动，发生短路且短路时电流大于其动作电流时，保护起动。过电流保护不仅能保护本线路的全长，也能保护相邻线路的全长，起后备保护的作用。此保护也称为电流Ⅲ段保护。 1.工作原理 一单侧电源辐射形电网，如图。图中线路上均装有定时限过电流保护。 四、方向过电流保护 在单电源网络中，各种电流保护是安装在被保护线路靠近电源一侧，在发生短路故障时，它们的功率方向都是从母线流向线路，保护的动作具有选择性。随着电力系统规模的扩大，两端供电网络和环形供电网络越来越多，为了保证可靠切除故障，应在线路两侧都装设断路器和保护装置。 两端电源供电功率方向原理图 五、距离保护 电流保护的主要优点是简单、经济及工作可靠。但由于这种保护整定值的选择、保护范围以及灵敏系数等方面都直接受电网接线方式及系统运行方式的影响，所以，在35千伏及以上电压的复杂网络中，其很难满足选择性、灵敏性和速动性的要求。因而必须采用性能更加完善的保护装置。距离保护就是适应这种要求的一种保护。 1.距离保护的作用原理 （1）距离保护的概念 距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置是反映应被保护线路阻抗大小的，所以又称为阻抗保护。