1、第二講第二講 線路階段式保護線路階段式保護一、三段式電流保護一、三段式電流保護 即由三套保護共同完成線路故障保護，稱為三段。即由三套保護共同完成線路故障保護，稱為三段。一一般用于般用于35KV35KV及以下單電源輻射性網(wǎng)絡。及以下單電源輻射性網(wǎng)絡。1 1、電流速斷保護（第、電流速斷保護（第段）段） 僅反應于電流增大而瞬時動作的電流保護。僅反應于電流增大而瞬時動作的電流保護。反應電反應電流升高而不帶時限動作，電流高于動作值時繼電器立流升高而不帶時限動作，電流高于動作值時繼電器立即動作，跳開線路斷路器。即動作，跳開線路斷路器。 動作電流整定必須保證繼電保護動作的選擇性，如下動作電流整定必須保證繼電

2、保護動作的選擇性，如下圖所示，圖所示，k1處故障對于保護處故障對于保護P1是外部故障，應當由保是外部故障，應當由保護護P2跳開跳開2QF。當。當k1處故障時短路電流也會流過保護處故障時短路電流也會流過保護P1，需要保證此時保護，需要保證此時保護P1不動作，即不動作，即P1的動作電流必的動作電流必須大于外部故障時的短路電流。須大于外部故障時的短路電流。 特點：特點：僅靠動作電流值來保證其選擇性，只僅靠動作電流值來保證其選擇性，只能無延時能無延時地保護本線路的一部分，保護范圍隨運行方式變化較地保護本線路的一部分，保護范圍隨運行方式變化較大。大。2 2、限時電流速斷保護（第、限時電流速斷保護（第段）

3、段） 為保護線路全長而設。反應于電流增大而動作，與相鄰線路為保護線路全長而設。反應于電流增大而動作，與相鄰線路段配合，段配合，增設一短時限保證選擇性（一般取增設一短時限保證選擇性（一般取0.5s0.5s）。）。 特點：特點：限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長，依靠動作電流值限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長，依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性，和動作時間共同保證其選擇性，與第與第段共同構成被保護線路的主保護，段共同構成被保護線路的主保護，兼作第兼作第段的后備保護，但不能作為相鄰線路的后備。段的后備保護，但不能作為相鄰線路的后備。 3 3、定時限過電流保護（第、定時限過電流保護

4、（第段）段） 作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定。其起動電流按躲最大負荷電流來整定。 特點：特點：此保護不僅能保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全此保護不僅能保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。長。依靠動作時間來保證其選擇性，其動作時間按階梯原則整定。依靠動作時間來保證其選擇性，其動作時間按階梯原則整定。 階梯特性如下圖所示，實際上就是實現(xiàn)指定的跳閘順序，距離階梯特性如下圖所示，實際上就是實現(xiàn)指定的跳閘順序，距離故障點最近的（也是距離電源最遠的）保護先跳閘。階梯的起點是故障點最近的

5、（也是距離電源最遠的）保護先跳閘。階梯的起點是電網(wǎng)末端，每個電網(wǎng)末端，每個“臺階臺階”是是tt，一般為，一般為0.5”0.5”。4、電流保護的接線方式電流保護的接線方式（1） 定義：定義：指保護中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式指保護中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。（2） 電流保護接線方式：電流保護接線方式：1）三相星形接線的特點）三相星形接線的特點(三相三）三相三） 每相上均裝有每相上均裝有CT和和LJ、Y形接線形接線 LJ的觸點并聯(lián)（或）的觸點并聯(lián)（或） 能反應各種短路故障能反應各種短路故障 用于發(fā)電機、變壓器等要求較高的可靠性和靈敏性的重要接線用于發(fā)電機、變壓

6、器等要求較高的可靠性和靈敏性的重要接線2）兩相星形接線的特點（二相二）兩相星形接線的特點（二相二） 某一相上不裝設某一相上不裝設CT和和LJ、Y形接線形接線 LJ的觸點并聯(lián)（或）（通常接的觸點并聯(lián)（或）（通常接A、C相）相） 不能反應不能反應B相接地相接地 用于中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中用于中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中（注：所有線路上的保護裝置應安裝在相同的兩相上。）（注：所有線路上的保護裝置應安裝在相同的兩相上。） 3）二相三接線）二相三接線 對于對于Y-11接線變壓器接線變壓器，當在當在Y/ 變壓器的變壓器的側發(fā)生兩相短路時，滯后相側發(fā)生兩相短路時，滯后相電流是其它兩相電

7、流的兩倍并與它們反相位。當在電流是其它兩相電流的兩倍并與它們反相位。當在Y/變壓器的變壓器的Y側發(fā)生兩相短路側發(fā)生兩相短路時，超前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它們反相位。為提高電流保護對時，超前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它們反相位。為提高電流保護對Y/ 變壓器后兩相短路的靈敏度，采取的措施：在兩相星行接線的中線上再接入一變壓器后兩相短路的靈敏度，采取的措施：在兩相星行接線的中線上再接入一個個LJ，此種接線方式稱為兩相三繼電器接線方式。，此種接線方式稱為兩相三繼電器接線方式。4）二相一接線）二相一接線 主要用于電動機保護。主要用于電動機保護。 二、二、距離保護距離保護1、基本原理、基本

8、原理距離保護是由距離保護是由阻抗繼電器阻抗繼電器完成電壓、電流比值測量，完成電壓、電流比值測量，根據(jù)比值的大小來判斷故障的遠近，并利用故障的遠根據(jù)比值的大小來判斷故障的遠近，并利用故障的遠近確定動作時間的一種保護裝置。近確定動作時間的一種保護裝置。 Z=V/I=Z1L1）反應短路時阻抗的下降而動作）反應短路時阻抗的下降而動作低阻抗保護。（用低阻抗保護。（用于元件）于元件）2）阻抗僅僅隨著短路點到保護安裝處的距離而變）阻抗僅僅隨著短路點到保護安裝處的距離而變距距離保護。（用于線路）離保護。（用于線路）2 2、特點及應用、特點及應用 靈敏度高，基本上不受系統(tǒng)運行方式的影響，一靈敏度高，基本上不受系

9、統(tǒng)運行方式的影響，一般作為般作為110KV110KV及以上輸電線路的主保護，及以上輸電線路的主保護，220KV220KV及以上及以上則與高頻保護共同作為主保護則與高頻保護共同作為主保護且兼作后備保護。且兼作后備保護。3、距離保護基本組成、距離保護基本組成 距離保護一般都做成三段式，它有三個動作范圍，與其距離保護一般都做成三段式，它有三個動作范圍，與其相對應的有三個動作時限。相對應的有三個動作時限。 1） I段：瞬時速斷動作段：瞬時速斷動作 主保護主保護 第第I I段的保護范圍一般為線路全長的段的保護范圍一般為線路全長的808085%85%，動作時，動作時限為各繼電器的固有動作時間，約為限為各繼

10、電器的固有動作時間，約為0.1S0.1S左右。左右。 2）II段：段：t=0.5 限時速斷動作限時速斷動作 主保護主保護 第第IIII段的保護范圍為被保護線路的全長并對下一線段的保護范圍為被保護線路的全長并對下一線路有一定的保護長度，其動作時限要與下一線路保護第路有一定的保護長度，其動作時限要與下一線路保護第I I段的動作時限相配合，一般為段的動作時限相配合，一般為0.5S0.5S左右。左右。 3）III段：躲最小負荷阻抗，階梯時限特性。段：躲最小負荷阻抗，階梯時限特性。后備保護后備保護 第第段為后備保護，通常其保護范圍較長，包括本段為后備保護，通常其保護范圍較長，包括本線路和下一線路的全長乃

11、至更遠，其動作時限是按階梯線路和下一線路的全長乃至更遠，其動作時限是按階梯原則來整定的。原則來整定的。A ZL1B12L2CL3dIt1It2IIIt1IIIt2L(Z)IzdZ2IIt1IIt2IzdZ1IIzdZ1ZAB+ZdZzd距離保護裝置由起動元件、測量元件與邏輯回路三部分距離保護裝置由起動元件、測量元件與邏輯回路三部分組成。組成。4、阻抗繼電器、阻抗繼電器（1 1）作用：）作用：是距離保護中的核心元件，用來測量故障點到保護安裝是距離保護中的核心元件，用來測量故障點到保護安裝處的阻抗（距離），并與整定值比較，以確定保護是否應該動作。處的阻抗（距離），并與整定值比較，以確定保護是否應該

12、動作。（2 2）接線方式）接線方式：1 1）基本要求：）基本要求：要求測量阻抗要求測量阻抗正比于保護安裝處到短路點的阻抗。正比于保護安裝處到短路點的阻抗。要求測量阻抗的值僅與保護安裝處至故障點的距離有關，而與故障要求測量阻抗的值僅與保護安裝處至故障點的距離有關，而與故障類型無關。類型無關。2 2）常用接線方式）常用接線方式 0 0 接線接線、+30+30 接線接線、-30-30 接線接線、零序補償接線。其中、零序補償接線。其中0 0 接線，接線，+30+30 接線和接線和-30-30 接線的阻抗繼電器用于反映各種相間短路。接線的阻抗繼電器用于反映各種相間短路。 0 0 接線接線常常用作測量元件

13、；用作測量元件； +30+30 接線和接線和-30-30 接線接線常用作起動元件。常用作起動元件。相電壓和具相電壓和具有有k3Ik3I0 0補償?shù)南嚯娏鹘泳€用于反映各種接地故障。補償?shù)南嚯娏鹘泳€用于反映各種接地故障。 5 5、影響距離保護正確動作的因素及防止方法、影響距離保護正確動作的因素及防止方法阻抗繼電器的測量阻抗時受很多因素影響的。主要有：阻抗繼電器的測量阻抗時受很多因素影響的。主要有： （1 1）短路點的過渡電阻）短路點的過渡電阻使測量阻抗增大，保護拒動或失去選擇使測量阻抗增大，保護拒動或失去選擇性。性。在保護范圍不變的前提下，選擇適當?shù)淖杩估^電器；在保護范圍不變的前提下，選擇適當?shù)淖?/p>

14、抗繼電器；. .采采用瞬時測量裝置用瞬時測量裝置。 （2 2）電力系統(tǒng)振蕩）電力系統(tǒng)振蕩使測量阻抗減小，保護誤動使測量阻抗減小，保護誤動. .延長保護裝延長保護裝置的動作時間（如距離置的動作時間（如距離段）；段）；. .把定值壓低，使振蕩中心位于特把定值壓低，使振蕩中心位于特性圓外；性圓外；增設振蕩閉鎖回路。增設振蕩閉鎖回路。 （3 3）保護安裝處與故障點之間有分支電路）保護安裝處與故障點之間有分支電路使測量阻抗增大（減使測量阻抗增大（減小）小）在整定計算中引入分支系數(shù)。在整定計算中引入分支系數(shù)。（4 4）CT,PTCT,PT的誤差的誤差使測量阻抗增大（減小）使測量阻抗增大（減小）（5 5）P

15、TPT二次回路斷線二次回路斷線使測量阻抗減小為使測量阻抗減小為00增設增設斷線斷線閉鎖回路閉鎖回路 （6 6）串連補償電容串連補償電容使測量阻抗減小使測量阻抗減小 三、三、輸電線路的接地保護輸電線路的接地保護 （1）中性點接地方式）中性點接地方式電力系統(tǒng)中主變壓器中性點接地方式主要有以下幾種：電力系統(tǒng)中主變壓器中性點接地方式主要有以下幾種：1）中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)大接地電流系統(tǒng)大接地電流系統(tǒng)110KV及以上電網(wǎng)及以上電網(wǎng) 2）中性點不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)小接地電流系統(tǒng)小接地電流系統(tǒng)60KV及以下電網(wǎng)及以下電網(wǎng) 運行經(jīng)驗表明運行經(jīng)驗表明

16、,在中性點直接接地系統(tǒng)中在中性點直接接地系統(tǒng)中,d(1)幾率占總故障率的幾率占總故障率的70%90% .90% .所以如何正確設置接地故障的保護是該系統(tǒng)的中心問題所以如何正確設置接地故障的保護是該系統(tǒng)的中心問題之一之一. .而在該系統(tǒng)中發(fā)生而在該系統(tǒng)中發(fā)生d(1),系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量,而正常運行時無零而正常運行時無零序分量序分量.故可利用零序分量構成接地短路的保護故可利用零序分量構成接地短路的保護. （2 2）零序分量的特點）零序分量的特點 1) 零序電壓零序電壓 : 故障點故障點U0最高最高,離故障點越遠離故障點越遠, U0越低越低；變壓器中性點接變壓器中性點接地處地處

17、U0=02) 零序電流零序電流分布分布: 與與中性點接地變壓器的位置有關中性點接地變壓器的位置有關大小大小: 與與線路及中性點接地變壓器的零序阻抗及接地數(shù)目有關線路及中性點接地變壓器的零序阻抗及接地數(shù)目有關3) 零序功率零序功率 短路點最大短路點最大(與與U0相同相同). 方向方向:與正序相反與正序相反,從線路從線路母線母線 （3 3）零序電流保護）零序電流保護 三段式或四段式三段式或四段式1 1）段段:速動段保護速動段保護2 2）段段(、段段) )應能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其動作時間應應能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其動作時間應盡量縮短。盡量縮短。3 3）最末一段：后備）最

18、末一段：后備 三段式零序電流保護原理與三段式電流保護是相似的。但與三相星形接線三段式零序電流保護原理與三段式電流保護是相似的。但與三相星形接線相間短路電流保護相間短路電流保護 （也可反映（也可反映d d（1 1）作比較，則有）作比較，則有優(yōu)點：優(yōu)點：1 1） 零序電流保護更靈敏零序電流保護更靈敏，、受運行方式影響較小，受運行方式影響較小，段保護范段保護范圍長且穩(wěn)定，圍長且穩(wěn)定，段靈敏性易于滿足，段靈敏性易于滿足，段躲不平衡電流，定值低更靈敏且時間較短。段躲不平衡電流，定值低更靈敏且時間較短。 2） 零序功率繼電器（零序功率繼電器（在多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為保證選擇性，在多電源的大接地電流系

19、統(tǒng)中，為保證選擇性，需要裝設零序功率方向繼電器，構成方向性零序電流保護）需要裝設零序功率方向繼電器，構成方向性零序電流保護）出口無死區(qū)，接出口無死區(qū)，接線簡單、經(jīng)濟、可靠。線簡單、經(jīng)濟、可靠。 3） 系統(tǒng)振蕩、短時過負荷等情況下（三相對稱）系統(tǒng)振蕩、短時過負荷等情況下（三相對稱）I0不受影響不受影響缺點：缺點： 不能反映相間短路故障不能反映相間短路故障四、四、 電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護1、問題的提出、問題的提出 為提高供電的可靠性，出現(xiàn)了單電源環(huán)形供電網(wǎng)絡、雙電源或為提高供電的可靠性，出現(xiàn)了單電源環(huán)形供電網(wǎng)絡、雙電源或多電源網(wǎng)絡。但在這樣的網(wǎng)絡中簡單的電流保護不

20、能滿足要求。多電源網(wǎng)絡。但在這樣的網(wǎng)絡中簡單的電流保護不能滿足要求。 如如對過電流保護：對過電流保護：d1d1處短路，要求處短路，要求t3t2，d2d2處短路，要求處短路，要求t2t3， 顯然，這種要求是矛盾的。顯然，這種要求是矛盾的。上述矛盾的要求不可能同時滿足。上述矛盾的要求不可能同時滿足。 2、作用原理、作用原理 用于用于雙電源（多電源）開式網(wǎng)絡和單電源環(huán)形電網(wǎng)。在原來電流保護的雙電源（多電源）開式網(wǎng)絡和單電源環(huán)形電網(wǎng)。在原來電流保護的基礎上加裝方向基礎上加裝方向元件元件功率方向繼電器。功率方向繼電器。電流規(guī)定方向：從母線流向線路為正方向。電流規(guī)定方向：從母線流向線路為正方向。電流本身無法判定方向，需要一個基準電流本身無法判定方向，需要一個基準母線電壓；在電壓一定的情況下，母線電壓；在電壓一定的情況下，電流的方向就是功率的方向。電流的方向就是功率的方向。 方向過電流保護的動作時間按逆向階梯原