输电线路的电流保护

结论：流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位 置变化， 且与系统的运行方式和短路类型有关
3. 整定计算 动作电流
为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条 线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定
即
IⅠdz ＞ KⅠrelId.B.max
继电器动作电流：
I' dz j

I
' dz
nTA
特殊情况
电流速断可以保 护线路全长。在采用 线路—变压器组的接 线方式的电网中，把 线路和变压器可以看 成是一个元件。速断 保护按躲开变压器低 压 侧 短 路 出 口 处 d1 点 短路来整定，可以保 护线路的全长。
限时电流速断保护
1. 工作原理 （1）保护范围必须延伸到下一条线路中去。 （2）动作带有一定的时限。 （3）为了保证速动性，时限应尽量缩短。
一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点
1．简单网络
在正常运行情况下
.
..
IA IB IC 0
.
.
.
.
I A I B I C U C
1.简单网络
在A相接地时，各相对地的电压为：
.
U AD 0
.
.
.
U BD E B E A
3
.
E
A
e
j1500
.
.
.
U CD EC E A
二、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率
的特点
（1）故障点的零序电压最高，离故障点越远，零序电 压越低。
二、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率的特点 （2）零序电流的分布，决定于线路的零序阻抗和
中性点接地变压器的零序阻抗及变压器接地中性点的 数目和位置。
（3）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向 相反，是由线路流向母线的。
2. 整定计算 （1） 动作电流
动作电流按躲开下一条线路瞬时电流速断保护的
动作电流进行整定：
I
Ⅱ dz1

K
I Ⅱ Ⅰ
rel dz2ຫໍສະໝຸດ 继电器动作电流：IⅡ dz j

IⅡdz nTA
K jx
(2) 动作时限
t1'' t2' t
影响t的因素有： 2QF的跳闸时间tQF, 约为0.2s。 时间继电器提前动作误差tt，电磁型的约为0.05s。 限时速断保护的测量元件在外部故障切除后，由于 惯性而不能立即返回的惯性延时tg，电磁型的约为0.1s。 裕度时间ty，取0.1s。故
七、定时限零序过电流保护（零序Ⅲ段）
1.起动电流 (1) 躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最 大不平衡电流Iunb.max,即
I K I '''
'''
OP
rel unb. m ax
（2）与下一线路零序Ⅲ段相配合就是本保护零序Ⅲ段
的保护范围，不能超出相邻线路上零序Ⅲ段的保护范围。
2. 灵敏度校验 作为本条线路近后备保护时，按本线路末端发生接地故
t
3.限时电流速断保护的接线图 （１）单相原理接线
4.对限时电流速断保护的评价 优点：结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。
缺点：不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护, 受系统运行方式变化较大。
三、定时限过电流保护（电流III段）
定时限过电流保护 定义：其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电 流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行整定以实现过 电流保护的动作选择性，并且其动作时间与短路电流的 大小无关。
t tQF tt tg t y 0.5s
(3)灵敏度校验
K se n

I (2) d min IⅡdz
1.5
Ksen≥1.5，是因为考虑了以下不利于保护动作的因素。
（a）可能存在非金属性短路，使短路电流Id较小；
（b）实际的短路电流小于计算值；
（c）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件 中的电流变小；
三、零序电流滤过器 对于采用电缆引出的
送电线路，还广泛采用 零序电流互感器接线以 获得3I0 ，如右图所示 它和零序电流过滤器相 比，主要是没有不平衡 电流，同时接线也更简 单。
四、零序电压互感器
零序电压的取得，通常采用三个单相电压互感器或
三相五柱式电压互感器。
发生接地故障时，从 mn 端子上得到的零序电压为：
最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时， 通过保护装置的短路电流为最大。
最小短路电流：在最小运行方式下两相短路时， 通过保护装置的短路电流为最小。
2.工作原理
发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：
E ( 3 ) I X X l d.max
x
s. min
1
I (2) d .min
3 Ex 2 X s.max X 1l
C ZK 3 I 0 e jk
.
D

Ku
3U0
相位比较继电器的动作和边界条件为
.
90 arg D 90 . C
幅值比较电量
.
..
A C D
. ..
B C D
幅值比较的零序功率方向继电器的动作条件为
.
.
| A || B |
3.方向性零序电流三段保护的原理接线图
.
.
.
.
.
U mn U A U B U C 3U 0
五、零序电流速断保护（零序I段）
零序电流速断保护起动值的整定原则如下
1.躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路 时可能出现的最大零序电流3I0max ,即
I
' OP

K
' rel

3I
0.
m
ax
式中 I0.max —单相接地短路时的零序电流和两相接地短路时
为零序电流，即
.
.
.
.
.
Ir Ia Ib Ic 3I0
三、零序电流滤过器 在正常运行和相间短路时，零序电流过滤器存
在一个不平衡电流，即
I r Iunb
它是由于三个互感器铁心的饱和程度不同， 以及制造过程中的某些差别而引起的。当发生相 间短路时，铁芯饱和的程度最严重，此时不平衡 电流达到最大值。
1. 工作原理 反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全长和
下一条线路的全长。
作为近后备保护和远后备保护，其保护范围应包括下条 线路或设备的末端。
过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。
2.整定计算
（1）动作电流 按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流 下继电器能可靠返回进行整定：
I
障时的最小零序电流来校验，要求
作为相邻线路Ks的en 远后3II备0O''.'mP保in护时1.，3 ~按1相.5邻线路保护范
围末端发生接地故障时，流过本保护的最小零序电流 3I0min来校验，要求
K se n

3I 0.m in I '''
OP
1.2
3.动作时限 各保护的动作时限也按阶梯原则来选择。
（d）继电器的实际起动值可能有正误差，使Idz变大； (e) 考虑一定裕度。
如果限时电流速断保护灵敏性不满足要求
（1）与下一条线路的限时电流速断相配合
Id''z

K I'' '' K dz下一线
(2) 动作时限比下一条线路时限电流速断保护的动作
时限高出一个时间阶段△t，即
t本''

t '' 下一线
Ⅲ dz

KrⅢel Kss Kre
IL.max
（２）灵敏度校验
近后备
K se n( 近）
I d .min.本末 I '''
OP
1.5
远后备
Ksen(远）
I d .min.下一末 I '''
OP
1.2
（3） 时间整定
动作延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保
护动作延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的动作时间长一个
相配合，动作时限一般取0.5秒
六、限时零序电流速断保护（零序Ⅱ段）
3.灵敏度校验
零序Ⅱ段的灵敏系数，应按照本线路末端接地短 路时的最小零序电流来校验，并满足Ksen≥1.3~1.5,即
Ksen

3I0. min I ''
OP
1.5
式中I0。min—本线路末端接地短路时的最小零序电流。
如果灵敏度不满足要求，则增加一段零序，并与相邻线 路零序Ⅱ段配合
2.电流三段式保护的保护特性及时限特性
4.三段式电流保护的评价 优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故
障。一般用于35千伏及以下电压等级的单侧电源电网中。 缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路
类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。
线路的零序电流及方向保护
一、概述
电流速断保护是依靠动作电流定值取得选择性，动作速 度快，但不能保护线路全长，灵敏性差，即牺牲了灵敏性， 换取了快速性。
4.电流速断保护的接线图 单相原理接线图
正常状态： 一次设备通过的电流为负载电流
流过KA的电流小于动作值 KA不动作，其触点不闭合 不发断路器跳闸脉冲 。
4.电流速断保护的接线图 单相原理接线图 短路故障时：
1、中性点方式：
中性点直接接地（大接地电流电网） 中性点非直接接地（小接地电流电网）