《电力系统继电保护》模块一 相间电流保护 任务2 单侧电源网络的相间电流保护.pptxVIP

子任务1：无时限电流速断保护（电流I段）电流保护用于双电源线路时的问题

输电线路发生短路故障时，反映电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护称为无时限电流速断保护，又称电流I段保护或瞬时电流速断保护。动作电流整定必须保证继电保护动作的选择性，如图1所示，K1点处故障对于保护1（图中也常用P1表示）是外部故障，应当由保护2（图中也常用P2表示）跳开QF2。当K1点处故障时，短路电流也会流过保护1，需要保证此时保护1不动作，即保护1的动作电流必须大于外部故障时的短路电流。一、无时限电流速断保护~XXIIQF1QF2MN12KK1图1继电保护动作选择性示意图

图2中曲线1和曲线2所示为短路电流曲线，表示在一定系统运行方式下短路电流与故障点远近的关系。短路电流计算公式如下：三线短路时，有两相短路时，有式中:--相电势；--系统电源等效阻抗；--线路单位长度阻抗（架空线路一般为0.4)--故障点到安装处的距离，单位为kmM曲线1曲线2最小保护区最大保护区~XXIIQF1QF2MN12KK1RQN图2无时限电流速断保护整定

短路电流大小由以下因素决定：（1）系统运行方式与系统电源等效阻抗有关，系统电源等效阻抗与电源投入的数量、电网结构变化有关。最大时通过保护装置的短路电流最小，称为最小运行方式；最小时通过保护装置的短路电流最大，称为最大远行方式。（2）故障点远近。故障点越近，短路电流越大。（3）短路类型。一般电流保护用于小电流接地系统，不需要考虑接地短路类型。在上图2中短路电流曲线1对应最大运行方式、三相短路情况，曲线2对应最小运行方式、两相短路情况。根据上面的讨论，外部故障时流过保护1的最大短路电流为：式中一一最大运行方式时的系统阻抗；一一线路MN全长。外部故障距离保护1最近的地方就是线路的末端N处，可见为最大运行方式下本线路未端发生三相短路时的短路电流。按照选择性的要求，动作电流应满足：

考虑电流互感器、电流继电器均有误差，整定时应考虑这些误差并留有裕度，无时限电流速断保护1动作电流整定公式为：式中，为可靠系数，考虑短路电流计算误差、电流互感器误差、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，一般取1.2-1.3。由图2可以看出，动作电流大于最大的外部短路电流，最大运行方式下MQ段发生三相短路时短路电流大于动作电流，保护动作，这个区域称为保护动作区。电流保护的保护区是变化的，短路电流水平降低时保护区缩短，如最小运行方式下发生两相短路时保护区变为MR。

QF1KAITAKMKS信号+++-QF2YR-无时限电流速断保护的单相原理图如图所示。保护由电流继电器KA（测量元件）、中间继电器KM信号继电器KS组成。图3无时限电流速断保护的单相原理图

如上图3无时限电流速断保护的单相原理图所示，电流测量元件KA接于电流互感器TA的二次侧，正常运行时，线路流过的是负荷电流，TA的二次电流小于KA的动作电流，保护不动作。当线路发生如路故障时，线路流过短路电流：当流过KA的电流大于它的动作电流时，测量元件KA动作，触点闭合，启动中间元件KM，KM触点闭合。一方面控制断路器跳闸，切除故障线路，另一方面启动信号元件KS，KS动作，发出保护动作的警告信号。

无时限电流速断保护简单可靠，动作迅速，它靠动作电流的整定获得选择性。它不能保护本线路全长，保护范围受系统运行方式、短路类到、线路长短等影响。当运行方式变化很大或被保护线路很短时，甚至没有保护区。但在个别情况下，无时限电流速断保护可保护线路全长，如电网的终端线路上采用线路变压器组接线时，线路和变压器可看成是一个元件，动作电流按躲过变压器低压侧线路出口短路来整定，这样可保护线路全长。

二、限时电流速断保护由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此可考虑增加一段新的保护，用来切除本线路上速断范围以外的故障，同时也能作为速断的后备，这就是限时电流速断保护，又称为电流Ⅱ段保护。对这个新设保护的要求，首先是在任何情况下都能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏性；其次是在满足上述要求的前提下，力求具有最小的动作时限。正是由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，因此称为限时电流速断保护。

设置电流Ⅱ段保护的目的是保护本线路全长，保护1的Ⅱ段保护区必然会伸入下一线路（相邻线路)，在K点发生故障时，保护1的Ⅱ段保护区存在与下一线路保护2“抢动”的问题。保护1的Ⅱ段