1、中低压线路微机保护原理中低压线路微机保护原理 3.1 阶段式电流保护阶段式电流保护 1 阶段式电流保护阶段式电流保护 2 反时限过电流保护反时限过电流保护 3 电压闭锁的方向电流保护电压闭锁的方向电流保护 1 阶段式电流保护阶段式电流保护 输电线路发生相间短路时，电流会突然增大，利输电线路发生相间短路时，电流会突然增大，利用电流变化的这个特征构成了用电流变化的这个特征构成了电流保护电流保护。注：阶段式电流保护一般针对单侧电源网络注：阶段式电流保护一般针对单侧电源网络 电流保护包括：电流保护包括：无时限电流速断保护无时限电流速断保护(电流电流I段保护段保护)限时电流速断保护限时电流速断保护(电流
2、电流II段保护段保护)定时限过电流保护定时限过电流保护(电流电流III段保护段保护)1.1 电流速断保护电流速断保护 仅反应电流增大而能瞬时切除故障的保护称为仅反应电流增大而能瞬时切除故障的保护称为无无时限电流速断保护时限电流速断保护，也称为，也称为电流速断保护电流速断保护或或电流电流I段保护段保护。1.1 电流速断保护电流速断保护 短路电流与故障点位置的关系短路电流与故障点位置的关系 三相短路电流三相短路电流 k1 ABCQF1QF2QF3kIk.maxIk.minIldsdlZZEI1)3(1.1 电流速断保护电流速断保护 系统最大运行方式系统最大运行方式 被保护线路同一点发生短路故障时，
3、系统等值阻抗最小，通被保护线路同一点发生短路故障时，系统等值阻抗最小，通过保护装置的电流值为最大的运行方式。过保护装置的电流值为最大的运行方式。注：所带负荷最大。注：所带负荷最大。系统最小运行方式系统最小运行方式 被保护线路同一点发生短路故障时，系统等值阻抗最大，通被保护线路同一点发生短路故障时，系统等值阻抗最大，通过保护装置的电流值为最小的运行方式。过保护装置的电流值为最小的运行方式。注：所带负荷最小。注：所带负荷最小。注：注：系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少等有关。少等有关。dsdlZZEI1)3(1.1 电流速断保护电流速
4、断保护 最大短路电流最大短路电流 最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大，最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大，称为最大短路电流称为最大短路电流。最小短路电流最小短路电流 最小运行方式下两相短路时通过保护装置的电流为最小，最小运行方式下两相短路时通过保护装置的电流为最小，称为最小短路电流称为最小短路电流。1.1 电流速断保护电流速断保护 保护装置的整定保护装置的整定 保护装置的启动值：保护装置的启动值：对因电流升高而动作的电流保护而言，启动保护装置的对因电流升高而动作的电流保护而言，启动保护装置的最小电流值称为保护装置的启动电流。最小电流值称为保护装置的启动电流。保护装置
5、的整定保护装置的整定 根据保护装置的基本要求，确定保护装置的启动值、灵根据保护装置的基本要求，确定保护装置的启动值、灵敏性和动作时限等的一系列过程。敏性和动作时限等的一系列过程。1.1 电流速断保护电流速断保护 工作原理工作原理 ABCQF1QF2QF3kIk.B.maxIlminlmaxlab1 1.1 电流速断保护电流速断保护 以保护以保护1为例为例 当本线路末端当本线路末端d1点短路时，希望保护点短路时，希望保护1 能动作切除故障。能动作切除故障。当相邻线路的始端当相邻线路的始端d2点短路时，根据选择性的要求，希望保点短路时，根据选择性的要求，希望保护护1就不应该动作。就不应该动作。优先
6、保证保护的选择性优先保证保护的选择性 保护装置的启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时保护装置的启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时保护装置不启动，在继电保护技术上称为保护装置不启动，在继电保护技术上称为按躲开下一条线路按躲开下一条线路出口处短路的条件整定出口处短路的条件整定。速断保护只保护线路的一部分。速断保护只保护线路的一部分。1.1 电流速断保护电流速断保护 整定计算整定计算 动作电流动作电流 整定原则：保护装置的启动电流应按躲开下一条线路出整定原则：保护装置的启动电流应按躲开下一条线路出口处通过保护装置的最大短路电流口处通过保护装置的最大短路电流(最大运行方式下的最大运行方式
7、下的三相短路电流三相短路电流)。即即 可靠系数可靠系数 1.21.3 其中，三相短路电流其中，三相短路电流 max.11.BdrelsetIKI1relKdsdsdlZZEZZEI1min.min.)3(1.1 电流速断保护电流速断保护 保护的灵敏性保护的灵敏性 用保护范围来衡量，通常用线路全长百分比表示。用保护范围来衡量，通常用线路全长百分比表示。系统在最大运行方式时，保护范围最大；系统在最小系统在最大运行方式时，保护范围最大；系统在最小运行方式时，保护范围最小。运行方式时，保护范围最小。一般应按最小运行方式、两相短路电流来校验其保护一般应按最小运行方式、两相短路电流来校验其保护范围范围 在
8、最大运行方式下，保护范围在最大运行方式下，保护范围50%在最小运行方式下，保护范围在最小运行方式下，保护范围15%1.1 电流速断保护电流速断保护 特点特点 优点优点 动作迅速，简单可靠动作迅速，简单可靠 缺点缺点 不能保护线路的全长，单独使用不能作为主保护。不能保护线路的全长，单独使用不能作为主保护。保护范围受系统运行方式变化的影响。保护范围受系统运行方式变化的影响。1.2 限时电流速断保护限时电流速断保护 限时电流速断保护限时电流速断保护(电流电流II段保护段保护):能以在较小能以在较小的时限，快速切除全线范围以内故障的保护。的时限，快速切除全线范围以内故障的保护。要求：要求：能够保护线路
9、的全长能够保护线路的全长 在满足上述条件时，具有最小的动作时限。在满足上述条件时，具有最小的动作时限。1.2 限时电流速断保护限时电流速断保护 工作原理工作原理 保护范围延长到下一条线路中，当下一条线路出口短保护范围延长到下一条线路中，当下一条线路出口短路时，保护动作。路时，保护动作。为了保证保护选择性的要求，就需要保护的动作有一为了保证保护选择性的要求，就需要保护的动作有一定的时限。定的时限。为了缩短保护的时限，其保护范围不应超出下一条线为了缩短保护的时限，其保护范围不应超出下一条线路的速断保护范围。路的速断保护范围。ABCQF1QF2QF3kIlIset.1IIset.2IIIset.1I
10、1.2 限时电流速断保护限时电流速断保护 整定计算整定计算 动作电流：动作电流：启动原则：按躲过下一条线路的电流速断保护启动原则：按躲过下一条线路的电流速断保护(电流电流段段保护保护)的保护范围末端发生短路时的最大短路电流的保护范围末端发生短路时的最大短路电流(按躲按躲过下一条线路电流过下一条线路电流段保护的整定值来整定段保护的整定值来整定)。即：即：可靠系数：可靠系数：1.11.2 动作时限：动作时限：限时速断保护的动作时限应选择得比下一条线路电流速限时速断保护的动作时限应选择得比下一条线路电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段，一般为断保护的动作时限高出一个时间阶段，一般为0.5s。2.1
11、21.2setrelsetIKI2relK电流电流I段保护与电流段保护与电流II段保护的配合段保护的配合 在在AB线路出口短路，处于保护线路出口短路，处于保护1的的段和段和段范围以内，段范围以内，但是由于速断保护没有延时，它会首先动作；但是由于速断保护没有延时，它会首先动作；在在AB线路末端短路，处于保护线路末端短路，处于保护1的的段范围以内，线段范围以内，线路的路的段保护动作切除故障；段保护动作切除故障；在在BC线路出口短路，处于保护线路出口短路，处于保护2的的段范围之内，也在段范围之内，也在保护保护1和保护和保护2的的段范围之内，但是由于保护段范围之内，但是由于保护2的的段段保护没有延时，
12、所以保护保护没有延时，所以保护2的电流速断保护会动作。的电流速断保护会动作。It1IIt1tP1mNn2IMIIoperI1.0 KIlIIoperI1.IoperI2.mn0 tl保护保护2无时限无时限 电流速断范围电流速断范围 保护保护1无时限无时限 电流速断范围电流速断范围 It2IIt2t1.3 定时限过电流保护定时限过电流保护 过电流保护是指其启动电流按躲最大负荷电流来过电流保护是指其启动电流按躲最大负荷电流来整定的保护。整定的保护。它是三段式电流保护的第它是三段式电流保护的第 段。段。该保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的该保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。
13、全长。可作为本线路主保护的近后备保护以及相邻下一线路可作为本线路主保护的近后备保护以及相邻下一线路保护的远后备保护。保护的远后备保护。1KMINIIQF2QF1QF4IQF30lt1t2t3t4tt1保护保护I1段段保护保护范围范围 1保护保护1段段保护保护范围范围 2保护保护I段保护范围段保护范围 P1mNn2IMI1 1保护保护II1段范围段范围 1K2K 三段式电流保护保护范围示意图三段式电流保护保护范围示意图 2 反时限过电流保护反时限过电流保护 启动电流仍为躲过最大负荷电流来整定。启动电流仍为躲过最大负荷电流来整定。标准反时限：标准反时限：114.02PpIItt2 反时限过电流保护
14、反时限过电流保护 相邻线路的反时限过电流保护的配合相邻线路的反时限过电流保护的配合 Iset.1=KrelI set.2 保护保护1的反时限过电流保护动作时限要比下一级长。的反时限过电流保护动作时限要比下一级长。电流电流III段保护与下一级反时限过电流保护的配合段保护与下一级反时限过电流保护的配合 Iset.III.1=KrelI set.2 保护保护1的电流的电流III段保护动作时限要比下一级长。段保护动作时限要比下一级长。反时限过电流保护与下一级电流反时限过电流保护与下一级电流III段保护的配合段保护的配合 Iset.1=KrelI set.III.2 保护保护1的反时限过电流保护动作时限
15、要比下一级长。的反时限过电流保护动作时限要比下一级长。3 方向电流保护方向电流保护 分析：分析：整定值：在整定值：在d1点短路时，要求保护点短路时，要求保护1和和2动作，保护动作，保护3不动不动作，即作，即Id1Iset.2；在在d2点短路时，要求保护点短路时，要求保护3和和4动作，保护动作，保护2不动作，即不动作，即Id2Iset.3，Id2重合成功重合成功 当重合于瞬时性故障上时的当重合于瞬时性故障上时的作用：作用：提高供电的可靠性提高供电的可靠性 永久性故障永久性故障重合不成功重合不成功 当重合于永久性故障上时的当重合于永久性故障上时的不利影响不利影响：电力系统又一次受到故障的冲击电力系
16、统又一次受到故障的冲击 使断路器的工作条件恶化使断路器的工作条件恶化 自动重合闸的要求自动重合闸的要求 自动重合闸动作应该非常迅速自动重合闸动作应该非常迅速 动作次数要符合规定动作次数要符合规定 自动重合闸动作后，应自动复归自动重合闸动作后，应自动复归 自动重合闸应该能在重合闸动作后或重合闸动作前，自动重合闸应该能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的速度加速继电保护的速度 自动重合闸应该能自动闭锁自动重合闸应该能自动闭锁 自动重合闸的分类自动重合闸的分类 按作用于断路器的方式，分为三相按作用于断路器的方式，分为三相ARC、单相、单相ARC和和综合综合ARC三种三种。按动作次数分为一次重合闸和二次重合闸。按动作次数分为一次重合闸和二次重合闸。按重合闸的使用条件，可分为单侧电源重合闸和双侧按重合闸的使用条件，可分为单侧电源重合闸和双侧电源重合闸。电源重合闸。其中双侧电源重合闸又分为快速重合闸、非周期重合闸、其中双侧电源重合闸又分为快速重合闸、非周期重合闸、检定无压重合闸和检定同期重合闸。检定无压重合闸和检定同期重合闸。2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸单侧电源线路的三相一次自动重