大学课件电力系统继电保护单侧电源网络相间短路的电流保护

1、继电器继电器是一种能自动执行断续控制的部是一种能自动执行断续控制的部件件，当其输入量达到一定值时当其输入量达到一定值时，能使其能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，输出的被控制量发生预计的状态变化，如如触点打开、闭合触点打开、闭合或或电平由高变低、由电平由高变低、由低变高等低变高等，具有对被控电路实现，具有对被控电路实现“通通”、“断断”控制的作用。控制的作用。2.1.1 继电器继电器1. 继电器的分类和要求继电器的分类和要求按照按照动作原理动作原理可分为可分为：按照按照反应的物理量反应的物理量可分为：可分为：按照按照作用作用可分为：可分为：电磁型电磁型感应型感应型整流型整流型电子型电子型数

2、字型数字型 电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器功率方向继电器功率方向继电器阻抗继电器阻抗继电器频率继电器频率继电器瓦斯（气体）继电器瓦斯（气体）继电器起动继电器起动继电器量度继电器量度继电器时间继电器时间继电器中间继电器中间继电器信号继电器信号继电器出口继电器出口继电器2. 过电流继电器过电流继电器过电流继电器是实现电流保护的基本元件，也过电流继电器是实现电流保护的基本元件，也是一个反映电气量而动作的简单继电器的典型，是一个反映电气量而动作的简单继电器的典型，它是一个量度继电器。它是一个量度继电器。 量量度度继继电电器器过量继电器过量继电器欠量继电器欠量继电器过电流继电器过电流继电器过电

3、压继电器过电压继电器高周波继电器高周波继电器低电压继电器低电压继电器阻抗继电器阻抗继电器低周波继电器低周波继电器 过流继电器框图过流继电器框图来自电流互感器二次侧来自电流互感器二次侧加入继电器的电流加入继电器的电流根据继电器的安装位置和根据继电器的安装位置和工作任务给定动作值，为工作任务给定动作值，为使继电器具有普遍的使用使继电器具有普遍的使用价值，动作值可以调整价值，动作值可以调整小延时作用：对于电子型和数字型继电器，动作速度快，功率小，小延时作用：对于电子型和数字型继电器，动作速度快，功率小，为提高动作为提高动作 的可靠性，防止干扰信号引起的误动作，要考虑测量的可靠性，防止干扰信号引起的误

4、动作，要考虑测量值大于动作值的持续时间值大于动作值的持续时间23ms，才能动作于输出。，才能动作于输出。:kopii当时继电器根本不动作继电器根本不动作:kreii当时继电器能够突然迅速地继电器能够突然迅速地动作，稳定可靠输出低动作，稳定可靠输出低电平或闭合其触点电平或闭合其触点.继电器又能突然地返回原继电器又能突然地返回原位位,稳定可靠输出高电平，稳定可靠输出高电平，或触点重新打开或触点重新打开.:kopii当时re ji01e123456jiop ki 继电特性图继电特性图 3. 继电器的继电特性继电器的继电特性继电特性继电特性无论起动和返回，继电器的动作都是无论起动和返回，继电器的动作都

5、是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置。明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置。动作动作返回返回rereopikik过量继电器、欠量继电器的返回系数过量继电器、欠量继电器的返回系数2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流量值特征单侧电源网络相间短路时电流量值特征 最大负荷电流最大负荷电流正常运行时，各条线路中流过所供的负正常运行时，各条线路中流过所供的负荷电流，越靠近电源侧的线路，流过的电流越大。负荷电荷电流，越靠近电源侧的线路，流过的电流越大。负荷电流的大小，取决于用户负荷接入的多少，当用户的负荷同流的大小，取决于用户负荷接入的多少，当用户的负荷同时都接入时，形成最大负荷电流时都接入时，

6、形成最大负荷电流。短路电流短路电流= =短路工频周期分量（主要）短路工频周期分量（主要）+ +暂态高频分量暂态高频分量+ +衰减衰减直流分量直流分量电流保护采用工频周期分量电流构成，可近似认为电流保护采用工频周期分量电流构成，可近似认为是起始次暂态电流是起始次暂态电流短路工频周期分量可以用下式近似计算短路工频周期分量可以用下式近似计算kskeeikzzz=+e短路类型系数，三相短路取短路类型系数，三相短路取1 1，两相短路，两相短路取取系统等效电源的相电势系统等效电源的相电势保护安装处到系统等效电源之间的阻抗保护安装处到系统等效电源之间的阻抗短路点到保护安装处之间的阻抗短路点到保护安装处之间的

7、阻抗szkkz3/2 最大运行方式最大运行方式在相同地点发生相同类型的短路时，流在相同地点发生相同类型的短路时，流过保护安装处电流最大，对继电保护而言称为系统最大运过保护安装处电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式，对应的行方式，对应的系统等值阻抗最小系统等值阻抗最小。 最小运行方式最小运行方式在相同地点发生相同类型的短路时流过在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处电流最小，对继电保护而言称为系统最小运行保护安装处电流最小，对继电保护而言称为系统最小运行方式，对应的方式，对应的系统等值阻抗最大系统等值阻抗最大。dskeeikzzz=+利用流过保护安装处电流幅值的大小来区分正常利用流

8、过保护安装处电流幅值的大小来区分正常与短路运行状态，实现的保护简单可靠、方便易与短路运行状态，实现的保护简单可靠、方便易行。构成完善的电流保护时必须考虑的因素：行。构成完善的电流保护时必须考虑的因素：1. 1. 电力系统运行方式（电力系统运行方式（zszs）的变化；）的变化； 2. 2. 电力系统正常运行状态（电力系统正常运行状态（e e）的变化；）的变化；3. 3. 不同的短路类型；不同的短路类型；4. 4. 随短路点距等值电源的距离变化，短路电流随短路点距等值电源的距离变化，短路电流连续变化，越远电流越小，并且在本线路末端连续变化，越远电流越小，并且在本线路末端和下级线路出口短路，和下级线

9、路出口短路，短路短路电流没有差别。电流没有差别。dskeeikzzz=+v概念概念: :对于仅反应于对于仅反应于电流增大电流增大而而瞬时动作瞬时动作的电的电流保护流保护, ,称为称为电流速断保护电流速断保护1 1 工作原理工作原理（以保护（以保护2 2为例）为例）对于保护对于保护2而言希望：而言希望：本线路末端本线路末端k1点发生故障时，保护点发生故障时，保护2能够瞬时动作切除能够瞬时动作切除.而当相邻线路而当相邻线路bc的始端的始端k2点短路时点短路时,按选择性的要求按选择性的要求,速速断保护断保护2不应动作不应动作,k1点、点、k2点短路时点短路时,保护保护2中流过电流相同中流过电流相同希

10、望不能同时实现希望不能同时实现解决办法解决办法 优先保证选择性，优先保证选择性， 即即k2点短路时，保护点短路时，保护2不不动作。动作。 按躲开下一条线路出口处短路的条件整定按躲开下一条线路出口处短路的条件整定 保护保护2的的整定电流整定电流须大于下一条线路出口处须大于下一条线路出口处短路的最大短路电流短路的最大短路电流 本线路末端短本线路末端短路时保护不能起动路时保护不能起动 按躲开下一条线路出口处短路的条件整定按躲开下一条线路出口处短路的条件整定指在继电指在继电保护技术中，从保护装置起动参数的整定上保证下一条保护技术中，从保护装置起动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不起动。线路出口处

11、短路时不起动。 保护装置的整定电流保护装置的整定电流对反应电流升高而动作的电流对反应电流升高而动作的电流速断保护而言，能使该保护装置起动的最小电流值，以速断保护而言，能使该保护装置起动的最小电流值，以 表示。表示。 保护不能起动的范围随运行方式、故障类型的变化而变保护不能起动的范围随运行方式、故障类型的变化而变化。在各种运行方式下发生各种短路保护都能动作切除化。在各种运行方式下发生各种短路保护都能动作切除故障的短路点位置的最小范围称为故障的短路点位置的最小范围称为最小保护范围最小保护范围。seti2 电流速断保护的整定计算原则电流速断保护的整定计算原则 动作电流的整定动作电流的整定 动作时间的

12、整定动作时间的整定 保护范围的校验保护范围的校验 以保护以保护1为例：为例：其整定的动作电流其整定的动作电流 必须大于必须大于k4点短点短路时可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下路时可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下变电所变电所c母线上三相短路时电流，即：母线上三相短路时电流，即： 动作电流为：动作电流为： 继电器的二次动作电流：继电器的二次动作电流：.1. .max.minsetk csa ceiizzmax.1 .ckrelsetikicontasetopknii3 . 12 . 1relk 速断保护的动作时间速断保护的动作时间取决于继电器本取决于继电器本身固有的动作时间，一

13、般小于身固有的动作时间，一般小于10ms 保护范围的校验保护范围的校验最小的保护范围在系统最小运行方最小的保护范围在系统最小运行方式下两相短路时出现。一般情况下，应按这种运行方式式下两相短路时出现。一般情况下，应按这种运行方式和故障类型来校验其保护的最小范围，要求大于被保护和故障类型来校验其保护的最小范围，要求大于被保护线路全长的线路全长的15%20%。 保护的最小范围可按下式求出：保护的最小范围可按下式求出： 电流速断保护的最小保护线路长度电流速断保护的最小保护线路长度 线路单位长度的正序阻抗线路单位长度的正序阻抗min1max.min.23lzzeiislkset1zminl3 电流速断保

14、护的构成电流速断保护的构成 动作过程：动作过程：过电流继电器接于电流互过电流继电器接于电流互感器感器ta的二次侧，当流过的二次侧，当流过它的电流大于它的动作电它的电流大于它的动作电流后，比较环节流后，比较环节ka有输出。有输出。在某些特殊情况下需要闭在某些特殊情况下需要闭锁跳闸回路，设置闭锁环锁跳闸回路，设置闭锁环节。当比较环节节。当比较环节ka有输出有输出并且不被闭锁，与门有输并且不被闭锁，与门有输出，发出跳闸命令的同时，出，发出跳闸命令的同时，起动信号回路起动信号回路ks4 电流速断保护的主要优、缺点电流速断保护的主要优、缺点 优点：简单可靠优点：简单可靠+动作迅速动作迅速 缺点：缺点：不

15、能保护线路全长不能保护线路全长+保护范围受运行保护范围受运行方式影响方式影响灵敏性与速动性的矛盾灵敏性与速动性的矛盾 长线路长线路：始端和末端短路电流差别较大：始端和末端短路电流差别较大 短路电流变化短路电流变化曲线较陡曲线较陡 保护范围较大保护范围较大 短线路短线路：始端和末端短路电流差别较小：始端和末端短路电流差别较小 短路电流曲线短路电流曲线变化平缓变化平缓 保护范围较小保护范围较小系统运行方式变化很大时系统运行方式变化很大时以保护以保护2电流速断为例：电流速断为例：按最大运行方式下保护选择性按最大运行方式下保护选择性的条件整定的条件整定最小运行方式下没有保护范围最小运行方式下没有保护范

16、围 但在个别情况下，有选择性的电流速断也可以保护线路但在个别情况下，有选择性的电流速断也可以保护线路全长：如下所示，例如当电网的终端线路上采用全长：如下所示，例如当电网的终端线路上采用线路线路变压器变压器的接线方式时，速断保护就可以按照躲开变压器的接线方式时，速断保护就可以按照躲开变压器低压侧线路出口处低压侧线路出口处k1点短路来整定：点短路来整定： 变压器的阻抗较大变压器的阻抗较大 k1点的短路电流就大为减小点的短路电流就大为减小 电流电流速断可以保护线路速断可以保护线路a-b的全长及变压器的一部分的全长及变压器的一部分1 工作原理工作原理限时速断保护限时速断保护带有时限动作的电流保护，带有

17、时限动作的电流保护，用来切除本线路上速断保护范围以外的故障，用来切除本线路上速断保护范围以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。同时也能作为速断保护的后备。要求：要求：（a）在任何情况下能保护本段线路的全长，并）在任何情况下能保护本段线路的全长，并且有足够的灵敏性；且有足够的灵敏性；（b）力求具有最小动作时限；）力求具有最小动作时限；（c）在下级线路短路时，保证下级保护优先切）在下级线路短路时，保证下级保护优先切除故障，满足选择性要求。除故障，满足选择性要求。 以下图中保护以下图中保护2的限时速断保护为例进行分析：的限时速断保护为例进行分析：保保护护2保护线路全长保护线路全长保证选择性保证选择

18、性保护范围须延伸至下一条保护范围须延伸至下一条线路中线路中动作须带一定时限动作须带一定时限首先考虑与下级线路的首先考虑与下级线路的速断保护配合速断保护配合与下级线路限时电流速断与下级线路限时电流速断保护配合保护配合保护范围不超过下级保护范围不超过下级线路速断保护的范围线路速断保护的范围动作时限比下级线路的动作时限比下级线路的速断保护高一个时间阶梯速断保护高一个时间阶梯保护范围不超过下级保护范围不超过下级限时速断保护的范围限时速断保护的范围动作时限比下级线路的动作时限比下级线路的限时速断保护高一个限时速断保护高一个时间阶梯时间阶梯灵灵敏敏性性不不足足本本线线末末端端短短路路力求动作时限最短力求动

19、作时限最短2. 限时电流速断保护的整定限时电流速断保护的整定1.2.setsetii保护保护2的限时电流速断的限时电流速断不应超出保护不应超出保护1电流速电流速断的范围断的范围m点，因此点，因此在单侧电源供电的情在单侧电源供电的情况下，它的起动电流况下，它的起动电流就应该整定为就应该整定为是否取是否取“=”？（1）起动电流）起动电流 若正好遇上如下情况若正好遇上如下情况：保护保护1的电流速断的电流速断出现负误差出现负误差保护范围比计算值缩小保护范围比计算值缩小保护保护2的电流速断的电流速断出现正误差出现正误差保护范围比计算值增大保护范围比计算值增大保护保护1的电流速断不起动的电流速断不起动保护

20、保护2的限时速断起动的限时速断起动计算的保护范围计算的保护范围末端短路时末端短路时 失去失去选择性选择性 为避免这种情况发生，就不能采用两个电为避免这种情况发生，就不能采用两个电流相等的整定方法，而必须采用流相等的整定方法，而必须采用 ：1 .2 .setsetiirelk引入可靠性配合系数引入可靠性配合系数 ，则得，则得 一般取一般取1.11.21 .2 .setrelsetikirelk（2）动作时限的选择动作时限的选择限时速断的动作时限限时速断的动作时限 应选择得比下一条线路速断保应选择得比下一条线路速断保护的动作时间护的动作时间 高出一个时间阶梯高出一个时间阶梯 ，即，即ttt122t

21、1ttt包括包括故障线路断路器的跳闸、灭弧时间故障线路断路器的跳闸、灭弧时间故障线路保护时间继电器实际动作时间比整定时间故障线路保护时间继电器实际动作时间比整定时间大的正误差大的正误差保护保护2中时间继电器可能比预定时间提早动作中时间继电器可能比预定时间提早动作的负误差的负误差保护保护2测量元件外部故障切除后由于惯性不能测量元件外部故障切除后由于惯性不能立即返回的延时立即返回的延时考虑一定的裕度考虑一定的裕度位于位于0.30.5之间，多取之间，多取0.5s，微机保护取，微机保护取0.3st 限时电流速断保护必须在限时电流速断保护必须在系统最小运行方式系统最小运行方式下，下，线路末端线路末端发生

22、发生两相短路两相短路时，具有足够的时，具有足够的反应能力，用灵敏系数反应能力，用灵敏系数k ksensen来衡量。来衡量。3 保护装置灵敏性的校验保护装置灵敏性的校验对于反应数值上升而动作的过量保护装置，对于反应数值上升而动作的过量保护装置，灵敏系数灵敏系数k ksensen定义定义对保护对保护2 2限时速断限时速断，应采用系统最小运行方式下线路，应采用系统最小运行方式下线路ab末端发生两相短路时的短路电流作为故障参数的末端发生两相短路时的短路电流作为故障参数的计算值，设此电流为计算值，设此电流为i(2)k.b.min，则：则：k ksensen保护范围内发生金属性短路时故障参数的最小计算值保

23、护范围内发生金属性短路时故障参数的最小计算值保护装置的动作参数保护装置的动作参数k ksenseni(2)k.b.mini isetset. .2 2要求要求 ksen1.31.5 当校验灵敏系数不能满足要求时，那就意味着当校验灵敏系数不能满足要求时，那就意味着将来真正发生内部故障时，由于不利因素的影将来真正发生内部故障时，由于不利因素的影响保护可能起动不了，达不到保护全长的目的，响保护可能起动不了，达不到保护全长的目的，这是不允许的。这是不允许的。 为了解决这个问题，通常都是考虑降低限时电为了解决这个问题，通常都是考虑降低限时电流速断的整定值，使之与下一条线路的限时电流速断的整定值，使之与下

24、一条线路的限时电流速断相配合，这样其动作时限就应选择得比流速断相配合，这样其动作时限就应选择得比下一条线路限时速断的时限再高一个级差下一条线路限时速断的时限再高一个级差 ，一般取为一般取为11.2s。此时。此时ttt12可见，保护范围的伸长，必然导致动作时可见，保护范围的伸长，必然导致动作时限的升高。限的升高。4 限时速断保护的单相原理框图限时速断保护的单相原理框图2t2t2tka起动起动与门与门2起动起动跳闸跳闸ka返回返回保护复归保护复归发信号发信号无闭锁信号无闭锁信号经经 延时延时故障仍存在故障仍存在在在 以以前前故故障障切切除除2.1.5 定时限过电流保护定时限过电流保护过电流保护通常

25、指其起动电流按照躲开流过本线路过电流保护通常指其起动电流按照躲开流过本线路的的最大负荷电流最大负荷电流来整定的一种保护装置，它不仅能来整定的一种保护装置，它不仅能保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长,以起到后备保护的作用以起到后备保护的作用.它可作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时它可作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时的的远后备保护远后备保护，同时又可作为本线路主保护拒，同时又可作为本线路主保护拒动时的动时的近后备保护近后备保护，也作为，也作为过负荷过负荷时的保护。时的保护。过电流保护过电流保护定时限过电流保护定时限过电流保护反时限过电流保

26、护反时限过电流保护1 工作原理和起动电流计算工作原理和起动电流计算max. lsetiimax.ssreiisetimax. lireimax.ssi起动电流起动电流的计算的计算在正常情况下各条线路上在正常情况下各条线路上的过电流保护绝不动作的过电流保护绝不动作在外部故障切除后电压恢复，在外部故障切除后电压恢复，负荷自起动电流作用下保护负荷自起动电流作用下保护装置必须能够返回装置必须能够返回过电流保护装置的起过电流保护装置的起动电流动电流过电流保护装置的返过电流保护装置的返回电流回电流线路上出现的最大负线路上出现的最大负荷电流荷电流外部故障切除后电压外部故障切除后电压恢复时负荷自起动电流恢复时

27、负荷自起动电流单侧电源放射形网络中过电流保护动作情况说明单侧电源放射形网络中过电流保护动作情况说明k2点短路点短路保护保护2、3、4、5均起动均起动a、b、c母线所接母线所接负荷电动机被制动负荷电动机被制动保护保护2动作切除动作切除故障故障短路电短路电流流经流流经保护保护2、3、4、5电压降低电压降低按选择按选择性要求性要求电流电流减小减小电压电压恢复恢复自起动自起动电流电流电动机自起动电动机自起动保护保护返回返回电动机自起动电流要大于它正常工作电流，引入一电动机自起动电流要大于它正常工作电流，引入一个自起动系数个自起动系数 来表示自起动时最大电流来表示自起动时最大电流 与正与正常运行时最大负

28、荷电流常运行时最大负荷电流 之比，即：之比，即：max.max.lssssikisskmax.ssimax. limax.max.lssrelssrelreikkikimax.1lressrelreresetikkkikisskrelkrekrei保护保护3、4、5在各自起动电流的作用下必须立即返在各自起动电流的作用下必须立即返回。为此应使保护装置的返回电流（一次值）回。为此应使保护装置的返回电流（一次值） 大大于于 。引入可靠系数。引入可靠系数 ，则，则max.ssirelk自起动系数。数值大于自起动系数。数值大于1，应由网络具体接线和负荷性质确定，应由网络具体接线和负荷性质确定可靠系数，采

29、用可靠系数，采用1.151.25电流继电器返回系电流继电器返回系数，采用数，采用0.850.952 按选择性的要求整定过电流保护的动作时限按选择性的要求整定过电流保护的动作时限12tt2t12ttt保护保护1位于电网的最末端，只要电动机内部故障，它就可以瞬时动作位于电网的最末端，只要电动机内部故障，它就可以瞬时动作予以切除，予以切除， 即为保护装置本身的固有动作时间。即为保护装置本身的固有动作时间。保护保护2为保证为保证k1点短路动作的选择性，则应整定其动作时限点短路动作的选择性，则应整定其动作时限 ， 引入时间级差引入时间级差 ，则保护，则保护2的动作时限为：的动作时限为：1tttt12t以

30、此类推，保护以此类推，保护3、4、5的动作时限均比相邻各元的动作时限均比相邻各元件保护动作时限高出至少一个件保护动作时限高出至少一个 ，只有这样才能，只有这样才能充分保证动作的选择性。充分保证动作的选择性。阶梯阶梯原则原则选择过电流保护起动电流和动作时间的网络图选择过电流保护起动电流和动作时间的网络图ttttttt3214,max1t1t2t例如在上图所示的网络中，对保护例如在上图所示的网络中，对保护4而言即应满足以下要求：而言即应满足以下要求：ttttttt3214,max3t保护保护1的动作时限的动作时限保护保护2的动作时限的动作时限保护保护3的动作时限的动作时限3 过电流保护灵敏系数的校

31、验过电流保护灵敏系数的校验作为本线路作为本线路近后备近后备作为相邻线路的远作为相邻线路的远后备保护后备保护( 2 ).m in.1.3 1.5k bsen asetiki( 2 ). m in.1 .2k cs e nas e tiki过电流保护灵敏系数校验仍采用式过电流保护灵敏系数校验仍采用式k ksensen保护范围内发生金属性短路时故障参数的最小计算值保护范围内发生金属性短路时故障参数的最小计算值保护装置的动作参数保护装置的动作参数最小运行方式下，本线路末端两相短路时的流过保护安装处最小运行方式下，本线路末端两相短路时的流过保护安装处的电流的电流最小运行方式下，相邻线路末端两相短路时的流

32、过保护安最小运行方式下，相邻线路末端两相短路时的流过保护安装处的电流装处的电流在各个过电流保护之间，还必须要求灵敏系数互相在各个过电流保护之间，还必须要求灵敏系数互相配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数。保护应具有越高的灵敏系数。 例如当例如当k k1 1点短路时，应要求各保护的灵敏系数之间点短路时，应要求各保护的灵敏系数之间具有下列关系具有下列关系: : . 1. 2. 3. 4.sensensensenkkkk在后备保护之间，只有当灵敏系数和动作时限都互相配合在后备保护之间，只有当灵敏系数和动作时限都互相配合时，才

33、能切实保证动作的选择性，这一点在复杂网络的保时，才能切实保证动作的选择性，这一点在复杂网络的保护中，尤其应该注意。以上要求同样适用于以后要讲的零护中，尤其应该注意。以上要求同样适用于以后要讲的零序序段和距离段和距离段保护。段保护。电流速断保护（整定原则）电流速断保护（整定原则）只能保护线只能保护线路始端的一部分。路始端的一部分。限时电流速断保护限时电流速断保护（整定原则）（整定原则）虽能保虽能保护本线路的全长护本线路的全长, ,但不能作为相邻线路的但不能作为相邻线路的后备。后备。定时限过电流保护定时限过电流保护（整定原则）（整定原则）能保护能保护本线路的全长及相邻下一条线路的全长本线路的全长及

34、相邻下一条线路的全长, ,然而动作时限太长然而动作时限太长, ,且越靠近电源且越靠近电源, ,动作动作时间越长。时间越长。2.1.6 阶段式电流保护的配合及应用阶段式电流保护的配合及应用阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图由图可见，由图可见，当全网任意当全网任意地点发生短地点发生短路时，如果路时，如果不发生保护不发生保护或断路器拒或断路器拒绝动作的情绝动作的情况，则故障况，则故障都可以在都可以在0.5s内予以内予以切除。切除。保护配置方案保护配置方案具有三段式电流保护的单相原理框图具有三段式电流保护的单相原理框图电流速断部分电流速断部分由电流元件

35、由电流元件ka和和信号元件信号元件ks组成组成限时电流速断部限时电流速断部分分由电流元件由电流元件ka、时间元件、时间元件kt和信号元件和信号元件ks组成组成过电流保护过电流保护由由电流元件电流元件ka、时、时间元件间元件kt和信号和信号元件元件ks组成组成 阶段式电流保护的阶段式电流保护的优点优点简单、可靠，简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在障的要求，因此在电网中特别是在35kv及及以下的较低电压的网络中获得广泛的应用。以下的较低电压的网络中获得广泛的应用。 阶段式电流保护的阶段式电流保护的缺点缺点它直接受电网它

36、直接受电网的接线以及电力系统的运行方式变化的影的接线以及电力系统的运行方式变化的影响，例如整定值必须按系统最大运行方式响，例如整定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏性则必须用系统最小运行来选择，而灵敏性则必须用系统最小运行方式来校验，这就使它往往不能满足灵敏方式来校验，这就使它往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求。系数或保护范围的要求。2.1.7 反时限特性的电流保护反时限特性的电流保护114. 002. 0opiikt反时限电流保护反时限电流保护采用动作时间与流过继电器中电流的大小有关的继电器，采用动作时间与流过继电器中电流的大小有关的继电器，利用继电器的反时限动作特性，当电流大时，保护

37、动作时限短，而电流小时利用继电器的反时限动作特性，当电流大时，保护动作时限短，而电流小时动作时限长。动作时限长。1 反时限动作特性反时限动作特性反时限电流继电器的时限特性图k为时间整定系数，选择不同的为时间整定系数，选择不同的k值，可以获得不同的动作时间值，可以获得不同的动作时间曲线，曲线，k值越大，动作时间越长值越大，动作时间越长opii opopiiiopii当流过继电器的电流小于起动电流时，继电器不动。当流过继电器的电流在启动电流和瞬时动作电流之间时，延时接点的闭合时间与 有关2.1.7 反时限特性的电流保护反时限特性的电流保护114. 002. 0opiikt反时限电流保护反时限电流保

38、护采用动作时间与流过继电器中电流的大小有关的继电器，采用动作时间与流过继电器中电流的大小有关的继电器，利用继电器的反时限动作特性，当电流大时，保护动作时限短，而电流小时利用继电器的反时限动作特性，当电流大时，保护动作时限短，而电流小时动作时限长。动作时限长。1 反时限动作特性反时限动作特性反时限电流继电器的时限特性图k为时间整定系数，选择不同的为时间整定系数，选择不同的k值，可以获得不同的动作时间值，可以获得不同的动作时间曲线，曲线，k值越大，动作时间越长值越大，动作时间越长opii opopiiiopii当流过继电器的电流小于起动电流时，继电器不动。当流过继电器的电流在启动电流和瞬时动作电流

39、之间时，延时接点的闭合时间与 有关当流过继电器的电流大于瞬时动作电流时，继电器以最小动作时间动作opii /常规反时限过电流继电器的特性曲线族常规反时限过电流继电器的特性曲线族2 反时限过电流保护的整定配合反时限过电流保护的整定配合反时限过电流保护整定的配合图反时限过电流保护整定的配合图（a）网络接线）网络接线（b）短路电流分布）短路电流分布（c）保护动作时限特性）保护动作时限特性（d）整定值选择与配合）整定值选择与配合（1）反时限特性上下级间的配合）反时限特性上下级间的配合配合原则配合原则起动电流起动电流动作时限动作时限按照躲过最大负荷电流的原则按照躲过最大负荷电流的原则为保证保护动作选择性

40、，逐级配合确定为保证保护动作选择性，逐级配合确定最大运行方式下短路电流的分布曲线最大运行方式下短路电流的分布曲线每条线路始端短路时的每条线路始端短路时的最大短路电流见上图所最大短路电流见上图所示，则在此电流作用下，示，则在此电流作用下，各线路自身保护装置的各线路自身保护装置的动作时限均应为最小，动作时限均应为最小，为了在各线路保护装置为了在各线路保护装置之间保证动作选择性，之间保证动作选择性，各保护可按下列步骤整各保护可按下列步骤整定。定。整定保护整定保护1起动电流按躲过最大起动电流按躲过最大负荷电流原则整定负荷电流原则整定d1点短路时电流点短路时电流相应动作时间为相应动作时间为t1断路器固有

41、动作时间断路器固有动作时间为为tb确定确定a1点点确定确定b点点确定确定曲线曲线+图整定保护整定保护2起动电流按躲过最大起动电流按躲过最大负荷电流原则整定负荷电流原则整定d1点短路时电流点短路时电流相应动作时间为相应动作时间为t2=t1+t断路器固有动作时间断路器固有动作时间为为tc=tb+ t确定确定a2点点确定确定c点点确定确定曲线曲线+图整定保护整定保护3起动电流按躲过最大起动电流按躲过最大负荷电流原则整定负荷电流原则整定d2点短路时电流点短路时电流相应动作时间为相应动作时间为t3=t1+2t断路器固有动作时间断路器固有动作时间为为te=td+ t确定确定a3点点确定确定e点点确定确定曲

42、线曲线+图（2）反时限过电流保护与电源侧定时限过电流保护配合）反时限过电流保护与电源侧定时限过电流保护配合对于安装在发电机侧的保护5，一般采用定时限特性作为后备保护，其动作时间应于保护4的反时限特性配合。作为远后备，在k3点短路时，保护5的动作时间应比保护4延迟t，在保护4的动作特性曲线上查处对应k3点短路时的动作时间，保护5的动作时间比它大t，或者比在k4点短路时保护4的动作时间大2t。（3）反时限过电流继电器电流速断段的整定）反时限过电流继电器电流速断段的整定 反时限过电流继电器带有独立整定的电流速断段，当达到其整定的动作时间时，其出口触电瞬时闭合。正定原则仍是躲开下级母线的最大短路电流。

43、 反时限保护的优点可使靠近电源故障具有较小的切除时间； 反时限保护的缺点整定配合比较复杂，以及当系统最小运行方式下短路时，其动作时间可能较长； 反时限保护主要应用范围主要用与单侧电源供电的终端线路和容量较小的电动机上，作为主保护和后备保护使用。abciii电流保护的接线方式电流保护的接线方式保护中电流继电器与电流互感器之保护中电流继电器与电流互感器之间的连接方式间的连接方式三相星形接线方式的原理接线三相星形接线方式的原理接线图图三相星形接线方式三相星形接线方式它是将三个电流互感器和三个电流继它是将三个电流互感器和三个电流继电器分别按相连接在一起，互感器和电器分别按相连接在一起，互感器和继电器均

44、接成星形，在中性线上流回继电器均接成星形，在中性线上流回的电流为的电流为 ，正常时此，正常时此电流约为零，在发生接地短路时则为电流约为零，在发生接地短路时则为三倍零序电流；三个继电器的启动跳三倍零序电流；三个继电器的启动跳闸回路是并联连接的，相当于闸回路是并联连接的，相当于“或或”回路，其中任一输出均可动作于跳闸回路，其中任一输出均可动作于跳闸或启动时间继电器。由于在每相上均或启动时间继电器。由于在每相上均装有电流继电器，因此，可以反应各装有电流继电器，因此，可以反应各种相间短路和中性点直接接地系统中种相间短路和中性点直接接地系统中单相接地短路。单相接地短路。caii aciiseti两相星形

45、接线方式的原理接线图两相星形接线方式的原理接线图两相星形接线图如左图所示，两相星形接线图如左图所示，用装设在用装设在a、c相上的两相电相上的两相电流互感器与两个电流继电器分流互感器与两个电流继电器分别按相连接在一起。别按相连接在一起。b相上不相上不装设电流互感器和电流继电器，装设电流互感器和电流继电器，因此它不能反应因此它不能反应b相中流过的相中流过的电流。在这种接线中，中性线电流。在这种接线中，中性线上的电流是上的电流是tasetopnii采用以上两种接线方式，当采用以上两种接线方式，当保护装置的一次起动电流整保护装置的一次起动电流整定为定为 时，则反应到继电时，则反应到继电器上的起动电流应

46、为器上的起动电流应为两相星形接线方式两相星形接线方式现对上述两种接线方式在各种故障时的性能分析比较现对上述两种接线方式在各种故障时的性能分析比较如下如下 1 中性点直接接地电网和非直接接地电网中性点直接接地电网和非直接接地电网中各种相间短路中各种相间短路 相同点相同点两种接线方式均能正确反应故障。两种接线方式均能正确反应故障。 不同点不同点动作的继电器数不一样。三相星形接动作的继电器数不一样。三相星形接线方式在各种两相短路时，均有两个继电器动作；线方式在各种两相短路时，均有两个继电器动作；两相星形接线方式在两相星形接线方式在ab和和bc相间短路时只有一相间短路时只有一个继电器动作。个继电器动作

47、。 2 中性点非直接接地系统中两点接地中性点非直接接地系统中两点接地 由于中性点非直接接地电网中，允许单相接地时继续短由于中性点非直接接地电网中，允许单相接地时继续短时运行，因此希望只切除一个故障点时运行，因此希望只切除一个故障点。例如，在左图所示的串联线例如，在左图所示的串联线路上发生两点接地短路时，路上发生两点接地短路时，希望只切除距电源远的那条希望只切除距电源远的那条线路线路bc，而不要切除线路，而不要切除线路ab，这样可以继续保证对变，这样可以继续保证对变电所电所b的供电。当保护的供电。当保护1、2均采用三相星形接线时，由均采用三相星形接线时，由于两个保护之间在定值和时于两个保护之间在

48、定值和时限上都是按照选择性要求配限上都是按照选择性要求配合整定的，合整定的，因此就能够因此就能够100%地保证只切除线路地保证只切除线路bc。而如果采用两相星形接线，则当线路而如果采用两相星形接线，则当线路bc上上b相接地时，则保护相接地时，则保护1就不能动作，因此只能由保护就不能动作，因此只能由保护2动作切除动作切除ab，因而扩大停电范围。，因而扩大停电范围。其只有其只有2/3的机会切除后一条线路的机会切除后一条线路。并联线路上两点接地示意图并联线路上两点接地示意图又如图所示，在变电所引出的并又如图所示，在变电所引出的并联形线路上，发生两点接地短路联形线路上，发生两点接地短路时，希望任意切除一条线路即可。时，希望任意切除一条线路即可。当保护当保护1、2均采用三相星形接线均采用三相星形接线时，两套保护动作，如保护时，两套保护动作，如保护1和和保护保护2的时限整定得相同，则保的时限整定得相同，则保护护1、2将同时动作切除两条线路，将同时动作切除两条线路，因此不必要的切除两条线路的机因此不必要的切除两条线路的