电网电流保护培训资料

1、电网电流保护培训资料继电器是一种能自动执行断续控制的部继电器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，能使其输能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，如触点出的被控制量发生预计的状态变化，如触点打开、闭合或电平由高变低、由低变高等，打开、闭合或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现具有对被控电路实现“通通”、“断断”控制的控制的作用。作用。2.1.1 2.1.1 继电器继电器1. 1. 继电器的分类和要求继电器的分类和要求按照动作原理可分为：按照动作原理可分为：按照反应的物理量可分为：按照反应的物理量可分为：按照作用可分为：按照作用可分为：电磁型电磁

2、型感应型感应型整流型整流型电子型电子型数字型数字型 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. 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，也是过电流继电器是实现电流保护的基本元件，也是反映于一个电气量而动作的简单继电器的典型，反映于一个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

3、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反映故障参反映故障参数增大而动数增大而动作作反映故障参反映故障参数降低而动数降低而动作作 电磁型电流继电器电磁型电流继电器电磁型过电流继电器结构电磁型过电流继电器结构5. 可动触点可动触点5JI 1. 线圈线圈12. 铁心铁心23. 空气隙空气隙34. 被吸引的可动舌片被吸引的可动舌片46. 固定触点固定触点67. 弹簧弹簧78. 止档止档8 铁心铁心, ,空气隙空气隙, ,可动舌片组成的磁路可动舌片组成的磁路. .舌片被磁舌片被磁

4、化后与铁心产生电磁吸力化后与铁心产生电磁吸力, ,吸引舌片向铁心靠吸引舌片向铁心靠 近近, ,当电磁吸力足够大时当电磁吸力足够大时, ,即可吸动舌片即可吸动舌片, ,并并 使触点接通使触点接通, ,称为继电器称为继电器“动作动作”. .,2成成反反比比而而与与比比成成正正就就与与磁磁通通表表示示空空气气隙隙长长度度设设气气隙隙中中假假定定磁磁阻阻全全集集中中在在空空成成正正比比电电磁磁吸吸引引力力与与 JI22221JdcIKKM:,1通过由通过由产生磁通产生磁通中的电流中的电流线圈线圈 JI5 1234678JI正常情况下正常情况下,线圈中流入负荷电流线圈中流入负荷电流,为保证继电器为保证继

5、电器 不动作可动舌片受弹簧不动作可动舌片受弹簧7拉力的控制而保持在原拉力的控制而保持在原 始位置始位置.此时此时,弹簧产生的力矩弹簧产生的力矩Mth1称为初拉力矩称为初拉力矩.矩为则由弹簧产生的反抗力至减少由减小时故当舌片向左移动而使成正比弹簧的张力与其伸长为对应此时的空气隙长度,.,11 131KMMththK3:比例常数比例常数此外此外,舌片转动须克服由摩擦力所产生的摩擦力矩舌片转动须克服由摩擦力所产生的摩擦力矩Mm,其值其值认为是一个常数认为是一个常数.故阻碍继电器动作的全部机械反抗转矩故阻碍继电器动作的全部机械反抗转矩就是就是Mth+Mm.5JI 1234678为使继电器起动并闭合其触

6、点为使继电器起动并闭合其触点, ,须须I IJ J变大变大, , M Mdcdc增大增大, ,继电器能够动作的条件为继电器能够动作的条件为: :把能使继电器动作的最小电流值把能使继电器动作的最小电流值, ,称为继电称为继电器的动作电流器的动作电流( (起动电流起动电流).).以以I Iop.Jop.J表示表示, ,对对应此时的电磁转矩应此时的电磁转矩: :mthdcMMM2.22op JdcIMKmthdcMMM对应这一电磁转矩对应这一电磁转矩, ,能使继电器返回原位的最大能使继电器返回原位的最大电流值称为继电器的返回电流电流值称为继电器的返回电流. .以以I Irere. .J J表示表示,

7、 ,则此则此时的电磁转矩为：时的电磁转矩为：222re JhIMK在继电器动作之后在继电器动作之后, ,为使它重新返回原位为使它重新返回原位. .需使需使I IJ J减小减小以使以使M Mdcdc减小减小, ,然后由弹簧的反作用力把舌片拉回然后由弹簧的反作用力把舌片拉回, ,这时摩擦力又起阻碍返回的作用这时摩擦力又起阻碍返回的作用. .故返回的条件故返回的条件是是: :Jop JII当时继电器根本不动作继电器根本不动作:Jop JII当时继电器能够突然迅速地动作闭合其继电器能够突然迅速地动作闭合其触点触点. .继电器又能突然地返回原位继电器又能突然地返回原位, ,触点重新打开触点重新打开. .

8、:Jre JII当时re JI01E123456JIop JI 继电特性图继电特性图 re Jreop JIKIKre=0.850.95JI 1234678常开触点常开触点 5JI 1234678常闭触点常闭触点5JI 12346786多组触点多组触点5JI 12346786既有常开触点也有常闭触点既有常开触点也有常闭触点电流继电器电流继电器 II.晶体管型过电流继电器晶体管型过电流继电器R1UR1IJI2D1D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5121.RIUR1)1)电压形成回路的作用是用中间交流器电压形成回路

9、的作用是用中间交流器LBLB将加将加2)2)入继电器的电流转换成一个在电阻入继电器的电流转换成一个在电阻R R1 1的电压降的电压降3)3)U UR1R1, ,以便与电流互感器的二次回路相隔离以便与电流互感器的二次回路相隔离, ,并并取取4)4)得晶体管回路所需要的信号电压得晶体管回路所需要的信号电压. .当整流滤波当整流滤波5)5)回路以后的负载电阻远大于回路以后的负载电阻远大于R R1 1时时, ,R1UR1IJI2D1D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5LB2)整流滤波回路由二极管整流滤波回路由二极管D1D

10、4和兀型滤波器和兀型滤波器3)(C1,C2,R2)组成组成,它将交流输出电压它将交流输出电压UR1变成一变成一4)个比较平滑的直流电压加于电位器个比较平滑的直流电压加于电位器R3上上,从从R35)活动头取出的电压以活动头取出的电压以UR3表示表示,它与加入继电器它与加入继电器6)的电流的电流IJ成正比成正比.23IURR1UR1IJI2D1D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5bRUU33)3)比较回路由比较回路由R R4 4和稳压管和稳压管W W组成组成, ,W W两端给出稳两端给出稳4)4)定的电压定的电压U

11、Ub b( (一般为一般为3 3V V左右左右),),称为比较电压称为比较电压. .继继5)5)电器能够动作的条件电器能够动作的条件: :故调节故调节U UR3R3就可调整就可调整I Idzdz. .J JR1UR1IJI2D1D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5U Ua a= U= Ub b+U+UR3R34)4)执行回路是由执行回路是由T T1 1,T,T2 2组成单稳触发器组成单稳触发器. .T T2 2集电集电极输出极输出U Uc2c2的变化的变化, ,即表示继电器的不同工即表示继电器的不同工作状态作状态

12、. .R1UR1IJI2D1D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5I.正常工作时正常工作时, IJIdz.J,调节电位器调节电位器R3使使UR3Ub，故触头输入端的故触头输入端的a点具有正电位点具有正电位.D5截止截止,I3=0,输输入信号回路对触发器的工作不产生影响入信号回路对触发器的工作不产生影响.此时此时,T1的基极电流由两部分组成的基极电流由两部分组成:Ib1=I1+I25151,RERI约约等等于于供供给给经经偏偏流流电电阻阻98192,RRERI约约等等于于供供给给经经反反馈馈电电阻阻在Ib1的作用下:

13、 T1处于饱和导通状态,其集电极电压UC1=0.10.2V 不足以使T2导通,故T2处于截止状态. T2集电极输出电压UC2约等于E1,对应于继电器的 不动作状态II.当当IJ增大到增大到Idz.J时时,UR3开始大于开始大于Ub,a点电位由点电位由III. 正变为负正变为负,D5导通导通,故故T1的的Ib1被输入回路所分流而被输入回路所分流而IV. 开始减少开始减少,随着随着Ib1的减少的减少,T1开始由饱和经放大区开始由饱和经放大区V.而向截止状态过渡而向截止状态过渡.由于反馈电阻由于反馈电阻R9的存在的存在,使这使这VI. 一过程进行得很迅速一过程进行得很迅速,故具有触发器特性故具有触发

14、器特性.触发器翻转过程Ib1T1进入放大区进入放大区Vc1升高升高Ib2T2由截止区由截止区向放大区过渡向放大区过渡Vc2下降下降Ib1T T1 1截止截止V Vc2c2下降下降T2T2导通导通对应于继电器对应于继电器的动作状态的动作状态02CU输输出出电电压压 电流继电器电流继电器过电压继电器过电压继电器正常运行及电正常运行及电压低时和停电压低时和停电时继电器不动时继电器不动作，触点闭合，作，触点闭合，电压高时继电电压高时继电器动作，触点器动作，触点断开断开常闭触点常闭触点功率方向继电器功率方向继电器Z阻抗继电器阻抗继电器JJ极化继电器极化继电器I-I 电流差动继电器电流差动继电器t时间继电

15、器时间继电器信号继电器信号继电器中间继电器中间继电器辅助继电器辅助继电器 主要作用是在继电保护装置和自动装置主要作用是在继电保护装置和自动装置中用以增加触点数量以及容量，该类继电器中用以增加触点数量以及容量，该类继电器一般都有几对触点，可以是常开触点或常闭一般都有几对触点，可以是常开触点或常闭触点。触点。 （3 3）中间继电器）中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器DZB-DZB-10B10B系列系列 其作用是建立必要的延时，以保证保护其作用是建立必要的延时，以保证保护动作的选择性和某种逻辑关系。其应能延时动作的选择性和某种逻辑关系。其应能延时动作、瞬时返回。动作、瞬时返回。 （4

16、 4）时间继电器）时间继电器t时间继电器时间继电器 用作继电保护装置和自动装置动作的信号指用作继电保护装置和自动装置动作的信号指示，标示装置所处的状态或接通灯光（音响）信示，标示装置所处的状态或接通灯光（音响）信号回路。信号继电器动作之后触点自保持，不能号回路。信号继电器动作之后触点自保持，不能自动返回，需由值班人员手动复归或电动复归。自动返回，需由值班人员手动复归或电动复归。信号继电器信号继电器（5 5）信号继电器）信号继电器信号继电器信号继电器DX-30DX-30系列系列数字型继电器（微机保护）数字型继电器（微机保护）数字型继电器（微机保护）数字型继电器（微机保护）2.1.2 单侧电源网络

17、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 12A AB BC CD D.maxB C fI2 21Il.maxA B fI.maxC D fI正常运行时，各条线路中流过所供的负荷电流，越是靠近电正常运行时，各条线路中流过所供的负荷电流，越是靠近电源侧的线路，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，当用户的负荷同时都接入时，流过线路户负荷接入的多少，当用户的负荷同时都接入时，流过线路的是最大负荷电流。的是最大负荷电流。功率因数角一功率因数角一般小于般小于30300 0根据电力系统短路分析根据电力系统短路分析,

18、,当电源电势一定时当电源电势一定时, ,短路电流短路电流的大小决定于短路点和电源之间的总阻抗的大小决定于短路点和电源之间的总阻抗 , 三相短路三相短路电流可表示为电流可表示为: :Z 3kskEEIzzz E系统等效电源的相电势系统等效电源的相电势kZ短路点到保护安装处的阻抗短路点到保护安装处的阻抗sZ保护安装处至系统的等效阻抗保护安装处至系统的等效阻抗sZ在一定的系统运行方式下在一定的系统运行方式下, , 和和 等于常数等于常数, ,可经可经计算绘出计算绘出 的变化曲线的变化曲线. . E kIf当系统运行方式及故障类型改变时当系统运行方式及故障类型改变时, ,I Ik k均将随之变化均将随

19、之变化. .kI kIf02.1.2 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 12k1A AB BC CD Dk2k3k4.maxB C fI3 32 21Il.maxA B fI.maxC D fI随整个电力系统开机方式、保护安装处到电源之间电网的网络拓扑、随整个电力系统开机方式、保护安装处到电源之间电网的网络拓扑、负荷水平的变化，负荷水平的变化， Z Zk k和和Z Zs s都会变化，造成短路电流的变化。随短路点都会变化，造成短路电流的变化。随短路点距离保护安装处远近的变化和短路类型的不同，距离保护安装处远近的变化和短路类型的不同，Z Zk k和和Z Zs s

20、的值不同，短路电的值不同，短路电流也不同。流也不同。 v对每一套保护装置来讲对每一套保护装置来讲, ,通过该保护装置的短通过该保护装置的短路电流为最大路电流为最大( (保护安装处到系统等效电源之间的系统保护安装处到系统等效电源之间的系统等效阻抗最小等效阻抗最小, ,即即Zs=Zs.min)Zs=Zs.min)的方式的方式, ,称为系统最大称为系统最大运行方式运行方式, ,而短路电流为最小而短路电流为最小( (系统等值阻抗系统等值阻抗ZsZs最大最大, ,即即Zs=Zs.max)Zs=Zs.max)的方式的方式, ,则称为系统最小运行方式则称为系统最小运行方式. .在最大运行方式下在最大运行方式

21、下, ,三相短路时三相短路时, ,通过保护装置的短路通过保护装置的短路电流为最大电流为最大, ,而在最小运行方式下而在最小运行方式下, ,两相短路时两相短路时, ,则短路则短路电流为最小电流为最小. .( (电流保护一般用于电流保护一般用于3535kVkV以下配电网中以下配电网中. .在在3535kVkV和和1010kVkV以下的低压线路中以下的低压线路中, ,采用中性点不接地方式采用中性点不接地方式, ,所以当单相接地所以当单相接地, ,系统影响不大系统影响不大.).)I系统运行方式变化举例开机方式开机方式网络拓扑网络拓扑12Ik:最大运行方式下三相短路最大运行方式下三相短路 :最小运行方式

22、下二相短路最小运行方式下二相短路 短路点的位置不同短路点的位置不同, ,流经保护流经保护2 2的短路电流也不同。的短路电流也不同。运行方式不同运行方式不同, ,同一地点发生短路时的短路电流也不同。同一地点发生短路时的短路电流也不同。故障类型不同故障类型不同, ,同一地点发生短路时的短路电流也不同。同一地点发生短路时的短路电流也不同。v流过保护安装处短路电流的大小与以下因流过保护安装处短路电流的大小与以下因素紧密相关：素紧密相关： 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.

23、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，短路电流连续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，并且在本线路末端和下级线路变化，越远电流越小，并且在本线路末端和下级线路出口处短路，出口处短路，短路短路电流没有差别。电流没有差别。电流电流速断速断保护保护装置装置Iv概念概念: :对于仅反应于电流增大而瞬时动作对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护的电流保护, ,称为电流速断保护称为电流速断保护12假设在每条线路上均装有电流速断保护假设在每条线路上均装有电流速断保护, ,则当则当线路线路A-BA-B上发生故障时上发生故障时, ,希望保护希

24、望保护2 2能瞬时动能瞬时动作作, ,而当线路而当线路B-CB-C上故障时上故障时, ,希望保护希望保护1 1能瞬时动能瞬时动作作, ,并且它们的保护范围最好能达到本线路全长并且它们的保护范围最好能达到本线路全长的的100%100%。 以保护以保护2 2为例为例, ,当本线路末端当本线路末端k k1 1点发生故障时希望保护点发生故障时希望保护2 2能能够瞬时动作切除故障够瞬时动作切除故障. .而当相邻线路而当相邻线路B BC C的始端的始端k k2 2点短点短路时路时, ,按选择性的要求按选择性的要求, ,速断保护速断保护2 2不应动作不应动作, ,而应由速断而应由速断保护保护1 1动作切除。

25、动作切除。k1k21 12 2但实际上但实际上,k,k1 1点和点和k k2 2点短路时从保护安装点短路时从保护安装2 2处看所流过的处看所流过的短路电流的数值几乎一样短路电流的数值几乎一样. .因此因此, ,希望希望k k1 1点短路时速断保点短路时速断保护护2 2能动作能动作, ,而而k k2 2点短路时速断保护点短路时速断保护2 2又不动作的要求就不又不动作的要求就不可能同时得到满足。可能同时得到满足。解决方法解决方法优先保证动作的选择性优先保证动作的选择性. .即从保护装即从保护装置起动参数的整定上保证下一线路出口置起动参数的整定上保证下一线路出口处短路时不动作处短路时不动作( (继保

26、中称为按躲开继保中称为按躲开下一条线路出口处短路的条件整定下一条线路出口处短路的条件整定) )采用无选择性的速断保护采用无选择性的速断保护, ,而以自而以自动重合闸来纠正这种无选择性动动重合闸来纠正这种无选择性动作作( (继保中称按本线路末端处短路的继保中称按本线路末端处短路的条件整定条件整定).).牺牲灵敏性牺牲灵敏性保选择性保选择性牺牲选择性牺牲选择性保灵敏性保灵敏性对反应电流升高而动作的电流速断保护而言对反应电流升高而动作的电流速断保护而言, ,能能使该保护装置起动的最小电流值称为保护装使该保护装置起动的最小电流值称为保护装置的整定电流置的整定电流. .以以I Isetset表示表示.

27、.保护装置的起动值保护装置的起动值 Iset 是用电力系统是用电力系统 一次侧的参数表示的一次侧的参数表示的.显然必须当实际的短路电流显然必须当实际的短路电流 保护装置才能起动保护装置才能起动. ksetII它所表示的意义是它所表示的意义是:当在被保护线路的当在被保护线路的 一次侧电流达到这个数值时一次侧电流达到这个数值时,安装在该安装在该 处的保护装置就能够起动处的保护装置就能够起动.四性中选择性是第一位的四性中选择性是第一位的. . 为保选择性为保选择性, ,对保护对保护1,I1,Isetset. .1 1须整定得大于须整定得大于k k4 4短路时短路时, ,可可能出现的最大短路电流能出现

28、的最大短路电流. .（保选择性）（保选择性）k3k41 12 2 31. .maxsetk cII 3. .maxk cI1)下一线路出口处短路下一线路出口处短路2)最大运行方式最大运行方式3)三相短路三相短路引入可靠系数引入可靠系数:K:Krelrel, , 则有则有: : 31. .maxsetrelk cIKI因此因此, ,有选择性的电流速断保护不可能有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长保护线路的全长。选择性选择性: :只要大于只要大于I Isetset, ,故障肯定在被保护范围以内故障肯定在被保护范围以内, ,保护装置一定动作保护装置一定动作, ,以外不动作以外不动作。速动性速动

29、性:t=0,:t=0,速度非常快速度非常快( (由于继电器闭合由于继电器闭合, ,跳闸跳闸线圈的熄弧时间线圈的熄弧时间, ,其固有延时其固有延时101030ms)30ms)。灵敏性灵敏性:15%:15%的范围内的范围内, ,具有灵敏性具有灵敏性. .一般整定值选好一般整定值选好后后, ,再来校验灵敏性再来校验灵敏性。可靠性可靠性: :只要大于只要大于I Isetset, ,肯定动作肯定动作, ,小于小于I Isetset不动作不动作。a.a.优点优点: :非常简单非常简单, ,动作速度快。动作速度快。b.b.不足不足: :保护范围太小保护范围太小(15%),(15%),受故障类别、运行方受故障

30、类别、运行方式影响大式影响大, ,不能单独作为主保护。不能单独作为主保护。c.c.在系统在系统( (辐射型网络辐射型网络) )末梢线路末梢线路, ,电流速断满足电流速断满足“四性四性”。D单相原理接线单相原理接线Isel.2=Krel.Ik.B.maxIk12 TQ+-保护范围校验保护范围校验12IkNMIset.11)1) 在最大运行方式的最小保护范围为在最大运行方式的最小保护范围为: :最大运行最大运行方式下两相短路方式下两相短路M M点短路电流等于点短路电流等于I Iset.1set.1在在M M点发生三相短路时点发生三相短路时: : 3.max.min1k MsMEIZz 在在M M点

31、发生二相短路时点发生二相短路时 23.max.min10.86632k Mk MsMEIIZz M M点为最大运行方式下的最小保护范点为最大运行方式下的最小保护范围未端围未端. . 2.max1.min10.866k MsetsMEIIZzmin110.8661MssetEZzImaxI(2)k.maxI(2)k.min2)2) 在最小运行方式的最小保护范围为：最小运行方式在最小运行方式的最小保护范围为：最小运行方式下两相短路下两相短路N N点短路电流等于点短路电流等于I Iset.1set.1在在N N点发生三相短路时点发生三相短路时: : 3. .min.max1k NsNEIZz 在在N

32、 N点发生二相短路时点发生二相短路时 23. .min. .min.max10.86632k Nk NsNEIIZz N N点为最小运行方式下的最小保护范围未端点为最小运行方式下的最小保护范围未端. . 2.min1.max10.866k NsetsNEIIZzmax110.8661NssetEZzI3)3) 要求要求: :m in .m ax%5 0 %m in . m in%1 5 %概念概念: :有选择性的电流速断不能保护本线路的有选择性的电流速断不能保护本线路的全长全长, ,增加一级保护增加一级保护, ,用来切除本线路上速断保护用来切除本线路上速断保护范围以外的故障范围以外的故障, ,

33、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，这就是限时速断保护。这就是限时速断保护。 延时一段时间延时一段时间, ,启启动继电器动作动继电器动作It1.1.原理原理: : 由于要求限时速断必须保护本线路的全长由于要求限时速断必须保护本线路的全长, ,因此因此它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去。这样，它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去。这样，当下一条线路出口处发生短路时当下一条线路出口处发生短路时, ,它就要起动，满足它就要起动，满足不了选择性。不了选择性。为了保证动作的选择性为了保证动作的选择性, ,就必须使保护就必须使保护的动作带有一定的时限的动作带有一定的时限, ,为使

34、这一时限尽量缩短，一为使这一时限尽量缩短，一般首先考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断般首先考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围，保护的范围，而动作的时限则比下一条线路的速断而动作的时限则比下一条线路的速断保护延时一个时间阶段保护延时一个时间阶段t t。2. 2. 整定整定2IkIset.2tIset.2Iset.11保护保护1,1,速断保护起动电流速断保护起动电流Iset.1 ,从从B B至至M M为保护为保护1 1电流速断电流速断的保护范围的保护范围, ,保护保护2 2的限时速断不应超出的限时速断不应超出I Isetset. .1 1, ,因此因此, ,保护保护2 2限时速断

35、的起动电流应整定为限时速断的起动电流应整定为:I:Isetset. .2 2IIsetset. .1 1引入可靠系数引入可靠系数:K:KrelrelI(3)k.max保护保护2限时速限时速断范围断范围保护保护2电流电流速断范围速断范围M保护保护1电流速断电流速断范围范围2IkIset.2tMIset.2Iset.11I(3)k.max限时速断限时速断电流速断电流速断k2k1 当线路当线路B-CB-C的的k k2 2点故障时，保护点故障时，保护1 1处的电流速断和限时速断以及保护处的电流速断和限时速断以及保护2 2处处的限时速断均启动，这时由保护的限时速断均启动，这时由保护1 1的电流速断以的电

36、流速断以t t1 1的时间切除的时间切除k k2 2点故障，点故障，在在k k2 2点故障切除短路电流消失后，保护点故障切除短路电流消失后，保护1 1和保护和保护2 2的限时速断自动返回。的限时速断自动返回。k3线路线路A-BA-B末端末端k k1 1点点故障时，只有保故障时，只有保护护2 2处的限时速断处的限时速断启动，其以启动，其以t t2 2=t=t1 1+ +t t的时的时间切除间切除k k1 1点故障。点故障。当线路当线路B-CB-C的的k k3 3点点故障时故障时, ,哪些保护哪些保护启动？由哪个保护启动？由哪个保护动作切除故障呢？动作切除故障呢？v动作时限选择动作时限选择限时速断

37、的动作时限限时速断的动作时限t t2 2, ,应选择比下一线路速应选择比下一线路速断保护的动作时限断保护的动作时限t t1 1高出一个高出一个t.t. 即即 t2 = = t t1 1+ +t t( (t:t:) )从速动性讲从速动性讲, , t t越小越好越小越好, ,为保证选择性为保证选择性, , t t又不能又不能太少太少, ,通常通常t=0.35t=0.350.6s.0.6s.多取多取t=0.5st=0.5st=tt=tQFQF. .1 1+t+tt t. .1 1+t+tt t. .2 2+t+tg g. .2 2+t+ty yt tt tQFQF. .1 1: :包括故障线路断路器

38、的跳闸时间、灭弧时间包括故障线路断路器的跳闸时间、灭弧时间 t tt t. .1 1 : :故障线路保护故障线路保护1 1中时间继电器的实际动作时间比整定时间大的正误差中时间继电器的实际动作时间比整定时间大的正误差 t tt t. .2 2 : :保护保护2 2中时间继电器可能比预定时间提早动作的负误差中时间继电器可能比预定时间提早动作的负误差 t tg g. .2 2 : :保护保护2 2中的测量元件（电流继电器）在外部故障切除后，中的测量元件（电流继电器）在外部故障切除后，由于惯性的影由于惯性的影响而不能立即返回的延时响而不能立即返回的延时 t ty y : :考虑一定的裕度考虑一定的裕度

39、 v当线路上装设了电流速断和限时电流速断保当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护后护后, ,它们的联合工作就可以保证本线路范围它们的联合工作就可以保证本线路范围内的故障都能够在内的故障都能够在0.50.5s s的时间内予于切除的时间内予于切除, ,能能够满足速动性的要求够满足速动性的要求, ,具有这种性能的保护称具有这种性能的保护称为该线路的为该线路的“主保护主保护”。: :限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力，用灵敏末端发生两相短路时，具有足够的反应能力，用灵敏系数系数K Ksensen来衡量。来

40、衡量。v灵敏性校验灵敏性校验对于反应数值上升而动作的过量保护装置，灵对于反应数值上升而动作的过量保护装置，灵敏系数敏系数K Ksensen定义为：定义为：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对保护对保护2 2限时速断，应采用系统最小运行方式下限时速断，应采用系统最小运行方式下线路线路A-BA-B末端发生两相短路时的短路电流作为故末端发生两相短路时的短路电流作为故障参数的计算值，设此电流为障参数的计算值，设此电流为I I(2)(2)k k. .B B. .minmin，则：则：K Kse

41、nsenI(2)k.B.minI Isetset. .2 2要求要求 Ksen1.31.5v单相原理接线单相原理接线限时速断的单相原理接线图限时速断的单相原理接线图TQt +信号信号TATA2 2KAKA2 2KTKT2 2KSKS-经经t t时间后时间继电时间后时间继电器器2 2KTKT动作，触点闭合动作，触点闭合. .当电流达到整定值后电流继电器当电流达到整定值后电流继电器2 2KAKA动作，触点闭合。动作，触点闭合。保护用直流经其触点加入时间继电器保护用直流经其触点加入时间继电器2 2KTKT绕组，启动时间继电器绕组，启动时间继电器2 2KTKT保护用直流经其触点再经保护用直流经其触点再

42、经信号继电器绕组驱动跳闸线信号继电器绕组驱动跳闸线圈跳闸。圈跳闸。线路流过一次电流线路流过一次电流经经TATA二次电流流二次电流流入电流继电器绕入电流继电器绕组组v灵敏性不满足怎么办灵敏性不满足怎么办? ?若不满足若不满足 Ksen1.31.5则：则：Iset.2 Krel rel Iset.1t t2 2= t= t1 1+ +t tv概念概念: :过电流保护通常指其起动电流按过电流保护通常指其起动电流按照躲开流过本线路的最大负荷电流来整定照躲开流过本线路的最大负荷电流来整定的一种保护装置，它不仅能保护本线路的的一种保护装置，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，以全长，而且

43、也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。起到后备保护的作用。限时电流速断不能作为限时电流速断不能作为下一条线路的远后备下一条线路的远后备It定时限过电流保护定时限过电流保护既可作为下级线路主保护拒动和断路器既可作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护。拒动时的远后备保护。同时又可作为本线路主保护拒动时的近同时又可作为本线路主保护拒动时的近后备保护。后备保护。同时也可作为过负荷时的保护同时也可作为过负荷时的保护 。 为保证在正常运行情况下过电流保护绝不动为保证在正常运行情况下过电流保护绝不动作作, ,保护装置的起动电流整定应大于该线路上可能出现的最保护装置的起动电流整定应大于该线路

44、上可能出现的最大负荷电流大负荷电流I IL L. .maxmax, ,在实际中还须考虑在外部故障切除后在实际中还须考虑在外部故障切除后, ,保护装置能否返回保护装置能否返回. .当当k k1 1点短路时点短路时, ,短路电短路电流将通过保护流将通过保护5 5、4 4、3 3。这些地方。这些地方装设的过电流保护都要起动。装设的过电流保护都要起动。但按选择性要求应由保护但按选择性要求应由保护3 3动作切除故障，然后保护动作切除故障，然后保护4 4、保护、保护5 5由于电流减小而立即返回原位。实际上当外部故障切除后，流由于电流减小而立即返回原位。实际上当外部故障切除后，流经保护经保护4 4的电流是仍

45、在继续运行中的负荷电流。的电流是仍在继续运行中的负荷电流。MM54321k1由于短路时电压降低由于短路时电压降低, ,变电所变电所B B母线上所接负荷的电动机被母线上所接负荷的电动机被制动制动, ,因此在故障切除后电压恢复时，电机的自起动电流要因此在故障切除后电压恢复时，电机的自起动电流要大于它正常的工作电流，故引入一个自起动系数大于它正常的工作电流，故引入一个自起动系数K Kssss来表示来表示自起动时最大电流自起动时最大电流I Issss. .maxmax与正常运行时最大负荷电流与正常运行时最大负荷电流I IL.maxL.max之比。之比。. m a x. m a x1s ss sLIKI

46、自起动系数自起动系数最大自起动电流最大自起动电流最大负荷电流最大负荷电流.max.maxrerelssrelssLIKIKKIreresetIKI.max1relsssetreLrereKKIIIKK由继电器的返回系数定义由继电器的返回系数定义: :同时引入可靠系数同时引入可靠系数K Krelrel: :Kss:Kss:自启动系数自启动系数, ,大于大于1 1。应视网络具体接线和负荷性质确定应视网络具体接线和负荷性质确定. .K Krere: :电流继电器返回系数；电流继电器返回系数； K Krere=0.85;=0.85;K Krelrel=1.15-1.25;=1.15-1.25;保护装置

47、的返回电流大于最大自启动电流保护装置的返回电流大于最大自启动电流当当k k1 1点短路时点短路时, ,保护保护1 15 5在短路电流的作用下在短路电流的作用下, ,均可能均可能起动起动, ,但要满足选择性但要满足选择性, ,应只有保护应只有保护1 1起动起动, ,切除故障切除故障, ,而保护而保护2 25 5在故障切除后应立即返回在故障切除后应立即返回, ,这个要求只有这个要求只有靠各保护装置不同的时限来满足靠各保护装置不同的时限来满足. .M45321k1tt4ttttt3t2t1t5保护保护1 1位位于电网末于电网末端端, ,只要电只要电机内部故机内部故障障, ,它便可它便可以瞬时动作切除

48、以瞬时动作切除,t,t1 1为保护装置本身的固有动作为保护装置本身的固有动作时间时间, ,对保护对保护2,2,为保证为保证k k1 1点短路时动作的选择点短路时动作的选择性性, ,则应整定其动作时限则应整定其动作时限,t,t2 2tt1 1, ,引入时间阶段引入时间阶段t,t,则应保护则应保护2 2的动作时限为的动作时限为t t2 2=t=t1 1+ +t.t.保护保护2 2的时限的时限确定后确定后, ,当当k k2 2点短路时点短路时, ,它将以它将以t t2 2的时限切除故障的时限切除故障, ,此时此时, ,为了保证保护为了保证保护3 3动作的选择性动作的选择性, ,则必须整定则必须整定t

49、 t3 3tt2 2,t,t3 3=t=t2 2+ +t.t.同理同理, t, t4 4=t=t3 3+ +t,tt,t5 5=t=t4 4+ +t.t.M45321k1tt4ttttt3t2t1t5k2任一过电流保护的动作时限任一过电流保护的动作时限, ,应选择得比应选择得比相邻各元件保护的动作时限均高出至少一相邻各元件保护的动作时限均高出至少一个个t t，只有这样才能充分保证动作的选择性。，只有这样才能充分保证动作的选择性。称为阶梯型时限特性称为阶梯型时限特性当故障越靠近电源端时，短路电流越大，而此当故障越靠近电源端时，短路电流越大，而此时过电流保护动作切除故障的时间反而越长。时过电流保护

50、动作切除故障的时间反而越长。故在电网中故在电网中, ,广泛采用电流速断和限时电流速断广泛采用电流速断和限时电流速断作为本线路的主保护，以快速切除故障，利用作为本线路的主保护，以快速切除故障，利用过电流保护作为本线路和相邻元件的后备保护。过电流保护作为本线路和相邻元件的后备保护。由于它作为相邻元件后备保护的作用是在远处由于它作为相邻元件后备保护的作用是在远处实现的，因此属于远后备保护。实现的，因此属于远后备保护。作为本线路的主保护和近后备作为本线路的主保护和近后备作为相邻线路的远后备保护作为相邻线路的远后备保护( 2 ).m in.1.3 1.5k Bsen AsetIKI( 2 ). m in

51、.1 .2k Cs e nAs e tIKI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点短路时，应要求各保护的灵敏系数之间具有下列关系间具有下列关系: : . 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，才能切实保证动作的选择性，这一点在复

52、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的零序护中，尤其应该注意。以上要求同样适用于以后的零序段和距离段和距离段保护。段保护。电流速断保护只能保护线路始端的一部分。电流速断保护只能保护线路始端的一部分。限时电流速断保护虽能保护本线路的全长限时电流速断保护虽能保护本线路的全长, ,但不能但不能作为相邻线路的后备。作为相邻线路的后备。定时限过电流保护能保护本线路的全长及相邻定时限过电流保护能保护本线路的全长及相邻下一条线路的全长下一条线路的全长, ,然而动作时限太长然而动作时限太长, ,且越靠且越靠近电源近电源, ,动作时间越长。动作时

53、间越长。v概念概念: :为了迅速可靠地切除被保护线路的故为了迅速可靠地切除被保护线路的故障障, ,将三种电流保护组合在一起构成一整套保将三种电流保护组合在一起构成一整套保护护, ,称为阶段式电流保护称为阶段式电流保护. .电流速断电流速断段段, ,限时电流速断限时电流速断段段, ,由由、段共同构成主保护段共同构成主保护. .过电流过电流段段, ,近后备和远后备近后备和远后备. .注注: :不一定三段全用不一定三段全用, ,也可只用两段即用电也可只用两段即用电流速断或限时速断做流速断或限时速断做为为段，过电流作为段，过电流作为段段一般对于电网末梢线路一般对于电网末梢线路, ,只装带只装带0.5s

54、0.5s延时的过电延时的过电流保护流保护, ,而对靠近电源处的线路而对靠近电源处的线路, ,因过电流保护时因过电流保护时限太长限太长, ,需装设三段式电流保护需装设三段式电流保护. .具有电流速断，限时电流速断和过电流的单相原理接线图具有电流速断，限时电流速断和过电流的单相原理接线图+ +- -+ +TATATQTQ+ + + +- - -+ + + + +1 12 23 34 45 56 67 78 89 9信号信号信号信号信号信号KTKTKAKAKAKAKAKAKTKTKSKSKSKSKSKS电流电流段段电流电流段段电流电流段段+ + +TATAA A TQTQTATAC C + + +-

55、 - - - -+ + + +1 12 24 45 56 67 78 89 9111112121313DLDLLPLPLP3 31010信号信号信号信号信号信号KAKAa aKAKAc cKAKAa aKAKAc cKAKAKAKAKAKAKTKTKTKTKSKSKSKSKSKS具有电流速断，限时电流速断和过电流的三相原理接线图具有电流速断，限时电流速断和过电流的三相原理接线图电流电流段段电流电流段段电流电流段段A A相二次电流相二次电流两相不完全星形接线两相不完全星形接线LP交流电流回路交流电流回路TAATACKAKAa aKAKAa aKAKAa aKAKAc cKAKAc cKAKAc

56、cKAKAb b电流速断保护电流速断保护限时电流速断保护限时电流速断保护过电流保护过电流保护跳闸及信号回路跳闸及信号回路KAKAa aKAKAc cKAKAa aKAKAc cKTKTK KK KKTKTKAKAa aKAKAb bKAKAb bKSKSKSKSKTKTKTKTKTKTQFQF+ +- -两相三继电器接线两相三继电器接线常用电流保护接线方式常用电流保护接线方式三相完全三相完全星形接线方式星形接线方式二相不完全二相不完全星形接线方式星形接线方式三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式q可反应各种相间短路和可反应各种相间短路和中性点接地系统的单相接地短路。中性点接地系统的单相接地短

57、路。 +AIBICIaIbIcInabcIIII2IIKaKII1bKII2cKII3cbanIIII保护中电流继电器与电流互感器保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式二次线圈之间的连接方式（2）两相不完全星形接线方式）两相不完全星形接线方式 +AIBICIaIcInacbIIII2IIKaKII1cKII2bcanIIIIq可反应各种相间短路可反应各种相间短路,但不反应但不反应B相单相接地短路相单相接地短路可反应各种相间短路和中性点接地系统的单相接地短路。可反应各种相间短路和中性点接地系统的单相接地短路。（3 3）两相三继电器接线）两相三继电器接线2IIKaKII1cKII2bK

58、II3 +AIBICIaIcI acII当采用以上两种接线方式时流入继电器的电流就是互感当采用以上两种接线方式时流入继电器的电流就是互感器的二次电流，设电流互感器的变比为器的二次电流，设电流互感器的变比为 ，则则 。12TAInIsetopTAIInTAKnIII.12称为二次动作电流称为二次动作电流setI因此，当保护装置的起动电流整定为因此，当保护装置的起动电流整定为 时，则反应时，则反应到继电器上的起动电流即应为到继电器上的起动电流即应为: :两相电流差接线法两相电流差接线法把流入继电器的电流把流入继电器的电流与电流互感器的二次电流之比称为接线系数与电流互感器的二次电流之比称为接线系数.

59、 .2KjxIIK在求得保护的动作电流之后在求得保护的动作电流之后 则则: :.setset jjxTAIIKna.a. 正常运行和三相短路时正常运行和三相短路时: :33jxaKKIIb.b. ACAC两相短路时两相短路时: :c.c. ABAB和和BCBC两相短路时两相短路时: :22jxaKKII1jxaKKIIcaKIIIAIBICIaIcIKII 试对线路试对线路ABAB进行三段式电流保护整定进行三段式电流保护整定, ,计算计算保护各段的一次动作电流保护各段的一次动作电流, ,二次动作电流二次动作电流, ,最小保护最小保护范围范围, ,灵敏系数和动作时限灵敏系数和动作时限. .已知已

60、知: :采用两相星形接线方式采用两相星形接线方式,K,Kssss=2=2线路的最大负荷电线路的最大负荷电流流I IL L. .maxmax=100A,=100A,互感器变比互感器变比n nTATA=300/5,=300/5,保护保护2 2的过电流保的过电流保护动作时限为护动作时限为2.2s,2.2s,母线母线ABCABC等处三相短路时流过线路等处三相短路时流过线路ABAB的短路电流值为的短路电流值为(kA):(kA):ABC最大运行方式下最大运行方式下I Ik k(3)(3)5.345.341.5251.525 0.5620.562最小运行方式下最小运行方式下I Ik k(3)(3)4.274