电力系统继电保护原理3

第二章电网的电流保护

单侧电源网络相间短路的电流保护电网相间短路的方向性电流电压保护中性点接地电网接地短路的零序电流及方向保护中性点非接地电网单相接地故障时零序电压电流及方向保护1.单侧电源网络相间短路的电流保护

电流继电器

电流速断保护

限时电流速断保护定时限过电流保护

阶段式电流保护装置电流保护的接线方式

电力系统正常运行时，输电线路上流过负荷电流，额定情况下，母线电压为额定电压。当输电线路发生相间短路时，各电源至短路点之间的回路上流过短路电流，故障相母线电压降低为残余电压。利用这一特征反应故障的发生，可构成电流电压保护。电流保护就是在输电线路中电流达到电流整定值时电流继电器动作。常见的输电线路相间短路电流保护有电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护。

电流继电器

电流继电器是电流保护的基本元件，反应于电流的增大而动作。使电流继电器临界动作的电流值称为动作电流。在继电保护动作使断路器跳开切除了故障后，线路中的电流大小迅速减小，为了使继电器能够尽快复归，以准备应对下一次故障，电流继电器应该在电流下降到一定值时复归到正常状态，亦即返回。在电流下降过程中，使电流继电器临界返回的电流值称为返回电流。电流继电器的返回电流小于动作电流，二者的比值称为返回系数:

电流继电器的返回系数一般取值为0.85～0.9。

oprereIIk&&=TAMI0V滤波整流比较Ug3ms/00/12ms输出1234UgU1U2

10mst(ms)t(ms)U3

t(ms)U4t(ms)集成电路型电流继电器U在如图2-1-a所示单侧电源辐射形电网中，变电所A、B、C都装设有电流保护，在线路L1上任意一点发生的短路故障，A站保护1应可靠起动，并跳开断路器1QF，切除故障。同理，对于线路L2和L3上的短路故障，B、C站保护2、3应分别起动并跳开2QF、3QF。

当系统中某一点发生三相短路时，稳态短路电流为：

当系统中某一点发生两相短路时，稳态短路电流为：

式中:

E——系统等效相电势，常采用平均电压Uave；

；X=Xs+Xk——从等效电源到短路点的阻抗，其中,Xs为等效电源阻抗，Xk为短路阻抗。不同的系统运行方式下，Xs取值不同。对应于系统最大运行方式和最小运行方式，Xs分别取为最小系统阻抗Xs.min和最大系统阻抗Xs.max

，此时的短路电流分别为最大短路电流Ik.max和最小短路电流Ik.min

。常用的有最大三相短路电流I(3)k.max

、最小三相短路电流I(3)k.min和最小两相短路电流I(2)k.min

。图2-1-b所示两条曲线分别表示在系统最大运行方式下三相短路I(3k.max和最小运行方式下两相短路电流I(2)k.min关于短路点到保护安装处距离L的曲线，即短路电流曲线。

电流谁速断爬保护电流抚速断射保护脾可作换为快姐速切缸除被贯保护降元件桥出口蝴处的顶严重嫁短路顷故障洁的保净护，娃其动社作不坊带时悬限，轮仅有本保护彻装置郑的固疗有动葬作时稳间。以图旺2-叼1-注（a）中线糖路AB的保累护1桨为例冶，为勤保证共选择糊性，全在相贩邻线通路BC出口摸短路伐时，荐保护然1瞬欺时电凉流速会断保辟护不挤应起落动，省为此来其动容作电估流应叙躲过辉线路刑末端B点的遣最大扔短路涝电流馅，因伶此瞬某时电疲流速作断保递护的抽动作名电流巾按躲迅过本义线路此末端致短路史时流志过保饼护的需最大供短路激电流毛来整牺定，渔即式中——瞬时姿电流甘速断秃保护津的动振作电牛流；kre告l——可靠暖系数纸，取渠1.铁2～未1.喇3；I(3笼)——被保冒护线利路末划端短炭路时坐，流灾过保耐护的京最大袄短路获电流港。电流再速断似保护护的保圈护范古围从图齐2-配1-化（b）可以篇看出季，瞬嘱时电首流速携断不缴能保疮护线叶路全劝长，过只能仓保护仅线路钢首端出的一食部分客，最蚂大运率行方偷式发魔生三代相短组路时为，保堪护区妨长度期为Lma挡x；最小僚运行朽方式敢下发之生两碑相短株路时较，保谢护区慎长度掉为Lmi覆n，保护极范围蛋因系填统运曾行方堆式和拔故障留形式沃而改茫变。捡电流贤速断廊保护挠的灵蹲敏度钱用保南护范守围百迫分比渣来表暗示。渔一般串要求萌最大益保护祖范围构达线会路全绩长的雹50扔％，幻玉最小责保护蚁范围循达线辆路全续长的巷15翻～2锄0％绍。保护符1最营小保呆护范野围可歪按下闷式计坝算：电流碰速断绍保护单的单炼相原服理接青线电流材速断止保护猛的单礼相原丹理接偶线如斯图所滤示，会电流楚继电俊器KA接于山电流腥互感座器TA的二渡次侧雾，它票动作吐后起仍动中属间继攻电器KM惜，其触腔点闭抓合后稿，使铸操作被电源颠经信纷号继仁电器KS接通奖断路州器的母跳闸缓线圈YR隙，使断淋路器QF跳闸跌。电流绣速断呜保护丈中间录继电寄器的牛作用中间姨继电钳器的壤作用权是：电流冲继电屋器KA的接衰点容扛量比妈较小场，不竞能直川接接证通跳罗闸线袖圈YR降，电流默继电散器动拥作后匠起动毯中间朋继电词器KM阶，再由技中间揉继电创器的君触点招（容栽量大既）去纵跳闸哨；当线笋路装以设有渗管型腥避雷荣器时罪，利正用中庆间继施电器立的固着有动嫂作时枪间（彻约0损.1s）吧，防止耕管型轰避雷猛器放柱电时激引起螺瞬时绍电流围速断鼠保护猪误动蓄作。瞬时辰电流跪速断仗保护既简单须可靠支，动托作迅栽速，之但不忍能保黄护线姥路全消长，箱且保退护范检围受艰系统币运行蓬方式赵的影谜响，修必须愧与限鞋时电哪流速颂断共筒同构叛成线划路的浪主保尼护。限时届电流狸速断傍保护限时茫电流载速断像保护装的保弹护范致围应慎为线胖路的释全长箩，其创保护淋范围借必然披要延伤伸到驾相邻凳线路孟的一工部分壳，并议保证坟其保粘护范司围不现超过非相邻栋线路城的瞬啊时电和流速盟断保泽护，桨它的荒动作钱电流询应按校躲过狮相邻达线路浩瞬时庭电流扫速断爆的动尝作电惠流来集整定旷。对等图2善-1招-（a）中保凡护1结，应柏为式中I——保护蚀1限鉴时电河流速置断的败动作比电流到；I——下一柱级线毕路瞬储时电荒流速各断的司动作熔电流盈；kre鼓l——可靠助系数隐，取1.沸1～1.皱2。限时宇电流轧速断垫保护惯动作谎时限为保兆证选教择性港，限哄时电芝流速脸断应什有时把限，晶其动吩作时坊限t1。葛II应比五相邻笼线路吃瞬时途电流场速断微保护歼的动宫作时喇间t2.弓I（约0腾.1s）大一苗个t，即限时值电流兄速断退保护蔑装置脏的单卷相原择理接跑线图尾如图梯所示旁，其驶电流球继电位器KA和时离间继芒电器KT按限浑时电杏流速最断保泳护整谢定。限时评电流蹈速断窗保护蜜灵敏攀系数在线教路末利端校扁验保吸护1独限时沸电流鉴速断漂保护纽奉在最臣小运弹行方宝式下属发生苗两相旦短路追时的刷灵敏才系数枝：式中Iac声t.1.I决I——被校暗验保摄护1飘的II段动呜作电底流，I(2汇)——在校咳验点痛发生高最小未两相并短路凝时，海流过悔被校辆验保剑护的伞短路龄电流持。如果醒灵敏夸度不抬能满愚足要勒求时愁，可急考虑践与下监线路傻的限国时电击流速办断保酱护相凝配合奔，其肌动作雪时限领也必眉须比聋下一矮线路贵的限闹时电聚流速玩断大杠一个t，以保牧证选移择性恢。定时害限过奶电流战保护电流界保护谱的动眉作条荡件是滑流过员保护屑的电霉流达喉到保处护的裹动作降值Iac衔t，过电尊流保罗护应怜保证遥流过忆正常臭运行拨时可乒能的粗最大耻负荷贯电流IL.ma乐x保护香可靠夕不误走动。过电乐流保贱护动撤作电迈流Iac醉t通常很按躲踩开最下大负殿荷电渠流整当定。溪正常恰运行栗时，役保护序应可福靠不购误动诸，在蛙其保要护范护围内疫发生诸短路溉故障矛时，表反应串于短荡路电滑流而盐动作井。其纸保护驼范围而不仅叔能覆原盖本箭线路巧的全扁长，朋而且巨也能键覆盖聪相邻毒线路消的全快长。以图斯2-责1-书（a）所示百单侧延电源芹辐射斑形电芹网为侵例。瞧线路L1的过良电流舟保护鸦动作败值I应躲河过正干常运士行最炎大负快荷电献流ILm捞ax：当相优邻元属件三崭相短秧路故结障切反除后猎，负菠荷自唐起动宇时，驼保护1在最姓大自哈起动辜电流IMs位.m葛ax下应鸦可靠卫地返判回。氧所以勺，保夕护1的返触回电孩流Ire应满五足：引入扩可靠馅系数kk，可选每择返冒回电界流满狮足：动作胁电流鼻与返跃回电催流之给间满奖足关滴系：所以膝，过嫂电流敞保护借的动互作电眉流可典整定碗为：kre腥l——可靠尖系数跪，一鸭般采忠用1柜.1诱5~积1.摩25输；kMs——自起创动系捆数，已由负包荷性劫质决嫌定，晃其数滋值大继于或蹲等于亏1；kre——返回第系数抗，一盆般采胶用0桥.8难5。这样泉整定懂的过智电流娇保护岔一般秤都很孩灵敏纷，当伸线路L3上k3点短餐路时踩，短都路电霞流由懂电源葱经线它路L1、L2至短贱路点盼。短窑路电冠流经呼过的内各线梦路的肥过电题流保赠护可日能都舒会起签动。端按选央择性寄的要先求，揪此时悉应由炒保护泼装置3动作盘，使虹断路乞器3QF跳闸袋。故机障切膊除后揪，短态路电轨流消仰失，翁各保济护装粉置都码返回床。过电凡流保亲护的泻动作躺电流荡整定过电践流保浅护灵旬敏系积数校肤验过电赴流保脚护的牙灵敏摘度是扁用灵递敏系练数来蔬校验童的，数灵敏刮系数妹就是行在被灾保护愁元件陡灵敏弱度校愤验点嫌发生五金属勉性相时间短粉路时它，流可过继斗电保善护的析最小纷短路王电流凤与动气作电碑流之幼比，耐即式中kse彻n——灵敏厨系数在；I(2耗)k.师mi泛n——灵敏蝇度校垦验点阶两相谜短路槐时流讽过继籍电器病的最舅小短后路电正流；Iac拒t——保护拔的动趁作电鹅流。过电写流保僚护作敞为本贯线路净后备匹保护惹时，覆灵敏滋度校浮验点佣在本吃线路品末端棍，此什时，爪要求kse餐n＞1笛.5暮；作为太相邻嗓线路愧远后吃备保宣护时氏，灵碗敏度酒校验堤点在阅相邻曾元件量末端凉，此讨时要进求kse轮n＞1剩.2败。过电冲流保涉护一器般作幸为后姥备保洁护，崇可采习用瞬垮时电别流速东断和贵限时孟电流贺速断弄作为横线路喉的主虑保护除。过电诱流保茅护的撇动作吓时间孕整定为保坑证过唯电流亡保护继的选加择性啊，各基保护率装置帐应具紫有不顷同的姿动作旦时间茅，即蒜：t1>冲t2>廉t3引入颤时间溉级差t，使t1=匙t2+t，酸t2=搂t3+t为了淡降低熔整个垃电网复保护薯的动怪作时第间，废在满亭足选欧择性夫的前猛提下罢，t应尽桐量小附，可脾按下搅式确性定：t=tDL+蚀te.文(+成)+te.抬(-怎)+t式中tDL——断路萍器跳填闸时弹间；te.厚(+烘)——下一纺级保陈护装奏置动杰作时巷间的间正误被差；te.数(-层)——本级破保护皱装置怨动作框时间冷的负换误差裙；t——时间锋裕度亲。根据酿断路在器和宋继电辩器的港型式舰不同盾，t在0.炕35～0.漂6s之间口，一朵般取0.洞5s。阶梯饭时限巷特性图2-移1-（c）为定卵时限蹲过电右流保担护装体置动狠作时耽间特侦性图剖。图恋中，尚从用洋户到顶电源支，各货保护位装置下的动孩作时杠间逐掩级增丛加，仔称为阶梯垄时限粘特性。这探一整夕定过去电流惧保护题的动迈作时弊间的没方法名称为阶梯逗原则。当立下一睛级相再邻元婆件不挡止一巧个时萝，过葡电流跳保护翻的动韵作时沫间应甘比每省一个签相邻亲元件木保护碍的动用作时意限至五少大露一个t，这样倚才能纠充分策保证电保护敌的选硬择性察。过电肯流保普护阶怀梯时举限特载性图2贱-1狐-（c）为定事时限逐过电俯流保同护装光置动神作时叠间特芬性图墙。图浊中，钉从用痕户到记电源榆，各敲保护辰装置飞的动购作时兰间逐拔级增条加，队称为阶梯蝇时限老特性。这五一整胸定过波电流盘保护嚼的动虚作时宏间的纵方法婆称为阶梯泰原则。当张下一良级相杏邻元祥件不穷止一较个时猎，过跳电流你保护联的动串作时踩间应掏比每萄一个序相邻还元件读保护建的动罪作时德限至扭少大盏一个t，这样霉才能骄充分矮保证甜保护捕的选自择性刘。由于骆过电割流保方护的撕动作猎时间连是按鄙阶梯军原则泊进行俩整定许的，标在靠藏近电垄源处共的过汗电流效保护拔的动详作时也限可灰能较下长，吴所以顽，过涌电流万保护坦一般拴不能需作为菜主保档护，坊而是倡作为始本线拘路的睬近后哀备保抢护和挥相邻姓线路召的远挨后备暖保护核。定时延限过弱电流誓保护您装置辈的单牧相原口理接墨线图定时朽限过作电流衡保护疼装置秋的单岁相原贴理接志线图吹及其额动作壁情况揭可参斧考图2-框2，其奇中，断电流灶继电访器KA和时赚间继益电器KT按定网时限门过电财流保安护整油定。图2-知2定时胳限过春电流额保护怕装置醋的单茅相原凤理接亩线图电流沟保护炸的接胞线方稍式电流梦保护辜的接忙线方孤式是覆指电公流继砖电器获线圈跟与电暴流互雨感器蛇二次团绕组前之间斯的连艺接方抽式。袖或者赌说，客就是牵如何掉把三罚相电躬流互椒感器靠二次全电流Ia、Ib、Ic构成志三相腊继电普器电定流Ika、Ikb、Ikc。常用营的相斑间短乐路接档线方挡式有非：三相纯完全酸星形辟接线愉;两相伍不完悄全星权形接条线。三相胀完全谢星形宇接线清和两攻相不凝完全延星形狠接线两种辟接线欠方式脑在各病种故散障时弃的性医能分前析比粮较(1亮)对中馋性点备直接特接地底电网却和非版直接吼接地洒电网圈中的斤各种甚相间点短路这两舅种接座线方欺式均激能正搅确反蹄应这挎些故结障，罚不同张之处换仅在节于动范作的兴继电使器数摄不一惰样．建三相晓完全萍星形野接线别方式未在各够种两遥相短调路时青，均受有两浑个继桌电器尝动作泻，而聋两相太不完璃全星迈形接达线方意式在AB和BC相间连短路吧时只逢有一酸个继辛电器仔动作按。(2闯)对中弄性点楚非直遵接接假地电稻网中闯的两虫点接征地短洒路由于指中性偿点非弯直接己接地忘电网欣中，口允许叹单相宵接地与时继排续短微时运浙行。锻因此蔽，希傲望只气切除章一个核故障盯点。如果灭两个猾接地甜点分穿别在表串联幻玉的两设条线羞路上捕，三尊相完扭全星配形接局线可喜以保宾证切钟除后仗面一贱条线神路，花停电估范围蛙较小匙。两捐相不敢完全骑星形立接线伙则只贴能保骡证三动分之粥二的唱机会各切除时后面名一条赌线路勾。在同恢一变闭电所摊引出数的放遵射形勾线路案上，余发生浑两点史接地蚂短路填时，脾希望硬任意蚕切除呢其中匀一条称线路滴。当建保护盟1和污2均血采用灰三相瓦星形磁接线磁时，勉两套肝保扩潮都会丈起动识，如欺果保唇护l和保意护2剖的时饲限相胞同，挑保护l和2码可能户同时环动作补切除跌两条萍线路傅。如梨果采牢用两穷相星绞形接计线，犬即使饭保护l和保略护2悼的时社限相售同，委它也扶能保别证有欣三分量之二滚的机哄会只吐切除勤一条堆线路迁。(3冒)对Y，聋d接线烟变压赌器后巨面的钞两相吼短路当过框电流瓶保护宋安装纠在变剂压器疮的一租次侧蔬，作贡为二距次侧石线路蔬故障组的后咏备保确护时搅，当许二次皂侧发史生两办相相彼间故淋障时宇，变列压器朽二次晓侧有捕两相围流过恰大小掠相等月方向纲相反脉的故误障电浊流，恭在变咏压器据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