电力系统继电保护第2版教学教案

课程教案

（2022—2023学年第2学期）

课程名称：电力系统继电保护

授课学时：48

授课班级：

任课教师：

课程编号1901091-40-0电与工程及

授课学生

其自动化90

课程名称电力系统继电保护班级人数

20-K2

课程类型学科基础课（）；专业方向课程（J）：公选课程（）；

考试（J）

授课方式理论（J）实验（J）实习（）考核方式

考查（）

课程总学时48学分3

学时分配课堂讲授40学时；实验课程8学时

教材名称电力系统继电保护（第二版）

1.刘学军主编.电力系统继电保护.机械工业出版社，2012

2.刘学军主编.电力系统继电保护学习指导.中国电力出版社，2016

教3.贺家李等编.电力系统继电保护原理（第五版）.中国电力出版社，

2018

学4.张保会，尹项根主编.电力系统继电保护原理.中国电力出版社，2023

5.刘学军主编.继电保护原理（第三版）.中国电力出版社，2023

参6.江苏省电力公司编电力系统继电保护原理及实用技术，中国电力H

版社,2006

考

书

授课教师刘学军职称教授电气部电气工程

授课时间2023年3月3日

第1周第1次课2021年3月3日教学时数2

章节：第一章绪论

教学目的及要求：1.了解电力系统继电保护的任务、作用

2.理解继电保护的基本要求

3.了解继电保护装置工作原理、构成及分类。

教学重点：维电保护的基本要求

教学难点：理解继电保护四性即选择性、速动性、灵敏性和可靠性之间的辩证关系。建

立主保护、后备保护、辅助保护的基本概念。

教学手段：多媒体课件

教学方法：教师启发式讲述，关键问题和学生共同讨论解决，对于较好理解的部分，如

教学目的3可以学生自学为主，教师辅导。

作业（习题）：1-3；1-4；1-5

教学内容提要（教学过程）时间分配（min）教学过程设计

1.第一节电力系统继电保护的任务和作用1.由电力系统故障引出

（1）电力系统的故障及不正常工作状态10继电保护装置，引出继电

（2）继电保护装置5保护装置的基本任务。

（3）继电保护装置的基本任务52.对继电保护基本要求

2.第二节对继电保护的基本要求主要讲述清楚选择性，其

（1）选择性；（2）速动性；15它三性好理解。3.继电保

（3）灵敏性（4）可靠性10护工作原理用过流保护

3.第三节继电保护的工作原理、构成及分类的模型说明，继电保护装

（1）继电保护工作原理20置以机电型为基础，以整

（2）继电保护装置的分类即构成10流型为主，以微机型为发

1）机电型；2）静态型；3）继电保护装置构成10展研窕方向4.课程特点

4.继电保护课程的特点5讲清首先要有预备知识，

同时注意理论和实践并

重。

第1章绪论

第一节电力系统继电保护的任务及作用

一、电力系统故障及不正常运行状态

电力系统短路故障引起严重后果，发生短路后iQ,ui

1.损坏电器设备，缩短使用年限0

2.部分地区电压下降，影响供电电能质量。

3.影响系统稳定性，扩大事故，瓦解系统。

二、继电保护装置

由继电器构成的一种自动装置，“继电保护”一词即可指继电保护技术或由继电保护装置组成的

继电保护系统。

三、保护装置任务

1.切除故障元件，保证其它非故障元件迅速恢复:正常运行。

2.反映电气元件不正常工作状态。

3.与其它自动装置配合，提高电力系统运行的可靠性。

第二节对继电保护装置的基本要求

四条：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1.选择性

图1-1单侧电源网络中有选择性动作的说明

1）实现选择性：6点短路4动作，1。/跳闸。/点短路鸟和心动作，7。尸和5。户跳闸。

2）后备保护：如WL5故障即《短路，［拒动，则由6动作，3Q“跳闸切除故障线路WL5,

故鸟称为后备保护，因在远处实现又称为远后备保护。

3）主保护：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作于跳闸的保护装置称为主保护，而把在

主保护系统失败时备用的保护装置称为后备保护。

2.速动性

快速切除故障可以提高电力系统稳定性，故障切除时间等于保护装置和断路器。尸动作时间之

和。

快速保护动作时间0.06〜0.12s,最快有0.02〜0.045

一般断路器动作时间（）.（）6〜（）.15.V,最快有0.02~0.06s

3.灵敏性K.（K,皿0最小灵敏性）

根据保护范围内发生故障或非正常运行状态的反应能力，在规定的保护范围内发生故障，不论

各种情况下都能敏锐感觉，正确反应。通常用灵敏系数Kp,反应。

4.可靠性

在规定保护范围内发生它应动作的故障时不拒动，而在任何其他该保护不应该动作时不错误动

作。

以上四条基本要求，选择性是关键，灵敏性必须足够高，速动性达到必要即可，最重要的是保

证可靠性。

第三节继电保护的工作原理，构成分类

一、继电保护的原理

根据电力系统故障后电气量变化特征构成各种继电保护。

（1）构成电流保护，构成电流速断保护。

（2）J构成低电压俣护，电压速断保护。

（3）与〃之间相角变化构成功率方向保护。

（4）Z,二与测量阻抗变化构成距离保护

（5）被保护元件两端电流相位、大小变化构成差动保护。

根据反应非电气量的保护如气体（瓦斯）保护、过热保护等。

二、继电保护装置的分类及构成

（1）分类

机电型

模拟型

静态型（晶体管及集成电路）

数字型（微机保护）

图1-2模拟型继电保护装置原理框图

如线路过电流保护装置单相原理框图如图1-3

图1-4微机继电保护硬件部分原理框图

主要由五部分组成：

1.数据采集系统（模拟量输入系统）包括电压形成、模拟滤波、采样保持（S/"）、多路转换

（MPX）以及模数转换（4力）等功能。完成将模拟量转换为数字量。

2.微机主系统包括微处理器、只读存储器、随机存储器、定时器及并行口等。

3.开关量输入输出通道。由若干并行口、光电耦合器件及中间继电器组成。

4.通讯接LL包括通讯接口电路及接口。

5.电源。供给微处理器、数字电路、模拟转换芯片及维电器所需弱电电压。

第1周第2次课2009年3月4日教学时数1

章节：第2章2.1.1互感器

教学目的及要求：理解互感器工作原理、误差、准确度级和额定容量，掌握互感器极性和接

线方式及使用注意事项。了解电磁型继电器结构及工作原理

教学重点：1.用向量图、等值电路分析乜感器的极性、误差、准确度级、额定容

量

2.保护用电流互感器的四种接线。引入保护装置接线系数。

教学难点：1.力4的10%误差即允许二次负荷阻抗；

2.m的接线及接线系数3.7V的%/%/A接线，电压变比与：学：学。

\/33

教学手段：板书，手工绘图

教学方法：教师启发性讲述，重点内容和学生一起讨论，提问，等互动和学生交流学习。

作业（习题）：2-1,2-6,2-8,2-12

教学内容提要（教学过程）时间分配备注

1.电流互感器7X20

（1）工作原理5

（2）误差5

1、互感器主要讲TA的工作原理及接线。讲

（3）准确度级和额定容量5

清楚TA的接线系数。

（4）刀4极性及接线5

2、继电器主要分析电磁型电流继电器，理

（5）使用注意事项0

解继电器的动作电流，返回电流的物理意

20

义。其他纯电器自学。

2.电压互感器•5

3、讲清楚继电器的文字符号和图形符号，

（1）工作原理5

继电器常开、常闭接点，延时接点。

（2）误差（3）接线5

3.TV,力4使用注意事项5

4.继电器介绍

教后记：

2.1.1互感器及变换器

一、电流互感器（力4）

1.工作原理

同变压器，相当于工作在短路情况下的小容量升压变E器。

电流变比：K7A=2二%

/叱

图2-1原理图

图2-2等值电路图2-3相量图

2.误差①电流误差A/二，—xlOO%

/1

②相位误差5=arg）=sin5=上半二1弧度

3.74准确度级和二次额定容量

7X准确度级有0.2、0.5、1、3、1（）、B.

其对保护级（8过流保护用，。差动保护用，5P、10P）74与测量级不同。

由7X10%误差曲线查的最大允许负荷Z口，ZL・Z》则刈％，］。，7X准确度级和误差限值如

表2-1（片4页）图2-4为10%误差曲线,为电流互感器的一次电流倍数。由〃？龙图2-5,

用10%误差曲线确定互感器二次负荷。

图2-410%误差曲线图2-5用10%误差曲线确定互感器二次负荷

图2-7电流互感器极性表示及向量图

图2-6电流互感器二次回路

接线系数

,2

4.7X极性及接线方式

（1）极性（减极性标示）

iNTyo

Sj，（K一的

LN2"KTJ'[G-NJ

（2）力4接线保护拥有四种接线

1）单相式接线

2）两相甩流差接线

3）二相星形接线

4）三相星形接线图2T0完全星形接线

两相星形接线

2-9两相电流差接线

2）AC两相短路K.二2

（1）当采用两相电流差接线时：

3）43、3。两相短路（。“二1

1）正常或三相短路

KlrGiaa

图271不完全星彩接线

（2）三相完全星形接线，各种短路情况下K,,“=l

（3）二相不完全星形接线，各种短路情况下（加=1

lN=ia+ic=-ih

保护装置二次动作电流为：

5.电流互感器接线及应用

（1）在小接地电流系统6~10kV采用两相不完全星形接线。

（2）在110攵V及以上或变压器保护中采用三相星形接线。

（3）在6~10AV线路及高压电动机采用两相电流差接线。

6.（1）N4二次侧不允许开路；I、=O/N=I°Ni,半TT在二次绕组产生过电压。

dt

（2）力4二次侧一端必须接地，防止高压窜入二次侧。

（3）Z4连线注意端子的极性。

二、电压互感器（7V）

1、电磁式电压互感器

1工作原理

同变压器，相当于工作在空载状态下的小容量升压变压器。

图2-14N相量图

2(7|

2)电压误差:A(/=---X100%

5

3）角度误差：S=arg2

U；

4）电压互感器接线方式

（!）单相式©两个单相V/V③三个单相接成星形％/X）@三个单相三绕组八/接成%/%/A

其变比为警詈与

（开口三角形）。

2.7V使用注意事项

（1）7V二次侧不允许短路；

（2）7V一次和二次侧必须装置熔断器保护;

（3）7V二次侧必须接地；

（4）连接时注意极性。

图2-15三个单相三绕组”接成%/%/A（开口三角形）接线

第1周第2次课2009年3月10H教学时数1

章节：第2章

一、复习前课主要内容

二、变换器

教学目的及要求：理解变换器的工作原理，了解其结构。

教学重点：电抗变换器；

教学难点：电抗变换器的工作原理、特性、参数转移电抗的物理意义。

教学手段：板书，手工绘图

教学方法：重点内容启发式讲授为主，对于部分内容如其他分最滤过器学习采用以教师

辅导学生讨论自学形式。

作业（习题）：2-6；2-8；2-12

教学内容提要（教学过程）时间分配（分钟）备注

1.前课回顾10静态继电器、微机继电器需要弱电

2.电压变换器10信号输入，并与强电隔离，因此需要电

1.电流变换器10量变送器杷电流互感器、电压互感器输

2.电抗变换器10出的强电信号转换为弱电型号。

本次课小结5电流变换器、电压变换器的工作原

理可用变压器原理分析，。重点讲解电

抗变换器。

教后记;

第三节变换器

一、电压变换器（UV）

1.工作原理同变压器U『KUU\,KL\

2.电压变换器一次绕组串接电阻Ro改变R的大小，可以改变。角的大小。6=0~90

图2-9电压变换器一次绕组串接电阻

（a）原理接线图（b）相量图

二、电流变换器（U4）

将输入电流变成与其成正比的电压U

U2=I2R=-^R=I；R=Kii}

图2-10电流变换器原理接线及相量图

三、电抗变换器

作用是将输入电流（转换为与其成正比的输出电压〃2,其物理意义是其相当于一个电抗器

图2-10电抗变换器的原理图、等值电路和相量图

LK-必

KJ，M

z,“

02='Zn=r\

勺一3-一一电抗变换器的转移阻抗，是一个复数，当铁心未饱和时，是一个常数。电抗变

Kux

换器物理意义分析如下:

当“、区开路，UX空气隙较大，磁阻大此个磁导小G,”J即电感小（1

z,”J=〃+/x“tJ，励磁电流则大大增加。T，由于ux二次阻抗很大，负荷电流可以忽略不计,

因此，可以认为一次电流全部流入励磁1可路。即。故把UX看成一个电抗器。

第2周第3次课2009年3月11日教学时数2

章节：第2章电网相间短路的电流电压保护

2.1.2电流保护常用的继电器；

2.1.3无时限电流速断保护；

教学目的及要求：1、理解继电器的分类。掌握电磁型、静态型、感应性、整流型和微

机型继电器的结构及工作原理。

教学重点：1电磁型继电器的工作原理及结构。电流继电器的动作电流、返回电流。返

回系数，继电特性。

教学难点：无时限电流瞬断保护的工作原理、结构。

教学手段：利用继电器实物讲授其结构及动作原理。

教学方法：启发性讲授，在实验室现场继电器实物动作演示。教具。乙D/,OS,OZ,QX

型继电器。

作业（习题）：

时间

教学内容提要（教学过程）分配备注

（分）

2.1.2电流保护常用的继电器

一、电磁型继电器30

1.结构及工作原理10

1、重点讲述电磁型继电器，主要讲

2.电流继电器10

述，电流继电器，其他继电器简

3.其他继电器10

要介绍

二、静态型继电器30

2、介绍电流保护第一段，无时限电

微机型继电器

流速断保护。

三、到试验室观看各种类型及电器，了解其30

结构，动作特性，图形符号，工作原理

四、无时限电流速断保护

教后记：

第2章2.1.2电流保护常用的继电器

电流保护常用的继电器有电磁型、静态型、和感应型三种。

一、电磁性继电器

1.电磁型继电器磁路结构如图3-1三种。

图12T电磁型继电器原理结构图

（a）螺管绕组式：（b）吸引衔铁式；（c）转动舌片式

I2

电磁转矩为：M=KQ2=

e1-8

2.继电器的文字符号及图形符号

电流继电器KADL-10

电压继电器KVDJ-131

时间继电器KTDS-100

中间继电器KMDZ-10

信号继电器KSDX-11

4

2

1213

图2-2DL-10型电流继电器

图2-3GLT0型电流继电器

二、感应型电流继电器

结构：由电磁元件和感应元件构成。如图3-3GLT0型电流继电器，具有反时限动作特性，见图3-4。

输入电流。产生磁通直，在短路环中产生感应

电势后丁产生感应电流〃，产生短路磁通四

4TR1后长f鼠T想

血二猴+〃

%=弧+耙

从图3T向量图中可以看出，族和。2

在空间相差一个电角度，而在时间上又相差一个

电角度。根据电机学理论可知，两个在空间、时

间上有目角差的磁势必然合成一个旋转磁场，即

铝盘被旋转磁场切割，相似于异步电动机的笼型

Moc/；,/,反时限。

转子的作用。故产生旋转转矩。

2.电磁元件

电磁元件由装在电磁铁上侧衔铁10和电磁铁

芯、绕组构成，衔铁左端有摇把。由它瞬时闭合

触点12。调整瞬动电流倍数的螺丝（即调整磁

路空气隙长度）可改变瞬动电流的大小。

瞬动电流倍数为：

二2〜8

opr

来自起

动元件

图2-5时间继电器

图3-4GL-10型电流继电器时限特性

三、整流型电流继电器

结构：由电流变换器和晶体管整流滤波构成。如

LLT0型反时限电流继电器。

/,“一维电器的返回电流，使继电器返【回的最最

大电流称为继电器的返回电流。

图2-6信号继电器

四、继电器动作特性由于继电器在动作过程中存在很大的剩余转矩，

所以继电器从起始位置至最终位置动作是突发

/华,一继电器的动作电流，使继电器动作的最小

性的，不可能停留在中间某一个中间位置上，这

电流称为继电器的动作电流。种动作特性称为继电器的继电特性。

/返回系数。DL型取0.85〜0.9：GL型

^opr

取0.8~0.85。

五、改变电流继电器动作电流的方法。

(1)调整电流继电器的把手，改变弹簧的反作用力。

(2)粗调改变继电器线圈串、并联。

如图3-8所示，绕组串联，4-6,两绕组并联2-4,6-8

图2-8继电器绕组线圈接法

第2周4次课2009年3月17日教学时数2

章节：2.1.3无时限电流速断保护；

2.1.4带时限的流速断保护

教学目的及要求：掌握保护工作原理、接线及整定计算

教学重点：无时限速断保护、带时限速断丢保护的工作原理、整定计算

教学难点：保护范围的确定、整定计算

教学手段：多媒体课件

教学方法：启发性讲授法

作业（习题）；2-12,2-15

时间

教学内容提

分配备注

要（教学过程）

分

复习回顾及提问10

1、计算输电线路在系统最大、最小运行方式下的短路电流。最

无时限电流速断30

大短路电流为三相短路电流，校验保护的灵敏度时，用最小运行

保护

发下的两相短路电流。

带时限电流速断20

2、用无时限电流速断保护，也称为第一段电流保护。用第一段

保护10

保护整定计算说明图，分析电流保护第一段动作电流的整定，时

分支系数10

限，保护范围。

本次课总结及布10

3、讲解第一段电流速断保护原理接线图。

置作业

4、第一段电流保护有死区，为扩大保护范围，可以采用电压、

电流连锁保护。

5、自适应无时限电流瞬断保护不作要求。

6、第一段电流保护有死区，不能保护线路全长，根据选择性要

求，引入第二段电流保护，即带时限的电流速断保护。用第二段

电流保护整定计算说明图，分析电流保护第二段动作电流的整

定，时限，保护范围。

7、讲解第二段电流速断保护原理接线图。要求掌握断路器、继

电器、电流互感器的图形符号和文字符号。

教后记：

第2章2.L3无时限电流速断保护

利用输电线路发生短路故障时短路电流增大，电压降低可以构成电流、电压保护。电流保护可

以分为三种。电流保护可以分为无时限电流速断保护，称为第I段；带时限电流速断保护，称为第

II段；定时限（反时限）过流保护。

一、电力系统的运行方式

电力系统有最大、最小运行方式。

图2-9网络图

最小运行方式

图2-10(a)

最大运行方式

图2-10(b)

图2-10(c)供电网络短路电流曲线

最大运行方式短路阻抗：XKX.M=X5.max+XM+X.「

最小运行方式短路阻抗：

X^,min=X5.min+XWL/2+XT/2

E

短路电流：⑴最小运行方式/以而=——⑵最大运行方式

aKEmaxY

八KEmin

二、无时限电流速断保护(电流保护I段)工作原理、接线及整定计算

(一)工作原理

以单侧电源网络为研究对象。

无时限电流速断保护整定计算说明

从图2Toe可看出短路电流为/£)=——炉=/(ZK)NZKJ4)T。

Xs+XJ

1.动作电流整定为保证相邻线路出口处点短路时，保护1不误动作，则保护1第1段动作电流

/加A霖2，引入可靠系数鼠，则保护1第1段动作电流为：/皿=七1%皿。式中可靠

系数K「e/DL继电器型取1.2〜1.3,GL继电器型取1.5〜1.6。

2.灵敏系数校验

第1段电流保护有死区，不能保护线路全长，保护的灵敏性用保护区长度与被保护线路全长的百分

比表示。

m=-^xlOO%

加随系统运行方式和短路类型改变而改变，要求在最大运行方式下〃[25()%,在最小运行方式

下。加之15%〜20%。

1(£、

最大保护范围：=—六-X,g

A>I，研।,

最小保护范围：—X'

A>\2lop\J

3.无时限电流速断保护接线

图2Tl.无时限电流速断保护单相接线原理接线图

(1)电流继电器KA作为启动元件。

(2)中间继电器KM的作用，触点容量大，增强电流。利用中间继电器的短延时(0.062.08s)作

用，躲过避雷器短路线路的放电时间(10ms)。

4.无时限电流速断保护的保护评价

1)优点：动作迅速，简单可靠。

2)缺点：不能保护本线路的全长，故不能单独使用，而且它的保护范围随运行方式的变化而

变化。当运行方式变化很大、被保护的线路很短时，甚至没有保护区

--------------------------------------------------------------------

图2-13被保护线路不同长度对无时限电流速断保护的影响。

00

图2-14被保护线路不同长度对无时限电流速断保护的影响。

5.线路一变压器组电流速断保护

把线路和变压器看成一个整体，当变压器故障时，切除变压器和切除线路的后果是一样的，因

此变压器故障时可以用线路速断保护切除，此时保护可以保护线路的全长。

动作电流：按躲过变压器二次母线在最大运行方式下三相短路电流整定。

0=&虑2

2.1.4带时限电流速断保护

电流保护I段有死区，不能保护饯路全长，为了保证速动性，用尽可.能短的时间切除故障。可以

增设第二套保护即电流速断保护H段。为了获得选择性，II段速断电流保护带时限，以便与相邻

的I段电流速断保护相配合。

一、II段速断电流保护的工作原理及整定计算

1.带时限电流速断保护的单相原理接线图

电流保护II段单相原理接线图如图2-15

2.II段保护的工作原理

如图3T7所示，II段保护范围包括线路全长并

延伸到相邻线路一部分，但不会超出相邻线路保

护I段保护范围，更不会进入相邻线路保护II信号

段范围。它的动作时限大于I段一个时限级差

△，，从而保证了他们之间的选择性。

2.保护动作电流：

%=K*（K；C）

K胃-可靠系数,取1.1」.15

时限：

图2-15带时限电流速断保护的单相原理接线图

&=%+母0.5$

12

图2-16带时限电流速断保护的整定计算说明图

三、分支系数

图2T7具有助增电流的电网

流过故障点电流/心，被保护线路电流为/右，/qA/口，分支电路相当于一个电源，使故障

电路电流增大了，故称为助增电流，这样使增大了/心〃心倍，将使保护范围缩短，所以在整定计

算时要缩小/心//灯倍。保护1的II段动作电流应用下式计算。

当分支电路为并联电路，WL2的K点短路电流=＜及1，并联支路WL1的存在，

使故障线路电流减小了，故称为汲出电流。减小了〃I〃K3倍，从而使保护范围伸长，导致无选择

性的误动作c因此在整定计算时，应增大/…//心倍.保护1的U段动作电流应用下式计算C

=-^----分支系数。

Ir1

第3周第5次课2009年3月19日教学时数2

章节：2.1.5定时限电流速断保护；2.1.6三段式电流保护

教学目的及要求：掌握三段式电流保护的工作原理、接线及整定计算

教学重点：定时限电流保护的工作原理、接线及整定计算，时限特性。

教学难点：三段式电流保护的整定计算及时限图，展开图、安装图的识读：

教学手段：多媒体课件

教学方法：启发性讲述

作业（习题）：3-18

教学内容提要（教学过程）时间分配备注

复习回顾及提问101、复习电流保护第一、二段的工作原理.

1.定时限电流保护352、总结其优缺点应根据选择性引入定时限电流

工作原理、15保护即第三段电流保护。

接线及整定计算153、第一段、二段电流保护是根据短路电流大小

时限特性5实现选择性，第三段电流保护是根据时间长短

2.三段式电流保护35实现象征性的。

阶段式电流保护的构成原理104、三段式电流保护的工作原理如上所述，重点

1、展开图、安装图的识读；15讲解他的应用，整定计算。了解在什么情况下

2、线路保护整定计算。10设置三段式电流保护。

本次课总结及布置作业105、要求能够读懂三段式电流保护的原理接线图

和咱开接线图。这对于以后学生参加电力工程

工作到现场奠定基础。

教后记;

2.1.4定时限过流保护

一、工作原理

定时限过流保护(电流保护III段)是按躲过线路最大负荷电流整定动作电流的，并以时限保

证动作的选择性。不仅可以保护线路全长，还可保护相邻线路的全长。不仅作为本级线路的近后备

保护，还可以作为相邻线路的远后备保护。

图2-20定时限过流保护时限特性

t2=4十加

4=t2+Ar

=%+l)max+M.

保护装置一次侧动作电流为则继电器

r一一指相邻下一级母线具有分支电路,

(n+1)max动作电流为

其分支电路保护时限最长的时限。

JHl_L»plK_KrdKssKgJ//mix

二、定时限过流保护的整定计算

1.动作电流的整定A以人力

(D按躲过最大负荷电流整定2.动作时限

〃〃.J

opL-max%+l>max+

3.灵敏系数校验

(2)过流保护的返回电流要大于故障切除

(1)近后备保护

后线路的自启动电流小。ft2)n

K/n==U,吗@min21J~1.5

■Jnunjmjm

lop\lop-\

7A%即A=KSS〃3

(2)远后备保护

取〃肾=K“/Kss/^

二、三段式电流保护的接线图

ylH_/Amin_人,讪、i9

ASmin-jlll-'Till-1"继电保护的接线图一般有框图、原理图、安

1op\1op\装图三种。对于采用机电型继电器构成的继电保

护来说，用得最多的是原理图和安装图。原理图

4.各保护之间的配合又分为归总式和分开原理图。

如图3-20K1点短路时，对同一个故障点而言,(-)归总式原理图

越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数。该图的目的是为了表示出保护的全部组

成元件和它们之间的联系及其

</〃yin

八SminSA<^sin-2

m动作原理。原理图下所有组成元件都以完整的图

形符号表示，便于阅读，适于初学者阅读.

2.1.5三段式电流

保护

「、---有一卜

一、三段式电流保护的构成

瞬时电流速断保护只能作为线路首端一部分

的主保护，限时电流速断保护可作为瞬时电流速

断的近后备，且可作为线路末端的主保护，过电

流保护能作为本线路全长的近后备，同时又可作比佃喃嘀你旭kn

为相邻下一线路的远后备。然而动作时限较长。

因此，为了迅速、可靠地切除被保护线路的故障，

可将上述三种电流保护组合在一起构成一整套

保护，称为阶段式电流保护，一般是构成三段式

电流保护，通常将瞬时电流速断保护称为I段，

限时电流速断保护称为II段,过电流保护称III

段。I、II段共同构成主保护，第III段作为后

备保护。特别地指出：阶段式电流保护不一定都

用三段，也可以只用IsII段。

图3-21示意出三段式电流保护各段动作电图2-22归总式单相原理接线图

流，保护范围及动作时限的配合情况。(-)展开图

1.时限特性1、特点：将保护的交流电流电压回路、

直流回路、信号回路分开绘制。

军潍电器的线圈和触点分开，分别画在它们各自

所属的回路中。同一元件在同一图上为同一符

号。

2、阅读方法：坚持“同一图上同一元

件同一符号”原则，一般按先交

流后直流，由上而下，从左到右的顺序阅读。

-------7

At

图2-21

例1：在图2-21所示的35kV单侧电源辐射形电网中，线路L1和L2均考虑装设三段式电流保

护。已知线路L1长20Km,线路L2长55Km,均为架空线路，线路的正序电抗为0.4。/Km。系统的

等值电抗为：最大运行方式时Xvmin=5.5。,最小运行方式时X,max7.50。线路L1的最大负荷

电流为150A,负荷的自起动系数为1.5。线路L2的过电流保护的动作时限为2s。各短路点以37KV

为基准的三相短路电流数值见表2-3。

表2-3例题中各点短路电流数值

短路点K1K2K3

最大运行方式下三相

39001585.4602.3

短路电流（A）

最小运行方式下三相

2836.41375.7569.3

短路电流（A）

试计算线路L1三段式电流保护的动作电流、动作时限，并校验保护的灵敏系数。

图2-21三段式电流保护整定计笄举例

解（1）第I段瞬时电流速断保护。保护装置的动作电流按躲过线路L1末端K2点短路时的最

大短路电流整定，即

=^.7^=1.3x1585.4=2061(/1)

动作时限为

保护范围为

r37000

11

Lfnax一X$min=—x—5.5=12.2(匕〃)

XiH0.42061

122

ax100%=100%=61%>50%

L,20

'37000

7_111V36

Es

L———x—■——X-=---x—x------

mm*2I1.vmax0.422061

1\/

-^-xl00%=—xl00%=18.5%>15%

20

Li

（2）第II段限时电流速断保护。

要计算线路\A的第II段动作电流，必须首先算出线路1.2的第1段的动作电流。j2按躲过线

路L2末端K3点短路时的最大短路电流整定，即

/；2=^^ax=1.3x6O2.3=783(A)

2=K，/j2=Llx783=861.3(A)

动作时限为=t\+A/=0.5(s)

灵敏系数按线路L1末端K2点短路来校睑。

ar(2)

■7-X^2min—X1375.7