第二节 电网相间短路电流、电压保护n电力系统短路故障特征之一：故障相线 路电流突然增大，同时故障点电压降低 n继电保护配置方案：电流保护、低压保 护n适用范围：小电流接地系统一 电流速断保护（电流Ⅰ段）1、保护动作原理与整定计算：①定义：对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护， 称为电流速断保护② 对速断保护的期望和要求 n 速动性好 n 保护本线路全长（灵敏性：全线速动，最理想效果） ； n 下条线路出口短路时保护不动作（选择性：基本要求 ，必须满足） ③ 电流速断保护整定计算n当线路上任一点发生三相短路时，通过被保护 元件(即线路)的电流为式中 ES——系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压； ZS——保护安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗 Z1——线路单位长度的正序阻抗，单位为Ω/ km ； Lk——短路点至保护安装处之间的距离最大运行方式：n当系统阻抗最小时，流经被保护元件短路电流 最大的运行方式称为最大运行方式n如图 曲线1表示系统在最大运行方式下短路点 沿线路移动时三相短路电流的变化曲线n在最大运行方式下，发生三相短路时通过被保 护元件的电流最大，即最大短路电流为：单侧电源辐射形电网电流速断保护工作原理图单侧电源辐射电网无时限电流速断保护配置图最小运行方式: n短路时系统阻抗最大，流经被保护元件短路电 流最小的运行方式称为最小运行方式。
n如图：曲线2表示系统在最小运行方式下短路点 沿线路移动时最小短路电流的变化曲线n在最小运行方式下，发生两相短路时通过被保 护元件的电流最小，即最小短路电流为：如图所示线路中，前一段线路WL1末端k-1点的三相短路 电流，实际上与后一段线路WL2首点k-2的三相短路电流是近 乎相等的（由于k-1点与k-2点之间距离很短）期望无法同 时得到满足，存在一个矛盾解决方法：优先保证选择性为了保护的选择性，动作电流 按躲过本线路末端短路时的最大 短路电流整定，即最大运行方式 下三相短路条件下（短路情况最 严重）因为只有如此整定，才 能避免在后一级速断保护所保护 的线路首端发生三相短路时前一 级速断保护误动作的可能性，以 保证选择性 Krel可靠系数，对DL型继电器，取1.2～1.3；对GL型继电器，取1.4～1.5；保护范围：线路的前一段，末 端有死区因此可得电流速断保护动作电流（速断电流）的整 定计算公式为：2 灵敏性校验n电流速断保护的灵敏系数通常用保护范围 来衡量，保护范围越长，表明保护越灵敏 n保护范围通常用线路全长的百分数表示， 一般要求最大保护范围≥50%，最小保护 范围≥15%。
3 保护接线4 速断保护评价n仅靠动作电流值来保证其选择性n动作迅速，故称速断保护（速动性）n接线简单可靠（可靠性）n不能保护线路全长，并且保护范围受系统 运行方式变化的影响（灵敏性）二 限时电流速断保护（电流Ⅱ段）n定义：n由于电流速断保护不能保护本线路全长，为了切除本线 路速断保护范围外的故障，并作为作为速断保护的后备 ，需增加一段新的保护，因该保护动作带有延时，故称 限时电流速断保护 2 对速断保护的期望和要求 •任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 ； •在满足上述要求的前提下，力求动作时限最小3 限时电流速断保护整定计算为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护 范围不超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围,动作 时限高出下一条线路Ⅰ段保护Δt即整定值与相 邻线路第Ⅰ段配合为什么？）n动作电流整定假设保护 2 装有电流速断保护，其动作电流整定为保护1 限时电流速断保护的动作电流应整定为n动作时限的整定n灵敏性校验为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保 护在系统最小运行方式下线路末端发生两相短 路时，应具有足够的灵敏性，一般用灵敏系数 来校验，即规程规定4 原理接线图5 限时电流速断保护评价n 限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长n 依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性n 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作 第Ⅰ段的后备保护。
n 能够保护线路全长，并且保护范围受系统运行方式变化的影响原理：是指动作电流按照躲开最大负荷电流来整定的保护装置当电网发生短路时，则能反 应于电流的增大而动作由于短路电流一般比 最大负荷电流大得多，所以保护的灵敏性较高 ，不仅能保护本线路的全长，作本线路的近后 备保护，而且还能保护相邻线路全长，作相邻 线路的远后备保护三、定时限过电流保护（电流Ⅲ段）2定时限过电流保护整定计算① 对定时限过电流保护的期望和要求n保护本线路全长，作为本线路主保护的近后备n保护相邻线路全长，作为下一线路主保护的远后 备② 动作电流整定满足两个条件:n 过电流保护的动作电流应大于该线路上可能出现 且通过保护装置的最大负荷电流 ；n 在外部故障切除后电压恢复时负荷自启动电流作 用下保护装置必须能够可靠返回，即返回电流应大 于负荷自启动电流对于QF1处过电流保护，有：返回电流动作电流③动作时限的整定④灵敏性校验过电流保护的灵敏系数校验类似于限时 电流速断保护，即4 定时限过电流保护评价Ø第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其灵 敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；Ø保护范围是本线路和相邻下一线路全长；Ø电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作） ，故可不设电流速断保护；越接近电源，tⅢ越长，应设三段式保护。
1. 阶段式电流保护的构成与配合l 为保证迅速、可靠而有选择性地切除故障， 可将电流速断保护（电流Ⅰ段）限时电流速断 保护（电流Ⅱ段）定时限过电流保护（电流Ⅲ 段），根据需要组合在一起构成一整套保护， 称为三段式电流保护l具体应用时，可以采用电流速断保护加定时限 过电流保护，或限时电流速断保护加定时限过 电流保护，也可以三者同时采用四、 三段式电流保护装置阶段式电流保护的配合说明图对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏 性和可靠性四个方面出发，看其是否满足电力系统安全运 行的要求，是否符合有关规程的规定 1) 选择性在单测电源辐射网中，有较好的选择性，但在多电源 或单电源环网等复杂网络中可能无法保证选择性 2) 速动性电流速断保护以保护固有动作时限动作于跳闸；限时电 流速断保护动作时限一般在0.5s 以内，因而动作迅速是 这两种保护的优点过电流保护动作时限较长，特别是 靠近电源侧的保护动作时限可能长达几秒，这是过电流 保护的主要缺点2 . 三段式电流保护的评价3) 灵敏性受系统运行方式影响大、灵敏性差是三段式电流保护 的主要缺点 例：第Ⅰ段：运行方式变化较大且线路较短，可能失 去保护范围；第Ⅲ段：长线路重负荷（If增大，Id减小），灵敏 性不满足要求。
4) 可靠性由于三段式电流保护中继电器简单，数量少，接线、 调试和整定计算都较简便，不易出错，因此可靠性较 高5)应用范围：35KV及以下的单电源辐射状网络中；。