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1、第2章 电网相间短路的电流电压保护7/19/20241.电磁型继电器原理结构图2.1 电磁型继电器7/19/20242.DL-12-6型电磁型电流继电器 2.1.2电磁型电流继电器7/19/20243.动作条件为动作电流与返回电流弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Iact：动作电流，能使电流继电器动作的最小电流。动作：继电器动合触点（常开接点）由打开状态变为闭合状态7/19/20244.返回条件为弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。返回：继电器动合触点（常开接点）由闭合状态回到打开状态7/19/20245.动作返回返回系数一般为0.850.9 7/19/20246.（
2、2）电流继电器特性当输入电流IKIact时，继电器动作，动合触点闭合；若IKIre，继电器返回，触点又断开。以电流继电器动合触点接通断路器跳闸回路，当发生故障、电流超过设定值时，电流继电器动作，触点闭合，接通断路器跳闸回路，跳开断路器，切除故障。故障切除后，故障电流消失，继电保护返回。 7/19/20247. 动作电流的调整方法如下： （1）改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act （2）改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。 （3）继电器动作电流调整7/19/20248.2.1.3电磁型电压继电器加在线圈上的电压线圈阻抗*过电压继电器：反应电压升高而动作
3、返回系数 Kre=(UK.re/UK.act)17/19/20249.低电压继电器使用的是动断触点（常闭接点）当继电器没有输入电压时，其接点闭合。电力系统正常运行时，电压较高，电压继电器接点打开；当发生故障时电压较低，继电器接点闭合，接通跳闸回路。7/19/202410.7/19/202411. 2.1.4 辅助继电器（1）时间继电器作用作用：建立必要的动作时限。 电磁型时间继电器多为直流继电器。7/19/202412.时间继电器应用7/19/202413.时间电路原理框图符号7/19/202414.（2）中间继电器作用作用：1）可同时闭合或断开几个回路； 2）作为出口继电器，接通断路器跳闸或
4、 合闸回路，并在必要时构成自保持回路； 3）可实现较短的延时。类型：类型：1）普通吸引衔铁式；2）带自保持线圈式 3）小型密封；4）干簧继电器式7/19/202415.中间继电器使用7/19/202416.（3）信号继电器 KS作用作用：用于对继电器或继电器保护装置所处状 态给出明显标示，或接通灯光、音响回 路，以提醒运行人员发现故障。类型：类型：1）机械保持型 2）磁保持型7/19/202417.2.2 无时限电流速断保护 反应电流增加且不带时限动作的电流保护，又称为电流段保护 。 整定时应考虑区外发生故障时电流段保护不动作。 即电流段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电流。2.2.1无
5、时限电流速断保护整定7/19/202418.如何计算短路电流？三相短路时两相短路时 系统阻抗相电势故障点到保护安装处距离0.4欧姆/公里7/19/202419.短路电流大小由以下因素决定：a.系统运行方式（简称运方）， 系统电源等效阻抗与电源投入数量、电网结构变化有关，最大时短路电流最小，称为最小运方；越小，短路电流越大。 故障点越近，最小时短路电流最大，称为最大运方。c.短路类型，b.故障点远近，7/19/202420.外部故障时流过保护P1的最大短路电流为： 动作电流应满足以下条件： 考虑电流互感器、电流继电器均有误差 可靠系数1.21.3 7/19/202421.整定过程图解最大运方三相
6、短路本线末最大短路电流动作电流保护区7/19/202422.电流速断保护单相原理接线图2.2.2无时限电流速断保护原理接线I+信号TAKA-+-YKMKSQFQF7/19/202423.2.2.3无时限电流速断保护特点（1）保护区受运方、故障类型影响 短路电流水平降低，电流保护的保护区缩短 7/19/202424.最大运方三相短路最小运方两相短路7/19/202425.（2）电流段保护不能保护本线全长 段保护最长的保护区不能伸出本线范围特殊情况，如线变组时，将段保护区伸入变压器，可以保护线路全长。7/19/202426.线变组整定方法 7/19/202427.2.3 限时电流速断保护限时电流速
7、断保护，又称电流段保护 设置目的：弥补电流段保护不足，保护本线全长整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。7/19/202428.与下线电流段保护配合具体为时限配合及保护区配合时限配合动作时限较电流段保护长，可取0.30.5秒保护区配合保护区不超过下线电流段保护区 7/19/202429.如果保护区超过了下线电流段保护区P2段不起动；P1 段起动，0.5秒后误动，切除1QF。7/19/202430.如何保证段保护区不超过下线段保护区？由动作电流整定保证P2段保护区P1段保护区7/19/202431.电流段保护整定公式：按上面公式整定能保证选择性，但能
8、保护本线全长吗？应进行灵敏度校验，确认保护本线全长能力。7/19/202432.灵敏度校验概念电流保护动作条件：即：灵敏度系数Ksen考虑TA、继电保护误差，Ksen1不能保证可靠动作Ksen1.25才能保证可靠动作应选取本线范围内最小的短路电流进行校验。7/19/202433.如果本线范围内最小的短路电流能保证段保护可靠动作，则说明段保护具有保护本线全长的能力。Ksen1.25，灵敏度合格，能够保护本线全长Ksen+信号TAKA-+-YKTKSQFQF7/19/202435.2.4 定时限过电流保护线路配置了电流段及段后，可以切除本线路上的故障。但是当继电保护或断路器发生故障时，仍不能保证切
9、除故障。还应设段保护。拒动主保护后备保护7/19/202436.近后备远后备“近后备”与“远后备”7/19/202437.2.4.2定时限过电流保护（电流段）整定原则（1）过电流保护动作时限整定段保护动作时限阶梯特性 7/19/202438.（2）过电流保护动作电流整定A.过电流保护在正常运行时不动作 负荷电流B.过电流保护在外部故障切除后可靠返回 自起动系数7/19/202439.自起动情况 外部故障切除时，电压升高，相当于电动机负荷同时起动，此时电流为电机的起动电流，大于负荷电流。 以表示 为自起动系数，它决定于网络接线和负荷性质，一般取1.53 7/19/202440.（3）过电流保护灵
10、敏系数校验校验用作本线路近后备保护的灵敏度 校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用本线路末端最小短路电流校验，要求1.5 使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求1.25 7/19/202441.2.5 电流保护的接线方式电流保护接线方式电流保护接线方式：电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接关系。*完全星型接线：*不完全星型接线：接线系数：流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1 7/19/202442.电流保护完全星形接线 7/19/202443.电流保护不完全星形接线 7/19/202444.两相电流差接线 7/19/202445.电流保
11、护一般用于1035kV电网，属于小电流接地系统，一般采用不完全星形接线。保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相）。注意在1035kV小电流接地系统中发生单相接地时，没有短路电流。线路仍可继续运行2小时。7/19/202446.2.6 电流电压连锁速断保护+-+KA1KA2TAQFUUUITV断线信号信号电流电压联锁速断保护原理接线7/19/202447.2.6.1电压保护特点7/19/202448.电压保护具有以下特点： （1）母线电压变化规律与短路电流相反 （2）大运方下母线电压水平高，电压保护的保护区缩短。（3）仅由母线电压不能判别是母线上哪一条线路故障，电压保护无法单独用于线路保护。
12、 7/19/202449.2.6.2电流电压联锁速断保护电流保护与电压保护构成速断保护，电流继电器与电压继电器触点串联出口。 电流速断保护整定时按最大运行方式整定 关键是整定时考虑的运方不同 当系统运方不是最大运方时，电流速断保护的保护区缩短。 电流电压联锁速断保护则是按系统最常见的运方整定，当系统运方不是最常见运方时，其保护区缩短，保证常见运方下保护区最长。 7/19/202450.电流电压联锁速断保护整定方法 按常见运方下80保护区整定 保护区运方不是常见运方时，保护区缩短 7/19/202451.电流电压联锁速断保护原理框图 7/19/202452.2.7 阶段式电流保护2.7.1 阶段
13、式电流保护的构成 *无时限电流速断保护（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）主保护后备保护7/19/202453.l0三段式电流保护的保护区及时限配合特性lABC123QF1QF3QF2IKtII I0.5tII0.5tI7/19/202454.归总式原理图2.7.2电磁型电流保护归总图与展开图7/19/202455.展开式原理图7/19/202456.7/19/202457.2.7.3低压线路保护逻辑框图7/19/202458.2.7.4 阶段式电流保护整定实例1.保护1电流I段整定计算（1）动作电流按躲过最大运行方式下本线路末端（即B母线处）三相
14、短路时流过保护的最大短路电流整定，即7/19/202459.（2）动作时限，为保护固有动作时间。（3）灵敏性校验，即求出最大、最小保护范围。在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为：7/19/202460.最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为：7/19/202461.2.保护1电流段整定计算（1）求动作电流 与相邻线路保护2的段动作电流相配合（2）动作时限 7/19/202462.（3）灵敏系数校验 使用最小运行方式下本线路末端（即B母线处）发生两相金属性短路时流过保护的电流来校验 灵敏系数合格 7/19/202463.3保护1电流段整定计算（1）求动作电流 躲过本线路可能流过的最大负荷
15、电流（2）动作时限 应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差t 7/19/202464.（3）灵敏系数校验 （a）近后备灵敏度校验 校验本线路灵敏系数 近后备灵敏度满足要求 7/19/202465.（b）远后备灵敏度校验 校验相邻线路末端灵敏系数 远后备灵敏度满足要求 7/19/202466.2.8反时限电流保护定时限过电流保护缺点：故障点距离电源越近，短路电流越大，动作时限却较长 反时限过电流保护特点：动作时限与短路电流有关，短路电流越大，动作时限较短；短路电流较小，动作时限较长。 整定配合较困难，线路保护较少应用反时限电流保护，反时限保护多用于企业内部供电线路或电动机保护。 7/19/
16、202467.一般反时限 非常反时限 极度反时限 7/19/202468.电流保护评价1.选择性电流保护在单电源线路上具有选择性。电流段由动作电流保证选择性；电流段由动作电流及动作时间保证选择性；电流段由动作时间阶梯特性保证选择性。7/19/202469.2.快速性电流段快速性最好，动作时间仅为ms级的 继电器固有动作时间；电流段快速性次之，动作时间为0.5s左右；电流段快速性最差，动作时间长。7/19/202470.3.灵敏性电流段灵敏性最差，不能保护本线全长（除线变组情况）；电流段灵敏性较好，能保护本线全长；电流段灵敏性最好，能保护下线全长。4.可靠性电流保护构成简单，可靠性较高。 7/19/202471.电流保护应用范围电流保护简单可靠，但是保护区随系统运行方式 及短路类型变化。电流保护主要用于单电源的1035kV馈电线路 作为相间短路的保护。 实际应用时，由于段保护动作时限不长，常将阶段式电流保护简化为电流速断保护与过电流保护两段式。7/19/202472.
