第二章1继电保护

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1、第二章第二章 电网的电流保护电网的电流保护第三节 电网相间短路的方向性电流保护第四节 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护第五节 中性点非直接接地电网中单相接地短路的零序电压、电流及方向保护第二节 单侧电源网络相间短路的电流保护第一节 继电保护装置的基本元件和电路 第一节 继电保护装置的基本元件和电路 一、电磁型继电器一、电磁型继电器二、晶体管型继电器 三、电流互感器四、电压互感器一、电磁型继电器一、电磁型继电器电磁型继电器基本结构型式有螺管线圈式，吸引衔铁式和转动舌片式三种，如下图所示。电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件，它是反电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件，它是

2、反应电流超过某一整定值而动作的继电器。电磁型继电器是利应电流超过某一整定值而动作的继电器。电磁型继电器是利用电磁原理工作的，现以吸引衔铁式继电器为例进行分析，用电磁原理工作的，现以吸引衔铁式继电器为例进行分析，如下图所示。如下图所示。首首先先分分析析使使继继电电器器触触点点接接通通的的力力矩矩（即即动动作作力力矩矩）。在在线线圈圈1 1中中通通以以电电流流I Ir r，则则产产生生与与其其成成正正比比的的磁磁通通，即即 ，通通过过由由铁铁心心，空空气气隙隙和和可可动动舌舌片片而而成成的的磁磁路路，使使舌舌片片磁磁化化与与铁铁心心的的磁磁极极产产生生电电磁磁吸吸力力，其其大大小小与与2 2成成正

3、正比比，这这样样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转矩由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转矩M Me e可表示为可表示为 Me=KMe=K1 12 2=K=K2 2 其次分析使继电器触点闭合的阻力矩。其次分析使继电器触点闭合的阻力矩。 正正常常情情况况下下，继继电电器器不不工工作作，弹弹簧簧对对应应于于空空气气隙隙长长度度1 1产产生生一一初初始始力力矩矩M Ms1s1。由由于于弹弹簧簧的的张张力力与与伸伸长长量量成成正正比比，因此，弹簧产生的反抗力矩为因此，弹簧产生的反抗力矩为M Ms s=M=Ms1s1+K+K3 3（ 1 1 2 2 ）另另外外，在在可可动动舌舌片片转转动动的的过过程程中中，还还

4、必必须须克克服服摩摩擦擦力矩力矩M Mf f。因因此此，阻阻碍碍继继电电器器动动作作的全部机械反抗力矩为：的全部机械反抗力矩为： M Ms s+M+Mf f1 1、继继电电器器动动作作的的条条件件：为为使使继继电电器器动动作作，必必须须增增大大电电流流I Ir r，以以增增大大电电流流I Ir r，以以增增大大电电磁磁转转矩矩M Me e，使使其其满满足关系式：足关系式： M Me e M Ms s+M+Mf f2 2、动动作作电电流流：能能够够满满足足上上述述条条件件，使使继继电电器器动动作作的的最最小小电电流流值值I Ir r，称称为为继继电电器器的的动动作作电电流流，记记作作I Iop.

5、rop.r。对对应此时的电磁转矩为应此时的电磁转矩为 3 3、继继电电器器的的返返回回条条件件 继继电电器器动动作作后后，当当I Ir r减减小小时时，弹弹簧簧的的作作用用力力矩矩M Ms s必必须须大大于于电电磁磁力力矩矩M Me e及及摩摩擦擦力力矩矩M Mf f之之和和，才能使继电器返回，即才能使继电器返回，即 M Ms s M Me e+M+Mf f或或 M Me eMMs s-M-Mf f总结：总结：当当I Ir r I Iop.rop.r时，继电器不动作，时，继电器不动作， 当当 I Ir rIIop.rop.r时，则继电器动作，触点闭合；时，则继电器动作，触点闭合； 当当减减小小

6、I Ir r使使I Ir rIIre.rJre.rJ时时，继继电电器器又又立立即即返返回回原原位位，触触点打开。点打开。4 4、返返回回电电流流： 满满足足上上述述条条件件，使使继继电电器器返返回回原原位位的最大电流值称为继电器的返回电流，记为的最大电流值称为继电器的返回电流，记为I Ire.rre.r. .5 5、返返回回系系数数 返返回回电电流流与与起起动动电电流流的的比比值值称称为为继继电电器的返回系数，可表示为器的返回系数，可表示为 在在实实际际应应用用中中，要要求求有有较较高高的的返返回回系系数数，如如0.850.90.850.9。返返回回系系数数越越大大则则保保护护装装置置的的灵灵

7、敏敏度度越越高高，但但过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。6 6、动作电流的调整方法、动作电流的调整方法（1 1） 改善继电器线圈的匝数；改善继电器线圈的匝数；（2 2）改变弹簧的张力；）改变弹簧的张力；（3 3）改变初始空气隙长度。）改变初始空气隙长度。吸吸引引衔衔铁铁式式结结构构的的继继电电器器一一般般被被用用作作中中间间继继电电器器，如如DZ-10DZ-10系系列列。螺螺管管线线圈圈式式结结构构继继电电器器多多被被用用作作时时间间继电器，如继电器，如DS-100DS-100系列。系列。 二、晶体管型继电器二、晶体管型继电器晶体管型继电器的功

8、能是由晶体管开关电路完成的。晶体管型继电器的功能是由晶体管开关电路完成的。 1 1、晶体管型电流继电器、晶体管型电流继电器 （1）正常工作时：电流变换器的输入电流小于继电器的动作电流，UR30，晶体管VT1因正向偏置而导通，VT2完全截止。输出电压Usc接近于+E1，对应于继电器不动作状态。 （2 2）起起动动时时：当当输输入入继继电电器器的的电电流流大大于于继继电电器器的的动动作作电电流流时时，U UR3R3增增大大，a a点点电电位位降降低低，致致使使V5V5导导通通，VT1VT1停停止止，其其集集电电极极电电位位升升高高，使使晶晶体体管管VT2VT2导导通通，继继电电器器处处于于动作状态

9、。动作状态。 当当继继电电器器的的输输入入电电流流减减小小至至返返回回电电流流时时，U UR3R3减减小小，a a点点电电位位增增高高使使V5V5截截止止，VT1VT1重重新新导导通通，触触发发器器翻翻转转，继继电电器器返返回回，继继电电器器的的返返回回电电流流小小于于继继电电器器的的动动作作电电流流，其返回系数小于其返回系数小于1 1。 2.晶体管型时间继电器 在在正正常常情情况况下下，VTVT3 3饱饱和和导导通通，电电容容器器C C被被短短接接，电电容容器器C C上上的的电电压压为为VTVT3 3集集电电极极与与发发射射极极之之间间的的饱饱和和压压降降U Uces1ces1和二级管和二级

10、管D D8 8的正向压降的正向压降U UD D之和：之和： U UCDCD=U=UD D+U+Uces1ces10.6+0.2=0.80.6+0.2=0.8V V其其值值小小于于稳稳压压管管D D9 9的的方方向向击击穿穿电电压压，VTVT4 4截截止止，输输出出电电压压U USCSC近于近于0V0V，表示继电器延时输出。表示继电器延时输出。三、电流互感器三、电流互感器电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成成5A5A或或1A1A的小电流，以便继电保护装置或仪表用于测量的小电流，以便继电保护装置或仪表用于测量电流。电流互感器由铁心及绕组组成

11、。一、二次绕组磁电流。电流互感器由铁心及绕组组成。一、二次绕组磁势有以下平衡关系：势有以下平衡关系：I1W1-I2WW2=0 1 在在图图2-2-（a a）中中，一一、二二次次绕绕组组中中感感应应电电势势 及及 同同时时为为高高电电位位点点，称称同同极极性性或或对对应应端端。一一般般用用L L、K K表示或以表示或以“* *”标注。标注。1.电流互感器的极性电流互感器的极性2.2.电流互感器的等值电路及相量图电流互感器的等值电路及相量图 电电流流互互感感器器与与普普通通变变压压器器的的等等值值电电路路有有着着相相同同的的形形式式。其其等等值值电电路路如如图图2-72-7（a a）所所示示，图图

12、中中原原边边的的参参数数都都已已归归算算到二次绕组。到二次绕组。(1)电电流流误误差差：归归算算到到二二次次绕绕组组的的一一次次电电流流与与二二次次绕组电流绕组电流数量差数量差,一般用百分数表示，即一般用百分数表示，即I%=当当角比较小时角比较小时I%=而而结结论论：电电流流互互感感器器在在正正常常运运行行时时，电电流流误误差差决决定定于于励励磁磁电电流流的的大大小小，而而励励磁磁电电流流与与电电流流互互感感器器的的负负载载阻阻抗抗Z ZL L成成正比，与励磁阻抗成反比。一般误差小于正比，与励磁阻抗成反比。一般误差小于1%1%。3. 3. 误差分析误差分析 （2）稳态短路电流引起的误差）稳态短

13、路电流引起的误差 当当电电流流互互感感器器原原边边流流过过大大的的短短路路电电流流时时，铁铁心心饱饱和和，磁磁阻阻增增加加，励励磁磁阻阻抗抗下下降降，励励磁磁电电流流增增加加，二二次侧电流将减小且波形发生变化。次侧电流将减小且波形发生变化。在在铁铁心心未未饱饱和和时时，二二次次侧侧电电流流与与原原边边电电流流成成正正比比增增加加，若若电电流流互互感感器器二二次次负负载载阻阻抗抗ZL较较大大，铁铁芯芯饱饱和更快。和更快。 图中图中m为短路电流倍数，为短路电流倍数， 按按规规定定用用于于继继电电保保护护的的电电流流互互感感器器，其其稳稳态态电电流流误误差差不不允允许许大大于于10%，角误差角误差不

14、得大于不得大于7。电电流流互互感感器器稳稳态态运运行行时时的的电电流流误误差差实实际际是是二二次次负负载载阻抗阻抗ZL与短路电流倍数与短路电流倍数m的函数，可表示为的函数，可表示为I%=f(ZL ,m)在在满满足足10%误误差差的的条条件件下下，的的关关系系曲曲线线叫叫电电流流互互感感器器的的10%误误差差曲线，它由厂家提供。曲线，它由厂家提供。（3）暂态短路电流引起的误差。）暂态短路电流引起的误差。 从从误误差差曲曲线线可可以以看看出出，最最大大误误差差发发生生在在短短路路后后35个个周周波波，短短路路回回路路非非周周期期电电流流衰衰减减以以后后，其其值值比比稳稳态态短短路路误误差差大大许许

15、多多倍倍，且且含含有有很很大大的的直直流流成成分。分。（4）减小电流互感器误差的措施。）减小电流互感器误差的措施。v注注意意！电电流流互互感感器器为为恒恒流流源源，其其副副边边不不应应开开路路，在在副副边边不不接接负负载载时时应应将将它它短短路路。其其副副边边必必须须接接地地，以以免高电压危及人身及设备的安全。免高电压危及人身及设备的安全。减小电流互感器的励磁电流。减小电流互感器的励磁电流。尽尽量量加加大大电电流流互互感感器器的的励励磁磁电电抗抗Xm，增增大大铁铁心心截截面面或或用用高高导磁率的铍莫合金做铁芯。导磁率的铍莫合金做铁芯。尽量减小电流互感器的二次侧负载阻抗尽量减小电流互感器的二次侧

16、负载阻抗ZL，降低励磁电压。，降低励磁电压。选选择择同同型型号号的的电电流流互互感感器器串串联联使使用用，使使每每个个电电流流互互感感器器的的励磁电压仅为负载压降的一半。励磁电压仅为负载压降的一半。选择大变比的电流互感器，以降低短路电流倍数。选择大变比的电流互感器，以降低短路电流倍数。四、电压互感器四、电压互感器电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二次保护及二次仪表的允许电压，使继电器和仪表既能在次保护及二次仪表的允许电压，使继电器和仪表既能在低电压情况下工作，又能准确地反映电力系统中高压设低电压情况下工作，又能准确地反映电力系统中高压设备的运

17、行情况。电压互感器分为电磁式和电容式两种。备的运行情况。电压互感器分为电磁式和电容式两种。1.工作原理工作原理电电磁磁式式电电压压互互感感器器的的工工作作原原理理与与一一般般电电力力变变压压器器相相似似。其其等等值值电电路路与与相相量量图图如如下下图图所所示示。以以副副边边电电压压为为参参考考相相量量，依依次次画画出出各各支支路路的的电电流流及及各各节节点点电电压压的的相相量量如如下图所示。下图所示。2.电压误差分析电压误差分析电压互感器的电压误差是指归算到副边的原边电压与电压互感器的电压误差是指归算到副边的原边电压与副边实际电压的数量差，用百分数表示：副边实际电压的数量差，用百分数表示：当原

18、副边电压的相角差当原副边电压的相角差较小时，其电压误差可近似为：较小时，其电压误差可近似为：从上式可看出，电压互感器的误差是由电压互感器的阻从上式可看出，电压互感器的误差是由电压互感器的阻抗压降引起的。减小负载电流能提高电压互感器的精确度。抗压降引起的。减小负载电流能提高电压互感器的精确度。(二二)电容式电压互感器电容式电压互感器电电容容式式电电压压互互感感器器是是利利用用电电容容分分压压原原理理实实现现电电压压变变换换的的。最最简简单单的的电电容容式式电电压压互互感感器器如如图图2-12所所示示。二二次次开开路路时的电压为时的电压为由由图图2-12（b）等等值值电电路路并并根根据据戴戴维维南

19、南定定理理可可知知，有有载时的输出电压为载时的输出电压为=调节调节X1，使，使j X1=,则则利利用用可可调调电电感感L补补偿偿分分压压器器容容性性电电抗抗，大大大大降降低低电电压压互互感感器器总总电电抗抗，使使电电压压互互感感器器更更接接近近理理想想恒恒压压源源。提提高高了了电压互感器的精确度。电压互感器的精确度。第二节第二节单侧电源网络相间短路的电流保护单侧电源网络相间短路的电流保护一、无时限电流速断保护（电流一、无时限电流速断保护（电流段）段） 二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护 ( (电流电流段段) ) 三、定时限过电流保护（电流三、定时限过电流保护（电流段）段） 四、电流三段保

20、护小结四、电流三段保护小结 五、电流保护的接线方式五、电流保护的接线方式 六、反时限特性的过电流保护六、反时限特性的过电流保护一、电流速断保护一、电流速断保护(电流电流I段段)1.几个基本概念几个基本概念系统最大运行方式系统最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。的运行方式。系统最小运行方式：系统最小运行方式：就是被保护线路末端发生短路时，就是被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小系统等值阻抗最大，而通过保护装置

21、的短路电流为最小的运行方式。的运行方式。电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护。电流速断保护：反应电流增大而瞬时动作的电流保护。最最大大短短路路电电流流：在在最最大大运运行行方方式式下下三三相相短短路路时时，通通过过保护装置的短路电流为最大。保护装置的短路电流为最大。最最小小短短路路电电流流：在在最最小小运运行行方方式式下下两两相相短短路路时时，通通过过保护装置的短路电流为最小。保护装置的短路电流为最小。保保护护装装置置的的起起动动值值：对对应应于于电电流流升升高高而而动动作作的的电电流流保保护护，使使保保护护装装置置起起动动的的最最小小电电流流值值称称为为保保护护装装置置的的起动电流

22、，记作起动电流，记作IOP。保保护护装装置置整整定定：就就是是根根据据对对继继电电保保护护的的基基本本要要求求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。2.工作原理工作原理发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：结结论论：流流过过保保护护安安装装地地点点的的短短路路电电流流值值随随短短路路点点的的位位置置变化，变化，且与系统的运行方式和短路类型有关。且与系统的运行方式和短路类型有关。3.整定计算整定计算动作电流动作电流为为保保证证选选择择性性，保保护护装装置置的的起起动动电电流流应应按按躲躲开开下下

23、一一条条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。即线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。即I OPId.d2max=K rel Id.B.max结结论论:电电流流速速断断保保护护只只能能保保护护本本条条线线路路的的一一部部分分，而而不不能能保护全线路，其最大和最小保护范围保护全线路，其最大和最小保护范围lmax和和lmin。保护范围（灵敏度保护范围（灵敏度KLm）计算（校验）计算（校验）规规程程规规定定，在在最最小小运运行行方方式式下下，速速断断保保护护范范围围的的相对值相对值 lb%（15%20%）时，为合乎要求，即时，为合乎要求，即100%（1520）%由下图可知由下图可

24、知其中其中Xd=X1lmin代入上式整理得代入上式整理得=动作时限动作时限 无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保无时限电流速断保护没有人为延时，只考虑继电保护固有动作时间，由于动作时间较小可认为护固有动作时间，由于动作时间较小可认为t=0s。4.电流速断保护的接线图电流速断保护的接线图 单相原理接线图单相原理接线图原理图以整体形式表示各二次设备之间的电气原理图以整体形式表示各二次设备之间的电气联接。联接。 展开图展开图 展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接。展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接。分为交流回路和直流回路。分为交流回路和直流回路。线路中管型避雷器放电时间为线路中

25、管型避雷器放电时间为0.040.06S，在避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速在避雷器放电时速断保护不应该动作，为此在速断保护装置中加装一个保护断保护装置中加装一个保护出口中间继电器出口中间继电器。一。一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。避雷器的放电时间，防止误动作。电流速断保护装置为什么要加电流速断保护装置为什么要加中间继电器？中间继电器？5.对电流速断保护的评价对电流速断保护的评价 优点：优点：简单可靠，动作迅速。简单可靠，动作迅速。缺点：缺点：（1）不能保护线路全长；）不能保护线路全长；（2）运行方式变化

26、较大时，可能无保护范围。）运行方式变化较大时，可能无保护范围。（3）在线路较短时，可能无保护范围。）在线路较短时，可能无保护范围。特殊情况特殊情况 电电流流速速断断可可以以保保护护线线路路全全长长。在在采采用用线线路路变变压压器器组组的的接接线线方方式式的的电电网网中中，把把线线路路和和变变压压器器可可以以看看成成是是一一个个元元件件。速速断断保保护护按按躲躲开开变变压压器器低低压压侧侧短短路路出出口口处处d1点点短短路路来来整整定定，可可以以保保护线路的全长。护线路的全长。二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护(电流电流II段段) 电流速断保护在许多情况下均能保证选择性，且接电流速断保护在

27、许多情况下均能保证选择性，且接线简单，动作迅速可靠。但是电流速断保护不能保护线简单，动作迅速可靠。但是电流速断保护不能保护本线路的全长，怎么办？本线路的全长，怎么办？ 解决办法：解决办法：增设一套新的保增设一套新的保护护限时电流速断保护。限时电流速断保护。 限时电流速断保护：限时电流速断保护：按按与与相相邻邻线线路路电电流流速速断断保保护护相相配配合合且且以以较较短短时时限限获获得得选选择择性性的电流保护。的电流保护。1.工作原理工作原理 （1）限时电流）限时电流速断保护的保护范速断保护的保护范围必须延伸到下一围必须延伸到下一条线路中去。条线路中去。（2）限限时时电电流流速速断断保保护护的的动

28、动作作带带有一定的时限。有一定的时限。（3）为为了了保保证证速速动动性性，时时限限应应尽尽量量缩短。缩短。2.整定计算整定计算 （1）动作电流动作电流动动作作电电流流按按躲躲开开下下一一条条线线路路无无时时限限电电流流速速断断保保护护的动作电流进行整定：的动作电流进行整定：(2)动作时限动作时限为为了了保保证证选选择择性性，限限时时电电流流速速断断保保护护比比下下一一条条线线路路无无时时限限电电流流速速断断保保护护的的动动作作时时限限高高出出一一个个时时间间阶阶段段t，即即(3)灵敏度校验灵敏度校验Ksen1.5，是因为考虑了以下不利于保护动作的因素。是因为考虑了以下不利于保护动作的因素。（a

29、）可能存在非金属性短路，使短路电流可能存在非金属性短路，使短路电流Id较小；较小；（b）实际的短路电流小于计算值；实际的短路电流小于计算值；（c）电电流流互互感感器器有有负负误误差差，使使短短路路时时流流入入保保护护起起动动元元件件中的电流变小；中的电流变小；（d）继电器的实际起动值可能有正误差，使继电器的实际起动值可能有正误差，使IOP.r变大；变大；(e)考虑一定裕度。考虑一定裕度。思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？ （1 1）与下一条线路的限时电流速断相配合）与下一条线路的限时电流速断相配合(2)动动作作时时限限比比下下一一条条线线路路时时限限电电流

30、流速速断断保保护护的的动动作作时限高出一个时间阶段时限高出一个时间阶段t，即即3.限时电流速断保护的接线图限时电流速断保护的接线图 （）单相原理接线（）单相原理接线展开图展开图 4.对限时电流速断保护的评价对限时电流速断保护的评价 优点：优点：限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。护本条线路全长。缺点：缺点：不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护。不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护。三、定时限过电流保护（电流三、定时限过电流保护（电流III段）段） 定时限过电流保护定时限过电流保护定定义义：其其动动作作电电流流按按躲躲过过被被保

31、保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流整整定定，其其动动作作时时间间一一般般按按阶阶梯梯原原则则进进行行整整定定以以实实现现过过电电流流保保护护的的动动作作选选择择性性，并并且且其其动动作时间与短路电流的大小无关。作时间与短路电流的大小无关。思思考考问问题题：无无时时限限电电流流速速断断保保护护只只能能保保护护本本线线路路一一部部分分，限限时时电电流流速速断断能能保保护护本本线线路路全全长长，但但不不能能做做为为相相邻线路的后备保护。要想实现远后备保护，怎么办？邻线路的后备保护。要想实现远后备保护，怎么办？1.工作原理工作原理反应电流增大而动作反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全它

32、要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长。作为近后备保护和远后备保护，长和下一条线路的全长。作为近后备保护和远后备保护，其保护范围应包括下条线路或设备的末端。其保护范围应包括下条线路或设备的末端。过电流保护过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。在最大负荷时，保护不应该动作。2.整定计算整定计算（1）动作电流）动作电流按按躲躲开开被被保保护护线线路路的的最最大大负负荷荷电电流流，且且在在自自起起动动电电流流下继电器能可靠返回进行整定：下继电器能可靠返回进行整定：（）灵敏度校验（）灵敏度校验近后备近后备远后备远后备（3）时间整定时间整定 为为保保证证保保护护动动作作的的选选择择性性，过过电电流

33、流保保护护动动作作延延时时是是按按阶阶梯梯原原则则整整定定的的，即即本本线线路路的的过过电电流流保保护护动动作作延延时时应应比比下下一条线路的电流一条线路的电流段的动作时间长一个时限阶段段的动作时间长一个时限阶段t:3.3.接线图接线图 电电流流段段保保护护的的原原理理接接线线、展展开开图图与与电电流流段段保保护相同。护相同。 4.对定时限过电流保护的评价对定时限过电流保护的评价 优点：优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。不仅能作本线路的近后备（有时作能保证有选择性的动作。不仅能作本线路的近后备（有时作为主保护），而且

34、能作为下一条线路的远后备。在放射型电为主保护），而且能作为下一条线路的远后备。在放射型电网中获得广泛应用，一般在网中获得广泛应用，一般在35千伏及以下网络中作为主保千伏及以下网络中作为主保护。护。缺缺点点：动动作作时时间间长长，而而且且越越靠靠近近电电源源端端其其动动作作时时限限越越大，对靠电源端的故障不能快速切除。大，对靠电源端的故障不能快速切除。 四、电流三段保护小结四、电流三段保护小结 电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备保护，因此，

35、必须采用定时限过电流保护作为本条线路和保护，因此，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护。下一段相邻线路的后备保护。1.三段式电流保护：三段式电流保护： 由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护。流保护相配合构成的一整套保护。思考：思考：是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？2.电流三段式保护的保护特性及时限特性电流三段式保

36、护的保护特性及时限特性 3.电流三段式保护接线图电流三段式保护接线图（1）单相原理接线图）单相原理接线图（2）展开图。）展开图。优点：优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障。一般用于障。一般用于35千伏及以下电压等级的单侧电源电网中。千伏及以下电压等级的单侧电源电网中。缺点：缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络中才有选择性。4、三段式电流保护的评价、三段式电流保护的评价例例2-1如如下下图图所所示示网网络络

37、，试试对对保保护护1进进行行电电流流速速断断，限限时时电电流流速速断断和和定定时时限限过过电电流流保保护护整整定定计计算算（起起动动电电流流，动动作作时时限限和和灵灵敏敏系系数数），并并画画出出时时限限特特性性曲曲线线。（计算电压取（计算电压取115KV）。）。解：解：1、对保护、对保护1进行电流速断保护的整定计算进行电流速断保护的整定计算（1）起动电流）起动电流=1.3 3780=4914(A)取取1.3（2）灵敏度校验：）灵敏度校验：=12.5 ( km)=41.67%15%符合要求符合要求（3）动作时限：）动作时限：电流速断保护动作时限近似为零，即电流速断保护动作时限近似为零，即t=0s

38、2、限时电流速断保护的整定计算、限时电流速断保护的整定计算 （1 1）起动电流：）起动电流：=1.2 1.3 1250=1950(A)（2 2）灵敏度校验：）灵敏度校验： =1.581.5符合要求符合要求 （3）动作时限）动作时限 3.定时限电流保护整定计算定时限电流保护整定计算（1 1）起动电流：）起动电流：=794.12(A)(2)灵敏度校验：灵敏度校验： 近后备保护近后备保护：=3.871.5符合要求符合要求 远后备远后备保护：保护：=1.261.2符合要求符合要求(3)动作时限：动作时限：时限特性曲线时限特性曲线五、电流保护的接线方式五、电流保护的接线方式 1.相间短路电流保护的主要接

39、线形式相间短路电流保护的主要接线形式2.各种接线方式在不同故障时的性能分析各种接线方式在不同故障时的性能分析3.各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围 电流保护的接线方式：电流保护的接线方式：指保护中电流继电器与电指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的联系方式。流互感器二次线圈之间的联系方式。 1.相间短路电流保护的主要接线形式相间短路电流保护的主要接线形式 (1)三相星形三相星形接线(2)两相星形接线三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作。三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作。两相星形接线的保护能反应各种相间短路，但两相星形接线的保护能反应各种相间短路，但B相发生相发生单相

40、短路时，保护装置不会动作。单相短路时，保护装置不会动作。（3）两相电流差接线两相电流差接线三相短路时流过继电器电流是三相短路时流过继电器电流是倍的短路电流；倍的短路电流；AB两相短路两相短路:Ir= IaAC两相短路时流过继电器电流是两相短路时流过继电器电流是倍的短路电流；倍的短路电流；AB或或CB两相短路时流过继电器电流是两相短路时流过继电器电流是倍的短路电流。倍的短路电流。21Ir=三相短路三相短路:Ir= IaCB两相短路两相短路:Ir= IcAC两相短路两相短路:Ir= 2Ia故故对对两两相相电电流流差差接接线线方方式式，在在对对称称运运行行或或三三相相短短路路时时，Kcon= ；接接

41、线线系系数数Kcon：流流过过继继电电器器的的电电流流与与电电流流互互感感器器二次侧短路电流之比二次侧短路电流之比，数值为数值为在在AC两相短路时，两相短路时，Kcon=2；在在AB或或BC两相短路时两相短路时，Kcon=1。对于三相和两相星形接线方式任何短路型式对于三相和两相星形接线方式任何短路型式Kcon=1.2.各种接线方式在不同故障时的性能分析各种接线方式在不同故障时的性能分析 （1）中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路）中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路前述三种接线方式均能反应这些故障。前述三种接线方式均能反应这些故障。（2）中性点非直接接地电网中的两点接地短路

42、）中性点非直接接地电网中的两点接地短路在在中中性性点点非非直直接接接接地地电电网网中中，某某点点发发生生两两点点接接地地故故障障，希望只切除一个故障点。希望只切除一个故障点。串联线路上两点接地情况串联线路上两点接地情况 放射性线路上两点接地情况放射性线路上两点接地情况 串联线路上两点接地情况串联线路上两点接地情况如下图所示，在如下图所示，在dA点和点和dB点发生接地短路。点发生接地短路。若若保保护护1和和保保护护2均均采采用用三三相相星星形形接接线线时时，100%地地只只切除线路故障。切除线路故障。如如采采用用两两相相星星形形接接线线，只只能能有有2/3的的机机会会有有选选择择地地切切除后面的

43、一条线路。除后面的一条线路。放射性线路上两点接地情况放射性线路上两点接地情况 如下图所示，在如下图所示，在dA、dB点发生接地短路时：点发生接地短路时：如采用三相星形接线时，两套保护均将起动。如采用三相星形接线时，两套保护均将起动。如如采采用用两两相相星星形形接接线线，则则保保护护有有2/3的的机机会会只只切切除除任任一一线线路。路。因因此此，在在放放射射性性的的线线路路中中，两两相相星星形形比比三三相星形应用较广相星形应用较广。（3）对对Y，d11接线变压器后面的两相短路接线变压器后面的两相短路当当侧发生侧发生AB两相短两相短路时，分析该侧电流相量路时，分析该侧电流相量图和图和Y侧电流相量图

44、。侧电流相量图。结论结论:三相星形接线比三相星形接线比两相星形接线灵敏系数两相星形接线灵敏系数增大一倍。增大一倍。A2IB1IBIB2IA1IC2IIAIC1C1YIIYAIYCIYC2=IYBIYA2=IYA1IYB2IYB1 过过电电流流保保护护接接于于降降压压变变压压器器的的高高压压侧侧（Y侧侧）以以作作为为低低压压侧侧（侧侧）线线路路故故障障的的后后备备保保护护时时，不不同同接接线线形形式式的的保护有其不同的特点。保护有其不同的特点。（a）采采用用三三相相星星形形接接线线时时，则则B相相上上继继电电器器中中的的电电流流较其它两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍较其它两相大一倍。因此灵敏系数

45、增大一倍。（b）采采用用两两相相星星形形接接线线时时，使使B相相的的电电流流遗遗失失，不不能能使使保保护护的的灵灵敏敏度度得得到到充充分分提提高高。故故在在两两相相星星形形接接线线的的中中线线上再接入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度。上再接入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度。（c）采采用用两两相相电电流流差差接接线线时时，流流入入继继电电器器的的电电流流为为零零，保保护护不不动动作作。因因此此，这这种种接接线线方方式式不不能用来保护变压器。能用来保护变压器。3.各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围 (1)三三相相星星形形接接线线方方式式能能反反应应各各种种类类型型的的故

46、故障障，用用在在中中性性点点直直接接接接地地电电网网中中，作作为为相相间间短短路路的的保保护护，同同时也可保护单相接地。时也可保护单相接地。(2)两两相相星星形形接接线线方方式式较较为为经经济济简简单单，能能反反应应各各种种类类型型的的相相间间短短路路。主主要要应应用用在在35千千伏伏及及以以下下电电压压等等级级的的中中性性点点直直接接接接地地电电网网和和非非直直接接接接地地电电网网中中，广广泛泛地地采采用它作为相间短路的保护。用它作为相间短路的保护。（3）两两相相电电流流差差接接线线方方式式接接线线简简单单，投投资资少少，但但是是灵灵敏敏性性较较差差，这这种种接接线线主主要要用用在在610千

47、千伏伏中中性性点点不不接接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。六、反时限特性的过电流保护六、反时限特性的过电流保护 1.感应型电流继电器感应型电流继电器2.反限过电流保护反限过电流保护3.接线图接线图4.反时限过电流保护应用范围反时限过电流保护应用范围1.感应型电流继电器感应型电流继电器 （1）继电器结构）继电器结构GL-10感应式电流继电器的结构如下感应式电流继电器的结构如下图所示由感应系统和电磁系统组成，它们分别构成反时限部图所示由感应系统和电磁系统组成，它们分别构成反时限部和无时限部分。和无时限部分。（2）工工作作原原理理当当线

48、线圈圈通通以以交交流流电电流流I时时，线线圈圈的的安安匝匝磁磁势势IW在在铁铁芯芯中中产产生生磁磁通通1，在在铁铁芯芯的的一一个个分分支支上上的的短短路路环环中中的的磁磁通通2不不能能突突变变，2滞滞后后于于1一一个个角角度度，在在铝铝盘盘产产生生Me，当当Me克克服服了了弹弹簧簧的的反反转转矩矩Mm时时，整整个个框框架架将将绕绕轴轴顺顺时时针针方方向向转转动动。蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆啮啮合合，这这时时称称为为继继电电器器起起动动。所所需需的的安安匝匝数数称称为为继继电电器器的的起起动动安安匝匝。继继电电器器起起动动以以后后，扇扇形形轮轮随随蜗蜗转转动动而而上上升升，扇扇形形轮轮升升高高到到一一定定

49、程程度度时时，接接点点闭合。闭合。(3)时限特性时限特性扇扇形形轮轮在在最最低低位位置置与与最最高高位位置置，继继电电器器动动作作时时间间与与电电流的关系曲线如下图所示。流的关系曲线如下图所示。当当电电流流增增大大时时，动动作作时时限限减减少少，如如图图中中ab部部分分,具具有有反反时限特性。时限特性。 当当电电流流大大到到一一定定值值时时，铁铁芯芯饱饱和和，在在图图上上出出现现曲曲线线1、2的的平平直直部部分分，具具有有定时限特性。定时限特性。当当电电流流继继续续增增大大时时，衔衔铁铁瞬瞬时时被被吸吸下下，横横担担将将接接点点闭闭合合，如如图图中中de部部分分，具有速断特性。具有速断特性。

50、2.反时限过电流保护反时限过电流保护 （1）工作原理）工作原理反反应应电电流流增增大大而而动动作作，其其延延时时与与通通入入电电流流的的平平方方成成反反比，一般可作比，一般可作610kV线路或电动机的保护。线路或电动机的保护。（2）整定计算）整定计算动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即动作电流的整定原则与定时限过电流保护相同，即 灵敏度校验灵敏度校验：时间整定时间整定两级反时限过电流保护的配合两级反时限过电流保护的配合:若若已已知知保保护护2反反时时限限过过电电流流保保护护的的整整定定参参数数，其其反反时时限限动动作作曲曲线线2。在在保保护护1、保保护护2反反时时限限过过电电流流保保护

51、护重重叠叠保保护护区区内内，只只要要在在d1处处用用动动作作延延时时保保证证选选择择性性，重重叠叠保保护护区区的的其其他他部部分分都都能能保保证证选选择择性性，d1点点叫叫配配合合点，在配合点的点，在配合点的为已知，则为已知，则反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合反时限过电流保护与电源侧的定时限过电流保护配合 已知已知1QF定时限过电流保护的整定参数，定时限过电流保护的整定参数，1QF过电流过电流保护的保护范围到保护的保护范围到d1点，点，2QF反时限过电流保护的时间特反时限过电流保护的时间特性如下图中的性如下图中的t2QF所示。重叠保护区的末端所示。重叠保护区的末端d1叫配合点。叫

52、配合点。在配合点在配合点d13.接线图接线图 反时限过电流保反时限过电流保护多用于护多用于10kV线路及线路及电动机保护。电流互电动机保护。电流互感器采用两相星型接感器采用两相星型接线，如右图所示。线，如右图所示。4.反时限过电流保护应用范围反时限过电流保护应用范围 优点：优点：在线路靠近电源处短路时，短路电流大，动作在线路靠近电源处短路时，短路电流大，动作时限短且保护接线简单。时限短且保护接线简单。缺点：缺点：时限的配合较复杂，当短路点存在较大的过渡时限的配合较复杂，当短路点存在较大的过渡电阻时，或在最小运行方式下远处短路时，由于电阻时，或在最小运行方式下远处短路时，由于Id较小，较小，保护的动作时限可能较长。因此，反时限过电流保护主保护的动作时限可能较长。因此，反时限过电流保护主要用在要用在610千伏的网络中，作为馈线和电动机的保护。千伏的网络中，作为馈线和电动机的保护。对对10千伏以上的网络，由于上述缺点一般都不采用。千伏以上的网络，由于上述缺点一般都不采用。