ACE021-相间电流保护

1、1/93第第 2 章章 电电 流流 保保 护护2/93第第 2.1 节节 单电源线路相间短路的单电源线路相间短路的电流保护电流保护主要应用于小电流接地系统或末端线路主要应用于小电流接地系统或末端线路3/93 2.1.1 继电器继电器 继电器是一种应用于控制电路继电器是一种应用于控制电路通、断通、断的器件。当输入量的器件。当输入量达到某个设定数值时，继电器常开触点闭合，接通外部电路。达到某个设定数值时，继电器常开触点闭合，接通外部电路。分类：分类： 结构结构 功能功能 单元件单元件 电磁型电磁型 电流继电器电流继电器 启动继电器启动继电器 感应型感应型 电压继电器电压继电器 度量继电器度量继电器

2、 整流型整流型 功率方向继电器功率方向继电器 时间继电器时间继电器 数字型数字型 阻抗继电器阻抗继电器 信号继电器信号继电器 中间继电器中间继电器 触点可设计为：闭合，或断开触点可设计为：闭合，或断开4/93一种电磁型电流继电器工作原理一种电磁型电流继电器工作原理构成构成“触点触点”（控制外部电路）（控制外部电路）连接外部电路的连接外部电路的导线导线良导体良导体电磁铁电磁铁可动衔铁可动衔铁线圈线圈弹簧与支撑弹簧与支撑I5/93外部电路为“断”；外部电路为“断”；时，衔铁不闭合时，衔铁不闭合）当）当（ opII1I外部电路为“通”。外部电路为“通”。时，衔铁闭合时，衔铁闭合）当）当（ opII2

3、为动作电流，可调节。为动作电流，可调节。opI6/93一种电磁型电流继电器工作原理一种电磁型电流继电器工作原理图形符号图形符号I 电流不大时（如正常的负荷电流），电磁力矩不足以克电流不大时（如正常的负荷电流），电磁力矩不足以克服弹簧力矩，触点仍然处于服弹簧力矩，触点仍然处于“断开断开”的状态。的状态。 继电器动作继电器动作 触点闭合（连通）触点闭合（连通） 电流较大时（如短路电流），电磁力矩较大。电流较大时（如短路电流），电磁力矩较大。7/93继电器的继电器的继电特性：继电特性： 动作过程动作过程电磁力矩电磁力矩 = 弹簧力矩弹簧力矩摩擦力摩擦力（阻碍状态的改变）（阻碍状态的改变）电磁力矩电磁

4、力矩 = 弹簧力矩弹簧力矩+ +摩擦力摩擦力+ +气隙气隙减小减小 电磁力矩增大电磁力矩增大I 不变时，形成不变时，形成“正反馈正反馈”跃变跃变8/93继电器的继电器的继电特性：继电特性： 返回过程返回过程电磁力矩电磁力矩 = 弹簧力矩弹簧力矩摩擦力摩擦力（阻碍状态的改变）（阻碍状态的改变）弹簧力矩弹簧力矩=电磁力矩电磁力矩+ +摩擦力摩擦力+ +跃变跃变气隙气隙增大增大 电磁力矩减小电磁力矩减小I 不变时，形成不变时，形成“正反馈正反馈”9/93由图可知：动作电流由图可知：动作电流 返回电流返回电流继电器的继电器的继电特性：继电特性：reIopI1 返回电流返回电流动作电流动作电流reopI

5、IoprereIIK 定义：返回系数定义：返回系数整定值整定值setI （调弹簧、气隙等）（调弹簧、气隙等）10/93 有利于继电器动作的有利于继电器动作的稳定性稳定性 （需克服阻力，也避免触点的弹跳）（需克服阻力，也避免触点的弹跳）1 oprereIIK返回系数：返回系数：ItKre =1时，电流波动会弹跳时，电流波动会弹跳不会弹跳不会弹跳opreII 一般设计为：一般设计为：0.850.95opIreI11/93常闭触点常闭触点常开触点常开触点 继电器的表示方法：继电器的表示方法：示意图示意图触点符号触点符号名称名称“常常”是指是指不带电的状态不带电的状态 ，而不是，而不是“正常状态正常状

6、态” 。反应测量量减小而动作反应测量量减小而动作欠量型继电器欠量型继电器，如电流继电器；，如电流继电器；反应测量量增大而动作反应测量量增大而动作过量型继电器过量型继电器12/93 电压继电器的工作原理与此类似。电压继电器的工作原理与此类似。 时间继电器、控制继电器（非量测）的特性和工作区域：时间继电器、控制继电器（非量测）的特性和工作区域：无压工作区无压工作区（逻辑（逻辑0）有压工作区有压工作区（逻辑（逻辑1 1）非工作区非工作区13/93 时间继电器时间继电器（KT）输入输入输出输出tt11settKT输入输入输出输出。无输出无输出时，时，小于小于的持续时间的持续时间当输入为当输入为sett

7、1输入输入输出输出tt11sett。有输出有输出时，时，大于大于的持续时间的持续时间当输入为当输入为sett114/93 作为称谓基础作为称谓基础以以1K 2.1.2 中性点接地方式中性点接地方式 变压器中性点的接地方式变压器中性点的接地方式15/93小电流接地系统小电流接地系统： 在该电压等级中，所有变压器的在该电压等级中，所有变压器的中性点均不接地中性点均不接地（或经消（或经消弧线圈接地）。弧线圈接地）。 发生单相接地时，发生单相接地时，短路电流很小短路电流很小（三相电流几乎对称），（三相电流几乎对称），且线电压仍然平衡且线电压仍然平衡，不易烧坏设备，所以，还可以运行，不易烧坏设备，所以，

8、还可以运行 12小时小时供电可靠性高，但是，供电可靠性高，但是，非故障相电压升高为非故障相电压升高为 倍倍，故绝缘要求高。故绝缘要求高。 随着电压等级的提高，绝缘的投资会急剧增加。随着电压等级的提高，绝缘的投资会急剧增加。 主要在主要在35kV及以下电压等级中采用。及以下电压等级中采用。 但但380V民用电系统又采用直接接地方式，以保障人身安民用电系统又采用直接接地方式，以保障人身安全！全！316/93大电流接地系统：大电流接地系统： 在该电压等级中，部分或所有变压器的中性点直接接地。在该电压等级中，部分或所有变压器的中性点直接接地。优点：绝缘要求低，绝缘的投资相对于小电流接地系统要低。优点：

9、绝缘要求低，绝缘的投资相对于小电流接地系统要低。缺点：发生单相接地故障时，会产生很大的短路电流（缺点：发生单相接地故障时，会产生很大的短路电流（大电大电 流流），会损坏设备等。），会损坏设备等。 （主要在（主要在110kV及以上及以上电压等级中采用）电压等级中采用）17/93 2.1.3 相间短路的电流保护相间短路的电流保护 （主要适用于：小电流接地系统）（主要适用于：小电流接地系统）原理：反应电流增大的继电保护原理：反应电流增大的继电保护KI可连续、长期运行可连续、长期运行会损坏设备、危及系统安全会损坏设备、危及系统安全设备、导线等必须按此设计设备、导线等必须按此设计分界分界设定一个门槛，实

10、现分界（区分）。设定一个门槛，实现分界（区分）。该门槛称为：该门槛称为：定值（也称整定值）定值（也称整定值）。tIL.maxIsetI L.maxKII 依据：依据：setting 取前取前3个字母个字母18/93 2.1.3.1 电流速断保护电流速断保护（简称电流（简称电流 I 段）段） 工作原理如上图，这是反应电流增大而工作原理如上图，这是反应电流增大而瞬时动作瞬时动作的电流保的电流保护。护。 仅判断电流的大小而决定是否动作。仅判断电流的大小而决定是否动作。 测量与判断的时间通常在测量与判断的时间通常在1525ms以内以内，时间极短，故称，时间极短，故称为为瞬时瞬时（或（或0s动作动作当作

11、无延时）。当作无延时）。 电流保护主要应用于小电流接地系统，为此，不考虑电流电流保护主要应用于小电流接地系统，为此，不考虑电流变化很小的单相接地情况（由变化很小的单相接地情况（由2.4节分析）。节分析）。 多种保护方式共同配合、相互取长补短，才能最大程度地多种保护方式共同配合、相互取长补短，才能最大程度地满足满足“继电保护四性继电保护四性”的要求。电流的要求。电流 I 段只是其中的一种保护。段只是其中的一种保护。19/93ABCD2134 1. 分析与整定原则分析与整定原则kskZZEI 三相短路：三相短路：23 kskZZEI两相短路：两相短路：问题：问题：如果变电站如果变电站 B、C、D

12、还有其他负荷或者引出线时还有其他负荷或者引出线时 （这是一般的情况），怎么办？（这是一般的情况），怎么办？ 负荷端对短路电流计算的影响较小，一般忽略。负荷端对短路电流计算的影响较小，一般忽略。SZKZK20/93 在在故障点位置故障点位置确定和确定和故障类型故障类型确定的情况下，短路电流确定的情况下，短路电流Ik 与系统等值阻抗与系统等值阻抗 Zs 密切有关。密切有关。 ，两相相间短路。，两相相间短路。三相短路；三相短路；，231 K（对于小电流接地系统，（对于小电流接地系统， 只需要讨论这只需要讨论这2种短路）种短路） KZZEIksk 通用表达式：通用表达式： 很小很小，1211kkkII

13、ISZKZKABCD213421/93kskZZEI 1）在某一地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的在某一地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的电流为最大，则称此时的运行方式为：电流为最大，则称此时的运行方式为：最大（运行）方式最大（运行）方式。max.min.sZGZGZSZKZKABCD213422/93kskZZEI 2）在相同地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的在相同地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的电流为最小，则称此时的运行方式为：电流为最小，则称此时的运行方式为：最小方式最小方式。 max.Smin.kZI时，取时，取求求3min.SZmax.KKII SZKZK

14、1）在某一地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的在某一地点发生三相短路时，如果流过保护安装处的电流为最大，则称此时的运行方式为：电流为最大，则称此时的运行方式为：最大（运行）方式最大（运行）方式。ABCD213423/93 短路电流随故障点位置变化的曲线，称为短路电流随故障点位置变化的曲线，称为短路电流变化短路电流变化曲线曲线。ABC213ABCKIl min.Smax.kZ,KI3 max.Smin.kZ,KI2之间之间在在其余情况的短路电流均其余情况的短路电流均min.kmax.kII,max.min( )kkskEIlZzl,min,max3( )2kkskEIlZzl24/93ABC

15、213 2. 电流电流 I 段的整定计算段的整定计算 以保护以保护 1 为例予以说明为例予以说明 按照选择性的要求，在线路按照选择性的要求，在线路A-B范围内的任何故障，范围内的任何故障， 下面，将根据短路电流的变化规律，来进行电流保护的下面，将根据短路电流的变化规律，来进行电流保护的配置和整定计算。配置和整定计算。 均要求由保护均要求由保护1来切除来切除。 （即希望：保护（即希望：保护1能够保护本线路全长）能够保护本线路全长）25/93因此，保护因此，保护1的电流速断保护就必须按的电流速断保护就必须按躲过躲过相邻下一条线路出相邻下一条线路出口处（口处（K2）短路时，）短路时，可能出现的最大短

16、路电流可能出现的最大短路电流来进行整定，来进行整定，避免误动。避免误动。（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）1K2K 但是，保护但是，保护1无法区分无法区分 K1点与点与 K2点的短路点的短路 （两点间的（两点间的阻抗极小，二者的电流大小几乎一样），阻抗极小，二者的电流大小几乎一样）， 2. 电流电流 I 段的整定计算段的整定计算（以保护以保护 1 为例予以说明）为例予以说明）ABC21326/93一般方法：一般方法：肯定的界限肯定的界限跳闸跳闸（留有裕度）（留有裕度）再逐步识别再逐步识别、跳闸、跳闸“躲躲” 躲避躲避，防止不

17、利情况的出现。，防止不利情况的出现。27/93 问题问题1 1：为什么需要躲过最大短路电流？为什么需要躲过最大短路电流？ 考虑最不利（恶劣）的条件，保证在各种情况下考虑最不利（恶劣）的条件，保证在各种情况下 都能够都能够有选择性有选择性（都不误动）。（都不误动）。 问题问题2 2：什么情况下会出现最大短路电流？什么情况下会出现最大短路电流？ 系统最大运行方式，发生三相短路。系统最大运行方式，发生三相短路。BAmin.smax.B.kZZEI 短路点确定后，短路点确定后，ZA-B 也就确定了。也就确定了。1K2KABC21328/93I1 .setI符号说明符号说明（或断路器编号（或断路器编号1

18、）等等；再如：再如：II2II2.set.settI 段段第第段段第第段段第第IIIIIIIIIIIIsetsetsetIII set setsetIII或：或：29/93 为了保证选择性，保护为了保证选择性，保护1的整定原则为：的整定原则为：躲过下一条线路躲过下一条线路出口处（出口处（K2）的最大短路电流。）的最大短路电流。max.B.k.setII I1，三者差异微乎其微，三者差异微乎其微B.k.k.kIII 21 为了不必在图中标注短路点的位置为了不必在图中标注短路点的位置( (更简便更简便) )，整定原则，整定原则的公式可以书写为：的公式可以书写为： 为了叙述简便，将为了叙述简便，将整

19、定原则演变为：整定原则演变为： 躲过线路末端的最大短路电流躲过线路末端的最大短路电流（K1 1处）。处）。max.k.setII2I1 即：即：1K2KABC21330/93 与实际的最大短路电流与实际的最大短路电流还存在一定的误差！还存在一定的误差！求求以便满足选择性的要以便满足选择性的要max.B.k.setII I1保护保护1的电流的电流整定原则整定原则： 三相短路三相短路kmin. sZZE BAmin. sZZE 这是工频量的理论计算公式，这是工频量的理论计算公式，ABC21331/93”的误差来源：”的误差来源：分析“分析“BAmin. smax.B.kZZEI 1 1）系统和线路

20、参数（）系统和线路参数（ZS 、 ZA-B ）的误差；）的误差；2 2）电势的波动；）电势的波动；3 3）上式为工频量，还应当考虑非周期分量、谐波；）上式为工频量，还应当考虑非周期分量、谐波；4 4）电流继电器连接到）电流继电器连接到TA的二次侧，有的二次侧，有传变传变误差；误差；5 5）电流继电器的测量误差，整定计算误差；）电流继电器的测量误差，整定计算误差； IIImax.B.k.k 实际最大值实际最大值 max.B.kmax.erIK 1折算为折算为 在线路末端短路时，在线路末端短路时，如果实际的最大短路电流都不会误如果实际的最大短路电流都不会误动，那么，任何的外部短路肯定都不会误动。动

21、，那么，任何的外部短路肯定都不会误动。32/93一次电流一次电流二次电流二次电流理想曲线理想曲线实际曲线实际曲线TA二次侧的电流一般是偏小的。二次侧的电流一般是偏小的。1I2I I的影响。的影响。励磁电流励磁电流差异来源于：差异来源于： ITA33/93IIImax.k.k 实际最大值实际最大值 max.kmax.erIK 1值值算算计计max.kImax.B.kmax.erIK值值际际实实max.kI裕度裕度 max.B.kIrelmax.B.kmax.ersetIKIKKI 裕度裕度1II值值定定整整IsetI34/93求求以便满足选择性的要以便满足选择性的要max.B.k.setII I

22、1保护保护1的电流的电流整定原则整定原则：可操作的关系。可操作的关系。系转变为一种确定的、系转变为一种确定的、”的关系，将模糊的关”的关系，将模糊的关来反映“来反映“的系数的系数用大于用大于 I1relK段整定公式为：段整定公式为：得到得到于是，由于是，由II1max.B.k.setII I 段的可靠系数，如段的可靠系数，如1.3max.B.krel.setIKIII1 ABC21335/93的关系如下图：的关系如下图：max.B.krel.setIKIII1 ABC213ABCKIlmax.KImin.KImax.B.kII1 .setI36/93TA.set.opnIII1I1 根据参数计

23、算出来的电流根据参数计算出来的电流I段整定值段整定值( (动作值动作值) )：二次整定值：二次整定值：设定整定值设定整定值max.B.krel.setIKIII1 37/93动作时限：动作时限： t = 0（秒）（秒） 瞬时动作（理想情况）。瞬时动作（理想情况）。 实际上，都需要一定的测量时间，称为实际上，都需要一定的测量时间，称为固有动固有动 作时间作时间。 （如：（如： 30ms）灵敏性校验：灵敏性校验：用线路用线路被保护的最小范围被保护的最小范围来衡量。来衡量。 （该参数说明：最少能保护线路的多长？）（该参数说明：最少能保护线路的多长？）灵敏度定义：灵敏度定义： %llKminsen20

24、15100I 要求：要求：全长全长38/93ABC213ABCKIlmax.KImin.KII1 .setI1 1）图解法）图解法（按比例画图和曲线）（按比例画图和曲线）min.l1？如何求：如何求： min.l1max.l139/93ABC213ABCKIlmax.KImin.KII1 .setImin.l1setmin.kII 1 1）图解法）图解法（按比例画图和曲线）（按比例画图和曲线）？如何求：如何求： min.l140/932）解析法）解析法 minmax. smin.Kmin.KlzZEII 1223I1 .setI 最小短路电流：最小短路电流：求解得：求解得： max.S.set

25、minZIEzlI11231setmin.kII 求解条件：求解条件：为单位长度的正序阻抗为单位长度的正序阻抗其中，其中，1zmax.S.setmin1l.minZIElzZ I123或或41/93求解得：求解得： max.S.setminZIEzlI11231 %llKBAminsen2015100I 要求：要求：%lzlzBAmin10011 %ZZBAmin. l100 max.S.setl.minZIEZ I123其中，其中， 用阻抗计算时用阻抗计算时42/93电流电流 I 段整定的段整定的归纳：归纳： 1 1）电流定值）电流定值 躲过躲过线路线路末端最大末端最大的短路电流。的短路电流

26、。 2 2）校）校 验验 最小最小短路电流时，保护范围是多少？短路电流时，保护范围是多少？ 3 3）时间定值）时间定值 瞬时瞬时动作（动作（0 秒，实际要求秒，实际要求30ms）。）。整定计算三要素整定计算三要素： 1 1）整定值；）整定值； 2 2）灵敏度校验；）灵敏度校验； 3 3）动作时间。）动作时间。43/933. 优缺点优缺点优点：优点：简单可靠，动作迅速。简单可靠，动作迅速。缺点：缺点：1 1）不能保护本线路全长；）不能保护本线路全长； 2 2）受系统运行方式的影响大；）受系统运行方式的影响大； 3 3）可能没有保护范围：运行方式变化较大、）可能没有保护范围：运行方式变化较大、 或

27、或短线路时短线路时。44/93MN1 了解：了解：当线路与变压器相连接时，可以保护线路的全长，当线路与变压器相连接时，可以保护线路的全长，并能够保护变压器的一部分并能够保护变压器的一部分( (变压器的阻抗大一些变压器的阻抗大一些) )。N母线没有其母线没有其他出线时他出线时 由于由于电流保护电流保护 I 段无法保护全长，因此，段无法保护全长，因此，需要再配置另一需要再配置另一种保护的功能种保护的功能这就是下面要讨论的这就是下面要讨论的电流保护电流保护段段。45/93 2.1.3.2 带时限电流速断保护带时限电流速断保护（简称电流（简称电流段）段）要求：要求：1 1）保护线路的全长保护线路的全长

28、（根本目的根本目的）；）； 2 2）具有最小的动作延时。）具有最小的动作延时。 （保证选择性和可靠性，牺牲一定的速动性，获得灵敏性）（保证选择性和可靠性，牺牲一定的速动性，获得灵敏性）IIsetmin.kII 1. 分析与整定原则分析与整定原则 要求要求保护线路的全长保护线路的全长，必定意味着电流元件的整定值应当，必定意味着电流元件的整定值应当满足：满足： 为此，再增加一个区分的条件：为此，再增加一个区分的条件：时间时间！ 线路的故障。线路的故障。无法区分本线路与相邻无法区分本线路与相邻此电流动作值此电流动作值IIsetI 依靠依靠时间延时的差异时间延时的差异来满足选择性的要求。来满足选择性的

29、要求。电流电流+时间时间共同判别共同判别46/93ABC213ABCKIlmax.KImin.KI 要求要求保护线路的全长保护线路的全长，必定意味着电流元件的整定值应，必定意味着电流元件的整定值应当满足：当满足：IIsetmin.kII II1 .setIK 思路：思路：在在K2处短路时，保护处短路时，保护1的的II段通过增设了延时的段通过增设了延时的条件，确保条件，确保由保护由保护2先跳闸先跳闸。47/93ABC213ABCtl及其保护范围及其保护范围段动作时间段动作时间的的保护保护I2。表示表示用用段，其延时段，其延时对于新配置的电流保护对于新配置的电流保护II1II.sett尽可能小。尽

30、可能小。响，希望响，希望为了降低对速动性的影为了降低对速动性的影II1 .settII1 .sett表示。表示。用用延时的差异，延时的差异，t 用用时间的差异时间的差异（t）来满足选择性要求的方法，被称为）来满足选择性要求的方法，被称为一种一种配合配合关系。关系。II1II1tt.set可简写为可简写为48/93ABC213ABCIl保护保护2的整定值的整定值与动作范围与动作范围2. 电流定值电流定值 先尝试这样的电流配合关系：先尝试这样的电流配合关系： 不仅时间延时上需要满足配合关系，还要在电流整定值不仅时间延时上需要满足配合关系，还要在电流整定值上实现配合，以便确定每一种保护的动作范围。上

31、实现配合，以便确定每一种保护的动作范围。II1 .setII2II1.set.setII 的保护范围。的保护范围。的保护范围不超过的保护范围不超过即，即，I2II1.set.setII49/93 2. 电流定值电流定值I2II1.set.setII max.B.krel.setmax.B.k.setIKIIIII1I1I 操作的计算公式：操作的计算公式：关系，得到可关系，得到可由由段整定值的推演过程，段整定值的推演过程，回顾回顾转换为：转换为：与此类似，将与此类似，将I2II1.set.setII I2IIII1.setrel.setIKI IIIIIIII2111IIrelrelsetrel

32、relK.KtKK 取：取：衰减较大，因此，通常衰减较大，因此，通常的延时后，非周期分量的延时后，非周期分量类似，但是，经过类似，但是，经过的考虑因素与的考虑因素与段可靠系数段可靠系数50/93ABC213ABCtlI2tII1tt 保护保护1的的II段段与保护与保护2的的I段配合时，其动作时间的关系如段配合时，其动作时间的关系如下图。下图。 3. 动作时间的选择动作时间的选择ttt I2II1即：即：。称为时间级差。通常取称为时间级差。通常取其中，其中，s.tt5030 51/93K.1.2.2.10.5setsetsetsetIIIItsIIIIII在这个范围内发生短路时，和都动作，其中，

33、会立即去控制断路器跳闸，而需要经过延时（如）才能跳闸。不动作。不动作。保护保护元件返回元件返回跳闸；切除故障，随即跳闸；切除故障，随即控制断路器控制断路器时间内，由保护时间内，由保护况下，在况下，在各种设备都正常工作情各种设备都正常工作情122II1 .setIt这就是时间元件起作用的效果。这就是时间元件起作用的效果。ABC21352/930tt 考虑的因素：考虑的因素：（1）断路器动作时间）断路器动作时间 + 灭弧时间；灭弧时间；（2）时间继电器的延时误差；）时间继电器的延时误差；（3）测量元件）测量元件(电流继电器电流继电器)在外部故障切除后的返回延时；在外部故障切除后的返回延时；（4）裕

34、度。）裕度。保护保护2动作动作保护保护1不能误动不能误动KABC21353/93 通常取：通常取：t = 0.5s。 采用快速灭弧和电子延时后，可以缩短到采用快速灭弧和电子延时后，可以缩短到0.3s。 （考试或交流中，可以仅说：（考试或交流中，可以仅说：0.5秒延时）秒延时）值值算算计计min.kImin.B.kmax.erIK值值际际实实min.kI验证灵敏度验证灵敏度时，需考虑时，需考虑I校验说明图校验说明图54/93 4. 灵敏度校验灵敏度校验 配置电流保护配置电流保护II段的目的是：要求保护线路全长。因此，段的目的是：要求保护线路全长。因此，需要需要验证是否满足了这个要求验证是否满足了

35、这个要求，同时，也应当计及计算误差，同时，也应当计及计算误差，并留有一定的裕度。并留有一定的裕度。 对于保护对于保护1来说，来说，A- -B之间为本线路全长。之间为本线路全长。动作。动作。均能够让均能够让范围内的任何短路范围内的任何短路满足要求，那么，满足要求，那么，是，只要是，只要特征，于特征，于的短路电流具有单调的的短路电流具有单调的再考虑到：单电源线路再考虑到：单电源线路II1BA.setmin.B.kII 时间元件的确认时间元件的确认元件动作后，还得经过元件动作后，还得经过当然，当然，II1 .setIABC21355/93 4. 灵敏度校验灵敏度校验保护的整定值保护的整定值路电流路电

36、流保护范围末端的最小短保护范围末端的最小短 IIsenK 51251IIII1II1.KIIKsen.setmin.B.K.sen 规程要求：规程要求： 目的：确保目的：确保A-B 线路任何地方的短路都能被切除（应考虑：线路任何地方的短路都能被切除（应考虑：最小运行方式、两相相间短路的情况）。最小运行方式、两相相间短路的情况）。计及计算误差，并有裕度计及计算误差，并有裕度ABC21356/93配合关系：配合关系：2111II.Krel 其中，其中， tttIKI.setrel.setI2II1I2IIII1I1段配合时，取：段配合时，取：）与下级）与下级（ 当灵敏度不满足要求时，采用下面的第当

37、灵敏度不满足要求时，采用下面的第2种方案。种方案。电流、时间必须与电流、时间必须与“同一段保护同一段保护”配合！配合！ tttIKI.setrel.setII2II1II2IIII1II2段配合时，取：段配合时，取：）与下级）与下级（ABC21357/93ABCI2 .setIsetIII1 .setI配合配合与与I2II1.set.setIIABCI2ttII1tt 电流定值的电流定值的关系关系时间定值的时间定值的关系关系配合配合必须与必须与I2II1tt电流、时间必须与电流、时间必须与“同一段保护同一段保护”配合！配合！ABC21358/93II段归纳：段归纳：1）采用延时，换取选择性，保

38、护全线路）采用延时，换取选择性，保护全线路（时间）（时间）。2）要求保护线路全长）要求保护线路全长（灵敏度）（灵敏度） ： 51251II1II.IIK.setmin.B.Ksen 3）先尝试与下一级线路的）先尝试与下一级线路的I段保护进行配合段保护进行配合（电流（电流 定值）定值）， 目的是：争取延时最小。目的是：争取延时最小。4）当上述方案的灵敏度不满足要求时，再与下一级）当上述方案的灵敏度不满足要求时，再与下一级 线路的线路的 II段保护进行配合。段保护进行配合。 注意：电流与时间必须同时配合！注意：电流与时间必须同时配合！5959/93/93当灵敏度不满足要求时IIIIIIset.2r

39、elset.1IK IIIII21tttABCQF2QF1QF3kIlIIset.2IIset.1IIIset.1IIIset.2I60/93 5. 电流电流段的原理接线段的原理接线 KT电磁型电流电磁型电流段接线段接线改变为：改变为：电流电流段接线段接线时间继电器时间继电器向运行人向运行人员发出告员发出告警信号警信号电流元件、时间元件同时满足条件，才能实现跳闸。电流元件、时间元件同时满足条件，才能实现跳闸。61/93I段、段、II段整定值与保护范围的示意图段整定值与保护范围的示意图kII1 .setII段动段动II段动段动I段动，或段动，或II段动段动II1 .setII、II段联合，就可以

40、保护全线路的任何故障。段联合，就可以保护全线路的任何故障。62/93正常情况下，正常情况下，I段、段、II段保护范围的示意图段保护范围的示意图ABC21tl保护保护1的的I段保护范围段保护范围保护保护1的的II段保护范围段保护范围保护保护2的的I段保护范围段保护范围保护保护2的的II段保护范围段保护范围I、II段联合，就可以保护全线路的任何故障。段联合，就可以保护全线路的任何故障。63/93 需要再配置一种称为需要再配置一种称为后备保护后备保护的继电保护功能。的继电保护功能。 当当B- -C线路故障时，如果保护线路故障时，如果保护2的电流的电流、段出现了拒动段出现了拒动（如器件损坏、导线松动）

41、，或断路器（如器件损坏、导线松动），或断路器2出现了拒动，此时，出现了拒动，此时，怎么办？怎么办？ 后备保护：后备保护：护：护：保保主主，起作用的继电保护。，起作用的继电保护。主保护或断路器拒动时主保护或断路器拒动时主要的继电保护功能主要的继电保护功能ABC21364/93 配置目的：不允许故障长期存在。配置目的：不允许故障长期存在。 整定原则：整定原则：躲过线路上可能出现的最大负荷电流。躲过线路上可能出现的最大负荷电流。（实际是：故障切除后，在（实际是：故障切除后，在最大负荷电流的情况下，保护最大负荷电流的情况下，保护应应当可靠返回）当可靠返回） 2.1.3.3 定时限过电流保护定时限过电流

42、保护（电流（电流段，后备保护）段，后备保护）max.LreII 满足返回的条件：满足返回的条件：max.LI 可由潮流计算获得可由潮流计算获得最大负荷电流最大负荷电流回顾电流继电器的回顾电流继电器的“继电特性继电特性”（如左图）（如左图）65/93max.LreII 满足返回的条件：满足返回的条件：max.LIoprereIIK 由返回系数得：由返回系数得：opTAreTAInIn setreII 二次值二次值一次值一次值变比的固定关系）。变比的固定关系）。二次值，仅差二次值，仅差指一次值（也可以均指指一次值（也可以均指均均、特殊说明时，特殊说明时，下面，为了简便，没有下面，为了简便，没有TA

43、IIImax.Lsetre66/93 1. 整定电流整定电流（启动电流）（启动电流） 躲本线路上可能出现的最大负荷电流躲本线路上可能出现的最大负荷电流 外部故障切除后已经启动的保护能够可靠返回外部故障切除后已经启动的保护能够可靠返回Itmax.LImax.LSSIK（电机的启动电流）（电机的启动电流） 2.1.3.3 定时限过电流保护定时限过电流保护（电流（电流段，后备保护）段，后备保护）6767/89/89外部故障后过程ABC10d2D34MMM.maxmaxssSSLIK Id点故障，母线点故障，母线ABC电压下降电压下降保护保护3/2/1/0的的II/III段启动段启动, 保护保护3的的

44、I段跳闸段跳闸母线母线ABC电压恢复，电动机自启动电压恢复，电动机自启动 2.1.3.3 定时限过电流保护定时限过电流保护（电流（电流段，后备保护）段，后备保护）68/93I2 .max.LI1 .max.LI1 .max.LSSIK 自启动电流自启动电流1 SSK，应由网络接线与负荷性质确定，应由网络接线与负荷性质确定 6969/93/93max.max.LssssIKI.maxrerelssLsetrereIKK IIKKABC10d2D34MMMmax. max. LssrelssrelreIKKIKI考虑电动机自启动电流时必须可靠返回reI 可靠系数，1.15 1.25 返回系数， 0

45、.850.95 自启动系数，与负荷性质/接线有关，大于1/reresetKII70/93取值的考虑：取值的考虑：返回系数返回系数reK3 3）邻近动作值时，保证触点有足够的压力。）邻近动作值时，保证触点有足够的压力。2 2）防电流波动时的弹跳。）防电流波动时的弹跳。1 1）III段电流的灵敏度。段电流的灵敏度。 950850.Kre 或设计或设计综合后，工程中一般取综合后，工程中一般取（宜大）（宜大）（宜小）（宜小）（宜小）（宜小）remax.LssrelsetKIKKIIIIIII 71/93 因此，只能依靠延时来保证选择性！因此，只能依靠延时来保证选择性！ 2. 动作时限动作时限tttnn

46、 III1III 从最远处开始配置延时。按上图标定的序号，形成从最远处开始配置延时。按上图标定的序号，形成阶梯型阶梯型( (形状形状) )时限特性：时限特性：III段的电流整定值只能区分正常与短路段的电流整定值只能区分正常与短路ABCABC213D4DtIII1tIII2tIII3tIII4t72/93 ttttmaxt III9III8III3III2，对于更一般的情况，对于更一般的情况，第第段段时限特性时限特性如下：如下：ttt III4III3 ttttmaxt III7III6III2III1，7373/93/93(c)(c)处于电网终端的保护装置，其过电流保护的动作时限为零。处于电网

47、终端的保护装置，其过电流保护的动作时限为零。这种情况下过电流保护可作为主保护兼后备保护，不需装设电这种情况下过电流保护可作为主保护兼后备保护，不需装设电流速断保护和限时电流速断保护。流速断保护和限时电流速断保护。 保护保护3 3：设定时限过电流保护（电流：设定时限过电流保护（电流段），无延时动作。段），无延时动作。 保护保护2 2：设电流速断（：设电流速断（段）和过电流保护（电流段）和过电流保护（电流段）。段）。 保护保护1 1：按一般原则装设三段式电流保护。：按一般原则装设三段式电流保护。 定时限过电流保护的动作时限74/93 在电流在电流、段以及断路器都可以正常工作情况下，电段以及断路器都

48、可以正常工作情况下，电流流段的电流继电器仅仅启动（电流定值较小），但是，延段的电流继电器仅仅启动（电流定值较小），但是，延时较长，所以，不发跳闸命令（由电流时较长，所以，不发跳闸命令（由电流段或段或段切除短路，段切除短路，电流电流段随即返回）。段随即返回）。 在电流在电流、段或断路器拒动时，电流段或断路器拒动时，电流段的延时才能段的延时才能够够“走到头走到头”( (满足延时的时间满足延时的时间) )，此时才发跳闸命令，故称，此时才发跳闸命令，故称为为“后备保护后备保护”。75/93AB21保护保护1 1-I保护保护1 1-II保护保护1 1-III保护保护2 2-I保护保护2 2-II保护保护

49、2 2-III段的后备作用：段的后备作用： 1 1）近后备）近后备同一地点电流同一地点电流、段拒动的后备段拒动的后备 2 2）远后备）远后备下一级变电站的保护和断路器拒动下一级变电站的保护和断路器拒动 的后备（防止短路点不切除）的后备（防止短路点不切除） 作为作为近后备近后备 作为远后备作为远后备（异地的后备）（异地的后备）76/93电流的相互配合关系电流的相互配合关系kII1 .setII2 .setIII1 .setImax.LIIII1 .setIIII1II1I1.set.set.setIII 通常存在：通常存在：77/93III段之间的时间配合关系及其管辖范围段之间的时间配合关系及其

50、管辖范围管辖范围管辖范围动作时间动作时间保护保护3的的3段段范围范围保护保护2的的3段段范围范围保护保护1的的3段段范围范围78/93 3. 灵敏度校验灵敏度校验（以保护（以保护1 1为例）为例）保护装置的动作参数保护装置的动作参数的最小短路电流的最小短路电流保护范围内金属性故障保护范围内金属性故障 senK 51311III1III1.IIK.setmin.B.Ksen）近后备要求：）近后备要求： 212III1III2.IIK.setmin.C.Ksen ）远后备要求：）远后备要求： 最小运行方式，本线路（相邻线路）末端两相短路。最小运行方式，本线路（相邻线路）末端两相短路。 最小短路电流

51、都能够动作，意味着：保护范围内的任何最小短路电流都能够动作，意味着：保护范围内的任何短路都能够实现动作。短路都能够实现动作。79/93阶段式电流保护的单相原理接线阶段式电流保护的单相原理接线（电磁型）（电磁型） 阶段式电流保护简单、可靠，在阶段式电流保护简单、可靠，在35kV及以下低压配电网及以下低压配电网络中得到广泛应用。络中得到广泛应用。主要缺点：主要缺点：受电网接线及系统运行方式受电网接线及系统运行方式变化的影响较大。变化的影响较大。I I I80/93 2.1.4 电流保护的接线方式电流保护的接线方式 电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接

52、方式 三相星形接线与两相星形接线三相星形接线与两相星形接线1）三相星形接线）三相星形接线2）两相星形接线）两相星形接线+ +跳闸跳闸AICIBI8181/93/93 电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式 两种：三相星形接线与两相星形接线两种：三相星形接线与两相星形接线（a a）三相星形接线方式；）三相星形接线方式； （b b）两相星形接线方式）两相星形接线方式 每相上均装有TA和KA、Y形接线 KA的触点并联（或） 一相上不装设TA和KA、Y形接线 KA的触点并联（或）（接A、C相） 2.1.4 电流保护的接线方式电流保护的接线方式82/93

53、三相星形接线和两相星形接线的性能比较三相星形接线和两相星形接线的性能比较（1 1）相间短路）相间短路 中性点直接接地电网和非直接接地电网，都能够正确动中性点直接接地电网和非直接接地电网，都能够正确动作，但动作的继电器数目不同。作，但动作的继电器数目不同。（2 2）单相接地短路）单相接地短路 两相星形接线不能反应中性点直接接地电网的两相星形接线不能反应中性点直接接地电网的B相接地相接地短路（以全部接短路（以全部接A、C两相为例）。两相为例）。83/93（3 3）异地两点接地短路）异地两点接地短路 小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只

54、切除一个故障点。切除一个故障点。线线仅跳仅跳IIIIba 跳两回线跳两回线 caIII线线仅跳仅跳IIIIIa 两相星形两相星形线线仅跳仅跳IIIIIc 同铭相两点接地不必跳同铭相两点接地不必跳跳两回线跳两回线 acIII线线仅跳仅跳IIIIbc 好好好好好好好好故障组合故障组合 结果结果84/93三相星形三相星形同铭相两点接地不必跳同铭相两点接地不必跳 各种异铭相两点各种异铭相两点接地，均跳两回线。接地，均跳两回线。 供电可靠性不如供电可靠性不如两相星型两相星型（3 3）异地两点接地短路）异地两点接地短路 小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只切小电流接地系统，允许单相接地时继续短时运行，希望只切除一个故障点。除一个故障点。85/93（3 3）异地两点接地短路）异地两点接地短路两回线停电两回线停电 baIII线线有配合，仅跳有配合，仅跳IIIIIca 线线仅跳仅跳IIIIIa 两相星形两相星形线线仅跳仅跳IIIIIc 线线有配合，仅跳有配合，仅跳IIIIIac 两回线停电两回线停电 bcIII（不好）（不好）（不好）（不好）86/93（3 3）异地两点接地短路）异地两点接地短路三相星形三相星形 各种异铭相的异地两点接地，保护具备配合的关系，只各种异铭相的异地两点接地，保护具备配合的关系，只跳跳II线。线。87/93（3 3）异地两点接地短路）异地两点接地短路“两相