继电保护课程教案

第一章电力系统继电保护概述错误!未定义书签。

一、电力系统继电保护的作用错误!未定义书签。

二、继电保护的基本原理、构成与分类：错误!未定义书签,,

三、对电力系统继电俣护的基本要求：错误!未定义书答。

第二章继电保护的基本元件错误!未定义书签。

第三章输申线盘的主.流由压保护错误!未定义书签。

第一节单涮由源网络相间短潞的肘流保护错误!未定义书签.

第二节双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护错误!未定义书签。

第三节软嵬绘路的接坨故障保护错误!未定义书签。

第四节自动重合闸错误!吴定义书签。

第七节距离保护的整定计算原则及前距离保护的评价错误!未定义书签o

一,距离保护的整罡计算原则错误!未定义书签。

一,对距离保护的评价错误!未定义书签。

第五章格电绻路全柒典速保我错误!未定义书签。

第一节输电线路的纵朕盖动保护错误!未定义书签。

一、基本原理：错误!未定义书签。

第三节输电建路的离赛保护错误!未定义书签。

一、高一保一概述.错误!未定义书签。

二、高频通道的枸成：错误!未定义书签。

二、高频通道工作万式及高频信号的应用：无高频电流是信号错误!未定义书签。

三方向商嗾保妒错误!未定义书签。

错误!未定义书签。

笫五节发电机的励音回路接地保护错误!未定义书签。

第，穴节发电机一一更压器组的保护错误!未定义书签o

第一章电力系统继电保护概述

一、电力系统继电保护的作用

1.继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。

*继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、

继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。

*继电保护装置是完成继电保护功能的核心。P1

继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸

或发出信号的一种自动装置。

2.电力系统的故障和不正常运行状态：〈三相交流系统）

*故障：各种短路熊⑶、d⑵、d⑴、d«-»）＞和断线＜单相、两相），其中最常见且最危险的是各

种类型的短路。其后果：

1.电流I增加危害故障设备和非故障设备；

2.电压U降低或增加影响用户的正常工作；

3.破坏系统稳定性，使事故进一步扩大＜系统振荡，电压崩溃）

4.发生不对称故障时，出现I使旋转电机产生附加发热；发生接地故障时出现I一对相邻

2.0.

通讯系统造成干扰

♦不正常运行状态：

电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、

频率降低、系统振荡等。

3.继电保护的作用：

当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使

故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；

反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件〈例如有无经常值班人员）而

动作于发出信号、减负荷或跳闸。

二、继电保护的基本原理、构成与分类：

1.基本原理：

为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态一一义须找出两种情况下的区别。

①I增加故障点与电源间一＞过电流保护

②U降低母线电压一》低电压保护

③相位变化，巾变化；正常：为负荷的功率因数角一般为0-30°左右

短路：为输电线路的阻抗角一般为60。〜85°—）方向保护.

U

④测量阻抗降低，z=1模值减少%增加一>阻抗保护

1=1/H/

⑤双侧电源线路外部故障：入出内部故障：入出一一电流差动保护。

⑥反映I,的序分量保护等。

20

非电气量：瓦斯保护，过热保护

原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征〈差别），即可找出

一种原理，且差别越明显，保护性能越好。

2.构成

以过电流保护为例：

过电流保护单和朦，圈

正常运行：1=1/nLJ不动

fhLH

故障时：1=1">/LJ动一〉SJ动<延时）-j>XJ动一）信号

dLH切

TQ动—>跳闸—

〈常用继电器及触点的表示方法参考附录1P230）

保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。

被测物理装

iOT—fWr}个跳:W或信号

整史值

（1）测量元件

作用：测量从被保护对象输入的有关物理量＜如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给

定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”

或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

（2）逻辑元件

作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护

装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行

元件。

逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。

（3）执行元件：

作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时一跳闸；不正

常运行时一发信号；正常运行时一不动作。

3.分类：

几种方法如下：

（1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护

等；

（2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；

按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、

失步保护、失碳保护及过励磁保护等；

按构成继电保护装置的维电器原理分类：机电型保护〈如电磁型保护和感应型保护）、整流

型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；

（5）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；

主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路

故障的保护。

后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保

护两种。

①远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保

护。

②近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断

路器拒动时，由断储器失灵保护来实现近后备保护。

辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单

保护。

三、对电力系统继电保护的基本要求：

对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、

可靠性。即保护的四性。

（一）选择性：P5

选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件从系统中切除，而使非故障元件仍能正

常运行，以尽量缩小停电范围，

与5B

上」-Id2Cd3

例：

当dl点短路时，保护1、2动一跳1DL、2DL,有选择性

当d2点短路时，保护5、6动一跳5DL、6DL,有选择性

当d3点短路时，保护7,8动一跳7DL、8DL,有选择性

当d3点短路时，若保护7拒动或7DL拒动，保护5动一跳5DL＜有选择性）

若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动一跳5DL,则保护5为误动，或称保护5越级跳闸〈保

护5失去选择性）

小结：选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。当三保护未动作时，由近后备或远后备切除

故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善〈对保护装置拒动、DL拒动、二次回路和直流电源

等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。但远后备保护切除故障

的时间较长。在高压电网中，应加强主保护。

（二）速动性：

保护的动作速度应尽可能快速。快速切除故障的好处：错误!提高系统稳定性；错误!减少

用户在低电压下的动作时间；错误!减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

t=t；

bhDL

t一故障总切除时间；

t-保护动作时间；

bh

t-断路器动作时间；

DI.

一般的快速保护动作时间为〜，最快的可达〜。

一般的断路器的动作时间为〜，最快的可达〜。

所以，切除故障的最快时间为：0。03-0oIso

（三）灵敏性：P6

指在最不利的条件下，保护装置对故障的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在发生

区内故障时，不论运爷方式大小、短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地反应。

通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Ko

In

对反应于数值上升而动作的过量保护〈如电流保护）

“保护范围末端金属性短路时故障参数的最小计算值_/

K=------------------------------------------------------------------------------------------------=—

加保护的动作参数/

dz

对反应于数值下降而动作的欠量保护＜如低电压保护）

K=保护的动作参数=乙

加~保护范围末端金属性短路时故障参数的最大计算值U

（I.max

其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点

位置来计算的。

在《继电保护和安全自动装置技术规程。1400—91）》中，对各类保护的灵敏系数K的要

1m

求都作了具体规定＜参见附录2,P231）。

（四）可靠性：P5

指发生了属于某保护装置动作的故障，它应能可靠动作，即不发生拒绝动作《拒动）；而在

发生不属于本保护动作的故障时，保护应可靠不动，即不发生错误动作＜误动）。

影响可靠性有内在的和外在的因素：

内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线

简明，触点多少等；

外在的：运行维护水平、安装调试是否正确。上述四个基本要求是设计、分析研究继电保

护的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条

件下统一的一面。

四、发展：

原理：随电力系统的发展和科学技术的进步而发展

从保护原理看：过电流^^^^一港早熔断器）-I流差动保护一^向性电流保护

<1901年）<1908年）<1910年）

‘距离保护'高频保护~A微波保护~“行波保护、光纤保护

<1920年）〈1927年）〈50年代）〈70年代诞生、50年代有设想）

从构成保护装置的元件看：机电型—“电子型-►微机型〈我校80年代）

（电磁型、感应型、电动型〉晶体管

集成电路

20世纪50年代60年代末提出70年代后半期出样机

复习提问：

1、继保任务、基本要求

2、主保护、近后备保护、远后备保护的区别

3、灵敏系数的概念及运用

4、各种常用保护的工作原理

第二章继电保护的基本元件

（丘、总由住笫一次变换）将任里(100V)

大电流互端热流（二次）更小

(5A或变换器,J

对

称

量

分

弱电

过

潴

元件

维电器器

序

濯t

互感器：

（1）电流互感器:

Ii

1作用：＜一次）大电流变换为＜二次）小电流〈额定值为5A或1A）；隔离作用。

2工作特点和要求：

1）一次绕组与高压回路串联，L只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无

关。

2）二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。

3）CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，

但仅一点接地。

4）变换的准确性，

3极性：

“减极性”原则：当同时从一、二次绕组的同极性端子通入相同方向电流时，它们在

铁芯中产生磁通的方向相同。

当从一次绕组“*”标端通入交流电时，则在二次侧感应电流从“标端流出。从两

侧同极性端观察时，/，r反方向，称为减极性标记。此时铁芯中的合成磁势为

12

N*1

N7-NI=0,则/=_i_/=I。这表明/,I同相位。

1I222AT11I2

2

4误差:

表现在两方面：幅值误差和相位误差。

Z很小，Z大。

Lu

r-I

A/=-+p^l00%<10%8<7-

i

(2)电压互感器：

1作用：一次高电压变换为二次低电压〈额定线电压100V；相电压为57o7V）

2工作特点和要求：

1）一次绕组与高压电路并联。

2）二次绕组不允许短路〈短路电流会烧毁PT）,装有熔断器。

3）二次绕组有一点直接接地。且只能有一点接地。

4）变换的准确性，

3电磁式电压互感器

其工作原理与变压器相同。

Z»Z-,Z•大。幅值误差AU,角度误差5。

I.I2u

二.各种小型变换器

（1）电压变换器uf.f'B

（2）电流变换器1f1一通常在二次接有电阻，将二次电流变为电压信号。

（3）电抗变压器1fU-bKB铁芯带气隙。

因带气隙，Z很小，Z»Z\Z近似零。

UI.UII

E=Zi=Kf,

2M1I1

z—模拟阻抗，阻贪角为中

M

K----阻抗量纲变换系数，又称转移阻抗。

I

R的作用：改变①角，对幅值稍有影响。Rt-*It-①，EI

R2

三.对称分量滤过器

三相不对称电量可在一定系统中分解成对称分量。

F=1(k+Q户+Q2户)

13abc1.邓

e；i2c,=—+

.1，,a=—J—

F=—(F+Q2F+aF)其中,22

a23°bc

F=1(F+F+F)Q2=C/240

003abc

1零序电压滤过器:

u.

u・

U=°u=°u="7,K为电容分压。

mn1mn2mnOK0

・・・・[・・・・•・I••

3〃=/+/+/=—(/+/+/-I-I-I)=—(3/-I)

QabcnABCuAuBtiC0bp

CTCT

其中，i,/,i为励磁电流，i为不平衡电流。若CT型号相同，对称运行时，不

uAuBuCbp

平衡电流近似零，三相短路时，电流增加，因铁芯饱和，Ibp增加，零序电流保护定值应

躲过该不平衡电流，

3电阻一电容式负序电压滤过器

参数：R=J3X,X—J3R

1C1C22

1)加入零序电压时：

因为U=0,(/=0,/=/=0所以U=0。

ABOBCO12mnO

2）加入正序电压时:

3）通入负序电压时:

U=U+U=1.仅72/60=1.5技,e/30,若改变输入电压的相序为A,C,B,则变

mn2C2AB2A2

为正序滤过器。

4负序电流滤过器

电阻一电感型滤过器

IT)

图中c是作角度误差补偿用的。

1

参数：W=W=W,w=-w

ABc03A

,I-I

U=U-E

E=7(/-I)XoU=AQRo

MBCMRnmnRM

LB

1)加入零序电流：

E=j(f-/,)X=0；

M八80COM

.I-/

U___Q_/?=0.

Rn

LB

U=0

mnQ

2)加入正序电流：

1R

要使t/=E—U=0；则—IR=XI，即：---=

-mn1MRnAlMBE〃M

LBLB

LB有角度误差，DKB的转移阻抗不是纯电抗，故在LB副边加一电容，以补偿角误差。

3）加入负序电流:

U=U+E=2U

mn2RMR

5复合电流滤过器

......i

I+KIJ+Krj+KI+KIo选择—Rw",则正序分量不能消除。

121011220nM

LB

四.继电特性

以过电流继电器为例：

/>/动作；/</返回。

JdzjJhj

继电器的动作电流：能使继电器动作的最小电流值。I

继电器的返回电流：能使继电器返回的最大电流值。I

继电特性的两个要点：

1)永远处于动作或返回状态，无中间状态。

2)I不等于I,使接点无抖动。

dxh

/

K二-3返回系数。过量继电器，K小于1；欠量缝电器，K大于］

hIhh

dzj

五、电磁型继电器

运用广泛，原理简单，成本低，运行可靠，运行经验丰富

1、常用继电器的表示符号

继电器与外部电路相连的部件有：线圈、触点

继电器的线圈、触点一般连接在不同回路中

①图形符号

归总图：一个方框上面加半圆弧

方框内f表示装有继电器的感受元件<如铁芯线圈）

半圆瓠内一标志继电器的触点

展开图：线圈和触点分开表示

线圈表示方法

触点表示方法：常开触点、常闭触点含义

②文字符号

常见继电器〈电流、电压、时间、信号、中间、差动等）

③型号

由动作原理代号、主要功能代号、设计序号及主要规格代号等组成

表示形式：12—34

1一—动作原理代号，以汉拼字母表示

2——主要功能代号，以汉拼字母表示

3——设计序号，以阿拉伯数字表示

4——主要规格代号，以阿拉伯数字表示

通常表示继电器触点的型式及数量

1：表示一对常开触点

2：表示一对常闭触点

3：表示一对常开触点，一对常闭触点

例：DL-13型继电器

D：按电磁原理构成

L：电流继电器1：

设计序号

3：触点规格一一对常开，一对常闭

2、结构和动作原理

电磁型继电器按其结构型式可分：螺管线圈式

吸引衔铁式

转动舌片式

电磁型继电器构成：电磁铁

可动衔铁

线圈

触点

反作用弹簧等

电磁型继电器适用于交流和直流

3、动作电流、返回电流、返回系数的概念

以吸引衔铁式继电器为例

①过量继电器〈常开触点）

反映输入量增加而动作，如过电流继电器、过电压继电器

动作电流：继电器刚好动作《衔铁吸起，触点闭合）时的最小电流Idz

返回电流：继电器刚好返回〈衔铁释放，触点断尹）时的最大电流lh

返回系数：继电器返回电流与动作电流的比值Kh

Kh=Ih/ldz

过量继电器Kh<l

②低量继电器<常闭触点）

反映输入量减小而动作，如低电压继电器

动作值：正常时衔铁处于吸起状态，触点断开。输入量减小时，衔铁释放，触点闭

合，称继电器动作，此时输入量的最大值即为继电器的动作值。

返回值：输入量重新增加，继电器返回原来的状态〈衔铁吸起，触点断开）此时输入量

的最小值称为继电器的返回值，

返回系数：返回值与动作值的比值

低量继电器Kh>l

无论过量还是低量继电器，一般要求Kh-1

4、改变继电器动作电流的方法

①改变空气隙6〈正比）

②改变继电器线圈匝数〈反比）

③改变弹簧的反作用力矩，即弹簧的松紧程度〈正比）

较常用的为后两种

复习提问：

1、电磁型继电器的组成、结构型式及工作原理

2、常开触点、常闭触点的区别

3、动作值、返回值、返回系数的概念〈过量继电器、低置继电器）

4、改变维电器动作电流的方法

5、继电器触点符号意义、型号意义

5、常用电磁型继电器

①电流继电器

用途：过电流保护中作为启动和测量元件

结构：转动舌片式〈DLTO型）

原理：线圈1=0或较小一一不动作

I>Idz——动作

KIdz——返回

一般Kh=

线圈分成两组一一可作串、并联

动作电流的调整：改变调整把手位置〈弹簧松紧度）

改变线圈的连接方法《并联时动作电流为串联的两倍）

内部接线：串联一一外部引出端子4、6连接

并联一一外部引出端子2、4连接，6、8连接

②电压继电器

结构：转动舌片式<DJT00）

线圈匝数多，导线较细

并接在YH二次侧

类型：过电压继电器

低电压继电器

原理：继电器的动作与否，取决于电网电压

过电压继电器：Kh=

＜常开触点）

低电压继电器:Kh＞

＜常闭触点）

动作电压的调整：改变调整把手位置

改变线圈的连接方法〈串联时动作电压为并联的两倍）

内部接线：与电流继电器10型相同）

③时间继电器

用途：在继保中作为时间元件，用来建立所需要的动作延时

结构：螺管线圈式

DS-100系列〈直流）

DS-120系列＜交流）

由电磁驱动机构、钟表机构等组成

原理：线圈无电弹簧K螺管）压缩一弹簧2＜传动机构）拉伸

线圈加电压一连杆释放一传动齿轮转动一摩擦离合器一主传动齿轮一延时机构

f9a恒速转动〈延时机构摆卡摆锤作用）

线圈电压消失一弹簧1作用一衔铁、连杆立即返回原位〈摩擦离合器使主传动轮

不能带动延时机构，复归不延时）

动作时间整定：比变静触点位置＜9a与9b之间距离）

特点：线图短时通电〈可缩小继电器尺寸）

若通电时间＞30s,需在线圈回路串接一个附加电阻＜P121图8-7）

正常起动一Rf被短接

动作后一Rf串接，保证热稳定

④中间继电器

用途：增加触点数量和容量；

动作和返回可带不大的延时；

可以构成自保持回路

结构:吸引衔铁式〈DZTO系列）

原理；线圈电压＞50~70%Uc动作

线圈无电压或很低返回

常见类型：DZ型-----般电磁型

DZJ型一一交流电磁型

DZB型一一带自保持线圈型

〈工作线圈、自保持线圈或电压、电流线圈）

继电器动作后，只要自保持线圈有电就能维持动作。

DZS型——接点具有延时动作或延时返回型

接入电路的几种方式：无自保持：

带自保持，手动复归；

带自保持线圈，自动复归

⑤信号继电器

用途：用来指示保护装置的动作，同时接通灯光、音响信号

结构：吸引衔铁式＜DXT1型）

原理：线圈通电动作＜触点闭合，掉牌）

自保持〈机械自保持）

手动复归

类型：串联信号继电器（电流型）

并联信号继电器《电压型）

DXM-2A：磁力自保持

灯光显示代替机械掉牌

干黄触点

工作线圈、复归线圈＜极性不能反接）

复习提问:

1、电流、电压继电器的结构型式、动作值的调整方法

2、时间继电器的结构型式、附加电阻的串接方法、作用

3、中间继电器的结构型式、常见类型

4、信号继电器的结构型式、原理样点

六、感应型电流继电器＜G」10）

1、原理：电磁感应现象一一载流导体处于运动磁场《旋转磁场或移进磁场）之中，会受到磁

场的作用力，力图阻止磁场相对于导体运动，迫使导体追随磁场作相应运动。

2、结构：感应原理部分一一反时限特性

电磁铁〈带短路环）、圆盘、永久性磁铁

电磁原理部分---瞬时动作

电磁铁、衔铁、磁分路铁芯

机械显示部分一一动作信号

3、动作电流

感应部分---使螺杆与扇形齿轮啮合的最小电流

整定方法：粗调，继电器线圈若干抽头分插到插座板的插环上

电磁部分一一使衔铁瞬时吸下的最小电流＜为感应部分的2~8倍）

整定方法：速断整定螺丝，改变衔铁右端与铁芯间的气隙来实现。

4、返回电流

感应部分一一扇形齿轮与螺杆分开时刻，继电器线图中的最大电流

一般，感应部分Kfh=~

5、动作时限

兼有瞬时和延时两部分

6、时限特性

继电器的动作时间与线圈电流的关系曲线

分成三部分：反时限恃性一一动作时间与电流平方成反比

定时限特性一一动作时间与电流成水平直线关系〈磁路饱和)

速断特性——动作时间瞬时

例：P12608-14

曲线1一一定时限整定为2s,速断电流倍数为8

曲线2——定时限整定为4s,速断电流倍数大于10

图中，t----动作时间

IJ——继电器线圈电流

Idz---继电器感应部分动作电流

实验1：电磁型电流、电压继电器

一、熟悉结构、找出相应端子

二、按照实验步骤进行

1、看懂接线图

2、注意：

①电流继电器

若继电器动作磁势一定，线圈并联时的动作电流为串联的2倍，且Kh〈l<Idz>If)

例：DL-31/10——动作电流整定范围」0A

线圈串联时，动作电流整定范围~5A

线圈并联时，动作电流整定范围510A

②电压继电器

低电压继电器：动作电压、返回电压的定义

若继电器动作磁势一定，线圈串联时的动作电压为并联的2倍，且Kh〉l<Udz〈Uf)

例：DY-36/160——动作电压整定范围40160V

线圈并联时，动作电压整定范围40、80V

线圈串联时，动作电压整定范围80、160V

实验2：电磁型时间继电器

一、熟悉结构，找出相应端子

二、按实险步骤进行

注意：①实验时用冲击法加入电压，使继电器动作

②时间继电器：直流电源

秒表：交流电源

③DS-33、DS-110型：线圈耐压时间只有两分钟，每次实验完毕，应立即拉开三相闸刀

DS-31、32、33C型、DS-11K112、112C型：可长期加额定电压＜有

附加电阻）

实验3：电磁型信号继电器、电磁型中间继电器

一、信号继电器

1、熟悉结构，找出相应端子

2、按实脸步骤进行

注意：①只做电流型，不做电压型②汨击电流动作

二、中间继电器

1、熟悉结构，找出相应端子

2、按实脸步骤进行

DZB-214型，即可电压起动，又可电流起动。

第三章输电线路的电流电压保护

第一节单测电源网络相间短路的电流保护

保护的配置：一般由三段式构成。

"第I段-----电流速断保护]

三段式'第H段------限时电流速断保」王保护

I笫III段-----过电流保护后备保护

一、电流速断保护＜第I段）：

对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。

1、短路电流的计算:

A£BC

©—H"兴-----------关------H

z—」——

(ZD)

图中、1一一最大运行方式下d⑦

2最小运行方式下d<2>

3——保护1第一段动作电流

EE石与

/⑶=*=<>；/⑵=-——----中

dZ+ZZ+Z/d2Z+Z1

s.minds.min1ds.maxId

可见，I的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关

d

最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。<)

最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。<)2、

整定值订算及灵敏性校验

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短路整定

八=K\IKi=1.2~1.3(参看pl5注①)

dz.lkd.B.maxk

保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，月电力系统一次测参数表示。<1)

dZ

/•在图中为直线3,与曲线1、2分别交于a、b点

dz.l

可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长

灵敏性：用保护范围的大小来衡量1、1

rtsixnin

一般用1来校验、TninxlOO%

min/

要求：2<15〜20)%

方法：①图解法，按比例作图，可求出最小保护范围。

②解读法:

E

/|<1)可得

dZ.\2Z+ZI

smaxId.min

I1pE

m.nXl()()%=_(V.<1>-Z)

/Z2/1smax

LdZ.\

式中Z=Z1一一被保护线路全长的阻抗值

L1

动作时间t=Os

3、构成

中间继电器的作用:

①接点容量大，可直接接TQ去跳闸

②当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间＜60ms）防止避雷器放电时保护误动

4、小结

①仅靠动作电流值来保证其选择性

②能无延时地保护本线路的一部分〈不是一个完整的电流保护）。

二、限时电流速断保护＜第11段）

1、要求

①任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性

②在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。

因动作带有延时，故称限时电流速断保护。

2、整定值的计算和灵敏性校睑

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。即整

定值与相邻线路第I段配合。

动作电流：，n=Kn."Kn=1.1〜1.2（非周期分量已衰减）

dZAkiZ.lk

动作时间：亡口=□+△£=△「At取"，称时间阶梯，其确定原则参看P18.

12

I

灵敏性：K=3^要求：2〜

im/n

dZA

若灵敏性不满足要求，与相邻线路第II段配合。此时：

动作电流：/口=Kn"n

dZ.\kdZ.2

动作时间：七门=1口十八£

12

3、构成：

与第I段类同：但须加一个时间继电器，由时间继电器的延时接点去起动出口中间继电器。

4、小结：

①限时电流速断保护的保拧范围大于本线路全长

②依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性

③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。

三、定时限过电流保护〈第HI段）

1、作用：

作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来

整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。

2、整定值的计算和灵敏性校验：

1）、动作电流：①躲最大负荷电流/川=KHI•/<1）

dZAkf.max

②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。

A

GH<*

电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数K

Zq

/=K//=Kin•/=K【n・K-I

ZqnwcZqf.ma<hkZqmaxkZj/.max

rIKm,K

/HI=h-kZ*J<2）

dZKKfmax

hh

式中，Kni=1.15〜1.25K=1.3~3K=0.85

kZqh

显然，应按<2）式计算动作电流，且由<2）式可见，K越大，I越小，K越大。因此，为了提

hdZIn

高灵敏系数，要求有较高的返回系数。<过电流继电器的返回系数为〜）

2）、动作时间

在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第IH段的测量元件

均可能动作。例如：下图中d短路时，保护1-4都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且

1

其动作时间必须相互配合。

ABCD

©H-fX--------------------------------

zf।।।

।।।

।।।

♦IBIII

“______________|II

i严：一

邛

-----------1

阶梯时间特性U

gptm>tin>tin>tmxtin=tin+At、tin=tin+At,tin=tin+At

1234342312

这就是阶梯时间特性。

注：当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的保护配合

3）、灵敏性

近后备：K"i=―a_min.Nl.3---------本线路末端短路时的短路电流

lm\/ill

dZ

远后备：KHl=j2.min＞1.2I-----------相邻线路末端短路时的短路电流

Im2/JUd2min

dZ

3、构成：与第II段相同，只是电流继电器的定值与时间继电器定值不同。

4、小结：

①第段的I比第I、H段的I小得多，其灵敏度比第1、n段更高；

HIdZdZ

②在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；

③保护范围是本线路和相邻下一线路全长；

电网末端第山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；末级线路保护亦可简化＜I+川或II+III）,越接近电源，t川越长，应设三段

式保护。

四、电流保护的接线方式

1、定义：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。

2、常用的两种接线方式：三相星形接线和两相星形接线。

1）、三相星形接线的特点：

①每相上均装有CT和LJ、Y形接线

②LJ的触点并联〈或）

2）、两相星行接线的特点：

①仅在两相上装设CT和LJ、构成不完全Y形接线

②LJ的触点并联＜或）

〈通常接A、C相）

三相星行接线

两相星行接线

上述两种接线方式中，流入电流继电器的电流I与电流互感器的二次电流I.接线系数:

J

I

K=7=1

conJ

2

3、I.与L।之间的关系：

dZdZ..J

III

n=-k=〃或/=F~

1//idz.jn

2dZJ

4、比较:

①对各种相间短路，两和接线方式均能正确反映。

在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，一般只要求切除一个接地点，而允许带一个

接地点继续运行一段时间。

异地两点接地发生在相互串联的两条线路上：

a、三相星行接线：保护1和保护2之间有配合关系，100%切除后一线路

b、两相星行接线：2/3机会切除NP线。<即1/3机会无选择性动作)

异地两点接地发生在同一母线的两条并行线路上:

任意切除一条线路

a、三相星行接线：当线路I和线路II的过流保护动作时间相同时，保护1和保护2同时动

作，切除线路I、II。

b、两相星行接线：2/3机会只切一条线路。

③Y/△接线变压器后d(2>

以Y/A-11接线降压变为例d(2)

AB

结论：当在Y/△变压器的△侧发生两相短路时，滞后相电流是其它两相电流的两倍并与它们

反相位。

当在Y/A变压器的Y便发生两相短路时：超前相电流是其它两相电流的两倍，并与它们反相

位.〈作业：推导此结果）

④经济性：两相不完全星形接线优于三相星形接线

三相星形接线灵敏度是两相星形接线的两倍

为提高电流保护对Y/A变压器后两相短路的灵敏度，采取的措施：在