大學課件電力系統(tǒng)繼電保護單側電源網(wǎng)絡相間短路的電流保護

1、繼電器繼電器是一種能自動執(zhí)行斷續(xù)控制的部是一種能自動執(zhí)行斷續(xù)控制的部件件，當其輸入量達到一定值時當其輸入量達到一定值時，能使其能使其輸出的被控制量發(fā)生預計的狀態(tài)變化，輸出的被控制量發(fā)生預計的狀態(tài)變化，如如觸點打開、閉合觸點打開、閉合或或電平由高變低、由電平由高變低、由低變高等低變高等，具有對被控電路實現(xiàn)，具有對被控電路實現(xiàn)“通通”、“斷斷”控制的作用?？刂频淖饔谩?.1.1 繼電器繼電器1. 繼電器的分類和要求繼電器的分類和要求按照按照動作原理動作原理可分為可分為：按照按照反應的物理量反應的物理量可分為：可分為：按照按照作用作用可分為：可分為：電磁型電磁型感應型感應型整流型整流型電子型電子型數(shù)

2、字型數(shù)字型 電流繼電器電流繼電器電壓繼電器電壓繼電器功率方向繼電器功率方向繼電器阻抗繼電器阻抗繼電器頻率繼電器頻率繼電器瓦斯（氣體）繼電器瓦斯（氣體）繼電器起動繼電器起動繼電器量度繼電器量度繼電器時間繼電器時間繼電器中間繼電器中間繼電器信號繼電器信號繼電器出口繼電器出口繼電器2. 過電流繼電器過電流繼電器過電流繼電器是實現(xiàn)電流保護的基本元件，也過電流繼電器是實現(xiàn)電流保護的基本元件，也是一個反映電氣量而動作的簡單繼電器的典型，是一個反映電氣量而動作的簡單繼電器的典型，它是一個量度繼電器。它是一個量度繼電器。 量量度度繼繼電電器器過量繼電器過量繼電器欠量繼電器欠量繼電器過電流繼電器過電流繼電器過電

3、壓繼電器過電壓繼電器高周波繼電器高周波繼電器低電壓繼電器低電壓繼電器阻抗繼電器阻抗繼電器低周波繼電器低周波繼電器 過流繼電器框圖過流繼電器框圖來自電流互感器二次側來自電流互感器二次側加入繼電器的電流加入繼電器的電流根據(jù)繼電器的安裝位置和根據(jù)繼電器的安裝位置和工作任務給定動作值，為工作任務給定動作值，為使繼電器具有普遍的使用使繼電器具有普遍的使用價值，動作值可以調(diào)整價值，動作值可以調(diào)整小延時作用：對于電子型和數(shù)字型繼電器，動作速度快，功率小，小延時作用：對于電子型和數(shù)字型繼電器，動作速度快，功率小，為提高動作為提高動作 的可靠性，防止干擾信號引起的誤動作，要考慮測量的可靠性，防止干擾信號引起的誤

4、動作，要考慮測量值大于動作值的持續(xù)時間值大于動作值的持續(xù)時間23ms，才能動作于輸出。，才能動作于輸出。:kopii當時繼電器根本不動作繼電器根本不動作:kreii當時繼電器能夠突然迅速地繼電器能夠突然迅速地動作，穩(wěn)定可靠輸出低動作，穩(wěn)定可靠輸出低電平或閉合其觸點電平或閉合其觸點.繼電器又能突然地返回原繼電器又能突然地返回原位位,穩(wěn)定可靠輸出高電平，穩(wěn)定可靠輸出高電平，或觸點重新打開或觸點重新打開.:kopii當時re ji01e123456jiop ki 繼電特性圖繼電特性圖 3. 繼電器的繼電特性繼電器的繼電特性繼電特性繼電特性無論起動和返回，繼電器的動作都是無論起動和返回，繼電器的動作都

5、是明確干脆的，它不可能停留在某一個中間位置。明確干脆的，它不可能停留在某一個中間位置。動作動作返回返回rereopikik過量繼電器、欠量繼電器的返回系數(shù)過量繼電器、欠量繼電器的返回系數(shù)2.1.2 單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流量值特征單側電源網(wǎng)絡相間短路時電流量值特征 最大負荷電流最大負荷電流正常運行時，各條線路中流過所供的負正常運行時，各條線路中流過所供的負荷電流，越靠近電源側的線路，流過的電流越大。負荷電荷電流，越靠近電源側的線路，流過的電流越大。負荷電流的大小，取決于用戶負荷接入的多少，當用戶的負荷同流的大小，取決于用戶負荷接入的多少，當用戶的負荷同時都接入時，形成最大負荷電流時都接入時，

6、形成最大負荷電流。短路電流短路電流= =短路工頻周期分量（主要）短路工頻周期分量（主要）+ +暫態(tài)高頻分量暫態(tài)高頻分量+ +衰減衰減直流分量直流分量電流保護采用工頻周期分量電流構成，可近似認為電流保護采用工頻周期分量電流構成，可近似認為是起始次暫態(tài)電流是起始次暫態(tài)電流短路工頻周期分量可以用下式近似計算短路工頻周期分量可以用下式近似計算kskeeikzzz=+e短路類型系數(shù)，三相短路取短路類型系數(shù)，三相短路取1 1，兩相短路，兩相短路取取系統(tǒng)等效電源的相電勢系統(tǒng)等效電源的相電勢保護安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗保護安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗短路點到保護安裝處之間的阻抗短路點到保護安裝處之間的

7、阻抗szkkz3/2 最大運行方式最大運行方式在相同地點發(fā)生相同類型的短路時，流在相同地點發(fā)生相同類型的短路時，流過保護安裝處電流最大，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最大運過保護安裝處電流最大，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最大運行方式，對應的行方式，對應的系統(tǒng)等值阻抗最小系統(tǒng)等值阻抗最小。 最小運行方式最小運行方式在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處電流最小，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最小運行保護安裝處電流最小，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最小運行方式，對應的方式，對應的系統(tǒng)等值阻抗最大系統(tǒng)等值阻抗最大。dskeeikzzz=+利用流過保護安裝處電流幅值的大小來區(qū)分正常利用流

8、過保護安裝處電流幅值的大小來區(qū)分正常與短路運行狀態(tài)，實現(xiàn)的保護簡單可靠、方便易與短路運行狀態(tài)，實現(xiàn)的保護簡單可靠、方便易行。構成完善的電流保護時必須考慮的因素：行。構成完善的電流保護時必須考慮的因素：1. 1. 電力系統(tǒng)運行方式（電力系統(tǒng)運行方式（zszs）的變化；）的變化； 2. 2. 電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)（電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)（e e）的變化；）的變化；3. 3. 不同的短路類型；不同的短路類型；4. 4. 隨短路點距等值電源的距離變化，短路電流隨短路點距等值電源的距離變化，短路電流連續(xù)變化，越遠電流越小，并且在本線路末端連續(xù)變化，越遠電流越小，并且在本線路末端和下級線路出口短路，和下級線

9、路出口短路，短路短路電流沒有差別。電流沒有差別。dskeeikzzz=+v概念概念: :對于僅反應于對于僅反應于電流增大電流增大而而瞬時動作瞬時動作的電的電流保護流保護, ,稱為稱為電流速斷保護電流速斷保護1 1 工作原理工作原理（以保護（以保護2 2為例）為例）對于保護對于保護2而言希望：而言希望：本線路末端本線路末端k1點發(fā)生故障時，保護點發(fā)生故障時，保護2能夠瞬時動作切除能夠瞬時動作切除.而當相鄰線路而當相鄰線路bc的始端的始端k2點短路時點短路時,按選擇性的要求按選擇性的要求,速速斷保護斷保護2不應動作不應動作,k1點、點、k2點短路時點短路時,保護保護2中流過電流相同中流過電流相同希

10、望不能同時實現(xiàn)希望不能同時實現(xiàn)解決辦法解決辦法 優(yōu)先保證選擇性，優(yōu)先保證選擇性， 即即k2點短路時，保護點短路時，保護2不不動作。動作。 按躲開下一條線路出口處短路的條件整定按躲開下一條線路出口處短路的條件整定 保護保護2的的整定電流整定電流須大于下一條線路出口處須大于下一條線路出口處短路的最大短路電流短路的最大短路電流 本線路末端短本線路末端短路時保護不能起動路時保護不能起動 按躲開下一條線路出口處短路的條件整定按躲開下一條線路出口處短路的條件整定指在繼電指在繼電保護技術中，從保護裝置起動參數(shù)的整定上保證下一條保護技術中，從保護裝置起動參數(shù)的整定上保證下一條線路出口處短路時不起動。線路出口處

11、短路時不起動。 保護裝置的整定電流保護裝置的整定電流對反應電流升高而動作的電流對反應電流升高而動作的電流速斷保護而言，能使該保護裝置起動的最小電流值，以速斷保護而言，能使該保護裝置起動的最小電流值，以 表示。表示。 保護不能起動的范圍隨運行方式、故障類型的變化而變保護不能起動的范圍隨運行方式、故障類型的變化而變化。在各種運行方式下發(fā)生各種短路保護都能動作切除化。在各種運行方式下發(fā)生各種短路保護都能動作切除故障的短路點位置的最小范圍稱為故障的短路點位置的最小范圍稱為最小保護范圍最小保護范圍。seti2 電流速斷保護的整定計算原則電流速斷保護的整定計算原則 動作電流的整定動作電流的整定 動作時間的

12、整定動作時間的整定 保護范圍的校驗保護范圍的校驗 以保護以保護1為例：為例：其整定的動作電流其整定的動作電流 必須大于必須大于k4點短點短路時可能出現(xiàn)的最大短路電流，即在最大運行方式下路時可能出現(xiàn)的最大短路電流，即在最大運行方式下變電所變電所c母線上三相短路時電流，即：母線上三相短路時電流，即： 動作電流為：動作電流為： 繼電器的二次動作電流：繼電器的二次動作電流：.1. .max.minsetk csa ceiizzmax.1 .ckrelsetikicontasetopknii3 . 12 . 1relk 速斷保護的動作時間速斷保護的動作時間取決于繼電器本取決于繼電器本身固有的動作時間，一

13、般小于身固有的動作時間，一般小于10ms 保護范圍的校驗保護范圍的校驗最小的保護范圍在系統(tǒng)最小運行方最小的保護范圍在系統(tǒng)最小運行方式下兩相短路時出現(xiàn)。一般情況下，應按這種運行方式式下兩相短路時出現(xiàn)。一般情況下，應按這種運行方式和故障類型來校驗其保護的最小范圍，要求大于被保護和故障類型來校驗其保護的最小范圍，要求大于被保護線路全長的線路全長的15%20%。 保護的最小范圍可按下式求出：保護的最小范圍可按下式求出： 電流速斷保護的最小保護線路長度電流速斷保護的最小保護線路長度 線路單位長度的正序阻抗線路單位長度的正序阻抗min1max.min.23lzzeiislkset1zminl3 電流速斷保

14、護的構成電流速斷保護的構成 動作過程：動作過程：過電流繼電器接于電流互過電流繼電器接于電流互感器感器ta的二次側，當流過的二次側，當流過它的電流大于它的動作電它的電流大于它的動作電流后，比較環(huán)節(jié)流后，比較環(huán)節(jié)ka有輸出。有輸出。在某些特殊情況下需要閉在某些特殊情況下需要閉鎖跳閘回路，設置閉鎖環(huán)鎖跳閘回路，設置閉鎖環(huán)節(jié)。當比較環(huán)節(jié)節(jié)。當比較環(huán)節(jié)ka有輸出有輸出并且不被閉鎖，與門有輸并且不被閉鎖，與門有輸出，發(fā)出跳閘命令的同時，出，發(fā)出跳閘命令的同時，起動信號回路起動信號回路ks4 電流速斷保護的主要優(yōu)、缺點電流速斷保護的主要優(yōu)、缺點 優(yōu)點：簡單可靠優(yōu)點：簡單可靠+動作迅速動作迅速 缺點：缺點：不

15、能保護線路全長不能保護線路全長+保護范圍受運行保護范圍受運行方式影響方式影響靈敏性與速動性的矛盾靈敏性與速動性的矛盾 長線路長線路：始端和末端短路電流差別較大：始端和末端短路電流差別較大 短路電流變化短路電流變化曲線較陡曲線較陡 保護范圍較大保護范圍較大 短線路短線路：始端和末端短路電流差別較?。菏级撕湍┒硕搪冯娏鞑顒e較小 短路電流曲線短路電流曲線變化平緩變化平緩 保護范圍較小保護范圍較小系統(tǒng)運行方式變化很大時系統(tǒng)運行方式變化很大時以保護以保護2電流速斷為例：電流速斷為例：按最大運行方式下保護選擇性按最大運行方式下保護選擇性的條件整定的條件整定最小運行方式下沒有保護范圍最小運行方式下沒有保護范

16、圍 但在個別情況下，有選擇性的電流速斷也可以保護線路但在個別情況下，有選擇性的電流速斷也可以保護線路全長：如下所示，例如當電網(wǎng)的終端線路上采用全長：如下所示，例如當電網(wǎng)的終端線路上采用線路線路變壓器變壓器的接線方式時，速斷保護就可以按照躲開變壓器的接線方式時，速斷保護就可以按照躲開變壓器低壓側線路出口處低壓側線路出口處k1點短路來整定：點短路來整定： 變壓器的阻抗較大變壓器的阻抗較大 k1點的短路電流就大為減小點的短路電流就大為減小 電流電流速斷可以保護線路速斷可以保護線路a-b的全長及變壓器的一部分的全長及變壓器的一部分1 工作原理工作原理限時速斷保護限時速斷保護帶有時限動作的電流保護，帶有

17、時限動作的電流保護，用來切除本線路上速斷保護范圍以外的故障，用來切除本線路上速斷保護范圍以外的故障，同時也能作為速斷保護的后備。同時也能作為速斷保護的后備。要求：要求：（a）在任何情況下能保護本段線路的全長，并）在任何情況下能保護本段線路的全長，并且有足夠的靈敏性；且有足夠的靈敏性；（b）力求具有最小動作時限；）力求具有最小動作時限；（c）在下級線路短路時，保證下級保護優(yōu)先切）在下級線路短路時，保證下級保護優(yōu)先切除故障，滿足選擇性要求。除故障，滿足選擇性要求。 以下圖中保護以下圖中保護2的限時速斷保護為例進行分析：的限時速斷保護為例進行分析：保保護護2保護線路全長保護線路全長保證選擇性保證選擇

18、性保護范圍須延伸至下一條保護范圍須延伸至下一條線路中線路中動作須帶一定時限動作須帶一定時限首先考慮與下級線路的首先考慮與下級線路的速斷保護配合速斷保護配合與下級線路限時電流速斷與下級線路限時電流速斷保護配合保護配合保護范圍不超過下級保護范圍不超過下級線路速斷保護的范圍線路速斷保護的范圍動作時限比下級線路的動作時限比下級線路的速斷保護高一個時間階梯速斷保護高一個時間階梯保護范圍不超過下級保護范圍不超過下級限時速斷保護的范圍限時速斷保護的范圍動作時限比下級線路的動作時限比下級線路的限時速斷保護高一個限時速斷保護高一個時間階梯時間階梯靈靈敏敏性性不不足足本本線線末末端端短短路路力求動作時限最短力求動

19、作時限最短2. 限時電流速斷保護的整定限時電流速斷保護的整定1.2.setsetii保護保護2的限時電流速斷的限時電流速斷不應超出保護不應超出保護1電流速電流速斷的范圍斷的范圍m點，因此點，因此在單側電源供電的情在單側電源供電的情況下，它的起動電流況下，它的起動電流就應該整定為就應該整定為是否取是否取“=”？（1）起動電流）起動電流 若正好遇上如下情況若正好遇上如下情況：保護保護1的電流速斷的電流速斷出現(xiàn)負誤差出現(xiàn)負誤差保護范圍比計算值縮小保護范圍比計算值縮小保護保護2的電流速斷的電流速斷出現(xiàn)正誤差出現(xiàn)正誤差保護范圍比計算值增大保護范圍比計算值增大保護保護1的電流速斷不起動的電流速斷不起動保護

20、保護2的限時速斷起動的限時速斷起動計算的保護范圍計算的保護范圍末端短路時末端短路時 失去失去選擇性選擇性 為避免這種情況發(fā)生，就不能采用兩個電為避免這種情況發(fā)生，就不能采用兩個電流相等的整定方法，而必須采用流相等的整定方法，而必須采用 ：1 .2 .setsetiirelk引入可靠性配合系數(shù)引入可靠性配合系數(shù) ，則得，則得 一般取一般取1.11.21 .2 .setrelsetikirelk（2）動作時限的選擇動作時限的選擇限時速斷的動作時限限時速斷的動作時限 應選擇得比下一條線路速斷保應選擇得比下一條線路速斷保護的動作時間護的動作時間 高出一個時間階梯高出一個時間階梯 ，即，即ttt122t

21、1ttt包括包括故障線路斷路器的跳閘、滅弧時間故障線路斷路器的跳閘、滅弧時間故障線路保護時間繼電器實際動作時間比整定時間故障線路保護時間繼電器實際動作時間比整定時間大的正誤差大的正誤差保護保護2中時間繼電器可能比預定時間提早動作中時間繼電器可能比預定時間提早動作的負誤差的負誤差保護保護2測量元件外部故障切除后由于慣性不能測量元件外部故障切除后由于慣性不能立即返回的延時立即返回的延時考慮一定的裕度考慮一定的裕度位于位于0.30.5之間，多取之間，多取0.5s，微機保護取，微機保護取0.3st 限時電流速斷保護必須在限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式系統(tǒng)最小運行方式下，下，線路末端線路末端發(fā)生

22、發(fā)生兩相短路兩相短路時，具有足夠的時，具有足夠的反應能力，用靈敏系數(shù)反應能力，用靈敏系數(shù)k ksensen來衡量。來衡量。3 保護裝置靈敏性的校驗保護裝置靈敏性的校驗對于反應數(shù)值上升而動作的過量保護裝置，對于反應數(shù)值上升而動作的過量保護裝置，靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)k ksensen定義定義對保護對保護2 2限時速斷限時速斷，應采用系統(tǒng)最小運行方式下線路，應采用系統(tǒng)最小運行方式下線路ab末端發(fā)生兩相短路時的短路電流作為故障參數(shù)的末端發(fā)生兩相短路時的短路電流作為故障參數(shù)的計算值，設此電流為計算值，設此電流為i(2)k.b.min，則：則：k ksensen保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值保

23、護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值保護裝置的動作參數(shù)保護裝置的動作參數(shù)k ksenseni(2)k.b.mini isetset. .2 2要求要求 ksen1.31.5 當校驗靈敏系數(shù)不能滿足要求時，那就意味著當校驗靈敏系數(shù)不能滿足要求時，那就意味著將來真正發(fā)生內(nèi)部故障時，由于不利因素的影將來真正發(fā)生內(nèi)部故障時，由于不利因素的影響保護可能起動不了，達不到保護全長的目的，響保護可能起動不了，達不到保護全長的目的，這是不允許的。這是不允許的。 為了解決這個問題，通常都是考慮降低限時電為了解決這個問題，通常都是考慮降低限時電流速斷的整定值，使之與下一條線路的限時電流速斷的整定值，使之與下

24、一條線路的限時電流速斷相配合，這樣其動作時限就應選擇得比流速斷相配合，這樣其動作時限就應選擇得比下一條線路限時速斷的時限再高一個級差下一條線路限時速斷的時限再高一個級差 ，一般取為一般取為11.2s。此時。此時ttt12可見，保護范圍的伸長，必然導致動作時可見，保護范圍的伸長，必然導致動作時限的升高。限的升高。4 限時速斷保護的單相原理框圖限時速斷保護的單相原理框圖2t2t2tka起動起動與門與門2起動起動跳閘跳閘ka返回返回保護復歸保護復歸發(fā)信號發(fā)信號無閉鎖信號無閉鎖信號經(jīng)經(jīng) 延時延時故障仍存在故障仍存在在在 以以前前故故障障切切除除2.1.5 定時限過電流保護定時限過電流保護過電流保護通常

25、指其起動電流按照躲開流過本線路過電流保護通常指其起動電流按照躲開流過本線路的的最大負荷電流最大負荷電流來整定的一種保護裝置，它不僅能來整定的一種保護裝置，它不僅能保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長,以起到后備保護的作用以起到后備保護的作用.它可作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時它可作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時的的遠后備保護遠后備保護，同時又可作為本線路主保護拒，同時又可作為本線路主保護拒動時的動時的近后備保護近后備保護，也作為，也作為過負荷過負荷時的保護。時的保護。過電流保護過電流保護定時限過電流保護定時限過電流保護反時限過電流保

26、護反時限過電流保護1 工作原理和起動電流計算工作原理和起動電流計算max. lsetiimax.ssreiisetimax. lireimax.ssi起動電流起動電流的計算的計算在正常情況下各條線路上在正常情況下各條線路上的過電流保護絕不動作的過電流保護絕不動作在外部故障切除后電壓恢復，在外部故障切除后電壓恢復，負荷自起動電流作用下保護負荷自起動電流作用下保護裝置必須能夠返回裝置必須能夠返回過電流保護裝置的起過電流保護裝置的起動電流動電流過電流保護裝置的返過電流保護裝置的返回電流回電流線路上出現(xiàn)的最大負線路上出現(xiàn)的最大負荷電流荷電流外部故障切除后電壓外部故障切除后電壓恢復時負荷自起動電流恢復時

27、負荷自起動電流單側電源放射形網(wǎng)絡中過電流保護動作情況說明單側電源放射形網(wǎng)絡中過電流保護動作情況說明k2點短路點短路保護保護2、3、4、5均起動均起動a、b、c母線所接母線所接負荷電動機被制動負荷電動機被制動保護保護2動作切除動作切除故障故障短路電短路電流流經(jīng)流流經(jīng)保護保護2、3、4、5電壓降低電壓降低按選擇按選擇性要求性要求電流電流減小減小電壓電壓恢復恢復自起動自起動電流電流電動機自起動電動機自起動保護保護返回返回電動機自起動電流要大于它正常工作電流，引入一電動機自起動電流要大于它正常工作電流，引入一個自起動系數(shù)個自起動系數(shù) 來表示自起動時最大電流來表示自起動時最大電流 與正與正常運行時最大負

28、荷電流常運行時最大負荷電流 之比，即：之比，即：max.max.lssssikisskmax.ssimax. limax.max.lssrelssrelreikkikimax.1lressrelreresetikkkikisskrelkrekrei保護保護3、4、5在各自起動電流的作用下必須立即返在各自起動電流的作用下必須立即返回。為此應使保護裝置的返回電流（一次值）回。為此應使保護裝置的返回電流（一次值） 大大于于 。引入可靠系數(shù)。引入可靠系數(shù) ，則，則max.ssirelk自起動系數(shù)。數(shù)值大于自起動系數(shù)。數(shù)值大于1，應由網(wǎng)絡具體接線和負荷性質(zhì)確定，應由網(wǎng)絡具體接線和負荷性質(zhì)確定可靠系數(shù)，采

29、用可靠系數(shù)，采用1.151.25電流繼電器返回系電流繼電器返回系數(shù)，采用數(shù)，采用0.850.952 按選擇性的要求整定過電流保護的動作時限按選擇性的要求整定過電流保護的動作時限12tt2t12ttt保護保護1位于電網(wǎng)的最末端，只要電動機內(nèi)部故障，它就可以瞬時動作位于電網(wǎng)的最末端，只要電動機內(nèi)部故障，它就可以瞬時動作予以切除，予以切除， 即為保護裝置本身的固有動作時間。即為保護裝置本身的固有動作時間。保護保護2為保證為保證k1點短路動作的選擇性，則應整定其動作時限點短路動作的選擇性，則應整定其動作時限 ， 引入時間級差引入時間級差 ，則保護，則保護2的動作時限為：的動作時限為：1tttt12t以

30、此類推，保護以此類推，保護3、4、5的動作時限均比相鄰各元的動作時限均比相鄰各元件保護動作時限高出至少一個件保護動作時限高出至少一個 ，只有這樣才能，只有這樣才能充分保證動作的選擇性。充分保證動作的選擇性。階梯階梯原則原則選擇過電流保護起動電流和動作時間的網(wǎng)絡圖選擇過電流保護起動電流和動作時間的網(wǎng)絡圖ttttttt3214,max1t1t2t例如在上圖所示的網(wǎng)絡中，對保護例如在上圖所示的網(wǎng)絡中，對保護4而言即應滿足以下要求：而言即應滿足以下要求：ttttttt3214,max3t保護保護1的動作時限的動作時限保護保護2的動作時限的動作時限保護保護3的動作時限的動作時限3 過電流保護靈敏系數(shù)的校

31、驗過電流保護靈敏系數(shù)的校驗作為本線路作為本線路近后備近后備作為相鄰線路的遠作為相鄰線路的遠后備保護后備保護( 2 ).m in.1.3 1.5k bsen asetiki( 2 ). m in.1 .2k cs e nas e tiki過電流保護靈敏系數(shù)校驗仍采用式過電流保護靈敏系數(shù)校驗仍采用式k ksensen保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值保護裝置的動作參數(shù)保護裝置的動作參數(shù)最小運行方式下，本線路末端兩相短路時的流過保護安裝處最小運行方式下，本線路末端兩相短路時的流過保護安裝處的電流的電流最小運行方式下，相鄰線路末端兩相短路時的流

32、過保護安最小運行方式下，相鄰線路末端兩相短路時的流過保護安裝處的電流裝處的電流在各個過電流保護之間，還必須要求靈敏系數(shù)互相在各個過電流保護之間，還必須要求靈敏系數(shù)互相配合，即對同一故障點而言，要求越靠近故障點的配合，即對同一故障點而言，要求越靠近故障點的保護應具有越高的靈敏系數(shù)。保護應具有越高的靈敏系數(shù)。 例如當例如當k k1 1點短路時，應要求各保護的靈敏系數(shù)之間點短路時，應要求各保護的靈敏系數(shù)之間具有下列關系具有下列關系: : . 1. 2. 3. 4.sensensensenkkkk在后備保護之間，只有當靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合在后備保護之間，只有當靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才

33、能切實保證動作的選擇性，這一點在復雜網(wǎng)絡的保時，才能切實保證動作的選擇性，這一點在復雜網(wǎng)絡的保護中，尤其應該注意。以上要求同樣適用于以后要講的零護中，尤其應該注意。以上要求同樣適用于以后要講的零序序段和距離段和距離段保護。段保護。電流速斷保護（整定原則）電流速斷保護（整定原則）只能保護線只能保護線路始端的一部分。路始端的一部分。限時電流速斷保護限時電流速斷保護（整定原則）（整定原則）雖能保雖能保護本線路的全長護本線路的全長, ,但不能作為相鄰線路的但不能作為相鄰線路的后備。后備。定時限過電流保護定時限過電流保護（整定原則）（整定原則）能保護能保護本線路的全長及相鄰下一條線路的全長本線路的全長及

34、相鄰下一條線路的全長, ,然而動作時限太長然而動作時限太長, ,且越靠近電源且越靠近電源, ,動作動作時間越長。時間越長。2.1.6 階段式電流保護的配合及應用階段式電流保護的配合及應用階段式電流保護的配合和實際動作時間的示意圖階段式電流保護的配合和實際動作時間的示意圖由圖可見，由圖可見，當全網(wǎng)任意當全網(wǎng)任意地點發(fā)生短地點發(fā)生短路時，如果路時，如果不發(fā)生保護不發(fā)生保護或斷路器拒或斷路器拒絕動作的情絕動作的情況，則故障況，則故障都可以在都可以在0.5s內(nèi)予以內(nèi)予以切除。切除。保護配置方案保護配置方案具有三段式電流保護的單相原理框圖具有三段式電流保護的單相原理框圖電流速斷部分電流速斷部分由電流元件

35、由電流元件ka和和信號元件信號元件ks組成組成限時電流速斷部限時電流速斷部分分由電流元件由電流元件ka、時間元件、時間元件kt和信號元件和信號元件ks組成組成過電流保護過電流保護由由電流元件電流元件ka、時、時間元件間元件kt和信號和信號元件元件ks組成組成 階段式電流保護的階段式電流保護的優(yōu)點優(yōu)點簡單、可靠，簡單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在35kv及及以下的較低電壓的網(wǎng)絡中獲得廣泛的應用。以下的較低電壓的網(wǎng)絡中獲得廣泛的應用。 階段式電流保護的階段式電流保護的缺點缺點它直接受電網(wǎng)它

36、直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運行方式變化的影的接線以及電力系統(tǒng)的運行方式變化的影響，例如整定值必須按系統(tǒng)最大運行方式響，例如整定值必須按系統(tǒng)最大運行方式來選擇，而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運行來選擇，而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運行方式來校驗，這就使它往往不能滿足靈敏方式來校驗，這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)或保護范圍的要求。系數(shù)或保護范圍的要求。2.1.7 反時限特性的電流保護反時限特性的電流保護114. 002. 0opiikt反時限電流保護反時限電流保護采用動作時間與流過繼電器中電流的大小有關的繼電器，采用動作時間與流過繼電器中電流的大小有關的繼電器，利用繼電器的反時限動作特性，當電流大時，保護

37、動作時限短，而電流小時利用繼電器的反時限動作特性，當電流大時，保護動作時限短，而電流小時動作時限長。動作時限長。1 反時限動作特性反時限動作特性反時限電流繼電器的時限特性圖k為時間整定系數(shù)，選擇不同的為時間整定系數(shù)，選擇不同的k值，可以獲得不同的動作時間值，可以獲得不同的動作時間曲線，曲線，k值越大，動作時間越長值越大，動作時間越長opii opopiiiopii當流過繼電器的電流小于起動電流時，繼電器不動。當流過繼電器的電流在啟動電流和瞬時動作電流之間時，延時接點的閉合時間與 有關2.1.7 反時限特性的電流保護反時限特性的電流保護114. 002. 0opiikt反時限電流保護反時限電流保

38、護采用動作時間與流過繼電器中電流的大小有關的繼電器，采用動作時間與流過繼電器中電流的大小有關的繼電器，利用繼電器的反時限動作特性，當電流大時，保護動作時限短，而電流小時利用繼電器的反時限動作特性，當電流大時，保護動作時限短，而電流小時動作時限長。動作時限長。1 反時限動作特性反時限動作特性反時限電流繼電器的時限特性圖k為時間整定系數(shù)，選擇不同的為時間整定系數(shù)，選擇不同的k值，可以獲得不同的動作時間值，可以獲得不同的動作時間曲線，曲線，k值越大，動作時間越長值越大，動作時間越長opii opopiiiopii當流過繼電器的電流小于起動電流時，繼電器不動。當流過繼電器的電流在啟動電流和瞬時動作電流

39、之間時，延時接點的閉合時間與 有關當流過繼電器的電流大于瞬時動作電流時，繼電器以最小動作時間動作opii /常規(guī)反時限過電流繼電器的特性曲線族常規(guī)反時限過電流繼電器的特性曲線族2 反時限過電流保護的整定配合反時限過電流保護的整定配合反時限過電流保護整定的配合圖反時限過電流保護整定的配合圖（a）網(wǎng)絡接線）網(wǎng)絡接線（b）短路電流分布）短路電流分布（c）保護動作時限特性）保護動作時限特性（d）整定值選擇與配合）整定值選擇與配合（1）反時限特性上下級間的配合）反時限特性上下級間的配合配合原則配合原則起動電流起動電流動作時限動作時限按照躲過最大負荷電流的原則按照躲過最大負荷電流的原則為保證保護動作選擇性

40、，逐級配合確定為保證保護動作選擇性，逐級配合確定最大運行方式下短路電流的分布曲線最大運行方式下短路電流的分布曲線每條線路始端短路時的每條線路始端短路時的最大短路電流見上圖所最大短路電流見上圖所示，則在此電流作用下，示，則在此電流作用下，各線路自身保護裝置的各線路自身保護裝置的動作時限均應為最小，動作時限均應為最小，為了在各線路保護裝置為了在各線路保護裝置之間保證動作選擇性，之間保證動作選擇性，各保護可按下列步驟整各保護可按下列步驟整定。定。整定保護整定保護1起動電流按躲過最大起動電流按躲過最大負荷電流原則整定負荷電流原則整定d1點短路時電流點短路時電流相應動作時間為相應動作時間為t1斷路器固有

41、動作時間斷路器固有動作時間為為tb確定確定a1點點確定確定b點點確定確定曲線曲線+圖整定保護整定保護2起動電流按躲過最大起動電流按躲過最大負荷電流原則整定負荷電流原則整定d1點短路時電流點短路時電流相應動作時間為相應動作時間為t2=t1+t斷路器固有動作時間斷路器固有動作時間為為tc=tb+ t確定確定a2點點確定確定c點點確定確定曲線曲線+圖整定保護整定保護3起動電流按躲過最大起動電流按躲過最大負荷電流原則整定負荷電流原則整定d2點短路時電流點短路時電流相應動作時間為相應動作時間為t3=t1+2t斷路器固有動作時間斷路器固有動作時間為為te=td+ t確定確定a3點點確定確定e點點確定確定曲

42、線曲線+圖（2）反時限過電流保護與電源側定時限過電流保護配合）反時限過電流保護與電源側定時限過電流保護配合對于安裝在發(fā)電機側的保護5，一般采用定時限特性作為后備保護，其動作時間應于保護4的反時限特性配合。作為遠后備，在k3點短路時，保護5的動作時間應比保護4延遲t，在保護4的動作特性曲線上查處對應k3點短路時的動作時間，保護5的動作時間比它大t，或者比在k4點短路時保護4的動作時間大2t。（3）反時限過電流繼電器電流速斷段的整定）反時限過電流繼電器電流速斷段的整定 反時限過電流繼電器帶有獨立整定的電流速斷段，當達到其整定的動作時間時，其出口觸電瞬時閉合。正定原則仍是躲開下級母線的最大短路電流。

43、 反時限保護的優(yōu)點可使靠近電源故障具有較小的切除時間； 反時限保護的缺點整定配合比較復雜，以及當系統(tǒng)最小運行方式下短路時，其動作時間可能較長； 反時限保護主要應用范圍主要用與單側電源供電的終端線路和容量較小的電動機上，作為主保護和后備保護使用。abciii電流保護的接線方式電流保護的接線方式保護中電流繼電器與電流互感器之保護中電流繼電器與電流互感器之間的連接方式間的連接方式三相星形接線方式的原理接線三相星形接線方式的原理接線圖圖三相星形接線方式三相星形接線方式它是將三個電流互感器和三個電流繼它是將三個電流互感器和三個電流繼電器分別按相連接在一起，互感器和電器分別按相連接在一起，互感器和繼電器均

44、接成星形，在中性線上流回繼電器均接成星形，在中性線上流回的電流為的電流為 ，正常時此，正常時此電流約為零，在發(fā)生接地短路時則為電流約為零，在發(fā)生接地短路時則為三倍零序電流；三個繼電器的啟動跳三倍零序電流；三個繼電器的啟動跳閘回路是并聯(lián)連接的，相當于閘回路是并聯(lián)連接的，相當于“或或”回路，其中任一輸出均可動作于跳閘回路，其中任一輸出均可動作于跳閘或啟動時間繼電器。由于在每相上均或啟動時間繼電器。由于在每相上均裝有電流繼電器，因此，可以反應各裝有電流繼電器，因此，可以反應各種相間短路和中性點直接接地系統(tǒng)中種相間短路和中性點直接接地系統(tǒng)中單相接地短路。單相接地短路。caii aciiseti兩相星形

45、接線方式的原理接線圖兩相星形接線方式的原理接線圖兩相星形接線圖如左圖所示，兩相星形接線圖如左圖所示，用裝設在用裝設在a、c相上的兩相電相上的兩相電流互感器與兩個電流繼電器分流互感器與兩個電流繼電器分別按相連接在一起。別按相連接在一起。b相上不相上不裝設電流互感器和電流繼電器，裝設電流互感器和電流繼電器，因此它不能反應因此它不能反應b相中流過的相中流過的電流。在這種接線中，中性線電流。在這種接線中，中性線上的電流是上的電流是tasetopnii采用以上兩種接線方式，當采用以上兩種接線方式，當保護裝置的一次起動電流整保護裝置的一次起動電流整定為定為 時，則反應到繼電時，則反應到繼電器上的起動電流應

46、為器上的起動電流應為兩相星形接線方式兩相星形接線方式現(xiàn)對上述兩種接線方式在各種故障時的性能分析比較現(xiàn)對上述兩種接線方式在各種故障時的性能分析比較如下如下 1 中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中性點直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中各種相間短路中各種相間短路 相同點相同點兩種接線方式均能正確反應故障。兩種接線方式均能正確反應故障。 不同點不同點動作的繼電器數(shù)不一樣。三相星形接動作的繼電器數(shù)不一樣。三相星形接線方式在各種兩相短路時，均有兩個繼電器動作；線方式在各種兩相短路時，均有兩個繼電器動作；兩相星形接線方式在兩相星形接線方式在ab和和bc相間短路時只有一相間短路時只有一個繼電器動作。個繼電器動作

47、。 2 中性點非直接接地系統(tǒng)中兩點接地中性點非直接接地系統(tǒng)中兩點接地 由于中性點非直接接地電網(wǎng)中，允許單相接地時繼續(xù)短由于中性點非直接接地電網(wǎng)中，允許單相接地時繼續(xù)短時運行，因此希望只切除一個故障點時運行，因此希望只切除一個故障點。例如，在左圖所示的串聯(lián)線例如，在左圖所示的串聯(lián)線路上發(fā)生兩點接地短路時，路上發(fā)生兩點接地短路時，希望只切除距電源遠的那條希望只切除距電源遠的那條線路線路bc，而不要切除線路，而不要切除線路ab，這樣可以繼續(xù)保證對變，這樣可以繼續(xù)保證對變電所電所b的供電。當保護的供電。當保護1、2均采用三相星形接線時，由均采用三相星形接線時，由于兩個保護之間在定值和時于兩個保護之間在

48、定值和時限上都是按照選擇性要求配限上都是按照選擇性要求配合整定的，合整定的，因此就能夠因此就能夠100%地保證只切除線路地保證只切除線路bc。而如果采用兩相星形接線，則當線路而如果采用兩相星形接線，則當線路bc上上b相接地時，則保護相接地時，則保護1就不能動作，因此只能由保護就不能動作，因此只能由保護2動作切除動作切除ab，因而擴大停電范圍。，因而擴大停電范圍。其只有其只有2/3的機會切除后一條線路的機會切除后一條線路。并聯(lián)線路上兩點接地示意圖并聯(lián)線路上兩點接地示意圖又如圖所示，在變電所引出的并又如圖所示，在變電所引出的并聯(lián)形線路上，發(fā)生兩點接地短路聯(lián)形線路上，發(fā)生兩點接地短路時，希望任意切除一條線路即可。時，希望任意切除一條線路即可。當保護當保護1、2均采用三相星形接線均采用三相星形接線時，兩套保護動作，如保護時，兩套保護動作，如保護1和和保護保護2的時限整定得相同，則保的時限整定得相同，則保護護1、2將同時動作切除兩條線路，將同時動作切除兩條線路，因此不必要的切除兩條線路的機因此不必要的切除兩條線路的