電氣工程與自動化學院SchoolofElectricalEngineering&Automation電力系統繼電保護主講人：劉雪莉第二章電網的電流保護

2.1單側電源網絡相間短路的電流保護繼電器單側電源網絡相間短路時電流量值特征電流速斷保護(I段保護)限時電流速斷保護(II段保護)定時限過電流保護(III段保護)階段式電流保護的配合及應用反時限特性的電流保護電流保護的接線方式

電磁型電流繼電器啟動繼電器感應型電壓繼電器度量繼電器整流型功率方向繼電器時間繼電器數字型阻抗繼電器信號繼電器中間繼電器

欠量型繼電器（反應于測量量的減小而動作）過量型繼電器（反應于測量量的增大而動作）

動作原理

反映的物理量回路中的作用量度繼電器電磁式繼電器

1－鐵心2－旋轉棱角

3－釋放彈簧4－調節螺母5－銜鐵6－動觸點7－靜觸點8－非磁性墊片9－線圈

電磁式繼電器工作原理

電磁繼電器是由纏繞于鐵心的線圈的“電磁鐵部分”，安裝于鐵片上的可動觸點與固定觸點組合而成的“觸點部分”，共同結合構成的。

當電流流過線圈，鐵心變成電磁鐵。可動鐵片被吸引，受到向下的力的作用。可動觸點也向下方移動，與固定觸點接觸構成閉合電路。當線圈中無電流流動，鐵心不再變成電磁鐵。可動鐵片不再受到吸引，由于返回彈簧的作用，受到向上方的力的作用。可動觸點也向上方移動，于是與固定觸點脫離接觸而使電路斷開。電磁式繼電器圖形符號和文字符號

2.過電流繼電器的工作原理Ire：返回電流Iop：啟動電流1、時間繼電器建立必要的延時，以保證保護動作的選擇性和某種邏輯關系。①延時動作。線圈通電后主觸點經過一段延時后閉合。②瞬時返回。對正在動作的繼電器，一旦線圈所加電壓消失，則迅速返回原始狀態。2、中間繼電器起中間橋梁作用①觸點容量大，可直接用作于跳閘。②觸點數目多其它幾種常見的繼電器3、信號繼電器作為裝置動作的信號指示，標示所處的狀態，或接通燈光信號（音響）回路。信號繼電器的觸點自保持，由值班人員手動復歸或電動復歸。當電路網絡中任意點發生三相或兩相斷路故障時，其短路工頻周期分量近似計算為：-系統等效電源的相電動勢；-短路點至保護安裝處之間的阻抗；-保護安裝處到系統等效電源之間的阻抗；-短路類型系數，三相短路取1，兩相短路取流過保護安裝處電流的大小與哪些因素相關電力系統運行方式(Zs)的變化；電力系統正常運行狀態()的變化；不同的短路類型();隨短路點距等值電源的距離變化，短路電流連續變化，越遠電流越小，并且在本線路末端和下級線路出口短路，電流沒有差別。相關概念：最大運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流最大的方式。最小運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流最小的方式。結論：系統運行方式越大（Zs越小），短路電流越大；故障點越近，短路電流越大，反之短路電流越小；在某種運行方式下，同一點短路時，三相短路的短路電流大于兩相短路的短路電流。保護安裝處的短路電流隨短路點距離變化曲線三段式電流保護2.1.3電流速斷保護（電流Ⅰ段）

定義：僅反映電流增大而瞬時動作的保護。包括：

1、電流速斷保護（電流Ⅰ段）；

2、限時電流速斷保護（電流Ⅱ段）；

3、定時限過電流保護（電流Ⅲ段）。特點：在保證選擇性的前提下，動作（跳閘）速度越快越好。為提高系統運行的穩定性，保證向重要用戶的可靠供電，防止短路電流損壞故障設備，要求各種電氣設備必須配備電流速斷保護，以快速切除故障。工作原理：不能全程保護(why?)整定原則為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流IIset.1必須大于K2點短路可能出現的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。=1.2~1.3動作時限整定值：動作時限整定值：動作時限整定值：動作時限整定值：為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流IIset.1必須大于K2點短路可能出現的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流IIset.1必須大于K2點短路可能出現的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流IIset.1必須大于K2點短路可能出現的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流IIset.1必須大于K2點短路可能出現的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。是保護一次側動作電流，保護的二次側動作電流為：其中是電流互感器變比。是接線系數，一般取1.0。保護范圍的校驗保護范圍：在已知保護的動作電流后，大于一次動作電流的短路電流對應的短路點區域。最小的保護范圍為在系統最小運行方式下兩相短路時出現。

Lmin是電流速段保護的最小保護范圍；

z1是線路單位長度的正序阻抗。靈敏度校驗：用保護范圍的大小來衡量，規程規定，其最小的保護范圍一般不應小于被保護線路全長的(15~20)%。電流速斷保護一般沒有時間繼電器運行方式變化很大，沒有保護范圍Forexample:線路短，保護范圍內始端和末端電流差別不大終端采用線路-變壓器接線方式，保護全長。2.1.4限時電流速斷保護（電流Ⅱ段）

保護線路的全長盡可能短的動作時限滿足保護的選擇性要求其保護范圍不超過下級速斷保護的范圍動作時間比下級速斷保護高出一個時間階梯，保證保護的選擇性M=1.1~1.23.靈敏度定義一般指的是在系統最小運行方式下，線路末端發生兩相短路故障時，保護裝置的反應能力當靈敏度不滿足要求時，考慮降低限時電流速斷的整定值，動作時限再增加一個主要區別是增加了時間繼電器KT電流Ⅱ段保護優缺點：

優點：靈敏度好，能保護線路全長。缺點：帶0.5秒左右的延時，速動性較差；不能做下一段線路的遠后備,加裝定時限過電流保護。

電流Ⅰ、Ⅱ段聯合工作就可以保證全線路的故障在0.5秒內予以切除，一般情況下能夠滿足速動性的要求，可以作為“主保護”。過電流保護的分類定時限過電流保護:動作時限與短路電流的大小無關,動作時限是人為事先整定的。定時限過電流保護（電流Ⅲ段）由于時限的配合原因，造成故障靠電源越近，短路電流越大，過電流保護切除故障的時間越長，這是其缺陷。反時限過電流保護:出口動作時間與過電流倍數相關，電流越大，出口動作越快。是瞬時動作電流；是起動電流；是瞬時動作觸點閉合時間。-可靠系數，一般采用1.15-1.25Kss-自啟動系數，數值大于1，應由網絡接線和負荷性質決定Kre－電流繼電器的返回系數，一般采用0.85-0.95幾點說明：電動機的自啟動電流要大于它的正常電流，故引入自啟動系數Kss；為了保證選擇性，返回電流Ire’應大于自啟動電流Iss.max;由于保護裝置的啟動和返回是通過電流繼電器來實現的，因此繼電器的返回電流與啟動電流之間的關系就代表著保護裝置的返回電流與啟動電流的關系；電流繼電器的返回系數Kre越小，則保護裝置啟動電流越大，因而其靈敏性越差，這是不利的。K1K2原因：故障K1發生時，按照保護選擇性要求，應該只有保護1動作與限時速斷保護裝置同過電流保護的結論三段保護結論

電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護的區別：按照不同原則來選擇啟動電流速斷按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定；限時速斷按照躲開下幾個相鄰元件電流速斷保護的最大動作范圍來整定；過電流保護按照躲開本元件最大負荷電流來整定。保護1采用瞬時動作的過電流保護，其啟動電流按照躲開電動機啟動時的最大電流整定，與電網其它保護沒有定值和時限關系；保護2(過電流保護(0.5s)+電流速斷保護(根據要求));保護3（過電流保護(1~1.2s)+電流速斷保護或電流速斷保護和限時速斷保護）；越靠近電源端，過電流保護的動作時限越長，一般需要裝設三段保護；全系統任一點發生短路故障一般可以在0.5s以內的時間予以切除；35kV的低壓網絡中一般采用三段保護。接線方式：電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。（a）三相星形接線方式；（b）兩相星形接線方式①每相上均裝有CT和LJ、Y形接線

②LJ的觸點并聯（或）①一相上不裝設CT和LJ、Y形接線②LJ的觸點并聯（或）（接A、C相）1.三相星形接線和兩相星形接線的性能比較（1）相間短路中性點直接接地電網和非直接接地電網，都能夠正確動作，但動作的繼電器數目不同。（2）中性點直接接地電網單相接地短路