《定时限过电流保护》PPT课件
《段电流保护》PPT课件
结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能
保护全线路，其最大和最小保护范围lmax和lmin。
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5
▪ 保护范围（灵敏度KLm）计算（校验）
《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的
相对值 lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即
思考问题：无时限电流速断保护只能保护本线路一部 分，限时电流速断能保护本线路全长，但不能做为相 邻线路的后备保护。要想实现远后备保护，怎么办？
定时限过电流保护 定义：其动作电流按躲过被保护线路的最大 负荷电流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行 整定以实现过电流保护的动作选择性，并且其动 作时间与短路电流的大小无关。
lb %
l min l AB
×100%≥（15~20）%
由下图可知
IO' P
3 Ex 2 Xs.maxXd
其中Xd=X1lmin代入上式整理得
lminX11(
3 2
IEO ' xPXs.ma)x
=
1 X1
(2UIO'ePXs.max)
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6
▪ 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 护固有动作时间，由于动作时间较小可认为t=0s。
（c）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件 中的电流变小；
（d）继电器的实际起动值可能有正误差，使IOP.r变大； (e) 考虑一定裕度。
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思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？
（1）与下一条线路的限时电流速断相配合
(2) 动作时限比下一条线路时限电流速断保护的动作 时限高出一个时间阶段△t，即
电力系统继电保护 限时电流速断保护PPT课件
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回顾
（2）系统最大运行方式： 出现故障时，流过保护安装处的短路电流最小所对
应的运行方式。 取两相：
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6.电流速断保护 知道：存在三段式电流保护。 原理： ①反映电流增大而瞬时动作的过量保护。 ②为了保证选择性，即在相邻线路的出口处发生故障时，本保护不动作，电流速断保护一般不能保护线路全长。
限时电流速断保护动 作特性分析： 保护线路全长，以短 延时保证动作的选择 性。
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2.1.4 限时电流速断保护
（2）整定计算原则 ①按躲过相邻线路瞬时电流速断确定整定值 ②按高出相邻线路瞬时电流速断一个时间阶梯△t来确定动作时限
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2.1.4 限时电流速断保护
时间阶梯：为保证动作的选择性，一般取0.5秒。 原因： ①故障线路断路器的可靠动作；故障电流的消失； ②故障线路保护动作时限的正误差，慢； ③上级线路保护动作时限的负误差，快； ④故障切除后，上级线路保护的可靠返回； ⑤考虑一定的时间裕度
如果灵敏度校验仍然不能满足要求，则应考虑采用其他形式的保护。
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2.1.4 限时电流速断保护
在确定限时电流速断保护整定值，有 几个相邻线路时，要分别考虑与这几 个相邻线路的瞬时电流速断、或限时 电流速断、或变压器差动保护相配合， 而且不能超出被配合保护的保护范围， 因此，取上述整定值中最大的一个为 最终的整定值。
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2.1.4 限时电流速断保护
（1）工作原理
① 以较短的动作时限，动作于线路全长 范围内任意一点故障；反应短路电流 增大而限时动作的过量保护。
电力变压器定时限过电流保护电流速断保护和过负荷保护的综合电路
电力变压器定时限过电流保护电流速断保护和过负荷保护的综合电路
电力变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护是保护变压器安全运行的重要手段。
综合电路通常包含以下部分：
1. 过电流保护（电流限幅保护）：这种保护用于检测电流是否超过额定电流的一定倍数。
当电流超过设定值时，保护装置会启动，通常采用电流互感器或电流传感器来监测电流大小并与设定值进行比较。
可以设置不同的动作时间曲线来适应不同的故障类型。
2. 电流速断保护（瞬时过电流保护）：这种保护用于检测电流短时间内的快速增加，通常在毫秒级别。
当发生电流突变（如短路故障）时，保护装置会迅速动作切断电流，以防止故障进一步发展。
通常采用电流互感器或电流传感器进行监测。
3. 过负荷保护：这种保护用于检测变压器长时间过载运行。
它可以通过监测变压器的温度、电流等参数来判断是否超过额定负荷。
当超过设定值时，保护装置会启动，并切断电流，保护变压器免受损坏。
以上是电力变压器定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的综合电路的基本原理。
实际的保护装置通常会采用微处理器技术，并结合其他保护功能来提高保护的灵活性和可靠性。
此外，电力变压器还可以配备其他保护功能，如欠电压保护、过电压保护、接地保护等，以全面保护变压器的安全运行。
微机定时限过电流保护
实验六微机定时限过电流保护一﹑实验目的1﹑掌握过电流保护的原理和整定计算方法。
2﹑熟悉过电流保护的特点。
二﹑基本原理在图5-1所示的单侧电源辐射形电网中，线路L1﹑L2﹑L3正常运行时都通过负荷电流。
当d3处发生短路时，电源送出短路电流至d3处。
保护装置通过的电流1﹑2﹑3中通过的电流都超过正常值，但是根据电网运行的要求，只希望装置3动作，使断路器1跳闸，切除故障线路L3，而不希望保护装置1和2动作使断路器1QF 和2QF 跳闸，这样可以使线图5-1单侧电源辐射形电网中过电流保护装置的配置路L1和L2继续送电至变电所B 和C，为了达到这一要求，应该使保护装置1﹑2﹑3的动作时限t1﹑t2﹑t3满足以下条件，即t1﹥t2﹥t3三﹑整定计算1.动作电流在图5-1所示的电网中，对线路L2来讲，正常运行时，L2可能通过的最大电流称为最大负荷电流max ∙fh I ，这时过电流保护装置2的起动元件不应该起动，即动作电流dZ I ﹥max∙fh I L3上发生短路时,L2通过短路电流d I ，过电流保护装置2的起动元件虽然会起动，但是由于它的动作时限大于保护装置3的动作时限，保护装置3首先动作于3QF 跳闸，切除短路故障。
故障线路L3被切除后，保护装置2的起动元件和时限元件应立即返回，否则保护装置2会使QF2跳闸，造成无选择性动作。
故障线路L3被切除后再投入运行时，线路L2继续向变电所C 供电，由于变电所C 的负荷中电动机自起动的原因，L2中通过的电流为KzqI fh ·max （Kzq 为自起动系数，它大于1，其数值根据变电所供电负荷的具体情况而定），因而起动元件的返回电流If 应大于这一电流，即If＞KzqI fh ·max（5-1）由于电流继电器（即过流保护装置的起动元件）的返回电流小于起动电流，所以只要If ＞KzqI fh ·max 的条件能得到满足，Idz＞I fh·max 的条件也必然能得到满足。
过电流保护
切换线路:合 切换线路 合QS2、QS4，合QF2；合QS10、QS9，合QF5； 、 ， ； 、 ， ； ，再投WL2 分QF1，分 QS3、QS1。反过来（先退线路 ， 、 。反过来（先退线路WL1，再投 及桥支路）就不可以！！ 及桥支路）就不可以！！ 切换变压器:合 切换变压器 合QS9、QS10，合QF5；合QS6、QS8，合QF4； 、 ， ； 、 ， ； 反过来（先退线路T1， 分QF3，分 QS7、QS5 。反过来（先退线路 ，再投桥支路 ， 、 和T2）就不可以！！ ）就不可以！！
(1) 定时限过电流保护的原理接线
由电流继电器1KA与2KA、 与 由电流继电器 、 时间继电器KT和信号继电器 时间继电器 和信号继电器KS 和信号继电器 组成。其中， 组成。其中，1KA、2KA是测量 、 是测量 元件， 元件，用来判断通过线路电流是 否超过预设值； 为延时元件 为延时元件， 否超过预设值；KT为延时元件， 它以适当的延时来保证装置动作 有选择性； 用来发出保护动作 有选择性；KS用来发出保护动作 的信号 。
一、过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值 保护装置启动，并用时限保证动作的选择性， 时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路 器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护。 器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护。 1. 定时限过电流保护 所谓定时限，是指过电流保护的动作时限是固定 所谓定时限， 与通过其上电流的大小无关。 的，与通过其上电流的大小无关。 当被保护线路中电流增大且超过整定值时， 当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器启 同时启动时间继电器， 动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定 时间，保护装置动作切除故障并报警。 时间，保护装置动作切除故障并报警。 定时限过电流保护在供电系统中多采用两相式接线 。
电网的过电流保护
3、灵敏度校验
近后备： 远后备： 应注意各级过电流保护灵敏度之间的配合
过电流保护动作接线图
阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图
五、电流保护的接线方式 电流保护的接线方式是指电流互感器的 二次绕组和 电流继电器的连接方式 （1）完全星型接线方式 三相三继电器接线方式 (2)不完全星型接线方式 两相两继电器接线方式
a、采用三相三继电器接线方式时，保护1和保护2 100%同时切除两条线路； b、采用两相两继电器接线，有2/3的机会只切除一 条线路。
(3)在Yd接线变压器后两相短路时 Yd.11接线的降压变压器（假设变比为1）后两相短路 时
Yd.11降压变压器后两相短路时电流分布情况
I
A
I
C
I
B
-2
I
A
三相三继电器接线方式
两相两继电器接线方式
两种接线方式的特点： 1.对各种相间短路，两种接线方式均能正确反应。 2.两点接地短路时，在小接地电流系统中，发生两点 接地时，希望只切除一个各种点。 (1)对串联线路上两点接地短路
串联线路上两点接地示意图
a、采用三相星形接线时： 由于保护2之间有配合关系，因此能保证100%地
只切除NP 线路。 b、采用两相星形接线时：
将有1/3的机会使靠近电源的MN线路误跳闸，
从而扩大了停电范围。
线路MN故障相别 线路NP故障相别 保护1动作情况 保护2动作情况 选择性
AA
BC
++
-+
有
有
BB AC -++
无无
CC AB ++ +-
三段式定时限过流保护
三段式定时限过流保护过流Ⅰ段保护为定时限过流保护，主要作为无时限电流速断保护，用于相间短路的主保护。
过流Ⅱ段保护为阶段性相间保护后备保护，可用作限时电流速断保护、过电流保护，以满足保护选择性的要求，过流Ⅲ段保护为定时限/反时限可选过流保护，若定时限控制字投入则过流Ⅲ段按定时限动作，若反时限控制字投入则过流Ⅲ段按反时限动作。
图3—1给出了定时限过流保护的逻辑框图。
图3—1 过流保护逻辑框图Idz 、Tdz 分别为过流保护电流启动值和延时定值。
即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Idz 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流段保护动作。
当整定时间为零秒时，动作时间＜30ms 。
过流保护动作后，在三相电流同时低于定值的93％时，保护动作复归。
“使能”是指装置某项保护功能的“投入/禁止”，如过流保护使能，即指过流保护投入。
在本书中的保护原理及定值说明等部分将大量使用此术语。
3.1.2.2 带复合电压的方向过流保护带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值菜单里面选择。
其逻辑框图如图3—2所示。
发信、跳闸过流保护使能Ia>IdzIb>Idz Ic>IdzIa>Ip 方向继电器使能Ib>Ip图3—2 带复合电压的方向过流保护逻辑框图Ip 、Tdz 、Udz 、Ufx 分别为过流保护的电流启动值、延时时间、电压启动值、负序电压整定值。
即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Ip 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流保护动作。
若需投入方向特性，则需把“方向继电器使能”投入，同时设置好方向特性，如正方向动作则负方向应拒动，反之亦然。
若需投入复合电压闭锁过流保护，则需把“复合电压启动”使能投入，同时设置好电压启动值和负序电压值。
定值菜单中的“负序电压”对三段过流皆起作用。
定值中Ue 为相电压二次额定值。
3.1.2.3 带反时限的过流保护过流保护定时限/反时限可选过流保护，同时带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值里面选择,其逻辑框图如图3—3所示。
如何区别定时限过电流保护与反时限过电流保护
如何区分定时限过电流保护与反时限过电流保护
定时限与反时限过电流保护的区别如下：
1.继电保护的动作时限与故障电流数值的关系
定时限过电流保护的动作时限与系统短路电流的数值大小无关，只要系统故障电流转换成保护中的电流，达到或超过保护的整定电流值，继电保护就以固有的整定时限动作，使断路器跳闸，切除故障。
反时限过电流保护的动作时限不是固定的，而是依系统短路电流数值的大小而沿曲线作相反的变化，故障电流越大动作时限越短。
2.保护装置的组成及操作电源
定时限过电流保护装置要由几种继电器组成，一般采用电磁式DL型电流继电器、电磁式DS型时间继电器和电磁式DX型信号继电器等。
这些继电器往往要求用直流操作电源。
反时限过电流保护装置只用感应式GL系列电流继电器就够了，它具有相当于电流继电器、时间继电器、信号继电器等多种，功能的组合继电器，因此反时限过电流保护装置的组成简单、价格低。
反时限过电流保护装置一般采用交流操作电源，比取用直流电源更方便和经济。
应该指出，GL型电流继电器还有电磁式瞬动部分，可作为速断保护用，所以用一只GL型电流继电器不但可作为反时限过电流保护装置，还兼作电流速断保护装置，其经济性很突出，因而得到广泛采用。
3.上、下级时限级差的配合
定时限过电流保护采用的DL型电流继电器定值准确、动作可靠，因而上、下级时限级差采用0.5S就可以实现保护动作的选择性。
反时限过电流保护采用GL型电流继电器，它的定值及动作的准确性比DL型电流继电器差。
因此，为了保证上、下级保护动作的选择性，要将时限级差定得大一些，一般取0.7s。
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I III op
IL.max
2）相邻线路短路故障切除后，保护应可靠 返回
Ire Is.max
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7
Ik K
根据可靠返回条件，过电流保
护动作值为
IoIIpI
KrIeIlIKss Kre
IL.max
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（3）灵敏度校验
K sen
I k.min I oIIpI
要求：作为近后备保护时，灵敏度 要达到1.3~1.5；远后备保护要达到 1.2。
基本 两相两继电器不完全星形接线
接线
方式 两相三继电器不完全星形接线
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（1）三相三继完全星形接线
特点:三相电流互感器二次绕组与三个 电流继电器分别按相连接，三个继电 器触点并联。
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(2)两相两继电器接线
特点:只有两相装设电流互感器， 按相连接继电器。
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应用范围：中性点不接地系统。
Ik( 2 )
2 3
I
( k
2
)
1 3
Ik( 2 )
1 3
I
( k
2
)
I
( k
2
)
2 3
I
( k
2
)
I
( k
2
)
1 3
I
( k
2
)
用作图法分 析变压器短 路电流分布
假设变压 器线电压 比为1.
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Ib1
Ic 2 Ia1
Ib(k2 ) 相量法分析
IB
Ib 2
IB1
IB2
Ic1 Ia 2
IA1
QF1
QF2
K
QF3
一般短路电流大于保护装置1、2、3的动 作电流，保护1、2、3将起动。
按选择性要求，断开QF3后，保护1、2应立 即返回。
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3
为满足选择性的要求，必须依靠各保 护装置具有不同的动作时限来保证。
即保护动作时间应满足：
t1 t 2 t t 2 t3 t
QF1
QF2
QF3
精选 sen
I k.min
I
III op
短路电流最小 的运行方式。
1）系统运行方式；
2）短路点位置； 3）短路类型；
保护区末端。
考虑开环运行， 还两是相闭短环路运。行方 式。
4）电网联接方式。
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（4）保护动作时间
为了保证选择性，过电流保护的 动作时间按阶梯原则整定，即从用户 到电源的各保护的动作时间逐级增加 一个时限级差。
课程内容： 第3章输电线路相间短路电流保护
3.1.3 定时限过电流保护 3.1.4 电流保护接线
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1
1、定时限过电流保护 作用：一般作为主保护的后备保护。
要求：应能保护被保护线路的全长， 也能保护相邻线路全长及相邻元件的 全部。
即应能起到近后备与远后备保护的作用。
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2
（1）工作原理
特点：中性上的电流继电器测量到 B相电流。
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采用此接线的目的：为了提高Y，d变 压器后发生两相短路的灵敏度。
因为变压器后两相短路，电源侧三相短路 电流大小不相等，最大相是最小相的2倍。
若采用两相两继电器接线，有可能无法测 量到最大相的电流，保护的灵敏度将受到 影响。
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24
1 3
K1
K2
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21
在两回路上不同地点、不同相别发生两 点接地短路时，若保护具有相同的动作 时间，采用两相式接线有2/3的机会只切 除一条回路，这是两相式接线的优点。
结 论
若在串联线路上发生两点接地短路，有 1/3机会误切除近电源的故障点，扩大 了停电范围，这是两相式接线的缺点。
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（3）两相三继电器接线
IC 1
IC 2 IC IA IA2
I
(2 ak
)
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结论：采用两相三继电器接线，可测量到 三相短路电流，所以灵敏度得到提高，广 泛应用于Y，d接线变压器的远后备保护。
小结：定时限过电流保护动作电流按最大负 荷电流条件整定，动作时间按阶梯原则确定。
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电流 保护 三种 接线 应用 条件
中性点直接接地系统应采用三 相三继电器接线；
中性点不接地系统只能采用两 相式接线；
作为Y，d变压器远后备保护， 应采用两相三继接线。
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4
从上式可见，保护装置动作时间是从 用户到电源逐级增加，越靠近电源，保护 动作时间越长。
QF1
QF2
QF3
t
△t △t
0 l
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5
特点：形状象一个阶梯，故称为 梯形时限特性。
由于保护动作时限是固定的，与 短路电流大小无关，称定时限过电流 保护。
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6
（2）整定计算
1）在被保护线路流过最大负荷电流时， 保护装置不应动作
其表达式为 tnt(n1)ma xt
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既要与相邻线路配合，也要与 相邻元件配合。
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（5）单相式原理接线
信号
K
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2、电流保护接线
为了能反映各种类型的相间短路故障，应 合理选择保护的接线方式。
电流保护接线是指电流继电器线圈与电 流互感器二次绕组之间的连接方式。
三种 三相三继电器完全星形接线
原因：中性点不接地系统，单相接地 属于不正常运行，允许继续运行一段 时间。
作用：可提高供电可靠性。
要求：所有线路的电流互感器必须 安装在同名相上。
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只切除一回路示意图
Ib
K1
Ic
K2
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切除两回路示意图
K1 K2
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保护拒动示意图
K1
K2
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扩大停电范围示意图