01 继电保护培训讲义01章基础04-04节电流

α min ⋅i =
I
当 K r ⋅i = 1.2 时，α i⋅min = 0.722，这是此时可得到的最大的最小保护范围。 (2)运行方式不变，即 K SS = 1（或 Z s ⋅ m a x = Z s ⋅ m i n ），由式（4.13），有
3 2 K rI⋅i
α min ⋅i
3 1 − 3 /( 2 K rI⋅i ) = − K LS 2 K rI⋅i
k1 k2
U
1 2
(a)
最大运行方式相间残压一次有效值：
最小运行方式相间残压一次有效值：
U k ⋅min (lk ) =
3ESΦ X u lk X S ⋅max + X u lk
U cy.min
3ESΦ X u lk U k ⋅max (lk ) = X S ⋅min + X u lk
U set
注意：残压与相间短路的类型无关。
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1.4.2 电力线路相间短路的电压分布
残压的概念： 短路故障时保护安装处的电压称为残压，相间残压记为 U k ，当线路上发生 短路故障时其始端母线电压降低，由
线路短路阻抗及短路电流决定残压。
I K SS − 3 /( 2 K rel ) 3 = − I 2 K rel K LS
I I 瞬时电流速断保护的整定值计算式： I set⋅1 = K rel ⋅
ESΦ X S ⋅min + X L
(4.11)
最小保护范围
I
( 2) k ⋅min
(4.12)
该电流刚好使保护临界动作时，即令式（4.11）= 式（4.12），可解得
Ik =
K FT ESΦ K FT ESΦ = = I k (lk ) X S + X k X S + X u lk (4.1)
图4.1 单侧电源辐射形网络及沿线路相间短路电流分布图
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电力线路相间短路的电流分布 几个主要参数和公式的说明—— 短路电流 I k 为线路故障距离 l k 或线路故障电抗 X k 的函数， 注意： I k 还受 K FT 和 X S 参数的影响； 故障类型系数 K FT ：三相短路时 K FT = 1 ；两相短路时 K FT = 3 / 2 注意： K FT 取值由故障类型决定，故障发生前不可预计。 系统等值电抗 X S ：决定于故障发生时系统的运行方式
（3）整定计算概念： 整定计算原则： （过）电流保护，按流过测量点的最大短路电流计算整定值； （低）电压保护按测量点故障相间的最小短路电压计算整定值。
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。
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电力线路相间短路三段式电流保护的概念
α min
L min X u L min X min = = = L LX u XL
确定保护范围可用： 图解法 数字计算方法 解析方法
最小保护范围代表了瞬时电流速断保护 对本线路短路故障的反应能力，通常用它来 作为一个指标，对瞬时电流速断保护的灵敏 性进行校验。 一般规定， min 不得小于0.15。 α
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1.4.1 辐射线路相间短路的电流分布
A B C D
) I k( 3max ⋅
) I k( ⋅2min
线路1（线路AB）短路时，故障相短路 电流的一次有效值计算公式：
IⅠ ⋅1 set IⅠ ⋅2 set
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线路瞬时电流速断保护的应用与分析 例4.1
按式(4.13)讨论对线长变化的限制。考虑一极端情况，令
I
α min ⋅i = 0，设 K SS = 1
Zl ≤ 0.385 时，线路
（即运行方式不变）， K r ⋅i = 1.2 ，可解得 K LS = 0.385 。表明在这种情况下，当 系统运行方式过小（系统阻抗过大）或线路过短以至使得
电力线路相间短路的电流分布
几个结论 ：
（1）保护安装处看到的短路电流随短路点远去而减小（并依线路故 障距离呈非线性分布），利用该特点来可以限定保护动作范围 。 （2）短路电流受系统运行方式（即系统等值阻抗）变化和故障类型 不同的影响，在一个较大的范围内变化，基于相电流大小的保护也受这 两个因素的影响，在设计和应用电流保护时须加以注意。 （3）在非有效接地网络中，最大短路电流对应于最大运行方式下三 相短路，最小短路电流对应于最小运行方式下两相短路。
Z s⋅min ；
3 ( 3) IK 2
最小运行方式，对应系统阻抗 Z s⋅max 。故障类型：三相短路 K ( 3) ，二相短路 K ( 2 )
( BC ) ( AB ) K (CA) ）； （其中含 K 、K 、
( 2) 短路点短路电流的关系： I K =
( ( 保护安装处测量电压的关系，故障相有 U K2 ) = U K3) 。
α mi n
式中：
K SS
(4.13) 一般情况下，方式系数 K SS 增大， 最小保护范围 α min 减小；而线长 系数 K LS 增大，则最小保护范围
X = S ⋅max 为方式系数， SS ≥1 K X S ⋅min
K LS =
XL K 为线长系数， LS ＞0 X S ⋅min
α min 增大。
1.4 电力线路电流电压保护概念
基本内容： 1.4.1 电力线路电流电压保护的概念 1.4.2 电力线路相间短路电流保护应用分析 1.4.3 电力线路相间短路电压保护应用分析 1.4.4 电力线路相间短路电流电压保护应用分析 1.4.5 电力线路相间短路的自适应电流保护 1.4.6 电力线路相间短路的反时限过电流保护 1.4.7 电力线路方向性电流保护 1.4.8 有效接地网电力线路接地故障的零序电流保护 1.4.9 非有效接地网电力线路的接地故障保护
Z s⋅min
电流速断保护在最小短路电流（这里即最小运行方式下两相短路）情况下， 将没有 保护区。若取
α min ⋅i ＝0.15，按式(4.14)则有 K LS = 0.486，即当
和
Zl Z S ⋅min
≤ 0.486
时，将不满足要求。一般地，因 K SS > 1 ，最小保护范围还会缩小。 类似地，可仿上在给定 K LS 请读者分析。
线路瞬时电流速断保护的应用与分析
式（4.7）定为： K rel = 1.2 ~ 1.3
) I k ⋅1⋅end ⋅max 为线路1末端（即母线B处）最大短路电流 I k ⋅1⋅end ⋅max = I k( 3max ( l B ) ⋅
注意：
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线路瞬时电流速断保护的应用与分析
最小保护范围
α min 的解析表达式及其影响因素： α min 的最小短路电流为
E SΦ 3 ( Lmin ) = ⋅ 2 X S ⋅max + α min X L
I I ) I I set ⋅1 = K rel ⋅ I k( 3max (l B ) = K rel ⋅ I k ⋅1⋅end ⋅max ⋅
I I I ⋅1 > I set ⋅1
(4.7)
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) 最大短路电流的沿线分布曲线： I k(3max (lk ) = ⋅
ESΦ X S ⋅min + X u lk
最小短路电流的沿线分布曲线： I
( 2) k ⋅min
E SΦ 3 (lk ) = ⋅ 2 X S ⋅max + X u lk
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I 对瞬时电流速断保护的可靠系数 K rel 规定的取值范围需要考虑很多因素：
瞬时动作的保护要考虑故障暂态初始过程； 短路计算的负误差； 测量环节的正误差； 考虑必要的裕度。 整定原则在继电保护领域通常表述为： 躲开本线路末端短路 （或躲开本线 路对侧母线最大短路电流，或躲开下一 线路首端最大短路电流）。
α min 条件下，讨论对运行方式变化的限制，
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线路瞬时电流速断保护的应用与分析 例4.2
考虑下述两种特殊情况下的保护范围： (1)无穷大系统电源，即 K LS = ∞（自然有 K SS = 1 ），由式(4.13)，有
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电力线路相间短路三段式电流保护的概念
基本概念：
（1）Ⅰ段、Ⅱ段及Ⅲ段保护区的规定：区域划分，各段作用、定值配合（电量与时 限定值）。主保护与后备保护： 主保护——Ⅰ段、Ⅱ段；后备保护——Ⅲ段。 近后 备与远后备保护。 （2）运行方式与故障类型 ，运行方式：最大运行方式，对应系统阻抗
其他概念：
分支系数的概念（助增：下一母线有注入电源；或外吸：平行线路）； 三段式电流保护的整定计算方法； 灵敏性校验方法。
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