新教材-第三章电网的电流保护和方向电流保护1
(完整word版)继电保护教材(超实用)
第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障：三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指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．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图1-1所示，（2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别。
新教材-第三章电网的电流保护和方向电流保护
式中：KrIIel1.1~1.2
4.限时电流速断保护的构成
YR QF
信号
KA
KT
KS
I
t
TA
5、评价
优点： ★可保护本线路全长； ★可作为I段的近后备保护；
缺点： ★速动性差（有延时）；
（三）过电流保护
过电流保护是指其起动电流按躲最大负 荷电流来整定的保护。它是三段式电流保护 的第 Ⅲ段。该保护不仅能保护本线路全长， 且能保护相邻线路的全长。可作为本线路主 保护的近后备保护以及相邻下一线路保护的 远后备保护。也作为过负荷时的保护。
4.过电流保护的构成
YR QF
信号
KA
KT
KS
I
t
TA
5、评价
动作电流小，灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更 高； 保护范围是本线路和相邻下一线路全 长； 电网末级线路保护亦可简化 （Ⅰ＋ III或III），越接近电源，动作时限越 长，应装设三段式保护。
二、电流保护的接线方式
A
A
B
B
C
C
I KAa I KAb I KAc
3.灵敏度校验
按系统最小运行方式下，本线路末端发生 两相短路时的短路电流进行校验
Ik.B.m i n
K sen
II
Iset.1
要求≥1.3~1.5
3.灵敏度校验
当灵敏度不满足要求时，可与下一条线路 的限时电流速断保护配合。
I K I II
II II
s et.1 rels e.2t
t1II t2IIt
简单、可靠性高
学习重点
继电器的动作电流、返回电流及返回系数。 掌握三段式电流保护的配置、基本工作原理、
整定计算原则、整定计算方法及其评价。
《电力系统继电保护原理》全套PPT课件
实际整定原则：考虑到外部故障切除后，电压恢复时电动
机的自启动过程中，保护要能可靠地返回，则要求：
IIIIh > Izq.max= Kzq·Ifh.max (电动机负荷自启动系数Kzq > 1)
又：IIIIh = Kh·IIIIdz
（继电器返回系数Kh <1）
则：I
III dz
K zq
I fh.max Kh
四、可靠性：不拒动、不误动。 （主保护对动作快速性要求相对较高； 后备保护对灵敏性要求相对较高）
§2 电网的电流保护和方向性电流保护
（主要用于35KV及以下线路） §2-1 单侧电源网络反映相间短路的电流保护
一、过电流继电器
1、基本符号及特性参数
动作过程：
IJ↑→Mdc↑→Mdc≈>Mth+Mm →舌片开始动作
┌ Mdc↑↑┐
动作过程中：δ↓→│
│→舌片加速动作
( Mdc =K·(IJ /δ) 2 ) └ Mth ↑ ┘ 动作终止时出现剩余力矩：
ΔM = Mdc-Mth （有利于接点可靠闭合）
动作电流Idz.J：能使继电器刚好动作的最小电流值。 返回过程：
IJ↓≈< Idz.J时，由于剩余力矩ΔM 的存在，暂时还不能返回；
IIIdz.1= KkII·IIdz.2 = KkII·KkI·I(3)d.C.max 可靠系数：
KkII = 1.1～1.2 （Id中非周期分量已
衰减，故比KkI稍小）
2、动作时限的配合 为保证本线路电流II段与
下条线路电流I段的保护范围 重叠区内短路时的动作选择 性，动作时限按下式配合：
tII1=tI2+t≈t （t: 0.35s～0.6s,一般取0.5s） 3、保护装置灵敏性的校验
《继电保护原理》课后答案
《继电保护原理》课后答案电气F1201——王小辉《继电保护原理》复习资料〔课后习题选〕第一章概述1-1什么是故障、异常运行方式和事故？电力系统运行中，电气元件发生短路、短线是的状态均视为故障状态；电气元件超出正常允许工作范围，但没有发生故障运行，属于异常运行方式，即不正常工作状态；当电力系统发上故障和不正常运行方式时，假设不及时处理或处理不当，那么将引发系统事故，事故是指系统整体或局部的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。
故障和异常运行方式不可以防止，而事故那么可以防止发生。
1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？常见鼓掌是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，还有输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由以上几种故障组合成复杂的故障。
故障后果会是故障设备损坏或烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或算短使用寿命；造成系统中局部地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作，影响产品质量，破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生震荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是住保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？一般把反响被保护元件严重故障、快速动作于跳闸的保护装置称谓主保护。
在主保护系统失效时起备用作用的保护装置成为后备保护。
当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，称为近后备保护。
远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的缺乏而增设的简单保护。
1-4继电保护装置的人物及其根本要求是什么？继电保护装置的任务：〔1〕自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；〔2〕反响电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号。
电力系统继电保护知识
A
1
2
B
3
4
C
5
6
D
SII G
k1 SⅠ G A 1 B 3
(a) C 5 D
(b) A 2 B 4 C 6 D SⅡ G (c)
t
t1
t3
t5
l
t2
t4
(d)
t
III 1
t
III 3
t
III 5
III III III t6 t4 t2
t6
III
III
III
l
t
III III
III
三）安装原则（P65-66）
保护2电流从线路指向母线---保护2不动作
在双电源电网中 如何满足保护选 择性要求？ 1、解决方法：在电流保护的基础上加装 一个功率方向判别元件——功率方向继电 器（KW）。 2、规定短路功率方向由母线指向线路为 正方向。只有当线路中的短路功率方向为 正方向时保护才动作。
什么是方向电流保护？
什么是方向电流保护？
在电流保护的基础上加装方向元件， 就构成了方向电流保护。
方向电流保护的工作原理
二、方向电流保 护的工作原理
在过电流保护的基础上加装方向元件， 就构成了方向过电流保护（P64）。
一）方向过流保 护动作时限整定
分析每个保护动作正方向？如何配合？如何分组？
SI G
A
1
2
B
3
4
C 5
6
D SII G
k1 SⅠ A G A 1 B 3
二）工作原理
KP工作电压Ur：保护安装处母线电压二次值
KP工作电流Ir：被保护线路电流二次值
Ursd
φk1
双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护原理电子教材(精)
项目五：电网相间短路的方向电流保护任务1方向电流保护的工作原理一、方向电流保护的工作原理1.电流保护用于双电源线路时的问题为了提高电力系统供电可靠性，大量采用两侧供电的辐射形电网或环形电网，如图 l所示。
在双电源线路上，为切除故障元件，应在线路两侧装设断路器和保护装置。
线路发生故障时线路两侧的保护均应动作，跳开两侧的断路器，这样才能切除故障线路，保证非故障设备继续运行。
在这种电网中，如果还采用一般过电流保护作为相间短路保护时，主保护灵敏度可能下降，后备保护无法满足选择性要求。
图 1 双侧电源供电网络示意图（1）Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降以保护P3Ⅰ段为例，整定电流应躲过本线路末端短路时的最大短路电流，关键是除了躲过P母线处短路时A侧电源提供的短路电流，还必须躲过N母线短路时B侧电源提供的短路电流，见图 2。
当两侧电源相差较大且B侧电源强于A侧电源时，可能使整定电流增大，缩短Ⅰ段保护的保护区，严重时可以导致Ⅰ段保护丧失保护区。
整定电流保护Ⅱ段时也有类似的问题，除了与保护P5的Ⅰ段配合，还必须与保护P2的Ⅰ段配合，可能导致灵敏度下降。
M N P图 2 保护P3主保护整定示意图（2）无法保证Ⅲ段动作选择性Ⅲ段动作时限采用“阶梯特性”，距电源最远处为起点，动作时限最短。
现在有两个电源，无法确定动作时限起点。
图 3中保护P2、P3的Ⅲ段动作时限分别为t2、 t3，当k1故障时，保护P2、P3的电流Ⅲ段同时启动，按选择性要求应该保护P3动作，即要求t3<t2；而k2故障时，又希望保护P2动作，即要求t3>t2，显然无法同时满足两种情况下后备保护的选择性。
MNk1故障时流过保护P3的短路电流图 3保护P3后备保护整定示意图2．方向性保护的概念我们再深入分析一下，造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反向故障”。
以图4中保护P3为例，阴影中发生故障时B 侧电源提供的短路电流流过保护P3，而如果仅存在电源A，阴影部分发生故障时则没有短路电流流过保护P3，不需要考虑。
电网的电流保护和方向性电流保护幻灯片PPT
• 由上述分析可见，某一保护（如保护 1 ）的误动 是在所保护的线路（如 CD 线路）反方向发生故 障时，由另一个电源（如电源 ）供给的短路 电流所引起的，并且这种引起误动的，并且这种 引起误动的电流是由线路向母线的，与内部故障 时的短路功率方向相反
（ 2 ）几个概念
• 1 ） 短路功率 ：指系统短路时某点电压与电流相 乘所得到的感性功率。在不考虑串联电容和分布 电容在线路上短路时，短路功率从电源流向短路 点。
2 ）工作原理
• 它的电流回路包括电抗变换器、移相回路和中间 变压器 TM 。它的电压回路采用变压器。
• 当系统电压 加于 YB 的一次绕组 时，同样地 在其二次绕组 和 上得到两个相等的电压向继电器的动作条件为 • • 上式的左边为动作量，右边为制动量，当动作量
电网的电流保护和方向性 电流保护幻灯片PPT
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2.2 电网相间短路的方向性电流保护
路、整流滤波回路、比较回路和执行元件等几部 分。这几部分的作用是：将输入电流、电压经过 中间变压器或电抗变换器转换成适合于测量的电 压，然后将该电压经过整流滤波回路变换成与之 成正比的直流电压，再送到比较回路进行比较， 以决定执行元件是否动作。 •
LLG-3 型功率方向继电器的原理接 线图如图 2.26 所示。
（ 4 ）方向过电流保护的原理接线 图
• 方向过电流保护是利用功率方向元件与过 电流保护配合使用的 一种保护装置，以保 证在反方向故障时把保护闭锁起来而不致 误动作。主要由方向元件 ` 电流元件和时间 元件组成。只有电流元件和功率方向元件 同时动作时，保护装置才能动作于跳闸。
第三章-电网的零序电流保护技术
返回目录第三章电网的零序电流保护技术第一节零序电流与零序电压零序电流保护概述综合考虑供电可靠性、过电压、系统绝缘水平、继电保护要求，对弱电通信线路的干扰，以及系统的稳定要求等因素，我国采用的中性点接地方式有中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地等三种方式。
在中性点直接接地的系统中，当发生一点接地故障时，即可构成单相接地短路，接地短路电流大于500 A，称之为大接地电流系统。
这个很大的故障电流，将危及电气设备的安全。
因此，要求装设灵敏度较高的保护装置，并动作于断路器跳闸。
在大接地电流系统中，当过电流保护采用三相星形接线方式时，也能保护接地短路。
但若采用零序保护会更好。
因为它只反应接地短路时，所特有的零序电压或零序电流。
由于系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流或零序电压，因此零序保护的动作电流可以整定得较小。
而当发生接地短路时，会有相当大的零序电流和零序电压，这样保护装置动作就比较灵敏。
同时按动作时间配合以获得选择性的零序保护，不必与Y，d 接线的降压变压器以后的线路保护配合，动作时间可以大大地缩短。
根据运行经验统计，在大接地电流系统中，单相接地故障占总事故的60％～70％，甚至更高，因此，接地保护在大接地电流系统中显得特别重要。
对3～6 kV 电网，采用中性点不接地或经消弧线圈接地或经高阻值接地的方式。
在这种电网中，当一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以，这种系统又叫小接地电流系统。
当小接地电流系统发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可以继续运行。
但为了防止故障扩大，当发现接地故障时，必须及时采取措施加以消除。
一般允许带着一点接地故障运行1～2 h 。
通常在小接地电流系统中，只装设一套绝缘监视装置。
只有在多出线的复杂电网才装设零序电流保护。
零序电流和零序电压的分布我们由对大接地电流系统的单相接地短路的分析可得(假如是A 相接地故障)I ·k0 1 3 I ·kA U ·k0 1 3 ( U ·kB U ·kC)式中I ·k0——故障点零序电流；I ·kA——故障相短路电流；U ·k0——故障点零序电压；U ·kB U ·kC——非故障相故障点电压。
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第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中，设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1与保护2对四项根本要求的满足情况：（1）保护1按整定时间先动作跳开1,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1与保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1与2；（3）保护1与保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1与2；（4）保护1起动但未跳闸，保护2动作跳开2；（5）保护1未动，保护2动作并跳开2；（6）保护1与保护2均未动作图1-1 习题1-1图第二章电网的电流保护与方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2.1欲在图2-1所示的35中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。
试选择电流互感器的变比并进展I段、段、段电流保护的整定计算，即求I、、段的一次与二次动作电流〔I’、I’·J、I’’、I’’·J、I、I·J〕、动作时间〔t’、t’’、t〕与I段的最小保护范围，以及段与段的灵敏系数K’’、(1)、(2) Ω，可靠系数取K’1.3，K’’5，时限阶段△0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻。
其他有关数据按3种方案列于表1中。
图2-1 例题2.1图表1 三种方案解参见图2-1Ω，l =10，2×10 ，7.5，15，t10＝2.5s。
1 求电流I段定值〔1〕动作电流I’I’＝K’k×Ｉd·B·×4.97＝6.46〔〕其中Ｉd·B·＝〔＋〕＝〔37/3〕/〔0.3＋10×0.4〕＝4.97〔〕(2) 灵敏性校验，即求ll = 1×(〔3/2)·I’×( (37/2) / 6.46 －0.3)=6.4()l % =×100% = 64% > 15%2 求电流段定值(1) 求动作电流I’’为及相邻变压器的瞬动保护相配合，按躲过母线C最大运行方式时流过被整定保护的最大短路电流来整定〔取变压器为并列运行〕于是Ｉd·C·＝〔＋＋／2〕＝〔37/3〕/〔0.3＋〕＝〔〕I’’＝K’’k·Ｉd·C·＝×〔〕式中＝×〔U2B / 〕×〔352／10〕＝9.2〔Ω〕〔2〕灵敏性校验K’’Ｉd·B·/ I’’＝3/ 2×〔3〕求动作时间t〔设相邻瞬动保护动作时间为0s〕t’’ = 0+0.5 = 0.5 (s)3 求电流段定值（1）求动作电流Idzdz (k h)×Kzq×m axfh)××247=523(A)式中m axfh fh 〔3Um ing〕=15/〔3×35〕=247〔A〕（2）灵敏性校验本线路末端短路时(1)=((3/2) ×)/0.523=8.22>1.5 满足要求相邻变压器出口母线C〔变压器为单台运行〕三相短路时Ｉ〔3〕d·C·＝〔＋＋〕＝〔37/3〕〔〕考虑C点短路为y，d11接线变压器后短路，当该点为两相短路时，对所研究的保护动作最不利，又因保护接线采用两继电器式两相星形接线，故有Ｉ〔2〕d·＝(1/2)Ｉ〔3〕d·C·故(2) =×1580／523 ＝1.5 > 1.2 满足要求如采用三继电器式两相星形接线，灵敏系数还可提高1倍。
第三章 电网的电流保护和方向性电流保护
第二章 电网的电流保护和方向性电流保护2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护 电流继电器相关概念： 继电器的动作电流: 能使继电器动作的最小电流值(以dzJ I 表示)。
继电器的返回电流: 能使继电器返回原位的最大电流值(hJ I 表示)。
继电器的返回系数:返回电流与起动电流的比值(以h K 表示)。
hJh dzJI K I =无论起动和返回,继电器的动作都是明确干脆的,它不可能停留在某一个中间位置,这种特性称之为继电特性。
电流保护：电流速断保护(Ⅰ段)——仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护 1. 整定计算为了保证选择性,保护装置A 的动作电流.Idz A I 就必须大于被保护线路AB 末端短路时的最大短路电流..max d B I 整定。
...max I Idz A k d B I K I =可靠系数：I k K =1.2~1.3引入可靠系数的原因：必须考虑实际上存在的各种误差的影响。
①实际的短路电流大于计算值；②对瞬时的动作的保护还应考虑非周期分量使总电流增大的影响。
③保护装置中电流继电器的实际起动电流可能小于整定值； ④考虑必要的裕度。
从最不利的情况出发，即使同时存在着以上几个因素的影响，也能保证在预定的保护范围以外故障时，保护装置不误动，因而必须乘以大于1的可靠系数。
2. 灵敏度校验：用保护范围的大小来衡量,规定其最小保护范围一般不应小于被保护线路全长的(15~20)%。
解..m a x 1m i n2I S d z AS E I Z Z l =+得m i n .m a x .1()2S S I AB dz AE l Z l Z I =- 相关概念:保护装置的动作电流:对反应于电流升高而动作的电流速断保护而言,能使该保护装置起动的最小电流值,是用电力系统一次侧的参数表示的。
结论：① 仅靠动作电流值来保证其选择性；② 能无延时地保护被保护线路的一部分(不是一个完整的电流保护) 。
(完整word版)《电力系统继电保护》课程教学大纲
《电力系统继电保护》课程教学大纲一、课程简介课程名称：电力系统继电保护英文名称：Principles of Power System Protection课程代码：0110355 课程类别:专业课学分：4 总学时：52（52理论+12实验）先修课程:电路、电子技术、电机学、电力系统分析课程概要：《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程，是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程，主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。
其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法，为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础.二、教学目的及要求本课程的教学目的是：本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的，并配以一定的实验。
故而是一门理论与实践并重的学科。
使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务，并通过本课程学习，掌握电力系统继电保护的基本原理，基本概念，考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识；通过课程教学，使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系；使学生了解电力系统各主要一次主设备(发电机、变电器、母线、送电线路)的故障类型，不正常运行状态及各自的保护方式；使学生了解各种继电器（电流、方向、阻抗）的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法，熟悉常用继电保护的实验方法。
三、教学内容及学时分配第一章绪论（4学时）掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。
重点：继电保护的任务、对继电保护的基本要求。
难点:继电保护的选择性和灵敏性。
第二章互感器及变换（6学时）掌握电流互感器、电压互感器的工作原理、注意事项、动作特性及三种接线方式；变换器和对称分量滤过器的工作原理、整定计算原则，根据电流、电压的特点及制定保护方案.第三章电网的电流电压保护 (8学时)掌握电流继电器的工作原理、无时限电流速断保护及带时限电流速断保护的工作原理、定时限过流保护、电压、电流联锁速断保护、晶体管电流保护装置、三段式电流保护装置、反时限过电流保护整定计算原则及接线方式、动作特性及接线方式。
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（二）限时电流速断保护
用来切除本线路上速断保护范围以外 的故障，同时也能作为速断保护的后备。 它是三段式电流保护的第 II 段。
1.动作电流的整定 整定原则：整定值与相邻线路第Ⅰ段保护配合。
A
QF1
B
QF2
C
QF3
Ik
I
I I set.1
II set.1
K I
II I rel set.2
式中：
Ik
１最大运行方式下三相短路
1 2
I
(3) k
E Z S.min Z1lk
E 3 I 2 Z S.max Z1lk
(2) k
l
２最小运行方式下两相短路
（一）瞬时电流速断保护
对于仅反应于电流增大而瞬时动 作的电流保护，称为瞬时电流速断保
护。它是三段式电流保护的第Ⅰ段。
1、动作电流的整定原则 按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定；
A
QF1
B
QF2
C
QF3
E 115
3
Z s.min 12
K
I rel
Z s.max 18
1.25
Z1 0.4 / km
解：线路长80km时：
1、定值计算：
I Iset.1 K Irel I k.B.max
1.25
E Zs.min Z AB
115 3 1.25 1.886KA 12 0.4 80
A A B B C C 线路1 B C A C A B 线路2 保护动作 XL1 XL2 XL2 XL2 XL2 XL1
（2）在并联的两条线路上
XL1
XL2
假设 t1 t2
三相星形接线100%同时切除两条线路。
两相星形接线2/3机会仅切除一条线路。 故障相别组合及保护动作情况表
线路1 线路2 保护动作 A A B B C A XL1 XL1、2 XL2 B C XL2 C A
二、电流保护的接线方式
A B C
A B C
I KAa I KAb I KAc
I KAa I KAc
三相星形接线方式
两相星形接线方式
（一）一次电流和二次电流的关系
I op
I set nTA
I op 继电器的动作电流；
nTA
电流互感器变比。
（二）两种接线方式的性能分析
1.对于各种相间短路
KAa
KAc
KAb
I
* * * *
I
I
（三）两种接线方式的应用 三相星形接线广泛应用于发电机、变压 器的后备保护中； 两相星形接线被广泛应用在中性点非直
接接地系统中，作为相间短路电流保护
的接线方式。
三、三段式电流保护的应用范围
——35KV及以下的单电源辐射状网络中；
三段式电流保护的功能逻辑框图
保护安装处的阻抗到系 统等效电源之间的阻抗
短路电流的计算
影响短路电流的大小的因素＊：
１、电力系统运行方式的变化； Z s ( Z s.min , Z s.max )
２、电力系统正常运行状态的变化； ３、不同的短路类型； ４、短路点位置的变化；
E
K
Zk
短路电流的计算
A
QF1
B
QF2
k1
C
QF3
保护的近后备保护以及相邻下一线路保护的
远后备保护。也作为过负荷时的保护。
1. 动作电流的整定
（1）大于流过该线路的最大负荷电流 I L.max
I
III set
K I
III rel L.max
III 式中： K rel 1.15 ~ 1.25
1. 动作电流的整定
（2）外部故障切除后电动机自起动时可靠返回
YR QF
信号 KA
KT
KS
I
TA
t
5、评价
优点： ★可保护本线路全长； ★可作为I段的近后备保护；
缺点： ★速动性差（有延时）；
（三）过电流保护
过电流保护是指其起动电流按躲最大负 荷电流来整定的保护。它是三段式电流保护
的第 Ⅲ段。该保护不仅能保护本线路全长，
且能保护相邻线路的全长。可作为本线路主
III III 返回电流： I re K rel I ss.max K rel K ss I L.max
可靠系数，大于1
1. 动作电流的整定
（2）外部故障切除后电动机自起动时可靠返回
A
QF5 QF4
B
QF3
k1
C
QF2
D
D
QF1
D
QF6
III 动作电流： I set
III I re K rel K ss I L.max K re K re
I A2
Δ IA
Δ I A1
在Y,d11接线的降压变压器后发生AB两相短路时，
变压器星形侧三相电流的关系为：
Y Y Y I B 2 I A 2 I C
结
论
当Y,d11接线的降压变压器低压（Δ）侧 AB两相短路时，在高压（Y）侧各相的电流 Y Y Y 为 I B 2 I A 2 I C 当Y,d11接线的升压变压器高压（Y）侧 BC两相短路时，在低压（Δ）侧各相的电流 为 I 2 I 2 I
3.灵敏性的校验 （1）作为远后备时
A
QF1
B
QF2
C
QF3
采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时 的电流来校验；
K sen
I k.C.min III 1.2 Iset
在各个过电流保护之间，要求灵敏系数互相配合； 对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护灵敏 系数越高；
k1
5
QF5
A
4
2、对继电器的基本要求： 工作可靠，动作过程具有“继电特性”。 3、继电器的继电特性： 动作
继电器的动作明确干脆 不可能停留在某一中间 位置，这种特性称为“继 电特性”。
返回
I re
I op
I
＊继电器的动作电流：使继电器动作的最小电流； ＊继电器的返回电流：使继电器返回的最大电流；
＊ 返回系数：
I re K re I op
B A C
这对采用两相星形接线的后备保护不利!
解决方法：两相三继电器接线方式
当过电流保护接于降 压变压器的高压侧作 为低压侧线路故障的 后备保护时，如果保 护采用两相星形接线 方式，则由于B相没 有装设继电器，因此 灵敏度要比采用三相 星形接线方式要降低 50％。为了提高灵敏 度，采用两相三继电 器接线方式。
2、时间： t
I AB
0s
解：线路长80km时：
3、灵敏度校验：
lmin 1 3 E % ( Z S.max ) I l Z AB 2 I set.1 1 3 115 3 ( 18 ) 0.4 80 2 1.886 39% 15%
满足要求
解：线路长40km时：
1、定值计算：
II K rel 1.1 ~ 1.2
II I set.1
I I set.2
l
A
QF1
B
QF2
?
C
QF3
Ik
I
I set.1
I
II set.1
I
I set.2
l
2.动作时限的选择
A
QF1
B
QF2
C
QF3
II t1
I t2
t
t 通常取为0.5s
3.灵敏度校验 按系统最小运行方式下，本线路末端发生 两相短路时的短路电流进行校验
一、三段式电流保护的配置与整定
第Ⅰ段：电流速断保护
三 段 式
主保护 第Ⅱ段：限时电流速断保护
第III段：定时限过电流保护 后备保护
短路电流的计算
A
QF1
B
QF2
C
QF3
系统等效电源的相电势
Ik
E Z
K
E Zs Zk
短路点到保护安装处 之间的阻抗
短路类型系数，三相短 路取1，两相短路取 3 2
QF4
B
3
QF3
C
2
QF2
D 1
D
6
QF1 QF6
K sen.1 K sen.2 K sen.3 K sen.4
4.过电流保护的构成
YR QF
信号 KA
KT
KS
I
TA
t
5、评价
动作电流小，灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更 高； 保护范围是本线路和相邻下一线路全 长； 电网末级线路保护亦可简化 （Ⅰ＋ III或III），越接近电源，动作时限越 长，应装设三段式保护。
1
(0.85~0.9)
电磁型电流继电器
6
• 3个力矩： Ir 电磁力矩Mdc； 弹簧力矩Mth； 摩擦力矩Mm；
2
3
5
M dc
1 4
8
Mm
7
M th
动作条件： Mdc M th Mm
返回条件： M th Mdc Mm
3. 电网的相间电流保护和 方向性相间电流保护
3.1 单侧电源网络的相间电流保护
三段式电流保护的接线
阶段式电流保护的配合及应用
I I I
B
QF4 QF3
II
III
A
QF5
II
C
QF2
I III 或 III
D
III 或 III
III
D
QF1 QF6
四、对电流保护的评价
1.选择性
在单侧电源辐射状网络中具有较好的选择性；