电力系统继电保护

、继电保护装置的作用：能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号。

2、继电保护装置的基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。

选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电范围，保护装置这样动作就叫做有选择性。

快速性：目前，断路器的最小动作时间约为0.05～0.06秒。110KV 的网络短路故障切除时间约为0.1～0.7秒；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于不允许长时间电压降低的用户，一般约为0.5～1.0秒。对于远处的故障允许以较长的时间切除。

灵敏性：保护装置对它在保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力称为保护装置的灵敏度。

可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护范围内发生故障时，不因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。保护装置的选择性、快速性、灵敏性、可靠性这四大基本要求是相互联系而有时又相互矛盾的。在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。一般说来，选择性是首要满足的，非选择性动作是绝对不允许的。但是，为了保证选择性，有时可能使故障切除的时间延长从而要影响到整个系统，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。

3、继电保护的基本原理

继电保护装置的三大组成部分：一是测量部分、二是逻辑部分、三是执行部分。继电保护的原理结构图如下：

第一章电网相间短路的电流电压保护

一、定时限过流保护的工作原理及时限特性

1、继电保护装置阶梯形时限特性：各保护装置的时限大小是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的保护，其动作时限越长，用t1、t

2、t3分别表示保护1、2、3的动作时限则有t1>t2>t3，它好比一个阶梯，故称为阶梯形时限特性。定时限过流保护的阶梯形时限特性如下图：

二、电流电压保护的常用继电器

1、继电器的动作电流：使继电器刚好能够动作的最小电流叫继电器的动作电流Id.j。

2、继电器的返回电流：使继电器刚好能够返回的最大电流叫继电器的返回电流If.j。

3、电流返回系数：Kf=Id.j/If.j DL-10系列电流继电器的返回系数一般不小于0.85。

4、过电压继电器的动作电压Ud.j：使继电器刚好能够动作的最小电压叫继电器的动作电压。

5、过电压继电器的返回电压Uf.j：使继电器刚好能够返回的最大电压叫继电器的返回电压。

6、DJ-122型是低电压继电器，其电压返回系数Kf>1，一般不大于1.2。

7、电压返回系数：Kf=Ud.j/Uf.j 一般不在0.85左右。

8、信号继电器的选择原则：

①、在继电器线圈中通过电流时，该工作电流在其线圈两端造成的压降应不超过直流操作电源电压的10%；

②、为了保证信号继电器的可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈的电流必须等于或大于其额定电流的1.5倍。

三、电流互感器和电流保护的接线方式

1、电流互感器的误差

从电流互感器的运行角度来考虑，可采取以下措施来减小电流互感器的误差：

①、限制电流互感器的二次负载；

②、限制一次电流倍数（I1/I1e：即实际流过电流互感器的一次电流I1与电流互感器一次绕组额定电流I1e之比）。

2、限制电流互感器二次负载的大小，可采用下列方法：

①、限制电流互感器的负载，使其不超过额定二次负载，这就需要考虑接入继电器的数目、适当地选择二次导线的有效截面等。

②、可以将两个型号和变比都相同的电流互感器串联使用，这样，二次负载两端的电压I2*Zfh将由两个串联使用的电流互感器共同负担，对每个电流互感器来说，它们各自的二次电压U2为I2*Zfh的一半，由于U2的降低，E2也随之减小，则每个电流互感器的励磁电流减小，从而减小了误差。

3、限制一次电流倍数，可采用下列方法：

①、选用一次电流倍数允许值较大的电流互感器；

②、选用变比较大的电流互感器

4、电流互感器的准确度可分为五级：0.2、0.

5、1.0、3.0、5.0。D 级电流互感器是专供差动保护用的。

5、电流互感器的10%误差曲线

制造厂把变比误差为10%，角度误差为7º时允许的各一次电流倍数和相应的二次负载绘制成一条曲线给用户，这曲线就称为电流互感器的10%误差曲线。

6、两点接地短路时，在小接地电流电网中，可能在不同地点不同相别的两点发生接地而形成两点接地故障，这时只需切除一个接地点，因为在这种电网中单相接地时，还可继续运行一短时间。

7、完全星形接线不适用于小接地电流系统。因为当发生两点接地时，它会同时切除两个故障点，这与上面只需切除一个接地点不相符。8、在采用不完全星形接线时，必须注意把电流互感器装在同名的两相上，否则当不同地点未接电流互感器的两相接发生两点接地时，保护都不会动作。如下图保护不会动作。

四、定时限过电流保护的定值整定计算

1、定时限过电流保护的整定原则：

①、在最大负荷电流Ifh.zd时（包括由于电动机启动或自启动，用户负荷变动或其他原因引起的短时负荷电流冲击），保护装置的电流继电器不应动作，即：

Id.b > Ifh.zd

②、当外部短路时，如继电器以启动，则在电流降到最大负荷电流后应能可靠地返回。

2、定时限过电流保护的定值整定计算

式中：Id.j为继电器的动作电流（二次值）

Kk为可靠系数，对定时限过电流保护取1.15～1.25

Kj为接线系数，对于三相完全星形接线和两相不完全星形接线取1

Kf为返回系数，对DL-10系列电流继电器取0.85

Kzq为自启动系数，其数值由负荷性质及电网具体接线决定，一般取1.5～3

Ig.zd为线路正常最大工作电流

nL为电流互感起变比

3、过电流保护的灵敏度

KL=Idl.j.zx/Id.j

五、无时限电流速断

1、无时限电流速断：为了电流保护的范围限制在本线路，则保护的动作电流必须大于下一线路首端短路时的最大短路电流，这种电流保护的选择性是靠动作电流的整定获得的，所以不必加时限，可以作成瞬动保护，这种保护就叫无时限电流速断保护。

2、电流速断保护一般只能保护线路的一部分，不能保护线路全长。

六、带时限电流速断