电网相间短路的电流保护
合集下载
电网的电流保护
第2章 电网的电流保护 2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
若 和E S 为Z常S 数，则短路电流将随着 L k 的减小而增大，经计算后可绘
出其变化曲线，如图2.2所示。若Z S 变化，即当系统运行方式变化时，短 路电流都将随着变化。 当系统阻抗最小时，流经被保护元件短路电流最大的运行方式称为最大运 行方式。 图2.2中曲线1表示系统在最大运行方式下短路点沿线路移动 时三相短路电流的变化曲线。 短路时系统阻抗最大，流经被保护元件短路电流最小的运行方式称为最小 运行方式。在最小运行方式下，发生两相短路时通过被保护元件的电流最 小，即最小短路电流为
E S ——系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；
Z S — 保护安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗；
Z 1 ——线路单位长度的正序阻抗，单位为；
1.10
L k ——短路点至保护安装处之间的距离。
第2章 电网的电流保护 2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
图2.2 单侧电源辐射形电网电流速断保护工作原理图 1.11
1.2
第2章 电网的电流保护 本章内容
● 2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护 ● 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 ● 2.3 大电流接地系统的零序电流保护 ● 2.4 小电流接地系统的零序电流保护 ● 思考题与习题
1.3
第2章 电网的电流保护 2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流保护，即第一 段为无时限电流速断保护，第二段为限时电流速断保护，第三段为定时 限过电流保护。其中第一段、第二段共同构成线路的主保护，第三段作 为后备保护。
1. 工作原理
对于图2.2所示的单侧电源辐射形电网，为切除故障线路，需在每条线路的电源侧装
电力系统继电保护-(第2版)第二章-电流保护PPT课件全文编辑修改
➢最小运行方式：是指系统投入运行的电源容量最小，系统的
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
第四章电网相间短路的方向电流保护
2、掌握方向元件（功率方向继电器）的工作原理，构造 及动作特性。通过型功率方向继电器的研究，初步弄清 反应两个电气量的继电器的基本构成原理—基于两个电 气量相位比较的原理和基于两个电气量幅值比较的原理 及其互换性。
通过对整流型功率方向继电器研究，弄清中间电压变 换器和电抗变换器的作用、构造及作原理。
0.9U A Z1 R1
|
|
0.9U B Z2 R1
|
I op gr
当Z1=Z2，R1=R2，并满足Z1+R1=Z2+R2=Z，则极化继电
器动作条件等效为：
•
UA
•
UB
Iop.r Z 0.9
忽略Iop.r时,上式变为
U&A U&B 0
循环电流式比较回路接线简单，动作灵敏，构造可靠， 在实际中得到了广泛应用。 ③方案3—均压式比较回路
arg
U&r I&r
90o
继电器内角α常取45°或30°。
最大灵敏线与电压Ur之间夹角 m 称为最大灵敏角，
m =-α，因为这时Ir超前Ur，所以，m 是负角度。这个
角度α在功率方向继电器上是人为可调的，有专门的调节 旋钮。其实质是人们与对短路阻抗角的一种粗略估计值有 关。
g
90o
arg
Ur
e
g
j
Sop.min
U I op.min op.min
U
2 0
4KU KI
方向继电器的最小动作电流、电压和功率是衡量方
向继电器灵敏性的参数。执行元件越灵敏（U0越小）， 则KU、KI越大，方向功率继电器的Iop·min、Uop·min和
Sop·min就越小，方向继电器也就越灵敏。功率方向继电器 的动作特性：
通过对整流型功率方向继电器研究，弄清中间电压变 换器和电抗变换器的作用、构造及作原理。
0.9U A Z1 R1
|
|
0.9U B Z2 R1
|
I op gr
当Z1=Z2，R1=R2，并满足Z1+R1=Z2+R2=Z，则极化继电
器动作条件等效为：
•
UA
•
UB
Iop.r Z 0.9
忽略Iop.r时,上式变为
U&A U&B 0
循环电流式比较回路接线简单，动作灵敏，构造可靠， 在实际中得到了广泛应用。 ③方案3—均压式比较回路
arg
U&r I&r
90o
继电器内角α常取45°或30°。
最大灵敏线与电压Ur之间夹角 m 称为最大灵敏角，
m =-α，因为这时Ir超前Ur，所以，m 是负角度。这个
角度α在功率方向继电器上是人为可调的，有专门的调节 旋钮。其实质是人们与对短路阻抗角的一种粗略估计值有 关。
g
90o
arg
Ur
e
g
j
Sop.min
U I op.min op.min
U
2 0
4KU KI
方向继电器的最小动作电流、电压和功率是衡量方
向继电器灵敏性的参数。执行元件越灵敏（U0越小）， 则KU、KI越大，方向功率继电器的Iop·min、Uop·min和
Sop·min就越小，方向继电器也就越灵敏。功率方向继电器 的动作特性：
国家电网继电保护培训课程----电网相间短路接地的电流电压保护
三段式电流保护
组成：1）电流速断保护（第一段）。2）限时电流速断保护（第二段）。3） 定时限过电流保护（第三段）。
作用：第一段、第二段构成本线路故障时的主保护，第三段既是下级线路 或断路器拒动时的远后备，又是本给线路主保护拒动时的近后备，所以三 段式电流保护具有作为主保护和后备保护的全部功能。 优点：简单可靠，具有明确的选择性。适用于35KV及以下的单侧电源供电 网络，非重要用户。 缺点：1）当运行方式变动大的电网，灵敏度常常难以满足要求。2）第三 段保护，当故障点离电源愈近，短路电流愈大，对系统的影响也愈大，但 为了满足选择性要求，动作时间却愈长。3）第一段保护为了满足选择性要 求，需躲过本线路未端的最大短路电流，这样对于较短的线路或运行方式 变动大的系统，其保护范围很小满足不了灵敏度要求。通常在最大运行方 式下，保护区达线路全长的50%时，即认为有良好的灵敏度，在最小运行方 式下发生两相短路，保护区能达15-20%，即可安装。4）第二段保护虽然能 保护线路的全长，但保护的快速性方面较差。
方向性电流保护（二）
为实现功率方向判别，关键在于功率方向继电 器（GJ）。要正确测量短路功率方向，必须正 确联接电流互感器和电压互感器二次极性端子 与功率方向继电器的电流、电压端子。一般相 间短路方向继电器采用90度接线方式。主要原 因是：1）在中心点不接地系统中，中性点对 地电位是不固定的，各相对地电压难以确切反 应相间短路工况，因而采用线电压。2）为避 免两相短路时出现电压死区。
电流回路监视
通过比较两组电流互感器或同一 只电流互感器的两组不同的线圈 的 二 次 侧 的 和 电 流 3I0 ， 来 监 视 CT 二次电路的完好性，当和电流的 差值超过设定值时发出信号，所 发的信号可用来报警或闭锁不同 的保护功能。
组成：1）电流速断保护（第一段）。2）限时电流速断保护（第二段）。3） 定时限过电流保护（第三段）。
作用：第一段、第二段构成本线路故障时的主保护，第三段既是下级线路 或断路器拒动时的远后备，又是本给线路主保护拒动时的近后备，所以三 段式电流保护具有作为主保护和后备保护的全部功能。 优点：简单可靠，具有明确的选择性。适用于35KV及以下的单侧电源供电 网络，非重要用户。 缺点：1）当运行方式变动大的电网，灵敏度常常难以满足要求。2）第三 段保护，当故障点离电源愈近，短路电流愈大，对系统的影响也愈大，但 为了满足选择性要求，动作时间却愈长。3）第一段保护为了满足选择性要 求，需躲过本线路未端的最大短路电流，这样对于较短的线路或运行方式 变动大的系统，其保护范围很小满足不了灵敏度要求。通常在最大运行方 式下，保护区达线路全长的50%时，即认为有良好的灵敏度，在最小运行方 式下发生两相短路，保护区能达15-20%，即可安装。4）第二段保护虽然能 保护线路的全长，但保护的快速性方面较差。
方向性电流保护（二）
为实现功率方向判别，关键在于功率方向继电 器（GJ）。要正确测量短路功率方向，必须正 确联接电流互感器和电压互感器二次极性端子 与功率方向继电器的电流、电压端子。一般相 间短路方向继电器采用90度接线方式。主要原 因是：1）在中心点不接地系统中，中性点对 地电位是不固定的，各相对地电压难以确切反 应相间短路工况，因而采用线电压。2）为避 免两相短路时出现电压死区。
电流回路监视
通过比较两组电流互感器或同一 只电流互感器的两组不同的线圈 的 二 次 侧 的 和 电 流 3I0 ， 来 监 视 CT 二次电路的完好性，当和电流的 差值超过设定值时发出信号，所 发的信号可用来报警或闭锁不同 的保护功能。
电网相间短路的方向性电流保护
同一母线两侧 1）、时限相同：均装设。 2）、时限不同：时限小的保护装设。
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网相间短路的方向性电流保护
一、方向性电流保护的工作原理
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网相间短路的方向性电流保护
一、方向性电流保护的工作原理
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
第三章电网相间短路电流电压保护(刘学军第三版)03
• 无时限电流速断保护不能保护线路全长，而且保护 范围受系统运行方式影响，为克服这一缺点，可采
用具有自适应功能的电流速断保护。自适应继电保
护是根据电力系统运行方式和故障类型的变化，而
实时地改变保护装置的动作特性，或整定值的一种
保护。其目的是使保护装置适应这些变化，进一步
改善保护性能。电流速断保护按最大运行方式选择
KII rel
1.1~1.15
KreIIl
1.3
中国电力出版社
保护动作时限特性：
保护动作时限特性：
t
t
I op
1
t
I op
2
t
II op
1
t
II op
2
l
中国电力出版社
保护动作时间的确定：
1
2
3
toIIp1 toIp2 t
toIIp1 toIp3 t
二者取大值， 一般取0.5s
灵敏度：
K se n
教材配套电子教案
继电保护原理
刘学军 编制
中国电力出版社
教材配套电子教案
第三章 电网相间短路的电流电 压保护
中国电力出版社
第三章电网相间短路的电流电压保护
第二节 无时限电流速断保护（I段）
一.无时限电流速断保护的工作原理及整定计算 二.无时限电流速断保护的接线 三.自适应无时限电流速断保护
中国电力出版社
要求要大于等于1.2~1.5。
KI sen
I
3
K m in
Iop1
中国电力出版社
二、 无时限电流速断保护原理接线图
YR QF
+
QF +
KM
1KA I> 2KAI>
电网相间短路的电流保护
1.4 限时电流速断保护
限时电流速断保护，又称电流Ⅱ段保护
设置目的：弥补电流Ⅰ段保护不足，保护本线全长
整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸 入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。
P1
M
P2
N
1QF
2QF
Ik
P1 Ⅱ段 保护区
k
P2 Ⅰ段
保护区
47 2021/7/11
与下线电流Ⅰ段保护配合具体为时限配合及保护区配合
弹簧力矩
Me Ms－Mf
摩擦力矩
电磁力矩
Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。
5 2021/7/11
动作 返回
返回系数
K re
I re I act
一般为0.85～0.9
6 2021/7/11
继电器的继电特性
7 2021/7/11
（2）电流继电器特性
当输入电流IK>Iact时，继电器动作，动合触点闭合； 若IK<Ire，继电器返回，触点又断开。
第1单元 电网的电流保护 相间短路的三段式电流保护
1 2021/7/11
1.1 电磁型继电器
电磁型继电器按其结构型式可分：螺管线圈式、吸引衔铁式、转动舌片式
电磁型继电器原理结构图
电 磁 力 矩 MeK12K2IK 22
2 2021/7/11
1.1.2电磁型电流继电器
触点
触点 衔铁
DL-12-6型电磁型电流继电器
4KA
I>
I>
I>
I>
IA
IB
IC
3I0
35 2021/7/11
（b）三相完全星形接线
QF
输电线路相间短路电流保护课件
电流保护的选择性受到系统运行方式和短路类型的影响，有时会出现误 动作或拒动作的情况。
电流保护的可靠性也受到电流互感器误差、二次回路断线等因素的影响 ，可能导致保护装置误动作或拒动作。
Part
03
输电线路相间短路电流保护装 置
电流保护装置的构成
STEP 01
电流互感器
STEP 02
继电器
用装置提供信号。
动作执行
在发生相间短路时，继电 器触发断路器执行跳闸操 作，切除故障线路。
电流保护装置的配置与整定
配置
根据输电线路的电压等级、输送 容量、线路长度等因素，选择合 适的电流保护装置并进行配置。
整定
根据输电线路的实际运行情况，对 电流保护装置的整定值进行设定， 以确保保护装置能够准确判断故障 并快速切除故障线路。
案例概述
某企业为保障输电线路安全，配 置相间短路电流保护装置。
配置方案
采用差动保护原理，通过比较线 路两侧电流的相位和幅值，检测 到相间短路时迅速切断故障线路
。
实施效果
有效降低了相间短路事故的发生 率，提高了企业供电的可靠性和
稳定性。
某高校输电线路相间短路电流保护优化案例
案例概述
某高校对原有的输电线路相间短路电流保护进行优化改造。
设备损坏
相间短路可能导致输电线 路和相关设备的严重损坏 ，增加维修成本。
安全风险
相间短路可能导致火灾、 爆炸等安全事故，对人员 和财产安全造成威胁。
Part
02
相间短路电流保护原理
电流保护基本原理
电流保护是利用电流继电器实现电流保护的装置，当电流超过设定值时，继电器动 作，执行元件跳闸或发出信号。
STEP 03
电流保护的可靠性也受到电流互感器误差、二次回路断线等因素的影响 ，可能导致保护装置误动作或拒动作。
Part
03
输电线路相间短路电流保护装 置
电流保护装置的构成
STEP 01
电流互感器
STEP 02
继电器
用装置提供信号。
动作执行
在发生相间短路时，继电 器触发断路器执行跳闸操 作，切除故障线路。
电流保护装置的配置与整定
配置
根据输电线路的电压等级、输送 容量、线路长度等因素，选择合 适的电流保护装置并进行配置。
整定
根据输电线路的实际运行情况，对 电流保护装置的整定值进行设定， 以确保保护装置能够准确判断故障 并快速切除故障线路。
案例概述
某企业为保障输电线路安全，配 置相间短路电流保护装置。
配置方案
采用差动保护原理，通过比较线 路两侧电流的相位和幅值，检测 到相间短路时迅速切断故障线路
。
实施效果
有效降低了相间短路事故的发生 率，提高了企业供电的可靠性和
稳定性。
某高校输电线路相间短路电流保护优化案例
案例概述
某高校对原有的输电线路相间短路电流保护进行优化改造。
设备损坏
相间短路可能导致输电线 路和相关设备的严重损坏 ，增加维修成本。
安全风险
相间短路可能导致火灾、 爆炸等安全事故，对人员 和财产安全造成威胁。
Part
02
相间短路电流保护原理
电流保护基本原理
电流保护是利用电流继电器实现电流保护的装置，当电流超过设定值时，继电器动 作，执行元件跳闸或发出信号。
STEP 03
3.2 输电线路相间短路的方向电流保护详解
功率方向继电器 —— 用以判别短路功率的方向或测定电 压、电流之间相位角的继电器，也称功率方向元件。
➢ 由于正、反向故障时，短路功率方向不同，它将使保护的 动作具有一定的方向性。 ➢ 在常规保护中，方向元件有电磁型、感应型、整流型、晶 体管型、集成电路型等，常用的是整流型和晶体管型。
➢ 母线电压参考方向为“母线指向大地”，电流参考方向为 “母线指向线路”。
其之输间出的（相转位UC矩差或的电大压小24）而00 值改随变两。U者当B
输出为最大时的相位差称为最大
灵敏角。
arg
U K IK
Network Optimization Expert Team
k23
U
1
EI
Ik 2
k1处短路（对保护1为正方向）
U Ik1 Z1lk1
U
Ik1
k1
0 k1 90
第三章 电网的相间电流、电压保护 和方向性相间电流、电压保护
一、单侧电源网络的相间电流、电压保护 二、电网相间短路的方向性电流、电压保护
2021/4/6
1
问题的提出
2
1
A
B
C
三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析 的，各保护都安装在被保护线路靠近电源的一侧，或 者说线路的始端。
仅利用相间短路后电流幅值增大的特征来区分故障 与正常运行状态的，以动作电流的大小和动作时限的 长短配合来保证有选择地切除故障。
动作范围： senmax 900 ∵ 过渡电阻、线路阻抗角会变化， k最大0灵~敏90线
+j ∴ 功率方向继电器在正方向故障时，动作的角度应该是一个
范围。
动作区 .
考虑实现的方便性，这个角度通常U 取为：
➢ 由于正、反向故障时，短路功率方向不同，它将使保护的 动作具有一定的方向性。 ➢ 在常规保护中，方向元件有电磁型、感应型、整流型、晶 体管型、集成电路型等，常用的是整流型和晶体管型。
➢ 母线电压参考方向为“母线指向大地”，电流参考方向为 “母线指向线路”。
其之输间出的（相转位UC矩差或的电大压小24）而00 值改随变两。U者当B
输出为最大时的相位差称为最大
灵敏角。
arg
U K IK
Network Optimization Expert Team
k23
U
1
EI
Ik 2
k1处短路（对保护1为正方向）
U Ik1 Z1lk1
U
Ik1
k1
0 k1 90
第三章 电网的相间电流、电压保护 和方向性相间电流、电压保护
一、单侧电源网络的相间电流、电压保护 二、电网相间短路的方向性电流、电压保护
2021/4/6
1
问题的提出
2
1
A
B
C
三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析 的，各保护都安装在被保护线路靠近电源的一侧，或 者说线路的始端。
仅利用相间短路后电流幅值增大的特征来区分故障 与正常运行状态的，以动作电流的大小和动作时限的 长短配合来保证有选择地切除故障。
动作范围： senmax 900 ∵ 过渡电阻、线路阻抗角会变化， k最大0灵~敏90线
+j ∴ 功率方向继电器在正方向故障时，动作的角度应该是一个
范围。
动作区 .
考虑实现的方便性，这个角度通常U 取为：
电网相间短路的方向电流保护
dI
4I
X
DL4
I5
X
DL5
6I
N
X~
DL6
d2点短路：保护1、2、4、6起动，t2 ＜t4 ＜t6 ，故保护1 和2起动，保护4、6返回。
d2
M
I1
~X
DL1
2I
X
DL2
I3
X
DL3
4I
X
DL4
I5
X
DL5
6I
N
X~
DL6
装设方向元件———功率方向继电器
功率方向继电器：具有判别短路功率正负的能力， 并且在功率为正时动作，并且在功率为负时不动 作。
缺点： 在保护安装地点附近发生三相短路时，有“死区”， 接线复杂。
四、双侧电源网络中电流保护整定的特点
• 瞬时电流速断： 保护的整定值大于反方向故障时流过保护的短路电流，
可以不加方向元件； • 定时限过电流保护：
保护的动作时限大于同一线路上其它保护的动作时限， 可以不加方向元件； • 其它情况均应配置方向元件。
幅值比较原理和相位比较原理之间的关系可以用平行四边 形和菱形定则加以说明。若以比较相位的两个电气量组成一个 平行四边形，则比较幅值的两个电气量就是平行四边形的两条 对角线，两两电气量之间有三种情况。
（2）幅值比较式功率方向继电器的构成框图
电
.
.
UJ
压
A
形
成
.
.
回B
IJ
路
幅值比较回路
.
整流滤波 A
比较 回路 整流滤波
第二节 电网相间短路的方向电流保护
一、方向性电流保护的基本原理
1.问题的提出
d1点短路 d2点短路
第1章 电网相间短路的电流电压保护
图1-19 Y、d11接线降压变压器短路时电流分布及过电流保护的接线
1.7.3 接线方式的应用
三相星形接线一般广泛应用于发电机、 变压器等大型重要的电气设备的保护中，因 为它能提高保护动作的可靠性和灵敏性。 此外，它也可以用在中性点直接接地电 网中，作为相间短路和单相接地短路的保护。 由于两相星形接线较为简单经济，因此 在中性点直接接地电网和非直接接地电网中， 都广泛地采用它作为相间短路的保护。
1.6 阶段式电流保护
图1-13 阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图
图1-14 具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图
1.7 电流保护的接线方式
1.7.1 电流保护接线方式的定义及 类型 1.7.2 三种接线方式在各种故障时 的性能分析比较 1.7.3 接线方式的应用 1.7.4 三段式电流保护的接线图
图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图
1.4.3 动作时限的计算
1.4.4 保护装置灵敏性的校验
1.4.5 限时电流速断保护的单相原 理接线图
图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图
1.5 定时限过电流保护
1.5.1 定时限过电流保护的定义 1.5.2 工作原理和整定计算的基本 原则 1.5.3 按选择性的要求整定定时限 过电流保护的动作时限 1.5.4 过电流保护灵敏系数的校验
为保证在正常运行情况下过电流保护绝 不动作，显然保护装置的启动电流必须整定 得大于该线路上可能出现的最大负荷电流 IL.max。 然而，在实际上确定保护装置的启动电 流时，还必须考虑在外部故障切除后，保护 装置应能立即返回。
实际上当外部故障切除后，流经保护4的 电流是仍然在继续运行中的负荷电流。 另外由于短路时电压降低，变电所B母线 上所接负荷的电动机被制动，因此，在故障 切除后电压恢复时，电动机有一个自启动的 过程。
电力系统继电保护——22电网相间短路的方向性电流保护
EBC
EC UC
U KC U KB
IB EB UB
B相继电器动作行为分析
EA UA IC
30 30
U CA
U AB EBC
k
EC UC
U KC U KB
IB EB UB
ImB IB ,UmB ECA ,mB k 1200
UCAIB cos(k 1200 a) 0 300 a 1200
反方向短路时电压电流相位关系
U
K2
EI
1
K1
Ir
2
EII
Ik1 Ik 2
U
k 2
mA
Ik2
arg UmA ImA
arg
UA Ik 2A
1800
k 2
Im Ik2
180 k 2
1800 1800 k2 2700
UmAImA cosmA U AIk 2A cos(1800 k 2 ) 0
a) 0度接线方式 b) 90度接线方式
功率方向继电器的基本要求
a) 具有明确的方向性，故障类型，故障点的位置都
不影响功率方向继电器的动作特性；
b) 故障时，继电器具有足够的灵敏度
90度接线方式
90°接线方式是指在三相对称且功率因数cos 1 的
情况下，Im 超前 Um90 的接线方式。
UA
AB C
KW
EA
EC
EB
IB
K
IC
ZS
ZS
ZK
Zd
正方向远处BC两相短路向量图
IB
IC
EB EC 2(Zk ZS
)
EA UA IC
EC UC
U KC U KB
IB EB UB
B相继电器动作行为分析
EA UA IC
30 30
U CA
U AB EBC
k
EC UC
U KC U KB
IB EB UB
ImB IB ,UmB ECA ,mB k 1200
UCAIB cos(k 1200 a) 0 300 a 1200
反方向短路时电压电流相位关系
U
K2
EI
1
K1
Ir
2
EII
Ik1 Ik 2
U
k 2
mA
Ik2
arg UmA ImA
arg
UA Ik 2A
1800
k 2
Im Ik2
180 k 2
1800 1800 k2 2700
UmAImA cosmA U AIk 2A cos(1800 k 2 ) 0
a) 0度接线方式 b) 90度接线方式
功率方向继电器的基本要求
a) 具有明确的方向性，故障类型，故障点的位置都
不影响功率方向继电器的动作特性；
b) 故障时，继电器具有足够的灵敏度
90度接线方式
90°接线方式是指在三相对称且功率因数cos 1 的
情况下，Im 超前 Um90 的接线方式。
UA
AB C
KW
EA
EC
EB
IB
K
IC
ZS
ZS
ZK
Zd
正方向远处BC两相短路向量图
IB
IC
EB EC 2(Zk ZS
)
EA UA IC
第二章输电线路的相间短路的电流保护
第二章：输电线路的相间短路的电流保护GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对3～63kV线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置：(1) 相间短路。
(2) 单相接地。
(3) 过负荷。
1. 3~10kV 线路装设相间短路保护装置的配置原则(1) 在3~10kV线路装设的相间短路保护装置，应符合下列要求：1) 由电流继电器构成的保护装置,应接于两相电流互感器上，同一网络的所有线路均应装在相同的两相上。
2) 后备保护应采用远后备方式。
3) 当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户电压低于额定电压的60%时,以及线路导线截面过小，不允许带时限切除短路时，应快速切除故障。
4) 当过电流保护的时限不大于0.5~0.7s时，且没有第3)款所列的情况，或没有配合上的要求时，可不装设瞬动的电流速断保护。
(2) 在3~10kV 线路装设的相间短路保护装置，应符合下列规定：1) 单侧电源线路。
可装设两段过电流保护：第一段为不带时限的电流速断保护；第二段为带时限的过电流保护。
可采用定时限或反时限特性的继电器。
对单侧电源带电抗器的线路，当其断路器不能切断电抗器前的短路时，不应装设电流速断保护，此时，应由母线保护或其他保护切除电抗器前的故障。
保护装置仅在线路的电源侧装设。
2) 双侧电源线路。
可装设带方向或不带方向的电流速断和过电流保护。
对1~2km双侧电源的短线路，当采用上述保护不能满足选择性、灵敏性或速动性的要求时，可采用带辅助导线的纵差保护作主保护，并装设带方向或不带方向的电流保护作后备保护。
3) 并列运行的平行线路。
宜装设横联差动保护作为主保护，并应以接于两回线电流之和的电流保护，作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。
4) 环形网络中的线路。
为简化保护，可采用故障时先将网络自动解列而后恢复的办法，对不宜解列的线路，可参照对并列平行线路的办法。
2.35~63kV线路相间短路保护装置配置原则(1) 35~63kV线路装设的相间短路保护装置，应符合下列要求l) 对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作主保护并应以带时限过电流保护作后备保护。
电力系统继电保护-2 电网的电流保护
1、电力系统运行方式（ Z s）的变化； 2、电力系统正常运行状 态（E）的变化； 3、不同短路类型（ K）的变化； 4、随短路点距等值电源 的距离变化，短路电流 连续变化，越远电流越 小， 并且在本线路末端和下 级线路出口短路，电流 没有差别。
（图解：电力系统艰苦的工作环境）
2.1.3 电流速断保护
最大运行方式- 在相同的地点发生相同 类型的短路时流过保护 安装处电流最大， 对继电保护而言称为系 统最大运行方式，对应 的系统等值阻抗最小， Z s Z s min。 最小运行方式- 在相同的地点发生相同 类型的短路时流过保护 安装处电流最小， 对继电保护而言称为系 统最小运行方式，对应 的系统等值阻抗最大， Z s Z s max。
根据继电器的安装位置和工作任务给定动作值， 为使继电器有普遍的使用价值，动作值可以调整。
图2-1： 过电流继电器框图
2.1.1 继电器
（电流继电器图）
（电压继电器DY-28C图）
（时间继电器DS-31图）
（LDB-I型电流保护综合继电器图）
2.1.1 继电器
• 3 继电器的继电特性
• 继电特性——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。
2.1.4 限时电流速断保护
• （图2-9： 限时电流速断动作时限的配合关系）
由上图可见，在保护 1 电流速断范围以内的故障，将以 t1I 的时间被切除，此时保
II 护 2 的限时电流速断虽然可能起动，但由于 t 2 较 t1I 大一个 t ，保护 1 电流速断
动作切出故障后，保护 2 返回，因而从时间上保证了选择性。
• • • •
2.1.1 继电器
• 2 过电流继电器原理框图
继电保护 第2章 电网的电流保护
第二章 电网的电流保护
五、方向性电流保护的应用特点 １.电流速断保护可以取消方向元件的情况 速断保护的整定值躲过反方向短路时流过保护的最大短路电流， 保护可以不用方向元件
第二章 电网的电流保护
2. 外汲电流的影响(略) ３.过电流保护装设方向元件的一般方法 反方向保护的延时小于本线路保护的动作延时，本保护可不用方向元件
3 2
）
Ik K
E
Zs
Z k
工频 周期 分量
短路点至保护安装处之间的阻抗
第二章 电网的电流保护
三、电流速断保护
1.工作原理
电流速断保护 （１）动作电流的整定
I
set
Ik. L.min
3 2
E Zs.max z1Lmin
原则:保护装置的动作电流要躲过本线路末端的最大短路电流。
第二章 电网的电流保护
五、定时限过电流保护
作为下级线路主保护的远后备保护、本线路主保护的近后备保护、过负荷保护
1.工作原理 2.定时限过电流保护的整定 （１）动作电流的整定
原则：保护装置的动作电流要躲过本线路出现的最大负荷电流，返回电流也应大于
负荷自启动电流
保护
继电保护的一次动作电流ＩIIIset
由线路流向母线，要求保护不动作 二、方向性电流保护的基本原理 双侧电源网络相间短路的电流保护在原有电流保护的基础上增加 功率方向元件，在反方向故障时把保护闭锁使其不致误动作
双侧电源网络相间短路的电流保护
功率方向元件
可以看成两个单侧电源网络相间短路的电流保护
第二章 电网的电流保护
三、功率方向判别元件
90
arg
Uｅr ｊ Ir
单侧电源网络相间短路的电流保护
R 4 R5 R6
a D5 I1I2
R3
Ib1
UR3
b
D6
C3
R9 R7
I b2
W
T1
E1 R8
Uc2 T2
0V
UC2
E1 1
62
5 34
0
Ih*1 Idz*1 Ij
4。集成电路型过电流继电器
LB
滤波 整流 1 比较 2 3ms 0 3
4 输出
R
0 12ms
Байду номын сангаас
ov
集成电路形过电流继电器构成框图
二．电流速断保护（Ⅰ段）
四。计算题
1。解
三．限时电流速断保护（Ⅱ段）
1. 提出： 电流速断保护无法保护线路的全长，为了
在线路任意点故障都能迅速切除故障。 2. 保护原理： ▪ 靠整定电流和动作时间来实现选择性 ▪ 为保证能保护整个线路，必须延伸到下一线路。 ▪ 为了使t最小，以保护范围不超过下一线路Ⅰ段
保护的范围，即与下一线路的速断保护相配合。 （动作整定值和动作时间）
▪ 考虑必要的裕度
从而保证不误动。
E I dBmax ZSmin Z0lAB
A
B
I
I dz
K
I K
I
dBm ax
2
1
d1
d2
C
d3
d4
K
I K
ZSm
in
E Z0
lAB
Id Ⅰ
Ⅱ
Idz2
Idz1
t
(4)起动时间整定
t
I dz
0
保护1同样可得。
4. 电流速断保护单相原理接线
TQ
02-电网的电流保护_2.1-2
对继电器的要求
• • • • • • • 工作可靠 动作值误差小 接点可靠 消耗的功率要小 动作迅速 热稳定、动稳定要好 安装调试容易、运行维护方便、价格便宜
继电器的继电特性
• 继电器的继电特性是指 继电器的输入量和输出 量在整个变化过程中的 相互关系。 • 无论是动作还是返回， 继电器都是从起始位置 到最终位置，它不可能 停留在某一个中间位置 上。这种特性就称之为 继电器的“继电特性”。
近后备
远后备
整定计算：时间整定
为保证保护动作的选择性，过电流保护动作 延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保 护动作延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的动作时 间长一个时限阶段△t:
对定时限过电流保护的评价
• 优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射 型电网能保证有选择性的动作。不仅能作本线路 的近后备（有时作为主保护），而且能作为下一 条线路的远后备。在放射型电网中获得广泛应用， 一般在35千伏及以下网络中作为主保护。 • 缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时 限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。
各种接线方式在不同故障时的性能分析
（1）中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相 间短路 前述接线方式均能反应这些故障。 （2）中性点非直接接地电网中的两点接地短路 在中性点非直接接地电网中，某点发生两 点接地故障，希望只切除一个故障点。 ①串联线路上两点接地情况 ②放射性线路上两点接地情况
串联线路上两点接地情况
反时限过电流保护
• （1）工作原理反应电流增大而动作，其延时与通 入电流的平方成反比，一般可作6~10kV线路或电 动机的保护。 • （2）整定计算动作电流的整定原则与定时限过电 流保护相同
反时限过电流保护的整定和配合
相间短路的方向性电流保护
相间短路的方向性电流保护什么是相间短路？相间短路，也叫做线与线之间的短路，是电网中常见的故障之一。
它是指电力系统中两个或多个电源、负载或线路之间发生非预期的短路现象。
在短路时，电流将沿着短路路径流动，通过短路路径形成放电弧，产生高温、高压和大气压力等影响，严重时会损坏设备、造成电网停运。
相间短路引起的问题相间短路可能会瞬间造成电压下降、电网不稳定、设备损坏、停运等影响。
因此，及时采取措施进行保护至关重要。
方向性电流保护方向性电流保护是一种在电力系统中防止短路或过流的保护方式。
其原理是根据电流的方向来判断故障的位置和类型。
因为电流在短路故障时的流向会发生改变，因此根据电流的方向可以确定故障地点。
在电力系统中，为了保护系统免受相间短路的影响，我们通常会采用方向性电流保护技术。
这种保护方式可用来保护电力系统的各种设备，例如变压器、杆塔及电缆等。
方向性电流保护的实现方向性电流保护主要分为电机保护、发电机保护、变压器保护、线路保护和母线保护等。
这些保护设备通常包含一个电流变压器和一个保护继电器。
在保护装置中，电流变压器用于测量电流，而保护继电器会根据电流方向和大小判断故障类型和位置。
在方向性电流保护中，保护继电器是核心部件。
保护继电器的工作原理是通过对电流、电压等信号进行计算和检测，判断电力系统是否正常，实现故障检测和保护的功能。
在电力系统中，方向性电流保护必须能够快速而准确地检测故障，并尽快地进行保护操作。
这种保护方式不仅能够减少设备故障，还可以确保电力系统的稳定性和可靠性。
结论相间短路是电力系统中常见的故障之一，它会给电网带来很大的影响，甚至会导致设备损坏和电网停运。
为了解决这一问题，我们通常采用方向性电流保护技术。
这种技术可以在电力系统中保护各种设备，并根据电流方向来判断故障的位置和类型。
方向性电流保护是电力系统的核心保护技术，它能够确保电力系统的稳定性和可靠性。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全星形接线相同） （3）适用：小接地电流系统——作为相间短路保护
29 2021/3/2
3）小型密封；4）干簧继电器式
14 2021/3/2
中间继电器使用
+ +
I>
YR -
跳闸线圈
-
~
KA
KM
15 2021/3/2
（3）信号继电器 KS 作用：用于对继电器或继电器保护装置所处状
态给出明显标示，或接通灯光、音响回 路，以提醒运行人员发现故障。 类型：1）机械保持型 2）磁保持型
16 2021/3/2
障点
26 2021/3/2
b、双回线路保护装置的LH，一条装于A、C相， 另一条 装于A、B相
XL-1故障相别 A A B B C C
XL-2故障相别 B C A C A B
XL-1切除情况 + + - - + +
XL-2切除情况 + - + - + +
停电线路数目 2 1 1 0 2 2
结论：1/2机会切除两个故障点；
6 2021/3/2
（3）继电器动作电流调整 动作电流的调整方法如下：
（1）改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act
（2）改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。
7 2021/3/2
1.1.3电磁型电压继电器
Me
K
I
2 K
K
U
2 K
/
Z
2 K
KU
2 K
加在线圈上的电压
（2）电流继电器特性
当输入电流IK>Iact时，继电器动作，动合触点闭合； 若IK<Ire，继电器返回，触点又断开。
以电流继电器动合触点接通断路器跳闸回路， 当发生故障、电流超过设定值时，电流继电器动作， 触点闭合，接通断路器跳闸回路， 跳开断路器，切除故障。 故障切除后，故障电流消失，继电保护返回。
9 2021/3/2
10 2021/3/2
1.1.4 辅助继电器 （1）时间继电器
作用： 建立必要的动作时限。 电磁型时间继电器多为 直流继电器。
线圈
整定把手 触点
衔铁
钟表机构
11 2021/3/2
时间继电器应用
+ &t
KT
12 2021/3/2
时间电路原理框图符号
t0
0t
t
Uin Uout t
线圈阻抗
*过电压继电器：反应电压升高而动作
返回系数
Kre=(UK.re/UK.act)<1
*低电压继电器：反应电压降低而动作
返回系数
Kre=(UK.re/UK.act)>1
8 2021/3/2
低电压继电器使用的是动断触点（常闭接点） 当继电器没有输入电压时，其接点闭合。 电力系统正常运行时， 电压较高，电压继电器 接点打开； 当发生故障时电压较低， 继电器接点闭合，接通 跳闸回路。
a、双回线路保护装置LH装设在同名相A、C上
XL-1故障相别 A A B B C C
XL-2故障相别 B C A C A B
XL-1切除情况 + + - - + +
XL-2切除情况 - + + + + -
停电线路数目 1 2 1 1 2 1
其中：“+”为切除；“-”为不切除
结论：2/3机会切除一个故障点；1/3机会切除两个故
QF
I>
1KA
TAa
TAc
I>
2KA
（a）两相不完全星形接线
用于35kV及以下电压等级小电流接地系统，
可以Q获F 得A、C相电流。
图中KA为电流继I>电器或I>继电保I> 护电流测量元件
1KA
2KA
3KA
20 2021/3/2
应用范围：中性点不接地系统。
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。
1.5 电流互感器
1.5.1电流互感器的工作原理
作用：一次大电流变换为二次小电流， 二次相间额定电流为5A或1A。
注意：TA二次侧必须有一点接地， 也只能有一点接地！
注意：TA二次严禁开路！
17 2021/3/2
1.5.2电流互感器极性
QF I2
** TA
I1
输 电 线 路
**
I1
I2
TA
TA参考方向规定与《电机学》中变压器参考方向相反，
1.1.2电磁型电流继电器
触点
触点 衔铁
DL-12-6型电磁型电流继电器
游丝 线圈
整定把手
1 2021/3/2
动作电流与返回电流
动作： 继电器动合触点（常开接点）由打开状态变为闭合状态
动作条件为
弹簧力矩
Me Ms M f
摩擦力矩
电磁力矩
Iact：动作电流，能使电流继电器动作的最小电流。
2 2021/3/2
返回： 继电器动合触点（常开接点）由闭合状态回到打开状态
返回条件为
弹簧力矩
M e M s－M f
摩擦力矩
电磁力矩
Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。
3 2021/3/2
动作 返回
返回系数
K re
I re I act
一般为0.85～0.9
4 2021/3/2
继电器的继电特性
5 2021/3/2
要求：所有线路的电流互感器必须 安装在同名相上。
21 2021/3/2
只切除一回路示意图
Ib
K1
Ic
K2
22 2021/3/2
23 2021/3/2
保护拒动示意图
K1
K2
24 2021/3/2
扩大停电范围示意图
K1
K2
25 2021/3/2
两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限 相同）
（a）延 瞬时 时动 返作 回
Uin
Uout t
（b）瞬 延时 时动 返作 回
Uin Uout
t
（c）定宽时间电路
13 2021/3/2
（2）中间继电器 作用：1）可同时闭合或断开几个回路；
2）作为出口继电器，接通断路器跳闸或 合闸回路，并在必要时构成自保持回路；
3）可实现较短的延时。 类型：1）普通吸引衔铁式；2）带自保持线圈式
按照TA参考方向，I1 与 I 2同相； 而在变压器参考方向下，I1 与 I 2 反相。
18 2021/3/2
ZLMax （Ω）
60
40
TA的10％误差曲线
m10
Z：二次 负载
二次负载越大，TA误差越大
20
m
0
10
20
一次电流越大，TA误差越大
m：一次电 流倍数
19 2021/3/2
1.5.3电流互感器接线方式
1/3机会切除一个故障点；
1/6机会两套保护均不动作
27 2021/3/2
缺点： 用于Y/Δ变压器保护时，灵敏系数可能比完全
星形接线小一半； 辐射形电网两段线路的两点接地，可能造成非
选择性动作
28 2021/3/2
3、两相三继电器接线（不完全星形接线） （1）特点：回路比不完全星形接线多接一只继电器 （2）Kjx=1（对于Y/Δ-11变压器保护，灵敏系数与完
29 2021/3/2
3）小型密封；4）干簧继电器式
14 2021/3/2
中间继电器使用
+ +
I>
YR -
跳闸线圈
-
~
KA
KM
15 2021/3/2
（3）信号继电器 KS 作用：用于对继电器或继电器保护装置所处状
态给出明显标示，或接通灯光、音响回 路，以提醒运行人员发现故障。 类型：1）机械保持型 2）磁保持型
16 2021/3/2
障点
26 2021/3/2
b、双回线路保护装置的LH，一条装于A、C相， 另一条 装于A、B相
XL-1故障相别 A A B B C C
XL-2故障相别 B C A C A B
XL-1切除情况 + + - - + +
XL-2切除情况 + - + - + +
停电线路数目 2 1 1 0 2 2
结论：1/2机会切除两个故障点；
6 2021/3/2
（3）继电器动作电流调整 动作电流的调整方法如下：
（1）改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act
（2）改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。
7 2021/3/2
1.1.3电磁型电压继电器
Me
K
I
2 K
K
U
2 K
/
Z
2 K
KU
2 K
加在线圈上的电压
（2）电流继电器特性
当输入电流IK>Iact时，继电器动作，动合触点闭合； 若IK<Ire，继电器返回，触点又断开。
以电流继电器动合触点接通断路器跳闸回路， 当发生故障、电流超过设定值时，电流继电器动作， 触点闭合，接通断路器跳闸回路， 跳开断路器，切除故障。 故障切除后，故障电流消失，继电保护返回。
9 2021/3/2
10 2021/3/2
1.1.4 辅助继电器 （1）时间继电器
作用： 建立必要的动作时限。 电磁型时间继电器多为 直流继电器。
线圈
整定把手 触点
衔铁
钟表机构
11 2021/3/2
时间继电器应用
+ &t
KT
12 2021/3/2
时间电路原理框图符号
t0
0t
t
Uin Uout t
线圈阻抗
*过电压继电器：反应电压升高而动作
返回系数
Kre=(UK.re/UK.act)<1
*低电压继电器：反应电压降低而动作
返回系数
Kre=(UK.re/UK.act)>1
8 2021/3/2
低电压继电器使用的是动断触点（常闭接点） 当继电器没有输入电压时，其接点闭合。 电力系统正常运行时， 电压较高，电压继电器 接点打开； 当发生故障时电压较低， 继电器接点闭合，接通 跳闸回路。
a、双回线路保护装置LH装设在同名相A、C上
XL-1故障相别 A A B B C C
XL-2故障相别 B C A C A B
XL-1切除情况 + + - - + +
XL-2切除情况 - + + + + -
停电线路数目 1 2 1 1 2 1
其中：“+”为切除；“-”为不切除
结论：2/3机会切除一个故障点；1/3机会切除两个故
QF
I>
1KA
TAa
TAc
I>
2KA
（a）两相不完全星形接线
用于35kV及以下电压等级小电流接地系统，
可以Q获F 得A、C相电流。
图中KA为电流继I>电器或I>继电保I> 护电流测量元件
1KA
2KA
3KA
20 2021/3/2
应用范围：中性点不接地系统。
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。
1.5 电流互感器
1.5.1电流互感器的工作原理
作用：一次大电流变换为二次小电流， 二次相间额定电流为5A或1A。
注意：TA二次侧必须有一点接地， 也只能有一点接地！
注意：TA二次严禁开路！
17 2021/3/2
1.5.2电流互感器极性
QF I2
** TA
I1
输 电 线 路
**
I1
I2
TA
TA参考方向规定与《电机学》中变压器参考方向相反，
1.1.2电磁型电流继电器
触点
触点 衔铁
DL-12-6型电磁型电流继电器
游丝 线圈
整定把手
1 2021/3/2
动作电流与返回电流
动作： 继电器动合触点（常开接点）由打开状态变为闭合状态
动作条件为
弹簧力矩
Me Ms M f
摩擦力矩
电磁力矩
Iact：动作电流，能使电流继电器动作的最小电流。
2 2021/3/2
返回： 继电器动合触点（常开接点）由闭合状态回到打开状态
返回条件为
弹簧力矩
M e M s－M f
摩擦力矩
电磁力矩
Ire：返回电流，能使电流继电器返回的最大电流。
3 2021/3/2
动作 返回
返回系数
K re
I re I act
一般为0.85～0.9
4 2021/3/2
继电器的继电特性
5 2021/3/2
要求：所有线路的电流互感器必须 安装在同名相上。
21 2021/3/2
只切除一回路示意图
Ib
K1
Ic
K2
22 2021/3/2
23 2021/3/2
保护拒动示意图
K1
K2
24 2021/3/2
扩大停电范围示意图
K1
K2
25 2021/3/2
两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限 相同）
（a）延 瞬时 时动 返作 回
Uin
Uout t
（b）瞬 延时 时动 返作 回
Uin Uout
t
（c）定宽时间电路
13 2021/3/2
（2）中间继电器 作用：1）可同时闭合或断开几个回路；
2）作为出口继电器，接通断路器跳闸或 合闸回路，并在必要时构成自保持回路；
3）可实现较短的延时。 类型：1）普通吸引衔铁式；2）带自保持线圈式
按照TA参考方向，I1 与 I 2同相； 而在变压器参考方向下，I1 与 I 2 反相。
18 2021/3/2
ZLMax （Ω）
60
40
TA的10％误差曲线
m10
Z：二次 负载
二次负载越大，TA误差越大
20
m
0
10
20
一次电流越大，TA误差越大
m：一次电 流倍数
19 2021/3/2
1.5.3电流互感器接线方式
1/3机会切除一个故障点；
1/6机会两套保护均不动作
27 2021/3/2
缺点： 用于Y/Δ变压器保护时，灵敏系数可能比完全
星形接线小一半； 辐射形电网两段线路的两点接地，可能造成非
选择性动作
28 2021/3/2
3、两相三继电器接线（不完全星形接线） （1）特点：回路比不完全星形接线多接一只继电器 （2）Kjx=1（对于Y/Δ-11变压器保护，灵敏系数与完