第二章电网的电流保护
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
(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。
电网继电保护复习题
继电保护复习题第一章绪论一、基本问答题1．什么是继电保护装置？其基本任务是什么？答：继电保护装置就是指能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。
继电保护装置基本任务是：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。
（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理。
2．继电保护基本原理是什么？答：继电保护的原理就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。
如根据短路故障时流过电气元件上的电流增大而构成电流保护，根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护，根据接地故障时出现的电流﹑电压的零序分量，可构成零序电流保护，根据电力变压器部故障产生的气体数量和速度而构成瓦斯保护。
3．什么是主保护和后备保护？答：主保护是指被保护元件部发生的各种故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择的切除被保护设备或线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。
远后备保护是指主保护或断路器拒绝动作时，由相邻元件的保护部分实现的后备。
近后备保护是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备。
如当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现的后备。
4．对继电保护装置的基本要什么？答：（1）选择性：当电力系统中的设备或线路发生故障时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，尽量减小停电面积，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
（2）速动性：是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压情况下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。
（3）灵敏性：是指电气设备或线路在被保护围发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。
2011继电保护 第2章 电网的电流保护双侧电源
（２）外汲电流的影响 限时电流速断保护整定时 分支电路的影响 考虑分支系数
I
set
K rel I set .下一级 K b
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
0 60 Ｃ相继电器能够动作的条件 分析结论:三相短路和任意两相短路，当 0 90 K 使故障相方向继电器动作的条件为 30 60 ９０°接线方式的优点 缺点 （１）两相短路没有死区
（２）选择继电器的内角在30°和 60° 之间，各种相间短路都能保证动作的方向性 在保护安装地点附近正方向发生三相短路时，方 向保护存在动作的死区
0 90 K
的情况下均能动作，应选择
0 90
在三相对称的情况下，当功率因数为１时，加入继电 器的电流和电压相位相差90°（这只是加入继电器的 电压和电流的一种组合，并无实际意义）
之间才能满足要求
同一相的电流元件与功率元件必须串联，然后再 与其它相并联，一起起动其它元件
2.正方向发生两相短路 （１）短路点位于保护安装地点附近 为使故障相方向继电器在任何 0 90 K 的情况下均能动作，应选择 之间才能满足要求 0 90 （２）短路点远离保护安装地点 120 Ｂ相继电器能够动作的条件 30 Ｃ相继电器能够动作的条件 30 60 正方向发生两相短路 Ｂ相继电器能够动作的条件 30 90
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
２.限时电流速断保护整定时分支电路的影响 （１）助增电流的影响 分支系数 故障线路流过的短路电 流 K b 前一级保护所在线路上 流过的短路电流
第二章电流保护和方向性电流保护
曲线 max ：系统最大运行方式下发生三相 短路情况。 曲线min：系统最小运行方式下发生两相 短路情况。
（线路上某点两相短路电流
为该点三相短路电流的 倍）
3 2
(2) 动作电流整定
原则：按躲开下条线路出口（始端）短路时流过本保护的 最大短路电流整定（以保证选择性）： IIdz.1 > I(3)d.B.max 取：IIdz.1= KБайду номын сангаасI· I(3)d.B.max IIdz.2 > I(3)d.c.max IIdz.2= 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K I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 对于过量保护,灵敏系数：
（可靠系数：KkI = 1.2～1.3）
(3) 灵敏性校验
该保护不能保护本线路全长， 故用保护范围来衡量： max：最大保护范围. min：最小保护范围.
Exx / 3 Exx / 3 3 I 由： Kk 2 Z s.max z1lmin Z s.min z1L
3 Z s.min z1L 可求得：lmin ( Z s.max ) / z1 I 2 Kk
为保证动作选择性，动作
时限按“阶梯原则”整定:
tIII1=Max{tIII2,tIII3,tIII4}+t
对定时限过流保护，当故障越靠近电源端时，此时短路电
流Id越大,但过流保护的动作时限反而越长 ——— 缺点 ∴ 定时限过流保护一般作为后备保护，但在电网的终端可以 作为主保护。
继电保护讲解第二章-电流保护[1]
![继电保护讲解第二章-电流保护[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b8431b5ea8114431b90dd891.png)
线路限时速断保护配合。
Id"z
KK"
I '' dz.next
,
t本''
t '' next
0.5
❖ 限时电流速断保护的单相原理接线图
TQ
信
+
号
_
+
+
I
t
LH
_
❖ 对限时电流速断保护的评价
➢优点
✓结构简单，动作可靠 ✓能保护本条线路全长
➢缺点 ✓不能作为相邻元件（下一条线路）的后备 保护，只能对相邻元件的一部分起后备保 护作用。
（3）灵敏度校验
(2)
I ''
d.B.min
K lm
''
I dz.1
3 2
I (3) d.B.min
I '' dz.1
=
3 3550
2
1.58 f 1.5
1950
3、对保护1进行定时限过电流保护的整定计算
（1）起动电流 （2）灵敏度校验
I "' dz.1
K
"' K
I (3) d.C.max
1250A
I (3) d.C.min
1150A
（1）起动电流
I '' dz.1
K I'' ' K dz.next
K I'' ' K dz.2
K K I '' ' (3) K K d.C.max
=1.21.31250 1950(A)
（2）动作时限 t1'' t2' t 0 0.5 0.5(s)
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
（4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ，I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段，分别为： 灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业： 2-41 复习题：60（做）、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ：
U A0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
线路、中性点不变，零序网不变；
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序（Ud1、
Ud2、Ud0
）
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流： 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点：无不平衡电流，接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向：线路－母线； 反方向：母线－线路。 16
功率方向继电器GJ0 ：
输入： U J －3U0 IJ 3 I0
向量图：
正方向短路： 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
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。
电力系统继电保护第二章习题和答案
2电流的电网保护2.1在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。
当加入继电器的动作电量（图中的k I ）大于其设定的动作值（图中的op I ）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的re I ）以后它才突然返回。
无论启动还是返回，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，这种特性称为“继电特性”。
为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。
126534op I kI reI 1E 0E2.2 请列举说明为实现“继电特性”，电磁型、集成电路性、数字型继电器常分别采用那些技术？答：在过量动作的电磁型继电器中，继电器的动作条件是电磁力矩大于弹簧的反拉力矩与摩擦力矩之和，当电磁力矩刚刚达到动作条件时，继电器的可动衔铁开始转动，磁路气隙减小，在外加电流（或电压）不变的情况下，电磁力矩随气隙的减小而按平方关系增加，弹簧的反拉力矩随气隙的减小而线性增加，在整个动作过程中总的剩余力矩为正值，衔铁加速转动，直至衔铁完全吸合，所以动作过程干脆利落。
继电器的返回过程与之相反，返回的条件变为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩与摩擦力矩之和。
当电磁力矩减小到启动返回时，由于这时摩擦力矩反向，返回的过程中，电磁力矩按平方关系减小，弹簧力矩按线性关系减小，产生一个返回方向的剩余力矩，因此能够加速返回，即返回的过程也是干脆利落的。
所以返回值一定小于动作值，继电器有一个小于1 的返回系数。
这样就获得了“继电特性”。
三峡大学继电保护考试重点缩减版
继保课后习题整理版第一章 绪论1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?答：作用包括：（1）自动、迅速、有选择地向断路器发出跳闸命令，将故障元件从电力系统中切除，保证其他无故障部分迅速地恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
★1.8后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。
答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。
远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。
远后备保护的缺点是：①当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；②动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；③在高压电网中难以满足灵敏度的要求。
近后备保护的优点是：①与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；②动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；③在高压电网中能满足灵敏度的要求。
近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。
第二章 电流的电网保护2.4在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？答：引入可靠系数的原因是必须考虑实际存在的各种误差的影响;例如：①系统和线路参数的误差；②计算误差；③互感器传变误差；④继电器测量误差；⑤电动势波动；⑥裕度可靠系数K`rel=1.2~1.32.12功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？ 答：（1）功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位，并且根据一定关系[cos(+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。
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
继电保护第二章、四章、五章的总结
• 解决方法：设置“方向元件”判别故障方向 当故障为“正向故障”时，开放电流保护
KW 方向元件 当故障为“反向故障”时，闭锁电流保护 & KA 电流元件
设置了方向元件，双电源线路电流保护实际分成了 两组方向不同的单电源线路电流保护。
两组保护各自的整定方法与单电源线路电流保护一致。
功率方向元件
1.工作原理 方向元件如何判断故障“方向”？
三相短路：
两相短路：
死区 EM EM (3) Ik = = ZΣ ZM + ZK 3 (2) Ik = × I k( 3 ) 2
M
N
K2
1.保护装置的动作电流：能使保护装置起动的最小电流 1.保护装置的动作电流： 保护装置的动作电流 2.动作电流整定： 动作电流整定： 动作电流整定 按保护区末端短路条件整定， 按保护区末端短路条件整定，但为 了保证选择性， 了保证选择性，电流速断保护的动作 电流应躲过下一线路首端短路故障时 流过本保护的短路电流即 Ioper＞ ＞ Ik.N.max 保护装置动作电流： 保护装置动作电流：
电流继电器KA作为启动元件。 电流继电器 作为启动元件。 作为启动元件 中间继电器KM的作用，触点容量大，增强电流。利用中间继电 的作用， 中间继电器 的作用 触点容量大，增强电流。 器的短延时（ 器的短延时（0.06~0.08s）作用，躲过避雷器短路线路的放电时 ）作用， 间(10ms)。 。
QF
II段的接线 段的接线
• 展开接线图： 展开接线图：
动作过程为： 动作过程为： 正常时： 正常时：Ij=Ifh＜Idz，KA 不动作，保护不动作 短路时： 短路时：Ij=Id＞Idz，KA 动作，KA的动合触点闭 合，接通KT线圈带电动 作，KT延时闭合，使KOM 线圈带电动作，KOM动合 触点闭合，让QF的YT带电 动作跳闸切除故障。同时 KS线圈带电动作，接点闭 合，发掉牌信号、光字牌 信号、事故音响信号。
电力系统继电保护1_3章习题解答
第1章绪论思考题与习题的解答1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？答：电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时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，属于异常运行方式既不正常工作状态；当电力系统发生故障和不正常运行方式时，若不及时处理或处理不当，则将引发系统事故，事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏，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避免，而事故是可以避免发生。
1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？答：常见故障是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由上述几种故障组合成复杂的故障。
故障后果使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缩短使用寿命；造成系统中部分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，使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是主保护、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？答：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。
例如：线路的高频保护，变压器的差动保护等。
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故称为近后备保护。
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，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。
1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么？答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件使其免受破坏保证其它无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其它自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
电网的电流保护和方向电流保护
动作
不可能停留在某一中间
位置，这种特性称为“继
返回
电特性”。
I I re I op
＊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：
2020/1/8
K re
I re I op
1 (0.85~0.9)
4
2.1 单侧电源网络的相间电流保护
2020/1/8
k1
2020/1/8
37
3.灵敏性的校验 （1）作为近后备时
采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的 电流来校验；
2020/1/8
38
3.灵敏性的校验 （1）作为远后备时
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；
2020/1/8
39
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；
15
3、电流速断保护的构成
无时限电流速断保护的单相原理接线图
2020/1/8
16
4、评价
优点：动作速度快，接线简单； 缺点：不能保护线路全长，保护范围受运 行方式的影响，保护线路长度不同，保护 范围也不同。
2020/1/8
II se t.2
运行方式变化对电流速断保护范围的影响
17
4、评价
优点：动作速度快，接线简单； 缺点：不能保护线路全长，保护范围受运 行方式的影响，保护线路长度不同，保护 范围也不同。
2020/1/8
45
阶段式电流保护的配合及应用
㈡阶段式电流保护的配合关系
过电流保护
过电流保护靠时间元件逐级配合满足选择性要求 过电流保护的电流元件不具备选择性
电力系统继电保护-2 电网的电流保护-part1
高出一个时间阶梯 Δ t 即
II t2 = t1I + Δ t
（2－17）
Δt
对于通常采用的断路器和间接作用的二次式继电器而言， Δ t 的数值位于 0.3～ 0.6s 之间，通常多取为 0.5s 。
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
电流速断保护——对于反应于短路电流幅值增大而瞬时动 作的电流保护。 1 工作原理（以保护2为例分析）
（图2-3： 电流曲线）
2.1.3 电流速断保护
从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不起动。
保护装置的整定电流 − 对反应电流升高而动作的电流速断保护而言，能使该保护装置起 动的最小动作电流值，以I set 表示。必须当实际的短路电流I d ≥ I set时，保护装置才能动作。 保护装置的整定电流是用电力系统一次侧参数表示的，其意义为：当在被保护线路的一 次侧电流达到这个数值时，安装在该处的这套保护装置就能动作。
短路电流 = 短路工频周期分量（主要） + 暂态高频分量 + 衰减直流分量 其中短路工频周期分量可以用下式KΦ
EΦ Zs + Zd
E Φ − 系统等效电源的相电势 ； Z d − 短路点至保护安装处之 间的阻抗； Z s − 保护安装处到系统等效 电源之间的阻抗； K Φ − 短路类型系数，三相短 路取1，两相短路取 3 。 2
折线1——各条线路中流过的最大负荷电流幅值。 曲线2——最小运行方式下两相短路时流经保护 安装处的短路电流随短路点距离变化的曲线。 曲线3——最大运行方式下三相短路时流经保护 安装处的短路电流随短路点距离变化的曲线。
许继继电保护基本原理
精心整理继电保护基本原理及电力知识问答主任委突出重点，把最精华的部分呈献给读者。
第二篇为新产品的介绍，该篇针对许继集团最近几年研制开发并已成功推向市场的8000系列综自和800系列保护的产品，简单介绍了这些产品的主要功能、特点、分类、应用范围，并与国内的几个主要生产厂家的产品作了对比。
第三篇为电力基础知识，该篇除了电力系统、继电保护、自动化的基础知识以外，还包括了许继集团各子公司的主要产品。
作者查阅了大量的相关资料，筛选出了二百多道题目，采用问答的形式编写，便于读者学习和掌握。
本书可以作为许继集团有限公司电气工程类设计研发人员、制造人员、工程调试人员、售后服务人员、市场营销人员、销售人员及新员工培训的教材，也可以作为电力部门继电保护人员调试、运行、维护的培训和参考资料。
全书由刘甲申主编，任志航、刘福成校核，谢世坤审核，教育中心、电气销售公司和人力资源部共同编辑出版。
本书在编写过程中得到了各相应子公司的大力支持和帮助，在此一并致谢。
由于编写时间紧张，作者能力有限，书中难免有错误和不当之处，敬请读者批评指正。
编委2006年1月目录前言第一篇继电保护基本原理 (1)述护11电流第五节电流保护计算举例……………………………………………………………16第三章电网的距离保护 (19)第一节距离保护的作用原理…………………………………………………………19第二节阻抗继电器……………………………………………………………………20第三节阻抗继电器的接线方式………………………………………………………2526272932护35第二节输电线的高频保护……………………………………………………………37第三节分相电流差动保护简介………………………………………………………40第四节输电线纵联保护的发展趋势…………………………………………………41第五章自动重合闸 (42)第六章电力变压器的继电保护46465152护54第二节发电机的纵差动保护和横差动保护…………………………………………54第三节发电机的单相接地保护………………………………………………………56第四节发电机的负序过电流保护……………………………………………………57第五节发电机的失磁保护……………………………………………………………58第六节发电机—变压器组继电保护的特点…………………………………………62护述69707173点 (73)二 8000系列综自产品的分类及应用 (73)三国内几大厂家综自系统对比分析 (73)四 800系列保护的主要特点 (74)五 800系列保护的分类 (74)六 800系列保护的主要功能及应用范围 (74)七供货业绩 (76)第三篇电力基础知识问答 (78)参考文献 (115)运行状态之间的差别，以实现保护。
《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Re1ayProtectionofPowerSystem总学时数：32学分数：2适用专业：电气工程与自动化一,课程的性质.目的和任务《电力系统继电保护》是电气工程与自动化专业的专业课，是选修课。
通过本课程学习，应使学生深刻地认识到,电力系统继电保护在保证电力系统的安全稳定运行中所起的重要作用；使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、基本概念、基本实验技能，毕业后为从事本专业范围内的实际工作奠定基础。
二.课程教学的基本要求本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实验和考试。
通过各个教学环节重点培养学生分析和解决问题的能力和自学能力。
三.课程的教学内容,重点和难点第一章绪论(2学时)基本内容：继电保护的基本原理及保护装置的组成，继电保护的任务，对电力系统继电保护的基本要求，继电保护工作的特点。
基本要求：了解继电保护的原理、组成、继电保护技术的发展。
重点：继电保护的基本原理，对电力系统继电保护的基本要求。
难点：对电力系统继电保护的基本要求。
第二章电网的电流电压保护和方向性电流保护(6学时)基本内容：(1)相间短路的电流保护：电流速断保护，限时电流速断保护，定时限过电流保护，电流保护的接线方式，阶段式电流保护的应用及接线举例，电流电压连锁保护。
(2)相间短路的方向性电流保护、方向性电流保护的工作原理，功率方向继电器的工作原理及接线方式，双侧电源的网络中电流保护整定的特点。
(3)中性点直接接地电网中接地短路的三段式零序电流保护，方向性零序电流保护。
(4)中性点非直接地电网接地故隙的零序电流电压和方向保护。
基本要求：了解电流、电压继电器的构造与原理；掌握三段式电流保护的作用、原理、整定计算原则、保护的接线图；理解电流保护的接线方式及特点；通过三段电流保护的实验，加深了解继电器的基本结构和理解三段保护的基本原理。
掌握装设方向元件的必要性；了解功率方向继电器的工作原理；理解大电流接地系统单相接地短路时零序分量的特点，了解三段式零序电流保护中作用、工作原理和接线图。
- 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)。
电流几乎相同
电流几乎相同
解决这个矛盾可以有两种办法：
优先保证动作的选择性即从保护装置启动参数的 整定上保证下一条线路出口处短路时不启动，在继 电保护技术中，这又称为按躲开下一条线路出口处 短路的条件整定。 另一种办法就是在个别情况下，当快速切除故障 是首要条件时，就采用无选择性的速断保护，而以 自动重合闸来纠正这种无选择性动作。
K 为时间整定系数
曲线族见p26
启动电流
瞬时动作电流
2、整定配合
3. 确定曲线①2 的动作时限比保护 1 高 出一个时间阶梯 △ t
1.确定a1点
2. 确定b点。注意a1与b 点的电流的含义。
按定时限与K3点配合做远后备
反时限过电流继电器电流速断段的整定原则仍是 躲开下级母线的最大短路电流
2 . 1 . 6 阶段式电流保护的配合及应用 电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护都是反应 于电流升高而动作的保护。它们之间的区别主要在于按照不 同的原则来选择启动电流。 速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定； 限时速断是按照躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动 作范围来整定； 过电流保护则是按照躲开本元件最大负荷电流来整定。 由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为 相邻元件的后备保护。为保证迅速而有选择性地切除故障， 常常将电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组合 在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用速 断保护加过电流保护，或限时速断保护加过电流保护，也可 以三者同时采用。
C0
0
IYC1 IYA2 IYA IYC
I△C1超前IYC130度,
IYB
I△
Y C2滞后I C230度
采用三相星形接线，灵敏系数增大 1 倍，这是十分有利的。
两相星形接线，灵敏系数比采用三相星形接线时降低一半。 为了克服这个缺点，可以在两相星形接线的中性线上再接入一 个继电器.
IA+IC
2 ．按选择性的要求整定过电流保护的动作时限
2，3，4，5都启动，如何保证选择性？ 只有依靠时限！
3 ．过电流保护灵敏系数的校验
评价
������ 第III段的动作电流比第Ⅰ、Ⅱ段的动作电流 小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高； ������ 在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限 都互相配合时，才能保证选择性； ������ 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。 直接受电网的接线以及电力系统的运行方式变化 的影响往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求
5.限时电流速断保护的单相原理接线
评价
★限时电流速断保护的保护范围大于本线路 全长； ★依靠动作电流值和动作时间共同保证其选 择性； ★与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护， 兼作第Ⅰ段的近后备保护。 优点：可保护本线路全长；可作为I段的近后 备保护； 能作为下级线路的 缺点：速动性差（有延时）； 远后备保护吗？
2 . 2 . 2 方向性电流保护的基本原理
两组方向保护之间 不要求有配合关系
思考：两组方向保护如何整定？时限如何选取？
2.2.3 功率方向判别元件（功率方向继电器）原理
正向短路时
反向短路时
2 ．功率方向元件（功率方向继电器）的动作特性
以正方向三相短路时A相的功率方向继电器为例：加人电压Ur和电流Ir。
1、 Ⅰ段整定原则 动作电流大于下一条线路保护出口短路时可能出现的最大短 路电流，即大于在最大运行方式下三相短路时电流。
A B
速断保护的动作时间取决于继电器本身固有的动作时间，一般小于 10ms 考虑到躲过线路中避雷器的放电时间为 40 - 60ms ，一般加装一个动作时 间为 60 - 80ms 的保护出口中间继电器，一方面提供延时，另一方面扩大 触点的容量和数量。
对反应电流升高而动作的电流速断保护而言，能使该保 护装置启动的最小电流值称为保护装置的整定电流，以 表示。用电力系统一次侧的参数表示。 它所代表的意义是：当在被保护线路的一次侧电流达到这个 数值时，安装在该处的这套保护装置就能够动作。 为保证动作的选择性，保护装置的启动电流必须大于下 一条线路出口处短路时可能的最大短路电流，从而造成在本 线路末端短路时保护不能启动，保护不能启动的范围随运行 方式、故障类型的变化而变化。在各种运行方式下发生各种 短路保护都能动作切除故障的短路点位置的最小范围称为最 小的保护范围。
2 . 2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护
2 . 2 . 1 双侧电源网络相间短路时的功率方向
动作！靠整定值能否保证选择性？
母线电压与线路电流相乘所得到的感性功率方向
当功率方向由母线流向线路（正方向）时才动作，并与电流 保护共同工作，便可以快速、有选择性地切除故障， 称为方向性电流保护
以 tl1的时间被切除 保护 2 的限时速断启动
以 tll2的时间切除
以 tl2的时间切除
灵敏度不满足要求 全线路范围内的故障都能够在 0 . 5s的时间内予以切除
4.灵敏性的校验
不利于保护启动的因素:
故障点一般都不是金属性短路，而是存在有过渡 电阻，它将使得短路电流减小，因而不利于保护 装置动作； 实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于 计算值； 保护装置所使用的电流互感器，在短路电流通过 的情况下，一般都具有负误差，因此使实际流入 保护装置的电流小于按额定变比折合的数值； 保护装置中的继电器，其实际启动数值可能具有 正误差； 考虑一定的裕度。
3.中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路
一般只要求切除一个较远 的短路点？允许另一短路 点继续运行一段时间。
B相故障
序分量边界条件
I C1 I C 2 I
I△C1 I△B2 I△ B I△A2 I△ A IYB1 I△B1 I△C2 I△A1 IYB2 IYC2 IYA1
当供电网络中任意点三相和两相短路时，其短路工频周期分 量近似计算式为：
最大运行方式和最小运行方式
对继电保护而言，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处 的电流最大，称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小， Zs＝Zs.min 对继电保护而言，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处 的电流最小，称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大， Zs＝Zs.max
2、保护范围的校验
速断保护对被保护线路内部故障的反应能力（灵敏性），只能用保护范 围的大小来衡量，此保护范围通常用线路全长的百分数来表示
3、电流速断保护的构成
4、电流速断保护的主要优、缺点
电流速断保护的优点是简单可靠、动作迅速； 缺点是不可能保护线路的全长，并且保护范围直接受运行 方式变化的影响。 特例: √在短线路且运行方式变化很大的系统中，最小运行方式下 的保护范围很小甚至等于零。 √当速断保护应用于线路-变压器组时，其动作电流可按躲过 变压器低压母线短路整定，因而，其保护范围可保护线路全 长。
2 . 1 . 4 限时电流速断保护
1.工作原理 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。 要求：在任何情况下能保护本线路的全长，并且具 有足够的灵敏性。 满足上述要求的前提下，力求具有最小的动 作时限。
延伸到下级线路,
保证动作的选择性: 使保护的动作带有 一定的时限，此时 限的大小与其延伸 的范围有关。 为了使这一时限尽量缩 短，照例都是首先考虑 使它的保护范围不超过 下级线路速断保护的范 围.
2 .1.5 定时限过电流保护
过电流保护是指其起动电流按躲过最大负荷电 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.
定时限过电流保护:保护启动后出口动作时间是固定的整定 时间； 反时限过电流保护:出口动作时间与过电流的倍数相关，电 流越大，出口动作越快。
装设在 A 、C 相上的两相电流互感器与两个电 流继电器分别按相连接在一起。它和三相星形接线 的主要区别在于 B 相上不装设电流互感器和相应的 继电器，因此不能反应 B 相中所流过的电流。在这 种接线中，中性线的流回电流是 Ia+Ib。
两种接线方式在各种故障时的性能分析
1. 各种相间短路 相同之处：两种接线方式均能正确反应。 不同之处：动作的继电器个数不同。 2. 中性点直接接地系统的单相接地短路 三相星形接线可反应各种单相接地故障。 两相星形接线不能反应B相接地故障。不适用 于中性点直接接地系统。
2 .限时电流速断保护的整定
1 2
能否选取两个电流相等?
1
2
3.动作时限的选择
1
2
应包括故障线路断路器 QF 的跳闸时间、灭弧时间（即从 接通跳闸线圈带电的瞬时算起，直到电弧熄灭的瞬时为 止），因为在这一段时间里，故障电流并未消失，保护 2 仍处于启动状态。 应包括故障线路保护 2 中时间继电器的实际动作时间比整 定时间大的正误差。（当保护 2为速断保护时，保护装置 中不用时间继电器，即可不考虑这一影响。 应包括保护 1 中时间继电器可能比预定时间提早动作的负 误差。 应包括如果保护 1 中的测量元件（电流继电器）在外部故 障切除后，由于惯性的影响而不能立即返回的延时。 考虑一定的裕度。△ t 的数值在 0.3 - 0.5S 之间，通常多 取为 0.5S 。
2 . 1 . 8 电流保护的接线方式
电流保护的接线方式是指:保护中 的电流继电器与电流互感器之间的连接 方式。 广泛使用的是三相星形接线和两相星形 接线两种接线方式。
三个电流互感器和三个电流继电器均接成星形.在中性线上流回的电 流为 Ia+Ib+Ic，正常时此电流约为零，在发生接地短路时则为三倍零序电 流 3 I0。；三个继电器的启动跳闸回路是并联连接的，相当于“或”回 路，其中任一输出均可动作于跳闸或启动时间继电器等。由于在每相上 均装有电流继电器，因此，它可以反应各种相间短路和中性点直接接地 系统中的单相接地短路。