第二章电流保护
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
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。
第二章零序电流保护-4
电力系统继电保护原理主讲教师：刘青电自教研室第二章电网的电流保护2.3中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护主要内容•一、零序分量的特点•二、零序电压、电流滤过器•三、多段式零序电流保护•四、方向性零序电流保护•五、对零序电流保护的评价当系统中主变压器中性点直接接地时310≤X X /中性点直接接地的电网又称大接地电流系统110kV 及以上电网-中性点直接接地60kV 及以下电网--中性点不接地或不直接接地一、零序分量的特点B 零序电压：故障点零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点A U零序电流与变压器中性点接地的多少和位置与线路及中性点接地变压器的零序B零序功率分布：短路点零序功率最大；方向：对于发生故障的线路，两端的零B 4.零序电压与电流的相位关系I &=00k 正方向故障：二、零序电压、电流滤过器三、多段式零序电流保护I3（一）零序电流I段保护整定值应选取（1）和（2）中较大者。
原则（2）所得定值一般较大，保护范围缩小，灵敏度降低，此时可考虑使Ⅰ段带一小的延时（0.1s）躲开不同时合闸时间。
灵敏性：要求最小保护范围≥（15%～20%）lunb.maxIIIrel III setIK I=¾躲下级线路出口三相短路时流过保护装置的最大不平衡电流I unb.maxk.maxer st np unb.max I K K K I =式中¾与下级线路零序III 段保护在灵敏度上配合0.bminIII set1III rel III set2/K IK I=（三）零序电流III 段保护零序过电流保护的时限特性在同一线路上的零序过电流保护与相间短路的过电流保护相四、方向性零序电流保护整流型和晶体管型零序功率方向继电器U&静态功率方向继电器U ,I&&优点：1.零序过电流保护的灵敏度高2.受系统运行方式的影响要小3.不受系统振荡和过负荷的影响4.方向性零序电流保护没有电压死区5.简单、可靠缺点：1.对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求2.单相重合闸的过程中可能误动3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，将使保护的整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间2.4 中性点非直接接地系统中的零序电流保护1、对保护的要求中性点非直接接地系统(小接地电流系统)¾中性点不接地¾中性点经消弧线圈接地¾中性点经电阻接地在小接地电流系统中发生单相接地时，一般都允许再继续运行1～2个小时)要求保护能选出接地线路并及时发出信号)对人身和设备的安全有危险时，应动作于跳闸。
第二章：阶段式电流保护题库
第二章：阶段式电流保护1.电流互感器一次绕组和二次绕组的极性通常采用（）标注。
AA. 减极性原则B. 加极性原则C. 阶梯时限原则D. 同极性原则2. 电流互感器的接线方式中，三相都装有电流互感器以及相应的电流元件，能够反应三相电流的接线方式为（）。
AA. 三相完全星形接线B. 两相不完全星形接线C. 两相电流差接线D. 90°接线3. 定时限过电流保护两相两继电器的不完全星形连接方式，能反应()。
AA. 各种相间短路B. 单相接地短路C. 开路故障D. 两相接地短路4. 电压互感器与电流互感器一次侧接入电力系统的方式是（）。
CA. 串接、串接B. 并接、并接C. 并接、串接D. 串接、并接5. 某35kV系统通过输电线路向负荷供电，当线路末端发生三相短路时，短路电流为3.5kA，当同一地点发生两相短路时，其短路电流为（）。
CA. 6.06 kAB. 4.95kAC. 3.03kAD. 1.77kA6. 三段式电流保护中第I段为（）。
AA. 瞬时电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 过电流保护D. 方向过电流保护7. 瞬时电流速断保护动作电流的整定原则为（）。
AA. 躲过本线路末端短路可能出现的最大短路电流B. 躲过本线路末端短路可能出现的最小短路电流C. 躲过本线路末端短路可能出现的最大负荷电流D. 躲过本线路末端短路可能出现的最大自起动电流8. 限时电流速断保护的动作时限一般整定为（）。
CA. 0sB. 1sC. 0.5sD. 10ms9. 三段式电流保护中第Ⅱ段为（）。
BA. 瞬时电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 过电流保护D. 方向电流保护10. 一般（）保护是依靠动作值来保证选择性。
AA. 瞬时电流速断B. 限时电流速断C. 定时限过电流D. 过负荷保护11. 定时限过电流保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足：由负荷侧起，愈靠近电源侧的继电保护的动作电流值（）。
电力系统继电保护原理PPT 2-1三段电流保护
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线路短，保 护范围内始 端和末端电 流差别不大
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终端采用线 路-变压器接 线方式，保
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当电路网络中任意点发生三相或两相断路故障时， 其短路工频周期分量近似计算为：
IⅠop
IⅠ set.1
nTA
Kcon
其中 nTA是电流互感器变比。 Kcon 是接线系数，一般取1.0。
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保护范围的校验
保护范围：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的 短路电流对应的短路点区域。最小的保护范围为在系统最小 运行方式下两相短路时出现。
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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 方向电流保护2
I KW
•
U KW
•
A
B
C
Ia
Ib
U bc
U ca
Ic
U ab
2.方向过电流保护的原理接线
方向过电流保护的原理接线和展开图如图2.23所示
（P37），其中三个功率方向继电器的接线即为 90°接线方式。在接入电流、电压时要特别注意电 流线圈和电压线图的极性端。在实际应用中，如果 有一个线圈极性接错，则会出现正方向短路时拒动 ，而反方向短路时误动的严重后果。所以，90°接 线方式的接线不仅要考虑继电器的电流、电压应如 何接入，还需要注意怎么样接的问题。
I I 如果保护1的反向电流 k1max ＞ k 2max ，则 I OP 1
的整定有两种不同的方案：
图2.28 双侧电源线路电流保护整定说明图
Ι I K (1) 按本线路末端最大短路电流整定即 OP1 rel I k2max
但为防止反方向短路误动作，应加装功率方向继电
2. Ⅱ段方向性限时电流速断保护
以图2.28中的保护2和3为例来说明：
(1) 若 t 2 ＞ t 3 或 I k 2max＜IOP ，则保护2的第二段可 2
不装设功率方向继电器。 (2) 若 t 3 ＞ t 2 或I k3max ＜ IOP 3 ，则保护3的第二段也 可不装设功率方向继电器。 I (3) 若 t3 t2 且 k 2max ＞IOP2 和I k3max ＞ IOP 3，则保护2和保 护3的第二段均应加装功率方向继电器。
方向发生任何类型的相间短路故障都能动作，而反 方向短路时则不动作。
(2) 尽量使功率方向继电器在正向短路时具有较高
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]
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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)
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。
电力系统继电保护习题-第二章电网的电流保护
第二章 电网的电流保护2-1．已知：线路L1装设三段式电流保护，保护采用两相不完全星形接线，L1的，max 174L I A ⋅=300/5TA n =，在最大运行方式下及最小运行方式下k1、k2及k3点三相短路电流见下表： 短路点 k1 k2 k3最大运行方式下三相短路电流（A ） 4400 1310 520最小运行方式下三相短路电流（A ） 3945 1200490L2过电流保护的动作时限为：2.5秒。
求：L1线路各段(I,II,III 段)保护的动作电流，继电器的动作电流及动作时限，并校验保护的Ⅱ、Ⅲ段灵敏度（各项系数取：，，，，） 1.3I rel K = 1.1II rel K = 1.2rel K ΙΙΙ= 1.3ss K =0.85re K =图2-12-2．如图所示网络，已知：max 6.7s Z ⋅=Ω，min 5.5s Z ⋅=Ω。
试对保护1进行电流I 段和II 段的整定计算（求：'set I 、、、't %min l ''setI 、、''t ''sen K 、）并画出时限特性曲线（线路阻抗取0.4Ω/kM ，电流I 段的可靠系数，电流II 段的可靠系数，下同）。
注：计算短路电流取E 1.3I rel K = 1.1II rel K =ф=。
图2-22-3．题图2-2中，已知：，取电流III 段可靠系数、返回系数、自起动系数。
max 400L I A ⋅='''1.2rel K =0.85re K =1ss K =（1）对保护1继续进行反应相间短路的电流III 段保护的整定计算（求set I 、t 、sen K （近、远））并确定保护的接线方式。
（2）结合上题计算结果依次求出保护1的电流I 段、II 段和III 段的二次动作电流（I op I 、IIop I 、op I ΙΙΙ）。
2-4．在图2-3所示35KV 单侧电源电网中，已知线路L1的最大负荷电流，电动机的自起动系数，电流互感器变比为200/5，在最小运行方式下，变压器低压侧三相短路归算至线路侧的短路电流max 189L I A ⋅=1.2ss K =(3)min 460k I A ⋅=，线路L1装有相间短路的过电流保护，采用两相星形两继电器式接线。
电力系统继电保护原理 第二章第二节 相间短路的方向性电流保护
' ' Id 2 Id' 2
' ' Id'1 > Idz.1, 1电 速 保 误 流 断 护 动
t1 ≤ t6 , 1过 流 护 动 电 保 误 ' ' Id 2 > Idz.6 , 6电 速 保 误 流 断 护 动
t6 ≤ t1 , 6 过 流 护 动 电 保 误 在d1点和d2点短路时，电流保护1和电流保护6可能误动。 问题：在d1点故障时，必须闭锁电流保护1，以防止其误动， 同时保证电流保护6正确动作。
功率方向继电器的动作方程 相位动作区：
& UJ (ϕlm − 90 ) ≤ ϕJ ≤ (ϕlm + 90 ) ，ϕJ = arg & IJ ϕlm 是最大灵敏角，有 ϕlm = ϕd
o o
动作相位区间： lm ± 90o （以适应在 ϕd在0°～90°范围内的变化） ϕ
& UJ ϕlm＋90 ≥ arg & ≥ ϕlm－ o 90 IJ & UJ e− jϕlm o 90 ≥ arg ≥－ o 90（相角形式） & I
（2）正方向两相短路（保护安装处、远处） 正方向两相短路（保护安装处、远处） 保护安装处故障， ⅰ. 保护安装处故障，即近处故障
有Zd << Zs , 可认为Zd = 0
1& & & & & UA = EA , UB = UC = − EA 2 & = 0， 动 GJA : I A 不 o 应 作 GJ B : ϕJB = ϕd −90 ， 动 GJ C : ϕJC = ϕd −90o， 动&作 应 U
正方向（d1点）短路故障时：
2011继电保护 第2章 电网的电流保护双侧电源
& ｊ Uｅ Uｅα −90° p arg r p 90° & I
r
r
+1
α
(2)正方向故障时有足够的灵敏度 正方向故障时有足够的灵敏度 ϕr = ϕsen = −α 最大灵敏度角 3.功率方向元件的构成 功率方向元件的构成 方向元件的作用是比较加在该元件上的电流与电压的相位， 方向元件的作用是比较加在该元件上的电流与电压的相位，并在满足 一定关系时动作 实现手段：感应型（感应式功率方向继电器GG－11型） 集成电路型 数字型 实现手段：感应型（感应式功率方向继电器 － 型 实现方法： 实现方法：相位比较 幅值比较
I& r
φ&I
﹡
& φU
& IU ﹡
& Ur
第二章 电网的电流保护
作业 第二章
2.双侧电源的方向性电流保护利用了电流和功率的什么特征 方 双侧电源的方向性电流保护利用了电流和功率的什么特征?方 双侧电源的方向性电流保护利用了电流和功率的什么特征 向性电流保护的主要特点是什么?相间短路的方向性电流保护 向性电流保护的主要特点是什么 相间短路的方向性电流保护 适用的电网。 适用的电网。 什么是功率方向元件的90º接线方式 相间短路功率方向元件采 什么是功率方向元件的 接线方式?相间短路功率方向元件采 接线方式 接线方式的优缺点。 用90º接线方式的优缺点。 接线方式的优缺点
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
02 1 相间电流保护
Kre = Ire < 1 Iop
第二章 电网的电流保护
第一节 单侧电源网络相间短路的电流保护----三段式相间短路的电流保护
电力系统短路电流与系统运行方式及故障类型的关系：
Ik = Eφ = Eφ
Z ∑ Zs + Zk
Eφ -----系统等效电源相电势
Zk -----短路点至保护安装处 Zs -----保护安装处到系统等效电源之间的阻抗
第二章 电网的电流保护
3。定时限过电流保护（电流保护III段）
在外部故障被切除后，本装置应返回，即本装 置的返回电流应大于本线路最大负荷电流。
I SS.max = K SS I L.max
KSS 在故障切除，电压恢复时电动机自起动系
数，2 ～7。
第二章 电网的电流保护
3。定时限过电流保护（电流保护III段）
t4=t3+⊿t， …。
这种从末端时 限逐步向首端升高 的整定方法称为时 限阶梯原则。
第二章 电网的电流保护
3。定时限过电流保护（电流保护III段）
由于过电流保护按 大于最大负荷电流整 定，当k1或k2点故障 时，保护1均会起动。 若1点、2点上安装的 主保护（或过电流保 护2）拒动时，过电 流保护1均能提供后 备保护。
• 闭合和断开明确干脆，无中 间位置，称为“继电特性 ”
第二章 电网的电流保护
2。继电特性
• 大于某一个值时动作导通（闭 合），称为“过量继电器” • 低于某一个值时动作导通（闭 合），称为“欠量继电器”。
•返回电流与动作电流的比值 称为返回系数
• 过电流继电器的返回系数<1，如
0.85 ～ 0.9
第二章 电网的电流保护
1）电流速断保护（I段）整定计算原则
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。
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II se t.2
运行方式变化对电流速断保护范围的影响
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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。
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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
2继保-电流(2-1) (2)
（6）评价 优点：灵敏度好，能保护线路全长。 缺点：带 0.3 ～ 1秒延时，速动性差一些； 不能作为下一级线路的远后备
电流Ⅰ、Ⅱ段联合工作就可以保证全线范围内 的故障在0.5秒内予以切除，一般情况下能够满足 快速切除故障的要求，作为“主保护”。
40/66
归纳： 电流Ⅱ段定义：以较小的时限快速切除 全线范围以内的故障。 电流Ⅱ段整定原则：与下级线路电流 Ι 段配合。 电流Ⅱ段校验 ：按照本线路末端最小的 短路电流校验。
根据短路电流的变化规律，来进行电流保护的配 22/66 置和整定计算。
1、电流速断保护（简称：电流Ⅰ段） （1）工作原理：反应于短路电流的幅值增大而瞬 时动作的电流保护（电流大于某个数值时，立即动 作）。 按照选择性的要求，希望能保护本线路全长。
A 2
K1 B
1
K2
C
D
但是，保护2的测量电流无法区分K1点与K2点短路 (电流大小几乎一样), 因此，保护2的电流速断保护 按躲过相邻下一条线路(K2)出口处短路时可能出现的 最大短路电流来进行整定。
最小保护范围——对应于系统最小运行方式、 发生两相相间短路的情况。 ·图解法
· 解析法
I K .min I
(2) K
3 E 2 Z s .max Z1 lmin
I
' set .2
lmin
1 3 E Z S .max I z1 2 I set .2
不动作 0
由图可知：
动作电流 > 返回电流
定义：返回系数 K re
返 回 电 流
动 作 电 流
I
I re I op
返回电流I re 动作电流I op
第二章的第二节多侧电源网络相间短路的方向性电流保护
第⼆章的第⼆节多侧电源⽹络相间短路的⽅向性电流保护第⼆节多侧电源⽹络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实际的电⼒系统是由很多电源组成的复杂⽹络，此时，采⽤第⼀节中介绍的三段式电流保护不能满⾜选择性的要求。
图2－13 双侧电源⽹络接线及保护动作⽅向的规定（a ）1d 点短路时的电流分布；（b ）2d 点短路时的电流分布；（c ）各保护动作⽅向的规定；例如在图2—13所⽰的双侧电源⽹络接线中，每条线路的两侧均需装设断路器和保护装置。
因为当线路上发⽣短路故障时，线路两侧分别流过各侧电源提供的短路电流，如果只在线路的⼀侧装设断路器和保护装置，实际上并不能真正切除故障。
假设保护1、2、3、4的电流速断仍按第⼀节中的整定原则，其起动电流依据电源1E 单独存在情况下整定；保护5、6、7、8的电流速断依据电源∏E 单独存在情况下整定。
在图2-13（a ）中1d 点发⽣短路时，按照选择性的要求应该由距故障点最近的保护2和6动作切除故障。
然⽽，由电源∏E 供给的短路电流1d I ''也将通过保护1，如果1d I ''⼤于保护1电流速断的起动电流1.dz I '，则保护1的电流速断就要误动作。
因此，可以得出这样的结论：在双侧或多侧电源的复杂⽹络中，采⽤电流速断不能满⾜选择性的要求。
那么，此类⽹络中能否采⽤定时限过电流保护呢？结论也是否定的。
因为当1d 点短路时，要求25t t >；但是，当2d 点短路时，⼜要求52t t >。
这两个要求是不可能同时得到满⾜的。
对误动作的保护进⾏分析可知，误动作的原因是由对侧电源供给的短路电流引起的；此时误动作保护的实际短路功率⽅向是由线路流向母线的。
因此，为了消除双侧电源或多侧电源中三段式电流保护的⽆选择动作，需要在可能误动作的保护上增设⼀个功率⽅向闭锁元件。
该元件当短路功率⽅向由母线流向线路时动作，开放电流保护；⽽当短路功率⽅向由线路流向母线时不动作，闭锁电流保护。
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一、 单侧电源网络相间短路的电流保护 二、 电网相间短路的方向性电流保护 三、 大电流接地系统的单相接地保护 四、 小电流接地系统的单相接地保护
要求
掌握： 1.电流继电器的工作原理及相关定义。 2.三段式电流保护的基本原理 3.三段式电流保护的整定计算方法 4.三段式电流保护的接线方式 5.三段式电流保护的应用 6.方向性电流保护的原理和整定计算方法
其中增加ZJ的原因： ▪ 增大触点容量（ZJ继电器的触点容量大） ▪ 躲过管型避雷器放电时间（相当于瞬时接
地短路）
0.04～0.06s 避雷器放电时间 0.06～0.08s ZJ动作时间（选择）
5. 灵敏度校验 Klm
▪
要求：Klm
l m in LAB
100
%
(15%
~
20 %) LAB
按最小运行方式下发生两相短路情况校验
▪ 由公式：
I
(2) d
I
I dz
3 2
E Z smax Z0lmin
lmin
推出灵敏度 Klm
6. 特点：
▪ 只能保护本线路的一部分 ▪ t=0 ▪ Klm 可能很小
➢ 保护范围受系统运行方式影响，当运行方式 变化很大时，可能很小。
➢ 当线路较长时其始端与末端短路电流差别较 大， lmin 较大；当线路较短时其始端与末端 短路电流差别较小，lmin 较小，所以：短线路 更受运行方式影响。
R8
Ij
LB
. I2
R1
D1-D4
UR1
C1
R2 C2
a D5 I1I2
R3
Ib1
UR3
b
D6
C3
R9 R7
I b2
Uc2
W
T1
T2 0V
晶体管型过电流继电器的原理接线图
（2）触发特性
正常情况下：
UC2=E1 T1 饱和导通 T2 截至
动作时：
UC2=0 T1 截至 T2 饱和导通
UC2
E1 1
62
I
(3) d
E/Z
E /(Z S
Zd )
式中: E——系统等效电源单相电势
Zd—短路点至保护安装处之间的阻抗 Zs—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗
(2)两相短路电流的计算：
I (2) d
3E 2Z
3E 2
(Zs
Zd
)
3 2
I (3) d
(3)起动电流整定计算（考虑选择性问题）
为保证选择性和速动性按本线路（A-B线路 末端的最大短路电流计算（以保护2为例）
获得的，保护范围被限制在
以内。（动作电流的整定；被保护线路。）
2．瞬时电流速断保护的动作电流按大于本路线末端 整定，其灵敏
性通常用 来表示。（最大短路电流；保护范围的大小。）
3．瞬时电流速断保护的保护范围在被保护线路 端，在 运行方式
下保护范围最小。（首端；最小）
4．瞬时电流速断保护的保护范围随 和 而变。
▪ 4．瞬时电流速断保护可以作线路的主保护。(× )
▪ 5．瞬时电流速断保护的保护范围不随运行方式而 变。(×)
▪ 6．瞬时电流速断保护的保护范围与故障类型无关。 (× )
三。简答题
▪ 1．简述瞬时电流速断保护的优缺点？ 答：优点：简单可靠、动作迅速。缺点： 不能保护本线路全长，故不能单独使用； 另外，保护范围随运行方式和故障类型而 变，
3．在图1-2-11所示网络中，指出对5QF的电流保护来 说，在什么情况下具有最大和最小运行方式?
答： （1）最大运行方式为4台发电机、2台主变压器、 2条线路均运行；
（2）最小运行方式为1台发电机、1台主变压器、 l条线路运行。
▪ 4．何谓最大运行方式、最小运行方式?对继电保 护来说，最大运行方式和最小运行方式有什么意 义?
▪ 系统最小运行方式：
对每一套保护装置来讲，通过该保护装 置的短路电流为最小的方式，称之为系统 最小运行方式。
2。电磁型过电流继电器
2。电磁型过电流继电器
电磁转矩 ：
Mdc
K1Φ2
K
2
I
2 J
δ2
弹簧的反抗力矩：
. .Φ Ij
1
Mth=Mth*1+K3(δ1-δ)
继电器动作的条件：
6
5
δ1 23
电网电流保护和方向性电流保护
了解： 1.其它继电器的工作原理 2.原理图、展开图、接线图 3.功率方向继电器的特性与测试方法 4.三段式零序电流保护的原理与方法 5.小电流接地系统单相接地故障的保护方法
第一节 单侧电源网络相间短路的电流保 护
主要内容
▪ 电流继电器 ▪ 三段式电流保护的原理、整定计算、
2。原理： 仅反应电流增大而瞬时动作
四性：选择性、速动性、灵敏性、可靠性
A
B
C
2
1
d1
Id Ⅰ
Ⅱ
Idz2
d2
d3
d4
Idz1 t
当A-B线路发生短路故障时，流经保护2的电流增大，保护2瞬时动作。 当B-C线路发生短路故障时，流经保护2和1的电流都增大； 按照保护选择性的要求，保护1瞬时动作，保护2不动作。
无论启动和返回，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，这种特性我们称之为“继电特 性”。
电流继电器
电压继电器
功率方向继电器
时间继电器
母线差动继电器
信号继电器
中间继电器
差动继电器
瓦斯继电器
▪ 系统最大运行方式：
对每一套保护装置来讲，通过该保护装 置的短路电流为最大的方式，称之为最大 运行方式。
而变。( ) ▪ 6．瞬时电流速断保护的保护范围与故障类型无
关。( )
三。简答题 1．简述瞬时电流速断保护的优缺点？ 2．瞬时电流速断保护中采用中间继电器的作用是 什么? 3．在图1-2-11所示网络中，指出对5QF的电流保 护来说，在什么情况下具有最大和最小运行方式?
4．何谓最大运行方式、最小运行方式?对继电保护 来说，最大运行方式和最小运行方式有什么意义?
δ2
8
4
Mdc≥Mth+Mm
继电器的动作电流：
电磁型电流继电器的原理结构
能使继电器动作的最小电流值，称为（习惯上又成为起
动电流），以I dz.J
表示，此时的电磁转矩
Mdz
K2
I2 dz. j
2
继电器能够返回的条件
Mdc≤Mth-Mm
返回电流 ：
能使继电器返回原位的最大
电流值称为继电器的返回电流，
以Ih.J 表示 ，此时的电磁转矩为：
A
B
C
2
1
d1
Id Ⅰ
Ⅱ
Idz2
d2
d3
d4
Idz1
t
I
dz
I dBmax
I
dz
K
k
I
dBm
ax
I dBmax为最大短路电流（即系统最大运行方式下的三相短
路电流）
▪
K
k
为可靠系数＝1.2～1.3
考虑以下原因：
▪ 实际电流大于计算电流
▪ 非周期分量的影响
▪ 装置实际启动电流可能小于整定电流
▪ 考虑必要的裕度
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）
四．计算题
▪ 1．如图所示网络．已知：系统等效电源线电势为 230KV．Xs.min＝8.86欧姆，Xs.max＝13.3欧姆，线路 每公里长度的正序阻抗为0.4欧姆，
▪ 试求： A，B两处瞬时电流速断保护的动作电流和最小保护范围 Lmin。
2． 3．
复习题答案.
一。填空题
1．瞬时电流速断保护的选择性是靠
如何保证选择性：
a: 如何区分A---B线路末端发生短路 B---C线路发生短路 B---C线路首端发生短路
b: 当系统运行方式发生变化时如何保证选择性
A
B
C
2
1
d1
Id Ⅰ
Ⅱ
Idz2
d2
d3
d4
Idz1 t
3. 整定计算
下面看怎样保证在保护瞬时动作的情况下，保证选择性。
(1) 三相短路电流的计算：
端，在
运行方式下的 电流。
二。判断题
▪ 1．瞬时电流速断保护可以单独作为线路保护。 ()
▪ 2．瞬时电流速断保护在最小运行方式下保护范 围最小。（ ）
▪ 3．瞬时电流速断保护的保护范围为被保护线路 全长。( )
▪ 4．瞬时电流速断保护可以作线路的主保护。( ) ▪ 5．瞬时电流速断保护的保护范围不随运行方式
当 Klm 15%时采用电压电流连锁速断保护 或纵差保护。
个别情况下可以保护线路全长。 例如：当电网的终端线路采用线路变压器 组接线时，电流速断保护可以保护线路全 长和变压器的一部分。
▪ 优缺点： 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 护范围直接受系统运行方式变化的影响。
答：最大运行方式是指归算到保护安装处电压的系 统等值阻抗最小．使通过保护的短路电流最大的 运行方式，通常用来选定保护装置的起动值；而 最小远行方式归算到保护安装处电压系统等值阻 抗最大，使通过的短路电流最小的运行方式，通 常用来校验保护装置的灵敏系数。
四。计算题
1。解
2。