继电保护-电网的电流保护
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。
电力系统继电保护课后习题答案
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”。
(完整版)电力系统继电保护辅导资料二
电力系统继电保护辅导资料二主题：课件第二章电网的电流保护第1-2节——单侧电源网络相间短路的电流保护、电网相间短路的方向性电流保护学习时间：2013年10月7日－10月13日内容：我们这周主要学习第二章的第1-2节，单侧电源网络相间短路的电流保护和电网相间短路的方向性电流保护的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深电网电流保护相关知识的理解。
一、学习要求1．掌握三段式电流保护的配合原则、整定计算，会阅读三段式电流保护的原理图；2．理解方向性电流保护中方向元件的作用，能正确按动作方向分组配合、整定计算。
二、主要内容（一）单侧电源网络相间短路的电流保护1．继电器（1）基本原理能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。
当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。
它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。
继电器的继电特性：(也称控制特性)继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。
图1 继电特性继电器的返回系数r K ：返回值r X 与动作值op X 的比值。
即r r opX K X 过量继电器：反应电气量增加而动作的继电器。
其返回系数小于1，不小于0.85。
欠量继电器：反应电气量降低而动作的继电器。
其返回系数大于1，不大于1.2。
（2）继电保护装置的基本分类● 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。
● 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
● 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。
Y Y min 0（3）过电流继电器动作电流(I op )：使继电器动作的最小电流。
返回电流(I re )：使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。
2.单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行：负荷电流短路：三相短路、两相短路k k s E I K Z Z ϕϕ=+式中，E ϕ——系统等效电源的相电动势；s Z ——保护安装处至系统等效电源之间的阻抗；k Z ——短路点至保护安装处之间的阻抗；K ϕ——短路类型系数（三相短路取１，两相短路取2）。
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
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。
继电保护-各种保护的特点及区别
距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段
（与电流保护不一样，是根据距离保护装置安装的距离远近划分的）
纵联差动保护
纵联方向
利用功率方向元件判别故障方向，闭锁反向故障电流
距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗）。并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置，其核心元件是阻抗继电器：测量保护安装处到故障点的阻抗
与系统的运行方式无关
受系统振荡、过度电阻的影响
与系统的运行方式无关
纵联距离、零序方向保护受系统振荡、运方影响
主要用于单电源的10~35kv馈电线路的相间短路保护
用于双侧电源线路的电流保护
用于中性点接地短路（无法区分两相短路故障和三相短路故障）
用于电网结构复杂，系统运行方式变化较大的保护
用于无时限切除本线路上任一点发生的故障
利用电流差动测量
故障方向判别：允许式、闭锁式
有无方向元件
无方向元件
有方向判别
功率方向继电器
有方向判别
零序功率继电器
一般要求具有方向判别功能
方向阻抗元件
不需要方向元件
有方向判别
纵联距离、零序方向保护中利用方向元件代替纵联保护的正向元件
特点
与系统的运行方式有关系
与系统的运行方式有关系
与系统的运行方式有关系
选择性、快速性、灵敏性、可靠性
（P38）
电流保护
距离保护
纵联保护
分类
单侧电源线路的电流保护
双侧电源线路的电流保护
接地保护
距离保护Байду номын сангаас
全线速动保护
无时限电流速断保护（I段保护）
限时电流速断保护（II段保护）
继电保护——电网的电流保护和方向性电流保护
继电保护——电⽹的电流保护和⽅向性电流保护⼀．电流继电器1．定义：电流继电器是实现电流保护最基本的元件，也是反应于⼀个电⽓量（单激励量）⽽动作的简单继电器的典型。
它的⼯作原理是⾮常简单的，就是电磁感应原理，因此不准备多讲，下⾯讲四个基本概念。
2 .四个基本概念：（1）起动电流—能使电流继电器动作的最⼩电流值，称为继电器的起动电流。
这⾥要特别关注最⼩两个字，因为电流继电器是反应电流增加⽽动作的，是增量动作的继电器。
如果是低电压继电器，是⽋量动作的继电器，应该是能使电压继电器动作的最⼤电压值，称为起动电压。
（2）返回电流—能使继电器返回原位的最⼤电流称为继电器的返回电流。
这⾥特要别关注最⼤两个字，理由同前。
如果是低电压继电器的返回电压，应该是继电器返回原位的最⼩电压值，称为返回电压。
（3）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，这种特性我们称之为'继电特性'。
（4）返回系数—返回电流与起动电流的⽐值称为继电器的返回系数，可表⽰为 Kh=jdzjhII..。
增量动作的继电器其返回系数⼩于 1，⽋量动作的继电器其返回系数⼤于 1。
以上这四个基本概念不仅是适合于电流继电器和电压继电器，对所有的继电器或保护装置都是适⽤的，但⾸先要搞清楚是增量动作的还是⽋量动作的。
如果是增量动作的，就按照电流继电器的原则去套，如果是⽋量动作的，就按照低电压继电器的原则去套。
⼆．电流速断保护 A B C1．定义：反应于电流增⼤⽽瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。
顾名思义 d1 d2电流速断保护应该侧重于速动性。
2．动作特性分析： İd以图 2-1 来分析电流速断保护的动作特性。
II Ⅰ假定在每条线路上均装有电流速断保护， I'dz.2则当线路 A—B 上发⽣故障时，希望保护 2能瞬时动作，⽽当 B—C 上发⽣故障时，希望保护 1 能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本线路全长的 100%。
电力系统继电保护原理-电流保护
I
I se
t.1
K
I re
l
I (3) k.B.max
II set.2
K
I re
l
I (3) k .C.m ax
KI rel
1.2
~ 1.3
继电器：
I
I op
I
I set
nTA
Kcon
nTA 为TA变比；
K con接线系数，CT二次侧接线为Y，=1； 为D，=31/225
（2）动作时间 “瞬时”
13
2.1.2 单侧电源网络相间短路时 电流量特征
1）中性点直接接地网络（110kV及以上） 主要承担输电任务，形成多电源环网，其 主保护一般由纵联保护担任，全线路上任意 点故障都能被快速切除 2）中性点非直接接地网络（110kV以下） 主要承担供、配电任务，通常采用双电源 互为备用，正常时单侧电源供电的运行方式， 其主保护一般由阶段式动作特性的电流保护
④量度继电器：过量继电器 KA
欠量继电器 KZ
10
过电流继电器原理框图
11
⑤继电特性 两个要点： 1)永远处于动作或返回状态，无中间状态。 2)Iop不等于Ire，使接点无抖动。
输出E
1 62
过量
输出E
26
欠量
1
5
Ire
34
Iop
输入I
4 35
Uop Ure
输入12U
⑥基本动作参数 动作参数： Iop 、Uop 返回参数： IDre 、Ure 返回系数 Kre = 返回参数/动作参数 KA： Kre = Ire / Iop ＜1 KV： Kre = Ure / Uop ＞1
就可能没有保护范围。
30
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
110kv电网继电保护设计电流保护
110kv电网继电保护设计电流保护xx科技大学课程设计说明书课程名称继电保护课程设计题目110kv电网继电保护设计--电流保护学院农业工程学院班级农业电气化与自动化111班学生姓名指导教师日期 2014.11.29课程设计任务书课程设计名称继电保护课程设计学生姓名xxx 专业班级农电111班设计题目110KV电网继电保护设计——电流保护一、课程设计目的专业课程设计，一方面使学生获得综合运用学过的知识进行电力变电所、牵引变电所各主要元件的保护设计及整定和保护设备的选型的基本能力，另一方面能巩固与扩大学生的电气综合设计知识，为毕业设计做准备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
学生通过专业课程设计，应在下述各方面得到锻炼：1.掌握继电保护保护方案的确定原则，整定计算的一般步骤，了解系统运行方式的确定，保护整定系数的分析与应用，前后级整定配合的基本原则；2.掌握保护、控制、测量、信号回路阅读和设计基本方法；3.学习相关保护设备的选择和一般的维护。
二、设计内容和要求1．短路计算。
必须说明系统运行方式、短路点与短路类型的决定原则或依据。
2．保护方式的选择及整定计算。
要求说明选用保护方式的原则，各保护的整定计算条件，并用表格列出整定计算结果。
3．绘制保护原理接线图。
要求绘制单线原理接线图及某一元件保护原理展开图。
4．对保护的评价。
要求从选择性、灵敏性和速动性、可靠性四个方面来评价所采用保护的质量。
5．编写设计说明书。
不少于2000字的说明书。
三、设计任务和要求1．原始资料●各变电站、发电厂的操作直流电源电压U=220KV●发电厂最大发电容量50+2x25=100MW，最小发电容量为50MW，正常发电容量为50+25=75MW●线路X1=0.3Ω/km，X0=2X1Ω/km●变压器均为Y N，D11，110±2x2.5%/10.5KV，U k=10.5%●Δt=0.5s，负荷侧后备保护t dz=1.5s，变压器和母线均配置有差动保护，K zq=1.2 ●发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地2．设计任务●系统保护配置方案与计算●10km线路保护的接线图●对本网络所采用的保护进行评价。
电力系统继电保护——22电网相间短路的方向性电流保护
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
供电系统的继电保护
U opK = (0.6 ~ 0.7) U N kTV
2) 对于因为生产工艺或技术、安全旳要求不允许“长久”失电 后再自起动旳电动机，可装设动作电压为(50%~55%) UN、时 限为(5~10)s旳低电压保护。即
U opK =
(0.5 ~ 0.55) U N kTV
四、中性点非有效接地系统旳单相接地保护
所以，根据中性点非有效接地系统发生单相接地时旳特点，对供 电系统应该装设绝缘监测装置，必要时还装设零序电流保护。
1. 绝缘监视装置
其利用供电系统单相接地后出 现旳零序电压给出信号。在中性点 非有效接地旳供电系统中，只要本 级电压网络中发生单相接地故障， 则在同一电压等级旳全部母线上都 将出现数值较高旳零序电压。利用 这一特点，在变电所旳母线上一般 装设网络单相接地旳绝缘监视装置， 它利用接地后出现旳零序电压，带 延时动作于信号，表白本级电压网 络中出现了单相接地。
继电器2KA旳动作电流
I opK
=
k kx kTA I op
速断保护旳敏捷度
= 1 2875A = 47.9A ，取48A
60
ks
I (2)
=
k2min
Iop
=
3 4400 2 2875
= 1.325
三、低电压保护
1.低电压闭锁旳过电流保护
定时限过电流保护旳动作电流是按躲过最大负荷电流来整定旳， 在某些情况下可能满足不了敏捷度要求。为此，可采用低电压闭锁 旳过电流保护来提升其敏捷度。
定时限过电流保护旳缺陷是：继电器数目较多，接线比较复杂。在接近 电源处短路时，保护装置旳动作时间太长。
反时限过电流保护旳优点是：可采用交流操作，接线简朴，所用保护设 备数量少，所以这种方式简朴经济，在工厂供电系统中旳车间变电所和配电 线路上用得较多。
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(第二版,张宝会,中国电力出版社)课后答案
继电保护（第二版，张宝会，中国电力出版社）课后答案电力系统继电保护课后习题答案1绪论1.1电力系统如果没搭载健全的继电保护系统，想象一下可以发生什么情景？答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。
当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。
如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。
1.2继电保护装置在电力系统中所起至的促进作用就是什么?答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。
1.3继电保护装置通过哪些主要环节顺利完成原订的维护功能,各环节的促进作用就是什么?答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。
测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。
逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。
执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
1.4依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量激活差异，已经形成哪些原理的维护，这些维护仅靠维护T5800定值能求出来维护范围内任一点的故障吗？答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。
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》复习资料
（3）解决方法
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2、功率方向继电器
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（1）基本原理
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（2）功率方向继电器的动作方程
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（2）功率方向继电器的动作方程
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(二)功率方向继电器的动作区
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LG-11整流型功率方向继电器
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2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保护。 要求： 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性； 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，但力求动作时限最小； 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切除故障，满足选择性要求。
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两相三继电器接线方式
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5 两种接线方式的应用
（1）三相星形接线：主要用于发电机、变压器的后备保护，采用电流保护作为大电流接地系统的保护（要求较高的可靠性和灵敏性）；也用于中性点直接接地系统中，作为相间短路和单相接地短路的保护（但不常见）。 （2）两相星形接线：中性点不接地电网或经高阻接地电网中，用于相间短路保护；（注：所有线路上的保护装置应安装在相同的两相上：A、C相）。
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构成
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结论
仅靠动作电流值来保证其选择性，保护范围直接受到运行方式变化的影响，一般不能保护线路全长（当线路末端为线路-变压器单元时可以保护全长）；需要根据具体场合选择，一般适用于长线路。 能无延时地（相对而言）保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。
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三段式电流保护的接线图举例
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-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
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保护1
继电保护的一次动作电流ＩIset
I set
I k.m ax
保护2 K-1
K-2
I set
K I rel k.m ax
继电器的二次动作电流IIｏｐ
I op
I set n TA
Kcon
QF1
Ik
WL1
保护区
死区
QF2
（2）动作时间 t 0
（3）保护范围的校验 要求:最小的保护范围大于 被保护线路全长的(15~20)% 3.电流速断保护的构成 4.电流速断保护的优、缺点
三相星形接线
两相星形（两相Ｖ形）接线
只能保证有2/3的机会有选择地切除
（２）并联线路上的两点接地短路
下一级线路
三相星形接线 两相星形（两相Ｖ形）接线
不必要切除两条线路的机会较多
3.对Y,d１１接线变压器一侧两相短路，流过另一侧保护中电流的分析
YＡ 过,d、电１Ｃ流１相保接的护线电装的流设降相在压等高变，压压Ｂ侧由电器相，于器低即的 作Ｂ 流由压使电 为相 过于保侧两流 低上 的接证两条是 压没 电在有相线Ａ 侧有 流Ｂ2短/路相 线3装 决相路的保电 路继 定的，机护流 故电 ，继反会的的 障器 同电应只动两 的， 样器到切作倍 后灵 情流高除时备敏 况过压任限保系灵的侧一相护数敏电线条同时由系流路线，Ａ数是的路也、比接电能Ｃ三在流相相Ａ：的星、继形
54
3
2
1
~
M
A
B
C
D
第二章 电网的电流保护
八、电流保护的接线方式
保护的接线方式
一相式接线 接线系数
两相电流差式接线
K con
I电K流A 继电器和电流互感器之间的连接方式 I2
两相星形（两相Ｖ形）接线
（两相三继电器接线）
三相星形接线
第二章 电网的电流保护
两相星形（两相Ｖ形）接线、三相星形接线在各种故障时的性能分析
IIset
Ik.max
l
蓝色曲线-----系统最大运行方式下的曲线 红色曲线-----系统最小运行方式下的曲线 绿色曲线-----系统最小运行方式下的曲线
WL2
第二章 电网的电流保护
四、限时电流速断保护
1.工作原理
带有一定时限的过电流保护，用来切除本线路上速断保护以外的故障，同时也作为速断保护的后
I
' re
（2）动作时限的整定
Kre
保护
2
ILmax
QF1
WL1
1 K-2
QF2
WL2
I30
t t 下级 t
3.灵敏度的校验
原则： （1）本线路的保护：用系统最小运行方式下本线路末端的最小短路电流
（2）下级线路的远后备保护：用系统最小运行方式下下级线路末端的最小短路电流
（3）要求各级过电流保护灵敏系数相配合，下级的灵敏系数要比上级的大
4.定时限过电流保护的的组成（同限时电流保护的组成）
第二章 电网的电流保护
六、阶段式电流保护的配合及应用 各段保护整定原则不同 两段保护（速断和过电流保护、限时电流速断和过电流保护） 三段保护（速断、限时电流速断和过电流保护） 三段式电流保护的单相原理框图 七、反时限特性的电流保护 动作电流整定原则同定时限保护，动作时限配合较复杂 保护的优缺点及适用场合
１
３.继电器的继电特性
1---起始状态（触点断开、高电平）
０---动作状态（触点闭合、低电平） ０
Kre Ire Iop
Ｉｒｅ Ｉｏｐ
第二章 电网的电流保护
二、单侧电源网络相间短路时电流量值特征
正常运行 ：负荷电流
短路：三相短路、两相短路
最大运行方式：系统等值阻抗最小，流过保护安装处的短路电流最大
1.中性点直接接地系统和非直接接地系统中的各种相间短路
三相星形接线 两相星形（两相Ｖ形）接线
两种接线均能反应各种相间短路
2.中性点非直接接地系统中的两点接地短路
中性点非直接接地系统中可能在不同地点、不同相别的两点同时接地，形成
短路故障，希望只切除一个故障点
100%保证只切除下一级线路
（1）串联线路上的两点接地短路
t
t 下级
t
I Ik I set.2
III set.2
M
3.灵敏性的校验
II set.1
原则：用系统最小运行方式下的本线路末端的最小短路电流 当灵敏系数不满足要求时，与下级线路的限时电流速断配合（动作电流、动作时间配合）
l
4.限时电流速断保护的组成
第二章 电网的电流保护
五、定时限过电流保护
带时限过电流保护分为定时限和反时限过电流保护
第二章 电网的电流保护
第二章 电网的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护 2.2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护 2.3 中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护 2.4 中性点非直接接地系统中单相接地的保护
第二章 电网的电流保护
2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护
一、继电器 １.继电器的作用和分类 作用：对被控电路实现通、断控制 分类： 按其动作原理分：机电型、晶体管型和微机型。 ２.过电流继按电反器应的物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电 动作电流(Io器p)、：阻使抗继继电电器器动、作气的体最继小电电器流等。 返回电流(Ir按时e)其间：在继使继电继电器电保、器护中由装间动置继作中电状的器态作、返用信回分号到为继起：电始启器位动置、继时出电口的器继最、电大量器电度。流继。电器、 返回系数(Kre)：
备保护 2.限时电流速断保护的整定
K sen
I k.m in
1.3 ~ 1.5
（１）动作电流的整定
I set
原则:保护装置的动作电流要躲过下级线路电流速断保护的动作电流
继电保护的一次动作电流ＩIIset
I I set
set .下级
A2
B1
C
I K I
set
rel set.下级
~
（2）动作时限的整定
3 2
）
Ik K
E Zs Z k
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
电流速断保护是瞬时动作的过电流保护 2.电流速断保护的整定 （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。
最小运行方式：系统等值阻抗最大，流过保护安装处的短路电流最小
正常运行与短路状态间的电流幅值差别明显，利用流过保护安装处电流幅值
的大小区分运行状态，实现电流保护
保护2
保护1
K-2
ILmax
~
QF2
WL2
QF1
WL1
系统等效电源的相电动势
I30
短路类型系数（三相短路取１，两相短路取 保护安装处至系统等效电源之间的阻抗
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
Iss.max Kss I L.max
I
' re
Iss.m ax
~
I
' re
K I rel ss.max
I set