供电系统的继电保护

2．继电保护装置的基本要求

选择性 快速性 可靠性 灵敏性
(1) 可靠性
保护装置在其保护范围内发生故障时，必须可靠动作，不
应拒绝动作，在不该动作的情况下就不应该误动作。 为了满足可靠性的要求，保护装置接线应尽可能简单， 力求减少继电器接点，避免保护装置断线、短路、接地和错误 的接线，所有辅助元件如连接端子、连接导线以及安装施工，
I k. min
——系统在最小运行方式时保护区末端的短路电流；
I op
——保护装置一次侧动作电流。
继电保护装置灵敏度
被保护的电气设备 继电保护装置类型 过电流保护 变压器、线路等 所有电气设备 电流速断保护 最低灵敏度ks 5 （如满足此要求将使保护复杂时， 灵敏度可降为1.25） 2.0
后备保护
例如——过电流继电器 来自电流互感器二次侧的电流I，加入到过电流继电器的输入端。 当电流I大于由继电器的安装位置和工作任务而预先给定的动作值Iop 时，比较环节有输出。在电磁型继电器中，由于需要靠电磁转矩驱动
机械触点的转动与闭合，需要一定的功率和时间，继电器有自身固有
动作时间（几毫秒），一般的干扰不会造成误动；在数字型继电器中， 由于其动作速度快、功率小，为提高动作的可靠性并防止干扰信号引
电流互感器的电流误差是指测出的电流kTAI2对实际电流I1的相对误差百分值，即
kTA I 2 I1 I % 100 I1
所谓电流互感器的10%误差曲线，是指互感器的电流误 差为10%时一次电流对其额定电流的倍数 k= I1 I1TA 与二次 侧负荷阻抗 Z 2 的关系曲线
2．电流互感器与电流继电器的接线方式
为了表述继电器电流Ik与电流互感器二次侧电流 ITA2 的关系， 特引入一个接线系数kkx
kKX I K ITA2
1.2 （如满足此要求将使保护过分复 杂或在技术上难以实现时，可仅 按常见的运行方式和故障类型校 验灵敏度）
2.0
变压器
纵联差动保护 中性点不直接接地电 力网中的零序电流保 护
3～10kV电缆线路
3～10kV架空线路
1.25
1.50
(3) 选择性
当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应先动作， 切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续运行，满足这一要 求的动作就叫有选择性。
起的误动作，故考虑了必须使测量值大于动作值的持续时间超过
2~3ms时，继电器才能动作于输出。
2．继电特性
为保证继电器动作后可靠地有输出，防止当输入电流在整定值附近波动时 输出不停地跳变，对继电器有明确的动作特性要求。 例如过电流继电器，流过正常状态下的电流I时不 动作，输出高电平 E0（或其触点是开的）；只有其流 过的电流大于动作电流 Iop 时才能够迅速起动、稳定可
I re kre I op
为了保证动作后输出状态的稳定性和可靠性，过电流继电器的返回 系数恒小于1。 在实际应用中，常常要求过电流继电器有较高的返回 系数，如0.85~0.95。
三、继电保护用的电流互感器
供电系统中主要是采用电流保护，下面着重对电流互感器的两个重要方面进行介绍
1．电流互感器的10%误差曲线
k点 故 障
QF2 动 作
(4)
速动性
保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故，以
减少对用电设备的影响，如果故障能在0.2s内切除，则一般电 动机就不会停转。迅速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减 轻对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电 时间，加速恢复正常运行的过程，提高系统的稳定性。
经济，在供电系统中应用得相当普遍。但是它的断流能力较小，选
择性差，熔体熔断后更换不方便，不能迅速恢复供电，因此在要求 供电可靠性较高的场所不宜用。
(3) 低压断路器保护
又称低压自动开关保护，由于低压断路
器带有多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保 护等，而且可作为控制开关进行操作，因此在对供电可靠性要求较 高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。
靠地输出低电平E1（或闭合其触点）；一旦流过继电
器的电流减小，并小于返回电流 Ire （其值能够确保继 电器复位到初始状态），继电器又能立即返回到输出
高电平 E0（或触点重新打开）。无论起动和返回，继
电器的动作都是明确的，它不可能停留在某一个中间 位置，这种动作特性常称之为“继电特性”。
源自文库
其中，返回电流Ire与起动电流Iop的比值称为继电器的返回系数kre，
二、继电器与继电特性
1．继电器
继电器是组成继电保护装置的基本元件。它是一种能自动执行断、续控制
的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变 化，如触点打开、闭合，或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现
“通”、“断”控制的作用。
按反应的物理量分为：电流继电器、电压继电器、气体继电器…… 按实现的型式分为：电磁式、感应式、数字式…… 按继电器在保护回路中所起的作用分为：量度继电器、时间继电器、 中间继电器、信号继电器、出口继电器……
都应当十分可靠。
(2) 灵敏性
保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能
力称为灵敏性，如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能 及时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵 敏度高。保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数（ks）来衡量。 以过电流保护为例，灵敏系数表示为：
I k. min ks I op
第一节 继电保护的基本概念
一、 供电系统的保护
1．供电系统中保护装置的作用与类型
在供电系统中需装设不同类型的保护装置，在发生故障时能自动 检测出故障，并且迅速、及时地将故障区域从供电系统中切除，以免 系统设备继续遭到破坏。当系统处于不正常运行，如过载、欠电压等 情况时，能发出报警信号，以便及时处理，保证安全可靠地供电。
供电系统中常见的保护装置类型主要有如下三种：
(1) 继电保护装置 是一种能反映供电系统中电气元件（线路、变压器、 母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸 或发出信号的自动装置，其适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。
(2) 熔断器保护
广泛适用于高、低压供电系统。由于装置简单