继电保护基本知识第三章

第二章 电网的电流保护和方向性电流保护 第一节 单测电源网络相间短路的电流保护

配置：

第Ⅰ段―――电流速断保护 三段式

第Ⅱ段―――限时电流速断保第Ⅲ段―――过电流保护 一、电流速断保护（第Ⅰ段）：

对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。 1、短路电流的计算：

主保护 后备保护

图中、1――最大运行方式下d

2――最小运行方式下d(2) 3――保护1第一段动作电流

(3)Id?(3)

E?Zs?Zd?E?Zs?Z1ld(2) Id?E?3(3)3 Id?22Zs?Z1ld可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关

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。（Zs.min） 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。（Zs.max） 2、整定值计算及灵敏性校验

为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定

??? Idz注①）.1?Kk?Id.B.max Kk?1.2~1.3(参看p15保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次测参数表示。（IdZ）

?Idz.1在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点

可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长

灵敏性：用保护范围的大小来衡量 lmax 、lmin 一般用lmin来校验、

lmin?100% l要求：≥（15～20）％ 希望值50％ 方法：① 图解法

② 解析法：

I?dZ.1E?3?2Zsmax?Z1ld.min 可得

lmin13E??100%?(???Zsmax) lZL2IdZ.1式中 ZL=Z1l――被保护线路全长的阻抗值 动作时间t=0s 3、构成

中间继电器的作用：

① 接点容量大，可直接接TQ去跳闸

② 当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（60ms）防止避雷器放电时保护误动 4、小结 ① 仅靠动作电流值来保证其选择性 ② 能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。 二、限时电流速断保护（第Ⅱ段） 1、 要求 ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 ② 在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。 因动作带有延时，故称限时电流速断保护。 2、 整定值的计算和灵敏性校验

为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻线路第Ⅰ段配合。

????动作电流：IdZ ＝K?IK.1kdZ.2k?1.1~1.2(非周期分量已衰减）??动作时间：t1?t2??t??t Δt取0.5\，称时间阶梯，其确定原则参看P18.

灵敏性：Klm?IdB.min 要求：≥1.3～1.5 ?IdZ.1若灵敏性不满足要求，与相邻线路第Ⅱ段配合。此时：

???动作电流：IdZ.1＝Kk?IdZ.2 ??动作时间：t1?t2??t

3、 构成：

与第Ⅰ段相同：仅中间继电器变为时间继电器。 4、 小结：

① 限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长 ② 依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性 ③ 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作第Ⅰ段的金后备保护。 三、定时限过电流保护（第Ⅲ段） 1、 作用：

作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。

2、 整定值的计算和灵敏性校验：

1）、动作电流：①躲最大负荷电流 IdZ.1＝Kk?If.max （1）

②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。

ⅢⅢ

电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZq

ⅢⅢ IZqmax?KZqIf.max Ih?Kk?IZqmax?Kk?KZq?If.maxKkⅢ?KZqIhI＝??Ifmax （2）

KhKhⅢdZⅢ式中，Kk＝1.15～1.25 KZq?1.3~3 Kh?0.85

显然，应按（2）式计算动作电流，且由（2）式可见，Kh越大，IdZ越小，Klm越大。因此，为了提高灵敏系数，要求有较高的返回系数。（过电流继电器的返回系数为0.85～0.9） 2）、动作时间

在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第Ⅲ段的测量元件均可能动作。例如：下图中d1短路时，保护1～4都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。

即

ⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢ、t3??t t1Ⅲ?t2?t3?t4＝t4??t 、t2＝t3??t、t1Ⅲ＝t2―――――阶梯时间特性

注：当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合

3）、灵敏性 近后备：Klm1?ⅢId1.min?1.3 ⅢIdZId1.min―――本线路末端短路时的短路电流

远后备：Klm2?ⅢId2.min?1.2 Id2min ―――相邻线路末端短路时的短路电流 ⅢIdZ3、 构成：与第Ⅱ段相同Ⅲ 4、 小结： ① 第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高； ② 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； ③ 保护范围是本线路和相邻下一线路全长； ④ 电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），

Ⅲ故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近电源，t越长，应设三段式保护。 四、电流保护的接线方式

1、 定义：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。 2、 常用的两种接线方式：三相星行接线和两相星行接线。

1）、三相星行接线的特点：

① 每相上均装有CT和LJ、Y形接线 ② LJ的触点并联（或） 2）、两相星行接线的特点：

① 某一相上不装设CT和LJ、Y形接线 ② LJ的触点并联（或）

（通常接A、C相）

上述两种接线方式中，流入电流继电器的电流IJ与电流互感器的二次电流I2相等。接线系数： Kcon?IJ?1 I23、 IdZ与IdZ..J之间的关系：

?nl?III1 ?dZ?nl 或IdZ.J?dZ I2IdZ.Jnl4、 比较：

① 对各种相角短路，两种接线方式均能正确反映。 ② 在小接地电流系统中，在不同线路的不同相上发生两点接地时，一般只要求切除一

个接地点，而允许带一个接地点继续运行一段时间。

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