继电保护基础知识.doc

1、继电保护（ Relay Protection）绪论本部分主要介绍电力系统故障类型，不正常运行状态及电力系统发生故障产生的危害后果。重点介绍继电保护部分的任务，工作原理及对继电保护的要求。一电力系统的故障与不正常运行1电力系统：电能的生产，输送，分配和应用组成的系统。2一次设备：电能通过的设备。如发电机，变压器，断路器，隔离开关，PT,CT，电力电容器，电抗器，母线及线路为一次设备。3二次设备：对一次设备运行状态进行监视，测量，保护及控制的设备为二次设备。 （弱电）电力系统在运行中可能会发生各种故障及不正常运行状态，会严重影响系统的正常运行，甚至会使系统瓦解。4电力系统中的故障和不正常运行状态及

2、后果。a 故障：最常见也是最危险的故障是发生各种形式的短路，其次是系统断路及复合故障。危害： 通过故障点很大的短路电流（为负载电流的几倍或几十倍） 1备。短路电流通过电源到短路点的非故障元件。由于发热和电 2动力的作用（如线路间力的作用）使它们损坏或缩短使用寿命，功能降低。U使电压大大下降，供电质量下降，影响用户工作的稳定性（大面 3积停电）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡。 4b. 不正常运行状态：电力系统中电气设备不能正常工作，但没发生故障。过负荷：负荷超过电气设备额定值，即负载上升，R 下降，负荷 1电流上升大于额定电流即 （载流部分和绝缘材料温fhIN度上升，加速绝缘的老化损

3、坏，可能会发展为故障）过电压：发电机突然甩负荷或急剧下降。R 上升。I 下降 2aaUE系统频率下降（低用状态） 3发生轻微振荡。 45短路的类型： 三相短路 2% 1 (3)D两相短路 1.6% 2 (2)D单相接地短路 87% 3 (1)两相接地短路 6.1% 4 (.)6系统发生事故的原因：自然条件因素 （如雷击等） 1设备设计不合理，使正常的电流偏离。 2设备制造或安装中的缺陷 ，维护不及时造成的绝缘损坏 3误操作（带电切刀闸等）及人为因素。 4二电力系统继电保护的任务：1 继电保护装置：指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作与跳闸或发出信号的一种装置2 基本任务：

4、 故障后，能自动迅速，有选择地切除故障源，使故障设备免于遭到 1破 坏，保证其它无故障设备能正常运行。反应电气设备的不正常运行状态，动作与发出信号，减负荷或跳闸， 2对于不正常运行状态，一般不要求迅速动作，延时可避免由于干扰而引起的情况，防止误动作。二 继电保护的原理及组成1 继电保护的组成：为完成继电保护所完成的任务，保护装置应该有能够正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的区别，以实现保护。因此保护装置应用测量部分，逻辑分析部分及执行保护三部分组成：如图输入信号 输出测量部分 逻辑部分 执行部分 跳闸（模拟量） 信号整定值测量部分：测量被保护对象输入的模拟信号，并和已给定的整

5、定值进行比 1较，从而判断是否应该起动。逻辑部分：根据测量信号部分输出信号的性质（大小顺序等） ，使被保护按 2一定的逻辑关系工作，最后确定是否发出跳闸信号。执行部分：根据逻辑部分送来的信号，执行相应的任务 3即： a. 故障时，动作与跳闸b. 不正常运行时，发出信号c. 正常运行时，不动作2 继电保护的基本原理：继电保护的原理是利用被保护设备故障前后模拟量的突变，越过门槛电压（阈电压） ，或电流等其它模拟量时，经逻辑判别环节发出跳闸命令或中央信号。在一般情况下，发生短路之后总是伴随着 I，U （ ）和adaEIR线路起始端距故障点的阻抗 I 下降，以及相位角的变化。因此，利用正常运用时与故障

6、时这些基本参数的突变，够成了不同原理的继电保护（1） 根据基本参数： I 上升 过电流保护 1U 下降 低电压保护 2测量阻抗 Z 下降 距离保护（短路点到保护安装地点 3之间的距离阻抗）idZ（正常值）几十倍，则互感器二 2 df次侧电流 ，则 LJ 的结点闭合，起动中间继电器，此结点闭合，使 DL 跳fzdI闸线圈 TQ 带电，由吸引力使脱钩机构释放， （杠杆顺时针转时）DL 在弹簧 F 的作用下跳开（同时 DL 也跳开） ，切除了故障， 消失，LJ 返回。dI四对继电保护的基本要求1 选择性： 只需切除故障部分，无故障部分继续安全运行。 1使停电的范围最小 2A 1 2 B 5 C 6

7、3 d1 4 7 d2 d3 当 d1 处短路时，应由距短路点最近的保护 1 跳闸，将故障线路切除，变电所 B 1仍可由另一无故障线路继续供电。当 处短路时，保护 6 跳闸，切除 CD 段线路，变电所 D 停电。 2 1da. 后备保护：由继电器保护为 DL 拒动而设计的。如当 处短路时，距短路点3d最近的保护 6 应动作切除故障，但由于某种原因，该处继电器保护或 DL 拒动，此时如果保护 5 动作也能消除故障，此时变电所 C，D 停电，能起保护5 这种作用的保护称为相邻元件的后备保护。b. 远后备保护：5 作为 6 的后备保护，而 1，3 又可做 5，7 的后备保护，按以上方式构成的在远处实

8、现的后备保护称为远后备保护。c. 近后备保护：当实现远后备保护在技术上有问题时可采用近后备保护保护 主保护（每个被保护着被有九套保护装置）近后备保护兼下一线路保护或 DL 拒动时的员后备保护A B C 1 2 D3 D3 主保护为速断保护，它只保护本条线路的一部分，故速断保护的动作电流大于本 1条线路末端短路时最大短路电流，在本线路末端及末端以外短路时，本线路速断保护不会动作。根据 大小而定。dI后备保护是过流保护 2a 本线路速断不动时，过流保护动作。b 下一条线路两套保护均不动作时，作为下条线路的后备保护，但动作延时要比下条线路过流保护延时长t.如 处短路， 流过保护 1.2 时，此时：

9、3 2dI保护 1 的速断不会动作（因为 1 的动作电流大于本线路以外的 ）dI保护 2 的速断可能动作（ 是否在 BC 段的末端） 2d如果动作切除 BC 段，C 变电站停电。如果不动作，保护 2 过流动作，如果再不动，则保护 1 过流动作。如 处短路， 流过保护 1.2.3 时，此时： 4 3ddI保护 1.2 的速断不会动作（速断只保护本线一部分）保护 3 的速断应最先动作，如果不动，保护 3 的过流动作，再不动，保护 2 的过流作为后备应动作（此时停电范围要扩大）保护 1.2.3 的过流保护中，3 的延时最短，1 的最长2 速动作：快速切除故障，以提高系统运行的稳定性，尽量减少由于故障

10、而造成的破 坏（用户用电质量 设备不损坏）保护装置的动作时间为 40ms.aU3. 灵敏性：是指对保护范围内发生不正常运行状态或故障的反应能力，在保护范围内应正确反应。灵敏系数： lmK对过量继电器（高于整定值保护动作） 11lm保 护 范 围 内 突 变 量 最 小 值整 定 值对欠量继电器（低于整定值，保护动作） 21lmK整 定 值保 护 范 围 内 突 变 量 最 大 值4.可靠性：指在保护范围内发生它应该动作的故障时不 应该拒动，在不应该动作的情况下不应该误动5 安全性：第一章 电网的过流保护1.1 电网相间短路的过流保护一继电器的类和要求继电器是组成继电保护装置的基本元件。它的基本

11、作用是反映一个电气量突变而动作，即其输入模拟量达到一定值时输出被控量。1 继电器的分类：按动作原理：a.电磁型 b.晶体管型 c.集成型 d.微机型 1按反应的物理量：a.电流继电器 b.电压继电器 c.功率方向继电器 2d.阻抗继电器 e.频率继电器按其作用：a.启动继电器 b.时间继电器 c.出口继电器 d.中间继电器 3e.信号继电器 2 对继电器的基本要求： 工作可靠 灵敏度高 误差小动作迅速 1 2 3要保证以上对继电器的基本要求，必须做到设计合理，制造工艺先进，严格的质量检测。二电磁型继电器 螺管线圈式吸引衔铁式 三种转动衔铁式 1 电磁型继电器的基本组成部分铁芯（固定）及线圈组成

12、电磁铁 1可动衔铁 2接点（通断外电路） 3反作用弹簧 4止挡 52 电磁型继电器的工作原理：磁路欧姆定律：当电磁铁的线圈通有电流 i 时，将在铁芯（固定及可动） 1及空气隙组成的回路中产生磁通 .磁通的瞬时值 及0t流入继电器线圈电流的瞬时值 的关系是 图JI（磁通欧姆定律） JtmWIR其中： 为通电线圈在铁芯中产生的磁势（ 相当电压）J JWIw 为线圈的匝数为整个磁路的磁阻 铁芯中的磁阻m空气中的磁阻（占主要地位）且 （空气隙宽度）R所以磁通欧姆定律可写为 (K=COSt)JtIK电磁转矩：衔铁被电磁铁的磁场变化率以后，将产生电磁力 ，对轴的转 2 eF矩为电磁转矩 且 dcMdc2所

13、以2211()dcJJWIIKK即： dc2JIdc2继电器启动及返回过程： 3a 设反作用弹簧产生的反向力矩为 ，由弹簧特性可知：thM1th即：（空气隙）越小，则 （反力矩）越大，因此， 随 t t线性变化（成反比） ，在 M- 中为一条直线。b 当 （电磁转矩） 时， jI.dzJ1bI1c2bI2c2c 动作以后再减小电流 ，使 ，a 点电位回升，最后又 D2 截止，J3RU使 T1 由截止变成导通，T2 截止，输出高电平，继电器返回。1bId D3 保护下，C3 为干扰电容1 （正常） 2 不动（启动翻转）4 3 动（返回） 2 晶体管型延时继电器正常时，T1 饱和导通，a 点为低电

14、平，D1 导通， 1电容 C 被短接 b 点电位为 图10.8DcebVU此值不能使 W 反向击穿，T2 基极为低电平，T2 截止，输出 为高电平。sc当输入电平为低电平时，T1 截止，a 点电位为高电平，D1 截止，电源经 R2 2向电容充电，当 b 点电位大于 W 的击穿电压时，W 被击穿，T2 饱和导通，输出低电平，即：继电器延时输出。延时时间 （ 电容起始电压）2lncwEtCRUc调节 改变延时.2四 电流互感器。 （略）五 电压互感器。 （略）六 电流速断保护（过流段）无时限电流速断。1 工作原理：当网络相间短路时，电源与故障之间的电流会增大电流保护动作概念：反应电流增大而瞬时动作

15、的电流保护称为电流速断。 1对电流速断保护的要求： 2a 根据继电保护速动性的要求，必须保证系统稳定和重要用户供电的可靠性。原则上要求越快越好，所以对各种电气设备应力求安装速动保护装置。b 要保证动作的选择性，例如：A B C D 2 2 1 3 d1 d2 d3 d4 假定在每条线路上均装有电流速断保护装置，此时如果当 AB 段发生短路时，希望保护 2 能迅速动作，BC 段故障时，保护 1 能动作。电流速断的保护范围最好能达到本条线路全长的 100%，但是：当 AB 段线路末端 d1 短路时，希望保护 2 动作切除故障。当 BC 段线路始端 d2 短路时，希望保护 1 动作而保护 2 不动（

16、B 站还能送电）而 d1 点和 d2 点短路时流过保护 2 的电流几乎是一样的，所以要求 d1 短路时保护 2 动作而 d2 短路时保护 2 不动，就不能同时满足。保护 1 也无法区分 d3 和 d4 点的短路。d. 速断至少要保护线路的一部分为解决以上矛盾，通常都是优先保证动作的选择性，即：在 BH2 的启动电流 ，保证下一条线路出口处短路的条件整定，此时起动参数的整定称.2dzI之为“按躲开下一条线路出口处短路的条件整定” 。因此说电流速断无法保护线路的全长。2 整定计算：系统最大运行方式：某一保护在保护范围内末端短路时，流过保护的电流最大。 11 2 特点：对应的阻抗较小当 1 或 2

17、断路跳开时就变为最小运行方式系统最小运行方式：在保护范围末端短路时流过的电流最小 21 3特点：对应的阻抗较大 系统的运行方式是根据短路类型及系统接线不同而变化的短路电流：根据电力系统短路分析，当电源电势一定时，短路电流的大小决定 3于短路点与电源之间的总阻抗 Za 在最大运行方式下发生三相短路时，最小短路电流为：(3)max.minxdtlEIXL:b 在最小运行方式下发生三相短路时，最小短路电流为：（ ，见电力工程 ）(2)min.minxxdtlZ(2)(3)ddI:196P其中： ：电源电势xE：保护安装地到电源的最大阻抗.matX：保护安装地到电源的最小阻抗.inxt：线路单位长度阻

18、抗l：短路的点到保护安装地的距离LxtXlXL:在一定的系统运行方式下， （电源电势）和 （保护到电源的阻抗）xExtX均为常数，此时短路电流 随 （短路阻抗） 的增大而减小，所dIlZL以 随距离 L 的变化曲线如图：dIdI最大运行方式 (3)dI最小运行方式 1 (2) 2图中： ： ： 1 minL 2 max当系统运行方式及故障类型改变时 都将随之变化dI无时限电流速断保护的整定： 4为了保证电流速断的选择性（如对 来说，当在 D4 处发生短路时1BH电流速断不应该动作，而由 电流速断动作）所以， 的起动1BH3 1BH电流必须大于 D4 短路时可能出现的最大短路电流。即： .1.m

19、axdzcI（n。电流互感器的变化）zdz其中： = 起动电流.1z1最大运行方式下变电所 C 母线的三相短路电流.maxdcI.ax.indcxBCEX这样才能保证 D4 短路时 电流速断不动，满足选择性的要求。1H所以整定电流为： (2).1.maxdzkdcIK其中： = 为可靠系数k23:引入 的目的是：kKa 考虑各种存在的误差。b 实际的短路电流要大于理论计算值。c 考虑必要的裕度对 来讲，起动电流2BH.2.maxdzkdBIK3 无时限电流速断 （本线路末端最大短路电流）即：无时限电流速断不.maxdI反映外部故障。它没有时间元件，仅以继电器本身固有的动作时间动作，它完全依靠提

20、高整定值来获得选择性。由于动作电流 整定后是固定不变的，所以可用直线来表示它与和各有交dz点。在交点以前短路时由于短路电流大于起动电流，保护装置能动作在交点以后短路时由于短路电流小于起动电流，保护装置不能动作而系统在不同的运行方式下或不同的短路类型下它的保护范围是不同的。在最大运行方式下短路电流比较大，保护启动的可能性大，保护范围就大在最小运行方式下短路电流比较小，保护启动的可能性小，保护范围就小 保护范围： 1如果保护的动作电流 已知，则： dzI系统运行在最小方式下，且为两相短路时，短路电流最小，此时保护范围最小。（ 取线电压） maxmin/3dztoEIXLx所以电流速断的最小保护范围

21、为 in.ax01()2xtdzI灵敏度： 2 min1520%lLK:即：无时限电流速断保护的最小保护范围一般不应小于被保护线路全长的4 动作时限：无时限电流速断要求动作迅速，没有延时 0s1t5 保护接线：动作过程：电流继电器接于电流互感器二次 1侧，过流后直接启动中间继电器经串联信号继电器跳闸线圈 TQ，跳开 DL 和二次信号回路。采用中间继电器的原因： 2.电流继电器的触点容量较小，不能直接启动跳闸线圈 TQ，中间继电器接点容量较大，去驱动作用。.当线路上装有管型避雷器，其放电时，相当发生瞬时接地短路，电流速断要跳闸，但放点完毕后，线路又恢复正常（不是故障） ，这时保护的动作属于误动。

22、因此保护的动作时间应该躲开避雷器的放电时间 个周波，0.51:ms，所以采用 ms 延时的中间继电器，可防止保护由于避103:406:雷器放电而引起的误动。信号继电器的作用： 3为了便于运行人员分析故障，需将已动作过的保护指示出来，所以要加信号继电器，一般装在保护装置的出口回路上。这样才能指出整套装置是否已经工作。展开图：6 对无时限电流速断保护的评价不能保护线路的全长。 （线路末端） 1 maxdzI以满足选择性，有相当长的非保护区。保护范围随系统运行方式及短路类型而变化。 2a 当系统为最大运行方式时 速断的保护范围最大。(3)maxdb 系统在最小运行方式下两相短路时，其保护范围最小。即

23、：对被保护线路内部故障的反应能力（即灵敏性）是变化的。当系统运行方式变化很大时（即最大短路电流 与最小短路电流差别很大 3 maxdI时） ，按最大运行方式下保证选择性整定后，在最小运行方式下可能没有保护范围。在按最大运行方式下的三相短路电流来整定最大。所以先确定 ，然后确定 1(3)maxdI(3).maxdI，然后确定保护 1 的整定值：（此时保护范围最大）(3).1axdzkdK如果在最小运行方式下 很小，则要想dI产生足够大的 使保护动作，即： d.1dzI，就必须把短路点距电源很近。 最大运行方式.1dzI当与 没有交点时，则保护 1 在最小 最小运行方.z 1式运行方式下就没有保护

24、范围。 图中 为 1 maxL当被保护的线路较短时，也可能没有保护范围。 4a 当线路较长时，其始端和末端的短路电流相差很大，所以 变化曲线就比dI较陡，靠近始端时 上升很快，可使保护动作，所以保护范围较大。dI时，保护均能动作。dzIb 当线路较短时，其始端与末端短路电流相差不大，所以 变化曲线就比较dI平缓，此时保护起动电流在考虑了可靠系数进行整定以后 1(3).1maxdzkdIK则 对最大运行方式，保护范围很小对最小运行方式，可能就没有保护范围 .1dzI.1dzI无时限电流速断保护的优点是：动作迅速能 5快速切除故障线路，简单可靠七限时电流速断保护（过流段）无时限电流速断保护在许多情

25、况下用于任何负载网络均能保证选择性，且接线简单，迅速可靠，但它的缺点是不能保护线路的全长，即：有相当大的非保护区（系统运行方式变化较大，或较较短线路）可能没有保护区。在非保护区短路时，如不采取措施，故障便不能切除，这是绝对不允许的。因此必须考虑增加另一种保护，用来切除本线路上无时限电流速断保护范围以外的故障，作为无时限电流速断的后备保护，这就是时限电流速断保护。1.工作原理：概念：反应电流增大而延时动作切能保护线路全长的电流保护 1对限时电流速断保护的要求： 2a 作为无时限电流速断的后备保护，限时电流速断比哦许能保护本条线路的全长。因此它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去，及在本线路的末端

26、或下条线路出口处发生短路时（这两处的短路电流基本相等） ，次处无时限电流速断不能保护，所以作为后备保护，限时电流速断要起动。b 动作要带有一定的时限，以保证动作的选择性，并力求具有最小的动作时限，以保证具有足够的灵敏度。总之，要求限时电流速断保护能以较小的时限快速切除全线路范围内的故障。起动条件：分析如下 3保护 2 的无时限电流速断的动作电流为 保护范围是 。AB-.2dzI2l为非保护区。当 d1 处短路时（在 AB 段内）理应由 的l BH限时电流速断来起动跳闸。A 2 B 1 C d1 d2 dI.2dzIL2 dzIL1 当 d2 处短路时（在 BC 段内的 的无时限速断保护区） 。

27、所1BH以应该由 的无时限电流速断来起动跳闸。1B但是由于 d1 与 d2 处的短路电流基本上相等。 ，所以12dId1 处或 d2 处短路时保护 2 的限时电流速断与保护 1 的无时限电流速断都可能动作，但为了保证选择性，在 d2 处的限时电流速断不应该动作（如果动会造成 B 变电所停电，而故障又不在 AB 线路上这样会扩大停电的范围） ，而应由保护 1 的电流速断来动作（切除故障线路BC，而 B 变电站不停电） ，为了保证以上的选择性，方法是：增加保护 2 限时电流速断的时间，即 d2 短路时 ，所以保护 1 的2.1dzI无时限电流速断马上动作切除故障线路 BC，同时 （保护2.dzI2

28、 的限时速断的起动电流） ，所以保护 2 的限时速断也同时起动了，但是它要经过一段延时才能动作于跳闸。在延时过程中，保护 1 的无时限速断已经把故障线路切除了，故障消失，使保护 2 的限时电流速回，保证了选择性。在 d1 处短路时，短路电流均大于保护 2 的限时速断和保护 1 的无时限速断的起动电流，即 ， ，但此时 B 变电所1.dzI1.dzI的母线电压已降为零，流过的电流也为零，所以从 B 往后已经停电，保护 1 不能起动，保护 2 的限时电流速断动作。所以保护 2 的限时速断延时后，动作于跳闸，将故障线路 AB 切除，这样又保证了可靠性。所以保护 2 时限电流速断的起动条件是：在该保护

29、的保护区（即无时限速断的非保护区）的末端或小一条线路的起始短路电流大于该保护的整定电流，即 ，这就意味着限时电流速断的保护范.2dzI围要延伸到下一条线路中去，下一条线路起端短路时，它也要起动，只不过是动作要带有一定的延时。2.整定计算：起动电流：如 图所示，保护 1 的无时限电流速断的起动电流为 1 31P，保护范围是 ，保护 2 的限时电流速断要按躲开下一条线路无.1dzIl时限电流速断的动作电流来整定。即： .2.1dzkdzKI其中： ：为保护 2 限时电流速断的起动电流.z：为保护 1 无时限电流速断的去一动电流.1dz：可靠系数，一般为 （非周期分量已经衰减）k .12:所以限时电

30、流速断的保护范围不能超出下一条线路无时限电流的速断保护范围保护范围：为什么限时速断的保护的范围不超过下一条线路无时限 2电流的速断的保护范围呢？即为什么要引入可靠系数 。kK即 行不行？.2.1dzzI因为保护 2 和保护 1 安装在不同地点，使用不同的电流互感器和继电器。所以它们之间的特性很难完全一样。如果由于某种原因使保护 1 的无时限电流速断的起动电流出现了负误差，其保护范围扩大。如图所示：A 2 B 1 Cd1.2dzI.1z即： .2.1dzzI这时如果在 BC 段线路的末端短路时，此时由于保护 1 无时限速断的起动电流变大了（ ） ，所以保护 1 的无时限速断已不能起动。而另一方面

31、，保.1dz护 2 的限时速断变小了（ ）致使保护 2 的限时电流速断起动跳闸（保护.2dzI1 的限时速断也起动跳闸） ，两个保护的限时速断同时跳闸。所以保护 2 就失去了选择性（使 B 变电站停电） 。为了避免珍重情况发生，引入可靠系数 。kK即为什么限时电流速断的保护范围不能超过下一条线路无时限电流速断的保护范围。.2.1dzkdzIK3.时限：从以上分析得知，限时速断的动作时间 ，应选择得比下一条线路无时限速断的2t动作时间 高出一个时间段 。即：1tt:1t:从保护的灵敏性来看， 应越小越好（快速切除故障）t从保护的选择性来看， 不能太小（会扩大停电范围）确定 的原则如下：（d1 处

32、短路）t2 1（限时） （速断） d1 t:应当包括 DL2 的跳闸时间 （即从操作电流送入跳闸线圈 TQ 1 t:2DL到 DL 电弧熄灭为止） ，因为在这一段时间内故障并未消失。保护 2的限时电流速断，仍处于起动状态，一般油 DL 跳闸时间为 0.2s。限时电流速断的延时继电器的提前动作误差 （约为 2 1BH.1t0.05s）限时电流速断在 的电流速断切除故障后应立即返回， 3 21但由于惯性而又不能立即返回的延时 （约为 0.1s）.1gt考虑一定的裕度 ，一般为 0.1s 4 yt所以 .2DLtgt:的数值应在 之间，通常多取 0.5s.035.6:限时电流速断保护的时限特性按以上

33、原则整定后，如图所示：A 2 B 1 C 3 D t2t1td3 2t13d2 d1 Ld1 在保护 1 无时限电流速断范围以内的故障将以 的时间被切除。 1 1t此时保护 2 的限时电流速断可能起动，但由于 较 大一个 ，固而从时 2 2 t:间上保证了选择性。d2 当故障发生在保护 2 的无时限电流速断范围以内时，将以 时间被切除 3 2d3 当故障发生在无时限电流速断以外，同时又在本线路以内，将以 时间被 4 2t切除。4.主保护：由此可见，当线路上装设了无时限电流速断（符号为）和限时电流速断（符号为）以后，它们联合工作就可以保证全线范围内的故障都能在 0.5s 的时间内被切除。在一般情

34、况下，都能满足速动性的要求，称+为线路的主保护。5.灵敏度校验：为了能够保护本线路全长，限时电流速断必须能够在系统的最小运行方式下线路末端发生两相短路时（此时的短路电流最小） ，具有足够的反应能力，这个能力通常用灵敏度系数 来衡量：lmK(2).minmax3dXLEIA 2 B 1 lm保 护 范 围 末 端 发 生 金 属 性 短 路 时 的 最 小 短 路 电 流计 算 的 起 动 值例如对保护 2 的限时电流而言，在系统的最小运行方式下，线路 AB 末端发生两相短路时的短路电流为 ，起动电流为 ，.mindBI.2dzI则(2).min.dBlzIK为了保证在线路末端短路时保护装置一定

35、能动作，则要求限时电流速断的灵敏度 ，即：1.35lm:min.215dzI为什么检验时必须满足以上要求呢？这是考虑当线路末端短路时（以保护 2 的限时电流速断为例） ，可能会出现一些不利于保护起动的因素：故障点不是金属性短路，而存在过渡电阻，这时的短路电流要比线路只接短接 1（金属性短路）要小。电流互感器的负误差。短路时，互感器铁芯可能饱和，使流入继电器二次侧电 2流小于计算值。保护装置的继电器可能具有 正误差，其实际的起动值可能比整定计算值大。 3考虑一定的裕度。 4A B C Dd1 t2t1t21Lt2t21L以上不利于保护动作的因素，可能会导致限时电流速断不能可靠地保护线路的全长，这

36、是绝对不允许的。为了决绝这一问题，采取的方法是减小限时电流速断的起动电流，使其保护范围进一步延伸。例如，BC 段线路出口处 d1 短路时，本应该由保护 1 的无时限速断动作跳闸。但为了保证保护 2 的限时速断能可靠保护 AB 线路的全长，我们减小了其起动电流，使其保护范围延长了，可能会超过保护 1 的无时限速断范围内，则由 1BH如果故障点 d1 在保护 1 的无时限速断范围内，则由 无时限速断动作。如果故障点 d1 在保护 1 的无时限速断保护范围以外，则 速断不动作了。12 1 d1 d2 .1dzI.2dza 保护 2 的限时速断作为后备保护要动作b 保护 1 的限时速断也要动作，保护

37、速断的非保护区1BH这两个保护如果同时动作的话，会使 的限时速断失去选择性，此时保护 2 的限2BH时速断不应该动。保证其选择性的方法是：保护 2 的限时速断动作时间比保护 1 的限时速断动作时间再高一个时限 ，一般取为t:。此时保护 1 的限时速断先动切除故障，保护 2 的限时速断虽然也动了，但由于1.s:延时较高，故障切除后其自动返回了。即： （ ）21t:.2s如果保护 2 与保护 1 限时速断的动作时限一样的话，那么保护 2 的限时速断的保护范围绝对不能超过保护 1 的无时限速断的保护范围。此时 BC 线路的前面由无时限速断保护，后面由限时逐渐来保护（ 与 无重合区）2t17 限时电流

38、速断接线它和无时限电流速断保护接线的主要区别是 用时间继电器代替了原来的中央继电器。所以当电流继电器动作以后，还必须经过延时 图才能动作于跳闸。如果在 之前故障已2t2t切除，则电流继电器立即返回，保护归位，不会形成误动作。八.时过电流保护（过流段）对于某一条线路来说： 无时限电流速断保护能保护线路的一部分。 限时电流速断保 1 2护能够保护无时限电流速断不能保护的区域且能保护下一条线路的一部分。线路主保护（能保护线路的全长）：无时限电流速断+限时电流速断（近后备） 3A B d1 d2.1dzI.2z但是当下一条线路故障时，本应该由保护 1 的无时限速断来切除故障（如果在其保护范围） ，如果

39、不在其保护范围而其故障应由保护 1 的限时电流速断来切除，但由于种种原因，保护 1 的主保护即无时限速断与限时速断都拒动（这种情况是可能发生的） 。这时 BC 段线路的保护任务就要由保护 2 的限时速断来完成。而保护 2 的限时电流速断： 当 时，其保护范围不会超过 的无时限速断（21t1BH）37P当 时，其保护范围也不能保护 BC 的全长21t:如果此时故障点正好位于 BC 段的末端， 主保护拒动。保护 2 的限时速断又不能被切除。这是不允许的所以限时电流 2t1速断不具备远后备的作用。为了解决远后备的问题，还必须加装限时过流保护。 211.工作原理： 概念：反应电流增大而延时动作，且能保

40、护下一条线路的全长的电流保护。 1对限时过电流保护的要求： 2a 做为近后备保护，在线路段段，即无时限速断和限时速断均拒动时，能够保护本线路的全长。b 做为远后备保护，在下一条线路无时限速断和限时速断拒动时，能够保护下一条线路的全长。所以它的保护区要延伸到下一条线路的末端。c 动作要带有一定的时限，以保证选择性。 2dzI起动条件：为保证正常运行的情况下过电流保护决不会动作，显然其动作电 3流必须要大于线路上可能要出现的最大负荷电流值 （一.maxfI般取 ）NI2整定计算： 自起动电流：过电流保护的起动电流按照躲开该线路上的最大负荷电流 1来整定如图所示接线网络15 A 4 3 Cd12在

41、d1 处短路时，按选择性要求由保护 3 动作切除故障（以最小时限） （5.4.3 都应动作） ，此时流经保护 4 的负荷电流过大，这是因为 d1 短路时会使 B 段母线上的电压降压。所以变电站 B 母线上所接的所有电动机将被制动。因此，在故障切除以后，B 母线上电压将恢复。这样，电动机要重新起动而电动机的自起动电流要大于它的正常工作电流。为此引入自起动系数 。zqK系统自起动时负荷最大电流为： （正常最大负荷电流）.max.maxzqzqfIKI自起动系数 。由网络具体接线和负荷性质而定。1zq自起动电流应是负荷电流的最大值。返回电流：保护 4 和保护 5 在这个电流下必须立即返回，才能满足选

42、择性。所以这 2个自起动电流小于保护装置的返回电流 。保护 4 和保护 5 才能返回，所以引入hI可靠系数 ，则：“kK“ .maxhzqfII起动电流：我们曾经定义过返回系数 3 h（一般取 ） （ ） hdzI0.85.9: hdzI合所以限时过电流保护的起顶电流： 分“ .maxkzqfhdz hKII其中： ：可靠系数，一般取 （故障切除后能可靠返回）“k 1.52:：自起动系数，由网络具体接线和负荷性质决定。取 （对 110KVzq 13:以上取 1）：电流继电器返回系数。一般取 0.85（电磁型）0.8（电感应型）hK当返回系数 灵敏性。所以过电流继电器应有较高的“dzI hK3.

43、动作时限：5 A 4 B 3 C 2 D 1 d2 d1 t t5t4t3t2t1L 假定在每个以上都装有限时电流保护且各种装置的起动电流均按照躲开被保护 DL 上各自的最大负荷电流来整定。当 d1 处短路时， （短路电流比各保护的起动电流都要大） ，所以 在短路电流1dI 15:的作用下都可能起动。但按选择性要求使停电范围最小，应该只要保护 1 动作，切除故障而保护 在故障切除后应立即返回。25:保护 1 位于电网的最末端，电动机故障，它可以瞬时切除故障， 可不带延时。1t保护 2 在 d1 处短路时也将起动。但为保证选择性，其动作时限 2所以 1t:保护 2 的时限确定以后，当 d2 短路

44、时它将以 切除故障。此时保护 3 也起动了。但2t为了保证其选择性， 。即：32t32t:同理： ， 4:54一般来说，任一过流保护的动作时限，应选择得比下一条线路上各保护的动作时限均高一个 。只有这样才能保证选择性。t4.过流保护的特点：当故障越接近电源时，短路电流就越大，而过电流保护动作切除故障的时限反而越大，灵敏度越差，这是一个很大的缺点。所以在电网中广泛采用无时限电流速断和限时电流速断做为本线路的主保护以快速切除故障。而利用过电流保护做为本线路主保护拒动的后备保护（近后备）和下一条线路保护拒动的后备保护（远后备） 。5.过电流保护灵敏度校验：mindzIK故 障 时 短 路 电 流保

45、护 起 动 电 流 值当过电流保护作为本线路主保护的近后备保护时，应采用最小运行方式下本线路末端 1两相短路时的电流进行校验。要求： min()“()1.5dlzI2)本 末近当做为下一条线路的远后备保护时，应采用最小运行方式下一条线路末端两相短路时 2的电流进行校验：要求： min()“() 1.2dl zIK2)下 一 末远此外在各个过电流保护之间，灵敏系数要互相配合，要求对同一故障点而言越靠近故 3障点，保护应具有较高的灵敏度，即： 1234lmllmlK 因为越靠近电源，保护装置的起动电流越大。故障后，各保护均流过同一电流。所以上述要求自然能够满足。6.限时过电流保护接线过电流保护的动作时限，经计算确定以后，由专门的时间继电器完成。其动作时限与 大小无关。其接线与限时电流速断接线相同。dI九.过流三段式保护的小结。1.阶段式电流保护的相同点电流速断，限时电流速断和限时过电流保护都是反应电流升高而动作的不袄户装置。2.阶段式电流保护之间的区别：a 按不同的原则来选择起动电流。电流速断：按躲开下一条线路（或本线路末端）出口处短路最大电流来整定。限时速断：按躲开下一条线路无时限速断的起动值来整定（保证选择性）