线路相间短路电流保护
Lm in
Lmax
I KN .m ax
端）短路故障时流过本保护的短路电流 0
Ioper
I3 K.N.max
无时限保护I不KN 能.m a x 保护线路全长,保护
有Ioper
KrelI
(3) K.N
.m
ax
Krel 可靠系数
范围随运行方式而 变化
IK(3.)N.ma最x 大运行方式下，被保护线路末端N发生金 属性三相短路时，流过保护装置的最大短路电流。
EM ZMZK
源的相电动势
IK
流时保过:护保 动Z M源之护 作—I到间系1.K保的的统护正短等I安序o效路p装阻电e电r处抗流大于整Z定K短 序—的路 阻保动点 抗护作之安电间装的流处I正o至per
IK
最大运 行式下
M
最小运 行方下
为了保证选择性，电流速断保护的动作 电流应躲过下一线路首端（或本线路末
2012年继电保护
输电线路相间短路的电流保护
主要内容 一、无时限电流速断保护 二、限时电流速断保护 三、定时限过电流保护 四、电流保护的接线方式 五、 阶段式电流保护
第一节 无时限电流速断保护
1.工作原理
MI
IK
N
线路上发生三相短路时,流过E保M —护系1统的等效电
短路电流:
I(3) K
EM Z
II
I
Ia Ib
Ic
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两相两继电器不完全星接线方式
可以反 应各种 类型的 相间故 障和有 电流互 感器相 的接地 故障。
IA IB IC
II
Ia
Ic
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两相电流差接线方式
通过继电器的 电流为两相电 流之差.不同 故障类型和 短路相别下, 通过继电器 的电流和电 流互感器二 次电流之比 是不同的 .
Ilmax
KSS 自起动系数
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第三节 定限时过电流保护
二、定时限过电流保护动作时限的整定原则
1）过电流保护的动作时限应按阶梯原则选择
tnt(n1)ma x t
M
I
I
I
I
K1 N
1QF
2QF
3QF
I
4QF
t
5QF
t1 0
t2
t
t3
t5
t4
l
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第三节 定限时过电流保护
三、定时限过电流保护限的灵敏度校验
上页 下页
K
I K .max
L 返回
第一节 无时限电流速断保护
2.接线原理 QF
TQ 电流继 电器
QF 1 信号
电流互 感器
KA I KM
KS
TA
中间继 电器
信号继 电器
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第二节 限时电流速断保护
321..动动.工作作作时电原限流理选整择定
限它括为性断以段配所时一差限此护线流保速应考整素数m间动由断护除流外此速电I后点时的被了，保便电合带电个⊿时情范路保护断为虑定，发作tto 于保线本速的增断流I12III写tIpt,Ⅰ1:,电动保获第护和流，的流或电况围护到误故保生，无护路线断短设保速.为为动e1为的Ir 流作护得二必相速时速两流下不的电差引护故段级o所I时一全路保路第护断使作:0Ipt限K 差速范线动套须邻断限断个速，超保电流等入区障或e2I.以限般长无护故二，保1在时rr时e 断围路作电带线保只保时断它越护流计不可延时Ⅱ称电不，时范障套即护N间lI电Io保应全选流时路护比护限保的相范算利靠伸不段o ImI它流能为限围，电限I应pp t流oIeIp护包长择速限相瞬大级护保邻围和因系到误Ⅰ电..之为2e2 e速保切电以为流时r为rr.1。。，。:
灵敏度校验应按如下两种情况分别考虑：
(1) 当过电流保护作为本线路的近后备保护时，其校验点 应选在本线路末端
Ksen1.3~1.5
（2）当过电流保护作为相邻元件的远后备保护时， 其校验点应选在相邻线路（元件）末端，
Ksen1.2
当过电流保护的灵敏度不能满足要求时，应采取性能 更好的保护方式。
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保护1限时电流速断范围
保护1无时限 电流速断范围
保护2无时限 电流速断范围
M I1
IK
N I 2m
nP
II oper .1
t0
t
I 1
0
I II oper .1
t1II
t
t
I 2
上页
m II
oper .2
n
t
II 2
l
t
下页
l
返回
第二节 限时电流速断保护
4.灵敏度校验 为了保护线路全长，限时电流速断保护必须在最小运行 方式下，被保护线路末端发生两相短路时，具有足够的灵 敏度。通常用灵敏系数 K sen 来表示。
第四节 电流保护的接线方式
一、三种基本的接线方式
电流保护的接线方式， 指的是电流继电器与 电流互感器二次绕组 之间的连接方式,有三 种基本的接线方式。
三相三继电器完全星接线方式 两相两继电器不完全星接线方式
两相电流差接线方式
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三相三继电器完全星接线方式
可以反 IA பைடு நூலகம்B IC
应各种 类型的 相间故 障和接 地故障
IA IB IC
I
Ia
Ig
Ic
定义接线系数，为流入继电器 的电流与电流互感器二次电流之比， 以 K co表n 示。
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第四节 电流保护的接线方式
二、各种接线方式的性能分析
(一)对相间短路故障的反应能力 完全星形和不完全星形接线都能正确反应被保
护线路不同相别的相间短路故障，只是动作的继电 器数目不同而已。两相不完全星形接线方式在AB和 BC相间短路故障时只有一个继电器动作。三相完全 星形接线方式在各种相间短路故障时，至少有两个 继电器动作，动作可靠性较高。
KsenIIKoIm Ipeinr1.31.5
I Kmin —在最小运行方式下被保护线路末端发生 两相金属性短路故障时流经保护的电流。
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第二节 限时电流速断保护
5.原理接线
限时电流速断保护 与无时限电流速断 保护接线的主要区别 是将中间继电器换成 了时间继电器。当电 流继电器动作后，须 经过时间继电器的延 时后，才能动作于跳 闸。
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第三节 定限时过电流保护
一、定时限定过时电限流过保护电动流作保电护流也的是整定靠原适则当选取
1）动作动电作流应电整流定和得动大作于时该线限路来上获可得能选出择现性的。
的最大负荷电流 I lmax
Ioper Ilmax
2）在外部短路故障切除后，电流继电器能可靠返回。
Ioper
Krel Kss Kres
QF
TQ
QF 1 信号
KA I KT t KS
TA
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第三节 定限时过电流保护
限时电流速断保护虽能保护线路的 全长，但不能作为下一线路保护的后备。 而定时限过电流保护不仅能保护本线路 全长，还能保护相邻线路的全长，可以 起到后备保护的作用。这是因为过电流 保护不是按躲过某一短路电流，而是按 躲过最大负荷电流来整定的，故它的动 作电流值较低，灵敏度较高，保护范围 大。
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电网相间短路的方向性电流保护
同一母线两侧 1）、时限相同：均装设。 2）、时限不同：时限小的保护装设。
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网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
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网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
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
单侧电源输电线路相间短路的电流电压保护
动作电流：
K2
保护动作电流按保护区末端短路条 件整定：
I
I op1
K
I rel
I kB.max
最大 短路 电流 拟定
I oIp1
K
I rel
I
kB. max
(1)系统运营方式；
（2）短路点位置； （3）短路类型；
（4）电网联接方式。
相间短路电流计算：
K1
l
三相短路：
I
(3) k
Es X s X1l
最大保护区拟定：
l
I oIp1
Es X s.min X1lmax
lmax
1 X1
( Es
I
I op1
X s.min )
最小保护区拟定：
I
(2) k . min
3 2
Es X s.max X1lmin
I
I op1
lmin
Hale Waihona Puke 1 (X13 2
Es
I
I op1
X s.max )
（3）线路变压器组电流速断保护
为满足选择性要求，保护动作 带有一定旳时限。
图形符号 I ＞
Ik
I k.max
I
II op1
I
I op 2
l
loIpI 1
保护动作电流为：I
II op1
K
II rel
I
I op 2
1
2
3
I
II op1
Kco I kD.max
Kco 1.3
动作时间：
t
toIp1
toIIp1
toIp2
toIIp2
（4）限时电流速断保护旳选择性 是依托动作值、动作时间来确保。
相间短路的阶段式电流保护
相间短路的阶段式电流保护相间短路通常仅考虑两相短路和三相短路的情况。
电力系统发生相间短路的主要特征是电流明显增大，利用这一特点可以构成反应电流增大的阶段式电流保护。
一、瞬时电流速断保护1、瞬时电流速断保护的工作原理从故障切除时间考虑，原则上继电保护的动作时间越短越好，即在被保护元件或设备上装设快速保护，瞬时电流速断保护就是这样的快速保护。
下面用如图3-1所示单电源线路，说明瞬时电流速断保护的工作原理。
对于图3-1所示单侧有电源的辐射形电网，电流保护装设在线路始端，当线路发生三相短路时，短路电流计算如下k s k X X E I +=ϕ)3( （3-3）式中ϕE ——系统等效电源的相电动势； sX ——系统电源到保护安装点的电抗； k X ——短路电抗（保护安装点到短路点的电抗。
则Xs+Xk 为系统电源至短路点之间的总电抗。
显然，当短路点距离保护安装点越远时，Xk 越大，短路电流越小；当系统电抗越大时，短路电流越小；而且短路电流与短路类型有关，同一点)2()3(k k I I 〉。
短路电流与短路点的关系如图3-1的)(L f I k =曲线，曲线1为最大运行方式（系统电抗为m in .s X ，短路时出现最大短路电流）下三相短路故障时的)(L f I k =，曲线2为最小运行方式（系统电抗为max .s X ，短路时出现最小短路电流）下两相短路故障时的)(L f I k =。
瞬时电流速断保护反应线路故障时电流增大动作，并且没有动作延时，所以必须保证只有在被保护线路上发生短路时才动作，例如图3-1的保护1必须只反应线路Ll 上的短路，而对L1以外的短路故障均不应动作。
这就是保护的选择性要求，瞬时电流速断保护是通过对动作电流的合理整定来保证选择性的。
2．整定计算一般把对继电保护装置动作值、动作时间的计算和灵敏度的校验称为继电保护整定计算，将计算条件称为整定原则。
按照选择性要求，图3-1保护1的动作电流，应该大于线路L2始端短路时的最大短路电流。
第三章--输电线路相间短路电流保护
①保证本线路正常运行时，本保护不动
I I set . x
x.max
②当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回
Iss.max Ires
电流整定值为：
K K I K I set.x
rel ss
res
l . max
2、保护动作时间
tn t(n1)max t
t(n1)max —为下一相邻母线上所接保护的最大动作时间。
第二节 限时电流速断保护
作用：与无时限电流速断保护配合作为被保护线路相间 短路的主保护。 原理：反映被保护元件电流升高而带有较小时间动作的 保护。 一、接线图（单相原理图）
二、动作电流整定原则
1、保护动作电流的整定计算 ①基本依据 与相邻线路无时限电流速断保护（或主保 护）配合。
②基本公式
I K I set 1
三、对无时限电流速断保护的评价
优点：动作迅速，简单可靠。
缺点：不能保护本线路的全长，故不能单独使用，而且 它的保护范围随运行方式的变化而变化。当运行方式变 化很大、被保护的线路很短时，甚至没有保护区
无时限电流速断保护不能保护线路全长，而且保护 范围受系统运行方式影响，为克服这一缺点，可采用具 有自适应功能的电流速断保护。自适应继电保护是根据 电力系统运行方式和故障类型的变化，而实时地改变保 护装置的动作特性，或整定值的一种保护。其目的是使 保护装置适应这些变化，进一步改善保护性能。
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。
第四节 电流保护的接线方式 电流保护的接线方式，指的是电流继电器线圈与电 流互感器二次绕组之间的连接方式。
①完全星型接线 ②不完全星型接线 ③两相差电流接线
两相三继电器接线
I I set . x
x.max
②当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回
Iss.max Ires
电流整定值为：
K K I K I set.x
rel ss
res
l . max
2、保护动作时间
tn t(n1)max t
t(n1)max —为下一相邻母线上所接保护的最大动作时间。
第二节 限时电流速断保护
作用：与无时限电流速断保护配合作为被保护线路相间 短路的主保护。 原理：反映被保护元件电流升高而带有较小时间动作的 保护。 一、接线图（单相原理图）
二、动作电流整定原则
1、保护动作电流的整定计算 ①基本依据 与相邻线路无时限电流速断保护（或主保 护）配合。
②基本公式
I K I set 1
三、对无时限电流速断保护的评价
优点：动作迅速，简单可靠。
缺点：不能保护本线路的全长，故不能单独使用，而且 它的保护范围随运行方式的变化而变化。当运行方式变 化很大、被保护的线路很短时，甚至没有保护区
无时限电流速断保护不能保护线路全长，而且保护 范围受系统运行方式影响，为克服这一缺点，可采用具 有自适应功能的电流速断保护。自适应继电保护是根据 电力系统运行方式和故障类型的变化，而实时地改变保 护装置的动作特性，或整定值的一种保护。其目的是使 保护装置适应这些变化，进一步改善保护性能。
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。
第四节 电流保护的接线方式 电流保护的接线方式，指的是电流继电器线圈与电 流互感器二次绕组之间的连接方式。
①完全星型接线 ②不完全星型接线 ③两相差电流接线
两相三继电器接线
电力系统继电保护第二节 电网相间短路的方向性电流保护
第二章 电网的电流保护
第二节 双侧电源网络相间短路的 方向性电流保护
都
洪
基
双侧电源网络相间短路时的功率方向
1. 问题的提出
三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进 行分析的，各保护都安装在被保护线路靠近 电源的一侧，或者说线路的始端。仅利用相 间短路后电流幅值增大的特征来区分故障与 正常运行状态的，以动作电流的大小和动作 时限的长短配合来保证有选择的切除故障。
k 2
~
Ik 2
180o k 2
故利用判别短路功率方向或电流、电压
之间的相位关系便可判别发生故障的方向.
4. 要求
继电保护中对方向元件（继电器）的基本要求: 1) 应具有明确的方向性 即正前方发生各种故障时，能可靠动作, 而在反方向故障时，可靠不动作。 2) 故障时继电器的动作有足够的灵敏度。
UA
60o
电流超前电压 I k1A
在这种情况下继电器 的最大灵敏角设计为：
sen k 90 30
0
0
30o
UBC
UC 正方向短路时，能灵敏动作。
I k 2 A 150o
电流滞后电压
UB
习惯上采用 90o k 方向继电器的内角。
， 称为功率
e j 动作方程为: arg U J 90o IJ
8
~
当k1点短路时,按照选择性的要求,应由保护2和保护 EⅡ 供给的短路电流 I k1 也将通 6动作切除故障.但由于 I k1 大于保护装置1 过保护1.若保护1采用电流速断且 的起动电流 I set 1 ,则保护1的电流速断就要误动(母线 上可能挂有其它分支线路)。造成C变电所全部停电。
同样的分析其它短路点时，对有关的保护装置也能 得出相应的结论。
第二节 双侧电源网络相间短路的 方向性电流保护
都
洪
基
双侧电源网络相间短路时的功率方向
1. 问题的提出
三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进 行分析的，各保护都安装在被保护线路靠近 电源的一侧，或者说线路的始端。仅利用相 间短路后电流幅值增大的特征来区分故障与 正常运行状态的，以动作电流的大小和动作 时限的长短配合来保证有选择的切除故障。
k 2
~
Ik 2
180o k 2
故利用判别短路功率方向或电流、电压
之间的相位关系便可判别发生故障的方向.
4. 要求
继电保护中对方向元件（继电器）的基本要求: 1) 应具有明确的方向性 即正前方发生各种故障时，能可靠动作, 而在反方向故障时，可靠不动作。 2) 故障时继电器的动作有足够的灵敏度。
UA
60o
电流超前电压 I k1A
在这种情况下继电器 的最大灵敏角设计为：
sen k 90 30
0
0
30o
UBC
UC 正方向短路时，能灵敏动作。
I k 2 A 150o
电流滞后电压
UB
习惯上采用 90o k 方向继电器的内角。
， 称为功率
e j 动作方程为: arg U J 90o IJ
8
~
当k1点短路时,按照选择性的要求,应由保护2和保护 EⅡ 供给的短路电流 I k1 也将通 6动作切除故障.但由于 I k1 大于保护装置1 过保护1.若保护1采用电流速断且 的起动电流 I set 1 ,则保护1的电流速断就要误动(母线 上可能挂有其它分支线路)。造成C变电所全部停电。
同样的分析其它短路点时，对有关的保护装置也能 得出相应的结论。
电流保护-相间短路电流保护
最小方式两相短路保护范围 速断保护I段保护整定值
I
I set
3 Eϕ = 2 Zs max + Z1 Lmin
I
I set
=K
I rel
Eϕ Zs min + Z A− B
Z1为每公里线路阻抗，即ZA-B=Z1*L 两公式相等，可得：保护范围校验：
⎡ ⎤ 3 K rel Zs max − Zs min ⎥ 1 ⎢ 3 Lmin 2 100% = − ⎢ ⎥ × 100% ≥ (15" 20)% L K rel ⎢ 2 Z1 L ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
4。三段式电流保护的应用及特点 •保护应用： ¾在末端设备上用0秒动作的过电流保护作主保护。 ¾一般线路采用电流速断I段作主保护，用过电流保护III段 作后备保护。 ¾近电源端因III段时间延时较大，采用I、II、III段的三段 式保护。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
六、反时限过电流保护
1。反时限过电流保护特点
Krel 可靠系数1.15 ～1.25；返回系数0.85；自起动系数2 ～7。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
3。定时限过电流保护（电流保护III段） 2）按选择性要求整定 在多段线路的各个段上均装有过电流保护，各按躲过最大 负荷电流整定。当某段线路发生故障时，电源与短路点之 间的各个过电流保护均会起动。 按选择性要求，应只有故 障线路的过电流保护动作切 除故障，采用不同动作时限 的方法，保证选择性，在故 障线路的过电流保护动作切 除故障后，其它已启动的过 电流保护立即返回。
区别：动作电流值不同；动作时间不同。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
电力系统短路电流与系统运行方式及故障类型的关系：
I
I set
3 Eϕ = 2 Zs max + Z1 Lmin
I
I set
=K
I rel
Eϕ Zs min + Z A− B
Z1为每公里线路阻抗，即ZA-B=Z1*L 两公式相等，可得：保护范围校验：
⎡ ⎤ 3 K rel Zs max − Zs min ⎥ 1 ⎢ 3 Lmin 2 100% = − ⎢ ⎥ × 100% ≥ (15" 20)% L K rel ⎢ 2 Z1 L ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
4。三段式电流保护的应用及特点 •保护应用： ¾在末端设备上用0秒动作的过电流保护作主保护。 ¾一般线路采用电流速断I段作主保护，用过电流保护III段 作后备保护。 ¾近电源端因III段时间延时较大，采用I、II、III段的三段 式保护。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
六、反时限过电流保护
1。反时限过电流保护特点
Krel 可靠系数1.15 ～1.25；返回系数0.85；自起动系数2 ～7。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
3。定时限过电流保护（电流保护III段） 2）按选择性要求整定 在多段线路的各个段上均装有过电流保护，各按躲过最大 负荷电流整定。当某段线路发生故障时，电源与短路点之 间的各个过电流保护均会起动。 按选择性要求，应只有故 障线路的过电流保护动作切 除故障，采用不同动作时限 的方法，保证选择性，在故 障线路的过电流保护动作切 除故障后，其它已启动的过 电流保护立即返回。
区别：动作电流值不同；动作时间不同。
第二章 电网的电流保护
上海电力学院
电力系统短路电流与系统运行方式及故障类型的关系：
第1章 电网相间短路的电流电压保护
图1-19 Y、d11接线降压变压器短路时电流分布及过电流保护的接线
1.7.3 接线方式的应用
三相星形接线一般广泛应用于发电机、 变压器等大型重要的电气设备的保护中，因 为它能提高保护动作的可靠性和灵敏性。 此外，它也可以用在中性点直接接地电 网中，作为相间短路和单相接地短路的保护。 由于两相星形接线较为简单经济，因此 在中性点直接接地电网和非直接接地电网中， 都广泛地采用它作为相间短路的保护。
1.6 阶段式电流保护
图1-13 阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图
图1-14 具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图
1.7 电流保护的接线方式
1.7.1 电流保护接线方式的定义及 类型 1.7.2 三种接线方式在各种故障时 的性能分析比较 1.7.3 接线方式的应用 1.7.4 三段式电流保护的接线图
图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图
1.4.3 动作时限的计算
1.4.4 保护装置灵敏性的校验
1.4.5 限时电流速断保护的单相原 理接线图
图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图
1.5 定时限过电流保护
1.5.1 定时限过电流保护的定义 1.5.2 工作原理和整定计算的基本 原则 1.5.3 按选择性的要求整定定时限 过电流保护的动作时限 1.5.4 过电流保护灵敏系数的校验
为保证在正常运行情况下过电流保护绝 不动作，显然保护装置的启动电流必须整定 得大于该线路上可能出现的最大负荷电流 IL.max。 然而，在实际上确定保护装置的启动电 流时，还必须考虑在外部故障切除后，保护 装置应能立即返回。
实际上当外部故障切除后，流经保护4的 电流是仍然在继续运行中的负荷电流。 另外由于短路时电压降低，变电所B母线 上所接负荷的电动机被制动，因此，在故障 切除后电压恢复时，电动机有一个自启动的 过程。
继电保护原理 第四章 第一、二节 线路电流保护
电流速断保护方向元件的装设原则
例如：
同一线路两侧，定值小者加方向元件，定值大者可不 加方向元件。
EI
k2
M 1 2
N
k1 E II
I I I set1 I set2
保护1可不加KW
(二)限时电流速断保护的整定计算
仍然是与下一级保护的第一段配合，但需考 虑保护安装点与短路点之间有分支电路的影响。 k C B A I AB I
o
Ik2
（2）功率方向继电器的动作方程 比相式动作方程：
e jα Ur 90 arg 90 Ir
Ur 90 arg 90 Ir
KU r I r cos( r ) 0
①四个角度： r： 加入功率方向继电器的电压和电流之夹角
I k1B
k1点短路时,若
I I I k1 A I set2
保护2误动；
EA
A
1
k2
B
2 3
k1
C
4 5 6
D EB
I k2 A
对电流速断保护: k2点短路时,若
I k2 B
I I I k2 B I set3 保护3误动；
EA
A
1 2
B
3
k1
4
C
5 6
D
EB
I k1 A
对过电流保护:
I k1B
动作
小结: 采用90°接线方式的优缺点 优点： ① 对各种两相短路都没有死区。 ② 适当选择内角α后，对线路上各种相 间故障都能保证动作的方向性。 缺点： 三相短路时仍有死区。
三、方向性电流保护整定计算特点
(一)电流速断保护的整定计算 k2
线路保护
无时限电流速断保护的范围随运行方式和故障种类而变， 无时限电流速断保护的范围随运行方式和故障种类而变，在最大运行方式下三相短路 保护区最大，而在最小运行方式下两相短路保护区最小， 保护区最大，而在最小运行方式下两相短路保护区最小，当系统运行方式变化很大或保护 线路很短时，无时限电流速断可能因没有保护而不能采用。 线路很短时，无时限电流速断可能因没有保护而不能采用。 *线路 变压器组接线，将线路 变压器看成一个元件，以变压器低压侧线路出口短路来 线路-变压器组接线 变压器看成一个元件， 线路 变压器组接线，将线路-变压器看成一个元件 整定可保护线路全长。 整定可保护线路全长。 无时限电流速断保护灵敏度按正常运行方式下保护安装处两相短路校验， 无时限电流速断保护灵敏度按正常运行方式下保护安装处两相短路校验，即 Klm= I d (2)/ I d Z 要求Klm﹥1.2 要求
灵敏度不满足要求时，适当降低保护动作电流， 灵敏度不满足要求时，适当降低保护动作电流，保护范围 与下一级带时限电流速断保 护范围相配合。 护范围相配合。 无时限电流速断保护灵敏度较高，能保护线路全长。 无时限电流速断保护灵敏度较高，能保护线路全长。但当下一线路故障或断路器拒动 带时限电流速断保护不一定能动作，所以它不能起远后备保护作用。 时，带时限电流速断保护不一定能动作，所以它不能起远后备保护作用。
二、带时限电流速断保护
无时限电流速断保护不能保护本线路全长， 无时限电流速断保护不能保护本线路全长，而带时限电流速断保护范围包括本线路全 这样，其保护范围必然延伸到下一线路的一部分， 长，这样，其保护范围必然延伸到下一线路的一部分，为了保证动作的选择性第二套电流 速断保护带有一定时限，以便和下一线路的保护配合。其保护范围不超过下一线路无时限 速断保护带有一定时限，以便和下一线路的保护配合。 电流速断保护的范围，而动作时限比下一线路动作时限高出一个时限级差△ 。 电流速断保护的范围，而动作时限比下一线路动作时限高出一个时限级差△t。 带时限电流速断保护的动作电流应大于下一线路无时限电流速断保护的动作电流。 带时限电流速断保护的动作电流应大于下一线路无时限电流速断保护的动作电流。 I d Z.1Ⅱ= KK I d Z.2Ⅰ KK------可靠系数 ，一般取 一般取1.1-1.2 一般取0.5S 可靠系数 △t一般取 一般取 带时限电流速断保护灵敏度按线路末端处两相短路时最小短路电流校验， 带时限电流速断保护灵敏度按线路末端处两相短路时最小短路电流校验，即 Klm= I d .min / I d Z.1Ⅱ 要求K 要求 lm≥1.3-1.5
输电线路相间短路的三段式电流保护
第一章 输电线路相间短路的三段式电流保护第一节 瞬时电流速断保护一、 短路电流的分析计算瞬时电流速断保护（又称第I 段电流保护）它是反映电流升高，不带时限动作的一种电流保护。
1．短路电流计算在单侧电源辐射形电网各线路的始端装设有瞬时电流速断保护。
当系统电源电势一定，线路上任一点发生短路故障时，短路电流的大小与短路点至电源之间的电抗忽略电阻）及短路类型有关，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流为：lX X E I S S k 1)3(+= lX X E I S S k 1)2(23+= 2、运行方式与短路电流的关系当系统运行方式改变或故障类型变化时，即使是同一点短路，短路电流的大小也会发生变化。
在继电保护装置的整定计算中，一般考虑两种极端的运行方式，即最大运行方式和最小运行方式。
（1）最大运行方式——流过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为最大运行方式，此时系统的阻抗Xs 为最小；（2）最小运行方式——当流过保护安装处的短路电流最小的运行方式称为系统最小运行方式，此时系统阻抗Xs 最大。
图3－ 1中曲线1表示最大运行方式下三相短路电流随J 的变化曲线。
曲线2表示最小运行方式下两相短路电流随J 的变化曲线。
二、动作电流的整定计算1、动作电流假定在线路L1和线路L2上分别装设瞬时电流速断保护。
根据选择性的要求，瞬时电流速断保护的动作范围不能超出被保护线路，故保护1瞬时电流速断保护的动作电流可按大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定，即max .1kB rel I op I I K I =1op I I ——保护装置1瞬时电流速断保护的动作电流，又称一次动作电流rel I K ——可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算误差和非周期分量的影响等而引人的大于1的系数，一般取1．2～1．3；I k1.max ——被保护线路末端B 母线上三相短路时流过保护安装处的最大短路电流，一般取次暂态短路电流周期分量的有效值.2、保护范围分析在图1中，以动作电流画一平行于横坐标的直线3，其与曲线1和曲线2分别相交于M 和N 两点，在交点到保护安装处的一段线路上发生短路故障时，I k >I I op1保护1会动作。