继电保护电流保护
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。
继电保护概述和电流保护
8.3 定时限过电流保护
4. 过电流保护旳整定
A 1
G
B 2
C
d2 D
d1
3
4
M
I SS . m a x CSS I L. m a x
t
I RE CRE CSS I L. m a x
t 1
t
t 2
t
t 3
I
T ST
CRE CSS CR
IL. m a x
1. 选择性 2. 速动性 3. 敏捷性 4. 可靠性
A
1
G
B
C
2
3
d1
d2
d3
d4
单侧电源电路
D 4
4 继电保护旳基本原理
电力系统发生故障时旳现象：电流增大、电压降低、电压和 电流间相位角发生变化等。
利用发生故障时这些电气量与正常运营时旳差别，就能够构 成多种不同原理旳继电保护：
1. 电流保护； 2. 低电压保护；
t
l
单侧电源放射形网络中过电流保护动作时限的选择说明
3）要求： 近后备敏捷度不小于1.3～1.5； 远后备敏捷度不小于1.2； 从电源端到负荷端敏捷度递增。
评价： 靠延时满足选择性；满足敏捷性；不满足速动性
8.4 三段式电流保护旳应用及评价
1 原理简朴、只需电流量、工作可靠，一般情况下能够满足迅 速性要求，广泛应用于35kV下列电网；
5 继电保护旳发展史
2. 继电保护装置旳发展史 机电型（电磁型） 晶体管型 集成电路型(未实用化推广) 微机型
其他可能旳发展方向
5 继电保护旳发展史
3. 微机继电保护装置旳特点
优点：硬件便于统一；具有很强旳软件、硬件自检功能；可以 便地实现复杂旳动作特征；维护调试以便；并具有故障测距、 故障录波和报告打印等辅助功能。
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
五项继电保护技术常识范本
五项继电保护技术常识范本一、电流保护技术电流保护技术是电力系统中最基本、最重要的保护技术之一。
它可以通过检测电路中的异常电流来及时切断故障电路，保护设备的安全运行。
电流保护主要有过电流保护和零序保护两种类型。
过电流保护是指在电流超过设定值时切断电路，防止电流超载引发设备损坏和故障扩大。
过电流保护常用的继电器有过流继电器和差动继电器。
过流继电器根据不同的故障类型，分为短路保护和过负荷保护两种。
差动继电器主要用于保护发电机、变压器等大型设备，通过比较电流的差值来判断故障。
零序保护是指在电力系统的三相电流中有一相出现故障时，通过检测零序电流变化来判断故障位置，并切断故障电路，避免损坏其他设备。
零序保护常用的继电器有零序电流继电器和差动保护继电器。
零序电流继电器通过检测三相电流的不平衡来判断故障位置，差动保护继电器则通过比较零序电流和三相电流之间的差值来判断故障。
二、电压保护技术电压保护技术是保护电力系统中各类设备的电压稳定性和安全运行的关键手段。
它主要通过检测电压的变化来判断电力系统的故障情况，并及时采取措施保护设备。
电压保护主要有欠压保护和过压保护两种类型。
欠压保护是指在电压降低到设定值以下时，切断电路，防止设备过载和损坏。
欠压保护常用的继电器有欠压继电器和欠频继电器。
欠压继电器通过检测电压降低来触发保护动作，欠频继电器则通过检测电力系统的频率降低来触发保护。
过压保护是指在电压超过设定值时，切断电路，防止设备过载和损坏。
过压保护常用的继电器有过压继电器和过频继电器。
过压继电器通过检测电压上升来触发保护动作，过频继电器则通过检测电力系统的频率上升来触发保护。
三、差动保护技术差动保护技术是一种常用的继电保护技术，它可以通过比较电流差值来判断电力系统中的故障位置，并及时切断故障电路，保护设备的安全运行。
差动保护常用于保护发电机、变压器等大型设备。
差动保护继电器通常由两个或多个电流互感器和比较机构组成。
当系统中的电流通过互感器时，差动继电器会将互感器输出的电流进行比较，如果互感器输出的电流不平衡或超过设定值，则触发保护动作，并切断故障电路。
继电保护三段电流保护讲解
TA • 继电器的动作电流：
I g.oper
K con
I ope r nTA
(3-17)
KA 三相三继电器完全星形接线
3.4 电流保护的接线方式
3.4.1 三种基本接线方式
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. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。
I1.max
动作时限为
t
II 1
t
I 2
t
0.5s
灵敏度校验
K sen
I (2) k .1.min
I II oper.1
600 1.34 1.3 445 符合要求
1.21.590 190.6A 0.85
继电器动作电流
3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A，nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。
1、保护1的无时限电流速断一次动作电流
K2 K1
K3
I K I I oper.1
(3) rel K .N .max
1.25740 925A
1
2
3
继电器动作电流
II g .oper.1
K con nTA
I
I ope
r
.1
925 200/5
23.125A
图3-21
2、保护1的时限电流速断保护
3.三段式电流保护的评价
优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障。一般用于35千 伏及以下电压等级的单侧电源电网中。
继电保护三段电流保护讲解
2420 12.3 1.5 190.6
作相邻线路2的远后备保护
K se n
I (2) k .2. m in
I III oper.1
600 3.15 1.2 190.6
3.6 电流电压联锁速断保护
——采用电流电压联锁速断保护，可在不延长保护动作时间的条件下，增 加保护范围。
2. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。
1）三相三继电器完全星形接线的特点：
① 每相上均装有TA和KA、Y形接线
② KA的触点并联（或）
或
③能反映所有单相接地故障
• 接线系数:
K con
Ig I2
流入继电器电流
=1 (Y形接法)
TA的二次电流
TA
190.6 4.76A 200/5
最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)
3520 2420
740 600
310 300
动作时限为
t III 1
t III 2
t
1.5
0.5
2.0s
灵敏度校验： 作本线路的近后备保护
K sen
I (2) k .1. m in
3.6.1 电流电压联锁速断保护原理
7周2，DQ1-2
8周3，DQ4-5
7周3，DQ4-5(停课)
或 与
三相低电压继电器各触点“或”控制KM1
0.5s
灵敏度校验
K sen
I (2) k .1.min
I II oper.1
2420 2.27 1.3 1064
继电保护考点
继电保护考点第2章 电流保护1. 零序保护的基本思想：电力系统正常工作时，其三相是近似对称工作的，三相中的电压和电流应为对称的三相电压/电流，其负序、零序电压/电流基本等于零。
当出现短路故障时，电路中将会通过很大的零序电流。
所以可以通过检测零序分量的大小来判别系统的故障并实施保护。
2. 中性点不直接接地系统单相接地故障的特点：（1）通过对地电容构成回路，回路阻抗大，电流小。
（2）故障点的零序电压大小与故障前故障相的相电压大小相等，方向相反。
（3）非故障线路的零序电流为自身的对地电容电流之和，方向为流出母线。
（4）故障线路的零序电流为非故障线路的对地电容电流之和，方向为流入母线2.3 解释“动作电流”和“返回系数”，过电流继电器的返回系数过低或高各有何缺答：在过电流继电器中，为使继电器启动并闭合其触点，就必须增大通过继电器线圈的电流，以增大电磁转矩，能使继电器动作的最小电流称之为动作电流。
在继电器动作之后，为使它重新返回原位，就必须减小电流以减小电磁力矩，能使继电器返回原位的最大电流称之为继电器的返回电流。
过电流继电器返回系数过小时，在相同的动作电流下起返回值较小。
一旦动作以后要使继电器返回，过电流继电器的电流就必须小于返回电流，真要在外故障切除后负荷电流的作用下继电器可能不会返回，最终导致误动跳闸；而返回系数过高时，动作电流和返回电流很接近，不能保证可靠动作，输入电流正好在动作值附近时，可能回出现“抖动”现象，使后续电路无法正常工作。
继电器的动作电流、返回电流和返回系数都可能根据要求进行设定。
2.4 在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？答：引入可靠系数的原因是必须考虑实际存在的各种误差的影响，例如：（1）实际的短路电流可能大于计算值；（2）对瞬时动作的保护还应考虑短路电流中非周期分量使总电流增大的影响；（3）电流互感器存在误差；（4）保护装置中的短路继电器的实际启动电流可能小于整定值。
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继电保护原理课程设计报告专业：班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院201 年月日1设计原始资料1.1具体题目如图1所示网络，系统参数为：图1线路网络图1.2要完成的内容对保护5和保护1进行三段电流保护的整定计算与设计，并选择相关设备型号,说明该保护的运行原理。
2设计的课题内容2.1设计规程根据规程要求设计线路保护，主要涉及的是三段电流保护。
其中，I段为电流速断保护，II段为电流限时速断保护，III段为过电流保护。
2.2保护配置主保护：反映整个保护元件上的故障并能最短的延时有选择的切出故障的保护。
在本次设计中，I段电流速断保护和II段限时电流速断保护为主保护。
后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。
作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时近后备保护，也作为过负荷是的保护。
本次采用III段过电流保护。
3短路电流及残压计算3.1等效电路的建立由已知可得ZL X = (1)其中，Z —线路单位长度阻抗；L —线路长度。
将数据代入公式(1)得：Ω=⨯=24604.0L1X Ω=⨯=16404.0L3X Ω=⨯=20504.0BC X 12Ω=30×4.0=CD XΩ=⨯=8204.0D E X经分析可知，最大运行方式即最小阻抗时，如图2所示，则有两台发电机并联运行， 1G ,3G 连接在同一母线上，则求得：15.616)(10||24)(15)(||)(L3G 3L1G 1s.min =++=++=X X X X X同理，最小运行方式即阻抗值最大阻抗时，如图3所示，分析可知在只有1G 运行，则求得：39Ω2415L1G 1s.max =+=+=X X X图2 最大运行方式等效电路图3 最小运行方式等效电路3.2保护短路点的选取对保护5和保护2进行三段电流保护的整定计算与设计，在计算I 段电流速断保护时需要本线路末端的短路电流数据，而II 段限时电流速断保护则需与下级的I 段电流速断保护相配合，所以在计算分别选取B 、C 、D 、E 点为短路点。
3.3短路电流的计算在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为KS K E KE Z Z ZI +=∑=ϕϕ(2)式中ϕE —系统等效电源的相电动势；s Z —保护安装处到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；ϕK —短路类型系数，三相短路取1、两相短路取23。
计算短路电流时，最大短路电流取最大运行方式下三相短路，最小短路电流最小运行方式下两相短路。
对于保护1，母线E 最大运行方式下发生三相短路流过保护1的最大短路电流。
1.194kA8122015.63115E DECD BC S.min k.E.max =+++=+++=X X X X I ϕ对于保护1，母线E 最小运行方式下发生两相短路流过保护1的最小短路电流。
0.728kA8122039311523E 23DE CD BC S.max k.E.min =+++⨯=+++=X X X X I ϕ 对于保护2，母线D 最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流。
1.395kA122015.63115E CDBC S.min k.D.max =++=++=X X X I ϕ对于保护2，母线D 最小运行方式下发生两相短路流过保护2的最小短路电流。
0.810kA122039311523E 23CD BC S.max k.D.min =++⨯=++=X X X I ϕ 对于保护3，母线C 最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流。
1.865kA2015.63115E BCS.min k.C.max =+=+=X X I ϕ对于保护3，母线C 最小运行方式下发生两相短路流过保护3的最小短路电流。
0.975kA2039311523E 23BC S.max k.C.min =+⨯=+=X X I ϕ 对于保护5，母线B 发生三相短路流过保护5的最大短路电流。
2.544kA16103115E L3G3k.B.max =+=+=X X I ϕ对于保护5，母线B 发生两相短路流过保护5的最小短路电流。
2.212kA1610311523E 23L3G3k.B.min =+⨯=+=X X I ϕ4保护的配合及整定计算4.1主保护的整定计算4.1.1 保护的I ，II 段整定计算保护1的I 段动作电流：1.433kA1.1941.2K k.E.max I rel Iset,1=⨯==I I保护2的I 段动作电流：1.674kA1.3951.2K k.D .max I rel I set,2=⨯==I I保护3的I 段动作电流：2.238kA1.8651.2K k.C.max I rel I set,3=⨯==I I保护5的I 段动作电流：3.065kA2.5541.2K k.B.max I rel Iset,2=⨯==I I 因为电流速度保护不能保护线路全长，需对其保护范围进行校验。
1S.max I set.1minz 1E 23⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=Z I L ϕ （3）式中min L —电流速断保护的最小保护范围长度；1z —线路单位长度的正序阻抗。
将数据代入公式（3）求得保护2最小保护范围长度。
km 6.110.41396741)3(115/23min-=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⨯=.L结果为负值，表明2处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。
同理将数据代入公式（3）求得保护5最小保护范围长度。
km 9.210.4110065.3)3(115/23min=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⨯=L结果为正值，表明5处的电流速断保护在最小运行方式下保护范围长度为21.9km 。
保护2的II 段动作电流：A =⨯==k I I 648.1433.115.1K I set.1II rel II set,2在计算保护5出的限时电流速断保护时要考虑助增电流的影响，引入分支系数b K ，其定义为：流过的短路电流前一级保护所在线路上流故障线路流过的短路电=b K在已知阻抗的情况下通过阻抗比计算求得：667.1241624b =+=K 保护5的II 段动作电流：A =⨯==k I I544.1238.2667.115.1K K I set.3b II rel II set,54.1.2 保护的动作时间计算限时速度动作时限II t 应比下级线路速断保护的动作时限I t 高出一个时间阶梯t ∆。
保护2的整定时限：s5.0I 1II2=∆+=t t t保护5的整定时限：s5.0I 3II 5=∆+=t t t4.1.2 灵敏度校验对于保护2的限时电流速断而言，即应采用母线D 最小运行方式下发生两相短路流过保护2的最小短路电流最为故障参数的计算值。
648.1IIset.2sen I其值不满足3.1sen ≥K 的要求，无法保护线路全长。
对于保护5的限时电流速断而言，即应采用母线B 最小运行方式下发生两相短路流过保护5的最小短路电流最为故障参数的计算值。
423.1554.1212.2IIset.5K.Bmin sen ===I I K 其值满足3.1sen ≥K 的要求，满足保护要求。
4.2后备保护的整定计算4.2.1 保护的III 段整定计算作为下级线路主保护拒动和断路器拒动的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，一般采用过电流保护。
reL.maxss III rel IIIsetK K K I I=式中，III rel K —可靠系数；ss K —自启动系数；re K —电流继电器的返回系数。
保护2处的过电流整定值：A40685.02005.115.1K K K re CD.max ss III rel III set=⨯⨯==I I保护5处的过电流整定值：A 36585.01805.115.1K K K re L3max ss III rel IIIset=⨯⨯==I I4.2.2 保护的动作时间计算假设母线E 过电流保护动作时限为0.5s ，则保护2的动作时间为：s t 15.05.0III 1=+=s t t 5.15.0III 1III 2=+=保护5的动作时间为：s t t 25.0III 2III 3=+= s t t 5.25.0III 3III 5=+=4.2.3 灵敏度校验保护2作为D 母线短路近后备保护时的灵敏度。
406IIIset.2sen.2I其值满足3.1sen ≥K 的要求，满足近后备保护要求。
保护2作为D 母线短路近后备保护时的灵敏度。
793.1406728IIIset.2k.E.min III sen.2===I I K其值满足3.1sen ≥K 的要求，满足远后备保护要求。
保护5作为B 母线短路近后备保护时的灵敏度。
060.63652212IIIset.5k.B.min III sen.5===I I K其值满足3.1sen ≥K 的要求，满足近后备保护要求。
保护5作为C 母线短路远后备保护时的灵敏度。
671.2365975IIIset.5k.C.min III sen.5===I I K其值满足3.1sen ≥K 的要求，满足远后备保护要求。
5继电保护主要设备的选择5.1互感器的选择根据计算结果选择相应的电流互感器、电压互感器，其结果分别如表1、表2所示。
表1电流互感器的选择型号额定一次电流(A) 额定短时热电流(kA/s) 额定动稳定电流(kA) 准确级组合 额定二次输出 0.2 0.5 5P LZMB1-10 2500~5000100 250 0.2/0.5/5P10/5P20 30 30 30 AS12/175h/4600631580.2/0.5/5P20102030表2电压互感器的选择型号 电压比额定绝缘水平(kV) 准确级及额定输出(V A) 极限输出(V A)5.2继电器的选择根据计算结果选择相应的继电器，其结果分别如表3、表4、表5、表6、表7所示。
表3电流继电器的选择型号功能测量范围(A)输出DIA53S 相AC直接连接100AC,可调设定值,滞后可调。
2-205-5010-1008A/250V AC5A/24VDC 表4 信号继电器的选择型号功能工作线圈额定电流(A)工作线圈额定电压(V)保持线圈额定值(V)DX-32A 灯光信号，机械保持，电气复归。
0.01-2.4 12-220 48-220表5延时继电器的选择型号时间范围输出供电电源DAA01C 0.1s-10h 5A/250V AC5A/24VDC24VDC24-240V AC表6功率方向继电器的选择型号用途额定电流（A）额定电压（V）额定频率（Hz）灵敏角（°）LG-11 相间短路保护 5 100 50 -30°LG-12 接地短路保护 5 100 50 +70°表7中间继电器的选择型号额定绝缘电压（V）额定耐冲击电压(kV)触点数目与类型最大工作频率（次、小时）空载负载RXMCB 250 3.6 2C/O 18000 1200在对设备的选择过程中，应考虑多方面因素，例如产品的功能、可靠性、寿命、性价比等，本次课程设计互感器采用天津市纽泰克的产品，其中电流互感器选择两种，一种用于短路电流的测量和保护，一种用于测量最大负荷电流。