第二章电网的电流保护

电流几乎相同
电流几乎相同
解决这个矛盾可以有两种办法：
优先保证动作的选择性即从保护装置启动参数的 整定上保证下一条线路出口处短路时不启动，在继 电保护技术中，这又称为按躲开下一条线路出口处 短路的条件整定。 另一种办法就是在个别情况下，当快速切除故障 是首要条件时，就采用无选择性的速断保护，而以 自动重合闸来纠正这种无选择性动作。
K 为时间整定系数
曲线族见p26
启动电流
瞬时动作电流
2、整定配合
3. 确定曲线①2 的动作时限比保护 1 高 出一个时间阶梯 △ t
1.确定a1点
2. 确定b点。注意a1与b 点的电流的含义。
按定时限与K3点配合做远后备
反时限过电流继电器电流速断段的整定原则仍是 躲开下级母线的最大短路电流
2 . 1 . 6 阶段式电流保护的配合及应用 电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护都是反应 于电流升高而动作的保护。它们之间的区别主要在于按照不 同的原则来选择启动电流。 速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定； 限时速断是按照躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动 作范围来整定； 过电流保护则是按照躲开本元件最大负荷电流来整定。 由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为 相邻元件的后备保护。为保证迅速而有选择性地切除故障， 常常将电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组合 在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用速 断保护加过电流保护，或限时速断保护加过电流保护，也可 以三者同时采用。
C0
0
IYC1 IYA2 IYA IYC
I△C1超前IYC130度,
IYB
I△
Y C2滞后I C230度
采用三相星形接线，灵敏系数增大 1 倍，这是十分有利的。
两相星形接线，灵敏系数比采用三相星形接线时降低一半。 为了克服这个缺点，可以在两相星形接线的中性线上再接入一 个继电器.
IA+IC
2 ．按选择性的要求整定过电流保护的动作时限
2，3，4，5都启动，如何保证选择性？ 只有依靠时限！
3 ．过电流保护灵敏系数的校验
评价
������ 第III段的动作电流比第Ⅰ、Ⅱ段的动作电流 小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高； ������ 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； ������ 保护范围是本线路和相邻下一线路全长； ������ 电网末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋III或III）， 越接近电源，动作时限越长，应装设三段式保护。 直接受电网的接线以及电力系统的运行方式变化 的影响往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求
5.限时电流速断保护的单相原理接线
评价
★限时电流速断保护的保护范围大于本线路 全长； ★依靠动作电流值和动作时间共同保证其选 择性； ★与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护， 兼作第Ⅰ段的近后备保护。 优点：可保护本线路全长；可作为I段的近后 备保护； 能作为下级线路的 缺点：速动性差（有延时）； 远后备保护吗？
2 . 2 . 2 方向性电流保护的基本原理
两组方向保护之间 不要求有配合关系
思考：两组方向保护如何整定？时限如何选取？
2.2.3 功率方向判别元件（功率方向继电器）原理
正向短路时
反向短路时
2 ．功率方向元件（功率方向继电器）的动作特性
以正方向三相短路时A相的功率方向继电器为例：加人电压Ur和电流Ir。
1、 Ⅰ段整定原则 动作电流大于下一条线路保护出口短路时可能出现的最大短 路电流，即大于在最大运行方式下三相短路时电流。
A B
速断保护的动作时间取决于继电器本身固有的动作时间，一般小于 10ms 考虑到躲过线路中避雷器的放电时间为 40 - 60ms ，一般加装一个动作时 间为 60 - 80ms 的保护出口中间继电器，一方面提供延时，另一方面扩大 触点的容量和数量。
对反应电流升高而动作的电流速断保护而言，能使该保 护装置启动的最小电流值称为保护装置的整定电流，以 表示。用电力系统一次侧的参数表示。 它所代表的意义是：当在被保护线路的一次侧电流达到这个 数值时，安装在该处的这套保护装置就能够动作。 为保证动作的选择性，保护装置的启动电流必须大于下 一条线路出口处短路时可能的最大短路电流，从而造成在本 线路末端短路时保护不能启动，保护不能启动的范围随运行 方式、故障类型的变化而变化。在各种运行方式下发生各种 短路保护都能动作切除故障的短路点位置的最小范围称为最 小的保护范围。
2 . 2 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护
2 . 2 . 1 双侧电源网络相间短路时的功率方向
动作！靠整定值能否保证选择性？
母线电压与线路电流相乘所得到的感性功率方向
当功率方向由母线流向线路（正方向）时才动作，并与电流 保护共同工作，便可以快速、有选择性地切除故障， 称为方向性电流保护
以 tl1的时间被切除 保护 2 的限时速断启动
以 tll2的时间切除
以 tl2的时间切除
灵敏度不满足要求 全线路范围内的故障都能够在 0 . 5s的时间内予以切除
4.灵敏性的校验
不利于保护启动的因素:
故障点一般都不是金属性短路，而是存在有过渡 电阻，它将使得短路电流减小，因而不利于保护 装置动作； 实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于 计算值； 保护装置所使用的电流互感器，在短路电流通过 的情况下，一般都具有负误差，因此使实际流入 保护装置的电流小于按额定变比折合的数值； 保护装置中的继电器，其实际启动数值可能具有 正误差； 考虑一定的裕度。
3.中性点非直接接地系统中的异地两点接地短路
一般只要求切除一个较远 的短路点？允许另一短路 点继续运行一段时间。
B相故障
序分量边界条件
I C1 I C 2 I
I△C1 I△B2 I△ B I△A2 I△ A IYB1 I△B1 I△C2 I△A1 IYB2 IYC2 IYA1

当供电网络中任意点三相和两相短路时，其短路工频周期分 量近似计算式为：
最大运行方式和最小运行方式
对继电保护而言，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处 的电流最大，称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小， Zs＝Zs.min 对继电保护而言，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处 的电流最小，称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大， Zs＝Zs.max
2、保护范围的校验
速断保护对被保护线路内部故障的反应能力（灵敏性），只能用保护范 围的大小来衡量，此保护范围通常用线路全长的百分数来表示
3、电流速断保护的构成
4、电流速断保护的主要优、缺点
电流速断保护的优点是简单可靠、动作迅速； 缺点是不可能保护线路的全长，并且保护范围直接受运行 方式变化的影响。 特例: √在短线路且运行方式变化很大的系统中，最小运行方式下 的保护范围很小甚至等于零。 √当速断保护应用于线路-变压器组时，其动作电流可按躲过 变压器低压母线短路整定，因而，其保护范围可保护线路全 长。
2 . 1 . 4 限时电流速断保护
1.工作原理 用来切除本线路上速断保护范围以外的故障， 同时也能作为速断保护的后备。它是三段式电流保 护的第II 段。 要求：在任何情况下能保护本线路的全长，并且具 有足够的灵敏性。 满足上述要求的前提下，力求具有最小的动 作时限。
延伸到下级线路,
保证动作的选择性: 使保护的动作带有 一定的时限，此时 限的大小与其延伸 的范围有关。 为了使这一时限尽量缩 短，照例都是首先考虑 使它的保护范围不超过 下级线路速断保护的范 围.
2 .1.5 定时限过电流保护
过电流保护是指其起动电流按躲过最大负荷电 流来整定的保护。 它是三段式电流保护的第Ⅲ段。该保护不仅能保护 本线路全长，且能保护相邻线路的全长。可作为本 线路主保护的近后备保护以及相邻下一线路保护的 远后备保护。也作为过负荷时的保护.
定时限过电流保护:保护启动后出口动作时间是固定的整定 时间； 反时限过电流保护:出口动作时间与过电流的倍数相关，电 流越大，出口动作越快。
装设在 A 、C 相上的两相电流互感器与两个电 流继电器分别按相连接在一起。它和三相星形接线 的主要区别在于 B 相上不装设电流互感器和相应的 继电器，因此不能反应 B 相中所流过的电流。在这 种接线中，中性线的流回电流是 Ia+Ib。
两种接线方式在各种故障时的性能分析
1. 各种相间短路 相同之处：两种接线方式均能正确反应。 不同之处：动作的继电器个数不同。 2. 中性点直接接地系统的单相接地短路 三相星形接线可反应各种单相接地故障。 两相星形接线不能反应B相接地故障。不适用 于中性点直接接地系统。
2 .限时电流速断保护的整定
1 2
能否选取两个电流相等?
1
2
3.动作时限的选择
1
2
应包括故障线路断路器 QF 的跳闸时间、灭弧时间（即从 接通跳闸线圈带电的瞬时算起，直到电弧熄灭的瞬时为 止），因为在这一段时间里，故障电流并未消失，保护 2 仍处于启动状态。 应包括故障线路保护 2 中时间继电器的实际动作时间比整 定时间大的正误差。（当保护 2为速断保护时，保护装置 中不用时间继电器，即可不考虑这一影响。 应包括保护 1 中时间继电器可能比预定时间提早动作的负 误差。 应包括如果保护 1 中的测量元件（电流继电器）在外部故 障切除后，由于惯性的影响而不能立即返回的延时。 考虑一定的裕度。△ t 的数值在 0.3 - 0.5S 之间，通常多 取为 0.5S 。
2 . 1 . 8 电流保护的接线方式
电流保护的接线方式是指:保护中 的电流继电器与电流互感器之间的连接 方式。 广泛使用的是三相星形接线和两相星形 接线两种接线方式。
三个电流互感器和三个电流继电器均接成星形.在中性线上流回的电 流为 Ia+Ib+Ic，正常时此电流约为零，在发生接地短路时则为三倍零序电 流 3 I0。；三个继电器的启动跳闸回路是并联连接的，相当于“或”回 路，其中任一输出均可动作于跳闸或启动时间继电器等。由于在每相上 均装有电流继电器，因此，它可以反应各种相间短路和中性点直接接地 系统中的单相接地短路。