電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院SchoolofElectricalEngineering&Automation電力系統(tǒng)繼電保護(hù)主講人：劉雪莉第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)

2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)繼電器單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流量值特征電流速斷保護(hù)(I段保護(hù))限時(shí)電流速斷保護(hù)(II段保護(hù))定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)(III段保護(hù))階段式電流保護(hù)的配合及應(yīng)用反時(shí)限特性的電流保護(hù)電流保護(hù)的接線方式

電磁型電流繼電器啟動(dòng)繼電器感應(yīng)型電壓繼電器度量繼電器整流型功率方向繼電器時(shí)間繼電器數(shù)字型阻抗繼電器信號(hào)繼電器中間繼電器

欠量型繼電器（反應(yīng)于測(cè)量量的減小而動(dòng)作）過(guò)量型繼電器（反應(yīng)于測(cè)量量的增大而動(dòng)作）

動(dòng)作原理

反映的物理量回路中的作用量度繼電器電磁式繼電器

1－鐵心2－旋轉(zhuǎn)棱角

3－釋放彈簧4－調(diào)節(jié)螺母5－銜鐵6－動(dòng)觸點(diǎn)7－靜觸點(diǎn)8－非磁性墊片9－線圈

電磁式繼電器工作原理

電磁繼電器是由纏繞于鐵心的線圈的“電磁鐵部分”，安裝于鐵片上的可動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)組合而成的“觸點(diǎn)部分”，共同結(jié)合構(gòu)成的。

當(dāng)電流流過(guò)線圈，鐵心變成電磁鐵。可動(dòng)鐵片被吸引，受到向下的力的作用。可動(dòng)觸點(diǎn)也向下方移動(dòng)，與固定觸點(diǎn)接觸構(gòu)成閉合電路。當(dāng)線圈中無(wú)電流流動(dòng)，鐵心不再變成電磁鐵。可動(dòng)鐵片不再受到吸引，由于返回彈簧的作用，受到向上方的力的作用。可動(dòng)觸點(diǎn)也向上方移動(dòng)，于是與固定觸點(diǎn)脫離接觸而使電路斷開(kāi)。電磁式繼電器圖形符號(hào)和文字符號(hào)

2.過(guò)電流繼電器的工作原理Ire：返回電流Iop：?jiǎn)?dòng)電流1、時(shí)間繼電器建立必要的延時(shí)，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性和某種邏輯關(guān)系。①延時(shí)動(dòng)作。線圈通電后主觸點(diǎn)經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后閉合。②瞬時(shí)返回。對(duì)正在動(dòng)作的繼電器，一旦線圈所加電壓消失，則迅速返回原始狀態(tài)。2、中間繼電器起中間橋梁作用①觸點(diǎn)容量大，可直接用作于跳閘。②觸點(diǎn)數(shù)目多其它幾種常見(jiàn)的繼電器3、信號(hào)繼電器作為裝置動(dòng)作的信號(hào)指示，標(biāo)示所處的狀態(tài)，或接通燈光信號(hào)（音響）回路。信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)自保持，由值班人員手動(dòng)復(fù)歸或電動(dòng)復(fù)歸。當(dāng)電路網(wǎng)絡(luò)中任意點(diǎn)發(fā)生三相或兩相斷路故障時(shí)，其短路工頻周期分量近似計(jì)算為：-系統(tǒng)等效電源的相電動(dòng)勢(shì)；-短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗；-保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗；-短路類型系數(shù)，三相短路取1，兩相短路取流過(guò)保護(hù)安裝處電流的大小與哪些因素相關(guān)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式(Zs)的變化；電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)()的變化；不同的短路類型();隨短路點(diǎn)距等值電源的距離變化，短路電流連續(xù)變化，越遠(yuǎn)電流越小，并且在本線路末端和下級(jí)線路出口短路，電流沒(méi)有差別。相關(guān)概念：最大運(yùn)行方式：對(duì)每一套保護(hù)裝置來(lái)講，通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流最大的方式。最小運(yùn)行方式：對(duì)每一套保護(hù)裝置來(lái)講，通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流最小的方式。結(jié)論：系統(tǒng)運(yùn)行方式越大（Zs越小），短路電流越大；故障點(diǎn)越近，短路電流越大，反之短路電流越小；在某種運(yùn)行方式下，同一點(diǎn)短路時(shí)，三相短路的短路電流大于兩相短路的短路電流。保護(hù)安裝處的短路電流隨短路點(diǎn)距離變化曲線三段式電流保護(hù)2.1.3電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）

定義：僅反映電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)。包括：

1、電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）；

2、限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）；

3、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（電流Ⅲ段）。特點(diǎn)：在保證選擇性的前提下，動(dòng)作（跳閘）速度越快越好。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證向重要用戶的可靠供電，防止短路電流損壞故障設(shè)備，要求各種電氣設(shè)備必須配備電流速斷保護(hù)，以快速切除故障。工作原理：不能全程保護(hù)(why?)整定原則為了保證電流速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，對(duì)保護(hù)1來(lái)講，其整定的動(dòng)作電流IIset.1必須大于K2點(diǎn)短路可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運(yùn)行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。=1.2~1.3動(dòng)作時(shí)限整定值：動(dòng)作時(shí)限整定值：動(dòng)作時(shí)限整定值：動(dòng)作時(shí)限整定值：為了保證電流速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，對(duì)保護(hù)1來(lái)講，其整定的動(dòng)作電流IIset.1必須大于K2點(diǎn)短路可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運(yùn)行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，對(duì)保護(hù)1來(lái)講，其整定的動(dòng)作電流IIset.1必須大于K2點(diǎn)短路可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運(yùn)行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，對(duì)保護(hù)1來(lái)講，其整定的動(dòng)作電流IIset.1必須大于K2點(diǎn)短路可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運(yùn)行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。為了保證電流速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，對(duì)保護(hù)1來(lái)講，其整定的動(dòng)作電流IIset.1必須大于K2點(diǎn)短路可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運(yùn)行方式下變電所B母線上的三相短路電流Ik.B.max。是保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流，保護(hù)的二次側(cè)動(dòng)作電流為：其中是電流互感器變比。是接線系數(shù)，一般取1.0。保護(hù)范圍的校驗(yàn)保護(hù)范圍：在已知保護(hù)的動(dòng)作電流后，大于一次動(dòng)作電流的短路電流對(duì)應(yīng)的短路點(diǎn)區(qū)域。最小的保護(hù)范圍為在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)出現(xiàn)。

Lmin是電流速段保護(hù)的最小保護(hù)范圍；

z1是線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗。靈敏度校驗(yàn)：用保護(hù)范圍的大小來(lái)衡量，規(guī)程規(guī)定，其最小的保護(hù)范圍一般不應(yīng)小于被保護(hù)線路全長(zhǎng)的(15~20)%。電流速斷保護(hù)一般沒(méi)有時(shí)間繼電器運(yùn)行方式變化很大，沒(méi)有保護(hù)范圍Forexample:線路短，保護(hù)范圍內(nèi)始端和末端電流差別不大終端采用線路-變壓器接線方式，保護(hù)全長(zhǎng)。2.1.4限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）

保護(hù)線路的全長(zhǎng)盡可能短的動(dòng)作時(shí)限滿足保護(hù)的選擇性要求其保護(hù)范圍不超過(guò)下級(jí)速斷保護(hù)的范圍動(dòng)作時(shí)間比下級(jí)速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)間階梯，保證保護(hù)的選擇性M=1.1~1.23.靈敏度定義一般指的是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路故障時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，考慮降低限時(shí)電流速斷的整定值，動(dòng)作時(shí)限再增加一個(gè)主要區(qū)別是增加了時(shí)間繼電器KT電流Ⅱ段保護(hù)優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：靈敏度好，能保護(hù)線路全長(zhǎng)。缺點(diǎn)：帶0.5秒左右的延時(shí)，速動(dòng)性較差；不能做下一段線路的遠(yuǎn)后備,加裝定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

電流Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)合工作就可以保證全線路的故障在0.5秒內(nèi)予以切除，一般情況下能夠滿足速動(dòng)性的要求，可以作為“主保護(hù)”。過(guò)電流保護(hù)的分類定時(shí)限過(guò)電流保護(hù):動(dòng)作時(shí)限與短路電流的大小無(wú)關(guān),動(dòng)作時(shí)限是人為事先整定的。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（電流Ⅲ段）由于時(shí)限的配合原因，造成故障靠電源越近，短路電流越大，過(guò)電流保護(hù)切除故障的時(shí)間越長(zhǎng)，這是其缺陷。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù):出口動(dòng)作時(shí)間與過(guò)電流倍數(shù)相關(guān)，電流越大，出口動(dòng)作越快。是瞬時(shí)動(dòng)作電流；是起動(dòng)電流；是瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)閉合時(shí)間。-可靠系數(shù)，一般采用1.15-1.25Kss-自啟動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大于1，應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)接線和負(fù)荷性質(zhì)決定Kre－電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用0.85-0.95幾點(diǎn)說(shuō)明：電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流要大于它的正常電流，故引入自啟動(dòng)系數(shù)Kss；為了保證選擇性，返回電流Ire’應(yīng)大于自啟動(dòng)電流Iss.max;由于保護(hù)裝置的啟動(dòng)和返回是通過(guò)電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此繼電器的返回電流與啟動(dòng)電流之間的關(guān)系就代表著保護(hù)裝置的返回電流與啟動(dòng)電流的關(guān)系；電流繼電器的返回系數(shù)Kre越小，則保護(hù)裝置啟動(dòng)電流越大，因而其靈敏性越差，這是不利的。K1K2原因：故障K1發(fā)生時(shí)，按照保護(hù)選擇性要求，應(yīng)該只有保護(hù)1動(dòng)作與限時(shí)速斷保護(hù)裝置同過(guò)電流保護(hù)的結(jié)論三段保護(hù)結(jié)論

電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)的區(qū)別：按照不同原則來(lái)選擇啟動(dòng)電流速斷按照躲開(kāi)本線路末端的最大短路電流來(lái)整定；限時(shí)速斷按照躲開(kāi)下幾個(gè)相鄰元件電流速斷保護(hù)的最大動(dòng)作范圍來(lái)整定；過(guò)電流保護(hù)按照躲開(kāi)本元件最大負(fù)荷電流來(lái)整定。保護(hù)1采用瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)，其啟動(dòng)電流按照躲開(kāi)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的最大電流整定，與電網(wǎng)其它保護(hù)沒(méi)有定值和時(shí)限關(guān)系；保護(hù)2(過(guò)電流保護(hù)(0.5s)+電流速斷保護(hù)(根據(jù)要求));保護(hù)3（過(guò)電流保護(hù)(1~1.2s)+電流速斷保護(hù)或電流速斷保護(hù)和限時(shí)速斷保護(hù)）；越靠近電源端，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，一般需要裝設(shè)三段保護(hù)；全系統(tǒng)任一點(diǎn)發(fā)生短路故障一般可以在0.5s以內(nèi)的時(shí)間予以切除；35kV的低壓網(wǎng)絡(luò)中一般采用三段保護(hù)。接線方式：電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。（a）三相星形接線方式；（b）兩相星形接線方式①每相上均裝有CT和LJ、Y形接線

②LJ的觸點(diǎn)并聯(lián)（或）①一相上不裝設(shè)CT和LJ、Y形接線②LJ的觸點(diǎn)并聯(lián)（或）（接A、C相）1.三相星形接線和兩相星形接線的性能比較（1）相間短路中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)，都能夠正確動(dòng)作，但動(dòng)作的繼電器數(shù)目不同。（2）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)單相接地短路