02 电网的电流保护.ppt

《02 电网的电流保护.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《02 电网的电流保护.ppt（161页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.1第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.1第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护 返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录 1.2第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.2 电网正常运行时，输电线路上流过正常的负荷电流，母线电压约为电网正常运行时，输电线路上流过正常的负荷电流，母线电压约为额定电压。当输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一特征，额定电压。当输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一特征，可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。本章根据电网相间短路及单相接地故障的特征，主要介绍单侧电源网本章根据电

2、网相间短路及单相接地故障的特征，主要介绍单侧电源网络的相间短路保护的三段式电流保护和多侧电源网络相间短路保护的络的相间短路保护的三段式电流保护和多侧电源网络相间短路保护的方向电流保护，以及电网单相接地故障的零序电流保护，重点介绍这方向电流保护，以及电网单相接地故障的零序电流保护，重点介绍这些保护的工作原理、保护装置的整定计算和接线方式。些保护的工作原理、保护装置的整定计算和接线方式。1.3第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.3 2.1 2.1 单侧电源网络相间短路的电流保护单侧电源网络相间短路的电流保护 2.2 2.2 电网相间短路的方向性电流保护电网相间短路的方向性电流保护 2.

3、3 2.3 大电流接地系统的零序电流保护大电流接地系统的零序电流保护 2.4 2.4 小电流接地系统的零序电流保护小电流接地系统的零序电流保护 思考题与习题思考题与习题本章内容本章内容1.4第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.42.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护 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

4、护，第三段作为后过电流保护。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。备保护。1.5第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.52.1.1 2.1.1 反反应单一一电气量的气量的继电器器1.1.继电继电器的分器的分类类继继电电器器是是根根据据某某种种输输入入信信号号来来实实现现自自动动切切换换电电路路的的自自动动控控制制电电器器。当当其其输输入入量量达达到到一一定定值值时时，能能使使其其输输出出的的被被控控制制量量发发生生预预计计的的状状态态变变化化，如如触触点点打打开开、闭闭合合或或电电平平由由高高变变低低、由由低低变变高高等等，具具有有对对被被控控制制电电路路实实现

5、现“通通”、“断断”控控制制的的作作用，所以它用，所以它“类类似于开关似于开关”。继继电电器器的的基基本本原原理理是是：当当输输入入信信号号达达到到某某一一定定值值或或由由某某一一定定值值突突跳跳到到零零时时，继继电电器器就就动动作作，使使被被控控制制电电路路通通断断。它它的的功功能能是是反反应应输输入入信信号号的的变变化化以以实实现现自自动动控控制制和和保保护护。所所以以，继继电电器器也也可可以以这这样样定定义义：能能自自动动地地使使被被控控制制量量发发生生跳跳跃跃变变化的控制元件称化的控制元件称为继电为继电器。器。在在电电力力系系统统继继电电保保护护回回路路中中，常常用用继继电电器器的的实

6、实现现原原理理随随着着相相关关技技术术的的发发展展而而变变化化。目目前前仍仍在在使使用用的的继继电电器器按按输输入入信信号号的的性性质质可可分分为为电电气气继继电电器器(如如电电流流继继电电器器、电压继电电压继电器、功率器、功率继电继电器、阻抗器、阻抗继电继电器等器等)和非和非电电气气继电继电器器(如如2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.6第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.6温温度度继继电电器器、压压力力继继电电器器、速速度度继继电电器器、瓦瓦斯斯继继电电器器等等)两两类类；按按工工作作原原理理可可分分为为电电磁磁式式、感感应应式式、电电动动式式、电

7、电子子式式(如如晶晶体体管管型型)、整整流流式式、热热式式(利利用用电电流流热热效效应应的的原原理理)、数数字字式式等等；按按输输出出形形式式可可分分为为有有触触点点式式和和无无触触点点式式；按按用用途途可可分分为为控控制制继继电电器器(用用于于自自动动控控制制电电路路中中)和和保保护护继继电电器器(用用于于继继电电保保护护电电路路中中)。保保护护继继电电器器按按其其在在继继电电保保护护装装置置中中的的功功能能，可可分分为为主主继继电电器器(如如电电流流继继电电器器、电电压压继继电电器器、阻阻抗抗继继电电器器等等)和和辅辅助助继继电电器器(如如时时间间继继电电器器、信信号号继继电电器器、中中间

8、继电间继电器等器等)。2.2.继电继电器的基本器的基本组组成成继继电电器器主主要要由由反反应应机机构构、执执行行机机构构和和中中间间机机构构三三个个部部分分组组成成。反反应应机机构构也也称称输输入入部部分分，其其作作用用是是能能够够反反应应外外界界一一定定的的输输入入信信号号，并并将将其其变变换换成成继继电电器器动动作作的的某某种种特特定定的的物物理理量量(也也称称其其为为感感受受和和变变换换功功能能)，如如电电磁磁式式电电流流继继电电器器的的电电磁磁系系统统，它它反反应应输输入入的的电电流流信信号号并并将将其其变变换换为为电电磁磁力力。执执行行机机构构也也称称输输出出部部分分，其其作作用用是

9、是对对被被控控制制电电路路实实现现通通断断控控制制，它它分分为为有有触触点点式式的的(如如电电磁磁式式电电流流继继电电器器的的触触头头系系统统)和和无无触触点点式式的的(如如电电子子式式继继电电器器，其其中中的的晶晶体体管管、晶晶闸闸管管具具有有导导通通和和截截止止两两种种状状态态，可可实实现现通通断断控控制制，所所以以是是执执行行机机构构)。比比较较机机构构也也称称中中间间部分，它部分，它处处于反于反应应机构和机构和执执行机构之行机构之间间，其作用是将，其作用是将输输入部分入部分2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.7第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1

10、.7反反应应并并变换变换的物理量与的物理量与继电继电器的器的动动作作值进值进行比行比较较，以决定，以决定执执行机构是否行机构是否动动作作(简简称称为为比比较较功能功能)。为为什么要什么要进进行比行比较较？因？因为继电为继电器并不是在任意器并不是在任意一个一个输输入量下都可以使入量下都可以使执执行机构行机构动动作的，只有作的，只有输输入量达到一定入量达到一定值时值时才才动动作。如作。如电电磁式磁式电电流流继电继电器的复位器的复位弹弹簧，事先簧，事先对对其其调调整使其具有一定的整使其具有一定的弹弹簧力，只有当簧力，只有当电电磁力的作用大于此磁力的作用大于此弹弹簧力的作用簧力的作用时时，才能使，才能

11、使执执行机构行机构动动作，所以复位作，所以复位弹弹簧就是比簧就是比较较机构。机构。3.3.继电继电器的器的继电继电特性特性继继电电器器的的继继电电特特性性(也也称称控控制制特特性性)是是指指继继电电器器的的输输入入量量和和输输出出量量在在整整个个变变化化过过程程中中的的相相互互关关系系。对对于于电电磁磁式式电电流流继继电电器器，其其继继电电特特性性如如图图2.12.1所示。所示。当当 时时，继电继电器不器不动动作，而作，而 当当时时，继电继电器突然迅速器突然迅速动动作。作。动动作后，当保持作后，当保持 时时，继电继电器保持器保持动动作后状作后状态态。只有当。只有当时时 ，继电继电器才突然返回到

12、原位。无器才突然返回到原位。无论论是是动动作作还还是返回，是返回，继电继电器都是从起始位置到最器都是从起始位置到最终终位置，它不可能停留在某一个中位置，它不可能停留在某一个中间间位置上。位置上。这这种特性就称之种特性就称之为继电为继电器的器的“继电继电特性特性”。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.8第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.84.4.继电继电器的返回系数器的返回系数 继继电电器器的的返返回回系系数数是是指指返返回回电电流流与与动动作作电电流流的的比比值值，即即是是一一个个重重要要的的参参数数，在在实实际际应应用用中中要要求求继继电电器器有有

13、较较高高的的返返回回系系数数。对对于于电电磁磁式式电电流流继继电电器器来来说说，可可以以采采用用坚坚硬硬的的轴轴承承以以减减小小摩摩擦擦转转矩矩，或或改改善善磁磁路路系系统统的的结结构构以适当减小剩余以适当减小剩余转转矩等方法来提高返回系数。矩等方法来提高返回系数。一一般般情情况况下下，反反应应电电气气量量增增加加而而动动作作的的继继电电器器，称称过过量量继继电电器器。其其返返回回系系数数小小于于1 1，但但要要求求其其不不小小于于0.850.85。反反应应电电气气量量降降低低而而动动作作的的继继电电器器，称称欠欠量量继继电电器器。其返回系数大于其返回系数大于1 1，但要求其不大于，但要求其不

14、大于1.21.2。5.对继电器的基本要求对继电器的基本要求对继电器的基本要求是工作可靠，动作过程具有对继电器的基本要求是工作可靠，动作过程具有“继电特性继电特性”。继电器的工作可靠。继电器的工作可靠是最重要的，主要是通过各部分结构设计合理、制造工艺先进、经过高质量检测等是最重要的，主要是通过各部分结构设计合理、制造工艺先进、经过高质量检测等来来图图2.1 2.1 继电器的继电特性继电器的继电特性2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.9第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.9保证。其次要求继电器动作值误差小、功率损耗小、动作迅速、动稳定性保证。其次要求继电器

15、动作值误差小、功率损耗小、动作迅速、动稳定性和热稳定性好以及抗干扰能力强。另外，还要求继电器安装、整定方便，和热稳定性好以及抗干扰能力强。另外，还要求继电器安装、整定方便，运行维护少，价格便宜等。运行维护少，价格便宜等。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.10第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.10 在保证选择性和可靠性要求的前提下，根据对继电保护快速性的要求，原则上应在保证选择性和可靠性要求的前提下，根据对继电保护快速性的要求，原则上应装设快速动作的保护装置，使切除故障的时间尽可能短。反应电流增加，且不带时限装设快速动作的保护装置，使切除故障的时间尽

16、可能短。反应电流增加，且不带时限(瞬时瞬时)动作的电流保护称为无时限电流速断保护，简称电流速断保护。动作的电流保护称为无时限电流速断保护，简称电流速断保护。1.1.工作原理工作原理对于图对于图2.22.2所示的单侧电源辐射形电网，为切除故障线路，需在每条线路的电源侧装所示的单侧电源辐射形电网，为切除故障线路，需在每条线路的电源侧装设断路器和相应的保护装置，即无时限电流速断保护分别装设在线路设断路器和相应的保护装置，即无时限电流速断保护分别装设在线路L L1 1、L L2 2的电源侧的电源侧(也称为线路的首端也称为线路的首端)。当线路上任一点发生三相短路时，通过被保护元件。当线路上任一点发生三相

17、短路时，通过被保护元件(即线路即线路)的的电流为电流为 (2-2)(2-2)式中式中 系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；保护安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗；保护安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗；线路单位长度的正序阻抗，单位为；线路单位长度的正序阻抗，单位为；短路点至保护安装处之间的距离。短路点至保护安装处之间的距离。2.1.2 2.1.2 电流速断保流速断保护2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.11第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.11图图2.2 2.2 单侧电单侧电源源辐辐

18、射形射形电电网网电电流速断保流速断保护护工作原理工作原理图图2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.12第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.12若若 和和 为为常常数数，则则短短路路电电流流将将随随着着 的的减减小小而而增增大大，经经计计算算后后可可绘绘出出其其变变化化曲曲线线，如如图图2.22.2所所示示。若若 变变化化，即即当当系系统统运运行行方方式式变变化化时时，短短路路电电流都将随着流都将随着变变化。化。当当系系统统阻阻抗抗最最小小时时，流流经经被被保保护护元元件件短短路路电电流流最最大大的的运运行行方方式式称称为为最最大大运运行行方方式式。图图2

19、.22.2中中曲曲线线1 1表表示示系系统统在在最最大大运运行行方方式式下下短短路路点点沿沿线线路路移移动动时时三相短路三相短路电电流的流的变变化曲化曲线线。短短路路时时系系统统阻阻抗抗最最大大，流流经经被被保保护护元元件件短短路路电电流流最最小小的的运运行行方方式式称称为为最最小小运运行行方方式式。在在最最小小运运行行方方式式下下，发发生生两两相相短短路路时时通通过过被被保保护护元元件件的的电电流流最最小，即最小短路小，即最小短路电电流流为为(2-3)2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.13第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.13动动作作电电流整定后

20、是不流整定后是不变变的，如的，如图图2.22.2中的直中的直线线3 3，它与曲，它与曲线线1 1、2 2各有一个交点各有一个交点M M和和N N。在。在交点以前的交点以前的线线路上路上发发生短路故障生短路故障时时，由于，由于 ，保，保护护1 1的的电电流速断保流速断保护护能能够动够动作；作；在交点以后的在交点以后的线线路上短路路上短路时时，由于，由于 ，保，保护护不能不能动动作。因此作。因此电电流速断保流速断保护护不不能保能保护护本本线线路的全路的全长长，而且保，而且保护护的范的范围围随运行方式和故障随运行方式和故障类类型的型的变变化而化而变变化。化。2.2.保保护护范范围围校校验验电电流流速

21、速断断保保护护的的灵灵敏敏系系数数通通常常用用保保护护范范围围来来衡衡量量，保保护护范范围围越越长长，表表明明保保护护越越灵灵敏敏。由由图图2.22.2可可见见，最最大大运运行行方方式式下下三三相相短短路路时时，保保护护范范围围最最大大为为 ；最最 小小运运行行方方式式下下两两相相短短路路时时，保保护护范范围围最最小小为为 。保保护护范范围围通通常常用用线线路路全全长长的的百百分分数数表表示示，一一般般要要求最大保求最大保护护范范围围50%50%，最小保，最小保护护范范围围15%15%。电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围可可通通过过下下面面的的方方法法求求得得：在在最最大大运运行行方

22、方式式下下()，保保护护范范围围末端末端()()发发生三相短路生三相短路时时，短路，短路电电流流 与与动动作作电电流流 相等，即相等，即解之，得解之，得 (2-5)(2-5)(2-4b)(2-4b)2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.14第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.14解之，得解之，得在最小运行方式下在最小运行方式下()()，保，保护护范范围围末端末端()()发发生两相短路生两相短路时时，短路短路电电流流 与与动动作作电电流流 相等，即相等，即解之，得解之，得 (2-6)(2-6)(2-5)(2-5)2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的

23、短路的电流保流保护1.15第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.153.3.电电流速断保流速断保护护的构成的构成电电流流速速断断保保护护的的单单相相原原理理接接线线如如图图2.32.3所所示示。电电流流继继电电器器KAKA接接于于电电流流互互感感器器TATA的的二二次次侧侧，当当流流过过它它的的电电流流大大于于它它的的动动作作电电流流后后，电电流流继继电电器器KAKA动动作作，启启动动中中间继电间继电器器KMKM，图图2.3电流速断保护原理接线电流速断保护原理接线KM触点闭合后，经信号继电器触点闭合后，经信号继电器KS线圈、断路器辅助触点线圈、断路器辅助触点QF接通跳闸线圈接通跳闸线

24、圈YR，使断路器跳闸。接入中间继电器，使断路器跳闸。接入中间继电器KM的作用：的作用：2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.16第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.16(1)(1)增大触点容量，防止由增大触点容量，防止由KAKA触点直接接通跳触点直接接通跳闸闸回路回路时时因容量因容量过过小而被破坏；小而被破坏；(2)(2)当当线线路路上上装装有有管管型型避避雷雷器器时时，利利用用中中间间继继电电器器来来增增大大保保护护装装置置的的固固有有动动作作时时间间，以防止管型避雷器放以防止管型避雷器放电时电时引起引起电电流速断保流速断保护误动护误动作。作。信信号号

25、继继电电器器KSKS的的作作用用是是，在在整整套套保保护护装装置置动动作作后后，指指示示并并记记录录该该保保护护的的动动作作，供供运运行行人人员员查查找找和和分分析析故故障障。跳跳闸闸回回路路中中接接入入断断路路器器QFQF的的辅辅助助触触点点QFQF，在在断断路路器器跳跳闸闸时时，其其辅辅助助触触点点随随之之打打开开，切切断断跳跳闸闸回回路路电电流流。否否则则，由由中中间间继继电电器器的的触触点点切切断跳断跳闸闸回路，将会回路，将会烧烧坏中坏中间继电间继电器的触点。器的触点。电电流流速速断断保保护护的的主主要要优优点点是是动动作作迅迅速速、简简单单可可靠靠。缺缺点点是是不不能能保保护护线线路

26、路的的全全长长，且且保保护护范范围围受受系系统统运运行行方方式式和和线线路路结结构构的的影影响响。当当系系统统运运行行方方式式变变化化很很大大或或被被保保护线护线路很短路很短时时，甚至没有保，甚至没有保护护范范围围。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.17第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.17 由由于于有有选选择择性性的的电电流流速速断断保保护护不不能能保保护护本本线线路路的的全全长长，为为快快速速切切除除本本线线路路其其余余部部分分的的短短路路，应应增增设设第第二二套套保保护护。为为保保证证选选择择性性和和快快速速性性，该该保保护护应应与与下下一一

27、线线路路的的电电流流速速断断保保护护在在保保护护范范围围和和动动作作时时限限上上相相配配合合，即即保保护护范范围围不不超超过过下下一一线线路路电电流速断保流速断保护护的保的保护护范范围围，动动作作时时限比下一限比下一线线路路电电流速断保流速断保护护高出一个高出一个时时限限级级差差 ,这这种种带带有一定延有一定延时时的的电电流速断保流速断保护护称称为为限限时电时电流速断保流速断保护护。1.1.工作原理与工作原理与动动作作电电流流现现以以图图2.42.4中中的的保保护护1 1为为例例，来来说说明明限限时时电电流流速速断断保保护护的的整整定定计计算算。假假设设保保护护2 2装装有有电电流流速速断断保

28、保护护，其其动动作作电电流流整整定定为为 ，它它与与最最大大短短路路电电流流变变化化曲曲线线1 1的的交交点点为为P P，这这就就是是它它的的保保护护范范围围。而而保保护护1 1限限时时电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围不不能能超超过过保保护护2 2电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围，即即P P点点所所对对应应的的短短路路点点k k2 2之之前前，所所以以在在单单侧侧电电源供源供电电的情况下，保的情况下，保护护1 1的限的限时电时电流速断保流速断保护护的保的保护护范范围应围应在在k k1 1点和点和k k2 2点点2.1.3 2.1.3 限限时电流速断保流速断保护2.1 2

29、.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.18第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.18之之间间。为为什么？因什么？因为为：若在：若在k k1 1点之前，点之前，则则不能保不能保护护本本线线路的全路的全长长；若在；若在k k2 2点之后，点之后，则则失去与保失去与保护护2 2电电流速断保流速断保护护的的选择选择性。所以保性。所以保护护1 1限限时电时电流速断流速断保保护护的的动动作作电电流流应应整定整定为为 ，考，考虑虑到各种到各种误误差的影响，差的影响，则则有有(2-7)式中式中 限限时电时电流速断保流速断保护护的可靠系数，取的可靠系数，取1.11.11.21.2。2

30、.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.19第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.192.2.动作时限的整定动作时限的整定由由图图2.42.4可可知知，保保护护1 1限限时时电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围已已延延伸伸至至下下一一线线路路电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围，为为保保证证选选择择性性，要要求求限限时时电电流流速速断断保保护护的的动动作作时时 限限 要高于下一线路电流速断保护的动作时限要高于下一线路电流速断保护的动作时限 一个时限级差一个时限级差 ，即，即 (2-8)(2-8)对对于于时时限限级级差差 ，从从尽尽快快切切除除故

31、故障障出出发发，应应越越小小越越好好，但但为为了了保保证证两两套套保保护护动作的选择性，动作的选择性，又不能选择过小。影响的主要因素有：又不能选择过小。影响的主要因素有：(1)(1)前一级保护动作的负偏差前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作即保护可能提前动作)。(2)(2)后一级保护动作的正偏差后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作即保护可能延后动作)。(3)(3)保保护护装装置置的的惯惯性性误误差差(即即断断路路器器跳跳闸闸时时间间：从从接接通通跳跳闸闸回回路路到到触触头头间间电电弧弧熄灭的时间熄灭的时间)。(4)(4)为保证有选择性，再加一个时间裕度为保证有选择性，再加一个时间裕

32、度 ，则时限级差为，则时限级差为 (2-9)(2-9)2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.20第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.20由此确定的由此确定的 一般一般为为0.35s0.35s0.5s0.5s，实际应实际应用中取用中取 =0.5s=0.5s。保保护护1 1与与保保护护2 2的的配配合合关关系系，即即保保护护动动作作时时间间与与短短路路点点至至保保护护安安装装处处之之间间距距离离的的关关系系，用用 来来描描述述，如如图图2.42.4所所示示。在在保保护护2 2电电流流速速断断保保护护范范围围内内的的短短路路，将将以以 的的时时间间切切除除，此

33、此时时保保护护1 1的的限限时时电电流流速速断断虽虽然然可可以以启启动动，但但因因 较较 大大一一个个 ，而而在在QFQF2 2跳跳闸闸后后，保保护护1 1将将返返回回，所所以以从从时时间间上上保保证证了了选选择择性性。若若短短路路发发生生在在保保护护1 1电电流流速速断断保保护护范范围围内内时时，保保护护1 1将将以以 时时间间切切除除，而而在在该该线线路路其其他他点点短短路路时时，保保护护1 1将将以以 时时间间切切除除。所所以以，当当线线路路装装设设电电流流速速断断保保护护和和限限时时电电流流速速断断保保护护后后，它它们们的的联联合合工工作作就就可可以以保保证证在在全全线线路路范范围围内

34、内的的短短路路故故障障都都能能在在0.5s0.5s时时间间内内予予以以切切除除，在在一一般般情情况况下下都都能能满满足足速速动动性性的的要要求求。它它们们的的共共同同作作用用，构构成成了了线线路路的的主主保保护护，即即以以最最短短的的时间时间切除全切除全线线路任一点路任一点发发生的短路。生的短路。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.21第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.21图图2.4 2.4 限限时电时电流速度保流速度保护护工作原理及工作原理及时时限特性限特性2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.22第第2 2章章 电网的

35、电流保护电网的电流保护1.223.3.灵敏系数校验灵敏系数校验为为了了能能够够保保护护本本线线路路的的全全长长，限限时时电电流流速速断断保保护护在在系系统统最最小小运运行行方方式式下下线线路路末末端端发发生生两两相相短短路路时时，应应具具有有足足够够的的灵灵敏敏性性，一一般般用用灵灵敏敏系系数数来来校校验验，即即规规程程规规定定1.5 (2-10)1.5 (2-10)式式中中 最最小小运运行行方方式式下下被被保保护护线线路路末末端端发发生生两两相相金金属属性性短短路路时时，流流过过本线路保护的电流；本线路保护的电流；本线路限时电流速断保护的动作电流。本线路限时电流速断保护的动作电流。必须进行灵

36、敏系数校验的原因，主要是考虑下列因素：必须进行灵敏系数校验的原因，主要是考虑下列因素：(1)(1)故障点存在过渡电阻，使实际短路电流比计算电流小，不利于保护动作。故障点存在过渡电阻，使实际短路电流比计算电流小，不利于保护动作。(2)(2)实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计算值。实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计算值。(3)(3)由于电流互感器的负误差，使实际流入保护装置的电流小于计算值。由于电流互感器的负误差，使实际流入保护装置的电流小于计算值。(4)(4)继电器实际动作电流比整定电流值高，即存在正误差等。继电器实际动作电流比整定电流值高，即存在正误差等。(5)(5)考虑一

37、定的裕度。考虑一定的裕度。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.23第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.23当当灵灵敏敏系系数数不不能能满满足足要要求求时时，在在保保护护范范围围内内发发生生短短路路时时，在在上上述述不不利利因因素素的的影影响响下下，将将导导致致保保护护拒拒动动，达达不不到到保保护护线线路路全全长长的的目目的的。这这时时可可采采用用降降低低保保护护动动作作值值的的办办法法来来提提高高灵灵敏敏系系数数，即即使使之之与与下下级级线线路路的的限限时时电电流流速速断断相相配配合合。如如保保护护1 1的的动动作作电电流流 与下一条与下一条线线路保路

38、保护护2 2的限的限时电时电流速断保流速断保护护的的动动作作电电 配合，配合，则则 (2-11)(2-11)此此时时 (2-12)(2-12)可可见见，保，保护护范范围围的伸的伸长长(即灵敏性提的高即灵敏性提的高)，必然，必然导导致致动动作作时时限的升高。限的升高。4.4.原理接原理接线图线图限限时时电电流流速速断断保保护护的的单单线线原原理理接接线线如如图图2.52.5所所示示。其其动动作作过过程程与与图图2.32.3所所示示的的电电流流速速断保断保护护基本相同，不同的是用基本相同，不同的是用时间继电时间继电器器KTKT代替了中代替了中间继电间继电器器KMKM。2.1 2.1 单侧电源网源网

39、络相相间短路的短路的电流保流保护1.24第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.24当当电电流流继电继电器器KA动动作后，需作后，需经经KT建立延建立延时时后才能后才能动动作于跳作于跳闸闸。若在。若在之之前故障已被切除，前故障已被切除，则则已已经经启启动动的的KA返回，使返回，使KT立即返回，整套保立即返回，整套保护护装置装置不会不会误动误动作。作。图图2.5 2.5 限限时电时电流速断保流速断保护单护单相原理接相原理接线线2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.25第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.252.1.4 2.1.4 定定时限限过电流保

40、流保护过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定的保护，它分为两过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定的保护，它分为两种类型：一种是保护启动后出口的动作时间是固定的整定时间，称为定时限过种类型：一种是保护启动后出口的动作时间是固定的整定时间，称为定时限过电流保护；另一种是出口动作时间与过电流的倍数有关，电流越大，出口动作电流保护；另一种是出口动作时间与过电流的倍数有关，电流越大，出口动作越快，称为反时限过电流保护。本节只介绍定时限过电流保护。越快，称为反时限过电流保护。本节只介绍定时限过电流保护。定定时时限限过电过电流流保保护护(也可也可简简称称为过电为过电流保流保护护

41、)在正常运行在正常运行时时，不会，不会动动作。当作。当电电网网发发生短路生短路时时，则则能反能反应应于于电电流的增大而流的增大而动动作。由于短路作。由于短路电电流一般比最大流一般比最大负负荷荷电电流大得多，所以流大得多，所以保保护护的灵敏性的灵敏性较较高，不高，不仅仅能保能保护护本本线线路的全路的全长长，作本，作本线线路的近后路的近后备备保保护护，而且，而且还还能保能保护护相相邻线邻线路全路全长长，作相，作相邻线邻线路的路的远远后后备备保保护护。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.26第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.261.1.工作原理和工作原理和

42、动动作作电电流流为为保保证证在在正正常常情情况况下下各各条条线线路路上上的的过过电电流流保保护护绝绝对对不不动动作作，过过电电流流保保护护的的动动作作电电流流 应应 大大 于于 该该 线线 路路 上上 可可 能能 出出 现现 且且 通通 过过 保保 护护 装装 置置 的的 最最 大大 负负 荷荷 电电 流流，即即 ；同同时时还还必必须须考考虑虑在在外外部部故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复时时负负荷荷自自启启动动电电流流作作用用下下保保护护装置必装置必须须能能够够可靠返回，即返回可靠返回，即返回电电流流应应大于大于负负荷自启荷自启动电动电流。流。如如图图2.62.6所所示示，当当k k点点短

43、短路路时时，保保护护1 1和和保保护护2 2的的过过电电流流保保护护将将同同时时启启动动，但但根根据据选选择择性性要要求求，应应由由保保护护2 2动动作作切切除除故故障障，此此时时保保护护1 1由由于于电电流流已已减减小小应应立立即即返返回回。而而这这时时通通过过保保护护1 1的的可可能能的的最最大大电电流流不不再再是是正正常常运运行行时时的的最最大大负负电电流流 了了 ，这这是是因因为为短短路路时时，变变电电所所B B母母线线电电压压降降低低，接接在在该该母母线线上上的的电电动动机机的的转转速速会会降降低低或或停停转转，在在故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复时时，电电动动机机将将自自启启动

44、动，而而电电动动机机的的自自启启动动电电流流要大于它正常工作要大于它正常工作时时的的电电流。流。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.27第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.27电动电动机最大自启机最大自启动电动电流流 与正常运行与正常运行时时最大最大负负荷荷电电流流 的关系的关系为为 式式中中 自自启启动动系系数数，其其数数值值由由负负载载的的性性质质及及电电网网的的具具体体接接线线决决定定，一一般般取取1.51.53 3。为为使使保保护护1 1在在此此电电流流下下能能可可靠靠返返回回，其其返返回回电电流流应应满满足足关关系系式式 ，引引入入可靠系数可

45、靠系数则则有有 (2-14)(2-14)式中式中 定定时时限限过电过电流保流保护护的可靠系数，一般取的可靠系数，一般取1.151.151.251.25；由由电电流流继继电电器器动动作作电电流流与与返返回回电电流流的的关关系系 ，可可得得过过电电流流保保护护的的动动作作电电流流为为 (2-15)(2-15)由由式式(2-15)(2-15)可可知知，当当返返回回系系数数越越小小时时，则则过过电电流流保保护护的的动动作作电电流流越越大大，则则保保护护的的灵敏性就越差，所以要求灵敏性就越差，所以要求继电继电器的返回系数器的返回系数应应尽可能大。尽可能大。(2-13)2.1 2.1 单侧电源网源网络相相

46、间短路的短路的电流保流保护1.28第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.282.2.动动作作时时限的整定限的整定如如图图2.72.7所所示示的的网网络络，假假设设各各条条线线路路都都装装有有过过电电流流保保护护，且且均均按按躲躲过过各各自自的的最最大大负负荷荷电电流流来来整整定定动动作作电电流流。当当k k点点短短路路时时，保保护护1 14 4在在短短路路电电流流的的作作用用下下，都都可可能能启启动动，为为满满足足选选择择性性要要求求，应应该该只只有有保保护护4 4动动作作切切除除故故障障，而而保保护护1 13 3在在故故障障切切除除后后应应立即返回。如何来立即返回。如何来满满足足这

47、这个要求呢？只能依靠个要求呢？只能依靠选择选择不同的不同的动动作作时时限来保限来保证证。过过电电流流保保护护的的动动作作时时限限是是按按阶阶梯梯原原则则来来选选择择的的。从从离离电电源源最最远远的的保保护护开开始始，如如图图2.72.7中中保保护护4 4处处于于电电网网的的末末端端，只只要要发发生生故故障障，它它不不需需要要任任何何选选择择性性方方面面的的配配合合，可可以以瞬瞬时时动动作作切切除除故故障障，所所以以 只只是是保保护护装装置置本本身身的的固固有有动动作作时时间间，即即 为为保保证选择证选择性，保性，保护护3 3的的动动作作时间时间 应应比比 高一个高一个时间级时间级差差 ，即，即

48、 (2-16)(2-16)依次依次类类推，可以得到推，可以得到 、。可以看出，保。可以看出，保护护的的动动作作时间时间向向电电源源侧侧逐逐级级增加至增加至少一个少一个 ，只有，只有这样这样才能充分保才能充分保证动证动作的作的选择选择性。性。2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.29第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.29但但必必须须注注意意，过过电电流流保保护护的的动动作作时时限限在在按按上上述述阶阶梯梯原原则则整整定定的的同同时时，还还需需要要与与各各线线路路末末端端变变电电所所母母线线上上所所有有出出线线保保护护动动作作时时限限最最长长者者配配合合。

49、如如图图2.72.7中中，若若保保护护5 5的的动动作作时时间间大大于于保保护护3 3的的动动作作时时间间，则则保保护护2 2的的动动作作时间应时间应按按 来整定。来整定。图图2.7 2.7 单侧电单侧电源源辐辐射形射形电电网网过电过电流保流保护动护动作作时时限限选择说选择说明明图图2.1 2.1 单侧电源网源网络相相间短路的短路的电流保流保护1.30第第2 2章章 电网的电流保护电网的电流保护1.303.3.灵敏系数校灵敏系数校验验过电过电流保流保护护的灵敏系数校的灵敏系数校验类验类似于限似于限时电时电流速断保流速断保护护，即，即 (2-17)(2-17)当当过过电电流流保保护护作作本本线线

50、路路近近后后备备保保护护时时，取取最最小小运运行行方方式式下下本本线线路路末末端端两两相相金金属属性性短短路路电电流流来来校校验验，要要求求 ；当当过过电电流流保保护护作作相相邻邻线线路路的的远远后后备备保保护护时时，应应取取最最小小运运行行方方式式下下相相邻邻线线路路末末端端两两相相金属性短路金属性短路电电流来校流来校验验，要求，要求 。此此外外应应注注意意，各各过过电电流流保保护护之之间间还还应应在在灵灵敏敏系系数数上上进进行行配配合合，即即对对同同一一故故障障点点来来说说，要要求求靠靠故故障障点点近近的的保保护护，灵灵敏敏系系数数应应越越高高，否否则则将将失失去去选选择择性性。如如图图2