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电力系统继电保护辅导资料二主题：课件第二章电网的电流保护第1-2节——单侧电源网络相间短路的电流保护、电网相间短路的方向性电流保护学习时间：2013年10月7日－10月13日内容：我们这周主要学习第二章的第1-2节，单侧电源网络相间短路的电流保护和电网相间短路的方向性电流保护的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深电网电流保护相关知识的理解。
一、学习要求1．掌握三段式电流保护的配合原则、整定计算，会阅读三段式电流保护的原理图；2．理解方向性电流保护中方向元件的作用，能正确按动作方向分组配合、整定计算。
二、主要内容（一）单侧电源网络相间短路的电流保护1．继电器（1）基本原理能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。
当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。
它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。
继电器的继电特性：(也称控制特性)继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。
图1 继电特性继电器的返回系数r K ：返回值r X 与动作值op X 的比值。
即r r opX K X 过量继电器：反应电气量增加而动作的继电器。
其返回系数小于1，不小于0.85。
欠量继电器：反应电气量降低而动作的继电器。
其返回系数大于1，不大于1.2。
（2）继电保护装置的基本分类● 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。
● 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
● 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。
Y Y min 0（3）过电流继电器动作电流(I op )：使继电器动作的最小电流。
返回电流(I re )：使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。
2.单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行：负荷电流短路：三相短路、两相短路k k s E I K Z Z ϕϕ=+式中，E ϕ——系统等效电源的相电动势；s Z ——保护安装处至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；K ϕ——短路类型系数（三相短路取１，两相短路取2）。
2电流的电网保护2.1在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。
当加入继电器的动作电量（图中的k I ）大于其设定的动作值（图中的op I ）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的re I ）以后它才突然返回。
无论启动还是返回，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，这种特性称为“继电特性”。
为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。
126534op I kI reI 1E 0E2.2 请列举说明为实现“继电特性”，电磁型、集成电路性、数字型继电器常分别采用那些技术？答：在过量动作的电磁型继电器中，继电器的动作条件是电磁力矩大于弹簧的反拉力矩与摩擦力矩之和，当电磁力矩刚刚达到动作条件时，继电器的可动衔铁开始转动，磁路气隙减小，在外加电流（或电压）不变的情况下，电磁力矩随气隙的减小而按平方关系增加，弹簧的反拉力矩随气隙的减小而线性增加，在整个动作过程中总的剩余力矩为正值，衔铁加速转动，直至衔铁完全吸合，所以动作过程干脆利落。
继电器的返回过程与之相反，返回的条件变为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩与摩擦力矩之和。
当电磁力矩减小到启动返回时，由于这时摩擦力矩反向，返回的过程中，电磁力矩按平方关系减小，弹簧力矩按线性关系减小，产生一个返回方向的剩余力矩，因此能够加速返回，即返回的过程也是干脆利落的。
所以返回值一定小于动作值，继电器有一个小于1 的返回系数。
这样就获得了“继电特性”。
第 2.2节双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双电源及多电源系统供电更可靠。
如下图，即使断路器1、2跳开（无论何原因），则变电站M 、N 、P 的供电情况受到的影响较小。
变电站M 、P 背后的电源可能是多个电源，但是，经戴维南原理等效后，突出了所要研究的M ~ P 之间的线路情况。
M N P1234K I→找差异保护2不满足“选择性”要求，怎么办？对于上图的故障情况，按选择性要求，希望：保护3、4跳闸，保护1、2不跳闸。
一、问题的提出如果保护1～4均按照第一节的方法进行整定，那么，在K 1 点发生短路时，如果短路电流I K 大于保护2 和3 的定值，则保护3属于应当动作跳闸，但，保护2 的动作属于误动，从而导致变电站N 被停电。
M N P1234K 1'KIM N P1234K 1发现差异：保护2的规定正方向与的方向相反；保护3的规定正方向与的方向相同。
我们规定继电保护工作的“正方向”：由继电保护安装处指向被保护元件。
{教材中，正方向规定为：由母线指向线路（仅适用于线路）}K I K IK I电压正方向：电压升（目的：便于相量的加减）。
a U b U ab UM N P 1234K 1区分方向的问题，必须采用至少 2 个电气量的相量比较。
经过研究、分析，较多地采用：以保护安装处的电压作为参考相量。
于是，保护2和3的电气量有如下的相量关系：K I为此，我们试图设计一种方法，如果能够区分是“正方向”还是“反方向”（差异），并且，只让对应为“正方向”的保护动作，那么，问题就迎刃而解了。
K IM N P 1234K 13.m I 2.m Im U m U 3.m I 2.m I kϕ可以设法仅满足“正方向”时才动3.m K m I Z U =由电路原理可得：按照标定的方向，2.m K IZ -=KZ 分界线保护3的正向为线路阻抗角k ϕ如果实现了上述的“短路方向”判别，那么，只要在方向相同的保护之间进行“配合”即可。
