电网电流保护与方向电流保护
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电网的电流保护和方向电流保护
2
2、对继电器的基本要求： 工作可靠，动作过程具有“继电特性”。
3、过电流继电器原理框图：
输入
电流交换
比较
I
Ir
小延时 ≥ 2~3ms
输出
Iop
整定值 调整
继电器电流＜返回电流Ire，继电器返回； 继电器电流＞动作电流Iop，继电器动作；
3
4、继电器的继电特性：
继电器的动作明确干脆
动作
不可能停留在某一中间
29
4.灵敏度校验 2）灵敏度不满足要求时的调整 可与下一条线路的限时电流速断保护配合。
I K I II
II II
s et .2
rel set.1
t
II 2
t1II
t
式中：K
II rel
1.1
~
1.2
30
5.限时电流速断保护的构成
YR QF
信号
KA
KT
KS
I
t
TA
限时电流速断保护的单相原理接线图
3.限时电流速断保护的动作配合
A
2
B1
C
QF2
QF1
Ik
II set.2
t
I II set.2
t
II 2
II set.1
l
t1II
t2I
t t1I
t
l
当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，它们的联合工作就可以保证
全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间以内予以切除
27
4.灵敏度校验
—为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最 小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力。 —通常用灵敏系数来衡量
2、对继电器的基本要求： 工作可靠，动作过程具有“继电特性”。
3、过电流继电器原理框图：
输入
电流交换
比较
I
Ir
小延时 ≥ 2~3ms
输出
Iop
整定值 调整
继电器电流＜返回电流Ire，继电器返回； 继电器电流＞动作电流Iop，继电器动作；
3
4、继电器的继电特性：
继电器的动作明确干脆
动作
不可能停留在某一中间
29
4.灵敏度校验 2）灵敏度不满足要求时的调整 可与下一条线路的限时电流速断保护配合。
I K I II
II II
s et .2
rel set.1
t
II 2
t1II
t
式中：K
II rel
1.1
~
1.2
30
5.限时电流速断保护的构成
YR QF
信号
KA
KT
KS
I
t
TA
限时电流速断保护的单相原理接线图
3.限时电流速断保护的动作配合
A
2
B1
C
QF2
QF1
Ik
II set.2
t
I II set.2
t
II 2
II set.1
l
t1II
t2I
t t1I
t
l
当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，它们的联合工作就可以保证
全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间以内予以切除
27
4.灵敏度校验
—为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最 小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力。 —通常用灵敏系数来衡量
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
➢最小运行方式：是指系统投入运行的电源容量最小，系统的
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。
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。
电网相间短路的方向性电流保护
同一母线两侧 1）、时限相同：均装设。 2）、时限不同：时限小的保护装设。
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网相间短路的方向性电流保护
一、方向性电流保护的工作原理
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
二、方向过电流保护单相原理接线图
方向过电流保护装置构成： 启动元件 功率方向元件 时限元件
四、功率方向继电器的接线方式
1.含义： 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。
2.基本要求 ➢ 保证选择性和较高的灵敏性 ➢ 保证继电器正方向故障时动作，反方时制动。
原因分析：
➢ 反方向故障时，对侧电源提供的短路电流引起保护误动。
解决方法：
➢ 加装方向元件----功率方向继电器，构成方向性电流保护， 仅当方向元件和电流测量元件均启动时才启动逻辑元件。 双侧电源系统保护变成针对两个单侧电源的子系统。
发生正方向故障时，保护启动，反方向故障时，保护闭锁。
3、方向性电流保护的工作原理
引入分支系数：
Kfz
I'BC IAB
故障线障线路流过的 前一级保护护所在线路流过的流
I II op1
K II rel
I
I op
2
K fz
当仅有助增时：
I
' BC
I AB
K fz 1
仅有外汲时：I
' BC
I AB
K fz 1
无分支时：
I
' BC
I AB
K fz 1
既有助增，又有外汲时，可能大于1也可能小于1
第二节 电网相间短路的方向性电流保护
一、方向性电流保护的工作原理
1、问题的提出
为提高供电可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源 或多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足 要求。分析如下：
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%。
第二章电流保护和方向性电流保护
曲线 max ：系统最大运行方式下发生三相 短路情况。 曲线min：系统最小运行方式下发生两相 短路情况。
（线路上某点两相短路电流
为该点三相短路电流的 倍）
3 2
(2) 动作电流整定
原则：按躲开下条线路出口（始端）短路时流过本保护的 最大短路电流整定（以保证选择性）： IIdz.1 > I(3)d.B.max 取：IIdz.1= KБайду номын сангаасI· I(3)d.B.max IIdz.2 > I(3)d.c.max IIdz.2= KkI· I(3)d.C.max
可靠系数： KkII = 1.1～1.2
（Id中非周期分量已
衰减，故比K I稍小）
2、动作时限的配合 为保证本线路电流II段与
下条线路电流I段的保护范围
重叠区内短路时的动作选择 性，动作时限按下式配合： tII1=tI2+t≈t （t: 0.35s～0.6s,一般取0.5s） 3、保护装置灵敏性的校验 对于过量保护,灵敏系数：
（可靠系数：KkI = 1.2～1.3）
(3) 灵敏性校验
该保护不能保护本线路全长， 故用保护范围来衡量： max：最大保护范围. min：最小保护范围.
Exx / 3 Exx / 3 3 I 由： Kk 2 Z s.max z1lmin Z s.min z1L
3 Z s.min z1L 可求得：lmin ( Z s.max ) / z1 I 2 Kk
为保证动作选择性，动作
时限按“阶梯原则”整定:
tIII1=Max{tIII2,tIII3,tIII4}+t
对定时限过流保护，当故障越靠近电源端时，此时短路电
流Id越大,但过流保护的动作时限反而越长 ——— 缺点 ∴ 定时限过流保护一般作为后备保护，但在电网的终端可以 作为主保护。
方向电流保护的应用特点
方向电流保护的应用特点
方向电流保护是一种用于保护电气设备的保护装置，它主要用于检测和阻止电流的逆向流动。
以下是方向电流保护的应用特点：
1. 防止电能盗窃：方向电流保护器可以阻止电能由装置的负载侧逆向流向电源侧，从而防止非法的电能盗窃行为。
2. 防止设备损坏：逆向电流可能会导致电气设备的损坏，方向电流保护器可以及时检测到逆向电流并切断电路，保护设备免受损坏。
3. 提高电网稳定性：逆向电流的存在可能会导致电网的不稳定性，方向电流保护器可以帮助维护电网的稳定运行。
4. 增强电路安全性：方向电流保护器能够检测到逆向电流，并立即切断电路，确保电路安全，减少电路故障的风险。
5. 降低能源浪费：逆向电流的流动会导致电能浪费，方向电流保护器可以避免逆向电流的产生，从而减少能源的浪费。
总之，方向电流保护具有防止电能盗窃、保护设备、提高电网稳定性、增强电路安全性以及降低能源浪费等重要应用特点。
方向电流保护的基本原理
方向电流保护的基本原理咱先说说电流保护。
电流保护其实就是根据电路里电流的大小来判断是不是出问题了。
你想啊，正常的时候电流就该在一个合适的范围里溜达，就像人正常走路速度是有个大概范围的。
要是电流突然变得老大或者老小，那可能就是电路里有啥故障了，比如说短路了电流就会突然变得特别大，像洪水猛兽一样。
这时候电流保护就该发挥作用啦，它就像个小警察，发现电流不正常就赶紧采取措施，比如切断电路，不让故障进一步扩大。
但是呢，单纯的电流保护有时候会有点迷糊。
为啥这么说呢？因为在一些复杂的电网里，电流的变化可能不是那么单纯的因为故障。
比如说有一些电流的分流啊之类的情况。
这时候就需要方向电流保护来帮忙啦。
方向电流保护呢，它除了看电流大小，还会看电流的方向。
这就好比小卫士不仅要看进来的人数量对不对，还要看这些人是从哪个方向来的。
在电路里，电流是有它正常的流向的。
当有故障的时候，电流的流向可能就会发生变化。
比如说在一条线路的某一处发生了短路故障，正常情况下电流从电源流向负载，这时候故障点就像个大磁铁，把电流吸引得往它那儿跑，电流的方向就改变了。
方向电流保护装置就能敏锐地察觉到这个电流方向的变化。
它里面有一些特殊的元件，就像小触角一样，能感受电流的方向。
如果电流的方向不符合正常的运行情况，再加上电流大小也不正常，那这个保护装置就会判定是发生了故障，然后果断地采取行动，比如把故障线路给断开，保护其他正常的线路和设备。
你可以想象成一个大的电路家族，每个线路都是家族里的一员。
方向电流保护就像是家族里的智慧长者，它时刻盯着电流这个小家伙的一举一动，既看它的数量，又看它的走向。
要是电流这个小家伙调皮捣蛋，乱跑乱闯，不符合家族的规矩，智慧长者就会出手，把这个捣乱的线路隔离开，让整个电路家族继续平稳地运行下去。
而且啊，方向电流保护还很有团队精神呢。
在一个大的电网里，有很多个方向电流保护装置分布在不同的地方。
它们就像一群小伙伴，各自守护着自己的小地盘。
电网的电流保护和方向性电流保护
段）的起动电流值。 过电流继电器I1的动作电流如何整定（计算）？ 必须根据所保护范围内的短路故障电流来整定，即保证其保 护范围内所有地点发生短路，其都可以动作。
线路相间短路电流计算
a 三相短路电流计算
Id(3)
E ZS Zd
E - 系统等效电源的相电势
- Z短d路点至保护安装处的阻抗 －Z保S护安装处到系统等效电源之间的系统阻抗
返回系数
Kh
I h.J I dz.J
1
继电器的工作特性曲线
返回系数：
Kh
I h.J I dz.J
1
“继电特性”：继电器的动作是明确的，例如触点只 能处于闭合和断开位置。无论起动和返回，继电器 不可能停留在某一个中间位置。
电磁型电流继电器工作原理
电磁转矩 ：
M dc
K1 2
K2
I
2 J
② 所以动电作流时Ⅰ限段整只定能值保护本线路首端一部分。
t2＝0秒
电流速断保护（电流Ⅰ段）的起动（动作）电流整定值
以电流速断 保护2为例。
I dz.2 Kk Id.B.max , Id.B.max 是本线路末端B处最大短路电流
产生本线路末端B处最大短路电。流的条件：
① 系统处于最大运行方式
路AB全长，只能保护本线路AB首端一部分。
（2）电流速断保护（电流Ⅰ段）的整定原则
对上图中的电流 速断保护2进行整 定计算。
① 起动电流整定值 躲开本线路AB段末端（或相邻下一线路出口处）B处最大短路 电流。即大于本线路末端（即母线B处） 的最大短路电流。
I dz.2 Kk Id.B.max ，Kk 是电流Ⅰ段的可靠系数，取1.2~1.3
线路相间短路电流计算
a 三相短路电流计算
Id(3)
E ZS Zd
E - 系统等效电源的相电势
- Z短d路点至保护安装处的阻抗 －Z保S护安装处到系统等效电源之间的系统阻抗
返回系数
Kh
I h.J I dz.J
1
继电器的工作特性曲线
返回系数：
Kh
I h.J I dz.J
1
“继电特性”：继电器的动作是明确的，例如触点只 能处于闭合和断开位置。无论起动和返回，继电器 不可能停留在某一个中间位置。
电磁型电流继电器工作原理
电磁转矩 ：
M dc
K1 2
K2
I
2 J
② 所以动电作流时Ⅰ限段整只定能值保护本线路首端一部分。
t2＝0秒
电流速断保护（电流Ⅰ段）的起动（动作）电流整定值
以电流速断 保护2为例。
I dz.2 Kk Id.B.max , Id.B.max 是本线路末端B处最大短路电流
产生本线路末端B处最大短路电。流的条件：
① 系统处于最大运行方式
路AB全长，只能保护本线路AB首端一部分。
（2）电流速断保护（电流Ⅰ段）的整定原则
对上图中的电流 速断保护2进行整 定计算。
① 起动电流整定值 躲开本线路AB段末端（或相邻下一线路出口处）B处最大短路 电流。即大于本线路末端（即母线B处） 的最大短路电流。
I dz.2 Kk Id.B.max ，Kk 是电流Ⅰ段的可靠系数，取1.2~1.3
方向性电流保护
保护2、4、6只反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间相互配合，
矛盾得以解决；
20
电流保护
+
功率方向判断元件
方向性电流保护
21
（4）方向性电流保护的原理接线
22
2. 功率方向继电器
23
功率方向继电器：用于判别短路功 率方向或测定电压电流间的夹角的 继电器，简称方向元件。由于正、 反向故障时短路功率方向不同，它 将使保护的动作具有一定的方向。
17
（3）原因分析
规定：短路功率的正方向为从母线流向线路
S EA A
k2
SB S
S
C
S
1
2 3 误动 4 5
S D EB 6
I k2 A
I k2B
结论：误动的保护，其短路电流的 方向总是为反方向。
18
（4）解决方法 —利用方向元件和电流元件结合 就构成了方向性电流保护； —由于元件动作具有一定的方向， 可在反向故障时把保护闭锁； —正方向故障时方向电流保护可 能动作，按正方向分组。
EA A
K1
B
K2
C
K3
D EB
1
2
3
4
5
6
1为正方向；1、3为正方向；1、3、5为正方向；
2、4、6为正方向 4、6为正方向 6为正方向 19
这样，双侧电源系统的保护系统转换为成针对两个单侧电源的子系统
EA A
B
C
D EB
1
2
3
4
5
6
A
EA A
B
2
C
4
+
B
C
6 D EB
D
方向电流保护
WL1
WL1上K2点短路时， 保护1、2、4、6因短路功率由母线流向线路，故 都能启动， 其中按动作方向时限最短的保护1和2动作，跳开 断路器1、2，将故障线路WL1切除，保护4和6便 返回，从而保证了动作选择性。
2.方向过流保护装置
方向过流保护装置由三个主要元件组成，启动元件 （电流继电器），功率方向元件（功率方向继电器） 和时限元件（时间继电器）。
保t4 护取 6与时t1 0 保限 护长 4的t 、： 111 、.5 t14 2配0 2合.5 s： 2 s保t t 护8 8 8 与t t6 1 保3 护 6t 、t 1 32 1 配.5 合 0 ：.0 5 .5 1 .3 5 s s
t6 t4 t 2 0 .5 2 .5 s 取时限长的： t8 3s
工作原理是方向元件KW和启动元件KA构成与门， 二者同时动作才能启动时间继电器KT。
去
QF
YR
QF
信 号
TV
KS
I﹥
P﹥
KA KW
KT
TA
图4-3 方向过流保护原理接线图
在双侧电源线路上，并不是所有过流保护装置中都 需要装设功率方向元件，只有在仅靠时限不能满足动 作选择性时，才需要装设功率方向元件。
在这种情况下，小电源一侧需要采用方向电流速 断保护，当保护背后发生短路时，利用功率方向元 件闭锁，使保护只根据小电源一侧的短路功率方向 来动作。
因此，这时小电源侧方向电流速断保护只需躲过 线路末端短路时通过该保护处的短路电流来整定即 可，从而大大提高了保护的灵敏性，满足保护范围 的要求。
方向电流保护是在电流保护基础上加装方向元件的保护。 在一般电流保护2和3上各加一个方向元件（功率方向继 电器）， 它只有当短路功率由母线流向线路时，才允许保护 动作，这样就解决了电流保护的选择性问题。
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n% 1 ( ZAB
3 ES 2 IoIp.1Leabharlann ZS.ma)x2 ba
要求 lmin %（ 15~20） %
l
I
I op.1
lmin lmax
Ik.B .max
l
8
3.电流速断保护的构成
TQ QF
KA
KM
I
TA
信号 KS
9
（二）限时电流速断保护
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
35
（一）问题的提出及解决办法
1.问题的提出
A
B
k1
C
D
QF1
QF2 QF3
QF4 QF5
QF6
I k1
对QF2的电流速断保护：IoIp.2
K I I rel k.A.max
当k1点短路时，若
Ik1
II op.2
则保护2误动
36
A
k2
B
QF1
QF2 QF3
I k2
C
QF4 QF5
D
QF6
对QF3电流速断保护:
（1）大于流过该线路的最大负荷电流 I L .m a x
IoIIpI KrIeIlIIL. max
式中 KrIIeIl1.15~1.25
（2）外部故障切除后电动机自起动时，应可靠返回
IMs .maxKMIsL.max
I III re rel
KMsIL.max
IoIIpIKIrree
KrIIeIK l MIsL.max Kre
5
A
QF1
k1 B k2
QF2
k3 C k4
QF3
6
1.起动电流的整定
A
k1 B k2
C
QF1
Ik
1 2
QF2
QF3
IoIp.1KrIeIl k .B .m ax
式中 KrIel1.2~1.3
I
I op.1
Ik.B .max
l
7
2.最小保护范围校验
A
k1 B k2
C
QF1
QF2
QF3
Ik
1
lmi l
（2）作为远后备时
采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时 的电流来校验，要求 Ksen1.2
19
4.过电流保护的构成
TQ QF
KA
I
KT
t
TA
信号 KS
20
二、电流保护的接线方式
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（一）两种常用的接线方式 （二）两种接线方式在各种故障时
的性能分析
22
（一）两种常用的接线方式
电流保护的接线方式是指保护中电流继电器与电 流互感器之间的连接方式
电网相间短路的电流保护 及方向电流保护
1
一、三段式电流保护的工作原理 二、电流保护的接线方式 三、方向电流保护的工作原理
2
一、三段式电流保护的工作原理
3
（一）电流速断保护 （二）限时电流速断保护 （三）过电流保护
4
（一）电流速断保护
对于仅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，它是三段式电 流保护的第Ⅰ段
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4.限时电流速断保护的构成
TQ QF
信号
KA
KT
KS
I
t
TA
15
（三）过电流保护
过电流保护是指其起动电流按躲最大负荷电流 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
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1.起动电流的整定
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：
• 三相星形接线在各种两相短路时均有两 个继电器动作
• 两相星形接线在AB、BC两相短路时仅 有一个继电器动作
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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
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3.中性点非直接接地系统中的异地 两点接地短路
17
2.动作时限的选择
按阶梯原则选择
A
B
QF5 QF4
QF3
t
t
III 5
t
QF6
t
III 4
t
t
III 3
C
QF2
t
t
III 2
D
D
QF1
t
l
18
3.灵敏性的校验
K sen
I k.min
I
III op
（1）作为近后备时
采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的 电流来校验，要求 Kse n1.3~1.5
A
A
B
B
C
C
I KAa I KAb I KAc
I KAa I KAc
三相星形接线方式
两相星形接线方式
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当保护装置的一次动作电流为 I op 时，则反应 到继电器上的动作电流应为
式中
Iop.r
Kc on
Iop nTA
Iop.r 继电器的动作电流
Kcon 接线系数
nTA 电流互感器变比
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（二）两种接线方式在各种故障时 的性能分析
（1）异地两点接地发生在相互串联的两条线路上 采用三相星形接线时： 100%有选择地切除XL2 采用两相星形接线时： 有2/3的机会有选择地切除XL2
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XL1
XL2
28
（2）异地两点接地发生在同一母线的两条线路上 采用三相星形接线时： 将同时切除两条线路 采用两相星形接线时： 有2/3的机会仅切除一条线路
KAb
I
I
I
IAΥ IBΥ ICΥ
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5.两种接线方式的应用
三相星形接线广泛应用于发电机、变压器的 后备保护中；两相星形接线被广泛应用在中性点 非直接接地系统中，作为相间短路电流保护的接 线方式
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三、方向电流保护的工作原理
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（一）问题的提出及解决办法 （二）功率方向继电器 （三）功率方向继电器的接线方式
按系统最小运行方式下，线路末端发生两相短
路时的短路电流进行校验
Ksen
Ik.B.min I oIpI .1
要求 Ksen 1.3
13
当灵敏度不满足要求时，可与下一条线路的 限时电流速断保护配合
起动电流：IoIIp.1KrIIeIloIIp.2 式中 KrIIel1.1~1.2
动作时限： t1IIt2IIt
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1.起动电流的整定
A
B
QF1
QF2
Ik
I
I op.1
I
II op.1
I
I op.2
C
QF3
IoIIp.1KrIIeIl oI p.2 式中
KrIIel1.1~1.2
l
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2.动作时限的选择
应比下一条线路速断保护的动作时限高出一个 时间阶梯Δt
t1II t2I t
t 通常取为0.5s
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3.灵敏性的校验
I K I I o p.3
I re l k .C .m ax
当k2点短路时，若
Ik2
II op.3
则保护3误动
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对过电流保护:
A
B
k1
C
D
QF1
QF2 QF3
QF4 QF5
29
XL1 XL2
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4.在Y,d11接线的变压器后两相短路时
IAΥ
IAΔ
K
IBΥ
IBΔ
ICΥ
ICΔ
I A ΔI B Δ, I C Δ0
I aI c 13I A Ib 32 IA
IBΔ
Ib
IBY
I B Y2I A Y2I C Y
Ia Ic IAΔ
IAY ICY
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IAΔ IBΔ
*
*
*
*
KAa KAc