1、tltt0QF1QF2QF3tttnnD+=+max) 1(t1t2t3tt 在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第电流保护第段的测量元件均可能动作。段的测量元件均可能动作。例如：下图中例如：下图中d d1 1短路时，短路时，保护保护1 14 4都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。间必须相互配合。t4=1st4=1s4321tttttttD+43tttD+32tttD+211s1.5s2st1=2.5s（5）单相式原理接线与第段
2、相同，只是电流继电器的定值与时间继电器定值不同。 构成：构成： 小结：小结：； 思考：思考：是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？ 什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下过电流保护作为主保护？ 什么情况下可采用两段组成一套保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？3.5 电流保护接线（教材电流保护接线（教材P16） 一、三相三继完全星形接线一、三相三继完全星形接线二、二、两相两继电器接线两相两继电器接线 （通常接A、C相）可反映可反映各种相间短路各种相间短路及及B相除外的单相接地故障相除外的单相接地故障。原因原因：要求要求：所有线路的电流互感器必须安
3、装在同名相上。作用作用：可提高供电可靠性。：可提高供电可靠性。 两种接线方式比较：两种接线方式比较：(1)、对各种相间短路，两种接线方式均、对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映。能正确反映。KABKABC 两相星形接线：两相星形接线：b.2/3机会只切一条线路。两点接地时保护装置动作情况：两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限相同）（设两套保护动作时限相同）XL-2故障相别 A A B B C CXL-3故障相别 B C A C A BXL-2切除情况 XL-3切除情况KAKBKCKBKCKA停电线路数目停电线路数目 1 2 1 1 2 1三、两相三继电器接线三、两相三继电器接线
4、采用此接线的目的采用此接线的目的：为了提高为了提高Y Y，d d变压变压器后发生两相短路的灵敏度。器后发生两相短路的灵敏度。 因为变压器因为变压器后两相短路后两相短路，电源侧电源侧三相短路三相短路电流大小不相等，电流大小不相等，最大相是最小相的最大相是最小相的2 2倍。倍。 若采用两相两继电器接线，有可能无法测量若采用两相两继电器接线，有可能无法测量到最大相的电流，保护的到最大相的电流，保护的灵敏度灵敏度将受到影响。将受到影响。返回 过电流保护接于降压变压器的高压侧（过电流保护接于降压变压器的高压侧（Y侧）以作为低压侧）以作为低压侧（侧）线路故障的后备保护时，不同接线形式的保护有侧（侧）线路故
5、障的后备保护时，不同接线形式的保护有其不同的特点。其不同的特点。 （a）采用三相星形接线时，则）采用三相星形接线时，则B相上继电器中的电流较其相上继电器中的电流较其它两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍它两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍 。 （b）采用两相星形接线时，使）采用两相星形接线时，使B相的电流遗失，不能使保相的电流遗失，不能使保护的灵敏度得到充分提高。故在两相星形接线的中线上再接护的灵敏度得到充分提高。故在两相星形接线的中线上再接入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度。入一个继电器，从而提高了这个继电器的灵敏度。 （c）采用两相电流差）采用两相电流差接线时，流入继电器的接线时，流入继
6、电器的电流为零，保护不动作。电流为零，保护不动作。因此，这种接线方式不因此，这种接线方式不能用来保护变压器。能用来保护变压器。 两相电流差接线反应两相电流差接线反应各种相间短路时，保护各种相间短路时，保护装置一般不动作。在实装置一般不动作。在实际应用中很少作为配电际应用中很少作为配电线路的保护。这种接线线路的保护。这种接线主要用在主要用在 6 10kV 6 10kV 中中性点不接地系统中，作性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高为馈电线和较小容量高压电动机的保护。压电动机的保护。ICBAICIBIAIaIcTAaTAc图 2 28 两 相 电 流 差 接 线 的 原 理 接 线 图 五五.
7、各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围 (1)三相星形接线方式三相星形接线方式能反应各种类型的故障，能反应各种类型的故障，用在中性点直接接地电网中，作为相间短路的保护，用在中性点直接接地电网中，作为相间短路的保护，同时也可保护单相接地。同时也可保护单相接地。 (2)两相星形接线方式两相星形接线方式较为经济简单，能反应较为经济简单，能反应各种类型的相间短路。主要应用在各种类型的相间短路。主要应用在35千伏及以下电千伏及以下电压等级的中性点直接接地电网和非直接接地电网中，压等级的中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它作为相间短路的保护。广泛地采用它作为相间短路的保护。（3）两相电
8、流差接线方式）两相电流差接线方式接线简单，投资少，接线简单，投资少，但是灵敏性较差，这种接线主要用在但是灵敏性较差，这种接线主要用在610千伏中千伏中性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。动机的保护。六、接线系数六、接线系数 2TAKcIIK =正常运行及正常运行及三相短路三相短路AC两相两相BC、AB两相两相三相星形接线三相星形接线111两相星形接线两相星形接线111两相电流差接线两相电流差接线21接线系数接线系数-反映在不同短路类型下，流过继电器的反映在不同短路类型下，流过继电器的电流与电流互感器二次侧短路电流之间的不同关系。电
9、流与电流互感器二次侧短路电流之间的不同关系。33.6 线路相间短路的三段式电流保护线路相间短路的三段式电流保护 正常运行及正常运行及三相短路三相短路AC两相两相BC、AB两相两相三相星形接线三相星形接线111两相星形接线两相星形接线111两相电流差接线两相电流差接线213kIlIopI2IIopI1IopI1Iopt1Iopt2opt1opt2MNOP1KK2相间短路三段式电流保护的逻辑框图相间短路三段式电流保护的逻辑框图 三段式电流保护常用于中、低压网络作为主保护和后备保护。三段式电流保护常用于中、低压网络作为主保护和后备保护。 教学要求 90采样双电源目的是为了提高输电线路供电可靠性。1K
10、 当当K1点短路点短路,保护保护1、2动作，断开动作，断开QF1和和QF2，接在，接在A、B、C、D母线上的用户，仍然由母线上的用户，仍然由A侧电源和侧电源和D侧电源分别侧电源分别供电，提高了对用户供电可靠性。供电，提高了对用户供电可靠性。4.1 过电流保护的方向性问题 双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方式带来了新的问题，如图。式带来了新的问题，如图。 前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不能完全满足选择性要求。能完全满足选择性要求。1.maxIIoprelkBIKI=1.m
11、axIIoprelkAIKI=1KK2K1处短路，若处短路，若 ，则保护，则保护3误动误动opKII31K2处短路，若处短路，若 ，则保护则保护2误动误动opKII221K2K2t3t。3t2t 原因分析原因分析 造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反向故障反向故障”。 1K2K 解决办法解决办法 利用利用结合就构成了方向电流保护。结合就构成了方向电流保护。 当当1点点短路时：短路时：(2)通过通过保护保护3的短路功率方向由的短路功率方向由线路指向母线，保护线路指向母线，保护3不动作不动作。 为了满足选择为了满足选择性要求，性要
12、求，；需进行需进行配合。相同动作方配合。相同动作方向保护的动作时间向保护的动作时间仍按阶梯原则仍按阶梯原则进行进行配合配合。二二、方向过电流保护工作原理、方向过电流保护工作原理1K在原有保护上增设一个在原有保护上增设一个功率方向判别元件功率方向判别元件,反向故障时，闭锁保护。反向故障时，闭锁保护。其起动有两个条件：其起动有两个条件：（1）电流超过整定值）电流超过整定值(动作电流动作电流)（2）功率方向符合规定的正方向）功率方向符合规定的正方向信 号接 自 母 线 TV1K2K1K2KresU1KI1k2kI电流规定方向电流规定方向：基准基准母线电压母线电压。 k1k1处短路处短路 （对保护对保
13、护为正方向为正方向） resU1KI1k2kI900270180 11argkkresIU=180arg22+=kkresIU111coskreskkPUI=0 0 122coskkreskIUP=1K2K2.功率方向继电器功率方向继电器动作条件动作条件：kP0 动作；kP0时不动作。 9090实质是判断加入继电器的电压与电流之间相位差是否在动作范围内111coskreskkPUI=sen(2)为了在为了在最常见的短路最常见的短路情况情况下使动作最灵下使动作最灵敏，采用敏，采用r=UA ，Ir=IA 接线的应做成最大接线的应做成最大灵敏角灵敏角 = 。senk(3)为了保证为了保证正方向故障正
14、方向故障时，在内时，在内变化时都能可靠动作，的动作范围为：变化时都能可靠动作，的动作范围为：k900(4)动作方程动作方程：90sen 90arg90rjrIeUsenresU1KI1k2kIsenrrsenIU+90arg904.动作方程：动作方程：。 功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互感器的感器的，应满足以下，应满足以下要求：要求： （1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即，而反向故障时则不，而反向故障时则不动作。动作。K接近接近 sen （2）尽量使功率方向继电器在正向故
15、障时具有较高的）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的灵敏度，灵敏度， 4.3 功率方向继电器接线功率方向继电器接线 ：1非故障相电流的影响非故障相电流的影响不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。 小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故障电流。障电流。4.4 非故障相电流的影响及按相启动接线非故障相电流的影响及按相
16、启动接线2非按相启动非按相启动 电流继电器触点与功率方向电流继电器触点与功率方向继电器触点之间的接线时必须继电器触点之间的接线时必须考虑非故障相电流的影响。考虑非故障相电流的影响。 非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继电器动作，触点回路就能导通。当出现反相故障时，保护有误动的可能。电器动作，触点回路就能导通。当出现反相故障时，保护有误动的可能。 按相启动接线按相启动接线是指某一相电流的方向元件的接点与该相的是指某一相电流的方向元件的接点与该相的电流元件的接点串联。电流元件的接点串联。 在两端
17、供电或单电源环网中，在两端供电或单电源环网中，III段整定时则与一般段整定时则与一般不带方向的电流不带方向的电流III段有所不同。段有所不同。4.5 max21k2IrelIopIopIKII=：仍然与相邻线路的仍然与相邻线路的段相配合。但须考虑助增或外汲的影响。段相配合。但须考虑助增或外汲的影响。（1）动作电流）动作电流 方向过电流保护的动作电流按以下三个条件整定：方向过电流保护的动作电流按以下三个条件整定： 为防止保护装置在正常负荷电流下和外部为防止保护装置在正常负荷电流下和外部短路切除后因电动机的自起动而误作，而按躲过最大负荷电流短路切除后因电动机的自起动而误作，而按躲过最大负荷电流 即
18、即 max=LstrerelIIIopIKKKI方向过电流保护的动作电流要躲过非故障相电流，即方向过电流保护的动作电流要躲过非故障相电流，即 unfrelIIIopIKI= 在中性不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统中在中性不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统中，非故障相，非故障相电流就是负荷电流，可不必考虑非故障相电流。电流就是负荷电流，可不必考虑非故障相电流。 。在中性点直接接地系统中在中性点直接接地系统中，当相邻线路上，当相邻线路上发生发生不对称短路时，在非故障相中仍有电流通过，这个电流为非故障相电流。不对称短路时，在非故障相中仍有电流通过，这个电流为非故障相电流。1方向过电流保护的整定
19、方向过电流保护的整定（2）动作时限）动作时限 方向电流保护方向电流保护III段的动作时间按照同方向阶梯特性整定，即前一段段的动作时间按照同方向阶梯特性整定，即前一段线路保护的保护动作时间比同方向后一段线路保护的动作时间长。线路保护的保护动作时间比同方向后一段线路保护的动作时间长。 方向过电流保护常用作下一相邻线路的后备保护，所以各相邻保护的方向过电流保护常用作下一相邻线路的后备保护，所以各相邻保护的灵敏度应加以配合，以保证动作的选择性。灵敏度应加以配合，以保证动作的选择性。（3）保护的灵敏度配合）保护的灵敏度配合tttnnD+=+max)1( 电流速断保护来讲，若从整定值上躲开了反方向电流速断保护来讲，若从整定值上躲开了反方向的短路，这时可以不用方向元件。的短路，这时可以不用方向元件。 （2 2）若靠延时能保证动作的选择性时，就不需装设）若靠延时能保证动作的选择性时，就不需装设方向元件。方向元件。 2方向元件的装设方向元件的装设 与电流保护相比，方向电流保护会增加投资，与电流保护相比，方向电流保护会增加投资，（如果用动作电流和延时能保证选择性）。（如果用动作电流和延时能保证选择性）。 装设方向元件的原则：装设方向元件的原则：3 3保护装置的相继动作保护装置的相继动作1K
