1、三段電流保護(hù)第1頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日一、過電流保護(hù)的原理接線過電流保護(hù)通常又簡稱為過流保護(hù)，其單相原理接線如圖 2 一 1 所示。由圖中可以看出，過流保護(hù)一般由三種元件構(gòu)成： ( 1 ）電流元件：即電流繼電器 KA 。它的作用是通過電流互感器 T 八反應(yīng)電流的大小，故又稱測量元件或啟動元件。當(dāng)電流增大至繼電器動作值時，其常開接點閉合。過電流保護(hù)第2頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日( 2 ）時限元件：即時間繼電器 KT 。它的作用是使保護(hù)裝置動作具有所必須的延時。當(dāng)電流繼電器常開接點閉合時，時間繼電器的線圈得電，其接點延時閉合，并經(jīng)信號繼電

2、器 KS 的線圖、斷路器聯(lián)鎖接點 QF 接通跳閘線圈 YR ，使斷路器跳閘，將故障線路切除。( 3 ）信號元件：即信號繼電器 KS 。它的作用是在保護(hù)裝置動作的同時，信號繼電器本身的信號牌或燈光有顯示，以便值班員確認(rèn)是何種保護(hù)裝置動作，并通過其機械保持接點接通“信號未復(fù)歸”光字牌。過電流保護(hù)第3頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日二、過電流保護(hù)的接線方式在三相電力系統(tǒng)中，根據(jù)實際需要，通常將電流互感器與電流繼電器接成以下三種方式： 1 三相完全星形接線如圖 2 一 2 所示。圖中三個電流互感器與三個繼電器分別按相連接，互感器與繼電器線圈接成完全星形，再將三個繼電器的常開接點并

3、聯(lián)。這種接線方式的優(yōu)點是：任何相間短路或接地短路故障時，至少有一個繼電器能反應(yīng)短路電流而動作。但是這種接線的設(shè)備較多，投資較大，所以只用在某些重要元件的保護(hù)，例如變壓器的保護(hù)等。在一般相間故障的電流保護(hù)中，通常不采用這種接線方式。過電流保護(hù)第4頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日2 兩相兩繼電器不完全星形接線如圖 2 一 3 所示。這種接線方式的主要特點是 B 相不裝設(shè)電流互感器和電流繼電器，因而不能反應(yīng) B 相接地故障。但由于這種接線方式能夠保護(hù)各種相間短路故障，故廣泛用于線路相間故障的保護(hù)。例如 10kV 線路保護(hù)等。需要指出的是：當(dāng)線路上接有 Y , d 或 D , y

4、 接線的變壓器時，如果采用這種接線方式，那么當(dāng)變壓器后面發(fā)生某兩相短路時，靈敏度將會大大降低。過電流保護(hù)第5頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日3 兩相三繼電器不完全星形接線如果被保護(hù)線路的后面接有 Y , d 或 D , y 接線的變壓器，并要求該線路的保護(hù)用作該變壓器的后備保護(hù)時，就不能采用兩相兩繼電器不完全星形接線，而是在兩相不完全星形接線的中性線上再接入一個電流繼電器構(gòu)成兩相三繼電器接線，如圖 2 - 5 所示。此時所接入的第三個繼電器的電流為 A 、 C 兩相電流之和（注意是向量），即 IN = Ia + Ic可見，第三個繼電器能夠反應(yīng)最大相電流值，使保護(hù)裝置的靈敏

5、度提高了一倍。過電流保護(hù)第6頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日在繼電保護(hù)的整定計算中，還經(jīng)常引入接線系數(shù)。所謂接線系數(shù)就是指流經(jīng)繼電器中的電流IK與電流互感器二次側(cè)電流 I2之比，即在完全星接和不完全星接中，IK = I2 故 Kw = 1 ；但是如果電流互感器二次側(cè)接成三角形，而電流繼電器接法不變，則 IK =1.73 I2 ，即 K w = 1.73，過電流保護(hù)第7頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三、過流保護(hù)的整定計算所謂過流保護(hù)的整定計算，就是按一定原則確定保護(hù)裝置的動作電流、校驗保護(hù)裝置的靈敏度，并確定保護(hù)裝置的動作時間?，F(xiàn)分述如下： 1 確定

6、動作電流確定過流保護(hù)裝置動作電流的主要依據(jù)是線路的最大負(fù)荷電流。即當(dāng)線路出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時，保護(hù)裝置不應(yīng)該動作。但在某些特定條件下，線路還可能出現(xiàn)大于最大負(fù)荷電流的情況。例如 電動機啟動電流等。2 校驗靈敏度電流保護(hù)的靈敏度應(yīng)按最小運行方式下被保護(hù)線路末端兩相相間短路電流 來檢驗，即過電流保護(hù)保護(hù)裝置動作電流第8頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日當(dāng)靈敏系數(shù)不滿足要求時，可采用其它保護(hù)方式，如用于變壓器保護(hù)中的低電壓閉鎖電流保護(hù)、距離保護(hù)等。3 確定動作時間確定過流保護(hù)的動作時間，就是選擇時間繼電器的動作時間。為了實現(xiàn)過流保護(hù)裝置動作的選擇性，過流保護(hù)的動作時間通常是按階梯形

7、原則確定的，即每一級的動作時間較下一級相鄰元件保護(hù)裝置的動作時間大一個時限級差。顯然，愈靠近電源側(cè)，動作時間愈長。取值不宜過大，否則將會降低保護(hù)裝置的速動性，但也不宜太小，否則當(dāng)相鄰線路發(fā)生短路故障時，可能出現(xiàn)越級動作。通常份取為 0 . 5s 。這個時間主要考慮了下一級斷路器的跳閘時間，以及時間繼電器動作時間的誤差等。過流保護(hù)的動作時間不隨短路電流的大小變化，而是一個定值，故這種保護(hù)又稱為定時限過流保護(hù)。過電流保護(hù)第9頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)一、瞬時電流速斷保護(hù)由于過流保護(hù)是通過動作時間的配合實現(xiàn)其動作的選擇性，故其動作時間較長，速動性較差。為此，經(jīng)

8、常要與瞬時電流速斷保護(hù)配合使用。所謂瞬時電流速斷保護(hù)，就是保護(hù)裝置的動作時間是瞬時的，不設(shè)時間繼電器，其接線圖如圖 2 一 8 所示。圖中的中間繼電器 KM 有兩個作用：第10頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)（1）由于電流繼電器的接點容量較小，不能直接串入跳閘線圈的電流回路，故需要中間繼電器進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換；(2)當(dāng)線路上有大氣過電壓時，線路上的管型避雷器將瞬時對地放電，此情況相當(dāng)于接地短路，故保護(hù)裝置可能誤動作。當(dāng)接入中間繼電器后，可利用它的固有時間（約為 0 . 06 0 . 08s ）來避開避雷器的瞬間對地放電時間（約為 0 . 04 0 . 06s ) ，

9、從而防止了保護(hù)裝置的誤動作.KM 有兩個作用：第11頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)瞬時電流速斷保護(hù)的作用是保護(hù)本段線路，它的動作電流是按短路電流進(jìn)行整定。為了實現(xiàn)瞬時速斷保護(hù)動作的選擇性，即在下一段線路短路時，不應(yīng)該誤動作，故它的動作電流應(yīng)大于下一段線路出口處的最大短路電流，如圖 2 一 9 所示。圖中曲線 1 為最大運行方式下，三相短路電流隨短路距離的變化曲線。顯然距離愈遠(yuǎn)，線路阻抗愈大，短路電流愈小。本線路末端 k 1 點與下一段線路出口處 k2 點接近，故短路電流值相等，設(shè)為 瞬時速斷保護(hù)的動作電流 應(yīng)大于此值，即第12頁，共17頁，2022年，5月2

10、0日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)將上式所計算出的動作值用一條直線 3 表示在圖 2 一 9 中，此直線與曲線 1 交于 M 點，該點所對應(yīng)的距離 l max ，就是瞬時速斷保護(hù)裝置的最大保護(hù)范圍。在此范圍以外，保護(hù)裝置不會動作。這就是說，瞬時速斷保護(hù)不能保護(hù)線路的全長，這是它的主要缺點。特別是在最小運行方式下，發(fā)生兩相相間短路時，短路電流還要小，如曲線 2 所示。此時瞬時速斷保護(hù)的保護(hù)范圍 l min 最小。規(guī)程要求，此最小保護(hù)范圍不能小于被保護(hù)線路的 15 一 20 。如果小于此值，瞬時速斷保護(hù)將失去應(yīng)用價值。第13頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)二、限時

11、電流速斷保護(hù)瞬時電流速斷與過流保護(hù)相配合，能夠滿足一般線路保護(hù)的要求。但由于被保護(hù)線路的末端部分仍采用過流保護(hù)裝置，其動作時間較長，故對某些重要線路，通常還要再增加一種保護(hù)，即限時電流速斷保護(hù)。限時電流速斷的動作時間較短，只有 0 . 5s ，而且能保護(hù)全部線路。為了保護(hù)本線路的全長，限時電流速斷的保護(hù)范圍就必然延伸到下一段線路，但不能超過下一段瞬時速斷的范圍，如圖 2 一 10 所示。 和 分別為保護(hù)裝置 1 的瞬時和限時的保護(hù)范圍， 為保護(hù)裝置 2 的瞬時保護(hù)范圍。 為瞬時速斷保護(hù)的固有動作時間； 為限時速斷保護(hù)的動作時間，即 0 . 5s 。第14頁，共17頁，2022年，5月20日，0

12、點8分，星期日三段電流保護(hù)為了使限時速斷的保護(hù)范圍 不超越下一段瞬時速斷的保護(hù)范圍 ，限時電流速斷保護(hù)的動作值 ，應(yīng)大于下一段瞬時速斷保護(hù)的動作值 ，即有限時電流速斷保護(hù)裝置應(yīng)保護(hù)本段線路的全部，因此應(yīng)選取本線路末端作為靈敏度的校驗點。規(guī)程規(guī)定，其靈敏系數(shù)應(yīng)滿足下式第15頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日三段電流保護(hù)三、三段式電流保護(hù)及其接線圖由瞬時電流速斷、限時電流速斷和過電流保護(hù)相互配合，構(gòu)成一整套線路保護(hù)，稱之為三段式電流保護(hù)。其中瞬時（ I 段）和限時電流速斷（ II 段）保護(hù)構(gòu)成線路的主保護(hù)，當(dāng)線路任何一點短路時，主保護(hù)都會在不大于 0 . 5s 的時間內(nèi)靈敏動作。過流保護(hù)是作為本線路的近后備保護(hù)和下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。應(yīng)特別注意的是，過流保護(hù)應(yīng)與下一段過流保護(hù)相配合，動作時間相差 0 . 5 s。第16頁，共17頁，2022年，5月20日，0點8分，星期日所示為三段式電流保護(hù)的展開式原理圖。圖中電流繼