第七章 供配电系统的保护
（五）过电流保护的灵敏度
灵敏度 ： Ks=Ik.min/Iop.1
对于线路过电流保护，Ik.min应取被保护线路末端在系统最小运
行方式下的两相短路电流
I (2) k . m in
。而 I op.1 I op Ki / KW 。因此按
规定过电流保护的灵敏度必须满足的条件为
流，即：Iop.1>IL.max
（2）过电流保护装置在其保护范围外部故障被切除后，应能 可靠地返回原状态。 其返回电流也必须躲过线路的最大负荷电流，即
Ire.1>IL.max
第七章 供配电系统的保护
返回电流 Ire KreIop ， Ire.1>IL.max。设电流互感器的变流比
为Ki，保护装置的结线系数为KW，保护装置的返回系数为Kre，由于要 求返回电流躲过最大负荷电流，最大负荷电流换算到流过继电器电流
第七章 供配电系统的保护
1 继电保护装置 2 高压供配电线路的继电保护 3 电力变压器的继电保护 4 低压供配电系统的保护
第一节 继电保护装置
一、概述
（一）供配电系统保护的类型
熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。
（二）继电保护的作用
当被保护的电力元件发生故障时，能 自动迅速有选择的将故障元件从运行的系 统中切除分离出来，当被保护元件出现异 常运行状态时，继电保护装置能发生报警 信号。
过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的动
作电流，用Iop表示。过电流继电器动作后，减小线圈电流到一定值时， 钢舌片在弹簧作用下返回起始位置。过电流继电器线圈中的使继电器由
动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用Ire表 示。
继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的返回系数，用
Ks

KW
I
(2) k . min
Ki Iop

I
(2) k . min
I op.1
1.5
当Ks满足1.5有困难时，个别情况可降低到Ks≥1.25，或采用
低电压闭锁的过电流保护装置来提高灵敏度。
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（六）定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较
定时限过电流保护的优点
动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大小，动 作时间都是一定的，不会出现因短路电流小动作时间长而延长 了故障时间的问题。
作状态的反应能力称为灵敏性。衡量灵敏性高低的技术指标通
常用灵敏系数Ks，它愈大说明灵敏性愈高。 对于故障状态下保护输入量增大时动作的继电保护：
保护区内故障时反应量的最小值
Ks
保护动作量的整定值
如线路短路保护：
Ks

I k.min I OP.1
对于故障状态下保护输入量降低时动作的继电保护：
保护动作量的整定值 Ks 保护区内故障反应量的最大值
如欠压保护：
Ks
UOP.1 U k.max
第七章 供配电系统的保护
（四）继电保护装置的基本原理
供配电系统中应用着各种各样的继电保护装置， 尽管它们在结构上各不相同，但基本上都是由三个部 分构成：
测量部分
逻辑部分
执行部分
其中测量部分用来反应和转换被保护对象的各种电 气参数，经过综合变换后，送给逻辑部分，与给定值 进行比较，作出逻辑判断，当区别出被保护对象有故 障时，起动执行部分，发出操作指令，使断路器跳闸。
定时限过电流保护的缺点
所需继电器多，结线复杂。另外，愈靠近电源处的保护装置 的动作时间愈长。
第七章 供配电系统的保护
反时限过电流保护的优点
第七章 供配电系统的保护
继电器的分类方法主要有：
（1）按照反应电量和非电量区分，后者如保护变压器 内部故障的气体继电器，保护旋转机械用的转速继电器 等。 （2）按照反应的参数划分，如电流继电器，功率继电 器，温度继电器等。 （3）按照反应量的变化特性划分，如过量继电器，欠 量继电器，前者如过电流继电器，后者如低电压继电器。 （4）按照继电器的工作原理划分，如电磁式，感应式， 电动力式，热力式等。 （5）按照组成结构来划分，则有机电式和电子式。
这种接线的优点是：简单，所用设备最少，能保护相间短路故障。但对各 种相间短路故障灵敏度不一样，在保护整定计算时必须按最坏的情况来校验。
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第二节 高压供配电线路的继电保护
供配电线路的继电保护装置通常比较简单。作为线路的 相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的 电流速断保护。作为单相接地保护有两种方式：
第七章 供配电系统的保护
图7-4 GL-10、20系列感应式电流继电器的内部结构 1-线圈 2-电磁铁 3-短路环 4-铝盘 5-钢片 6-铝框架 7-调节弹簧 8-制动永久磁铁 9-扇形齿轮 10-蜗杆 11-扁杆 12-继电器触点 13-时限调节螺杆 14-速断电流调节螺钉 15-衔铁 16-动作电流调节插销
电流相量之差。即


I KA I a I c
第七章 供配电系统的保护


I KA I a I c

IKA I a I c
图7-9 两相一继电器式结线不同相间短路的相量分析 a) 三相短路 b) A、C两相短路 c) A、B两相短路 d) B、C两相短路
第七章 供配电系统的保护
应为 KW ILmax / K，i 所以 Ire KW I Lmax / K因i 此将此式写成等式，计 入一个可靠系数Krel，由此得到过电流保护装置动作电流的整定计算公 式为
I op

K rel KW KreKi
I L.max
式中：Krel——为保护装置的可靠系数，对DL型继电器取1.2，对GL型继 电器取1.3；
t1 t2 t
对于定时限过电流保护，可取 t 0.5s ；对于反时限过电流保护，可 取 t 0.7s 。
定时限过电流保护的动作时间是利用时间继电器来整定的。反时限过电 流保护的动作时间，由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电 流的动作时间来标度的，因此要根据前后两级保护的GL型继电器的动作特性 曲线来整定。
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（二）反时限过电流保护
反时限就是保护装置的动作时间与故障电流大小有反比 关系，故障电流越大，动作时间越短。反时限过电流保护 由GL型电流继电器组成。
当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA动作，切 除短路故障。在短路故障被切除后，继电器自动返回，其 信号牌可利用外壳上的旋钮手动复位。
第七章 供配电系统的保护
二、常用保护继电器分类
（一） 概述
继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量） 达到规定值时，其电气输出电路被接通（导通）或分 断（阻断、关断）的自动电器。按其用途分控制继电 器和保护继电器两大类，保护继电器按其在继电保护 装置电路中的功能，可分测量继电器（又称量度继电 器）和辅助继电器两大类。
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接线系数：
Kw

I KA I2
式中：IKA——为实际流入继电器的电流；
I2——为电流互感器二次侧电流。
对于三相星形接线或两相不完全星形接线，或两相三继
电器式接线其接线系数均等于1（Kw=1）。 而对于两相电流差式接线，在不同短路形式下Kw值是不同
的。因为流入继电器的电流等于A、C两相电流互感器二次侧
IL.max——为线路上的最大负荷电流，可取为（1.5~3） I30， I30为线
路计算电流。
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（四）过电流保护动作时间的整定
为了保证前后两级保护装置动作的选择性，应按“阶梯原则”进行整定，就 是在后一级保护装置所保护的线路首端发生三相短路时，前一级保护的动作 时间t1应比后一级保护的动作时间t2都要大一个时间级差Δt，即
供配电系统中，广泛采用感应式电流继电器来 作过电流保护兼电流速断保护，因为感应式电流继 电器兼有上述电磁式电流继电器、时间继电器、信 号继电器和中间继电器的功能，从而可大大简化继 电保护装置，它属测量继电器。
供配电系统中常用的GL-10、20系列感应式电 流继电器。这种电流继电器由两组元件组构成，一 组为感应元件，另一组为电磁元件。如图所示。
三相短路：因为三相对称，各相量关系见相量图7-9
K
(3) w

3
A与C两相短路：
K (2) W ( A、C)

I KA I2

2Ia Ia

2I2 I2
2
A与B或B与C两相短路：
K (2) W ( A、B)

K (2) W (B、C)

I KA I2

Ia Ia
或 Ic Ic
1
因为两相电流差式接线的Kw不同，故在发生不同形式故障情况下。保护 装置的灵敏度也不同。
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图7-1 电磁式电流继电器的电流 时间特性曲线
继电器图形符号
图7-2 DL-10 系列电磁式电流继电器的内部结构 1-线圈 2-电磁铁 3-钢舌片 4-静触点 5-动触点 6-起动电流调节螺 杆 7-标度盘（铭牌） 8-轴承 9-反作用弹簧 10-轴
第七章 供配电系统的保护
第七章 供配电系统的保护
第七章 供配电系统的保护
三、过电流保护装置的接线方式
1. 三相三继电器的完全星形接线
这种接线方式的特点是每相都有一个电流互感器和一个电流继电器，接成星形。
2.两相两继电器不完全星形接线 采用两个电流互感器和两个电流继电器接成不完全星形。 3. 两相一继电器的两相电流差式接线继电器不完全星形接线
这种接线方式采用两个电流互感器和一个电流继电器 。
4. 两相三继电器不完全星形接线
这种接线方式是在两相两继电器不完全星形接线的公共中线上接入第三个继电器。