故障点离电源越远，流过CT的电流就越小。

故障点离电源越近，流过CT的6e电流就越大。

一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分，牺牲其灵敏性，保证其选择性。

电流速断保护单相原理图中中间继电器的作用是什么？

答：

电磁型电流继电器动作分析：返回系数：返回系数越高，表明摩擦力越小，保护性能就越好。越近进于1，越好。

2.1.1 方向性电流保护的工作原理

    一. 问题的提出

    .为提高供电的可靠性，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。保护将失去选择性。

二. 概念

    1）短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率。

    2.）故障方向- 从保护安装处看出去，在“母线指向线路”方向上发生的故障称之为正方向故障。反之为反方向故障。

三. 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。

四.  解决办法：

    .  利用方向元件与电流元件结合就构成了方向电流保护。

.   双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源的子系统。

2.4.3时间继电器

.  时间继电器是用于保护获得所要求的延时（时限）

采用

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电流互感器（TA）是能按一定比例将电力系统一次电流变成二次电流以满足保护的需要。

工作时一次绕组串联在供电系统的一次回路中，二次绕组侧与仪表、继电器的电流线圈串联形成一个闭合回路。

二次绕组的额定电流一般为5A或1A。

二次绕组有一端必须接地。

1. 电流互感器的极性

2.电流互感器的10%误差曲线

当一次侧发生短路时流入电流互感器的一次电流大于其额定值，因铁芯饱和，电流互感器会产生较大误差。为了控制误差在一定范围，对一次电流倍数m及二次侧的负载阻抗Zen有一定的限制。

10%误差曲线是指一次电流倍数与最大允许负载阻抗的关系曲线。允许变比误差最大值为10%，角度误差为7度。

校验方法：

根据网络图求出一次电流倍数m,求出二次允许阻抗Zen.计算出二次保护继电器阻抗及接触电阻，再根据二次电缆长度，求出二次电缆的截面积。

若二次阻抗小于允许阻抗，则满足要求；反之不满足要求。

不满足要求时的措施：

1.可将电流互感器二次侧两个绕组串联。

2.提高店里互感器变比。

2.2变换器

作用：变换电量；隔离电路；用于定值调整；用于电量的综合处理。

1.电压变换器(UV)

电压变换器主要是将一次电压转换为与一次电压成正比的二次电压。

2.电流变换器（TA)

电流变换器主要将一次电流转换成与一次电流成正比的二次电压。

3.电抗变换器(UR)

电抗变换器主要是将输入电流转换成与电流成正比的电压，调节调相电阻，可以改变一次与二次输出之间的相位。

三种变换器共性：无论输入是电流还是电压，输出都为电压。

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电流速断保护

2. 保护装置的整定

  1）.保护装置的起动值

    对因电流升高而动作的电流保护来讲，使其动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流

限时电流速断保护动作的配合

当线路上装上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的故障都能够在0.5s的时间以内予以切除。

保护装置灵敏性校验

一.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。

灵敏系数的计算

一般采用最小运行方式下发生两相短路时的短路电流来计算

电流保护接线方式

一.指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。

一.  接线系数指流入电流继电器的电流与电流互感器侧电流的比值。

2.常用的两种接线方式

一.分类: 对相间短路的电流保护。目前广泛使用的是

.   三相星形接线（也称为完全星形接线）

.   两相星形接线（也称为不完全星形接线）

2.  两种接线方式的性能比较

一1） 对中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各种短路

. 对于各种相间短路及单相接地短路，完全星形接线均能正确反应。

. 不完全星形接线能反应各种相间短路，但不能反应全部的单相接地短路（如B相接地）。所以不适用于中性点直接接地电网。

二. 具有电流速断.限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图

阶段式电流保护的应用及评价

五.评价

一. 选择性：

一  .    在单相则电源辐射网中，保护具有较好的选择性（靠动作电流.动作时限），但在多电源或单电源环网等复杂网络等复杂网络中可能无法保证选择性。

 - 灵敏性：

  .受运行方式的影响大，往往满足不了要求。  --电流保护的缺点

--. 速动性;

 .第I  II段满足;

.第 III段越靠近电源，动作时限越长--缺点

-- 可靠性：

 .线路越简单，可靠性越高---优点。

功率方向继电器的工作原理

含义：

 -.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。

- . 功率方向继电器的工作原理

一.母线电压参考方向为“母线指向大地”，电流参考方向为“母线指向线路”

1.故障方向的判断

.  利用判别短路功率方向或电流.电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。

2. 对继电器保护中方向继电器的基本要求是：

 （1）应只有明确的方向性，

（2）故障时继电器的动作有足够的灵敏度。

3.     功率方向继电器的实现---动作特性

      .1） 最大灵敏角

      .  2.)动作方程 

  1、5电力系统继电保护的发展

a、熔断器保护：是早出现的简单过电流保护，在低压线路和用电设备中还被应用。

b、机电型保护：20世纪初，继电器开始广泛应用于电力系统的保护。

c、晶体管保护：上世纪50年代，晶体管式继电器（静态继电器）出现。

d、集成电路出现，

标志着静态继电器向第二代的过度。

e、微机保护：上世纪80年代，微机保护开始广泛被应用。

f、微机保护特点：具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，可以实现各种复杂的保护功能，用统一个硬件实现不同的保护原理。

              本章小结

1.继电保护：由测量继电器与辅助继电器通过合理组合而成的保护装置，并对保护装置进行合理整定。

2、基本要求：快速性、选择性、灵敏性和可靠性。

3.运行方式：最大运行方式；最小运行方式；正常运行方式。

4.主保护：反应整个被保护元件、线路上的故障并能已最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。

后备保护：主保护或其断路器拒绝动作时，用来切除故障保护称为后备保护。

辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护称为辅助保护。

            第二章  继电保护的基本元件

2.1电流互感器

电流互感器（TA）是能按一定比例将电力系统一次电流变成二次电流以满足保护的需要。

工作时一次绕组串联在供电系统的一次回路中，二次绕组侧与仪表、继电器的电流线圈串联形成一个闭合回路。

二次绕组的额定电流一般为5A或1A。

二次绕组有一端必须接地。

1. 电流互感器的极性

2.电流互感器的10%误差曲线

当一次侧发生短路时流入电流互感器的一次电流大于其额定值，因铁芯饱和，电流互感器会产生较大误差。为了控制误差在一定范围，对一次电流倍数m及二次侧的负载阻抗Zen有一定的限制。

10%误差曲线是指一次电流倍数与最大允许负载阻抗的关系曲线。允许变比误差最大值为10%，角度误差为7度。

校验方法：

根据网络图求出一次电流倍数m,求出二次允许阻抗Zen.计算出二次保护继电器阻抗及接触电阻，再根据二次电缆长度，求出二次电缆的截面积。

若二次阻抗小于允许阻抗，则满足要求；反之不满足要求。

不满足要求时的措施：

1.可将电流互感器二次侧两个绕组串联。

2.提高店里互感器变比。

2.2变换器

作用：变换电量；隔离电路；用于定值调整；用于电量的综合处理。

1.电压变换器(UV)

电压变换器主要是将一次电压转换为与一次电压成正比的二次电压。

2.电流变换器（TA)

电流变换器主要将一次电流转换成与一次电流成正比的二次电压。

3.电抗变换器(UR)

电抗变换器主要是将输入电流转换成与电流成正比的电压，调节调相电阻，可以改变一次与二次输出之间的相位。

三种变换器共性：无论输入是电流还是电压，输出都为电压。

动作电流的调整方法

1、改变弹簧的反作用力;

2、改变绕组匝数（连接方式）；

3、改变磁阻的大小。

由于继电器在转动过程中，磁阻在减少，电磁力矩在增大，存在剩余力矩。同时摩擦力矩的存在，使继电器的返回系数必定小于1.

方向向性电流保护的评价

3.   方向元件的加装原则

一.在保证选择性和灵敏性的情况下，在继电保护中应为力求不用方向元件

定时限过电流保护

1. 动作电流：其动作电流的整定仍按躲过最大负荷电流整定。

2.动作时限

-将动作方向一致的保护，各自独立按阶梯性原则进行

零序过电流保护（零序III段）

作用：

  一. 用于本线路接地故障的近后备保护和相邻元件（线路，母线，变压器）接地故障的后备保护。

一. 在本线路零序电流保护  I.  I I段拒动和相邻元件的保护或开关拒动时靠它来最终切除故障。

一.在中性点接地电网中的终端线路上也可以作为主保护。

整定计算

1. 躲开在一条线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流

2. （2）与下一线路零序III段相配合就是本保护零序III段的保护范围，不能超出相邻线路上零序III段的保护原理。

一‘灵敏性：近后备和远后备时均校验

一.动作时限

零序电流保护(零序III段)

一.动作时限：

    从零序网的最末级（受电端变压器）开始按阶梯原则向电源方向推算。

零序保护从受电端变压器开始增加t

相间保护起点从离电源的最远位置开始依次增加T 

零序电流保护比相间保护时间短。

     2.3.7     方向性零序电流保护

一.方向性零序电流保护工作原理

一 保护安装处零序电流与零序电压的相位关系

   . 正方向接地时   零序电流超前零序电压95度至110度

  .   反方向接地时    零序电流滞后于零序电压70度至85度。

优点：

一  （1） 零序电流保护更灵敏

1.  II受运行方式影响较小，I段保护范围长且稳定， II段灵敏性易于满足

2.    III段躲不过平衡电流，定值低更灵敏且时间较短

-- （2）GJ0出口无死区，接线简单.经济.可靠。

- （3）系统振荡.短时过负荷等情况下（三相对称）I0不受影响

缺点：不能反应相间短路故障。

   2.4  中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压. 电流及方向保护

.  在中性点非直接接地电网中发生单相接地时

一. 由于故障点的电流很小，一般只要求继电保护有选择地发出信号，而不必跳闸。

一  非故障相电压升高根号3倍

一 线电压仍对称

.对保护的要求

一. 一般只要求继电保护能有选择地发出信号，而不必跳闸。

一.当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。

2.4.1 中性点不接地系统的单相接地的特点

1.单电源单线路系统的单相接地

一（1) zai在正常运行情况下，三相对地有相同的电容，在相电压作用下，每相都有一个电容电流流入地中，而三相电流之和等于零。

一 每相对地电容电流：    Ia=Ib=Ic

2. 单电源多线路系统的单相接地

故障点处的零序电流

一对于故障线路

. 零序电流为线路本身的电容电流，电容性无功率的方向为由母线流向线路。

一 对于发电机

  . 零序电流为发电机本身的电容电流。其电容性无功功率的方向是由母线而向发电机。

一 对于故障线路

   零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和（但不包括故障线路本身）. 其电容性无功功率的方向为由线路流向母线。

结论

 .1） 单相接地时，全系统都将出现零序电压，而短路点的零序电压在数值上为相电压；

.2）在非故障元件上有零序电流，其数值等于本相原对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路，零序电流超前零序电压

.3） 在故障元件上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之相量和，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

2.4.2 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点

.  消弧线圈：在中性点接入一个电感线圈，当单相接地时，在接地点就有一个电感分量的电流通过，此电流和原系统中的电容电流相撤销，可以减少流经故障点的电流。

.  适用场合：

   一.  如果单相接地时接地电容电流的总和

 .  在3-6KV电网中，大于30A

.   10KV电网大于20A

.   22-66KV电网大于10A

1. 单相接地时电流的分布

一 当采用消弧线圈以后，单相接地时的电流分布将发生重大的变化。

- 电容电流的大小和分布与不接消弧线圈时是一样的。

-在接地点又增加了一个电感分量的电流

2. 消弧线圈的补偿方式

-.（1）完全补偿

    接地点电流近似为零

 优点：消除故障点电弧，避免出现弧光过电压

缺点：可能出现串联谐振，使中性点对地电压出现严重升高

. 在实际上不能采用这种方式

一.  （2）欠补偿

     补偿后的接地点电流仍然是电容性的。

缺点：系统运行方式发生变化，当某个元件被切除或因故障跳闸，则电容电流就将减少，可能出现完全补偿。

. 一般在电力网中欠补偿方式是不采用的。

- （3） 过补偿

.  过补偿后的残余电流是电感性的。

. 采用这种方式不可能发生串联谐振的过电压问题。

. 在实际中获得泛应用

IL大于Icz的程度用过补偿度P来表示，

P= IL-Icz/Icz

2.4.4   中性点不接地电网中单相的保护

1.  无选择性绝缘监视装置

-. 在发电厂和变电所的母线上，一般装上设网络单相接地监视装置，他利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号

.   正常运行时，系统三相电压对称没有零序电压

. 当系统任一出线发生接地故障时在开口三角处出现零序电压，过电压继电器KV动作，给出接地信号。

-  当零序电压较大时，值班人员轮流拉开各出线的断路器，如果零序电压消失 说明所拉开线路就是故障线路； 如果拉开后，零序电流依然存在，说明所拉线路不是故障线路，则把所拉开线路断路器合上，继续拉下一条线路，直到零序电压消失。

2.   零序电流保护

.   利用故障线路零序电流较非故障线路为大的特点来实现有选择性地发出信号或动作于跳闸。

一 一般使用在有条件安装零序电流互感器的线路上

3.  零序功率方向保护

-  利用故障线路零序电流较非故障线路为大的特点来实现有选择性地发出信号或动作于信号或跳闸。

- 适用零序电流保护不能满足灵敏系数的要求时和接线复杂的网络线路上。