电流为1a2:m时的动作时间为1。=1十 ,即确定了特性曲线的点，则图219 (d)中的曲线③.即为保护3的动作特 性曲线。根据这一曲线，当被保护线路始 端d点短路时，其动作时间为1，仍小于 同理可以整定保护4，得出图219(d) 中的曲线④。对于安装在发电机上的保护 0 5,一般采用定时限特性作为后备保护， 动作时间整定为1，。 将以上整定结果转化为各保护装置动 作时限t=∫()的时限特性，即如图 2-19(c)所示，它明显地表示出，当不同 地点短路时，各保护装置的实际动作时间 45681012 5205 由该图也可以看出。在保护范围内任何地 西2”餐码脚兴婆贵表地湖 点短路时，各保护之间动作的选择性都是 可以得到保证的。 对比定时限和反时限两种保护的时限特性（图214和图2-19，c）可见，其基本整定 原则相同，但反时限保护可使靠近于电源端的故降具有较小的切除时间。对比阶段式 电流保护和反时限过电流保护的时限特性（图2-15和图2-19，c)测可见，实际切除 各点放障的时间均较短，但反时限保护可以只用一个继电器来实现。反时限保护的缺 点是整定配合比较复杂，以及当系统最小运行方式下短路时，其动作时限可能较长 因此它主要用于单侧电源供电的终端线路和较小容量的电动机上，作为主保护和后备保护 使用。 七、电流保护的接线方式 电流保护的接线方式，就是指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接力 式。对相间短路的电流保护，目前广泛使用的是三相星形接线和两相星形接线这两种 方式。 三相星形接线如图2~21所示，是将三个电流互感器与三个电流继电器分别按相连接在 一起，互感器和继电器均接成星形，在中线上流回的电流为。+。+，正常时此电流约 为零，在发生接地短路时则为三倍零序电流3。三个继电器的触点是并联连接的，相当 于“或”回路，当其中任一触点闭合后均可动作于跳闸或起动时间维电器等。由于在每相 上均装有电流继电器，因此，它可以反应各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接 地短路。 两相星形接线如图2-22所示，用装设在A,C相上的两个电流互感器与两个电流继电 器分别按相连接在一起，它和三相星形接线的主要区别在于B相上不装设电流互感器和相 应的继电器，因此，它不能反应B相中所流过的电流。在这种接线中，中线上流回的电流 28
花.花. i.ti.i 图2-21三相星形接线方式的原理接线图 图2-22两相暴形接线方式的原理接线图 是i。+ic。 当采用以上两种接线方式时、流入继电器的电流，就是互感器的二次电流，设电流 互您器的变比为m=行，则山=：一品.因此，当保护装置的起动电流整定为：时、剥反 应到继电器上的起动电流即应为 = (226) 现对上述两种接线方式在各种故障时的性能分析比较如下。 1,对中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各种相间短路 前面所述两种接线方式均能正确反应这些故障，不同之处仅在于动作的继电器数门不 一样，三相星形接线方式在各种两相短路时，均有两个继电器动作，而两相，形接线方式 在AB和BC相间短路时只有一个继电器动作。 2.对中性点非直接接地电网中的两点接地短路 由于中性点非直接接地电网中，允许单相接地时继续短时运行，因此，希望只切除 个故障点。 例如.任图2~23所示的率联线路上发生两点接地短路时，希望只切除距电源较远的那 条线路B-C,而不要切除线路A-B,因为这样可以继续保证对变电所B的供电。当保护】 和2均采用三相星形接线时，由于两个保护之间在定值和时限上都是按照选择性的要求配 合整定的，因此，就能够保证100%地只切除线路B-C。而如果是采用两相星形接线，则当 线路B-C上有一点是B相接地时，则保护1就不能动作，此时，只能由保护2动作切除 线路AB,因而扩大了停电范围，由此可见，这种接线方式在不同相别的两点接地组合 中，只能保证有2/3的机会有选择性地切除后面一条线路。 又如图2-24所示，在变电所引出的放射形线路上，发生两点接地短路时，希望任意切 除一条线路即可。当保护1和2均采用三相星形接线时，两套保护均将起动，如保护1和 保护2的时限整定得相同，即1=12，则保护1和2将同时动作切除两条线路、因此不必 要的切除两条线路的机会就比较多了。如果采用两相星形接线，即使是出现=12的情况， 它也能保证有2/3的机会只切除任一条线路，这是因为只要某一条线路上具有B相 点接地，由于B相未装保护，因此该线路就不被切除。下而列表2-1说明了在两条线路上 29
两相两点接地的各种组合时，保护的动作情况。 3对Y,d接线变压器后面的两相短路 当Y,d11接线的升压变压器高压(Y)侧B-C 图224自同一变电所引出的放射形线 图2-23申联线路上两点接地的示意图 路上两点接地的示意图 两相短路时，在低压（△）侧各相的电流为i冷÷i冷和拾=-2i冷：而当Y,d1接线的降压变 压器低压（△）侧AB两相短路时，在高压(Y)划各相的电流也具有同样的关系，即 =1忙和i治=-2i0。 表2-1 在图2-24中不同线路上两点接地时，两相式保护动作情况的分析 线路1放相别 线路】散膝粗别 A 保护1动作情况 护2动作精况 ■：时、停电线路数 2 2 1 注“，”表示动作：“一”表示不动作。 现以图2-25()所示的Y,d11接线的降压变压器为例，分析三角形侧发生A-B两相 短路时的电流关系。在故摩点，j冷=-，论=0，设△侧各相绕组中的电流分别为i。、 i6和ic,则 i。-i6=i9 i。-ie=i拾 (2-27) ic-i=i 由此可求出 i。=ie=子i9 (2-28) i=-是冷=是1拾 根据变压器的工作原理，即可求得星形侧电流的关系为 10=-2ix (229) 图2-25（b)为按规定的电流正方向画出的电流分布图，2-25(c)为三角形侧的电流向
华% mN Ln州 inq g·M i0 b) o 1.-i 一冷 (el 斑i士 (a) 7防 d 图2-25Y,d1山接线降压变压器两相短路时的电流分析及过电流保护的接线 ()接线图：《方)电流分布图：(c)三角形侧电藏向量乱，()虽形侧电流向颜图 图，2-25(d)为星形侧的电流向量图。 当过电流保护接于降压变压器的高压侧以作为低压侧线路故障的后备保护时，如果保 护是采用三相星形接线，则接于B相上的继电器由于流有较其它两相大一倍的电流，因此 灵敏系数增大一倍，这是十分有利的。如果保护采用的是两相星形接线，则由于B相上设 有装设继电器，因此灵敏系数只能由A相和C相的电流决定，在同样的情况下，其数值要 比采用三相尾形接线时降低一半。为了克服这个缺点，可以在两相星形接线的中线上再接 入一个继电器、如图2-25(a)所示，其中流过的电流为(#+1)/m,即为电流1， 因此利用这个继电器就能提高灵敏系数： 4.两种接线方式的经济性 三相星形接线需要三个电流互感器、三个电流继电器和四根二次电缆，相对来讲是复 杂和不经济的 根据以上的分析和比较，两种接线方式的使用情况如下。 三相星形接线广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备的保护中，因为它能提 高保护动作的可靠性和灵敏性。此外，它也可以用在中性点直接接地电网中，作为相间短 路和单相接地短路的保护。但是实际上，由于单相接地短路照例都是采用专门的零序电流 保护，因此，为了上述目的而采用三相是形接线方式的并不多。 由于两相星形接线（包括图2-25的情况）较为简单经济，因此在中性点直接接地电网 和非直接接地电网中，都是广泛地采用它作为相间短路的保护。此外在分布很广的中性点 非直接接地电网中，两点接地短路发生在图2-24所示线路上的可能性，要比图2-23的可能 性大得多。在这种情况下，采用两相星形接线就可以保证有2/3的机会只切除一条线路， 这一点比之用三相星形接线是有优越性的。当电网中的电流保护果用两相星形接线方 式时，应在所有的线路上将保护装置安装在相同的两相上（一般都装于A、C相上），以 保证在不同线路上发生两点及多点接地时，能切除故障。 31
·八、三段式电流保护的接线图举例 继电保护的接线图-般可以用原理图和展开图两种形式来表示。 原理接线图包括保护装置的所有元件，如图2-26()所示，每个继电器的线阁和触点 都画在一个图形内，所有元件都有符号标注，如图中LJ表示电流继电器，Z」表示中间继 电器.SJ表示时间继电器，XJ表示信号继电器，LR为连接片等等。原理图对整个保护的 1工作原理能给出一个完整的概念，使初学者比较容易理解。但是交、直流回路合在一张图 上、接线较复杂、有时难以进行回路的分析和检查。 展开图中交流回路和直流回路是分开表示的，如图2-26(b)和(c）所示。其特点是 每个铁电器的线圈和恋点都不是紧靠地画在·个图形里，而是根据实际动作的情况分别画 在图中不同的位上，但仍然用同一个符号来标，以便奄对，在展开图中，继电器线圈 和触点的连接尽量按照故障后动作的顺序，白左而右、自上而下地依次排列 展开图接线简单，层次清楚，在掌握了其构成的原则以后，更便于阅读和检，因此 在生产中得到了广泛的应用。 作为-·个例了、图2-26给出了·个三段式电流保护的原理接线图和相应的展开图，以 便于对照学习。图中电流速断和限时电流速断采用两相星形的接线方式，而过电流保护则 采用图225所示的接线，以提高在Y,d11接线变压器后面两相短路时的灵敏性。每段保扩 动作后、都有自已的信号继电器掉牌给出信号。在每段保护动作跳闸的回路中分别设有连 接片LP、以便根据运行的需要临时停用任一段的保护。 图中继电器触点的位置，对应于被保护线路的正常工作状态 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 上一节所讲的三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析的，各保护都安装在 被保护线路靠近电源的一侧，在发生故障时，它们都是在短路功率（一毅指短路时某点电 压与电流相乘所得到的感性功率，在无串联电容也不考虑分布电容的线路上短降时、认为 短路功率从电源流向短路点)从母线流向被保护线路的情况下，按照选择性的条件来协淌 配合工作的 随着电力工业的发展和用户对供电可靠性要求的提高，现代的电力系统实际上都是由 很多电源组成的复杂网络，此时，上述简单的保护方式已不能满足系统运行的要求 例如在图2·7所示的双侧电源网络接线中，由于两侧都有电源，因此，在每条线路的 两侧均需装设断路器和保护装置。假设断路器8断开，电源E不存在，则发生短路时， 保护1、2、3、4的动作情况和由电源E:单独供电时一样，它们之间的选择性是能够保 证的。如果电源E1不存在，则保护5、6、7、8由电源E单独供电，此时它们之间也 同样能够保证动作的选择性。如果两个电源同时存在，如图227(：)所示，当d:点短 路时、按照选择性的要求，应该由距故障点最近的保护2和6动作切除故障，然而，由电 源F供给的短路电流1”也将通过保护1，如果保护采用电流速新且”：大于保护装 32