当Ij≥Idzj时，则继电器迅速动作，触点闭合；
当减小Ij使Ij≤IhjJ时，继电器又立即返回原位，触点打开。
5、返回系数返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为
在实际应用中，要求有较高的返回系数，如0.85~0.9。
返回系数越大则保护装置的灵敏度越高，但
过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。
6、动作电流的调整方法
（1）
（1）改善继电器线圈的匝数；
（2）改变弹簧的张力；
（3）改变初始空气隙长度。
二、晶体管型继电器
1、晶体管型电流继电器
（1）正常工作时：
电流变换器的输入电流小于继电器的动作电流，UR3≈0，晶体管V1因正向偏置而导通，
V2完全截止。
输出电压Usc接近于+E1，对应于继电器不动作状态。
（2）起动时：
当输入继电器的电流大于继电器的动作电流时，UR3增大，a点电位降低，致使D5导通，V1
截止，其集电极电位升高，使晶体管V2导通，输出电压Usc降至0.1~0.3V，继电器处于动作状态。
（3）当继电器的输入电流减小至返回电流时，UR3减小，a点电位增高使
D5截止，V1重新导通，触发器翻转，继电器返回，继电器的返回电流小于继电器的动作电流，其返回系数小于1。
2、晶体管型时间继电器晶体管型时间继电器由两个三极管及阻容延时电路组成。
其原理接线如图2-5所示。
在正常情况下，VT3饱和导通，电容器C被短接，电容器C上的电压为V3集电极与发射极之间的饱和压降Uces1和二级管D8的正向压降UD之和：
UCD=UD+Uces1≈0.6+0.2=0.8V
其值小于稳压管D9的方向击穿电压，V4截止，输出电压USC近于0V，表示继电器延时输出
三、电流互感器电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成5A或1A的小电流，以便继电保护装置或仪表用于测量电流。
电流互感器由铁心及绕组组成。
一、二次绕组磁势有以下平衡关系：
I1W1-I2W2=0
1、1、电流互感器的极性
在图2-６（a）中，一、二次绕组中感应电势E1及E2同时为高电位点，称同极性或对应端。
一般用L１、
K１表示或以“*”标注。
2、2、电流互感器的等值电路及相量图电流互感器与普通变压器的等值电路有着相同的形式。
其等值电路如图所示，图中原边的参数都已归算到二次绕组。
U2I2ZfULCU2jI2X2
3、3、误差分析
ILC
UlcjXl'c
I1I2Ilc
（1）电流误差。
归算到二次绕组的一次绕组一次电流I1与二次绕组电流I2的数量差,一般用百分数表示，即
Ilc.I2（jXjX2'Zf）f（XZ'f
而
jXlcXlc
电流互感器稳态运行时的电流误差实际是二次负载阻抗Zf与短路电流倍数m的函数，可表示为Δ
I%=f（Zf,m）按规定用于继电保护的电流互感器，其稳态电流误差不允许大于10%，角误差不得大于7О
在满足10%误差的条件下，m=f（Zf）的关系曲线叫电流互感器的10%误差曲线，它由厂家提供。
结论：
电流互感器在正常运行时，电流误差决定于励磁电流ILC的大小，而励磁电流与电流互感器的负载阻抗Zf成正比，与励磁阻抗XLC成反比。
一般误差小于1%。
（3）暂态短路电流引起的误差。
当发生短路时，电流互感器的原边流有短路电流的周期分量Idz和非周期
分量Id.f。
非周期分量的误差ifi,
总误差电流ifc。
从误差曲线可以看出，最大误差发生在短路后3~5个周波，短路回路非周期电流衰减以后，其值比稳态短路误差大许多倍，且含有很大的直流成分。
（4）减小电流互感器误差的措施。
a.减小电流互感器的励磁电流。
b.尽量加大电流互感器的励磁电抗XLC，增大铁心截面或用高导磁率的铍莫合金做铁芯。
c.应尽量减小电流互感器的二次侧负载阻抗Zf，降低励磁电压ULC；
d.选择同型号的电流互感器串联使用，使每个电流互感器的励磁电压仅为负载压降的一半；
e.选择大变比的电流互感器，以降低短路电流倍数。
四、电压互感器电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二次保护及二次仪表的允许电压，使继电器和仪表既能在低电压情况下工作，又能准确地反映电力系统中高压设备的运行情况。
电压互感器分为电磁式和电容式两种。
（一）
（一）电磁式电压互感器
1、工作原理电磁式电压互感器的工作原理与一般电力变压器相似。
其等值电路与相量图如图2-11所示。
以副边
电压U2为参考相量，依次画出各支路的电流及各节点电压的相量如图2-11（b）所示。
2、电压误差分析
图2-11电压互感器的等值电路及相量图（a）等值电路（b）相量图
电压互感器的电压误差是指归算到副边的原边电压U1与副边实际电压
U%U1'U2100%
U'1
当原副边电压的相角差δ较小时，其电压误差可近似为：
U2的数量差，用百分数表示：
结论:
电压互感器的误差是由电压互感器的阻抗压降引起的。
（二）电容式电压互感器电容式电压互感器是利用电容分压原理实现电压变换的。
减小负载电流能提高电压互感器的精确度。
最简单的电容式电压互感器如图2-12所示。
C1、C2为分压电容，T为隔离变压器。
二次开路时的电压U20为
U20
C1
C1C2
U1
有载时的输出电压为
则U2U20
利用可调电感L补偿分压器容性电抗，大大降低电压互感器总电抗，使电压互感器更接近理想恒压源。
提高了电压互感器的精确度。
五、无时限电流速断保护（电流I段）
反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。
1、1、几个基本概念
（1）系统最大运行方式与系统最小运行方式最大运行方式：
就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
最小运行方式：
就是在同样短路条件下，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的
在最小运行方式下两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小，称之为最小短路电流。
3）保护装置的起动值
记作
对应电流升高而动作的电流保护来讲，使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流，
Idz。
bh。
（4）保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。
2、工作原理无时限电流速断保护为了保证其保护的选择性，一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分，具体工作原理如图2-13所示。
图2-13电流速断保护动作特性分析
短路时，流过保护安装地点的短路电流可用下式计算：
结论：
流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置变化，且与系统的运行方式和短路类型有关。
3、整定计算
（1）动作电流为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。
即
Idz>Id。
d2max=KKId
。
Bmax
式中可靠系数KK=1.2~1.3，
继电器动作电流：
dz
dzj
Kjx
Kjx—电流互感器的接线系数
Lmax和
结论:
电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路，其最大和最小保护范围
Lmin。
Lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即
1）
（1）保护范围（灵敏度KLm）计算（校验）规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值
由图2-13可知
dz
X
s.max
Xd
2-7）
其中Xd=X1Lmin代入式（2-7）整理得
2-8）
式中Ue——输电线路的额定线电压；LAB—一被保护线路的总长度。
（2）
（2）动作时限
无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。
一方面扩大接
点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。
t=0s
4、电流速断保护的接线图
（1）单相原理接线图原理图以整体形式表示各二次设备之间的电气联接。
（2）展开图展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接。
分为交流回路和直流回路。
5、对电流速断保护的评价优点：
是简单可靠，动作迅速。
缺点：
（1）不能保护线路全长；
（2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。
注意:
（1）在最大运行方式下整定后，在最小运行方式下无保护范围。
图2-17短路时保护范围较小的情况
2-17所示
在采用线路
图2-16系统运行方式变化较大情况
（2）在线路较短时，可能无保护范围。
如图
（3）在特殊情况下，电流速断可以保护线路全长。
在采用线路——变压器组的接线方式的电网中，如图2-18所示。
速断保护按d1点短路来整定，保护的起动电流大为减小，以至保护线路的全长。
六、限时电流速断保护（电流II段）的电流速断保护
限时电流速断保护：
按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。
1、工作原理
2-19所示。
（1）为了保护本条线路全长，限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去如图
（2）为了保证选择性，就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。
如图2-19
（3）为了保证速动性，时限应尽量缩短。
2、整定计算
（1）
（1）动作电流
动作电流Idz按躲开下一条线路无时限电流速断保护的动作电流进行整定：
I''K''I'（2-9）
IdzKKIdz下一线
继电器动作电流：
Klm≥1.5，是因为考虑了以下不利于保护动作的因素。
（a）可能存在非金属性短路，使短路电流Id较小；
（b）实际的短路电流小于计算值；
（c）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件中的电流变小；
（d）继电器的实际起动值可能有正误差，使IdzJ变大；
（e）考虑一定裕度。
思考问题：
灵敏性不满足要求，怎么办？
解决方法:
（1）与下一条线路的限时电流速断相配合
IdzKKIdz下一线
（2）动作时限比下一条线路时限电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段△t，即
t本t下一线t
3、限时电流速断保护的接线图
（１）单相原理接线
２）展开图
4、对限时电流速断保护的评价
（优点）限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。
（缺点）不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护，受系统运行方式变化较大。
七、定时限过电流保护（电流III段）定义：
其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行整定以实现过电流保护的动作选择性，并且其动作时间与短路电流的大小无关。
1、工作原理
反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长。
作为本条线路主保护拒动的近后备保护，其保护范围应包括下条线路或设备的末端。
过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。
1）动作电流
按躲开被保护线路的最大负荷电流If.max，且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定：
低电压继电器正常时（得电）常开触点闭合，常闭触点断开。
当电压低于整定值时，常开触点断开，常闭触点闭合。
正常运行时，KV触点打开，KA触点打开。
最大负荷电流：
KV触点打开，KA触点闭合。
短路时：
KV触点闭合，KA触点闭合。
（3）时间整定为保证保护动作的选择性，过电流保护动作延时是按阶梯原则整定的，即本线路的过电流保护动作延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的动作时间长一个时限阶段△t:
3、接线图电流Ⅲ段保护的原理接线、展开图与电流Ⅱ段保护相同。
4、对定时限过电流保护的评价
35
优点：
结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。
不仅能作本线路的近后备（有时作为主保护），而且能作为下一条线路的远后备。
在放射型电网中获得广泛应用，一般在千伏及以下网络中作为主保护。
经典文档下载后可复制编辑缺点：
动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。
八、电流三段保护小结电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备保护，因此，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护。
1、三段式电流保护：
由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护。
2、电流三段式保护的保护特性及时限特性
3、电流三段式保护接线图
（1）单相原理接线图
2）展开图。
4、三段式电流保护的评价
优点：
简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障。
一般用于35千伏及以下电压等级的单
侧电源电网中。
缺点：
灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外，它只在单侧电源的网络
中才有选择性。
例2-1
如图2-33所示网络，试对保护1进行电流速断，限时电流速断和定时限过电流保护整定计算（起
动电流，动作时限和灵敏系数），并画出时限特性曲线。
（计算电压取115KV）。
解：
1、对保护1进行电流速断保护的整定计算
九、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
1、1、相间短路电流保护的主要接线形式
（1）
（1）三相星形接线
（2）两相星形接线（不完全星形接线）
三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作。
两相星形接线的保护能反应各种相间短路，但B相发生单相短路时，保护装置不会动作。
（3）电流差接线
2倍的短路电流；
三相短路时流过继电器电流是3倍的短路电流；AC两相短路时流过继电器电流是
AB或CB两相短路时流过继电器电流是1倍的短路电流。
接线系数Kjx：
流过继电器的电流IJ与电流互感器二次侧短路电流之比，数值为
Kjx
Ij
ILH2
故对两相电流差接线方式，在对称运行或三相短路时，Kjx=；3在AC两相短路时，
或BC两相短路时，Kjx=1。
对于三相和两相星形接线方式任何短路型式Kjx=1.
Kjx=2；在AB
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