《电网的电流保护》ppt课件

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1、第二章　电网的电流保护第一节单侧电源网络相间短路的电流保护第二节双侧电源网络相间短路的方向电流保护第三节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护第四节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护电网中的输电线路发生短路时，电流突然增大，电压降低，利用电流突然增大使保护动作断路器跳闸而构成的保护装置称为电流保护。电流保护在35kV及以下输电线路中被广泛采用。第一节单侧电源网络相间短路的电流保护一、电磁型电流继电器及其继电特性二、电流速断保护（Ⅰ段）三、限时电流速断保护（Ⅱ段）四、定时

2、限过电流保护（Ⅲ段）五、阶段式电流保护的应用及对它的评价六、反时限过电流保护七、电流保护接线方式八、三段式电流保护的接线图举例电流继电器是实现电流保护的基本元件，也是反应于一个电气量而动作的简单继电器的典型，因此本节通过对它的分析来说明一般继电器的工作原理和主要特性。一、电磁型电流继电器及其继电特性电磁型电流继电器的工作原理可用图2-1（ａ）说明，当继电器线圈通入电流，在磁路中产生与电流成正比的磁通，磁通经铁芯2、空气隙3和可动衔铁4形成回路，磁化后的衔铁与铁芯的磁极产生电磁吸力，企图吸引衔铁向左转动，衔

3、铁上装有继电器的可动触点5，当电流增大，电磁吸力足够大时，即可吸动衔铁并使触点6接通，称为继电器“动作”。图2-1（a）电磁型电流继电器的原理结构图1—线圈；2—铁芯；3—空气隙；4—可动衔铁；5—可动触点；6—固定触点；7—弹簧；8—止档电磁吸力与成正比。如果假定磁路的磁阻全部集中在空气隙中，设表示气隙的长度，则磁通就与成正比而与成反比，这样，由电磁吸力作用在衔铁上的电磁转矩可表示为（2-1）式中－比例常数；－铁芯与可动衔铁之间的空气隙长度。正常情况下，线圈中流入负荷电流，为保证继电器不动作，可动衔铁受

4、弹簧7反作用力的控制而保持在原始位置，此时弹簧产生的力矩称为初拉力矩，对应此时的空气隙长度为。由于弹簧的张力与其伸长成正比，因此，当衔铁向左移动而使减小，例如由减小到，由弹簧所产生的反抗力矩即可表示为（2-2）式中　－比例常数。此外，在衔铁转动的过程中，还必须克服由摩擦力所产生的摩擦转矩，其值可认为是一个常数，不随的改变而变化。因此，阻碍继电器动作的全部机械反抗转矩就是。为使继电器动作并闭合其触点，就必须增大电流，以增大电磁转矩，继电器能够动作的条件是（2-3）满足这个条件的，能使继电器动作的最小电流值，

5、称为继电器的动作电流（习惯上又称为启动电流），以表示，对应此时的电磁转矩，根据（2-1）式可表示为（2-4）在继电器动作之后，为使它重新返回原位，就必须减小电流以减小电磁转矩，然后由弹簧的反作用力把可动衔铁拉回来。在这个过程中，摩擦力又起着阻碍返回的作用，因此继电器能够返回的条件是（2-5）对应这一电磁转矩，能使继电器返回原位的最大电流值称为继电器的返回电流，以表示，对应于此时的电磁转矩（2-6）图2-1（b）表示了当可动衔铁由起始位置（气隙为）转动到终端位置（气隙为）时，电磁转矩及机械反抗转矩与可动衔铁

6、行程行程的关系曲线。当不变时，随着的减小，与其平方倍成反比增加，按曲线9变化，而机械反抗转矩则按线性关系增加，如直线10所示，因此在行程末端将出现一个剩余转矩，它有利于保证继电器触点的可靠接触。图2-1电磁型电流继电器的转矩曲线9—启动电磁转矩曲线；10—启动时的反作用转矩曲线；11—返回时的反作用转矩曲线；12—返回时的电磁转矩曲线当时，继电器根本不动作;当时继电器能够突然迅速的动作，闭合其触点；在继电器动作以后，只当电流减小到，继电器才能立即突然地返回原位，触点重新打开。无论启动和返回，继电器的动作都

7、是明确干脆的，不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。继电特性曲线图2-2继电特性曲线图2-2中表示继电器动作时固定触点6两端的电压，表示继电器返回时固定触点6两端的电压。返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为（2-7）由于在行程末端存在剩余转矩以及摩擦转矩的影响，电磁型过电流继电器（以及一切过量动作的继电器）的返回系数恒小于1，在实际应用中，常常要求过电流继电器有较高的返回系数，如0.85～0.9。提高返回系数的方法是采用坚硬的轴承，以减小摩擦转矩和改善磁路系统的结构，适当

8、减小剩余转矩。继电器启动电流的调整方法为改变线圈的匝数和弹簧的张力。图2-3示出电网中实际使用了半个世纪的电磁型电流继电器（即转动舌片式电流继电器）的结构，这种继电器用Z型旋转舌片代替了可动衔铁，剩余转矩较小，返回系数较高。图2-3转动舌片式电流继电器1—电磁铁；2—Z型旋转舌片；3—线圈；4—触点；5—反作用弹簧；6—止档二、电流速断保护（Ⅰ段）为了满足系统稳定和对重要用户的供电可靠，在保证选择性的前提条件下，保护装置动作切