定时限过电流保护和带时限电流速断保护方式

电力系统中发生短路时，其特征之一是线路中的电流剧增。过电流保护就是利用这一特征，在电流增长到超过事先按最大负荷电流整定的数值而引起动作的一种保护装置。它按时限特性可分为定时限过电流保护和反时限过电流保护。所谓定时限过电流保护是指不管故障电流超过整定值多少，其动作时间总是一定的；若动作时间与故障电流值成反比，即故障电流超过整定值越多，动作便越快，则称为反时限过电流保护。如果故障电流超过整定值若干倍(一般约为6倍)以后，动作时间不再成反比例关系而趋于恒定者，则称为有限反时限过电流保护。过电流保护的接线方式有三相星形接线、两相不完全星形接线、两相差接线，常用的是两相不完全星形接线。

一、定时限过电流保护

定时限过电流保护两相不完全星形的接线方式如下图所示。

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当被保护线路发生两相短路或三相短路时，视具体故障情况，上图(a)中电流继电器KA1和KA2 两块继电器中有一块动作或两块同时动作，继电器触点闭合，接通时间继电器KT的电源，时间继电器启动，经过预先整定的时间后，时间继电器触点闭合，接通中间继电器KM的电源，中间继电器动作，触点闭合，接通跳闸线圈YR的电源，断路器QF跳闸，将故障线路停电。在中间继电器触点闭合接通YR的同时，也接通了信号继电器KS的电源，其触点闭合给出信号。

在上图(b)的展开图中，上部为电流互感器线圈与电流继电器接线的展开图，下部为保护动作展开图，“+”和“-”为继电保护的直流操作电源，在中间继电器触点KM 及信号继电器线圈KS回路中串接断路器QF的辅助触点，当QF跳闸后可保证YR断电。

二、带时限电流速断保护

电流速断保护的接线方式如下图所示。

电流速断保护是防止相间短路故障的保护，故按不完全星形的两相两继电器接线方式构成。由于电流继电器1、2的触点容量小，不能直接闭合断路器的跳闸线圈YR回路，必须经过中间继电器3。由于瞬时电流速断保护不能保护线路全长，线路末端的死区必须依靠过电流保护。但有的线路过电流保护因整定时间较长，当末端发生三相短路时要依靠它来切除故障速度太慢，这时可装设带时限的电流速断保护作为线路末端的主保护。

带时限电流速断保护的接线方式与定时限过电流保护的接线方式完全相同。带时限电流速断保护必须和下一相邻线路的瞬时电流速断保护相配合，其动作时间比下一相邻线路的瞬时电流速断保护的动作时间大一个时限阶差0.5s。

三、反时限过电流保护

若采用GL型继电器构成过电流保护，则由于它本身兼有速断元件，因此电流速断保护和过电流保护可共用一套继电器而不必另装电流速断保护装置，其接线方式见下图。

由上图(a)和(d)可见，当被保护线路发生短路事故时，电流互感器一、二次侧流过很大的电流，电流互感器TA U 、TAW二次侧电流经KA1、KA2的常闭触点和电流线圈构成回路。继电器电流线圈流过的电流达到继电器的整定电流后，继电器动作，常开触点闭合，常闭触点打开。于是TA U 、TAW的二次电流经过闭合的常开触点、跳闸线圈YR1、YR2和继电器的电流线圈构成回路，于是YR1、YR2动作，断路器跳闸。

上图(b)为两相差接线方式的过电流保护，动作原理与图(a)相似。只是当被保护线路发生三相短路时，流过继电器电流线圈和跳闸线圈的电流为两相电流的向量之差(为一相电流的√3倍)，而当发生U、W相两相短路时，流过电流继电器的电流为一相电流的两倍，其余情况均与图(a)的动作情况相同。采用两相差接线可以节省一只继电器和一只跳闸线圈。

四、低电压闭锁的过电流保护

过流保护的动作电流是按躲过最大负荷电流来整定的，但在某些情况下不能满足灵敏度要求。为提高保护动作的灵敏度和改善躲过负荷电流的条件，可采用低电压闭锁的过流保护装置，其接线原理见下图。

低电压闭锁的过电流保护由低电压继电器、中间继电器及信号继电器构成低电压闭锁回路，由电流继电器、时间继电器和信号继电器构成过电流保护回路。正常情况下(电压正常且没有过负荷)，低电压继电器1、2、3和电流继电器5、6触点都处于断开位置，保护不动作。若有大型电动机启动，启动电流会使最大负荷电流超过电流继电器的整定值并使其动作，但由于母线电压不会有显著下降，故低电压继电器触点不会闭合，中间继电器4不启动，因此也不会启动出口中间继电器8，保护装置不动作。只有当被保护线路发生短路故障时，既产生大电流，又伴有母线电压下降，这时低电压继电器1、2、3闭合，中间继电器4触点闭合且电流继电器5、6触点也闭合，经过一定时限后时间继电器7触点闭合。此时，便启动出口中间继电器8，其触点闭合发出跳闸脉冲，将断路器 QF跳开。

可见装设了低压闭锁元件后，过流保护的整定值便可不按躲过最大负荷电流来整定，而按正常持续负荷电流整定即可，这就提高了过流保护的灵敏度及保护装置动作的可靠性。中间继电器4的另一对触点可启动信号继电器器9，其作用是除了保护动作时发出信号外，还可在电压回路断线或熔丝熔断时也发出信号 以便及时处理此类故障。为保证低电压闭锁元件在发生各种相间短路时能可靠动作，三只低电压继电器均接于线电压并将它们的触点并联。低电压闭锁过电流保护的动作展开图中，“+”和“-”为继电保护的直流操作电源，在中间继电器触点KM及信号继电器线圈KS回路中，串接的QF触点是断路器QF的辅助触点，当QF跳闸后可保证YR断电。