电流保护的接线方式优化方案介绍

电流保护的接线方式是指保护中测量元件电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。对于相间短路的电流保护，基本接线方式有3种：三相三继电器的完全星形接线方式、两相两继电器的不完全星形接线方式、两相一继电器的两相电流差接线方式。

完全星形接线（图1.15），是将3个电流互感器与3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a+b+c，正常时此电流约为零，在发生接地短路时则为3倍零序电流3I0。3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启动时间继电器等。由于在每相上均装有电流继电器，因此，它可以反映各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。

图1.15　三相完全星形接线方式的原理接线图

不完全星形接线（图1.16），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，它和完全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，它不能反映B相中所流过的电流。在这种接线中，中线上流回的电流是a+c。由于这种接线方式，是两继电器节点并联后去启动时间继电器，所以它能反映各种类型的相间短路（表1.1），但在没有装电流互感器的一相（如B相）发生单相接地短路时，保护装置不会动作，因此，多用于中性点非直接接地系统，构成相间短路保护。

图1.16　两相不完全星形接线方式的原理接线图

表1.1

由表1.1可见，两相不完全星形接线方式在AB和BC相间短路时，只有一个继电器动作，在三相短路及CA两相短路时有两个继电器动作。

现对上述两种接线方式在各种故障时的性能进行分析比较。

（1）对中性点直接接地电网中的单相接地短路

在中性点直接接地的电网中发生单相接地短路故障时，要求保护切除故障线路。在此情况下，如果采用三相完全星形接线，则可以反映任一相的接地短路而动作于跳闸。对于后两种方式，由于在B相上没有装设电流互感器和继电器，因此就不能反映B相的接地。实际上，对于接地故障采用专用接地保护。

（2）对中性点非直接接地电网中的两点接地短路

在中性点非直接接地电网中某相上一点接地以后，由于电网上可能出现弧光接地过电压，因此，在绝缘薄弱的地方就可能发生一相上的第二点接地，这样就出现了两相经过大地形成回路的两点接地短路。而由于在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，希望只切除一个故障点。

例如，在如图1.17所示的串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，这样可以继续保证对变电所B的供电。当保护1和2均采用三相完全星形接线时，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，能够保证只切除线路B—C。如果是采用两相不完全星形接线，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A—B，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短路组合中，只能保证有2/3的机会有选择性地切除后一条线路。(www.xing528.com)

图1.17　串联线路上两点接地的示意图

又如图1.18所示，在变电所引出的放射形线路上发生两点异地接地短路时，希望先任意切除一条线路即可。当保护1和2均采用三相完全星形接线时，两套保护均将启动，如保护1和2的时限整定得相同，即t1=t2，则保护1和2将同时动作切除两条线路。如果采用两相不完全星形接线，即使是出现t1=t2的情况，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出现B相一点接地，由于B相未装保护，因此该线路就不被切除。表1.2说明了在两条线路上两相两点异地接地的各种组合时，两相不完全星形接线的保护动作情况。

图1.18　两点异地接地示意图

表1.2

（3）对Y、△接线变压器后面的两相短路

在实际的电力系统中，大量采用Y/△—11接线的变压器，并在变压器的电源侧装设一套电流保护，以作为变压器的后备保护。

图1.19　Y/△—11接线降压变压器短路时电流分布及过电流保护的接线

现以图1.19（a）所示的Y/△—11接线的降压变压器为例，分析△侧发生A、B两相短路时的电流关系。在故障点，，设△侧各相绕组中的电流分别为和，并设变压器比nT=1，则：

由此可求出：

根据变压器的工作原理，即可求得Y侧电流的关系为：

图1.19（b）为按规定的电流正方向画出的电流分布图，图1.19（c）为△侧的电流相量图，图1.19（d）为Y侧的电流相量图。

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完全星形接线，则接于B相上的继电器由于流有较其他两相大一倍的电流，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不完全星形接线，则由于B相上没有装设继电器，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完全星形接线时降低一半。为了克服这个缺点，可以在两相不完全星形接线的中线上再接入一个继电器[如图1.19（a）所示]，其中流过的电流为，因此，利用这个继电器就能提高灵敏系数。