电流保护的接线方式

2.1.4　电流保护的接线方式

上述的电流保护原理均以单相为例，实际的电力系统是三相系统，是否需要每相都装设单相式保护才能保护任意相别的相间短路，需要分析后决定。

电流保护的接线方式，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方式。对相间短路的电流保护，根据电流互感器的安装条件，目前广泛使用的接线方式有以下四种：三相完全星形接线方式、两相不完全星形接线方式、两相三继电器接线方式和两相电流差接线方式。

1）三相完全星形接线方式

三相完全星形接线如图2.12（a）所示，是将三个电流互感器和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，流入继电器的电流I_J就是互感器的二次电流I₂，设电流互感器的变比为n_l＝I₁／I₂（I₁表示通过电流互感器的一次电流，I₂是电流互感器的二次电流），则有：

I_J＝I₂＝I₁／n_l，I_J1＝I_a，I_J2＝I_b，I_J3＝I_c　　　（2.29）

这里用I_A、I_B、I_C表示A、B、C各相的一次电流，用I_a、I_b、I_c表示A、B、C各相经过电流互感器后的二次电流，I_J1、I_J2、I_J3分别表示流过A、B、C各相电流继电器的电流。

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。三个继电器的触点是并联连接的，相当于“或”回路，其中任一触点闭合后均可启动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。

2）两相不完全星形接线方式

两相星形接线如图2.12（b）所示，装设在A、C相上的两相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，中线的流回电流是，流入继电器的电流I_J就是互感器的二次电流I₂，设电流互感器的变比为n_l＝I₁／I₂，则有

I_J＝I₂＝I₁／n_l，I_J1＝I_a，I_J2＝I_c　　　（2.30）

这种接线方式可反应各种相间短路，但不反应B相单相接地短路。

图2.12　电流保护的接线方式原理接线图

3）两相三继电器接线方式

两相三继电器接线如图2.12（c）所示。接在中线上的第三个电流继电器反应的电流为

可见，这第三个电流继电器反应B相电流。因此，两相三继电器接线方式，对Y，d11接线变压器后的两相短路来说，其灵敏系数与采用三相完全星形接线方式相同。这种接线方式可反应各种相间短路和中性点接地系统的单相接地短路。

4）两相电流差接线方式

两相电流差接线方式如图2.12（d）所示。采用这种接线方式时，只需用一个电流继电器。流入该继电器的电流为A、C两相电流互感器的二次电流之差，即

由图2.13可见，这种接线方式的接线系数与短路类型和相别有关，并不总等于1。接线系数K jx是流入继电器的电流与电流互感器的二次电流的比值，即Kjx＝I_J／I₂。正常运行和三相短路时；AC两相短路时，I_J＝2I_a，K_jx＝2；AB或BC两相短路时，I_J＝I_a（或I_j＝I_c），K_jx＝1。

图2.13　两相电流差接线在不同短路形式下的电流相量图

在求得保护的动作电流之后，则有I_dzJ＝K_jxI_dz／n _l，I_dzJ表示电流继电器的动作电流。

根据上述分析比较，几种接线方式的应用情况如下：

三相完全星形接线方式广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备的保护中，因为它能保证保护的可靠性和灵敏性。由于三相完全星形接线能反应相间短路和单相接地短路，因此也可用于中性点直接接地电网中。但是实际上，考虑到这种电网的单相接地短路有专用的零序电流保护反应，因此中性点直接接地电网也常采用两相不完全星形接线方式。

两相不完全星形接线方式（包括两相三继电器接线方式）比三相完全星形接线方式简单、经济，因此无论在中性点直接接地电网还是在中性点非直接接地电网中，都广泛采用它作为相间短路保护的接线方式。

两相电流差接线方式主要用于灵敏系数较易满足的低压线路和电动机保护上。