图3-5 过电流保护动作时间选择的示意图
2） 电流、电压联锁保护的作用原理
当系统运行方式变化很大时，电流保护（尤其电流速断保护）的保护区可能很小，往往不能满足灵敏度要求，为了提高灵敏度可以采用电流、电压联锁保护。
电流、电压联锁保护可以分为电流、电压联锁速断保护，带时限电流、电压联锁速断保护和低电压起动的过电流保护三种。由于这种保护装置较为复杂，所以只有当电流保护灵敏度不能满足要求时才采用。
下面主要介绍电流、电压联锁速断保护和低电压起动的过电流保护，带时限电流、电压联锁速断保护，由于实际上很少采用，故不讨论。
（1）电流电压联锁速断保护的工作原理
电流、电压联锁速断保护工作原理可以用图3-6来说明。保护的电流元件和电压元件接成“与”回路，因此，只有当电流、电压元件都同时动作时保护才能动作跳闸。
1 IpuI V< 跳闸 ~ l1 L I 1 2 3 4 5 6 8 9 7 Ipu l? l? l1 Upu
图3-6 无时限电流电压联锁速断保护的计算图
1、2、3——分别为在最大、正常和最小运行方式下的IK=f(l)关系曲线； 4、5、6——分别为在最大、正常和最小运行方式下的UK=f(l)关系曲线；
保护的整定原则和无时限电流速断保护一样，躲开被保护线路外部故障。由于它采用了电流和电压测量元件，因此，在外部短路时，只要有一个测量元件不动作，保护就能保证选择性。保护的具体整定方法有几种。常用的是保证在正常运行方式下有较大的保护范围作为整定计算的出发点。整定方法：在图3-6中设被保护线路的长度为L。为保证选择性，在正常运行方式时的保护区为
l1?L?0.75 L Krel式中，Krel——可靠系数，取为1.3～1.4。 因此，电流继电器的动作电流为
Ipu=Es/(Rs + R0l1)
式中Es——系统的等效相电势；Rs——正常运行方式下，系统的等值电阻；R0——线路单位长度的电阻。
Ipu就是在正常运行方式下，保护范围末端（K点）三相短路时的短路电流。由于在K点三相短路时，低电压继电器也应动作，所以它的动作电压为
Upu?3IpuR0l1
Upu就是在正常运行方式下，保护范围末端三相短路时，母线A上的残余电压。在此情况，两个继电器的保护范围是相等的。动作电流Ipu和动作电压Upu分别用直线7和8表示在图3-6上。该图上的曲线1、2和3分别表示在最大、正常和最小运行方式下，短路电流IK和l的关系曲线。曲线4、5和6则分别表示在最大、正常和最小运行方式下，母线A的残余电压UK和l的关系曲线。直线9表示无时
I限电流速断保护的动作电流Ipu，从图上可以看到，如果线路上采用无时限电流速
断保护，则它的最小保护范围为l?。如果采用无时限电流电压联锁速断保护，则其最小保护范围为l?（由电流元件决定）。显然l?>l?。由此可见，采用电流电压联锁速断保护大大提高了灵敏度。由图可见，在被保护线路以外短路时，保护不会误动作。在较正常运行方式更大的运行方式下，保护的选择性由低电压继电器来保证，因为在此情况，母线A上的残余电压UK大于Upu，低电压元件不会动作。在较正常运行方式更小的运行方式下，保护的选择性由电流继电器来保证，因为在
此情况下短路电流IK小于Ipu，电流元件不会动作.
（2）低电压起动的过电流保护
这种保护只有当电流元件和电压元件同时动作后，才能启动时间继电器，经预定的延时后，启动出口中间继电器动作于跳闸。
低电压元件的作用是保证在电动机自启动时不动作，因而电流元件的整定值就可以不再考虑可能出现的最大负荷电流，而是按大于额定电流整定，即
Iop?KrelIN Kre低电压元件的动作值小于在正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，同时，外部故障切除后，电动机启动的过程中，它必须返回。根据运行经验通常采用
Uop=0.7UN
式中，UN——额定电压。
低电压元件灵敏系数的校验，按下式进行
Ksen?UopUkmax
式中，Uk max——在最大运行方式下，相邻元件末端三相金属性短路时，保护安装处的最大线电压。
注意：当电压互感器回路发生断线时，低电压继电器会误动作。因此，在低电压保护中一般应装设电压回路断线的信号装置，以便及时发出信号，由运行人员加以处理。
保护的延时特性以及各段保护的保护范围示于图3-7。必须指出，在有些情况下，例如：当主保护(Ⅰ段)能保护线路全长时，可以只采用两段保护（如Ⅰ、Ⅲ段或Ⅱ、Ⅲ段）.
o
tIA lIA A A B C B C ~ t tIIIA tIIA tIIB tIIIB tIB lIIIA l lIIA
图3-7 三段式电流保护的延时特性和保护范围
3） 复合电压启动的过电流保护
复合电压起动的过电流保护原理图参阅图2-3所示，复合电压起动的过电流保护，在不对称短路时，靠负序电压起动低电压继电器，而在对称性故障时，也是靠短时的负序电压起动低电压继电器，靠继电器的返回电压较高来保持动作状态的。因此，其灵敏度是比较高的。
复合电压起动的过电流保护的整定办法除负序电压继电器的整定外，其余都与前述相同。负序电压继电器的动作电压可按躲开正常运行时的最大不平衡电压来整定，通常取
U2pu?0.06UN
保护装置的灵敏度的校验应按相同的原始条件，分别求出保护装置的电流元件和电压元件的灵敏系数。通常要求，在远后备保护范围末端短路校验的灵敏度应不小于1.2。这种保护方式，不但灵敏度比较高，而且接线比较简单，因此，应用比较广泛。
3．保护的整定值计算
电流电压保护整定值计算
图3-1中若取电源线电压为100V（实际为变压器副方输出线电压为100V），系统阻抗分别为Xs.max=2Ω、XS.N=4Ω、Xsmin=5Ω，线路段的阻抗为10Ω。线路中串有一个2Ω的限流电阻，设线路段最大负荷电流为1.2A。无时限电流速断保护可靠系数KⅠ=1.25，带时限电流速断保护可靠系数为KⅡ=1.1，过电流保护可靠系数K
Ⅲ
=1.15，继电器返回系数Kre=0.85，自启动系数Kzq=1.0。 根据上述给定条件：
（1）理论计算线路段电流保护各段的整定值计算：
I(3)Ipu?KI?I末?1.25??max1003?1?5.16（A）
2?2?10IIIpu?111001(3)?I????2.78（A） 末?min1.22?5?10K?3
IIIIpu?(KIII?K2qKre)?Imax?(1.15?1.0)?1.2?1.62（A） 0.85II=0.5'' tpuIII=1'' tpu（2）理论计算线路段低压闭锁的电流速断保护的整定值计算 为保证速断保护的选择性，在正常运行方式下的保护区设定为：
LI?L?0.75L Krel式中Krel=1.3~1.4。各元件的整定值为
Upu?3?Ipu?7.5?56（V） Ipu?ES(RS?R0L1)?1003?1?4.3（A）
2?4?7.5（3）复合电压启动的过电流保护整定值计算
根据上述给定条件，理论计算线路段保护各元件的整定值为：
L1?L?0.75L KrelUpu?3?Ipu?XILI?3?ES10031003?1?7.5?56（V）
4?2?7.5Ipu?(RS?R0L1)??1?4.3（A）
2?4?7.5U2pu?0.06UN?0.06?100?6（V）
4．常规电流保护的接线方式
电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种，如图3-8所示。
电流保护一般采用三段式结构，即电流速断（Ⅰ段），限时电流速断（Ⅱ段），定时限过电流（Ⅲ段）。但有些情况下，也可以只采用两段式结构，即Ⅰ段（或Ⅱ