三段式过流保护
关于三段式保护
关于三段式保护第三章 第一节 单侧电源电网相间短路三段式电流保护一、阶段式电流保护的应用和评价阶段式电流速断保护一般由三段式构成：三段式：Ⅰ段 瞬时电流速断保护、Ⅱ段 限时电流速断保护、Ⅲ段 定时电流速断保护。
Ⅱ段 限时做主保护，Ⅰ段 瞬时做辅助保护（靠近电源侧短路会快速切除）， Ⅲ段 定时 做后备保护，也做下一级线路的远后备保护。
特殊情况：两段式：瞬时、定时或限时、定时。
如单电源供电的最后一段线路，只需要两段式。
四段式：瞬时、限时一级、限时二级、定时。
如，一级限时不能满足对主保护的灵敏度要求时，采用四段式；这时限时保护向下一线路延伸，至它的限时保护的范围（图3-6 b ）2,0.7 1.2t t t t ''''∆=+∆∆=三段式电流速断保护 优点：简单、可靠，如果不发生保护或断路器拒绝动作的情况，则故障都可以在0.35—0.5s 的时间内予以切除，在35kV 以下电网得到广泛应用。
缺点：受电网接线和运行方式影响。
整定值按最大方式，灵敏度按最小方式校核灵敏度。
二、瞬时电流保护（第Ⅰ段） 1、整定值计算及灵敏性校验定值（定值给定后，不随实际运行方式、短路点位置、短路类型而变化）.2..max =actk B I K I 'rel .1..max =actrel k C I K I ' 可靠性系数： 1.21.3rel K =注意贺书第四版的短路电流（幅值）的记号：..max k B I 最大运行方式，线路AB 末端B 三相短路的最大短路电流（max 既是短路电流最大值，也指最大运行方式），类似地，..max k C I 。
..min k B I 最小运行方式，线路AB 末端B 两相短路的短路电流（min 既是短路电流最小值，也指最小运行方式）类似地，..min k C I 。
实际运行方式下，B 点相间短路的短路电流总是介于 ..min k B I 和..max k B I 之间。
2三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定及计算三段式电流保护是一种常见的电力系统故障保护装置。
它主要用于检测电流超过设定值时，快速切断电源，以避免设备过载、烧坏或人身安全事故发生。
下面将详细介绍三段式电流保护的整定及计算方法。
三段式电流保护通常包括低、中、高三个阈值，分别是过载电流保护、短路电流保护以及地故障电流保护。
1.过载电流保护：用于检测设备长时间运行时的过负荷状态。
其整定值是设备额定电流的一定倍数。
根据设备的额定电流和过载倍数来计算过载电流保护整定值，公式为：过载电流保护整定值=设备额定电流×过载倍数2.短路电流保护：用于检测电路短路状态，即电流突然增大至极高值的情况。
其整定值应根据电路短路电流计算得出。
计算短路电流保护整定值需要考虑电路特性，主要包括电压、阻抗等参数。
常用的计算方法有以下两种：a.阻抗差法：根据电路的阻抗及电源电压计算短路电流。
该方法适用于阻抗较大的电路。
计算公式为：短路电流保护整定值=电压/阻抗b.零序电流法：根据电路的零序电流及电源电压计算短路电流。
该方法适用于系统中存在地故障的情况，能够考虑地回路的耦合。
计算公式为：短路电流保护整定值=电压/零序电流3.地故障电流保护：用于检测系统中的接地故障，确保故障电流不致超过安全范围。
通常情况下，地故障电流保护整定值根据系统的雷电冲击电流及接地电阻计算得出。
计算公式为：地故障电流保护整定值=雷电冲击电流×接地电阻整定三段式电流保护的关键在于准确计算保护整定值。
通常需要详细了解电力系统的参数及各个设备的特性。
根据不同系统的具体情况，也可以采用其他方法进行计算，例如考虑设备的感应熔丝特性等。
值得注意的是，三段式电流保护的整定值并非固定不变，而是需要根据系统运行情况和设备参数做动态调整。
为确保系统的可靠性和安全性，应定期对保护装置进行检查和整定。
总之，三段式电流保护是电力系统中一项重要的保护措施。
通过合理的整定及计算，能够确保保护装置在电流异常情况下的正确动作，有效防止设备过载、烧坏以及人身安全事故的发生。
三段式电流保护原则
三段式电流保护原则
三段式电流保护原则是一种电力系统保护方法，主要用于保护电力系统中的电气设备不受过电流的损害。
它包括三个阶段，分别是瞬时保护、时间保护和灵敏度保护。
一、瞬时保护
瞬时保护是指在电力系统中出现过电流时，立即切断电路，以防止电气设备受到过大的电流冲击而损坏。
这种保护方式主要适用于短路故障，如电缆短路、变压器短路等。
二、时间保护
时间保护是指在电力系统中出现过电流时，延迟一段时间后再切断电路，以允许短暂的过电流通过，避免误切电路。
这种保护方式主要适用于过载故障，如电动机过载、变压器过载等。
三、灵敏度保护
灵敏度保护是指在电力系统中出现微小的过电流时，能够及时地切断电路，以保护电气设备不受损坏。
这种保护方式主要适用于地故障，如接地故障、绝缘故障
等。
总之，三段式电流保护原则是一种有效的电力系统保护方法，可以保护电气设备不受过电流的损害。
在实际应用中，需要根据不同的故障类型和电气设备特点，选择合适的保护方式，并设置合理的保护参数，以确保电力系统的安全和稳定运行。
三段式电流保护
三段式电流保护问题1、三段式电流保护的作用分别是什么？它们各自有什么优缺点？答：瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。
它动作迅速、但不能保护线路全长。
限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。
它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。
定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。
它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。
2、影响距离保护正确动作的因素有哪些？答:(1)短路点的过渡电阻； (2)保护安装处与短路点间的分支线； (3)线路串补电容； (4)保护装置电压回路断线； (5)电力系统振荡。
一、 电流速断保护（第I 段）图1 简单网络接线示意图对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。
为优先保证继电保护动作的选择性，就要在保护装置起动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不起动，这在继电保护技术中，又称为按躲过下一条线路出口处短路的条件整定。
以上图1所示的网络接线为例，假定每条线路上均装有电流速断保护，对于安装在A 母线处的保护1来讲，其起动电流'.1dz I 必须整定得大于d2点处短路时，可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下B 母线上三相短路时的电流..max d B I ，即：'.1..max dz d B I I >（1-1）引入可靠系数' 1.2~1.3k K =，则上式即可写为：''.1..max dz k d B I K I =∙（1-2）当被保护线路的一次侧电流达到起动电流这个数值时，安装在A 母线处的保护1就能起动，最后动作于跳断路器1对保护2来讲，按照同样的原则，其起动电流必须整定得大于d4点处短路时，可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下C 母线上三相短路时的电流..max d C I ，即：''.2..max dz k d C I K I =∙（1-3）当被保护线路的一次侧电流达到起动电流这个数值时，安装在B 母线处的保护2就能起动，最后动作于跳断路器2。
过流三段保护
三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护，其区别为：1.速断保护：电流定值很大，一般为额定电流8~10倍（我厂经验），无延时出口跳闸2.限时速断：电流定值较大，一般为额定电流5~7倍，短延时出口跳闸3.过流：电流定值较小，一般为额定电流2~3倍，较长延时出口跳闸电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护。
三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。
其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。
电流三段保护2010-04-14 17:041 2 3段保护中----动作时间最长是（ 1 ）段，动作时间最短是（ 3）段 ----最灵敏是（ 3 ）段，最不灵敏是（ 1）段----动作电流最大是（ 1 ）段，动作电流最小是（ 3 ）段/view/ce96976fb84ae45c3b358c84.html三段式电流保护由：定时限、瞬时速断保护、定时速断保护组成。
定时限中，这样选择的：离电源较近的上一级保护动作时限，比相邻电源较远的下一级保护时限要大，也就是说不能越级：t1>t2>t3 或者：ti=t2+△t△t：电流保护的时间差，以此画出来的时限特性曲线，就是阶梯曲线，一般取△t的可靠系数：0.35S~0.6S之间。
动作电流的整定：1. 动作电流>线路最大负荷电流2. 已经动作的，在被保护线路通过最大负荷电流时，应可靠的返回。
瞬时速断保护、定时速断保护的电流、时间整定就看整定值了。
一段又叫电流速断保护，没有时限，按躲开本段末端最大短路电流整定二段又叫限时电流速断，按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定，可以作为本段线路一段的后备保护，比一段多时间t时限。
三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。
三段式电流保护
什么是三段式电流保护：三段式过流保护是指瞬时速断、时限速断作为线路的的主保护，定时过流保护作为线路的后备保护所组成的保护三段式电流保护各段保护范围及时限的配合L1首端故障，L1的三段保护均启动，速断保护动作。
L1末端故障，L1的时限速断、定时过流保护均启动，时限速断保护动作。
L2首端故障，L1定时过流保护启动，L2的三段保护均启动，L2速断保护动作。
三段式电流保护原理：速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。
但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。
三段式电流保护的原理一段又叫电流速断保护，没有时限，按躲开本段末端最大短路电流整定二段又叫限时电流速断，按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定，可以作为本段线路一段的后备保护，比一段多时间t时限。
三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。
三段式电流保护指的是电流速断保护（第一段）、限时电流速断保护（第二段）、定时限过电流保护（第三段）相互配合构成的一套保护。
电流速断保护（第一段）对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。
为优先保证继电保护动作的选择性，就要在保护装置起动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不起动，这在继电保护技术中，又称为按躲过下一条线路出口处短路的条件整定。
电流速断保护的主要优点是：简单可靠，动作迅速，因而获得了广泛的应用。
但由于引入的可靠系数，所以不难看出，电流速断保护的缺点是：不能保护本线路的全长，且保护范围直接受系统运行方式变化的影响。
运行实践证明，电流速断保护的保护范围大概是本线路的85%~90%。
三段式电流保护
QF
QF
Y
+-
+
KA I> KM
• •
TA
信号
+
KS
-
电流速断保护单相原理接线图
KA--电流继电器 KM--热继电器 KS--时间继电器
2 优缺点
缺点：不能保护线路全长，而且随着系统运行方式的以及故障 类型的不同，其保护范围也要发生相应变化。 优点：因为不反应下一段线路的故障，所以动作时限将不受下 一线路保护时限的影响，可以时限瞬时动作。
特殊情况，如线变组时，将Ⅰ段保护区伸入变压器， 可以保护线路全长。
2
P1
M
l
E
1QF
P2
N
2QF
Zs
Ik
Ik 曲线1
曲线2
k
最大运方三相短路
最小运方 两相短路
最小保护区 最大保护区
M
R
Q
N
k1
I act
I (2) k.min
I (3) k.max l
2 A P1 1QF
Ik
B
C
2QF
ห้องสมุดไป่ตู้
P1Ⅰ段保护区
IaIIct.1KIrIelIaIIct.2
t1II
t
II 2
tt
I22t
3
限时电流速断保护单相原理接线图
QF
QF
Y
-
信号
+
+
+
KA I> KT
KS
-
• •
TA
2
黄金替补--定时限过电流保护
3 定时限过电流保护 线路配置了电流Ⅰ段及Ⅱ段后，可以切除本线 路上的故障。
过流三段保护
三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护,其区别为：1.速断保护：电流定值很大,一般为额定电流8~10倍我厂经验,无延时出口跳闸 2.限时速断：电流定值较大,一般为额定电流5~7倍,短延时出口跳闸3.过流：电流定值较小,一般为额定电流2~3倍,较长延时出口跳闸电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护,它们相互配合构成一整套保护,称做三段式电流保护;三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同;其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的,而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的;电流三段保护2010-04-14 17:041 2 3段保护中----动作时间最长是 1 段, 动作时间最短是 3段 ----最灵敏是 3 段, 最不灵敏是 1段 ----动作电流最大是 1 段, 动作电流最小是 3 段三段式电流保护由：定时限、瞬时速断保护、定时速断保护组成;定时限中,这样选择的：离电源较近的上一级保护动作时限,比相邻电源较远的下一级保护时限要大,也就是说不能越级：t1>t2>t3 或者：ti=t2+△t△t：电流保护的时间差,以此画出来的时限特性曲线,就是阶梯曲线,一般取△t的可靠系数：~之间; 动作电流的整定：1. 动作电流>线路最大负荷电流 2. 已经动作的,在被保护线路通过最大负荷电流时,应可靠的返回; 瞬时速断保护、定时速断保护的电流、时间整定就看整定值了;一段又叫电流速断保护,没有时限,按躲开本段末端最大短路电流整定二段又叫限时电流速断,按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定,可以作为本段线路一段的后备保护,比一段多时间t时限;三段又叫过电流保护,按照躲开本元件最大负荷电流来整定,具有比二段更长的时限,可以作为一二段的后备保护,保护范围最大,时限最长;电流三段保护为了实现过电流保护的动作选择性,各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定;即相邻保护的动作时间,自负荷向电源方向逐级增大,且每套保护的动作时间是恒定不变的, 与短路电流的大小无关;具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护;三段式电流保护的作用,是利用不同过电流值下,设置不同的延时动作时间来规避工作尖峰电流和使发生短路故障时,只有事故点最近的断路器动作以减少断电的影响范围;三段就是三个时限,一般一段时间最短电流最大又叫瞬时速断比如20A 0S二段三段电流比一段小时间稍微长叫带时限的过流一般参照一段可以设二段10A 三段8A 1S 具体数值只是告诉你大概意思各段均可经低电压元件或方向元件闭锁.意思就是过流可以经复压或方向闭锁,及在满足过流和时间情况下还须满足电压低于定值和方向需满足故障电流方向保护才能动作三段式零序电流保护和上面的过流原理一样,第三段可选择告警或跳闸就是由于三段电流相对比较小可以选择只告警,当然也可以选择跳闸;。
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无时限电流速断保护(电流I段)
反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。
1.几个基本概念
（1）系统最大运行方式与系统最小运行方式
最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
最小运行方式：就是在同样短路条件下，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
（2）最小短路电流与最大短路电流
在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大，称之为最大短路电流。
在最小运行方式下两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小，称之为最小短路电流。
（3）保护装置的起动值
对应电流升高而动作的电流保护来讲，使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。
（4）保护装置的整定
所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。
2、整定计算
（1）动作电流
为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。
即
Idz＞Id.max=KK Id.Bmax 式中可靠系数KK =1.2~1.3，
结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路，其最大和最小保护范围Lmax和Lmin。
(2) 保护范围（灵敏度KLm）计算（校验）
《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值Lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即
（3）动作时限
无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。
一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。
t=0s
3、对电流速断保护的评价
优点：是简单可靠，动作迅速。
缺点：（1）不能保护线路全长；
（2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。
注意: (1) 在最大运行方式下整定后，在最小运行
方式下无保护范围。
二、限时电流速断保护(电流II段)的电流速断保护
限时电流速断保护：按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。
1、工作原理
（1）为了保护本条线路全长，限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去。
（2）为了保证选择性，就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。
（3）为了保证速动性，时限应尽量缩短。
2、整定计算
（1）动作电流
电流定值整定原则：不超出相邻Ⅰ段保护范围，习惯上讲：配合。
为确保能够保护全长，灵敏度：
注：若存在多个相邻元件，应分别整定，取大者。
Klm≥1.2，是因为考虑了以下不利于保护动作的因素。
（a）可能存在非金属性短路，使短路电流Id较小；
（b）实际的短路电流小于计算值；
（c）电流互感器有负误差，使短路时流入保护起动元件中的电流变小；
（d）继电器的实际起动值可能有正误差，使IdzJ变大；
（e）考虑一定裕度。
思考问题：灵敏性不满足要求，怎么办？
解决方法:
（a）与下一条线路的限时电流速断相配合
（b）动作时限比下一条线路时限电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段△t，即（2）动作延时
为保证选择性，要加延时。
（20～30ms）(60～80ms) 10ms
3、对限时电流速断保护的评价
（优点）限时电流速断保护结构简单，动作可靠，能保护本条线路全长。
（缺点）不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护，受系统运行方式变化较大。
三、定时限过电流保护（电流III段）
定义：其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电流整定，其动作时间一般按阶梯原则进行整定以实现过电流保护的动作选择性，并且其动作时间与短路电流的大小无关。
1、工作原理
反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长。
作为本条线路主保护拒动的近后备保护，其保护范围应包括下条线路或设备的末端。
过电流保护在最大负荷时，保护不应该动作。
2、整定计算
I、II构成了主保护
当地后备近
作用：后备
远方后备远
原则：按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定：
其中：Ifhmax = KzqIfh Kzq：2以上
Kh：为什么要考虑？
a）定值与正常负荷比较接近。
b）继电特征
如果不考虑返回，可能出现恰好落在和Ih之间
一开始，保护不动，但区外故障时，保护动作切除故障，始终无法返回，延时到跳闸。
所以实际上是按返回电流躲最大负荷整定：Ih ＝Kk I fhmax
为什么I、II端不考虑返回影响？
因为I、II按故障整定，定值很大，正常时距定值很远，肯定能返回。
时间定值：由于电流定值按躲负荷整定，保护范围很远。
为保证选择性，时间空值按阶梯原则。
……
灵敏度：
近
远
注：过长，可考虑电流定值按与相邻II段或III段配合，时间定值就不必按阶梯原则。
3、对定时限过电流保护的评价
优点：结构简单，工作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。
不仅能作本线路的近后备（有时作为主保护），而且能作为下一条线路的远后备。
在放射型电网中获得广泛应用，一般在35千伏及以下网络中作为主保护。
缺点：动作时间长，而且越靠近电源端其动作时限越大，对靠电源端的故障不能快速切除。
四、阶段式电流保护的应用讨论
1）反映单侧电气量的保护原理，均是按阶段式配置的，应掌握其由来和原理。
2）在实际应用中，可灵活应用，如I、II或I、III或II、III组合。
3）相互之间的配合一般是指电流定值与时间定值全配合，实在没办法时，也可只配合时间定值。
4）时间定值与电流定值是密切相关的，缩小保护范围是解决时间定值过长的一个办法。
5）反配合问题，上级定值确定，整定本级。