电自-阶段式电流保护

C 15km
3QF
10km
ZS.min 0.2 ZS.max 0.3
P1
P2
P3
要求：对三段式电流保护1进行整定计算。
解： 1.短路电流计算 B母线短路时的短路电流：
I I
(3) k.B.max

E Z s.min Z1l AB
K sen
III
I KBmin III 。 I op.1
b)校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求Ksen≥1.2
K sen
III
I K.C.min III 。 I op.1
2.定时限过电流保护的单相原理接线图
QF YR QF
+
KA

信号
+
+
KS
I
Ⅲ op

K rel Kss K re
Ⅲ
I L.max
自起动系数
自起动情况： 外部故障切除时，电压升高，相当于电动机负 荷同时起动，此时电流为电机的起动电流，大 于负荷电流。 以 Kss I L.max 表示
K ss 为自起动系数，它决定于网络接线和负荷性质，
一般取1.5～3
（2）过电流保护动作时限整定
ZS 与电源投入数量、电网结构变化有关，
ZS 最大时短路电流最小，称为最小运行方式； ZS 最小时短路电流最大，称为最大运行方式。
b.故障点远近， 故障点越近， l 越小，短路电流越大。
(3) (2) c.短路类型， I k Ik
B母线短路时流过保护1的最大短路电流为：
I
(3) k.max

E ZS.min Z1lAB
1.无时限电流速断保护的原理及整定 如何计算短路电流？
短路电流计算：
P1
A M
P2
E
lk
1QF
N B
2QF
Zs
三相短路时
I
Ik
(3) k
k
相电势

E ZS Z1lk
0.4欧姆/公里
故障点到保护 安装处距离
系统阻抗
两相短路时
Ik
(2)
3 ZS Z1lk 2
E
短路电流大小由以下因素决定： a.系统运行方式， 系统电源等效阻抗
2.限时电流速断保护的单相原理接线图
QF YR QF
+
KA

信号
+
+
KS
I>
KT
TA
限时电流速断保护单相原理接线图
3.限时电流速断保护的特点



能保护线路全长 靠动作电流和动作时限的整定获得选择性 能作为本线路的主保护 动作迅速，可靠性高 保护区受运行方式、故障类型影响
2.1.3 定时限过电流保护
I
l
灵敏系数校验： 要求最小保护范围不小于线路全长的15%。
L min 1 E 3 ( I Zs.max ) z1 I op.1 2
要求
Lmin 15%L
2. 无时限电流速断保护原理接线
QF
YR
QF
+
KA

-
+
I>
KM
+
KS
信号

TA
电流速断保护单相原理接线图
3.无时限电流速断保护特点
A M
P1
1QF
BN
P2
2QF
Ik
P1 Ⅱ段 保护区
k
P2 Ⅰ段 保护区
与下线电流Ⅰ段保护配合具体为时限配合及保护区配合 时限配合：
动作时限较电流Ⅰ段保护长，可取0.3－0.5秒
t t
Ⅱ
Ⅰ
t t t t
Ⅱ Ⅰ
保护区配合：
保护区不超过下线电流Ⅰ段保护区
如果保护区超过了下线电流Ⅰ段保护区
Ksen>1.3，灵敏度合格，
K
Ⅱ sen

I
（2） k.B.min Ⅱ op.1
能够保护本线全长 Ksen<1.3，灵敏度不合格， 不能保护本线全长 应考虑更换为距离保护或 改与下线Ⅱ段保护配合
II II I t1 t 2 tt 2 2t
I
II II II I op K I .1 rel op.2
P1Ⅱ段保护区
I op.2
O
l
电流Ⅱ段保护整定公式：
Ⅱ I K I op.1 rel op.2 Ⅱ I t t +t t
按上面公式整定能保证选择性，但能保护本线全长吗？ 应进行灵敏度校验，确认保护本线全长能力。
灵敏度校验概念 电流保护动作条件： 即：
灵敏度系数 Ksen
P1
M A
P2
E
l
1QF
B N
2QF
Zs
Ik
Ik
曲线1 曲线2
N
k
k1
最大运行方式下 三相短路
M
Iact op
最小运行 方式下 两相短路
最小保护区 最大保护区
(2) I k.min
(3) I k.max
M O
R lmin
Q lmax
N
l
无时限电流速断保护动作电流的整定：
整定时应考虑相邻线路发生故障时Ⅰ段电流保 护不动作。 即Ⅰ段电流保护的动作电流应“躲过”被保护 线路末端短路时流过保护的最大短路电流。 动作电流应满足以下条件：
P1
1QF
A M
BN
P2
2QF
C
P2 Ⅰ段保护区 P1 Ⅱ段保护区
k
保护2的Ⅰ段不起动；
保护1的Ⅱ段起动，0.5秒后误动，跳开1QF。
如何保证Ⅱ段保护区不超过下一线路Ⅰ段保护区？
由动作电流整定保证
A
P1
1QF
B
P2
2QF
C
Ik
P2Ⅰ段保护区
IⅡ K I op.1 rel op.2
IⅡ op.1
Q lmax
N
l
（2）电流Ⅰ段保护不能保护本线全长。 Ⅰ段保护最长的保护区不能伸出本线范围
特殊情况，如线路－变压器组时，将Ⅰ段保护区 伸入变压器，可以保护线路全长。
A
P1
1QF
B
2QF
C
Ik
I I op
act
P1Ⅰ段保护区
(3) I k.max
l
线路－变压器组整定方法
（3）靠动作电流的整定获得选择性。
2.1.5 阶段式电流保护 1. 阶段式电流保护的构成
*无时限电流速断保护（电流I段） *限时电流速断保护（电流II段） *定时限过电流保护（电流III段） 后备保护
主保护
~
I I 1 A I 0.5 t QF1
I I op .1
I I B I 0.5 t 2 QF2
C3
QF3
IK
I
lI 2
II op.1
线路配置了电流Ⅰ段及Ⅱ段后，可以切除本线 路上的故障。
但是当继电保护或断路器发生故障时，
仍不能保证切除故障。还应设Ⅲ段保护。
A
P1
1QF
B
P2
2QF
拒 动
C
P1 Ⅰ段保护区
主保护 后备保护
P1 Ⅱ段保护区
P1 Ⅲ段保护区
k
“近后备”与“远 后备”
A
P1
1QF
B
P2
2QF
C
P2 Ⅰ段保护区
近后备
P1 Ⅰ段保护区 P2 Ⅱ段保护区 P1 Ⅱ段保护区
*三相完全星形接线： *两相不完全星形接线：
接线系数： 流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值。 完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1。
接线系数： K I 。 TA2
con
I op.KA
电流继电器的动作电流（保护的二次动作电 流）：
I op.KA KCON I op nTA 。
第2章 线路阶段式电流保护
[任务] 1.设计应用于单侧电源线路的三段 式电流保护，并进行整定计算。 2.分析线路不同地点发生相间短路 时方向元件及方向电流保护的动作 情况。 3.选择线路的接地保护方式。
[知识点] 1.三段式电流保护各段的原理、整定计算 方法。电流保护的接线方式。 2.阶段式方向电流保护的构成、方向元件 的装设原则。方向元件的作用、原理、 接线。
两相电流差接线
QF +
I>
KA TAa TAc
两相电流差接线主要应用于6～10kV中性 点不接地电网。
电流保护一般用于10～35kV电网，属于小电流接地系统，
一般采用不完全星形接线。
保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相）。
注意在10～35kV小电流接地系统中发生单相接地时， 没有短路电流。线路仍可继续运行2小时。
（4）动作迅速，可靠性高。
2.1.2 限时电流速断保护
限时电流速断保护（电流II段）:带有 较短时限动作的第二套电流保护。 1.限时电流速断保护的工作原理 及整定计算
限时电流速断保护，又称第Ⅱ段电流保护。
设置目的：弥补电流Ⅰ段保护不足，保护本线全长
整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸 入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。
I>
KT
TA
定时限过电流保护单相原理接线图
3.定时限过电流保护的特点 （1）能作为本线路的近后备保护，相邻 线路的远后备保护。 （2）靠动作时限的整定获得选择性。 （3）动作时限较长。 （4）灵敏度较高。
2.1.4 电流保护的接线方式
电流保护接线方式：电流继电器与电流互感 器二次绕组之间的连接方式。