三段式零序电流保护(精)
三段式电流保护(通用教材)
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001） 模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002） 模块3 电网的接地保护 （TYBZ01301003）
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001）
【模块描述】 本模块包含三段式电流保护的 工作原理，保护范围，整定计算，正确接线和 特点分析，通过对上述内容的讲解，分析，掌 握继电保护的概念，三段式电流保护在保护范 围，动作值，动作时间上的配合和正确的接线 方式。达到全面掌握三段式电流保护的目的。
模块2 阻抗继电器的构成原理及应用 （TYBZ01302002）
【模块描述】本模块包括反应相间故障和接地 故障的阻抗继电器的构成原理，正确接线及应 用。通过介绍其测量阻抗，整定阻抗，动作阻 抗等内容，达到深刻理解阻抗继电器的构成的 目的。
阻抗继电器的构成原理
阻抗继电器的工作电压
U I Z U OP m m set
模块5 接地距离保护（TYBZ01302005）
【模块描述】本模块介绍接地故障时的特点和 测量阻抗的大小，影响接地继电器正确动作的 因素和解决方法。通过对上述内容的介绍，达 到深刻理解接地距离保护的目的。
接地距离保护
反应接地故障阻抗继电器的接线方式
1 Z l ( I I I I Z 0 I ) Z l ( I 1 I Z 0 Z1 ) UA 1 1 2 0 0 0 1 A 0 Z1 Z1
模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002）
【模块描述】本模块讨论以电流的方向为判据， 解决两侧电源或单电源环网线路电流保护的选 择性问题。通过问题的提出和解决，达到理解 掌握方向元件的构成，正确动作，正确接线和 整定计算的目的。
三段式零序保护原理
三段式零序保护原理一、引言在电力系统中，零序电流是指三相电流中的共模成分，其幅值较小，通常只有正常工作电流的几个百分点。
然而，零序电流在电力系统中起着重要的作用，因为它与地故障和设备故障密切相关。
为了保护电力系统的安全运行，需要对零序电流进行保护。
三段式零序保护是一种常用的保护方案，本文将深入探讨三段式零序保护的原理。
二、零序电流的产生原因在电力系统中，零序电流主要有以下几种产生原因：1.单相接地故障：当电力系统中的一个相位与地之间发生故障时，会产生单相接地故障，此时电流会通过接地点流回地面，形成零序电流。
2.三相不平衡：由于电力系统中的负载分布不均匀或电源故障等原因，会导致三相电流不平衡，进而产生零序电流。
3.非同期故障：当电力系统中的两个或多个相位之间发生故障时，会产生非同期故障，此时电流会产生相位差，形成零序电流。
三、三段式零序保护原理三段式零序保护是一种常用的保护方案，它通过多段保护装置的协作来实现对零序电流的保护。
三段式零序保护的原理如下：1. 第一段保护第一段保护是最快速的保护装置，通常采用电流互感器作为传感器。
当电流互感器检测到零序电流超过设定的阈值时，会输出一个信号，触发第一段保护装置。
第一段保护装置可以是电流比较器，通过比较电流信号与设定值的大小来判断是否触发保护。
2. 第二段保护第二段保护是中速保护装置，主要用于对第一段保护的确认。
第二段保护通常采用了时间延迟装置，当第一段保护装置触发后，第二段保护装置会在一定的时间延迟后才触发。
这是因为零序电流可能会有瞬时的变化，第二段保护装置的作用是确认零序电流是否持续存在。
3. 第三段保护第三段保护是最慢的保护装置，主要用于对第二段保护的确认。
第三段保护通常采用了更长的时间延迟装置，当第二段保护装置触发后，第三段保护装置会在更长的时间延迟后才触发。
第三段保护的作用是确认零序电流是否持续存在，并进一步判断故障类型。
四、三段式零序保护的优势三段式零序保护具有以下几个优势：1.灵敏度高：通过多段保护装置的协作，可以提高对零序电流的检测和保护的灵敏度，减少误动作的可能性。
三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般0.4Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2；△t——时限级差，一般取0.5S；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取1.15～1.25；Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95；Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5作远后备使用时，Ksen≥1.2注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里0.4欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为9.5MW，功率因数0.9，自起动系数取1.3；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗7.9欧，系统最小电抗4.5欧。
三段式电流保护的设计(完整版).
学号 2010《电力系统继电保护》课程设计（2010届本科）题目：三段式电流保护课程设计学院：物理与机电工程学院专业：电气程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：教授完成日期：年12 月26 日目录1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 -1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 -1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 -2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ -3 -2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 -2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 -2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 -2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 -2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 -2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 -3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 -3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 -3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 -3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 -3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 -3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 -4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 -4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 -4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 -4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 -4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 -4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 -4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 -4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 -5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 -5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 -5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 -5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 -6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 -6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 -6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 -7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -摘要电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。
电流三段式保护
电流三段式保护电流速断、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。
当线路发生短路时，重要特征之一是线路中的电流急剧增大，当电流流过某一预定值时，反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护。
电源的保护功能主要是过压、过流保护两种功能。
两者之间的关系为：任何一种电源在发生故障时，都有可能使输出电流失去控制，为了使用户的负载不致因此而损坏，电源一般都设有过流保护。
当有些负载是容性负载时，由于大容量的电解电容器并联在一起，当电源发生故障时，电流就可能大幅度上升，而电压的升值却不甚明显，这时电源内部的过流保护部件会首先启动，电源会自动切断输出。
过流保护值是不能人工设定的，机内已经定死，一般为额定电流的1.2～1.5倍。
需要说明的是，过压保护会立即快速启动，过流保护则有一秒左右的延时。
这是因为如电源正常工作时，如电源的负载发生突然短路，此时电源输出的瞬间电流是数倍或数十倍的额定电流值，可以认为是一个电流冲击，远远超过过流保护的数值，但这时并不希望过流保护起作用。
而希望短路解除后，电压自动恢复正常。
因此在设计过流保护时，要避开突发短路时的电流冲击，而仅考虑使输出过电流的时长达到一定的值才启动过流保护。
过流保护是针对机内故障的，因此既然发生，电源就不应自动恢复。
如果一定要再现，必须关机后重新开机。
而短路保护、电流报警、短路报警功能是面对用户的，如果电流已经下降，短路已经排除，相对的报警声就会自动解除，电压就会自动恢复正常。
电力系统中线路的电流保护以三段式电流保护为出发点，进而衍生出电压闭锁式（启动式）、功率方向式电流保护，而且像阻抗保护等其他需要有选择性的保护也借鉴了这种三段式（多段式）的保护方式1. I段，无时限电流速断保护保护范围：本段线路（一般线路全长的80~85％，最少线路全长的15%）。
关于三段式保护(word文档良心出品)
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： 1.2 1.3rel 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。
输电线路相间短路的三段式电流保护
输电线路相间短路的三段式电流保护第⼀章输电线路相间短路的三段式电流保护第⼀节瞬时电流速断保护⼀、短路电流的分析计算瞬时电流速断保护（⼜称第I 段电流保护）它是反映电流升⾼，不带时限动作的⼀种电流保护。
1．短路电流计算在单侧电源辐射形电⽹各线路的始端装设有瞬时电流速断保护。
当系统电源电势⼀定，线路上任⼀点发⽣短路故障时，短路电流的⼤⼩与短路点⾄电源之间的电抗忽略电阻）及短路类型有关，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流为：lX X E I S S k 1)3(+= lX X E I S S k 1)2(23+= 2、运⾏⽅式与短路电流的关系当系统运⾏⽅式改变或故障类型变化时，即使是同⼀点短路，短路电流的⼤⼩也会发⽣变化。
在继电保护装置的整定计算中，⼀般考虑两种极端的运⾏⽅式，即最⼤运⾏⽅式和最⼩运⾏⽅式。
（1）最⼤运⾏⽅式——流过保护安装处的短路电流最⼤时的运⾏⽅式称为最⼤运⾏⽅式，此时系统的阻抗Xs 为最⼩；（2）最⼩运⾏⽅式——当流过保护安装处的短路电流最⼩的运⾏⽅式称为系统最⼩运⾏⽅式，此时系统阻抗Xs 最⼤。
图3－ 1中曲线1表⽰最⼤运⾏⽅式下三相短路电流随J 的变化曲线。
曲线2表⽰最⼩运⾏⽅式下两相短路电流随J 的变化曲线。
⼆、动作电流的整定计算1、动作电流假定在线路L1和线路L2上分别装设瞬时电流速断保护。
根据选择性的要求，瞬时电流速断保护的动作范围不能超出被保护线路，故保护1瞬时电流速断保护的动作电流可按⼤于本线路末端短路时流过保护安装处的最⼤短路电流来整定，即max .1kB rel I op I I K I =1op I I ——保护装置1瞬时电流速断保护的动作电流，⼜称⼀次动作电流rel I K ——可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算误差和⾮周期分量的影响等⽽引⼈的⼤于1的系数，⼀般取1．2～1．3；I k1.max ——被保护线路末端B 母线上三相短路时流过保护安装处的最⼤短路电流，⼀般取次暂态短路电流周期分量的有效值.2、保护范围分析在图1中，以动作电流画⼀平⾏于横坐标的直线3，其与曲线1和曲线2分别相交于M 和N 两点，在交点到保护安装处的⼀段线路上发⽣短路故障时，I k >I I op1保护1会动作。
线路三段式电流保护及调试
（一）瞬时电流速断保护（第I 段）仅反映电流增大且不带时限动作的一种电流保护。
1. 原理瞬时电流速断保护动作特性分析曲线1表示最大运行方式下三相短路电流随的变化曲线。
曲线2表示最小运行方式下两相短路电流随的变化曲线。
2.整定计算及灵敏度的校验①动作电流:按大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定，即②灵敏系数:是用其最小保护范围来衡量。
线路—变压器组的瞬时电流速断保护动作电流为线路一变压器组的瞬时电流保护3.原理接线图瞬时电流速断保护原理接线图评价：（1）动作迅速，简单可靠。
（2）瞬时电流速断保护的选择性是依靠保护整定值保证的。
（3）不能保护线路全长，且保护范围受系统运行方式和故障类型影响较大。
（二）限时电流速断保护（第Ⅱ段）1.原理：与相邻一段配合。
动作电流: =动作时限: △t灵敏系数：若灵敏系数不能满足要求，可与相邻二段配合。
2.评价：①限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长；②依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性；③与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作第Ⅰ段的近后备保护。
（三）定时限过电流保护（第Ⅲ段）过电流保护起动电流按躲最大负荷电流来整定，起后备保护的作用。
1.动作时限：按阶梯原则整定。
2.动作电流：3. 灵敏系数4. 评价：比第Ⅰ、Ⅱ段小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；①第Ⅲ段的IOP②在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；③保护范围是本线路和相邻下一线路全长。
（四）电流保护的接线方式1.三相三继电器完全星形接线接线系数：指流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值，用表示。
三相完全星形接线能反应各种相间短路和各种单相接地短路；适用：大接地电流系统；发电机、变压器等；2. 两相两继电器不完全星形接线两相两继电器接线图能反映各种相间短路及B相除外的单相接地故障。
适用：小接地电流系统——作为相间短路保护。
3.两相三继电器不完全星形接线两相三继电器式接线适用：小接地电流系统——作为相间短路保护（五）线路相间短路的三段式电流保护装置电流Ⅰ段、Ⅱ段为线路的主保护，电流Ⅲ段为后备保护，为本线路提供近后备，同时也为相邻线路提供远后备作用。
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零序电流保护指利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置,叫零序电流保护。零序电流保护中,中性点直接接地系统发生接地短路,将产生很大的零序电流,根据零序电流分量构成保护,可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路,在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生,所以它有较好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大,灵敏度因此降低,特别是短距离线路上以及复杂的环网中,由于速动段的保护范围太小,甚至没有保护范围,致使零序电流保护各段的性能严重恶化,使保护动作时间很长,灵敏度很低。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器,可以用来实现规定
根据电力工程设计手册上的相关规定,电力系统的继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。对于110kV及以上电压等级有效接地电力网络线路,应按照规定装设反应接地短路和相间短路的保护装置。
(1对于接地短路:装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护;零序电流保护不能满足要求时,可装设接地距离保护,并应色一段或两段零序电流保护作为后备保护。
3.3 N侧保护1零序电流保护Ⅰ段整定..................................................................................11
4零序电流保护评价..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13
3三段式零序电流保护整定计算............................................................................................8 3.1三段式零序电流保护中的原则...........................................................................................9 3.2 M侧保护1零序电流保护Ⅰ段整定.................................................................................10
实习(实训报告
实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院:
专业、班级:
指导教师:
报告人:
学号:
时间: 2017年1月5日
1设计题目...............................................................................................................................3 2分析设计要求........................................................................................................................4 2.1设计规定....................................................................................................................5 2.2本线路保护计.......................................................................................................................6 2.3系统等效电路图…………………………………………………………………… ..........7
4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13
5总结........................................................................................................................................14参考文献..........................................................................................................................................15
(2对于相间短路:单侧电源单回线路,应装设三相多段式电流或电压保护,如不能满足要求,则应设距离保护;双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。
2.2本线路保护设计
在电力系统中,当发生接地故障时,通过变压器接地丶构成短路通路,故障相流过很大的短路电流。110kV及以上电网,为中性点直接接地系统; 3~35kV及以上电网,为中性点不接地或不直接接地(小接地电流系统。中性点直接接地电网,正常运行及发生相间短路时,均没有零序电压和电流;发生接地短路时将出现很大的零序电压和零序电流。出现零序电压和零序电流是接地故障有别于正常运行和相间短路故障的基本特征。
1设计题目
如图1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:
相电动势:
kV E E N M 3115==各电源阻抗:
Ω==521M M X X , Ω==1021N N X X , Ω=80M X , Ω=150N X。
设计要求:决定线路MN两侧零序电流速断保护Ⅰ段的整定值及保护范围。