三段式过流保护的原理及其整定值
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。
三段式过流保护整定原则
三段式过流保护整定原则一、三段式过流保护概述三段式过流保护由电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）组成，分别用于快速切除近处故障、切除本线路全长范围内的故障以及作为相邻线路保护的后备保护，在电力系统的安全稳定运行中起着重要作用。
二、电流速断保护（Ⅰ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路末端的最大短路电流来整定。
这是因为如果不躲过，在被保护线路末端发生短路时，电流速断保护就会误动作，将本线路切断，而实际上故障应该由下一级线路的保护去切除。
其动作电流计算公式为I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}，其中I_{op1}为电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.2 - 1.3），I_{k.max}为被保护线路末端的最大短路电流。
2. 动作时间- 动作时间一般取t_{1}=0s（实际上考虑到继电器固有动作时间等因素，大约为0.06 - 0.1s），这是为了实现快速切除故障，尽可能减少故障对系统的影响。
三、限时电流速断保护（Ⅱ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过下级线路电流速断保护的动作电流来整定。
这样可以保证在下级线路的速断保护范围以外发生故障时，本级的限时电流速断保护才动作，避免无选择性动作。
其动作电流计算公式为I_{op2}=K_{rel}I_{op1下}，其中I_{op2}为本级限时电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.1 - 1.2），I_{op1下}为下级线路电流速断保护的动作电流。
2. 动作时间- 动作时间比下级线路电流速断保护的动作时间高出一个时间级差Δ t，一般Δ t = 0.5s。
这是为了保证动作的选择性，即当下级线路的速断保护先动作时，本级的限时电流速断保护不动作；只有当下级线路速断保护拒动时，本级限时电流速断保护才在高出一个时间级差后动作。
四、定时限过电流保护（Ⅲ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路的最大负荷电流来整定。
矿井供电三段式保护整定计算
三段式电流保护工作原理、整定计算什么是三段式电流保护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、下面我们就来详细介绍一下三段时电流保护的工作原理和整定计算方法。
一、电流速断保护（第I段）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，即：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，即：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。
后面几段线路的电流速断保护整定原则同上。
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%。
二、限时电流速断保护（第II段）1、工作原理及整定计算的基本原则由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此我们考虑增加一段新的保护，用来切除速断范围以外的故障，保护本线路的全长，同时也能作为电流速断保护的后备保护。
由于要求它必须保护本线路的全长，因此它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去，这样当下一条线路出口处（如图1中，对于保护1来说，d2点处）发生短路时，它就要起动，在这种情况下，为了保证动作的选择性，就必须使保护的动作带有一定的时限，但又为了使这一时限尽量缩短，我们就考虑使它的保护范围不超过下一条线路速断保护（如图1中的保护2）的保护范围，而动作时限则比下一条线路速断保护高出一个时间阶段，即如图2（a）所示，由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，所以我们称它为限时电流速断保护。
三段式电流保护的整定及计算
三段式电流保护的整定及计算电流保护是电力系统中非常重要的一项保护措施，它能有效地保护电路设备免受过电流的损害。
其中，三段式电流保护是一种常用的保护方式，它利用三个不同的电流阈值来触发保护动作，以实现不同级别的保护。
本文将介绍三段式电流保护的整定方法及计算过程。
一、三段式电流保护的原理三段式电流保护是基于不同的电流阈值来触发不同的保护动作，以实现多级保护的目的。
一般来说，三段式电流保护包括低灵敏度段、中灵敏度段和高灵敏度段。
低灵敏度段主要用于对电流异常的早期预警，一般设置在额定电流的80%左右。
当电流超过该阈值时，保护装置会发出警告信号，以提醒操作人员注意。
中灵敏度段是三段式电流保护的核心，一般设置在额定电流的120%左右。
当电流超过该阈值时，保护装置会迅速切断电路，以避免设备过载或短路引起的损坏。
高灵敏度段是为了应对更严重的故障情况而设置的，一般设置在额定电流的150%左右。
当电流超过该阈值时，保护装置会立即切断电路，以确保系统的安全运行。
二、三段式电流保护的整定方法三段式电流保护的整定方法一般包括以下几个步骤：1. 确定低灵敏度段的整定值：根据设备的额定电流和保护的要求，一般将低灵敏度段的整定值设置在额定电流的80%左右。
通过实际测量和分析，确定适合的整定值。
2. 确定中灵敏度段的整定值：根据设备的额定电流和保护的要求，一般将中灵敏度段的整定值设置在额定电流的120%左右。
通过实际测量和分析，确定适合的整定值。
3. 确定高灵敏度段的整定值：根据设备的额定电流和保护的要求，一般将高灵敏度段的整定值设置在额定电流的150%左右。
通过实际测量和分析，确定适合的整定值。
三、三段式电流保护的计算过程三段式电流保护的整定计算可以通过以下步骤进行：1. 确定低灵敏度段的整定值：根据设备的额定电流和保护的要求，将低灵敏度段的整定值设置为额定电流乘以0.8。
2. 确定中灵敏度段的整定值：根据设备的额定电流和保护的要求，将中灵敏度段的整定值设置为额定电流乘以1.2。
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。
线路三段式电流保护
实验一三段式电流保护一、传统电磁型继电器三段式电流保护（1）实验目的1．掌握无时限电流速断保护、带时限电流速断保护及过电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。
2．理解输电线路阶段式电流保护的原理图、展开图及保护装置中各继电器的功用。
（2）实验原理1．阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。
例如用于“线路－变压器组”保护时，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。
又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区。
图1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。
在只有一个电源的辐射式单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图2.11-1。
XL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。
第Ⅱ段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路X L-2的一部分，其动作时限为t1II= t2I+△t。
无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-1的主保护。
第Ⅲ段为定时限过电流保护，保护范围包括X L-1及XL-2全部，其动作时限为t1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III=t2III+△t ，t2III为线路XL-2的过电流保护的动作时限。
三段式电流保护的整定及计算
三段式电流保护的整定及计算一、引言电流保护是电力系统中非常重要的一项保护措施，它能够有效地保护电力设备和电路免受过载和短路等故障的损害。
而三段式电流保护是一种常用的保护方式，通过设置三个不同的整定值，在不同故障情况下分别触发保护动作，提高了保护的精确性和可靠性。
本文将介绍三段式电流保护的整定及计算方法。
二、三段式电流保护的整定方法1. 第一段整定值的确定第一段整定值通常用于检测系统中的过载情况，其整定值应根据所保护设备的额定电流和短时过载能力来确定。
一般情况下，第一段整定值可取设备的额定电流的 1.2倍，以确保设备在短时间内的过载情况下能够正常运行。
2. 第二段整定值的确定第二段整定值主要用于检测系统中的短路故障，其整定值应根据所保护设备的额定电流和短路能力来确定。
一般情况下，第二段整定值可取设备的额定电流的2倍，以确保设备在短路故障发生时能够及时切断电路，保护设备的安全运行。
3. 第三段整定值的确定第三段整定值主要用于检测系统中的严重短路故障，其整定值应根据所保护设备的额定电流和系统的最大短路电流来确定。
一般情况下，第三段整定值可取系统最大短路电流的 1.5倍，以确保设备在严重短路故障发生时能够迅速切断电路，有效地保护电力系统的安全运行。
三、三段式电流保护的计算方法1. 第一段整定值的计算第一段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和短时过载能力来进行。
例如，某设备的额定电流为100A，短时过载能力为150A，那么第一段整定值可取100A×1.2=120A。
2. 第二段整定值的计算第二段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和短路能力来进行。
例如，某设备的额定电流为100A，短路能力为5000A，那么第二段整定值可取100A×2=200A。
3. 第三段整定值的计算第三段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和系统的最大短路电流来进行。
例如，某设备的额定电流为100A，系统的最大短路电流为10000A，那么第三段整定值可取10000A×1.5=15000A。
三段式过流保护的原理及其整定值
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=0s3、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。
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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 。
KLm ）计算（校验）
(2) 保护范围（灵敏
度
Lb% ＞（ 15%~20% ）时，为合《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相
对值乎要求，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。