输电线路三段式电流保护的构成及动作过程
输电线路三段式电流保护的构成及动作过程
来源：中电易展网时间：2011-10-27 14:11 阅读：236次
标签：断路器电流保护
(原理图)
(展开图)
线路三段式电流保护的原理接线图及展开图如图所示。
其中KA1、KA2、KS1构成第Ⅰ段瞬时电流速断;KA3、KA4、KT1、KS2构成第Ⅱ段限时电流速断;KA5、KA6、KT2、KS3构成第Ⅲ段定时限过电流。
三段保护均作用于一个公共的出口中间继电器KOM，任何一段保护动作均启动KOM，使断路器跳闸，同时相应段的信号继电器动作掉牌，值班人员便可从其掉牌指示判断是哪套保护动作，进而对故障的大概范围作出判断。
用三相试验台作微机变压器差动保护比率制动曲线变压器
关键词：变压器,必备保护差动保护是许多电气设备的必备保护，变压器的差动保护由于有变比误差和星角变换问题，相对其他电气设备的差动保护较为复杂，常规的变压器差动保护为了保证星角接线方式的变压器保护差流的平衡，一般将星侧的CT接角形，而将角侧的CT接成星形。
而现代的微机变压器差动保护已开始采用将变压器两侧CT均接成星形进入装置，由装置内部软件完成星角转换。
做常规变压器差动保护制动特性时，可用一个三相试验台通过调整角度输出两相电流，模拟区内或区外故障两侧CT的同名相的电流加入装置，分别做每相的制动特性。
如何用一个三相试验台做微机变压器差动保护比率制动曲线呢？下面以Y/△-11接线的两卷变压器为例进行说明。
假定变压器星侧二次电流为IH，角侧二次电流为IL。
确定输入装置的CT电流极性为:当一次电流流入变压器时，装置的感应电流都为正极性电流流入装置（如图1），这样在正常运行或区外故障时，星侧流入装置的电流与一次同向，角侧流入装置的电流与一次反向，但又由于星角变换而使一次星侧电流滞后角侧30度，所以最后流入装置的二次电流为星侧超前角侧150度，向量如图2，进入装置后，软件通过以下计算完成转角:请登陆:输配电设备网浏览更多信息
图2图3
即星侧电流
通过以上转换之后，两侧电流大小未变，方向相反，但由于变压器变比和CT变比问题，进入装置的两侧电流大小不相等，所以还要加上平衡系数，最后计算差电流的算法为: 经过以上运算，可以得出，在区外故障和正常运行时，装置算得的差流为零。
这就是国内微机变压器差动保护的算法。
由于星角变换由软件进行，所以在做单相比率制动特性时就不一样了。
可以看到，如果在星侧加入A相电流I，而软件却计算出星侧:
这时，要做A相比率制动特性，首先要在角侧加入C相电流，方向与星侧所加A相电流相同，大小适当，平衡掉C相差流，否则C相总能使差动保护先动作。
之后，在角侧A 相加入与星侧A相方向相反的电流，调整电流大小，就可以作出差动保护的比率制动特性曲线。
B相和C相做法与此相同。
以此类推，也可以得出其他星角接线方式的变压器的微机差动保护比率制动特性曲线的做法。
综上所述，用一个三相试验台在星侧加一相电流，在角侧加两相电流，调整适当的大小和方向，就可以做星角接线变压器的微机差动保护的比率制动特性试验。
如果是星星变压器做两侧单相
如果是三角星变压器一般保护原理是把星侧一侧电流折算到角侧两侧，三相电流分别加在星侧和角侧两相即可。
注意根号三和角度的关系
可以直接在星侧加一相电流观察下差流是什么样的直接在角侧补上两相电流即可
对于主变接线为Y/△-11接线的，如果只。
高压侧加A相电流，则低压侧要加A、C相电流(用继电保护试验仪的A相电流作为主变高压侧A相电流，用继电保护试验仪的B、C 相电流作为主变低压侧A、C相电流，且继电保护试验仪的A、B、C相电流角度分别为：0、180、0)。
我们要做主变A相差动保护试验，但如果高压侧只加A相电流，C相必然会产生差流，因此在主变低压侧除了A相要加平衡系数转变电流来验证差动方程外，在C相也要加上电流来平衡系数平衡高压侧A相在C相产生的差流。
1何谓三段式电流保护其各段是怎样获得动作选择性的
1．何谓三段式电流保护？其各段是怎样获得动作选择性的？答：由无时限电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置，称为三段式电流保护。
无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性；时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。
2．流电路中，电流的频率、电感的感抗，电容的容抗各为多少？答：在直流电路中，电流的频率为零，电感的感抗为零，电容的容抗为无穷大。
3．用接有备用电源自投装置低压起动元件的电压互感器时,应注意什么?答：应先将自投装置退出运行，然后停无压起动回路的电压互感器，以防自投装置误动作。
4．安装及大修后的电力变压器,为什么在正式投入运行前要做冲击合闸试验?冲击几次?答：新安装及大修后的电力变压器在正式投入运行前一定要做冲击合闸试验，这是为了检验变压器的绝缘强度和机械强度，校验差动保护躲过励磁涌流的性能。
新安装的设备应冲击五次，大修后设备应冲击三次。
5．导体焊接中应留意哪些问题？答：（1）应使用30W及以下的电烙铁（2）应用镊子夹住所焊的晶体管脚（3）焊接时间不能过长。
6．什么叫重合闸前加速？答：重合闸前加速保护，是当线路上（包括相邻线路）发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性动作跳闸，而后借助重合闸来纠正，这种方式称为重合闸前加速。
7．BCH-2型和BCH-1型差动继电器的特性有什么不同?答：BCH-2型和BCH-1型差动继电器中有短路线圈，其避越变压器厉磁涌流的性能优越。
BCH-1型差动继电器中有制动线圈，对其避越外部故障时不平衡电流的性能优越。
一般采用BCH-2，当外部故障电流过大而使保护灵敏度不够时，采用BCH-1。
8．安装或二次回路经变动后,变压器差动保护须做哪些工作后方可正式投运?答：新安装或二次回路经变动后的差动保护，应在变压器充电时将差动保护投入运行，带负荷前将差动保护停用，带负荷后测量负荷电流相量和继电器的差电压，正确无误后，方可将差动保护正式投入运行。
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。
4输电线路继电保护
P UICOS
(2) 接线方式
① 零度接线
对A相的功率方向继电器，加入电压UK ( U A)和电
流 IK ( IA)，则当正方向短路时
KA
arg
U A Ik1A
k1
反方向短路时，KA
arg
k
U A Ik2A
180 k2
Krel Kss K re
I lm ax
(4-12)
式中 Krel ——可靠系数，一般采用1.15~1.25；
K—ss 自起动系数，数值大于1； K—re —电流继电器的返回系数，一般采用0.85。
(2) 按选择性的要求整定过电流保护的动作时限
k2
k1
图4-8 单侧电源放射形网络中过电流保护动作时限选择说明
在一般情况下，距离保护装置由以下元件组成，其逻辑
关系
如图4-21 起动
所示。
Z
Z
t
≥1
&
出口
跳闸
Z
t
图4-21 三段式距离保护的组成元件和逻辑框图
4.3 双侧电源网络相间短路保护
在线路两侧都装上阶段式电流保护(因为两侧均有 电源)，则误动的保护都是在自己保护线路的反方向发 生故障时，由对侧电源供给的短路电流所致。
set
情况，此时为负值，如图4-13所示。
set k set
k
k set
set k
set k
k set
k set
set
k
k set
图4-11测量阻抗在圆内 图4-12 测量阻抗在圆外 图4-13 ZK超前于Zset的向量关系
图9-20 距离保护的作用原理 (a) 网络接线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(b) 时限特性
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。
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。
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。
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： 1.2 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。
继电保护三段电流保护讲解
2420 12.3 1.5 190.6
作相邻线路2的远后备保护
K se n
I (2) k .2. m in
I III oper.1
600 3.15 1.2 190.6
3.6 电流电压联锁速断保护
——采用电流电压联锁速断保护，可在不延长保护动作时间的条件下，增 加保护范围。
2. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。
1）三相三继电器完全星形接线的特点：
① 每相上均装有TA和KA、Y形接线
② KA的触点并联（或）
或
③能反映所有单相接地故障
• 接线系数:
K con
Ig I2
流入继电器电流
=1 (Y形接法)
TA的二次电流
TA
190.6 4.76A 200/5
最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)
3520 2420
740 600
310 300
动作时限为
t III 1
t III 2
t
1.5
0.5
2.0s
灵敏度校验： 作本线路的近后备保护
K sen
I (2) k .1. m in
3.6.1 电流电压联锁速断保护原理
7周2，DQ1-2
8周3，DQ4-5
7周3，DQ4-5(停课)
或 与
三相低电压继电器各触点“或”控制KM1
0.5s
灵敏度校验
K sen
I (2) k .1.min
I II oper.1
2420 2.27 1.3 1064
人人一小课线路三段式零序电流保护的构成及动作过程
分享主题分享人归档类型（请在相应类别前打√）分享目的分享内容三段式零序电流保护的原理接线如图在被保护线路的三相上分别装设型号和变比完全相同的电流互感器，将它们的二次绕组互相并联，然后接至电流继电器的线圈。
当正常运行和发生相间故障时，电网中没有零序电流，故IR=0，继电器不动作，只有发生接地故障时，才出现零序电流，如其值超过整定值，继电器就动作。
实际工作中，由于三只电流互感器的励磁特性不一致，当发生相间故障时，会造成较大的不平衡电流。
为了使保护装置在这种情况下不误动作，通常将保护的动作电流按躲过最大不平衡电流来整定。
与相间短路的电流保护相同，零序电流保护也采用阶段式保护，通常采用三段式。
目前的“四统一”保护屏则采用四段式。
图E-118为三段式零序电流保护的原理接线图。
瞬时零序电流速断（零序Ⅰ段有，由KA1、KM和KS7构成），一般取保护线路末端接地短路时，流过保护装置3倍最大零序电流3Iom的1.3倍，保护范围不小于线路全长的15%~25%。
零序Ⅱ段（由KA3、KT4和KS8构成）的整定电流，一般取下一级线路的零序Ⅰ段整定电流的1.2倍，时限0.5s，保证在本线末端单相接地时，可靠动作。
零序Ⅲ段（由KA5、KT6和KS9构成）的整定电流可取零序Ⅱ（或Ⅲ）段整定的1.2倍，或大于三相短路的最大不平衡电流，其灵敏性要求下一级末端故障时，能可靠动作。
互动提问线路三段式零序电流保护的构成有哪些部分?人人一小课线路三段式零序电流保护的构成及动作过程线路三段式零序电流保护的构成及动作过程□ 安全管理。
如事故处理学习、安全隐患排查、班组建设、制度学习等。
□ 一次设备。
SVG系统、主变系统，GIS系统、35kV系统、直流系统、400V系统等。
R 二次设备。
保护设备、综合自动化、通信设备等。
□ 管理创新。
如管理方法改善，工作流程优化，技术发明创新等。
□ 学习提升。
如学习进步，业务技能提高，思想境界提高等。
□ 其 他。