三段式电流保护
三段式电流保护(通用教材)
由三相五柱电压互感器组成
中性点直接接地系统的接地 保护
零序电流保护 零序方向电流保护
零序电流保护
零序电流速断保护的整定原则 (1)零序I段的动作电流应躲过被保护线路末端发生单相或两
相接地短路时可能出现的最大零序电流。 (2)躲过由于断路器三相触头不同时合闸所出现的最大零序
电流。 (3)在220kV及以上电压等级的电网中，当采用单相或综合
影响阻抗继电器正确工作的因素及克服方法
电力系统振荡的影响及振荡闭锁回路 电力系统振荡
影响阻抗继电器正确工作的因素及克服方法
振荡闭锁 电力系统发生振荡和短路时的主要区别 振荡时，电流和各点电压的幅值均呈现周期性变化而短路后，短路电
而短路时，电流是突然增
动作时限的整定
构成
灵当敏过系 电数流(保K护sen作)的为校本验线路的t2I主II保护t时1II，I 要求Kt sen
≥
1.3~1.5；
当作为相邻线路的后备保护时，要求Ksen ≥ 1.2。
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。
绝缘监视装置
绝缘监视装置
零序电流保护
当发生单相接地时，故障线路的零序电流是所有非故 障元件的零序电流之和，故障线路零序电流比非故障 线路大，利用这个特点可以构成零序电流保护。保护 装置通过零序电流互感器取得零序电流，电流继电器 用来反映零序电流的大小并动作于信号。
零序功率方向保护
利用故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点， 可以构成有选择性的零序功率方向保护，发生接地故 障时，故障线路的零序电流滞后于零序电压90°，若 使零序功率方向继电器的最大灵敏角为，则此时保护 装置灵敏动作。非故障线路的零序电流超前零序电压 90°，零序电流落人非动作区，保护不动作。
三段式电流保护原理
三段式电流保护原理电路中的电流保护是非常重要的，它可以避免电路中的电流过载或短路而导致的设备损坏或人身安全问题。
在电力系统中，电流保护更是必不可少的，因为电力系统中的电流非常大，一旦发生故障，后果将不堪设想。
为了保护电力系统中的设备和人员安全，电力系统中采用了三段式电流保护原理。
三段式电流保护原理是指将电流保护分为三段，每一段都有自己的保护方法和保护措施，以确保电路的稳定和安全运行。
下面将详细介绍三段式电流保护原理的具体内容。
第一段电流保护：瞬时电流保护瞬时电流保护是指在电路中，当电流超过设定值时，立即进行保护。
这种保护方式主要是通过电流互感器和电流保护器来实现的。
电流互感器是一种用于测量电流的传感器，它可以将电路中的电流转换为与之成正比的电压信号，然后将这个信号输入到电流保护器中进行处理。
电流保护器根据设定的电流阈值进行比较，如果电流超过设定值，就会触发保护动作，以避免电路中的电流过载或短路。
第二段电流保护：时间电流保护时间电流保护是指在电路中，当电流超过设定值并持续一定时间时，进行保护。
这种保护方式主要是通过时间电流继电器来实现的。
时间电流继电器是一种用于测量电流和时间的继电器，它可以根据设定的电流和时间阈值进行比较，如果电流超过设定值并持续一定时间，就会触发保护动作，以避免电路中的电流过载或短路。
第三段电流保护：差动电流保护差动电流保护是指在电路中，通过比较电路两端的电流差异来进行保护。
这种保护方式主要是通过差动电流继电器来实现的。
差动电流继电器可以测量电路两端的电流，并将它们进行比较，如果电流差异超过设定值，就会触发保护动作，以避免电路中的电流过载或短路。
综上所述，三段式电流保护原理是一种非常有效的电流保护方法，它可以确保电路的稳定和安全运行。
在电力系统中，三段式电流保护原理是必不可少的，因为它可以避免电力系统中的电流过载或短路而导致的设备损坏或人身安全问题。
因此，我们应该认真学习和掌握三段式电流保护原理，以确保电路的安全和可靠运行。
三段式电流保护
三段式电流保护电流速断、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。
电流速断保护当输电线路发生严重故障时，将会产生很大的故障电流，故障点距离电源愈近，短路电流就愈大。
电流速断保护就是反应电流升高而不带时限动作的一种电流保护，但电流速断保护不能保护线路的全长。
根据继电保护速动性的要求，电流速断保护的动作时限为瞬时动作，任一相电流大于整定值，保护就会跳闸并发信号。
电流速断保护原理逻辑图如下电流限时速断保护由于电流速断保护（无时限）不能保护线路全长，因此需要增加带时限的电流速断保护，用以保护线路的其余部分的故障，并作为电流速断保护的后备保护。
其保护范围不仅包括线路全长，而且深入到相邻线路的无时限保护区一部分。
电流限时速断保护的动作时限应与电流速断保护相配合。
当任一相电流大于整定值并超过整定延时，保护跳闸并发信号。
电流限时速断保护原理逻辑图如下：图1-2 电流限时速断保护原理逻辑图过电流保护原理电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。
当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路三段式电流保护整体图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。
三段式电流保护的区别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。
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
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%。
三段式电流速断保护
1.25 954
1198 A
1 lmin Z1
3 2
ES I oIp
ZS .max
1 0.4
3 2
37 / 3 1198
9
16.3km
8km
想一想
还能够采 用什么措 施计算？
电力系统继电保护
电流保护
第三节 时限电流速断保护
（specified time current quick-break protection）
K sen
I (2) k .B.min I II op .1
1.3
1.5
若敏捷系数不满足要求， 改为与下一线路II段配合
I II op .1
K II rel
I II op .2
t1II t2II t
降低动作电 流
电力系统继电保护
5.单相原理图
QF
TQ
QF1
信号
KA I KT t KS
TA
电流保护
xT
U
k
%
U
2 av
100 SN
7.5 372
100 7.5
13.69
电力系统继电保护
A1
~
B2
电流保护
Ck
I (3) k .C .max
ES xS .min xAB xT
37 / 3 0.954kA 5.5 3.2 13.69
I
I op
KI rel
I (3) k .C .max
找一 找
与I段 保护 单相 原理 图旳 区别？
电力系统继电保护
电流保护
第三节 定时限过电流保护
（specified time over-current protection）
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。
三段式电流保护
L1
QF2
B
QF5 L2
C
QF6
t
t
t1
l 采用阶梯性原则的目的：保证保护动作的选择性， 尽量缩小停电范围。 5、灵敏度校验 I
t2
t t3
K sen
K min
I act
近后备：本线末端最小短路电流。Ksen>1.3~1.5 远后备：下及线路末端最小短路电流。Ksen>1.2
四、限时电流速断保护
1、作用：快速切除本线瞬时速断保护保护范围外的故障。 2、要求：能保护本线全长。动作时间尽量短。
3、整定计算：
A
QF1 L1 QF2
B
QF5 L2C QF6
I a ct1 I
I act2
I a ct1 K I
I rel act2
Krel 1.1 ~ 1.2
1.1 电网的电流保护
设备发生短路故障时，流入设 备的电流增大，利用这个特点构成 的保护。
1、瞬时电流速断保护
1、作用：快速切除设备和线路故障。 2、原理接线 QF
+ KA I LT + KM
QF1
信号 + KS
TA
-
整定原则：躲过本线路末端最大短路电流。
A I
QF1 L1 QF2
B
QF5 L2
六、三段式过流保护 瞬时速断、时限速断、定时限过电流保护组合构成的保 护装置。 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。 1、三段式电流保护各段保护范围及时限的配合 A
QF1 L1 QF2
B
QF5 L2
C
QF6
L1首端故障， L1的三段保护均启动，速断保护动作。
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考虑下一线路为短线路
长距离重负荷线路低（最 小短路电流小、而整定电 流大）灵敏度降低
26
2. 接线举例:
(1)完全星形接线
27
(2)不完全星形接线
28
五、三段式电流保护
QF YT
+
4 KS
信号
+
8 KS
信号
+
+
信号
+
3 KM
13 KS
+
+
5 KA
7 KT
9 KA
12 KT
-
1 KA
2 KA
6 KA
2 KA
6 KA
10 KA
13 KA
TAa
TAc 三段式电流保护的原理接线图
返回
A E
~
QF
G
1
K2 B
L1
I 1
YT
2
C L2
53
3
l
+
4 KS
信号
+
8 KS
信号
+
+
信号
+
3 KM
12 KS
+
+
5 KA
7 KT
9 KA
11 KT
-
1 KA
2 KA
6 KA
10 KA
13 KA
TAa
TAc 三段式电流保护的原理接线图
信号
+
KT t
+
KS
定时限过电流保护的单相原理接线
-
24
(6)优缺点
优点：保护范围大，既能保护本线路的全 长，又能作为相邻线路的后备保护。
缺点：动作时间较长，速动性差。
四、三段式电流保护的特点及应用
1。特点：
三段式保护 Ⅰ段瞬时速断保护
保护范围 灵敏度 本线路前段 最低
25
Ⅱ段延时速断保护
本线路全长、下一电 路前段 次之
灵敏系数K sen 保护范围长度 100% 被保护线路全长
最小保护范围不应小于被保护线路全
要 求
长的（15~20）%；最大保护范围不应
小于被保护线路全长的50%。
10
(5)单相原理接线
YT QF
+ KA TA I + KM + KS
信号
无时限电流速断保护的单相原理接线
演示
11
(6)优缺点
优点：简单可靠，动作迅速。
A E
~
QF
G
1
K2 B
L1
I 1
YT
2
C L2
54
3
l
+
4 KS
信号
+
8 KS
信号
+
+
信号
+
3 KM
12 KS
+
+
5 KA
7 KT
9 KA
11 KT
-
1 KA
2 KA
6 KA
10 KA
13 KA
TAa
TAc 三段式电流保护的原理接线图
A E
~
QF
G
1
K2 B
L1
I 1
YT
2
C L2
55
~
G
t
t
I 1
t1II
t
t 2I
II t2
l
17
(4)灵敏性校验
E
A 1 L1
B 2 L2
C 3 L3
~
G
灵敏系数：
K sen
I kB.min II ≥1.3~1.5 I act1
II II II I act1 K rel I act2 II II t1 t 2 t
33
A E
~
QF
G
1
K1
B L1
2
C L2
3
l
I 1
YT
+ KA TA I + KM + KS
信号
无时限电流速断保护的单相原理接线
34
A E
~
QF
G
1
K1
B L1
2
C L2
3
l
I 1
YT
+ KA TA I + KM + KS
信号
无时限电流速断保护的单相原理接线
返回
A E
~
QF
G
1
K1
I act1 I kBmax I
I act1
I 引入可靠系数 K rel ：
K I
I rel kBmax
一般取1.2~1.3
7
（2）保护范围
E
A 1 L1
N1
B 2
M1
~
Ik
G
L2
N
M
I
I act1
l min lmax
I kBmax
I k .max I k . min
l
8
（2）保护范围：线路的首段（存在死区）
E
A 1 L1
N1
B 2
M1
~
Ik
1
G
L2
曲线1为最大运行方式下的三相短路电流 曲线2为最小运行方式下的三相短路电流 直线3为保护动作值
2 N M 死区 死区
3
I
I act1
15%-25% l min
lmax 50%
5 0 %
I kBmax
I k .max I k . min
l
9
(3)动作时限 实际上为保护的固有动作时间。 (4)灵敏度校验
当灵敏系数校验不能满足要求时，可考虑与相邻下一 线路的限时电流速断保护配合：
18
(5)单相原理接线
YT QF
+
KA TA I
信号
+
KT t
+
KS
限时电流速断保护的单相原理接线
演示
19
(6)优缺点
优点：能保护本线路全长，且动作时限较短。 缺点：不能做相邻下一线路的后备保护。
A 1 L1 B 2 L2 C 3
A E
~
QF
G
1
K1
B
L1
I 1
2
C L2
40
3
l
YT
+
KA TA I
信号
+
KT t
+
KS
限时电流速断保护的单相原理接线
A E
~
QF
G
1
K2
B L1
2
C L2
41
3
l
I 1
YT
+
KA TA I
信号
+
KT t
+
KS
限时电流速断保护的单相原理接线
A E
~
QF
G
1
K2
B L1
2
C L2
42
4
阶段式电流保护的应用及评价
1. 阶段式电流保护的构成 无时限电流速断保护、限时电流速断保护和过电流 保护都是反应于电流增大而动作的保护，它们之间的 区别主要在于按照不同的原则来整定动作电流。 实际应用 (1)电流速断保护+定时限过电流保护 (2)限时电流速断保护+定时限过电流保护 (3) 三者同时采用。
+
4 KS
信号
+
8 KS
信号
+
+
信号
+
3 KM
12 KS
+
+
5 KA
7 KT
9 KA
11 KT
-
1 KA
2 KA
6 KA
10 KA
13 KA
TAa
TAc 三段式电流保护的原理接线图
A E
~
QF
G
1
K1
B
L1
I 1
YT
2
C L2
51
3
l
+
4 KS
信号
+
8 KS
信号
+
+
信号
+
3 KM
12 KS
+
+
22
(2)保护范围
(3)动作时限
A E
本线路的全长和相邻下一线路 的全长。
III III t2 t3 t
t
III 1
t
C
III 2
t
K1
~
G
1
K3 B
L1
2
K2
L2
3 L3
t
t
t1III t
III 2
阶梯时限特性
t
t3III
l
23
(4)单相原理接线
YT QF
+
KA TA I
+
KS
限时电流速断保护的单相原理接线
A E
~
QF
G
1
K2
B L1
2
C L2
45
3
l
I 1
YT
+
KA TA I
信号
+
KT t
+
KS
限时电流速断保护的单相原理接线
返回
A E
~
QF
G
1
K1
B