三段电流保护整定实例PPT课件
短路电流计算及保护整定ppt课件
可见，影响负荷电流大小的要素很多，要准确确定实践运转负荷和电 流的大小是相当困难的，至少目前还没有准确的科学实际。最好以实 测数据分析为准。分析运转数据后可反推出需用系数为计算所运用， 也为矿井下一步类似区域的供电设计作参考根据。
限时限速断维护〔II段〕、定时限过流维护〔III段〕相配合构成的一整 套维护。 最大运转方式——在被维护线路末端发生短路时，系统阻抗最小，而经 过维护安装的短路电流为最大的运转方式。 最小运转方式——在被维护线路末端发生短路时，系统阻抗最大，而经 过维护安装的短路电流为最小的运转方式。 利用电力系统正常运转和缺点时参数的差别，可以构成哪些不同原理的 继电维护： (1)反响电流增大而动作的过电流维护； (2)反响电压降低而 动作的低电压维护；(3)反响缺点点到维护安装处间隔的间隔维护；(4) 线路内部缺点时，线路两端电流相位发生变化的差动维护。
近后备——当主维护回绝动作时，有本设备或线路的另一套维护实现后 备；当断路器回绝动作时，由断路器失灵维护实现后备。
2.2.1 几个概念
反时限维护——安装启动后其动作时限随着作用量增大反而减小的一种 维护。如运用于电动机过载维护的反时限过流维护。
定时限维护——安装启动后其动作时限与作用量大小无关的一种维护。 三段式过流维护——由电流速断维护〔 I段，也叫无时限速断维护〕、
功
率时，那么为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和。
对于存在两回断路器的挪动变压器，应据每回路所接负荷情况分别对两 回路的维护器根进展整定。
三段式电流保护
三段式电流保护一、 电流速断保护（第I 段）图1 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'.1dz I 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..max d B I ，即：'.1..max dz d B I I >（1-1）引入可靠系数' 1.2~1.3k K =，则上式即可写为：''.1..max dz k d B I K I =∙（1-2）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..max d C I ，即：''.2..max dz k d C I K I =∙（1-3）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' 1.2~1.31k K =>，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。
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。
三段式电流保护整定计算实例
三段式电流保护整定计算实例假设有一台变压器，其额定容量为10MVA，额定电压为10kV/400V，接线形式为YNyn0，额定电流为1000A。
现在需要对该变压器进行三段式电流保护的整定计算。
第一步是计算额定电压下的一次电流。
根据变压器的额定容量和额定电压，可以得到一次电流的公式为：I1=S/(3×U1)其中，I1为一次电流，S为变压器的额定容量，U1为变压器的高压侧额定电压。
将数据代入计算，得到一次电流I1的数值：I1=10M/(3×10k)=333.33A第二步是计算三段式电流保护的整定值。
一般情况下，三段式电流保护根据阻抗保护和方向保护进行整定。
阻抗保护整定时，通常设置不同的电流整定值和时间延迟，将整定值和时间延迟作为参数进行计算。
根据实际情况，假设保护整定参数如下：-第一段电流整定值：300A，时间延迟：0.1s-第二段电流整定值：600A，时间延迟：0.2s-第三段电流整定值：900A，时间延迟：0.3s根据整定参数，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。
计算结果如下：-第一段整定值：0.1×333.33=33.33A-第二段整定值：0.2×333.33=66.67A-第三段整定值：0.3×333.33=100A第三步是计算方向保护的整定值。
方向保护用于判断故障方向，需要根据实际情况进行整定。
一般情况下，方向保护整定值设置为一次电流的一定百分比。
假设方向保护整定值为20%。
根据方向保护的整定值，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。
-方向保护整定值：0.2×333.33=66.67A综上所述，该变压器的三段式电流保护整定值为：-第一段整定值：33.33A，时间延迟：0.1s-第二段整定值：66.67A，时间延迟：0.2s-第三段整定值：100A，时间延迟：0.3s-方向保护整定值：66.67A需要注意的是，这只是一个示例，实际的整定计算可能涉及更多的参数和考虑因素。
三段式电流保护整定计算实例
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，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。
试对AB 线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。
其中25.1=I relK ，15.1=II rel K ，15.1=III rel K ，85.0=re K整定计算：① 保护1的Ⅰ段定值计算)(1590)4.0*204.5(337)(31min .)3(max .A l X X E I s skB =+=+=)(1990159025.1)3(max ,1A I K I kB I rel I op =⨯==工程实践中，还应根据保护安装处TA 变比，折算出电流继电器的动作值，以便于设定。
按躲过变压器低压侧母线短路电流整定:选上述计算较大值为动作电流计算值.最小保护范围的校验：=满足要求②保护1的Ⅱ段限时电流速断保护与相邻线路瞬时电流速断保护配合)(105084025.12A I I op =⨯==×=1210A选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间。
灵敏系数校验：可见，如与相邻线路配合，将不满足要求，改为与变压器配合。
③保护1的Ⅲ段定限时过电流保护按躲过AB 线路最大负荷电流整定：)(6.3069.010353105.985.03.115.136max 1.A I K K K I L re ss III rel IIIop =⨯⨯⨯⨯⨯⨯== =动作时限按阶梯原则推。
此处假定BC 段保护最大时限为，T1上保护动作最大时限为，则该保护的动作时限为+=。
灵敏度校验：近后备时：B 母线最小短路电流：)(1160)4.0*209.7(237)(3231max .)2(min .A l X X E I s s kB =+⨯=+⨯= )5.1~3.1(78.36.30611601.)2(min ..>===III op B K sen I I K 远后备时：C 母线最小短路电流为：2.197.16.3066601.)2(min ..>===III op c k sen I I K。
电力系统继电保护原理PPT 2-1三段电流保护
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
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线路短，保 护范围内始 端和末端电 流差别不大
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终端采用线 路-变压器接 线方式，保
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当电路网络中任意点发生三相或两相断路故障时， 其短路工频周期分量近似计算为：
IⅠop
IⅠ set.1
nTA
Kcon
其中 nTA是电流互感器变比。 Kcon 是接线系数，一般取1.0。
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保护范围的校验
保护范围：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的 短路电流对应的短路点区域。最小的保护范围为在系统最小 运行方式下两相短路时出现。
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三段式电流保护(ppt)
一、无时限电流速断保护（I段）
无时限电流速断保护，它是仅反映电流的增 大，瞬时动作的电流保护，也称瞬时电流速 断保护、Ⅰ段保护。
图形符号 I＞
（1）动作电流
E A
~G 1 L1
BK
C
2
L2
3
保护动作电流按躲过本级线路末端短路时的最大短
1。特点：
三段式保护 Ⅰ段瞬时速断保护 Ⅱ段延时速断保护 Ⅲ段定时限过流保护
保护范围 灵敏度
本线路前段 最低
本线路全长、下一电 路前段
次之
本线路到相邻线路全长 最高
作用 动作时间 选择性保证 整定电流
主保护 0 整定电流
KK IdBmax
运行方式
大、尤其是短线路
主保护 0.5～1s 整定电流与时间
Idz1KK Id z2
三段式电流保护 (ppt)
三段式电流保护
单电源线路三段式电流保护
I段：无时限电流速断保护 II段：限时电流速断保护 III段：定时限过电流保护
单侧电源网络相间短路的电流保护 原理图
阅读展开图时，应按先交流后直流， 由上而下、从左至右的顺序
原理图
(b) 展开图
(c) 展开图
任 一段保护动作于断路器跳闸的同时，均有相应的信号继电器掉牌，并发出信号，以
+
3 KM
-
7 KT
-
12 KT
-
1 KA 2 KA
5 KA 6 KA
9 KA 10 KA 11 KA
TAa
TAc
三段式电流保护的原理接线图
演示
E A K1
~G
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。
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K ss
K re
I
L.
m
=794.12(A)
ax
8
(2) 灵敏度校验： 近后备保护 ：Ksen
I (2) d Bm in
I
'' op
=1.26>1.2
符合要求
远后备保护： Ksen
I (2) d Cm in I ''' op
=3.87>1.5
符合要求
(3) 动作时限：
t ''' 1
1250=1950(A)
5
（2）灵敏度校验：
(2)
I dBm in
K sen
''
I op
3 3550
2 1950
=1.58>1.5
（3）动作时限
t
'' 1
t
' 2
t
0.5s
符合要求
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3.定时限电流保护整定计算
（1）起动电流：
I ''' op
K
''' rel
三段式电流保护整定实例
1
如下图所示网络，试对保护1进行电流速断，限时电 流速断和定时限过电流保护整定计算（起动电流，动作时 限和灵敏系数），并画出时限特性曲线。（计算电压取 115KV）。
2
解： 1、对保护1进行电流速断保护的整定计算
（1）起动电流
I' op1
K' rel
I d(3B) max=1.33780=4914
t4
t
t
2s
9
时限特性曲线
返1回0
习题：
在下图所示的网络中，试对线路AB进行三段式电流保护 的整定计算。
已知线路的最大负荷电流IL.max=100A，电流互感器变比 为300/5，保护2的过电流保护动作时间为2.2S,母线A.B.C 等处短路时流经线路AB的三相短路电流计算值如下表所 示(单位:KA)
(A)
取1.3
3
（2）动作时限： t=0s
4
2.限时电流速断保护的整定计算
（1）起动电流：
I '' op1
K '' rel
I' op2
I' op2
K I '
(3)
rel dCmax
I '' op1
K '' rel
K' rel
I (3) d Cm a x Nhomakorabea=1.21.3
短路点
A
B
C
最大运行方式 5.34 1.525 0.562
最小运行方式 4.27 1.424 0.548
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