继电保护三段式电流保护接线图
实验三 三段式电流保护实验
实验三三段式电流保护实验【实验名称】三段式电流保护实验【实验目的】1.掌握无时限电流速断保护、限时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及保护装置中各继电器的功用；3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。
【预习要点】1.复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关知识。
2.根据给定技术参数，对三段式电流保护参数进行计算与整定。
【实验仪器设备】【实验原理】1．无时限电流速断保护三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。
在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位置不同而变化。
在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大，短路电流最小。
短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。
图3-1曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时，线路各点短路电流变化的曲线；曲线2则为最小运行方式下两相短路时，短路电流变化的曲线。
图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围由于本线路末端f1点短路和下一线路始端的f2点短路时，其短路电流几乎是相等的（因f1离f2很近，两点间的阻抗约为零）。
如果要求在被保护线路的末端短路时，保护装置能够动作，那么，在下一线路始端短路时，保护装置不可避免地也将动作。
这样，就不能保证应有的选择性。
为了保证保护动作的选择性，将保护范围严格地限制在本线路以内，就应使保护的动作电流I op1.1（为保护1的动作电流折算到一次电路的值）大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流I f.B.max，即I op1.1 I f.b.max，I op1.1=K rel I f.b.max式中，K rel—可靠系数，当采用电磁型电流继电器时，取K rel=1.2~1.3。
显然，保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证在其他各种运行方式和短路类型下，其保护范围均不至于超出本线路范围。
3三段式电流保护(2)
五、应用
三相星形接线：发电机、变压器等（要求较高的可 靠性和灵敏性）。 两相星形接线：中性点直接接地电网和非直接接地 电网中。
海南东方风力发电厂（图）
3.6 电流、电压联锁速断保护
一、电压保护特点
基本内容
二、电流、电压连锁速断保护
一、电压保护特点
E
M
发生短路时，母
线电压下降，低
Zs
U
N
2QF
一、工作原理
二、整定计算
二、整定计算 若灵敏性不满足要求，与相邻线路第Ⅱ段配合（有 时还采用降低动作电流的方法来提高其灵敏度）。 此时： I act.1＝Krel I act.2 动作电流： 动作时间：t1 t 2 t 式中： I Ⅱ .2 ——线路LBC限时电流速断保护的动作电 act 流； tⅡ ——线路LBC限时电流速断保护的动作时间。 2 显然，动作时限增大了，但灵敏度却提高了，而且 仍保证了动作的选择性。
1QF
UK
电压保护由母线
电压构成判据。 整定方法如图。
UK IK
最大运行方式
U act
最小运行方式
( U K2.)min
最大保护区 最小保护区
M
低电压保护整定
N
L
一、电压保护特点 电压保护具有以下特点： 1．母线电压变化规律与短路电流相反，故障点距离 电源越近，母线电压越低；母线电压水平越低，保护 区越长。 2．最大运行方式下短路电流较大，母线电压水平高， 电压保护的保护区缩短。 3．仅由母线电压不能判别母线上哪一条线路故障， 电压保护无法单独用于线路保护。
一、工作原理
一、工作原理
仅反应电流 增大而能瞬 时动作切除 故障的保护， 称为电流速 断保护，也 称为无时限 电流速断保 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。
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。
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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任务2三段式电流保护
3.工作原理
发生短路时，流过保护安装地点的短路电流为：
E (3) I X Xl d.max
x
s.m in
1
I (2) d.min
3 Ex 2 Xs.maxX1l
结论：流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置 变化， 且与系统的运行方式和短路类型有关。
编辑ppt
12
4. 整定计算
动作电流的整定
2、线路故障，电流为Ik，当IK≥Iop·K ，KA动作， KA触点闭合→起动→ KM→KM动作→KM触点闭 合→接通跳闸回路（+ →KM触点→KS线圈 →QF1 →YT →-），QF跳闸，同时KS发信号。
3、故障切除后，KA反回，KM反回，保护反回。
KM的作用？
保护是否动作，关键是KA是否动作，即看短路电
流过本保护的短路电流值。
写出保护2的动作电流计编辑算ppt 公式。
13
▪ 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
I K I(3) oper relK.N.max
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。
编辑ppt
10
当系统运行方式变化很大，或者保护线路的长 度很短时，无时限电流速断保护的灵敏度就会 不满足要求甚至没有保护范围，此保护不宜使 用，此时可采用无时限电流电压联锁速断保护。 电流电压联锁速断保护是采用电流、电压元件 相互闭锁实现的保护，只要有一个元件不动作， 保护即被闭锁。
编辑ppt
11
流的大小是否满足动作编条辑pp件t IK≥Iop·K
19
电流速断保护装置为什么要加中间继电器？
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。
继电保护二 三段式电流保护
整定值应选取(1),(2)中较大者。 如按照条件(2)整定将使起动电流过大，因而保护范围缩小 时，应使保护装置的动作时间大于断路器三相不同期合闸 的时间(约0．1s) ，则可以不考虑 三相不同时合闸时，相当于出现纵向不对称故障，则必 然出现不对称序分量。
(附）纵向不对称故障分析
(3)当线路上采用单相自动重合闸时，躲非全相运行期 间振荡所造成的最大零序电流整定
电力系统继电保护
——华图乔老师
主要考点：
1.电流继电器的原理及相关概念 2.三段式电流保护的基本原理、整定计算（原则）、灵敏度校验 3.三段式电流保护的接线 4.方向性电流保护基本原理、方向元件设置原则 5.接地故障时零序分量的分布特点 6.零序分量的获取方法 7.三段式零序电流保护原理、整定计算（原则）、灵敏度校验
问题3.相间三段式电流保护的接线
三段式电流保护接线图
三段式电流保护接线图
低压线路保护逻辑框图
Ⅲ Ⅲ
问题5 方向性电流保护 1.双侧电源系统示例及其保护动作分析
按照选择性要求,应由保护区3,4切除故障
I , I I 如果：电流速断定值 I set . 2 m set . 5 n 则电流速断保护2，5误动
问题1 电流继电器 是实现电流保护的基本元件，也是简单继电器的典型
主要特性。 以P代表继电器动作的逻辑状态 继电器动作：P=1 （逻辑“1”） 继电器返回：P=0 （逻辑“0” ） 概念：1）电流继电器动作电流：Idz.j 2）电流继电器返回电流：Ifh.j
• 继电特性
• 继电器的动作明确干脆， 不可能停留在某一个中间位置 保证其动作确切可靠
4、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。 III
继电保护第5章
二、零序电流滤过器接线和零 序电流互感器接线
零序电流互感器接线
零序电流滤过器接线
零序电压滤过器 接线
三、接地短路保护安装处零序 电压与零序电流的相位关系
当保护1正向K1点发生接地故障时， 取保护安装点零序电流参考方向为由 母线指向线路，零序电压参考方向由 母线指向地。 U 0 . 1 I 0. 1 Z
第五章的内容
• 第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率 • 第二节中性点直接接地电网的零序电流保 护 • 第三节 中性点直接接地电网的零序方向电 流保护 • 第四节 中性点非直接接地电网的接地保护 • 第五节 对电网接地保护的评价和应用
第一节 中性点直接接地电网接地短路时的 零序电压、零序电流和零序功率
UK0
UK0
二、零序电压滤过器
• 零序功率方向继电器需要输入保护处的零 序电流和零序电压，零序电流可通过零序 电流滤过器提供，零序电压则由零序电压滤过
器提供。 • 零序电压滤过器由三个单相电压互感器构成或由 三相五柱式电压互感器构成，电压互感器一次侧 的三相绕组接成星形接线并将中性点接地，接于 被保护线路母线上，二次侧三相绕组接成开口三 角形，其端子m、n上的电压与一次系统的三倍零 序电压成正比，即Umn=Ua+Ub+Uc=（UA+UB+UC） /KTV=3U0/KTV。
•
0r
0T 1
U 0 1 I 0 1 ( Z 0 L Z 0 T 2 ) I 0 1 Z 0
三、接地短路保护安装处零序电 压与零序电流的相位关系
U 01 I 01 ( Z 0 L Z 0T 2 ) I 01 Z 0
继电保护三段式保护
姓名：李鑫学号：32112117班级：电气121成绩：实验四（单侧电源辐射式输电线路）三段式电流保护一、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。
3、掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。
二、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。
图4-1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合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4-1。
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XL-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XL-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。