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=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。
三段式电流保护的配合原则
三段式电流保护的配合原则，其局限性表现在哪些方面？ 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。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。 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%。 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class="relatedlink">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
限时电流速断保护（第二段） 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。 定时限过电流保护（第三段） 过电流保护通常是指其起动电流按躲过最大负荷电流来整定的一种保护。它在正常运行时不起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流增大而动作，它不仅能保护线路的全长，也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。 三段式电流保护局限性： 电流速断保护：不能保护线路全长，在线路较短或运行方式变化较大时可能无保护范围。 限时电流速断保护：不能作为相邻元件的后备保护，受系统运行方式变化较大。 定时限过电流保护：动作时间长，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。
三段式过流保护
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=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。
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
距离保护整定计算例题
距离保护整定计算例题 题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ，线路阻 抗角为75 ，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5，III 段近后备 1.5，远后备 1.2。 解： 1、计算各元件参数，并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866， L= 30 2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30） Z act （30 ）= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3）整定阻抗Z III set1， set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act （30 ） =75.61， set =75 （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94
三段式定时限过流保护
三段式定时限过流保护 过流Ⅰ段保护为定时限过流保护，主要作为无时限电流速断保护，用于相间短路的主保护。过流Ⅱ段保护为阶段性相间保护后备保护，可用作限时电流速断保护、过电流保护，以满足保护选择性的要求，过流Ⅲ段保护为定时限/反时限可选过流保护，若定时限控制字投入则过流Ⅲ段按定时限动作，若反时限控制字投入则过流Ⅲ段按反时限动作。图3—1给出了定时限过流保护的逻辑框图。 图3—1过流保护逻辑框图 Idz、Tdz分别为过流保护电流启动值和延时定值。即A、B、C三相电流中一相或一相以上大于整定值Idz且持续时间大于整定延时Tdz时过流段保护动作。当整定时间为零秒时，动作时间＜30ms。过流保护动作后，在三相电流同时低于定值的93％时，保护动作复归。 “使能”是指装置某项保护功能的“投入/禁止”，如过流保护使能，即指过流保护投入。在本书中的保护原理及定值说明等部分将大量使用此术语。 3.1.2.2带复合电压的方向过流保护 带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值菜单里面选择。其逻辑框图如图3—2所示。 Ia>Ip 方向继电器使能 Ib>Ip 图3—2带复合电压的方向过流保护逻辑框图 发信、跳闸 过流保护使能 Ia>Idz Ib>Idz Ic>Idz
Ip 、Tdz 、Udz 、Ufx 分别为过流保护的电流启动值、延时时间、电压启动值、负序电压整定值。即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Ip 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流保护动作。 若需投入方向特性，则需把“方向继电器使能”投入，同时设置好方向特性，如正方向动作则负方向应拒动，反之亦然。 若需投入复合电压闭锁过流保护，则需把“复合电压启动”使能投入，同时设置好电压启动值和负序电压值。定值菜单中的“负序电压”对三段过流皆起作用。定值中Ue 为相电压二次额定值57.7V 。 3.1.2.3 带反时限的过流保护 过流保护定时限/反时限可选过流保护，同时带复合电压闭锁的方向过流保护，是否带复合电压闭锁和方向继电器可以在定值里面选择,其逻辑框图如图3—3所示。 跳闸、发信 Ia>Ip Ib>Ip Ic>Ip 图3—3 带反时限的过流保护逻辑框图 Ip 、Tdz 、Udz 、Ufx 分别为过流保护电流启动值、延时时间、电压启动值、负序电压整定值。即A 、B 、C 三相电流中一相或一相以上大于整定值Ip 且持续时间大于整定延时Tdz 时过流保护动作。 在装置中，共有四组动作时间特性方程（曲线）供用户选择使用，后三组动作方程根据IEC255-4标准和英国标准BS142制定。 1·常用反时限，T=p p T I I *2 ??? ? ? ? 2·一般反时限，T=1)(14.002.0-*p p I I T
20距离保护的整定计算实例
例3-1 在图3—48所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整定计算。已知线路AB 的最大负荷电流350max L =?I A,功率因数9.0cos =?，各线路每公里阻抗Ω=4.01Z /km ，阻抗角 70k =?，电动机的自起动系数1ss =K ,正常时母线最低工作电压min MA ?U 取等于110(9.0N N =U U kV )。 图3—48 网络接线图 解： 1.有关各元件阻抗值的计算 AB 线路的正序阻抗 Ω=?==12304.0L 1AB AB Z Z BC 线路的正序阻抗 Ω=?==24604.0L 1BC BC Z Z 变压器的等值阻抗 Ω=?=?= 1.445 .311151005.10100%2 T 2 T k T S U U Z 2．距离Ⅰ段的整定 (1)动作阻抗： Ω=?==2.101285.0rel 1.AB op Z K Z Ⅰ Ⅰ (2)动作时间：01=Ⅰ t s 3．距离Ⅱ段 (1)动作阻抗：按下列两个条件选择。 1)与相邻线路BC 的保护3(或保护5)的Ⅰ段配合 )(min b rel rel 1.op BC AB Z K K Z K Z ?+=Ⅰ ⅡⅡ 式中，取8.0,85.0rel rel ==Ⅱ ⅠK K ， min b ?K 为保护3的Ⅰ段末端发生短路时对保护
1而言的 图3-49 整定距离Ⅱ段时求min .jz K 的等值电路 最小分支系数，如图3-49所示，当保护3的Ⅰ段末端1d 点短路时， 分支系数计算式为 215.112)15.01(B A B B A 12b ???? ? ??++=+?++== X Z X Z Z X X Z X I I K AB BC BC AB 为了得出最小的分支系数min b ?K ,上式中A X 应取可能最小值，即A X 最小，而B X 应取最大可能值，而相邻双回线路应投入，因而 19.1215 .11301220min .b =??? ? ??++=K 于是 Ω=??+=''02.29)2485.019.112(8.01.dz Z 2)按躲开相邻变压器低压侧出口2d 点短路整定（在此认为变压器装有可保护变压器全部的差动保护，此原则为与该快速差动保护相配合）， )(T min .b rel 1.op Z K Z K Z AB ?+=Ⅱ Ⅱ 此处分支系数min b ?K 为在相邻变压器出口2k 点短路时对保护1的最小分支系数，由图3-53可见 Ω =?+==++=++== ?3.72)1.4407.212(7.007.2130122011.op max .B min .A 13min b ⅡZ X Z X I I K AB
三段式电流保护整定计算(答案)
4、下图所示网络，其中各条线路均装设三段式电流保护。试整定线路AB装设的三段式电流保护（计算三段式电流保护中各段动作电流、动作时限并校验灵敏性）。 s s .s x min .s x 已知:线路AB正常运行时流过的最大负荷电流为230A； B、C、D母线处发生短路故障时的最大及最小短路电流分别为A k 509 .1 )3( max . = KB I、A k 250 .1 )2( min . = KB I，A k 722 .0 )3( max . = KC I、A k 612 .0 )2( min . = KC I，A k 638 .0 )3( max . = KD I、A k 542 .0 )2( min . = KD I；整定计算使用的可靠系数：25 .1 = I rel K、1.1 = II rel K、15 .1 = III rel K； 自启动系数：5.1 A = st K；返回系数85 .0 = re K；时间级差s5.0 = ?t；并且，电流II段的灵敏度系数应大于1.2，电流III段作为远后备及近后备时的灵敏度系数应分别大于1.1、1.5。 解：对保护1的三段式电流保护进行整定计算。 （1）电流I段（瞬时电流速断保护）： 动作电流计算，kA 886 .1 509 .1 25 .1 )3( max . 1. = ? = = KB I rel I op I K I 动作时限计算，s0 1 = I t 校验灵敏性， 最小保护范围计算为： % 5. 51 % 100 ] 14 886 .1 2 3 115 3 [ 80 4.0 1 % 100 ] 2 3 [ 1 (%) max . 1. 1 min . = ? - ? ? ? ? = ? - = s I op AB p x I E l x lφ % 20 ~ 15 (%) min . > p l，可见满足要求。 （2）电流II段（限时电流速断保护）： 动作电流计算， (1)与保护2的I段配合时：kA 993 .0 ) 722 .0 25 .1( 1.1 2. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I (2)与保护3的I段配合时：kA 877 .0 ) 638 .0 25 .1( 1.1 3. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I 取大者，于是kA 993 .0 1. = II op I
三段式过电流保护
三段式过电流保护： 第Ⅰ段―――电流速断保护 第Ⅱ段―――限时电流速断保护 第Ⅲ段―――过电流保护 ①电流速断保护： 电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长（为避免失去选择性），即存在保护的死区．为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长．时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。 特点： 1.没有时限。 2.不能保护线路全长（存在死区）（一般设定为保护线路全长的85%）。 ②限时电流速断保护： 电流速断保护不能保护线路全长，故需要增加一段新的保护，用以切除本线路上速断范围以外的故障，同时也作为电流速断保护的后备保护（电流速断保护拒动，可能原因主要有测量误差，非金属性短路）（非金属性短路即存在过渡电阻，此时短路电流比金属性短路电流小，可能达不到电流速断保护的整定值）。 特点： 1.有时限，一般比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段△t，通常取0.5s。 2.能保护线路全长，要求灵敏度大于1.3～1.5。（灵敏度指保护长度比总长度，零度1即表示保护全长）。 3.电流速断保护与限时电流速断保护配合，构成一条线路的主保护，保证了全线路范围的故障都能在0.5秒内切除，在一般情况下都能满足速动要求。 ③过电流保护： 当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。一般可用熔断体（没有太大冲击电流时，即负荷中电动机容量较少）或断路器。 特点： 1.有时限。如果下一级有限时电流速断保护，则比限时电流速断保护高出一个时间 阶段（区别于定时限，过电流保护作为第三段保护时，可以使反时限：故障电流越大，动作时间越短）。 2.能保护线路全长。
三段式零序电流保护(精)
实习(实训报告 实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院: 专业、班级: 指导教师: 报告人: 学号: 时间: 2017年 1月 5日 目录 1设计题 目 ...............................................................................................................................3 2分
析设计要求 (4) 2.1设计规定 (5) 2.2本线路保护 计 .......................................................................................................................6 2.3 系统等效电路图.............................................................................. . (7) 3三段式零序电流保护整定计 算 ............................................................................................8 3.1 三段式零序电流保护中的原则 ...........................................................................................9 3.2 M侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整定 (10) 3.3 N侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整 定 (11) 4 零序电流保护评 价 ..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13 4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13 5 总 结 (1) 4 参考文 献 .......................................................................................................................................... 15 1设计题目 如图 1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:
段式电流保护的整定及计算
段式电流保护的整定及 计算 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
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～。 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Ω/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～； △t——时限级差，一般取；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～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～；
Kss——电动机自起动系 数，一般取～；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≥～ 作远后备使用时，Ksen≥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。 解：（1）短路电流计算注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。 B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为： =1590（A）
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
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 。 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。
继电保护整定计算例题
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为
三段式电流保护的设计(完整版)[1]
学号 2010 《电力系统继电保护》 课程设计 （2010届本科） 题目：三段式电流保护课程设计 学院：物理与机电工程学院 专业：电气程及其自动化 作者姓名： 指导教师：职称：教授 完成日期：年12 月26 日
目录 1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 - 1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 - 1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 - 2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ - 3 - 2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 - 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 - 2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 - 2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 - 3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 - 3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 - 3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 - 3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 - 3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 - 3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 - 4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 - 4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 - 4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 - 4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 - 4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 - 4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 - 4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 - 4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 - 5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 - 5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 - 5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 - 5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 - 6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 - 6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 - 6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 - 7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -
距离保护整定计算
本科毕业设计（论 文) 继电保护整定计算的分析与研究 —距离保护整定计算 指导老师 学号 二O一二年六月 中国南京
摘要 继电保护是电力系统安全运行的防护线,继电保护的整定计算是继电保护装置正确动作的关键。随着电力系统的快速发展，电力系统的网络构成日趋复杂,继电保护的整定也越来越复杂,而且更费时费力，也更容易出错。规范继电保护整定计算,提高继电保护整定计算水平对于减少设备事故或杜绝事故的发生具有深刻的意义。如果能成功编制一款软件，该软件能够在各种各样的系统运行方式下,根据整定原则计算出继电保护装置的整定值，使装置正确动作,那么将很大程度上减少工作人员的工作量,使工作效率大大提高。 本文以三段式距离保护为例，介绍了如何利用软件开发工具Ｍatlab编制三段式距离保护软件。主要使用了Maｔlab的GUI(图形用户界面)功能将距离保护整定计算划分成五个模块。用户通过这些模块的提示，能准确快速地计算出整个网络的继电保护装置的整定值，并且用户还可以根据系统运行方式的变化修改整定计算算法,使整定值能够适用于多种不同的运行方式,实现了整定计算过程的自动化和智能化。 【关键词】继电保护距离保护整定计算 Matｌａb
Abstract Relay ｐrotｅctioｎ is ｔｈe lｉｎe of defenｃｅｏf safetｙｏperaｔion of the ｐoｗer system.Seｔtｉnｇcalculation of relaｙprotection is ｔhe key to the ｒiｇhｔ action of relay ｐrotecｔion ｄｅｖｉces． With thｅ develｏpmｅｎt of power systｅm, pｏweｒsystem network iｓbecｏming mｏｒｅａnd more ｃomｐｌex, tｈe rel ａy protｅction ｉs becoｍiｎｇｍｏre anｄ more coｍplex, aｎd more ｔiｍｅ－ｃｏnsuminｇ and lａbｏrious, but alsｏｍore ｐrone ｔo e ｒror．Speｃificａtiｏn fｏｒ and raiｓｅ the ｌeｖel of setting calculatｉon ｏｆ relay proｔeｃtioｎhas pｒofound ｓｉgnifｉcａｎce on ｔｈe ｒeｄuctioｎ of equipment ａccidenｔ anｄ aｖｏiｄing the hａppeninｇｏf ａccideｎts．If we cａn suｃｃｅｓｓfully devｅlop a piece oｆsoftware，ｔhe softwaｒe ｃan cａlculａtｅthe ｓettiｎg values in ｖarious opｅratｉng mode of ｔhe system acｃoｒdi ｎg to ｔhe ｐｒinｃiplｅｓ of sｅtｔｉng calｃｕlaｔion of relay protection ｄeｖｉｃｅ setting vaｌｕe， so thａt the relay protｅc ｔion ｄeｖiｃeｓwiｌl aｃt coｒrectly．Ｉｔｗill ｇｒeaｔly r ｅduｃe thｅ workload of staｆf, greａｔly improvｅtｈe wｏrk ｅｆficieｎcｙ. The pａｐer tａkeｓｔhｒee sections ｄiｓtance pｒoｔeｃtion f ｏr an exaｍple anｄｉntroｄｕcｅｓhow to prｏgrａme thｅ thr ｅe seｃtionｓ distaｎcｅ pｒotｅｃｔioｎｗith ｔhｅ sofｔｗarｅ dｅvｅlｏｐinｇ tool－－Ｍatlab. The setｔing ｃalcuｌａtion of ｄistaｎce pｒoｔｅctｉoｎ is ｄiviｄed ｉnto fivｅ modulｅs by thhe mａin function of Maｔｌａb－－ＧUI （ｇraphｉcal user interfaｃe ). Through tｈｅse modulｅs tips, users cａn accurately aｎd ｑｕicｋlｙcalculate tｈｅ rｅｌay proｔｅctｉｏn device sｅttｉng ｖalｕeｓ of t ｈe entiｒe network, anｄ tｈe users caｎ alsｏchａｎｇｅｔhｅ