4.2 变压器过电流保护的整定计算：
4.2.1 DL-21CE型电流继电器
DL-21CE系列电流继电器用于电机、变压器及输电线路的过负荷与短路保护线路中，作为起动元件。
（1）DL-21CE型电流继电器有一个动合触点，动作于过电流。
（2）动作值极限误差为6%。
（3）动作时间
1.1倍实测动作值时不大于0.12s；2倍实测动作值时不大于0.04s。
（4）动作一致性不大于5%。
（5）环境温度引起的变差不大于5%。
（6）过载能力
电流继电器测定最大整定值和最小整定值两点，测最小整定值时，继电器线圈串联；测最大整定值时，继电器线圈并联，输入电流分别从最小和最大整定值上升到表4所列的相应试验电流，经5次试验，继电器的动合触点不应有不能工作的抖动，取出输入电流时不应有不返回现象，每次试验时间不大于5s。附加电阻表面温度不超过150℃。
（7）绝缘电阻不小于300 MΩ。
（8）介质强度为2kV/50Hz/1min。
（9）动作可靠性
a.当对线圈突然施加整定值的1.75倍激励量时，继电器的动合触点应无抖动地闭合；
b.当无外来的碰撞和振动，继电器的整定值在刻度盘的中值时，过电流继电器激励量为整定值的0.6倍时，继电器的动断触点应可靠闭合，动合触点应可靠断开。
c.在动作值或返回值下，继电器动作过程中的可动系统不应当停滞在中间位置。
4.2.2 过电流保护整定原则
过电流保护，其单相原理接线如图4—1 所示。保护装置的动作电流应按躲
I来整定，即
过变压器可能出现的最大负荷电流
l
.max
I set=K rel I l.max/K re=(1.2×6.93)/0.85=9.78(4-6)
式中： K rel —可靠系数，一般采用1.2~1.3；
K re —返回系数，一般采用0.85；
I l.max —变压器的最大负荷电流。
可靠系数K rel 的引入可按其字面意思理解就可以了，一般电流保护按一定的原则计算，再乘以一定的可靠系数防止保护在计算值边缘时误动，可靠系数大小的选取一般都是经验值，没有很严格的规定，大多都是1.2或1.3左右,计算准确可靠的就选小点，估算成分或不确定因素比较多的就选大点。
公式中引入返回系数K rs 的意义在于：可提高可靠性和灵敏度。因为当在最
大负荷时若出现瞬时故障（时间小于保护装置的动作时限），电流达到了整定值，继电器动作。在这种情况下若考虑到了返回系数，则当瞬时故障消失后继电器会可靠返回而不至于跳闸；若不考虑返回系数，则继电器会由最大负荷电流的存在而不能反回，导致跳闸。
4.2.3 过电流保护整定的动作时限
动作时限由变压器供电的线路保护装置的最大时限大一时限阶段，一般取0.5s —0.7s ，这里取0.5s (当过电流保护的动作时限大于0.5s 时，增设电流速断保护。
4.2.4 保护装置的灵敏校验
78
.992.3min ==OP sen I I K (4-7) 式中I min —最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流。
在被保护变压器受电侧母线上短路时，要求K sen =1.5-2.0；在后备保护范围末端短路时，要求2.1≥sen K
保护装置的动作时限应与下一级过电流保护配合，要比下一级保护中最大动作时限大一个时限级差 Δt 。
4.2.5 过电流保护整定计算
保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即 re
l rel set K I K I max .= (4-8) 考虑切除一台变压器后产生的过负荷，各台变压器容量相同时计算式为
N l I m m I 1
m a x .-= (4-9) 又因为
3N N N S U I = (4-10)
所以
KA U S I N N
N 25.85.1031503=?== (4-11)
KA I m m I N l 37.1225.81
331max .=?-=-= (4-12) KA K I K I re l rel set 46.1737.1285
.02.1max .=?==
(4-13) 应选I set =17.46kA 10．5kV 最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流为61.8238kA
min 61.8238 3.5217.719
sen OP I K I ===≥ (4-14) 故选用的保护装置满足要求
剩余电流保护装置的常见故障 1剩余电流保护装置的一般故障跳闸 1.1电源侧、分支线线路故障跳闸 剩余电流保护装置受雷击感应过电压的影响，造成故障跳闸。 低压电网中，线路绝缘子受外力撞击绝缘受损，使泄漏电流增大，引起电源侧或分支线的剩余电流保护装置跳闸。 在台风和雷雨季节，低压电网架空线断线落地，造成单相接地故障，故障电流使电源侧或分支线的剩余电流断路器跳闸。 电气线路或电气设备，由于长期超负荷运行，使绝缘下降，当电气回路中的剩余电流值，大于动作电流值时，会引起剩余电流断路器跳闸。 电气线路的中性（N）线受损，绝缘水平降低，形成了不平衡电流的分流，也会使电源侧保护装置跳闸。 1.2产品制造质量引起的故障
剩余电流保护装置的电流互感器制造过程中的平衡特性、过载特性和温度特性较差，受到外界杂散磁场影响，和自身电气线路中大功率电动机起动的影响，发生动作跳闸。 受温度、湿度影响引起的误动，在每年夏季的高温季节，温度超过+35℃时，剩余电流保护装置经常出现间隙性跳闸，由于保护装置质量差，电子线路受温度影响引起的动作跳闸。 当配电变压器有两条以上分支线路，操作其中一台剩余电流保护装置试验按钮，或其中一条被保护线路发生接地故障时，会引起另一条线路的剩余电流保护装置动作，这是保护装置自身抗干扰性能力较差，引起的动作跳闸。 对于三相电源只接两相负荷，如弧焊变压器、大功率的电焊机，起动电流比较大，当剩余电流互感器的平衡特性较差时，可会引起剩余电流保护装置频繁跳闸。 1.3选型不当而引起的动作跳闸 1.3.1电源侧或分支线剩余电流保护装置选型错误
电源侧或分支线由于选用了无延时（一般型）的剩余电流断路器，会引起动作。 在电源侧或分支线安装的剩余电流保护装置，是作为间接接触电击保护。为此应选用低灵敏度，延时（S）型或动作特性可调剩余电流保护装置，避免在单相大电流电器起动、早晚用电高峰时，因电流过大，引起电源侧或分支线剩余电流保护装置的误动作。 1.3.2分级保护选型错误 电气线路上采用剩余电流保护装置作分级保护时，由于末端保护和电源侧或分支线保护装置的动作电流和动作时间不匹配，如上下级保护的动作时间差小于0.2s、下一级保护装置的动作电流值深入到上一级保护装置，因此造成在电气线路的末端发生故障时，电源侧、分支线或末级剩余电流保护装置同时动作。 1.3.3额定剩余动作电流选择不当 电源侧或分支线剩余电流保护装置的额定剩余动作电流值选择不当，对被保护线路的剩余电流没进行测量，一般额定剩余动作电流值选择过小，在高峰负荷时，剩余电流超过额定剩余电
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
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。
例1： 如图所示电力系统网络中，系统线电压为115kV l E =，内部阻抗.max =15s Z Ω，.min =12s Z Ω， 线路每公里正序阻抗1=0.4z Ω，线路长度L AB =80m, L BC =150m, rel 1.25K =Ⅰ,rel 1.15K =Ⅱ ,试保护1 的电流I 、II 保护进行整定计算。 解：1. 保护电流I 段保护整定计算 （1） 求动作电流 set.1 rel k.B.max rel s.min AB == 1.25 1.886kA +E I K I K Z Z ?? ==Ⅰ Ⅰ Ⅰ （2） 灵敏度校验 min .max set.1111=1539.54m 0.4s L Z z ???=-?=???????? min AB 39.5410049.480 L L =?=%%%>15% 满足要求 （3） 动作时间：1 0s t =Ⅰ 2. 保护1电流II 段整定计算 （1） 求动作电流 set.2rel k.C.max rel s.min AB BC == 1.250.7980kA +E I K I K Z Z Z ? ? ==+ⅠⅠⅠ s e t .1r e l s e t .2==1.15 0.798=0.9177kA I K I ?ⅡⅡⅠ （2） 灵敏度校验 k.B.min s.max AB I k.B.min sen set.1 1.223 = ==1.331 1.30.9177I K I >Ⅱ 满足要求 （3）动作时间： 1 20.5s t t t =+?=Ⅱ Ⅰ 例2:图示网络中，线路AB 装有III 段式电流保护，线路BC 装有II 段式电流保护，均采用两相星形接线方式。计算：线路AB 各段保护动作电流和动作时限，并校验各段灵敏度。
A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。 B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。 过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。 C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定） D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。（GL－型） E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15%。另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关仪器仪表产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/3518654491.html,/
微机继电保护整定计算举例
珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19)
变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl
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
实验一过电流保护实验 一．实验目的 1．掌握过电流保护的电路原理，深入认识继电器保护自动装置的二次原理接线图和展开接线图。 2．进行实际接线操作，掌握过电流保护的整定调试和动作试验方法。 二．原理说明 电力自动化与继电保护设备称为二次设备，二次设备经导线或控制电缆以一定的方式 与其他电气 设备相连接 的电路称为 叫二次接线。 二次电路图 中的原理接 线图和展开 接线图是广 泛应用的两 种二次接线 图。它是以两 种不同的型 式表示同一 套继电保护 电路。 1.原理接线图图1-1 6～10KV线路的过电流保护原理接线图 原理接线图用来表示继电保护和自动装置的工作原理。所有的电器都以整体的形式绘在一张图上，相互联系的流回路、电压电路和直流回路都综合在一起，为了表明这种回路对一次回路的作用，将一次回路的有关部分也画在原理接线图里，这样就能对这个回路有一个明确的整体概念。图1-1表示6～10KV线路的过电流保护原理接线图，这也是最基本 的继电保护电路。
图1-2 线路过电流保护展开图 从图1-1中可以看出，整套保护装置由五只继电器组成，电流继电器KA2．KA1的线圈接于A、C两相电流互感器的二次线圈回路中，即两相两继电器式接线。当发生三相短路或任意两相短路时，流过继电器的电流超过整定值，其常开触点闭合，接通了时间继电器KT的线圈回路，直流电源电压加在时间继电器KT的线圈上，使其起动，经过一定时限后其延时触点闭合，接通信号继电器KS和保护出口中间继电器KM的线圈回路、二继电器同时起动，信号继电器KS触点闭合，发出6～10KV过流保护动作信号并自保持，中间继电器KM起动后把断路器的辅助触点和跳闸线圈YR二者串联接到直流电源中，跳闸线圈YR通电，跳闸电铁磁励磁，脱扣机构动作，使断路器跳闸，切断故障电路，断路器QF 跳闸后，辅助触点分开，切断跳闸回路。 原理接线图主要用来表示继电保护和自动装置的工作原理和构成这套装置所需要的设备，它可作为二次回路设计的原始依据。由于原理接线图上各元件之间的联系是用整体连接表示的，没有画出它们的 内部接线和引出端子的编号、回路的编号；直流仅标明电源的极性，没有标出从何熔断器下引出；信号部分在图中仅标出“至信号”，无具体接线。因此，只有原理接线图是不能进行二次回路施工的，还有其他一些二次图纸配合才可，而展开接线图就是其中的一种。 2.展开接线图 展开接线图是将整个电路图按交流电流回路、交流电压回路和直流回路分别画成几个彼此独立的部分，仪表和电器的电流线圈、电压线圈和触点要分开画在不同的回路里，为了避免混淆，属于同一元件的线圈和触点采用相同的文字符号。 展开接线图一般是分成交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等几个主要组成部分。每一部分又分成若干行，交流回路按a、b、c的相序，直流回路按继电器的动作顺序各行从上至下排列。每一行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序排列，每
电流保护：（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点） A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。 B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。 过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。 C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定） D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV 系统中常用感应型过电流继电器。（GL－型）
E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15％。另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。 概念 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。保护类型过电流保护主要包括短路保护和过载保护两种类型。短路保护的特点是整定电流大、瞬时动作。电 磁式电流脱扣器( 或 继电 器 )
第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。
因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别
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
1、保护相关设置： 本次试验的保护相关设置同“5-1 过流保护电流定值测试”。 2、试验接线： 本次试验的接线图同图3.5.2 所示。 3、过流保护时间定值测试：本次试验的具体测试方法参见第一章线路保护及测试实例中的“1-2 过流保护时间定值测试”。 5-3 过流保护方向元件测试 1、保护相关设置： （1）保护定值设置： （2）保护压板设置： 在“整定定值”里，把系统参数定值中的“I侧后备保护投入”置为“1”，把I 侧后备保护定值中的“过流I段经方向闭锁”、“过流方向指向”置为“1”；把“过流I 段经复压闭锁”、“PT断线保护投退原则”和“本侧电压退出”都置为“0”（即过流I 段保护经方向闭锁，灵敏角为45°，但不经复合电压闭锁。） 在保护屏上，仅投“投高压侧相间后备硬压板”。 2、试验接线： 本次试验的接线图同图3.5.2 所示。 3、过流保护方向元件测试：
本次试验的具体测试方法参见第一章线路保护及测试实例中的“1-3 过流保护方向元件测试”。 注意事项： 在进行测试仪参数设置时，应注意根据该方向元件采用的是正序电压，接线方式为零度接线方式，进行合理的参数设置。为避免PT 异常（PT 断线）对方向元件测试的影响，应保证在进行方向元件测试之前，PT 断线已复归。故在“交流试验”或者“状态序列”菜单里，应先给装置一个正常状态时间，一般为12.0s（大于PT 断线复归时间），复归电压设为额定电压57.735V，保证PT 断线闭锁等信号复归。 5-4 过流保护复合电压元件测试 1、保护相关设置： （1）保护定值设置： （2）保护压板设置：
在“整定定值”里，把系统参数定值中的“I侧后备保护投入”置为“1”，把I 侧后备保护定值中的“过流I段经复压闭锁”置为“1”；把“过流I段经方向闭锁”、“TV 断线保护投退原则”和“本侧电压退出”都置为“0”（即过流I段保护经复合电压闭锁，但不经方向闭锁。） 在保护屏上，仅投“投高压侧相间后备硬压板”。 2、试验接线： 本次试验的接线图同图3.5.2 所示。 3、过流保护复合电压元件测试： 本次试验的具体测试方法参见第一章线路保护及测试实例中的“1-4 过流保护复合电压闭锁值测试”。 注意事项： 该保护的复合电压指相间电压低或负序电压高，在测试“复压闭锁相间低电压”定值时，为避免负序电压高开放过流保护，建议把“复压闭锁负序相电压”定值设为最大值；同理，在测试“复压闭锁负序相电压”定值时，为避免相间电压低开放过流保护，建议把“复压闭锁相间低电压”定值设为最小值。为避免PT 异常（PT 断线）对复合电压测试的影响，应保证在进行复合电压测试之前，PT 断线已复归。故在“交流试验”或者“状态序列”菜单里，应先给装置一个正常状态时间，一般为12.0s（大于PT 断线复归时间），复归电压设为额定电压57.735V，保证PT 断线闭锁等信号复归。
简述综合保护测控装置校验 一、合上断路器柜内直流电源空气开关 1．检查装置面板上运行指示灯是否正常。 2．装置带电正常。 二、所用设备 1. 继电保护校验仪。 2. 数字式万用表。 3．电流试验导线1组，电压试验导线1组 三、核准工作 1.分别核准保护装置定值，软压板投退情况与定值单一致。 2.检查保护装置出口跳闸压板、软压板投退情况并做好记录，软压板全部退 出、做那个保护就投对应压板。 3.清除保护装置原有动作报告。 4.将需要用到的模拟量端子连片全部打开。 四、保护装置采样检查。 1. 打开电流端子连接片。 2. 打开电压端子连接片。 3在2D(交流电流回路)2D-1(K01:C01),2D-5(K01:CO5),2D-7(KO1:CO2,N121)端子上用继保仪施加二相平衡电流（1A,— 5A）检查装置电流采样精度。 5. 在2D(交流电压回路)2D-25,2D-26,2D-27,2D-23(N600)端子上用继保仪 施加三相平衡电压（57.74V）检查装置电压采样精度。 五、保护性能校验 1.速断保护 （1）根据电动机速断保护逻辑框图选择正确的(电动机保护电流)模拟量，分别在2D-10（K01:C07），2D-14(K01:C11),2D-16(K01:C08,N111)内侧端子上插入前三相(A，C，N相)电流试验导线并与继保仪连接好 （2）投入电动机速断保护软压板，并将速断保护定制改小在10 A以内。 （3）在继保仪菜单内选择交流试验单元，将前三相电流（A，C相）设定为综保装置改小后的速断电流定值，并将相位设成正序，然后按下继保仪输出开关并开始实验，看综保装置保护电流显示值是否到速断动作电流，如果过大就手动减到定值，如果过小就手动加到定值(步长一般设为0.01或0.02)，直到跳闸灯亮再观察综保装置速断保护是否可靠动作，可靠动作后记录动作电流，动作时间并将速断软压板退出。 2.过流保护 （1）根据电动机过流保护逻辑框图选择正确的(电动机保护电流)模拟量，分别在2D-10（K01:C07），2D-14(K01:C11),2D-16(K01:C08,N111)内侧端子上插入前三相(A，C，N相)电流试验导线并与继保仪连接好 （2）投入电动机过流保护软压板。 （3）在继保仪菜单内选择交流试验单元，将前三相电流（A，C相）设定为综保装置的过流保护定值，并将相位设成正序，然后按下继保仪输出开关并开始实验，看综保装置保护电流显示值是否到过流动作电流，如果过大就手动减到定值，如果过小就手动加到定值(步长一般设为0.01或0.02)，直到跳闸灯亮再观察综保装置过流保护是否可靠动作，可靠动作后记录动作电流，动作时间并将过
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）
变压器过电流保护的整定计算： DL-21CE型电流继电器 DL-21CE系列电流继电器用于电机、变压器及输电线路的过负荷与短路保护线路中，作为起动元件。 （1）DL-21CE型电流继电器有一个动合触点，动作于过电流。 （2）动作值极限误差为6%。 （3）动作时间 倍实测动作值时不大于；2倍实测动作值时不大于。 （4）动作一致性不大于5%。 （5）环境温度引起的变差不大于5%。 （6）过载能力 电流继电器测定最大整定值和最小整定值两点，测最小整定值时，继电器线圈串联；测最大整定值时，继电器线圈并联，输入电流分别从最小和最大整定值上升到表4所列的相应试验电流，经5次试验，继电器的动合触点不应有不能工作的抖动，取出输入电流时不应有不返回现象，每次试验时间不大于5s。附加电阻表面温度不超过150℃。 （7）绝缘电阻不小于300 MΩ。 （8）介质强度为2kV/50Hz/1min。 （9）动作可靠性 a.当对线圈突然施加整定值的倍激励量时，继电器的动合触点应无抖动地闭合； b.当无外来的碰撞和振动，继电器的整定值在刻度盘的中值时，过电流继电器激励量为整定值的倍时，继电器的动断触点应可靠闭合，动合触点应可靠断开。 c.在动作值或返回值下，继电器动作过程中的可动系统不应当停滞在中间位置。 过电流保护整定原则 过电流保护，其单相原理接线如图4—1 所示。保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流 .max l I来整定，即 I set =K re =×/= (4-6) 式中：K rel—可靠系数，一般采用~； K re —返回系数，一般采用；
—变压器的最大负荷电流。 可靠系数K rel 的引入可按其字面意思理解就可以了，一般电流保护按一定的 原则计算，再乘以一定的可靠系数防止保护在计算值边缘时误动，可靠系数大小的选取一般都是经验值，没有很严格的规定，大多都是或左右,计算准确可靠的就选小点，估算成分或不确定因素比较多的就选大点。 公式中引入返回系数K rs 的意义在于：可提高可靠性和灵敏度。因为当在最 大负荷时若出现瞬时故障（时间小于保护装置的动作时限），电流达到了整定值，继电器动作。在这种情况下若考虑到了返回系数，则当瞬时故障消失后继电器会可靠返回而不至于跳闸；若不考虑返回系数，则继电器会由最大负荷电流的存在而不能反回，导致跳闸。 过电流保护整定的动作时限 动作时限由变压器供电的线路保护装置的最大时限大一时限阶段，一般取—，这里取(当过电流保护的动作时限大于时，增设电流速断保护。 保护装置的灵敏校验 78 .992.3min ==OP sen I I K (4-7) 式中I min —最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最 小短路电流。 在被保护变压器受电侧母线上短路时，要求K sen =；在后备保护范围末端短路 时，要求2.1≥sen K 保护装置的动作时限应与下一级过电流保护配合，要比下一级保护中最大动作时限大一个时限级差 Δt。 过电流保护整定计算 保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即 re l rel set K I K I max .= (4-8) 考虑切除一台变压器后产生的过负荷，各台变压器容量相同时计算式为 N l I m m I 1 max .-= (4-9) 又因为 N N N S I = (4-10) 所以
4.2 变压器过电流保护的整定计算： 4.2.1 DL-21CE型电流继电器 DL-21CE系列电流继电器用于电机、变压器及输电线路的过负荷与短路保护线路中，作为起动元件。 （1）DL-21CE型电流继电器有一个动合触点，动作于过电流。 （2）动作值极限误差为6%。 （3）动作时间 1.1倍实测动作值时不大于0.12s；2倍实测动作值时不大于0.04s。 （4）动作一致性不大于5%。 （5）环境温度引起的变差不大于5%。 （6）过载能力 电流继电器测定最大整定值和最小整定值两点，测最小整定值时，继电器线圈串联；测最大整定值时，继电器线圈并联，输入电流分别从最小和最大整定值上升到表4所列的相应试验电流，经5次试验，继电器的动合触点不应有不能工作的抖动，取出输入电流时不应有不返回现象，每次试验时间不大于5s。附加电阻表面温度不超过150℃。 （7）绝缘电阻不小于300 MΩ。 （8）介质强度为2kV/50Hz/1min。 （9）动作可靠性 a.当对线圈突然施加整定值的1.75倍激励量时，继电器的动合触点应无抖动地闭合； b.当无外来的碰撞和振动，继电器的整定值在刻度盘的中值时，过电流继电器激励量为整定值的0.6倍时，继电器的动断触点应可靠闭合，动合触点应可靠断开。 c.在动作值或返回值下，继电器动作过程中的可动系统不应当停滞在中间位置。 4.2.2 过电流保护整定原则 过电流保护，其单相原理接线如图4—1 所示。保护装置的动作电流应按躲 I来整定，即 过变压器可能出现的最大负荷电流 l .max I set=K rel I l.max/K re=(1.2×6.93)/0.85=9.78(4-6)
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5.4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 rel K ，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 s kB =+=+= )(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：
=3.49KM 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 =?= =1.15×=1210A 选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间0.5S 。 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 III op =??????== =501.8A 动作时限按阶梯原则推。此处假定BC 段保护最大时限为1.5S ，T1上保护动作最大时限为0.5S ，则该保护的动作时限为1.5+0.5=2.0S 。 灵敏度校验： 近后备时：