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
作为主保护和后备保护使用。
110KV输电线路一般采用三段式相间距离保护作为相间短路故障的保护方式，采用阶段式零序电流保护作为接地短路的保护方式。对极个别非常短的线路，如有必要也可以考虑采用纵差保护作为主保护。
注意：
1、在双侧电源的输电线路上，当反方向短路时，如果保护可能失去选择性的话，就应该增设方向元件，构成方向电流保护。
2、变压器——线路组接线时，将线路视为变压器绕组的引出线，不再单独设置保护。
3、保护的配置没有定则，只要能反应对象上可能出现的所有故障且满足保护的四个基本要求的方案都可以，最经济的方案就是最好的。无论那种保护，其灵敏度都应满足规程要求，否则应改换其它保护方式。
三、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。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）
=1160（A）
C母线短路电流为：
E母线短路电流为：
整定计算
①保护1的Ⅰ段定值计算
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。
最小保护范围的校验：
=3.49KM
满足要求
②保护1限时电流速断保护
按躲过变压器低压侧母线短路电流整定：
与相邻线路瞬时电流速断保护配合
=1.15×1.25×840
=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定限时过电流保护
按躲过AB线路最大负荷电流整定：
=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：
远后备时：
注意：不能作T1的远后备。
四、距离保护的整定计算
相间距离保护多采用阶段式保护,三段式距离保护整定计算原则与三段式电流保护基本相同.
1、相间距离Ⅰ段保护的整定
相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗为：
可靠系数取0.8～0.85。
若被保护对象为线路变压器组，则动作阻抗为：
如果整定阻抗角与线路阻抗角相等，则保护区为被保护线路全长的80%～85%。2、相间距离Ⅱ段保护的整定
相间距离Ⅱ段应与相邻线路相间距离第Ⅰ段或与相邻元件速动保护配合。
①与相邻线路第Ⅰ段配合
动作阻抗为：
式中：
Kbmin——最小分支系数。
KⅡrel——可靠系数，一般取0.8。
关于分支系数：
助增分支（保护安装处至故障点有电源注入，保护测量阻抗将增大）
B、汲出分支（保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小。）
Znp1——引出负荷线路全长阻抗
Znp2——被影响线路全长阻抗
Zset——被影响线路距离Ⅰ段保护整定阻抗
汲出系数是小于1的数值。
C、助增分支、汲出分支同时存在时
总分支系数为助增系数与汲出系数相乘。
例题：分支系数计算
已知，线路正序阻抗0.45Ω/KM ，平行线路70km、MN线路为40km，距离Ⅰ段保护可靠系数取0.85。M侧电源最大阻抗ZsM.max=25Ω、最小等值阻抗为ZsM.min=20Ω;N侧电源最大ZsN.max=25Ω、最小等值阻抗分别为ZsN.min=15Ω，
试求MN线路M侧距离保护的最大、最小分支系数。
解：
（1）求最大分支系数
最大助增系数：
最大汲出系数：
最大汲出系数为1。
总的最大分支系数为：
（2）求最小分支系数
最小助增系数：
=2.52
最小汲出系数：
总分支系数：
②与相邻元件的速动保护配合
灵敏度校验：
要求：≥1.3～1.5
若灵敏系数不满足要求，可与相邻Ⅱ段配合，动作阻抗为
动作时间：
3、相间距离Ⅲ段保护的整定
整定计算原则：按躲过最小负荷阻抗整定
①按躲过最小负荷阻抗整定
可靠系数取1.2～1.3；全阻抗继电器返回系数取1.15～1.25。若测量元件采用方向阻抗继电器：
Ψlm——方向阻抗继电器灵敏角
Ψld——负荷阻抗角
②灵敏度校验
近后备时：
要求≥1.3～1.5
远后备时：
要求≥1.2
注意：以上动作阻抗为一次侧计算值，工程实践中还应换算成继电器的整定值：
五、阶段式零序电流保护的整定
三段式零序电流保护原理接线图
1、零序电流速断保护
与反应相间短路故障的电流保护相似，零序电流保护只反应电流中的零序分量。躲过被保护线路末端接地短路时，保护安装处测量到的最大零序电流整定。
由于是保护动作速度很快，动作值还应与“断路器三相触头不同时闭合”、“非全相运行伴随振荡”等现象产生的零序电流配合，以保证选择性。按非全相且振荡条
件整定定值可能过高，灵敏度将不满足要求。
措施：通常设置两个速断保护，灵敏Ⅰ段按条件①和②整定；不灵敏Ⅰ段按条件③整定。在出现非全相运行时闭锁灵敏Ⅰ段。
2、限时零序电流速断保护
基本原理与相间短路时阶段式电流保护相同，不再赘述。当灵敏度不满足要求时：可采用与相邻线路的零序Ⅱ段配合，其动作电流、动作时间均要配合。
3、零序过电流保护
动作电流整定条件：
①躲过下级线路相间短路时最大不平衡电流
②零序Ⅲ段保护之间在灵敏度上要逐级配合
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。
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 -
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
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
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
电力系统继电保护课程设计 题目：三段式电流保护的设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 1 设计原始资料
具体题目 如图所示网络，系统参数为?E =115/3kV ，1G X =15Ω、2G X =10Ω、3G X =10Ω， 1L =2L =60km 、3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ，线路阻抗Ω/km， I rel K =、II rel K =III rel K =，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =，re K =。 图 系统网络图 试对线路BC 、CD 进行电流保护的设计。 要完成的内容 （1）保护的配置及选择； （2）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）； （3）保护配合及整定计算； （4）保护原理展开图的设计； （5）对保护的评价。 2 设计要考虑的问题 设计规程 短路电流计算规程 在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时， 流过有关保护的短 A B
路电流，然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下。 （1）系统运行方式的考虑 除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。 （2）短路点的考虑 求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。 （3）短路类型的考虑 相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。 若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。 （4）短路电流列表 为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。 流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。 计算短路电流时，用标幺值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。 保护方式的选取及整定计算
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 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： =
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 III op =??????== = 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：
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:
Beijing Jiaotong University 电力系统继电保护实验报告 三段电流保护实验 姓名： 学号： 班级：电气1103 实验指导老师：倪平浩
一、电力系统继电保护实验要求 ①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。 要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。 ②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。 ③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。 ④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。 二、电力系统继电保护常用继电器 1、电流继电器 电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。 结构图内部接线图 1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片 4．弹簧5．动触点6．静触点 8．刻度盘9．舌片行程限制杆 7．整定值调整把 手 10．轴承 图13－1 DL-11型电流继电器结构图 动作原理： 如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。
继电保护课程设计题目: 三段式电流保护设计 院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1202 学生姓名：雷建磊学号： 指导教师：邵锐教师职称：讲师
目录
1 设计内容 课题简介 《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。 具体题目 如图所示网络，系统参数为Un=115kV ，1G X =15Ω、Xg3=10Ω， 1L =60km 、 3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ，线路阻抗Xo=Ω/km ，I rel K =、II rel K =III rel K =，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =，Kre=.
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
城市架空线路入地改造预算方案设计
当保护线路上发生短路故障时，其主要特征为电流增加和电压降低。电流保护主要包括：无限时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。电流速断、限时电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。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。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。但是在三段式电流保护电路在实施的过程中会存在着一定的问题，所以需要对于三段式电路进行整定和校验，这样才能够使的线路能够正常的进行传输电量。
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。所以对于三段式电流保护电路进行整定以及校验是至关重要的。这样有助于对于线路正常进行运输。减少安全事故发生的概率。 关键词：整定；校验；三段式电流
前言 (1) 摘要 (2) 第1章绪言 (4) 第2章城市架空线路入地改造预算方案设计 (5) 2.1任务描述 (5) 2.2任务要求 (5) 第3章信息咨询 (6) 3.1三段式电流保护 (6) 3.2三段式电流保护的优缺点 (11) 3.3三段式电流保护动作时限的整定 (11) 3.4三段式电流保护装置灵敏性的校验 (12) 第4章制定三段式电流保护整定校验方案工作计划 (14) 4.1设计进度计划 (14) 4.2设计任务划分 (14) 4.3设计必备工具 (14) 4.4所需设备 (14) 4.5三段式电流保护整定校验工作原理 (15) 第5章实施三段式电流保护整定校验方案工作计划 (19) 5.1前期准备 (19) 5.2三段式电流保护整定计算 (19) 5.3三段式电流保护电路 (23) 第6章过程检查与控制 (26) 第7章技术总结 (30) 7.1三段式电流保护整定原则 (30) 7.2.三段式电流保护整定方法 (31) 7.3设计总结 (32) 致谢 (33) 参考文献 (34)
10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况： 两路10kV电源进线，一用一备，负荷出线6路，4台630kW电动机，2台630kVA变压器，所以采用单母线分段，两段负荷分布完全一样，右边部分没画出，右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据：最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A，最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A，变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定：根据计算，2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短，50米以内，这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算
采用GL型继电器，取消瞬时保护，过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合：电机速断一次动作电流360A，动作时间10S，则母联过流与此配合，360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限，瞬动部分无法配合，所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合
35kV高压进线线三段式电流保护和整定计算 对 35～63kV 线路，可按下列要求装设相间短路保护装置： 1) 对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作主保护，并应以带时限过电流保护作后备保护。当线路发生短路，使发电厂厂用母线电压或重要用户母线电压低于额定电压的 60%时，应能快速切除故障。 2)35kV线路相间短路的电流保护35kV线路继电保护的主体。电流保护多采用三段式，即由电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组成。电流速断保护（也称为Ⅰ段）动作时间短，速动性好，但其动作电流较大，某些情况下不能保护线路全长；限时电流速断保护（也称为Ⅱ段）有较短的动作时限，而且能保护线路全长，却不能作为相邻线路的后备保护；定时限过电流保护（也称为Ⅲ段）的动作电流较前两段小，保护范围大，既能保护本线路全长又能作为相邻线路的后备保护。 7.3.1 第一段无时限电流速断保护 1) 应躲过进线末端K2点的最大三相短路电流整定。 其中： Iact保护装置的动作电流，又叫做一次动作电流 ——K2点的最大三相短路电流 Krel——可靠系数，一般取1.25～1. 5 2) 继电器的动作电流为：
（7.2） 其中：Kco——接线系数，本设计中取1 KLH——电流互感器TA的变流比 考虑到系统发展时仍能适应，选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12.5～50A，故动作电流整定值为40A。 3) 第一段的灵敏性通常用保护范围的大小来衡量，根据本设计的数据，按线路首端（d1点）短路时的最小短路电流校验灵敏系数。 （7.3） 其中：Ksen——灵敏系数 不满足要求，因此必须进一步延伸电流速短的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合，这样其动作时限就应该选择得比下一条线路限时速断的时限再高一个 所以动作时限整定为： = +2 =1.0 s （7.4）
继电保护原理课程设计报告评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1103 姓名：马春辉 学号：201109353 指导教师：苏宏升 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年7月12日
1 设计原始资料 1.1 具体题目 如图 1.1所示网络，系统参数为?E =115/3kV ，G1X =18Ω、G2X =18Ω、G3X =10Ω， 1L =2L =50km 、3L =30km 、C B -L =60km 、D C -L =40km 、E D -L =30km ，线路阻抗0.4Ω/km ， I rel K =1.3、II rel K =III rel K =1.15，Cmax B -I =300A ，Dmax C -I =200A ，Emax D -I =150A ，ss K =1.5，re K =0.85。试对线路进行三段式电流保护的设计。 图1.1 系统网络图 1.2 要完成的内容 本题完成对线路保护3进行三段式电流保护的设计。 2 分析课题的设计内容 2.1 设计规程 2.1.1 主保护配置 选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。 2.1.2 后备保护配置 过电流保护作为后备保护和远后备保护。 3 短路电流计算 3.1 等效电路的建立 A1 B C D E G 1 G 3 1 2 3 4 5 8 9 L1 L3 A3
由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为 L X Z = (3.1) 其中：Z —线路单位长度阻抗； L —线路长度。 所以，将数据代入公式(3.1)可得各段线路的线路阻抗分别为 ()Ω=?===20504.01L2L1ZL X X ()Ω=?==12304.03L3ZL X ()Ω=?==-24604.0C B BC ZL X ()Ω=?==-16404.0D C CD ZL X ()Ω=?==-12304.0E D D E ZL X 经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路1L 、3L 运行，由题意知1G 、3G 连接在同一母线上，则 ()()()()()Ω=++=++=2.101210//109//////L3G 3L2L1G 2G 1smin X X X X X X X 式中 s m i n X —最大运行方式下的阻抗值；最大运行方式等效电路如图3.1所示。 同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有1G 和1L 运行，相应地有 ()Ω=+=+=382018L1G 1smax X X X 最小运行方式等效电路图如图3.2所示。 图3.1 最大运行方式等效电路图 图3.2 最小运行方式等效电路图 3.2 保护短路点及短路点的选取 选取B 、C 、D 、E 点为短路点进行计算。