三段式电流保护的设计(完整版)

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..maxdz 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。

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：：学号：指导教师：设计时间：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ϕE =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0.4Ω/km，I rel K =1.2、II rel K =III rel K =1.15，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =1.5，re K =0.85。

A B图1.1 系统网络图试对线路BC 、CD 进行电流保护的设计。

1.2 要完成的容（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2.1 设计规程2.1.1 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。

电流三段保护课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电流三段保护的基本原理、接线方式、动作逻辑及应用场合。

通过学习，学生能熟练运用电流三段保护知识解决实际问题，提高电气设备的安全运行能力。

1.理解电流三段保护的定义、分类及作用。

2.掌握电流三段保护的原理、接线方式及动作逻辑。

3.熟悉电流三段保护在不同场合的应用案例。

4.能够分析电气设备的保护需求，选择合适的电流三段保护方案。

5.能够正确安装、调试电流三段保护装置。

6.能够对电流三段保护装置进行故障排查和维护。

情感态度价值观目标：1.培养学生对电气设备安全运行的重视。

2.培养学生动手实践、团队协作的能力。

3.培养学生关注新技术、新动态的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电流三段保护的基本原理、接线方式、动作逻辑及应用场合。

具体安排如下：1.电流三段保护的基本原理：介绍电流三段保护的定义、分类及作用。

2.电流三段保护的接线方式：讲解电流三段保护的接线方式及其优缺点。

3.电流三段保护的动作逻辑：分析电流三段保护的动作逻辑，让学生理解其工作原理。

4.电流三段保护的应用场合：通过案例介绍电流三段保护在不同场合的应用。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：用于讲解电流三段保护的基本原理、接线方式和动作逻辑。

2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地理解电流三段保护的应用。

4.实验法：安排实验室实践活动，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电流三段保护教材作为主要教学资源。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备电流三段保护实验装置，让学生进行实际操作。

电流三段保护课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电流三段保护的概念、原理及其在电路中的应用；2. 了解电流三段保护的分类、特点及选用原则；3. 掌握电流三段保护装置的接线方式、动作特性及参数设置。

技能目标：1. 能够分析电路中电流三段保护的需求，正确选择合适的保护装置；2. 学会使用电流三段保护装置进行电路保护设计，提高电路安全性能；3. 能够根据实际电路情况，调整电流三段保护装置的参数，确保其正常运行。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注电路安全、提高安全防护意识的价值观；2. 激发学生探索科学原理的兴趣，培养其创新精神和实践能力；3. 增强学生的团队合作意识，培养其在电路设计和调试过程中与他人协作的能力。

课程性质：本课程属于电学领域，以电路保护为背景，结合电流三段保护的实际应用，培养学生的电路设计能力和安全意识。

学生特点：初三学生，已具备一定的电学基础知识，具备初步的电路分析和设计能力，但对电流三段保护的了解有限。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，通过实例分析、动手实践等方式，提高学生对电流三段保护知识的应用能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生提问、探讨，激发其学习兴趣。

最终实现课程目标，为学生的电学知识体系和安全意识打下坚实基础。

二、教学内容1. 电流三段保护的基本概念与原理- 电流三段保护的定义与作用- 电流三段保护的原理及分类- 电流三段保护在电路中的应用2. 电流三段保护装置的选用与接线- 电流三段保护装置的选用原则- 常见电流三段保护装置的接线方式- 动作特性及参数设置方法3. 电路保护设计实例分析- 家庭电路保护设计实例- 工业电路保护设计实例- 发电机保护设计实例4. 电流三段保护装置的调试与维护- 调试方法及注意事项- 日常维护与故障排除- 更换及升级电流三段保护装置教学内容安排与进度：1. 第1课时：电流三段保护基本概念与原理2. 第2课时：电流三段保护装置的选用与接线3. 第3课时：电路保护设计实例分析（家庭电路）4. 第4课时：电路保护设计实例分析（工业电路与发电机）5. 第5课时：电流三段保护装置的调试与维护教材章节及内容关联：本教学内容与教材中“电路保护与控制”章节相关，涉及以下知识点：1. 电流保护的作用、原理及分类2. 电流保护装置的选用与接线3. 电路保护设计实例4. 电流保护装置的调试与维护三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对于电流三段保护的基本概念、原理和选用原则等理论知识，采用讲授法进行系统讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

继保35kv线路三段式电流保护课程设计继电保护是电力系统中的重要组成部分，它起到监测、检测和保护电力设备和输、变电线路的作用，在电力系统的安全稳定运行中起着至关重要的作用。

而35kV线路作为输电网中的重要组成部分，电流保护是其常见的一种保护方式。

本文将针对35kV线路的三段式电流保护进行课程设计，并给出相关参考内容。

一、课程名称：35kV线路三段式电流保护二、课程目标：1. 了解35kV线路的电流保护原理和工作机制；2. 学习35kV线路电流保护的主要技术参数；3. 掌握35kV线路三段式电流保护的组成和工作原理；4. 能够分析35kV线路电流保护的故障判据和动作特性；5. 掌握35kV线路三段式电流保护的调试与运维方法。

三、课程大纲：1. 35kV线路电流保护的基本原理1.1 电流保护的作用和要求1.2 电流保护的分类和选择原则1.3 35kV线路电流保护的基本工作原理2. 35kV线路电流保护的技术参数2.1 勾画特性及其参数2.2 判据电流和动作时间的选择2.3 调整装置的线路电流参数3. 三段式电流保护的组成和原理3.1 三段式电流保护的组成和结构3.2 第一段保护和第二段保护的原理及调整方法3.3 第三段保护的原理及其应用4. 故障判据和动作特性分析4.1 电流故障判据的分析4.2 动作特性的研究4.3 保护固有特性的影响因素5. 三段式电流保护的调试与运维方法5.1 保护调试的基本流程5.2 保护测试与评估方法5.3 运维中的常见问题及处理方法四、参考内容：1. 尹世文. 电力系统继电保护与自动装置[M]. 中国电力出版社，2019.2. 向伟，等. 电力系统继电保护与自动装置技术[M]. 中国电力出版社，2018.3. 顾大珩. 交流电气保护技术[M]. 中国电力出版社，2019.4. 《电力系统继电保护与自动化装置设计与分析》教材5. 《电力系统保护与自动化装置工程设计与应用》教材以上提供的参考内容是一些建议性的，可以根据需要进行合理调整，确保教材覆盖了所需的基本理论和实践知识，并满足学生的学习需求。

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 -摘要电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。

实验一三段式电流‎保护一、传统电磁型‎继电器三段‎式电流保护‎（1）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。

（2）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。

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‎。

图1 三段式电流‎保护各段的‎保护范围及‎时限配合很短，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2.11-1。

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‎X L-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X L-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。

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。

继电保护原理课程设计报告专业：电气工程及其自动化班级：电气1103姓名: 马春辉学号：3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设计原始资料具体题目 如图所示网络，系统参数为 E =115/ 3kV , X GI =18Q 、X G 2=18Q 、X G 3=10Q,L 1 = L 2 =50km L 3=30km L B c =60km L cD =40km L D E =30km 线路阻抗 Q /km ,对线路进行三段式电流保护的设计图系统网络图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K ；1 二、H 二 K r! ,1 B Cm ax=300A=200A1 D Emax=150AK ss=,心=。

试A '19 8A345CE2 分析课题的设计内容设计规程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。

后备保护配置过电流保护作为后备保护和远后备保护。

3 短路电流计算等效电路的建立由已知可得, 线路的总阻抗的计算公式为X ZL其中：Z —线路单位长度阻抗；L —线路长度。

所以，将数据代入公式可得各段线路的线路阻抗分别为X L1 X L2 ZL1 0.4 50 20X L3 ZL3 0.4 30 12X BC ZL B C 0.4 60 24X DE ZL D E 0.4 30 12经分析可知， 路 L i 、 L 3最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线运行，由题意知G 、G3连接在同一母线上，则X smin X G 1〃X G2 XL1〃 X L 2 〃 X G 3 X L 3式中 X smin —最大运行方式下的阻抗值；最大运行方式等效电路如图所示同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有 应地有最小运行方式等效电路图如图所示16 U AAA图最大运行方式等效电路图9 10 // 10 12 10.2G i 和L i 运行，相smaxX GI X LI18 20 38式中 E —系统等效电源的相电动势;乙一短路点至保护安装处之间的阻抗；Z s —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗;K —短路类型系数、三相短路取1，两相短路取于（1）对于保护2等值电路图如图所示，母线 D 最大运行方式下发生三 相短路流过保护2的最大短路电流为kDmaxX smin XBCX CD图最小运行方式等效电路图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。