3三段式电流保护(2)

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。

2三段式电流保护的整定及计算三段式电流保护是一种常见的电力系统故障保护装置。

它主要用于检测电流超过设定值时，快速切断电源，以避免设备过载、烧坏或人身安全事故发生。

下面将详细介绍三段式电流保护的整定及计算方法。

三段式电流保护通常包括低、中、高三个阈值，分别是过载电流保护、短路电流保护以及地故障电流保护。

1.过载电流保护：用于检测设备长时间运行时的过负荷状态。

其整定值是设备额定电流的一定倍数。

根据设备的额定电流和过载倍数来计算过载电流保护整定值，公式为：过载电流保护整定值=设备额定电流×过载倍数2.短路电流保护：用于检测电路短路状态，即电流突然增大至极高值的情况。

其整定值应根据电路短路电流计算得出。

计算短路电流保护整定值需要考虑电路特性，主要包括电压、阻抗等参数。

常用的计算方法有以下两种：a.阻抗差法：根据电路的阻抗及电源电压计算短路电流。

该方法适用于阻抗较大的电路。

计算公式为：短路电流保护整定值=电压/阻抗b.零序电流法：根据电路的零序电流及电源电压计算短路电流。

该方法适用于系统中存在地故障的情况，能够考虑地回路的耦合。

计算公式为：短路电流保护整定值=电压/零序电流3.地故障电流保护：用于检测系统中的接地故障，确保故障电流不致超过安全范围。

通常情况下，地故障电流保护整定值根据系统的雷电冲击电流及接地电阻计算得出。

计算公式为：地故障电流保护整定值=雷电冲击电流×接地电阻整定三段式电流保护的关键在于准确计算保护整定值。

通常需要详细了解电力系统的参数及各个设备的特性。

根据不同系统的具体情况，也可以采用其他方法进行计算，例如考虑设备的感应熔丝特性等。

值得注意的是，三段式电流保护的整定值并非固定不变，而是需要根据系统运行情况和设备参数做动态调整。

为确保系统的可靠性和安全性，应定期对保护装置进行检查和整定。

总之，三段式电流保护是电力系统中一项重要的保护措施。

通过合理的整定及计算，能够确保保护装置在电流异常情况下的正确动作，有效防止设备过载、烧坏以及人身安全事故的发生。

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。

1、三段式电流保护的作用分别是什么？它们各自有什么优缺点？答：瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。

它动作迅速、但不能保护线路全长。

限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。

它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。

定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。

它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。

2、影响距离保护正确动作的因素有哪些？答:(1)短路点的过渡电阻；(2)保护安装处与短路点间的分支线；(3)线路串补电容；(4)保护装置电压回路断线；(5)电力系统振荡。

3、图示单侧电源组成网络，线路1L 、2L 上均装设三段式电流保护，已知1L 正常运行时最大负荷电流为120A ；2L 的过电流保护的动作时限为2s 。

计算线路1L 的三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。

（保护I 的可靠系数取1.2，II 的可靠系数取1.1,III 段的可靠系数取1.2，自启动系数取2.2）Ω=Ω==1413max .min ..S S S X X E 3解：1、计算短路电流： K1点的最大短路电流：)(475.1804.0133/1151min .)3(max .1kA L x X E I AB S S K =⨯+=+= K1点的最小短路电流：)(250.1804.0143/11523231max .)2(min .1kA L x X E I AB n S S K =⨯+⨯=+⨯= 同理可以得到：K2点的最大短路电流：)(862.0)3(max .2kA I k =K2点的最小短路电流：)(737.0)2(min .2kA I k =K3点的最大短路电流：)(609.0)3(max .3kA I k =2、整定计算：保护I 段：)(77.1475.12.1)3(max .11.kAI K I k rel I op =⨯=⨯= 保护II 段：)(138.1862.02.11.12.1.kAI K I I op rel II op =⨯⨯=⨯= 灵敏度校验：3.11.1138.125.11.)2(min .2<===II op k senI I K 灵敏度不满足要求。

三段式电流保护的时限一、三段式电流保护的概述在电力系统继电保护中，三段式电流保护是一种常见的保护配置，主要用于切除故障线路，保障电力系统的稳定运行。

三段式电流保护包括瞬时电流速断保护（第Ⅰ段）、限时电流速断保护（第Ⅱ段）和定时限过电流保护（第Ⅲ段）。

这三段保护相互配合，共同构成了完整的主保护、后备保护和辅助保护。

二、三段式电流保护的时限设置1.瞬时电流速断保护（第Ⅰ段）：这是一种无时限或具有很小时限的电流保护。

当线路出现严重故障时，它能够瞬时切断电流，以防止事故扩大。

由于其无时限或时限很短，因此只能作为主保护，不能作为后备保护。

2.限时电流速断保护（第Ⅱ段）：这是一种具有较短时限的电流保护。

与第Ⅰ段保护相比，它的动作时限稍长，可以切除部分线路故障。

作为主保护和后备保护的结合，第Ⅱ段保护能够在第Ⅰ段保护动作后，迅速切除剩余线路的故障。

3.定时限过电流保护（第Ⅲ段）：这是一种具有较长时限的电流保护。

它的动作时限是固定的，通常作为后备保护，在主保护和后备保护拒动时，切除故障线路。

此外，对于某些特定的线路或设备，定时限过电流保护也可以作为主保护或后备保护使用。

三、三段式电流保护的时限配合问题在三段式电流保护的配置中，时限配合是一个关键问题。

为了确保各段保护之间的正确配合，需要遵循以下原则：1.第Ⅰ段与第Ⅱ段保护的配合：第Ⅱ段保护的动作时限应比第Ⅰ段保护的动作时限长一个时间级差Δt，以避免两段保护同时动作。

2.第Ⅱ段与第Ⅲ段保护的配合：第Ⅲ段保护的动作时限应比第Ⅱ段保护的动作时限长一个时间级差Δt，以避免两段保护同时动作。

3.上下级保护的配合：在多级电网中，下一级电网的定时限过电流保护的动作时限应比上一级电网的定时限过电流保护的动作时限短一个时间级差Δt。

通过合理的时限配合，可以避免因误动或拒动导致的事故扩大，确保各段保护能够在合适的时间切除故障线路。

四、结论三段式电流保护作为电力系统的重要保障措施，在电力系统的稳定运行中发挥着至关重要的作用。

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ϕE =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Ω/km，IrelK =、II rel K =III rel K =，Cm ax B -I =300A ，Dmax C -I =200A ，Em ax D -I =150A ，ss K =，re K =。

试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。

2 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L X Z =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()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 DE 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//////L3G3L2L1G2G1smin X X X X X X X式中 sm in X —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。

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。

三段式电流保护的整定及计算一、引言电流保护是电力系统中非常重要的一项保护措施，它能够有效地保护电力设备和电路免受过载和短路等故障的损害。

而三段式电流保护是一种常用的保护方式，通过设置三个不同的整定值，在不同故障情况下分别触发保护动作，提高了保护的精确性和可靠性。

本文将介绍三段式电流保护的整定及计算方法。

二、三段式电流保护的整定方法1. 第一段整定值的确定第一段整定值通常用于检测系统中的过载情况，其整定值应根据所保护设备的额定电流和短时过载能力来确定。

一般情况下，第一段整定值可取设备的额定电流的 1.2倍，以确保设备在短时间内的过载情况下能够正常运行。

2. 第二段整定值的确定第二段整定值主要用于检测系统中的短路故障，其整定值应根据所保护设备的额定电流和短路能力来确定。

一般情况下，第二段整定值可取设备的额定电流的2倍，以确保设备在短路故障发生时能够及时切断电路，保护设备的安全运行。

3. 第三段整定值的确定第三段整定值主要用于检测系统中的严重短路故障，其整定值应根据所保护设备的额定电流和系统的最大短路电流来确定。

一般情况下，第三段整定值可取系统最大短路电流的 1.5倍，以确保设备在严重短路故障发生时能够迅速切断电路，有效地保护电力系统的安全运行。

三、三段式电流保护的计算方法1. 第一段整定值的计算第一段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和短时过载能力来进行。

例如，某设备的额定电流为100A，短时过载能力为150A，那么第一段整定值可取100A×1.2=120A。

2. 第二段整定值的计算第二段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和短路能力来进行。

例如，某设备的额定电流为100A，短路能力为5000A，那么第二段整定值可取100A×2=200A。

3. 第三段整定值的计算第三段整定值的计算可根据所保护设备的额定电流和系统的最大短路电流来进行。

例如，某设备的额定电流为100A，系统的最大短路电流为10000A，那么第三段整定值可取10000A×1.5=15000A。