三段电流保护整定实例

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。

三段式电流保护整定计算实例假设有一台变压器，其额定容量为10MVA，额定电压为10kV/400V，接线形式为YNyn0，额定电流为1000A。

现在需要对该变压器进行三段式电流保护的整定计算。

第一步是计算额定电压下的一次电流。

根据变压器的额定容量和额定电压，可以得到一次电流的公式为：I1=S/(3×U1)其中，I1为一次电流，S为变压器的额定容量，U1为变压器的高压侧额定电压。

将数据代入计算，得到一次电流I1的数值：I1=10M/(3×10k)=333.33A第二步是计算三段式电流保护的整定值。

一般情况下，三段式电流保护根据阻抗保护和方向保护进行整定。

阻抗保护整定时，通常设置不同的电流整定值和时间延迟，将整定值和时间延迟作为参数进行计算。

根据实际情况，假设保护整定参数如下：-第一段电流整定值：300A，时间延迟：0.1s-第二段电流整定值：600A，时间延迟：0.2s-第三段电流整定值：900A，时间延迟：0.3s根据整定参数，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。

计算结果如下：-第一段整定值：0.1×333.33=33.33A-第二段整定值：0.2×333.33=66.67A-第三段整定值：0.3×333.33=100A第三步是计算方向保护的整定值。

方向保护用于判断故障方向，需要根据实际情况进行整定。

一般情况下，方向保护整定值设置为一次电流的一定百分比。

假设方向保护整定值为20%。

根据方向保护的整定值，将整定值乘以一次电流，即可得到实际整定值。

-方向保护整定值：0.2×333.33=66.67A综上所述，该变压器的三段式电流保护整定值为：-第一段整定值：33.33A，时间延迟：0.1s-第二段整定值：66.67A，时间延迟：0.2s-第三段整定值：100A，时间延迟：0.3s-方向保护整定值：66.67A需要注意的是，这只是一个示例，实际的整定计算可能涉及更多的参数和考虑因素。

线路AB(A 侧)和BC 均装有三段式电流保护, 它们的最大负荷电流分别为120A 和100A,3） 3） AB 电源振荡时, 流过A 侧开关最大电流为A I k 1770)402015(31150002)3(m ax .=++⨯=[注：计及两侧电源相位差为 180时振荡电流为最大。

]所以：A I op 2040177015.1=⨯=Ω=-⨯⨯=-=19.820204*********min .min .s op L X I E X 啥公式?%48.20%1004019.8%100m i n .=⨯=⨯AB L X X >15％（2）求限时电流速断保护动作值和灵敏系数A I k 1720]24)20552055[(3115000)3(m ax .=++⨯=A IB op 2150172025.1.=⨯=求最小分支系数m in .b K ：[注：由于有电源助增，流过保护安装处的短路电流不等于短路点总短路电流，因此需要计及分支影响，求保护动作值时应采用最小分支系数。

] 有助增分支就要带分支系数2.32540151m in .=++=b KA I K K IB op b rel op 7732.3215015.1.m in .=⨯==25.1773602101153=⨯⨯⨯=sen K (3)求定时限过电流保护动作电流及灵敏度动作电流为：A Iop30512085.08.12.1=⨯⨯=近后备灵敏度为：14.3305602101153=⨯⨯⨯=senK＞1.5满足要求。

当作为远备保护时，应采用C变电站母线两相短路的最小短路电流，并计及分支电流影响，分支系数应计最大值。

最大分支系数为：42040201m ax.=++=bK[注：计算灵敏系数时应采用最大分支系数。

]总阻抗为：Ω=+⨯=∑3940204020X最小两相短路电流为：A Ik1470392101153)2(m in.=⨯⨯=远后备灵敏度为：21.130541470=⨯=senK＞1.2满足要求。

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 relK ，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 skB =+=+=)(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 IIIop =⨯⨯⨯⨯⨯⨯== =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：)(1160)4.0*209.7(237)(3231max .)2(min .A l X X E I s s kB =+⨯=+⨯= )5.1~3.1(78.36.30611601.)2(min ..>===III op B K sen I I K 远后备时：C 母线最小短路电流为：2.197.16.3066601.)2(min ..>===III op c k sen I I K。

浅谈矿井三段式电流保护煤矿井下电网主要由高压防爆开关、低压馈电开关、电缆组成。

由于煤矿环境恶劣，电网经常发生短路、过负荷、漏电等故障，因此《煤矿安全规程》中规定井下防爆开关一般应装设短路、过负荷、漏电保护装置。

煤矿供电系统中的继电保护作为煤矿电力安全生产体系中的重要环节，对确保煤矿电力系统的安全、稳定以及可靠运行有着重要的作用。

供电系统中继电保护装置的性能，与其配置和整定密切相关。

然而在实际使用中，由于许多矿井技术人员不能很好地理解继电保护理论，常常出现保护定值设置不当的情况，导致保护误动或拒动，从而影响矿井的安全生产。

本文从保护理论出发，分析正确整定井下高压保护定值的方法，并且对煤矿供电网的继电保护存在的问题进行优化，在理论上和实际上都具有重要的意义。

一、三段式电流保护定值整定分析对煤矿电网而言，高压一般指10、6、3.3 kV电压等级，低压一般指1140、660 V及以下电压等级。

根据电力系统的结构特征和运行要求，电流保护可分为电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过流保护和反时限过流保护。

电流速断保护也称作过流I段、短路保护，限时电流速断保护也称作过流lI段，过流、过载保护也称作过流III段。

一般终端线路只投入短路保护和过载保护，而电源进出线需要上下级配合，以防止越级跳闸，因此需投入短路保护和后备保护。

由于煤矿井下低压电网线路覆盖范围有限，电流保护一般仅投入短路保护及过载保护。

以下线路上的保护配合主要针对井下高压电网。

1 电流速断保护电流速断保护作为本线路的主保护，主要起保护本线路的作用，其整定值按躲过线路末端短路故障时流过保护的最大短路电流整定。

如果本开关所带设备为变压器，可以对速断保护加一定的小延时动作，以防止空载投入大型变压器时产生励磁涌流冲击，使电流速断保护误动，导致变压器投不上的情况发生。

一般来说，变压器容量在600 kVA以上时就要加小延时，小延时时间可设置为40-50 ms．这样既能躲过变压器励磁涌流冲击，又不至于对电流速断保护造成大的影响。

1、如图所示网络.AB 、BC 、BD 线路上均装设了三段式电流保护，变圧器装设了差动保护。

已知I 段可靠 系数取1・25, II 段可靠系数取1.15•川段可靠系数取1.1 5,自起动系数取1.5•返回系数取0.85, AB 线路最大工作电流2 00A.时限级差取0.5s ・系统等值阻抗最大值为18 Q 履小值为13 Q •其它参数如图赤 各阻抗值均归算至115kV 的有名值，求AB 线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敬度和动 作时间。

解：(1 )相邻线路丨段保护动作电流确定由于D 母线短路电流比C 母线大」大］此保护应与BD 线路配合，D 母线最大短路电流为：|汀:理论上说 AB 线路的II 段既耍与BC 线路【段配合•又耍与B D 线路【段配合，由于BD 线路的阻抗小于BC 线路， 所以瞬时电流速断保护的动作电流必定大于BC 线路•因此打BD 线路配介后.也会满足打BC 线路配合的 要求。

］= 1254AI 注:计算短路电流时，电压可采用平均电压。

A B 线路II 段动作电流为：瑞1 i ・15x468 = 18O3A改与相邻线路II 段配合，则［注:.•由于BD 线路II 段限时电流速断保护动作电流大于BC 线路•因 此应与BD 线路II 段配合• | ________ 115000 ________XRmaX _、行x(13 + 24 + 16 + 130)% =1.3xl.l5x363 = 543A2叫・5呦543 满足要求。

严严巴+2V动作时间* op2(2)定时限过电流保护 烬晋X200+A"竺 “37近后备灵敏度： 406 满足要求;115000115000Wmax = 75x(13 + 24 +16) BD 线路I 段动作电流为：咖 = 1.25x1254 = 1568/1被保护线路末端最小短路电流为: y/3 115000T ^3x(18 + 24)= 1369 A灵墩度为:1803不满足要求。

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。

三段式电流保护整定的计算方法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。

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=IIIrel 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 skB =+=+=)(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 IIIop =⨯⨯⨯⨯⨯⨯===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 。