阶段式电流保护的原理及评价

电子测试　

电网相间短路阶段式电流保护“三配合＂　

分析及整定计算案例　

李莉　胡兴龙顾凌云　白少锋　

（银川大学电力系，宁夏银川　７５０１０５；中电投宁夏能源铝业有限公司，宁夏青铜峡７５１６０３）　

摘要：当前对于输电线路相间短路通常采用阶段式电流保护。阶段式保护要解决的问题主要是配合问题，即保护范围的配合、　动作时间的配合和整定值（边界）的配合。本文先研究阶段式电流保护各段保护间保护范围和动作时间的配合，再研究各段保　护间整定值的配合，最后以实际案例研究各段电流保护整定计算的方法。　关键词：相间短路；阶段式电流保护；“三配合”；整定计算　中图分类号：ＴＭ９１１　

Ｐｈａｓｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｉｄ　ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ　ｓｈｏｒｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ，　

“ｔｈｒｅｅ　ｍａｔｃｈ＂Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｓｅ　

ｌｉｌｉ，Ｈｕｘｉｎｇｌｏｎｇ，Ｇｕｌｉｎｇｙｕｎ，Ｂａｉｓｈａｏｆｅｎｇ　（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｙｉｎｃｈｕａｎ：Ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｔｈｅ　Ｃｌｐ．）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｒａｎｓｍｉＳＳｉｏｎ　１ｉｎｅ　ｐｈａｓｅ—ｔｏ－ｐｈａｓｅ　ｓｈｏｒｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　Ｐｈａｓｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｐｈａｓｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ，Ｔｈａｔ　ｉＳ　Ｔｈｅ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｖａｌｕｅ．　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｖａｌｕｅ　ｉＳ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｒｅｌａｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｓｏｎｎｅ１．Ａｒｔｉｃｌｅ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅｎ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　Ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｖａｌｕｅ，Ｌａｓｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｃａｓｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ｐｈａｓｅ—ｔ０一ｐｈａｓｅ　ｓｈｏｒｔ　Ｃｉｒｃｕｉｔ：Ｐｈａｓｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；“ｔｈｒｅｅ　ｍａｔｃｈ”：　ｓｅｔｔｉｎｇ　Ｉｚａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　

第二章：阶段式电流保护

1.电流互感器一次绕组和二次绕组的极性通常采用（）标注。A

A. 减极性原则

B. 加极性原则

C. 阶梯时限原则

D. 同极性原则

2. 电流互感器的接线方式中，三相都装有电流互感器以及相应的电流元件，能够反应三相电流的接线方式为（）。A

A. 三相完全星形接线

B. 两相不完全星形接线

C. 两相电流差接线

D. 90°接线

3. 定时限过电流保护两相两继电器的不完全星形连接方式，能反应( )。A

A. 各种相间短路

B. 单相接地短路

C. 开路故障

D. 两相接地短路

4. 电压互感器与电流互感器一次侧接入电力系统的方式是（ ）。C

A. 串接、串接

B. 并接、并接

C. 并接、串接

D. 串接、并接

5. 某35kV系统通过输电线路向负荷供电，当线路末端发生三相短路时，短路电流为3.5 kA，当同一地点发生两相短路时，其短路电流为（ ）。C

A. 6.06 kA

B. 4.95 kA

C. 3.03 kA

D. 1.77 kA

6. 三段式电流保护中第I段为（ ）。A

A. 瞬时电流速断保护

B. 限时电流速断保护

C. 过电流保护

D. 方向过电流保护

7. 瞬时电流速断保护动作电流的整定原则为（ ）。A

A. 躲过本线路末端短路可能出现的最大短路电流

B. 躲过本线路末端短路可能出现的最小短路电流

C. 躲过本线路末端短路可能出现的最大负荷电流

D. 躲过本线路末端短路可能出现的最大自起动电流

8. 限时电流速断保护的动作时限一般整定为（ ）。C

A. 0s

B. 1s

C. 0.5s

D. 10ms

9. 三段式电流保护中第Ⅱ段为（ ）。B A. 瞬时电流速断保护

B. 限时电流速断保护

C. 过电流保护

D. 方向电流保护

10. 一般（ ）保护是依靠动作值来保证选择性。A

A. 瞬时电流速断

B. 限时电流速断

C. 定时限过电流

D. 过负荷保护

阶段式电流保护原理和组成

阶段式电流保护原理是一种用于电力系统中的保护方式，用于保护发电机和输电线路等设备免受电流过载的损坏。

阶段式电流保护的基本原理是利用电流互感器将被保护设备的电流信号转化为电压信号，然后通过电流差动保护、过电流保护和反向功率保护等方式对电流进行监测和判断。当监测到电流超过设定的保护阈值时，保护装置会发送信号给断路器或开关等设备，使其迅速切断电路，以保护设备的安全运行。

阶段式电流保护的组成包括以下几个部分：

1. 电流互感器：用于将被保护设备的电流信号转化为电压信号，常见的电流互感器有电流互感器变压器和电流互感器电流互感器。

2. 保护装置：包括电流差动保护装置、过电流保护装置和反向功率保护装置等。这些装置通过对电流进行监测和判断，发出相应的信号来保护设备。

3. 信号传输线路：用于将保护装置发出的信号传输给断路器或开关等设备，以使其切断电路。

4. 断路器或开关：接收到保护装置发出的信号后，迅速切断电路，以保护设备的安全运行。

需要注意的是，不同的设备可能采用不同的电流保护原理和组成，以上仅为阶段式电流保护的基本原理和典型组成。

科技情报开发与经济　ＳＣＩ一　ｒＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮ．ｒ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２０１０年第２０卷第ｌ４期　

文章编号：１００５—６０３３（２０１０）１４—０２１９－０２　收稿日期：２０１０—０３—３０　

泼谈阶殁式电流　在矽井高压倍电中的应用　

高增伟　

（山两晋城煤业集Ⅲ凤凰山矿．山西晋城，０４８００７）　

摘要：介绍了电力系统继电保护的基本要求，对不同类型的阶段式电流保护进行了　

比较，指出了选用阶段式电流能够满足电力系统继电保护的基本要求。　关键词：阶段式电流保护；继电保护；动作时限　

中图分类号：ＴＤ６１　文献标识码：Ａ　

矿井高压供电作刚是经地面３５　ｋＶ变电站主变压器变压得　

到的６　ｋＶ（１０　ｋＶ）的电能，送至井下各川电单位，其负荷不外乎　

以下几项：升下刚于主排水的主水泵、采掘丁作面电源、整流装　

置以及　于输配电能的变电所等。　南于矿井高压供电相比较地面高压供电有其特殊方面，主　要表现在：机电硐室及有些巷道空气流动性差，造成环境温度　

高，电气设备散热条件差，长时间对本身绝缘造成损伤；井下空　

气潮湿，硐室又经常有滴水、淋水现象，　此电气设备容易受潮；　电气设备启动比较频繁，负荷变化较大．经常发生过载现象；高　低压整定不合适，易造成越级跳闸，有甚者可以越级跳闸至地面　

３５　ｋｖ变电站，最坏的影响是可能造成矿井主要通风机停运，给　

矿井安全生产带来极大的危害。　综上所述，矿井高压供电要比地面高压供电对选择性、速动　

性、灵敏性、可靠性以及适应性要求更高。其巾。矿井高压供电易出　现的故障是短路、过载等过流现象。笔者将介绍针对上述过流故障　

采川高压输配电常川的阶段式电流保护进行解决的一些见解。　

１　电力系统继电保护的基本要求　

（１）选择性。保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统巾　切除，使停电范嗣尽量缩小，以保证系统巾的无故障部分仍能继　

续安全运行。　（２）速动性。快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳