三段式电流保护的优缺点

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。

一．1分析单侧电源相间短路的三段式电流保护的整定原则三段式保护有哪些优缺点答。

1、、采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。

能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。

选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。

当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。

选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。

通过整定计算，检验能否满足灵敏性和速动性的要求。

当采用的保护不能很好地满足选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校正选择性或加速保护动作。

当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性的前下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。

在用动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不要采用方向元件以简化保护。

后备保护的动作电流必须配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。

1、、．三段式电流保护的优缺点：输电线路通常采用三段式电流保护，即由无时限电流速段保护作为第一段保护，带时限电流速断保护作为第二段保护，定时限过电流保护作为第三段保护，无时限电流速断保护作为本线路首段的主保护，它动作迅速，但不能保护线路的全长；带时限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，相邻下一线路首段的远后备，它能保护线路的全长，但不能作为相邻下一线路完全远后备，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。

二．一次接线操作中应遵循哪四个原则。

答1.、隔离开关和刀闸的操作顺序，如wl1送电时，在接地刀闸qs4和断路器qf2断开的情况下，先合上qs2和qs3，再投入断路器qf2，如欲停止对wl1供电须先断开qf2，如线路或断路器qf2须检修，再断开qs3和qs2。

待线路对侧停电后，再合上qs4接地刀闸2、适用范围，隔离开关在两端等电位并有并联电路时可操作3、给不带电设备送电时，必须经断路器检测4、不停电的检修，必须有替代的断路器三、分析单机无限大系统的暂态稳定性，并说明提高暂态稳定性的措施。

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。

浅谈继电保护两段式保护与三段式保护的选择作者：叶广磊来源：《中国科技博览》2017年第01期[摘要]矿井供电是矿井正常生产的命脉，没有供电系统安全运行，就不能保证井下正常安全的生产，所以安全可靠的供电就成为煤矿供电工作中的重中之重。

继电保护中过流保护主要分为无时限速断保护、定时限速断保护以及定时限过负荷保护，本文就矿井中如何选择两段式保护和三段式保护进行简单阐述。

[关键词]矿井供电；安全可靠；继电保护；两段式保护；三段式保护中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0166-01矿井在进入生产阶段后，用电负荷逐步增大，掘进头面用电负荷种类多极易引发越级跳电造成大范围失电，传统的两段式保护在灵敏度上有优秀表现但是在故障选择性上很难准确判断。

三段式保护后，供电系统能够运行稳定性大大提高，同时在故障发生后能够准确切断故障点避免事故扩大化。

一、继电保护原理：继电保护可以保证电力系统的正常运转。

因为当电力系统中的电气设备发生短路故障时，能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。

继电保护整定四大要素：（1）灵敏性（2）可靠性（3）快速性（4）可选择性二、三段式保护与两段式保护优缺点的比较两段式保护：两段式电流保护是由定时限速断保护和定时限过电流保护组成，可以满足大部分场合的使用，但目前因供电线路的延伸，在采用定时限速断保护时必须加设级差以避免越级跳电。

以110kV变电所至中央变电所至采区变电所这一回路为例。

现采区变电所出口馈电开关定时限速断时限均设为0S，可以防止各迎头设备因检修不到位引起所内大面积失电。

采区变电所9206#、9403#进线开关定时限速断时限设为0.1S，在满足NSP751保护器最小级差100ms的同时，避免因下级馈电造成的进线越级失电。

中央变电所带采区变电所9206#、9403#开关定时限速断时限设为0.2S，保留了最小级差。

摘要：电流保护是单侧电源网络相间短路中最为常用的保护手段，其结构简单，性能可靠。

现主要介绍了三段式电流保护的工作原理、整定原则以及优缺点，为保证电力系统安全运行提供参考。

关键词：电流保护；整定原则；优缺点O引言电流保护一般分为三段：第一段保护为电流速断保护；第二段为限时电流速断保护；第三段为定时限过电流保护，也称为过电流保护。

这三段电流保护可以确保电力系统的安全运行。

1电流速断保护电流速断保护是当线路发生故障时短路电流就会迅速增大，能够无时限进行动作的电流保护。

如图1所示，举例说明电流速断保护是如何进行整定的。

假设A-B段发生故障，希望保护1可以迅速动作，并且不会使得B一C段在k2点发生故障时保护1发生动作，而由B-C段的保护2发生动作，那就要求保护1的整定值大于k2短路时的最大短路电流值，即大于在最大运行方式下变电所B母线上三相短路时的电流/口.皿。

因此,电流速断保护的整定原则是按躲过某段线路末端出口处最大短路电流值进行整定，即：T1>/ = _________ 2_____set.∖ZcBmax))其中，E。

为系统等效电源的相电动势；Zmn为保护安装处到系统T7等效电源之间的最小阻抗；Z-B为短路点到保护安装处之间的阻抗；为整定值。

动作电流为:T1=K1*I1set.l2v rel1⅛.5.max这里K)是一个可靠系数，其值大约在1.2〜1.3,引入这个可靠系数的原因是考虑非周期分量的影响，实际的短路电流可能大于计算值以及留有一定的裕度。

因此，在设定整定值时无法做到保护线路的全长，在实际的生产中要求该保护的最小保护范围必须是大于线路全长的15%〜20%。

最小保护范围是对于系统处于最小运行方式下，线路的末端发生的短路类型是两相短路而言的，即保护的最小范围计算式为：P-T-坦E(Pset^匕∙min-^-Z+Z1Z.5.max111三其中，心由为电流速断保护的最小保护范围长度；Zl为线路单位长度的正序阻抗。

三段式电流保护原理三段式电流保护是一种用于电力系统中的电流保护方式，其主要目的是检测和快速断开故障电流，以保护电力设备和人员的安全。

三段式电流保护主要分为测量阶段、判据阶段和动作阶段。

测量阶段是三段式电流保护的第一阶段，在这个阶段中，系统通过测量电流信号以获得故障信息。

常用的测量装置包括电流互感器、电流变送器等。

电流互感器主要用于将高电流转换为低电流，以便测量设备可以正确读取。

电流变送器主要用于将测得的电流信号传递给其他设备。

判据阶段是三段式电流保护的第二阶段，主要用于判定是否存在故障。

在这个阶段中，系统根据预设的电流阈值和时间限制来判断是否出现了短路或过载故障。

当电流超过阈值并持续一定的时间后，系统会判定为故障。

此外，还可以根据不同的电流故障类型设置不同的判据条件。

动作阶段是三段式电流保护的第三阶段，主要用于断开故障电流，以保护电力设备和人员的安全。

在这个阶段中，系统会通过开关或保护装置等方式迅速断开故障电流。

动作时间应尽量短，以减少故障对系统的不利影响。

三段式电流保护的优点在于其快速、准确的故障检测和断开故障电流的能力。

它能够有效地保护电力设备免受故障电流的损害，同时还能保护人员的安全。

此外，三段式电流保护还可以根据不同的系统和设备需求进行定制化设置，提高了保护的灵活性和可靠性。

然而，三段式电流保护也存在一些局限性。

首先，它需要在测量、判据和动作三个阶段中进行多次处理，可能引起一定的延迟。

其次，三段式电流保护需要设置合适的阈值和时间限制，如果设置不当，可能会导致误判或延迟动作。

另外，三段式电流保护对电流的测量精度要求较高，需要选用性能稳定的测量装置。

总的来说，三段式电流保护是一种重要的电力保护方式，能够有效地检测和断开故障电流，保护电力设备和人员的安全。

虽然存在一些局限性，但通过合理设置判据条件和选择合适的测量装置，可以提高三段式电流保护的可靠性和灵活性，确保电力系统的正常运行。

继电保护教学三段式电流保护整定计算在电力系统的运行中，继电保护装置起着至关重要的作用，它能够迅速、准确地检测并切除故障，保障电力系统的安全稳定运行。

三段式电流保护作为一种常见的继电保护方式，其整定计算是继电保护教学中的一个重要环节。

一、三段式电流保护的基本原理三段式电流保护通常包括无时限电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）。

无时限电流速断保护的动作电流是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定的。

其优点是动作迅速，能够在最短的时间内切除故障，但它不能保护线路的全长。

限时电流速断保护则是为了弥补无时限电流速断保护不能保护线路全长的不足而设置的。

它的动作电流是按照躲开相邻线路无时限电流速断保护的动作电流来整定的，动作时限比相邻线路的无时限电流速断保护大一个时限级差。

定时限过电流保护的动作电流是按照躲开本线路的最大负荷电流来整定的，其动作时限按照阶梯原则整定，即从电网终端向电源侧逐级增大。

它不仅能够保护本线路的全长，还能够作为相邻线路的后备保护。

二、三段式电流保护的整定计算原则（一）无时限电流速断保护（Ⅰ段）1、动作电流的整定动作电流应躲过被保护线路末端可能出现的最大短路电流，即：＼I_{op1} ＝ K_{rel}I_{kmax}＼其中，＼（I_{op1}＼）为无时限电流速断保护的动作电流；＼（K_{rel}＼）为可靠系数，一般取 12 13；＼（I_{kmax}＼）为被保护线路末端可能出现的最大短路电流。

2、动作时限无时限电流速断保护的动作时限为 0 秒，即瞬时动作。

（二）限时电流速断保护（Ⅱ段）1、动作电流的整定动作电流应躲过相邻线路无时限电流速断保护的动作电流，即：＼I_{op2} ＝ K_{rel}I_{op1}＇＼其中，＼（I_{op2}＼）为限时电流速断保护的动作电流；＼（K_{rel}＼）为可靠系数，一般取 11 12；＼（I_{op1}＇＼）为相邻线路无时限电流速断保护的动作电流。

1．三段式电流保护的优缺点：输电线路通常采用三段式电流保护，即由无时限电流速段保护作为第一段保护，带时限电流速断保护作为第二段保护，定时限过电流保护作为第三段保护，无时限电流速断保护作为本线路首段的主保护，它动作迅速，但不能保护线路的全长；带时限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，相邻下一线路首段的远后备，它能保护线路的全长，但不能作为相邻下一线路完全远后备，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．自动重合闸的分类：1）按控制断路器合闸次数的不同，可将重合闸分为一次重合闸和多次重合闸；2）按重合闸的使用条件，可分为单侧电源重合闸，双侧电源重合闸，栓侧电源重合闸又可分为检定无压和检定同期重合闸，非同期重合闸；3）根据重合闸控制的断路器所接通或断开的电力元件不同，可分为断路重合闸，变压器重合闸和母线重合闸；4）根据重合闸控制断路器相数的不同，可分为单相重合闸，多相重合闸和综合重合闸。

3．电力变压器差动保护不平衡电流缠身的原因：1）由变压器两侧接线不同产生的不平衡电流；2）变压器两侧电流互感器型号的不同产生的不平衡电流；3）由变压器调节分接产生的不平衡电流；4）变压器励磁涌流产生的不平衡电流。

4．纵联保护的分类：纵联差动保护，高频保护，微波保护，光纤保护，高频保护分为：方向比较式高频保护，电流相位差动保护，方向比较式高频保护又分为：闭锁是方向高频保护，长期发信的闭锁是方向高频保护，闭锁式距离高频保护，闭锁式负序方向高频保护，闭锁式零序方向高频保护。

微波保护分为方向微波保护，距离微波保护，相差微波保护。

5．距离保护的振荡闭锁：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象，称为电力系统的振荡，在系统振荡时防止保护误动要采取必要的措施。

用来防止系统振荡时距离保护装置误动的措施，称为距离保护的振荡闭锁。

构成振荡闭锁回路应满足的要求：1系统发生振荡而没有故障时，应可靠的保护闭锁，且振荡不停止，闭锁不解除；2系统发生各种类型的故障时，保护应不被闭锁而可靠的动作；3在振荡过程发生故障时，保护应能正确地动作；4先故障而后发生振荡时，保护不致无选择性的动作。