电自-阶段式电流保护
段式电流保护的整定及计算
段式电流保护的整定及计算TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-2三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～。
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Ω/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～；△t——时限级差，一般取；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～；Krel——电流继电器返回系数，一般取～；Kss——电动机自起动系数，一般取～；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≥～作远后备使用时，Ksen≥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。
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
为配合系数， 反应
可靠 系数取 １ ． ２ ．
＞ １ ， 一般 取 ｌ ＿ １～ １ ． ２： 反应 测
灵 敏度 的校验可 以用 图解法 求出 电流第 １ 段保护 的保 护范 围， 即作 出短路 电流 曲线从而确 定 出最 小保 护范 围（ 最小保 护范
围不小于 线路全长 的 １ ５ ％ ， 即可装设 电流第 １段保护 ） 。 另一方法
・２ ３ ２・
学 术 交 流
Ｅ 电 Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ 子 Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ 测 Ｃ Ｔ Ｅ 试 Ｓ Ｔ
２ ０ 第 １ ３ ５ 年 期 ３ 月
设 ＤＪ ，Ｄｎ，Ｄｍ分别 为第 １段、 第１ Ｉ 段和 第１ Ⅱ段保护 的
整定值 ， 同 一 断 路 器 上
一
，
按躲过本线路末端故障时最大短路电流整定， 即
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 ７ ５ ０ １ ０ ５ ； 中电投 宁夏能源铝 业有 限公 司， 宁夏青铜峡 ７ ５ １ ６ ０ ３ ）
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 ： Ｔ Ｍ ９ １ １
第二章：阶段式电流保护题库
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。
AA. 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（）。
AA. 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()。
AA. 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（）。
CA. 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3.5kA，当同一地点发生两相短路时，其短路电流为（）。
CA. 6.06 kAB. 4.95kAC. 3.03kAD. 1.77kA6. 三段式电流保护中第I段为（）。
AA. 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（）。
AA. 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（）。
CA. 0sB. 1sC. 0.5sD. 10ms9. 三段式电流保护中第Ⅱ段为（）。
BA. 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。
AA. 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11. 定时限过电流保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足：由负荷侧起，愈靠近电源侧的继电保护的动作电流值（）。
阶段式电流保护的原理及评价
阶段式电流保护的原理及评价
以下主要介绍对阶段式电流爱护的原理及评价。
1. 电流速断、限时电流速断和过电流爱护评价
相同点：均反应于电流上升而动作的爱护装置。
不同点：根据不同的原则来选择起动电流。
速断：根据躲开某一点的最大短路电流来整定。
限时速断：根据躲开前方各相邻元件电流速断爱护（或差动爱护）的动作电流整定。
过电流：根据躲开最大负荷电流来整定。
2. 提出问题
由于电流速断不能爱护线路全长，限时电流速断不能作为相邻元件的后备爱护。
3. 解决问题方法
为保证快速而有选择性地切除故障，经常将电流速断、限时电流速断和过电流爱护组合在一起，构成阶段式电流爱护。
详细应用：只采纳速断加过电流爱护，或限时速断加过电流爱护，三者均有。
图1 阶段式电流爱护的协作和实际动作时间的示意图
图2 具有电流速断、限时电流速断和过电流爱护的单相原理接线
图
A: 电流速断部分由继电器1-3组成，限时电流速断部分由继电器4-6组成，过电流部分则由继电器7-9组成。
B: 由于三段的起动电流和动作时间整定的均不相同，故必需分别使用三个电流继电器和两个时间继电器，而信号继电器3、6、9则分别用以发出I、II、III段动作的信号。
C：使用I、II段或III段组成的阶段式电流爱护，最主要的优点就是简洁、牢靠，并且在一般状况下也能够满意快速切除故障的要求。
《阶段式电流保护》课件
具有选择性、速动性、可靠性和 灵敏度高等优点，广泛应用于高 压和超高压电网中。
工作原理
工作流程
阶段式电流保护装置通过检测线路中 的电流值，判断是否超过设定值，并 根据故障情况分段切除故障线路。
动作逻辑
根据电流值和时间阶梯设置，实现不 同段落的保护动作，以快速切除故障 线路。
重要性及应用
重要性
限时电流速断保护的整定计算
总结词
限时电流速断保护是在电流速断保护的基础上增加时限，其整定计算需要考虑保护装置的动作时间和 保护范围。
详细描述
限时电流速断保护主要用于切除本线路的永久性故障，其整定值应按照躲过本线路中最大负荷电流来 整定。在确定整定值的同时，还需要考虑保护装置的动作时间和保护范围，以确保在故障发生时能够 及时切除故障线路。
03 。
故障诊断方法与步骤
诊断方法一：观察法
1
2
通过观察电流保护装置的外观、指示灯和运行参 数等判断故障。
3
检查装置外观是否有异常、各指示灯是否正常亮 起、运行参数是否正常等。
故障诊断方法与步骤
诊断方法二：测试法
通过测试电流保护装置的性能参数判断故障。
对装置进行性能测试，检查其动作值、返回值 、时间常数等参数是否正常。
调试过程与注意事项
01
注意事项
02
03
04
在调试过程中要保持冷静，避 免因操作失误导致设备损坏或
人员伤亡。
在调试过程中要注意安全，遵 守相关安全规定和操作规程。
在调试过程中要认真记录测量 数据，以便后续分析和处理。
05
阶段式电流保护的故障诊断与处理
常见故障类型与原因
故障类型一：误动 电流保护在无故障情况下误动作。
4 阶段式电流保护及重合闸
*
m n
零序电压的获得
集成电路
Ua Ub Uc
加 法 器
3U0
零序电压的获得
微机保护中：
3u 0 u a u b u c
零序电流的获得
零序流过滤器
KA
*
*
*
*
*
*
零序电流的获得
零序电流互感器
A
B C
KA
零序电流的获得
变压器中性点CT
KA
*
*
零序电流的获得
微机保护中：
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
远处发生AB相故障
UA
UBC UC UB
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
EAB
UA
φk φsen UBC UC UB
比较： 不同点发生故障时的动作区
远处
EAB
EAB
近处
IK.A φsen UK.A UBC
* *
*
*
* *
* *
* *
*
*
* a b c
4.8 测量电压、灵敏线、灵敏 角、动作区之间的关系
动作区 灵敏线
灵敏角 Um
三相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
UA
UA
灵敏线
灵敏线
φk
UBC
IKA
φsen
UC UB
φsen
UB
UBC
UC
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
1.2 阶段式电流保护
图1-9 变换器的电气隔离作用
继电保护中常用的变换器有电压变换器(UV)、 继电保护中常用的变换器有电压变换器(UV)、 电压变换器(UV) 电流变换器(UA) 电抗变压器(UX) UV作用是电 (UA)和 (UX)， 电流变换器(UA)和电抗变压器(UX)，UV作用是电 压变换，UA、UX作用是将电流变换成与之成正比 压变换，UA、UX作用是将电流变换成与之成正比 的电压。 的电压。
QF 保护装置
测 量 回 路
输 电 线 路
TA
UA
从UV原方看进去， UV原方看进去， 原方看进去 输入阻抗很大，对于负 输入阻抗很大， 载而言UV UV可以看出一个 载而言UV可以看出一个 电压源，UV两侧电压成 电压源，UV两侧电压成 正比， 正比，
图1-10 电压变换器应用
& & U 2 = K UU1
& I1
& I2 Z load
二次回路；对于负载，UX近似为电压源。UX励磁阻 二次回路；对于负载，UX近似为电压源。UX励磁阻 近似为电压源 抗相对于负载来说很小， 抗相对于负载来说很小，可以认为一次电流全部用 & & & & & 于励磁， 于励磁，这样二次电压 U 2 = Z m I1 = K I I1， K 称为 I UX的转移阻抗 的转移阻抗。 UX的转移阻抗。
& I1
& U2 Rϕ
图1-13 UX转移阻抗角调整 UX转移阻抗角调整
与使UA的电压变换电路不 与使UA的电压变换电路不 UA UX输出电压超前输入电 同，UX输出电压超前输入电 流一定相位角，具有“ 流一定相位角，具有“电抗 特性” 由于UX UX励磁阻抗较 特性”。由于UX励磁阻抗较 其铁芯一般带有气隙。 小，其铁芯一般带有气隙。
5阶段式电流保护整定计算及应用及评价
阶段式电流保护的整定计算
1. 保护 1 电流Ⅰ段整定计算
– （1）求动作电流。按躲过最大运行方式下本线路末端（即B母
线处）三相短路时流过保护的最大电流整定，即：
' d z .1 ' K ' K
I
K
I d . m ax
K
E Z
S .m in
S
Z l AB
l
1.25
10.5 / 3 1.8(kA) 0.2 0.4 10
阶段式电流保护的整定计算
一、电流速断保护的整定计算
– 1、动作电流 整定原则：保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处 通过保护装置的最大短路电流（最大运行方式下的三相短路 电流）来整定。
即
– 2、动作时限 瞬时动作 – 3、最大保护范围—— Lmax≥50%L 最小保护范围—— Lmin≤15% L 无意义
2.1.8 阶段式电流保护的应用及评价
三、评价
– 选择性：
在单侧电源辐射网中，保护具有较好的选择性（靠动作电流、动作 时限），但在多电源或单电源环网等复杂网络中可能无法保证选择 性
– 灵敏性：
受运行方式的影响大，往往满足不了要求，——电流保护的缺点
– 速动性：
第Ⅰ、Ⅱ段满足 第Ⅲ段越靠近电源，动作时限越长——缺点
阶段式电流保护的整定计算
二、限时电流速断保护的整定计算
– 1、动作电流
整定原则：保护装置的起动电流按躲过下一条线路电流速断 保护范围末端发生短路时最大短路电流（或躲过下一条线路 电流Ⅰ段的整定值）来整定。
即：
– 2、动作时限的选择 限时速断的动作时限应选择的比下一线路电流速断保护的动作 时限高出一个时间阶段。
第8讲阶段式电流保护的配合
思考2： BC 线路末端发生短路时，线 路上装设的保护哪些启动， 哪些动作？
（图1：阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图）
留给大家课后思考！
增设电流I段 构成两段式保护
保护3
其电流III段与 保护2配合
动作时限要 整定为1~1.2
越靠近电源端，则过电流保护的动作时限就 越长，因此，一般都需要装设三段式的保护。
同时设电流I 构成三段式保护
段和II 段
阶段式电流保护的单相原理框图
电流速断部分 由电流元件 KAI 和信号元件 KSI 组成； 限时电流速断部分 由电流元件 KAII 、时间元件 KT II 和信号元件 KSII 组成； 过电流部分 由电流元件 KAIII 、时间元件 KT III 和信号元件 KSIII 组成。
不能作为相邻元
作 的
护（II段）
件的后备保护
保
阶 段 式 电 流 保 护
护
装
置
按躲开本元件最大负
定时限过电流保护
荷电流整定 动作时限可能较
（III段）
长
• 具体应用时，可以只采用I段加III段保护，或II段加III段 保护，也可以三者同时采用。下面以图1所示的网络接 线为例予以说明。
阶段式电流保护的配合实例
阶段式电流保护的优缺点
阶段式电流保护的优点——简单，可靠，并 且在一般情况下也能够满足快速切除故障的 要求，因此在电网中特别是在35kV及以下的 较低电压的网络中获得广泛的应用。
阶段式电流保护的缺点——直接受电网的接 线以及电力系统运行方式变化的影响，例如整 定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏 性则必须用系统最小运行方式来校验，这就使 它往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求。
阶段式电流保护的应用及对它的评价
阶段式电流保护的应用及对它的评价
电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。
它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。
即速断是按照躲过某一点的较大短路电流来整定；限时速断是按照躲开相邻元件电流速断保护的动作电流来整定；而过电流保护是按照躲开较大负荷电流来整定。
由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻线路的后备保护，因此，为保证迅速且有选择性的切除故障，常常将电流速断、限时电流速断和过流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。
具体应用时，可以仅采用电流速断加过电流保护，或者限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。
阶段式过电流保护的优点主要是简单、可靠，并且在一般情况下也满足快速切除故障的要求，在35kV及以下的低压电网中应用广泛。
由于要求限时电流速断保护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，当下一条线路出口处发生短路时，它就要启动。
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，此
时限的大小与其延伸的范围有关。
为了使这一时限尽量缩短，首先考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围，而动作时限则比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段。
阶段式电流
阶段式电流、电压保护装置整定计算作者：ljbqwe文章来源：本站原创点击数：1190 更新时间：2009-2-2目录一电网故障情况的基本分析 (1)二短路计算的基本参数 (1)三短路计算的基本假设 (1)四继电保护整定基本原则 (1)五阶段式电流、电压保护的整定原则 (2)六元件保护整定计算原则 (2)七阶段式电流、电压保护及元件保护整定计算算例 (4)八继电保护整定计算方案的编制 (9)九定值单、回执单及其管理 (11)阶段式电流、电压保护装置及元件保护装置整定计算一．电网故障情况的基本分析电力系统正常运行时，由于绝缘下降、污闪、风偏、雷击等原因会造成各种短路故障，严重危及电力系统和电气设备的安全运行，必需尽快将故障设备从电力系统中切除。
继电保护和安全自动装置（以下简称保护装置）是保障电力系统和电气设备安全稳定运行的应急快速反应部队，在电力系统中具有特别重要的地位。
继电保护的主要作用就是在被保护的电气设备发生各种短路故障时将故障点快速隔离，在被保护的电气设备发生各种异常运行状态时，发告警信号通知运行人员尽快处理。
自动装置的主要作用就是在电力系统发生各种稳定破坏事故时，尽快恢复电力系统安全稳定运行。
多年的运行实践证明，输电线路最常见的故障是各种类型的短路故障，如单相接地故障(约占90%). 两相接地故障(约占5%). 两相故障(约占2%). 三相故障(约占3%). 及少量的转换性故障。
二．短路计算的基本参数A必需实测的参数主要包括：发电机，变压器，架空线路,电缆线路等。
1．1三相三柱式变压器的零序阻抗。
1．2 35KV及以上架空线路，电缆线路的阻抗。
1．3平行线之间的零序互感。
1. 4双回线路的同名相间和零序的差电流系数。
1. 5其它对继电保护影响较大的有关参数。
B基准参数2. 1基准频率：50 HZ2. 2基准容量：1000 MVA2. 3基准电压：230 115 37 10.5 6.3 kV三．短路计算的基本假设1.忽略发电机，变压器，110kV架空线路，电缆线路等阻抗参数的电阻部分，并假定旋转电机的正序电抗等于负序电抗，既X1=X2 。
阶段式电流保护配合原理、构成和整定计算-继电保护考点复习讲义和题库
考点 2：阶段式电流保护配合原理、构成和整定计算2.1、阶段式电流保护配合原理、构成 保护功能由各段电流保护相互配合完成，通常为三段式电流。
三段分别为： ①第 I 段：瞬时电流速断保护； ②第 II 段：限时电流速断保护； ③第 III 段：定时限过电流保护。
在实施时，也可以根据需要配置为两段式电流保护，两段式电流保护即只配置第 II 段和第 III 段。
①瞬时电流速断保护即第Ｉ段保护： 1、为实现快速性，同时又要保证选择性，所以抬高整定值， 牺牲了保护范围。
2、第Ｉ段的整定值， 是按大于被保护线路末端最大的短路电流的原则来整定。
3、保护范围受系统运行方式、 故障类型影响大。
第Ｉ段保护范围通常比较小，为线路全长的 15~50%。
4、由于灵敏度不够， 所以第Ｉ段保护通常不能单独使用，要有带时限的电流速断保护配合。
②限时电流速断保护即第 II 段，目的是为了弥补第Ｉ段保护的缺陷。
1、只有降低整定值，保护范围才能延长，保护范围不可避免地延伸到了相邻下一线路，需要与 相邻下一线路的保护相配合，整定值大于相邻下一线路第 I 段的定值。
2、为保证选择性，通常要延时，为了缩短延时时间，要求保护范围不能延伸太长，不能超出下 一线路第 I 段的保护范围。
3、时限级差一般为 0.5 秒。
③定时限过电流保护即第 III 段。
1、保护范围较大，通常作为本线路的近后备保护以及作为相邻下一线路的远后备保护 。
2、整定值是按大于最大的负荷电流来确，即在最大负荷电流作用下不能起动，且在装置动作以 后故障切除后在最大负荷电流作用下能可靠返回。
3、动作延时按阶梯形时限配合原则来确定。
2.2、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。
浅析供电线路的阶段式电流保护
有关。
Ｉ
４ 第 Ⅲ段 电流保 护— — 定 时 限过 电流 保 护
圃
在 线 路 上 装 设 第 １、 Ⅱ段 电 流 保 护 ， 故 障发 生 在 线路 末 端第 Ⅱ 当
段 电流 保 护 范 围 内 ． 又 出现 拒 动 的情 况 时 。 路 故 障则 无 法 切 除 。 而 线 因 此 需 装 设 第 Ⅲ 段 电流 保 护 。
护。 ２ １ 整 定原 则 ．
Ｋ
此Ｋ ≥ １ ． ３为满 足 灵 敏 度 的要 求 。 在 被保 护 线 路 上 发生 短 路 时 ， 过保 护 安 装 电 的短 路 电流 值 随 短 流 当 不满 足灵 敏 度 要 求 时 ， 采 用 降 低 动 作 电 流 的 方 法来 提 高灵 敏 则 路 电的位 置不 同 而 变 化 。 在线 路 的始 端短 路 时 ， 路 电 流最 大 ； 路 末 短 线 端 短路 短 路 电 流 值 最小 。 路 电 流 值 还和 系统 的 运 行方 式 及 故 障 类 型 度 。 短
灵敏 度 的校 验 。
【 关键词】 电流保护 ； 整定计 算； 动作时限； 灵敏度
护 本 线 路 的 全长 ， 尽 可 能 短 的动 作 时 限 。 应 ３１ 整定 原 则 ． 为保 证 电力 系 统 能够 安 全 、 定 、 稳 可靠 地 运 行 。 线 路 中 安 装 继 电 在 第 Ⅱ段 电流 保 护 动作 范 围包 括 了 被 保 护 线路 全 长 ， 保 护 线 路 末 被 保 护装 置 。阶 段 式 电流 保 护 被 安装 在 供 电 线 路 中 ． 反 映 出供 电 线路 能 端 故 障也 应 动 作 切 除故 障 ，显 然 相 邻线 路 首端 故 障该 保 护 也 能 反 应 ， Ｃ 中的 短 路故 障 ， 会 自动地 、 速 地 、 选 择 地 切 除 故 障部 分 ， 到缩 即保 护 范 围 延 伸 至 下一 线 路 首 端 。 为保 证 动作 的选 择 性 ， 保 护 必 须 并 迅 有 达 该 小事 故 范 围 ， 高 了供 电 系 统运 行 的可 靠 性 。 提 因此 ， 阶段 式 电 流保 护是 带 时 限 以便 与 下一 线 路 的 保 护 相 配合 。通 常 先 考 虑 与 下 一 线 路 的第 供 电 系统 继 电 保 护装 置 中的 重 要部 分 。 １ 电流 保 护 相 配 合 ， 段 即保 护 范 围 不 超 出 下 一线 路 第 １段 电 流 保 护 范
电力系统继电保护-输电线路的阶段式继电保护
各段保护间整定值（边界）的配合
设DⅠ、DⅡ、DⅢ分别为第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ 段保护的整定值，同一断路器上反应测量量增加 而动作的保护：
DⅠ> DⅡ>DⅢ 反应测量量减小而动作的保护：
DⅠ< DⅡ<DⅢ 当上级保护的保护范围伸到了下级时，上级保
护的整定值必须与下级保护的整定值进行配合。 即：D上级=Kmat D下级
解决配合问题： 保护范围的配合 动作时间的配合 整定值（边界）的配合。
一、各段保护间保护范围和动作时间的配合
保护范围的配合
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第Ⅰ段保护的保护范围分析
第Ⅰ段保护又称为瞬时速断保护,其保护范围 被限制在被保护线路全长的85%以内。
???为什么不能让第Ⅰ段保护保护范围更长一 点，甚至保护线路的长 ？
根据选择性的要求:
在迭加原理之上的），是继电保护基础。
输电线路为什么要采用阶段式继电保 护
简单的回答是为满足“四个基本要求”。
具体分析可从两方面理解： 一、测量误差，即被保护线路故障时保护测
得的故障量会出现误差； 二、为防止线路故障时主保护及Ⅰ、 Ⅱ段
保护由于某种原因拒动，而增设的后备 保护即第Ⅲ段保护。
阶段式保护要解决的问题
O
X
整定值是保护动作与不动作的分界（边 界）。如果保护的原理是反应测量量增加 而动作的，则：测量量大于或等于整定值 时保护动作，测量量小于整定值时保护不 动作。如果保护的原理是反应测量量减小 而动作的，则：测量量小于或等于整定值 时保护动作，测量量大于整定值时保护不 动作。
复杂的保护装置，整定值是一个或几个 矢量，其动作边界表示在复坐标平面上为 直线、圆或其他几何图形
第Ⅱ段保护与下级线路第Ⅱ段保护时动作时间分 析
浅谈阶段式电流保护在矿井高压供电中的应用
阶段 式 电流 保 护 比较 见 表 １ 。 表 １ 阶段 式 电 流 保 护 比较
类型 电流速 断 限时 电流速断
本 线路 全 长 次之 主保 护 Ｏ５ｓ ｌ ． ～ ｓ 整 定 电 流 与 时问
最 小
以下 几项 ： 升下刚于 主排 水的主水泵 、 掘丁作面 电源 、 采 整流装
性 、 敏性 、 靠 性 以及 适 应性 要 求更 高 。 巾 。 灵 可 其 矿井 高 压供 电 易 出 现 的 故障 是短 路 、 载 等过 流 现 象 。 过 笔者 将 介 绍针 对 上述 过 流 故障
地切除故 障 ， 经常将 电流速断 、 限时电流速断和定时 限过 流保护
配 合 使 用 ． 成 阶 段 式 电流 保 护 。在 现 实 使 巾 ， 以 电 流 速 断 构 可 加 过 电 流 保 护 ， 可 以限 时 电 流速 断 加 过 电 流 保 护 。 也 在 煤 矿 井 下 高 压 供 电 ｑ ， 阶段 式 电 流 保 护 主 要 体 现 在 井 下 １ 变 电所 的矿 ｊ 般 型 高 压 盘 、 川 隔 爆 高压 开关 、 刚 隔爆 型 移 Ｌ一 ｝ 矿 矿 动 变 电站 高 压 头 等 的事 故 跳 闸 。 根 据 最 近 几 年 对 井下 阶段 式 电 流 保 护 的研 究 ， 以 将 以 上 开 关 分 成 几 类 负荷 ， 据 负荷 类 型选 可 根 用相应保护配合。 （ ）井 下 各 类 变 电所 的进 线 高 压 开 关 与 上 级 变 电所 出 线 高 １ 压 开 关 。进 线 开 天 只投 电流 速 断 和 限 时 电流 速 断 保 护 已经 能 够 满 足选 择 性 和灵 敏 度 的要 求 ，其 巾 限 时 电流 速 断 能够 实 现 上 下 级 变 电所 的 配 合 ， 时 限 过 电 流 保 护不 建议 投 跳 闸 。 定 （ ） 下各 类 变 电所 联 络 高 压 开关 。联 络 开关 的保 护 投 入 可 ２井
继电保护计算
单电源的阶段式电流保护1、P1处无时限电流速断保护电流Ⅰ段的整定I act Ⅰ=K rel I 311Z 23actI E I Φ式中I act Ⅰ——保护P1的I 段动作电流； K rel ——可靠系数,考虑短路电流计算误差、电流互感器误差、继电器动作电流误差、短路电流中非周期分量的影响和必要的裕度,一般取～；I 3——最大运行方式下被保护线路末端的三相短路电流,P1保护的线路末端是N 母线处；短路电流与系统的运行方式、故障点位置、故障类型有关；lmin ——保护的最小保护区,按照规定最小保护区不小于全线长度的15%,这是解析法的公式计算；也可以通过做出最小运行方式下短路电流曲线而用图示方法求得最小保护区;最小保护区是校验电流I 段灵敏性的方式；Z 1——单位长度的线路正序阻抗；ΦE ——系统系统相电压；——最小运行方式下的系统阻抗,Zs 最大时的短路电流最小,称最小运行方式；Zs 最小时的短路电流最大,称最大运行方式;2、P1处限时电流速断电流Ⅱ段的整定I act Ⅱ=K rel I Ⅰt Ⅱ=Δt K Ⅱsen =act k I I )2(min .)2( 式中I act Ⅱ——保护P1的Ⅱ段动作电流； I Ⅰ——下线线路无时限电流速断保护动作电流,如果相邻线路有多条,要分别与相应线路配合,取最大值作为动作电流；K rel ——可靠系数,考虑到短路电流中的非周期分量已衰减,取～；Δt ——动作时限,一般取秒；K Ⅱsen ——灵敏系数,要求大于～；当灵敏性合格时,说明限时速断电流保护有能力保护本线全长；当灵敏系数不能满足要求时,限时电流速断保护可与相邻线路限时电流速断保护配合整定,即动作时限为t 1Ⅱ= t 2Ⅱ+Δt=2Δt,I act Ⅱ= K rel I Ⅰ；或使用其他性能更好的保护；min .)2(k I ——被保护线路末端两相短路时的最小短路电流;3、P1处定时限过电流保护电流Ⅲ段的整定I Ⅲact =Kre Kss K rel III I Lmax t Ⅲp1= t Ⅱp2+ΔtK Ⅲsen 近=act III kN I I m in .)2( K Ⅲsen 远=act III kQ I I m in .)2( 式中,I Ⅲact ——保护P1的Ⅲ段动作电流；rel III K ——Ⅲ段可靠系数,它是考虑继电器动作电流误差和负荷电流计算不准确等因素而引入的大于1的系数,一般取～；Kre ——返回系数,一般取；Kss ——自启动系数,它决定于网络接线和负荷性质,一般取～3；I Lmax ——流过保护装置的最大负荷电流；K Ⅲsen 近——作为本线路近后备保护时的灵敏系数,要求大于；K Ⅲsen 远——作为本相邻线路远后备保护时的灵敏系数,要求大于；min .)2(kN I ,min .)2(kQ I ——分别是本线路末端和相邻线路末端两相短路时的最小短路电流;。
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C 15km
3QF
10km
ZS.min 0.2 ZS.max 0.3
P1
P2
P3
要求：对三段式电流保护1进行整定计算。
解： 1.短路电流计算 B母线短路时的短路电流：
I I
(3) k.B.max
E Z s.min Z1l AB
K sen
III
I KBmin III 。 I op.1
b)校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求Ksen≥1.2
K sen
III
I K.C.min III 。 I op.1
2.定时限过电流保护的单相原理接线图
QF YR QF
+
KA
信号
+
+
KS
I
Ⅲ op
K rel Kss K re
Ⅲ
I L.max
自起动系数
自起动情况： 外部故障切除时，电压升高，相当于电动机负 荷同时起动，此时电流为电机的起动电流，大 于负荷电流。 以 Kss I L.max 表示
K ss 为自起动系数，它决定于网络接线和负荷性质，
一般取1.5～3
（2）过电流保护动作时限整定
ZS 与电源投入数量、电网结构变化有关，
ZS 最大时短路电流最小，称为最小运行方式； ZS 最小时短路电流最大，称为最大运行方式。
b.故障点远近， 故障点越近， l 越小，短路电流越大。
(3) (2) c.短路类型， I k Ik
B母线短路时流过保护1的最大短路电流为：
I
(3) k.max
E ZS.min Z1lAB
1.无时限电流速断保护的原理及整定 如何计算短路电流？
短路电流计算：
P1
A M
P2
E
lk
1QF
N B
2QF
Zs
三相短路时
I
Ik
(3) k
k
相电势
E ZS Z1lk
0.4欧姆/公里
故障点到保护 安装处距离
系统阻抗
两相短路时
Ik
(2)
3 ZS Z1lk 2
E
短路电流大小由以下因素决定： a.系统运行方式， 系统电源等效阻抗
2.限时电流速断保护的单相原理接线图
QF YR QF
+
KA
信号
+
+
KS
I>
KT
TA
限时电流速断保护单相原理接线图
3.限时电流速断保护的特点
能保护线路全长 靠动作电流和动作时限的整定获得选择性 能作为本线路的主保护 动作迅速，可靠性高 保护区受运行方式、故障类型影响
2.1.3 定时限过电流保护
I
l
灵敏系数校验： 要求最小保护范围不小于线路全长的15%。
L min 1 E 3 ( I Zs.max ) z1 I op.1 2
要求
Lmin 15%L
2. 无时限电流速断保护原理接线
QF
YR
QF
+
KA
-
+
I>
KM
+
KS
信号
TA
电流速断保护单相原理接线图
3.无时限电流速断保护特点
A M
P1
1QF
BN
P2
2QF
Ik
P1 Ⅱ段 保护区
k
P2 Ⅰ段 保护区
与下线电流Ⅰ段保护配合具体为时限配合及保护区配合 时限配合：
动作时限较电流Ⅰ段保护长，可取0.3－0.5秒
t t
Ⅱ
Ⅰ
t t t t
Ⅱ Ⅰ
保护区配合：
保护区不超过下线电流Ⅰ段保护区
如果保护区超过了下线电流Ⅰ段保护区
Ksen>1.3，灵敏度合格，
K
Ⅱ sen
I
（2） k.B.min Ⅱ op.1
能够保护本线全长 Ksen<1.3，灵敏度不合格， 不能保护本线全长 应考虑更换为距离保护或 改与下线Ⅱ段保护配合
II II I t1 t 2 tt 2 2t
I
II II II I op K I .1 rel op.2
P1Ⅱ段保护区
I op.2
O
l
电流Ⅱ段保护整定公式：
Ⅱ I K I op.1 rel op.2 Ⅱ I t t +t t
按上面公式整定能保证选择性，但能保护本线全长吗？ 应进行灵敏度校验，确认保护本线全长能力。
灵敏度校验概念 电流保护动作条件： 即：
灵敏度系数 Ksen
P1
M A
P2
E
l
1QF
B N
2QF
Zs
Ik
Ik
曲线1 曲线2
N
k
k1
最大运行方式下 三相短路
M
Iact op
最小运行 方式下 两相短路
最小保护区 最大保护区
(2) I k.min
(3) I k.max
M O
R lmin
Q lmax
N
l
无时限电流速断保护动作电流的整定：
整定时应考虑相邻线路发生故障时Ⅰ段电流保 护不动作。 即Ⅰ段电流保护的动作电流应“躲过”被保护 线路末端短路时流过保护的最大短路电流。 动作电流应满足以下条件：
P1
1QF
A M
BN
P2
2QF
C
P2 Ⅰ段保护区 P1 Ⅱ段保护区
k
保护2的Ⅰ段不起动；
保护1的Ⅱ段起动，0.5秒后误动，跳开1QF。
如何保证Ⅱ段保护区不超过下一线路Ⅰ段保护区？
由动作电流整定保证
A
P1
1QF
B
P2
2QF
C
Ik
P2Ⅰ段保护区
IⅡ K I op.1 rel op.2
IⅡ op.1
Q lmax
N
l
（2）电流Ⅰ段保护不能保护本线全长。 Ⅰ段保护最长的保护区不能伸出本线范围
特殊情况，如线路－变压器组时，将Ⅰ段保护区 伸入变压器，可以保护线路全长。
A
P1
1QF
B
2QF
C
Ik
I I op
act
P1Ⅰ段保护区
(3) I k.max
l
线路－变压器组整定方法
（3）靠动作电流的整定获得选择性。
2.1.5 阶段式电流保护 1. 阶段式电流保护的构成
*无时限电流速断保护（电流I段） *限时电流速断保护（电流II段） *定时限过电流保护（电流III段） 后备保护
主保护
~
I I 1 A I 0.5 t QF1
I I op .1
I I B I 0.5 t 2 QF2
C3
QF3
IK
I
lI 2
II op.1
线路配置了电流Ⅰ段及Ⅱ段后，可以切除本线 路上的故障。
但是当继电保护或断路器发生故障时，
仍不能保证切除故障。还应设Ⅲ段保护。
A
P1
1QF
B
P2
2QF
拒 动
C
P1 Ⅰ段保护区
主保护 后备保护
P1 Ⅱ段保护区
P1 Ⅲ段保护区
k
“近后备”与“远 后备”
A
P1
1QF
B
P2
2QF
C
P2 Ⅰ段保护区
近后备
P1 Ⅰ段保护区 P2 Ⅱ段保护区 P1 Ⅱ段保护区
*三相完全星形接线： *两相不完全星形接线：
接线系数： 流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值。 完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1。
接线系数： K I 。 TA2
con
I op.KA
电流继电器的动作电流（保护的二次动作电 流）：
I op.KA KCON I op nTA 。
第2章 线路阶段式电流保护
[任务] 1.设计应用于单侧电源线路的三段 式电流保护，并进行整定计算。 2.分析线路不同地点发生相间短路 时方向元件及方向电流保护的动作 情况。 3.选择线路的接地保护方式。
[知识点] 1.三段式电流保护各段的原理、整定计算 方法。电流保护的接线方式。 2.阶段式方向电流保护的构成、方向元件 的装设原则。方向元件的作用、原理、 接线。
两相电流差接线
QF +
I>
KA TAa TAc
两相电流差接线主要应用于6～10kV中性 点不接地电网。
电流保护一般用于10～35kV电网，属于小电流接地系统，
一般采用不完全星形接线。
保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相）。
注意在10～35kV小电流接地系统中发生单相接地时， 没有短路电流。线路仍可继续运行2小时。
（4）动作迅速，可靠性高。
2.1.2 限时电流速断保护
限时电流速断保护（电流II段）:带有 较短时限动作的第二套电流保护。 1.限时电流速断保护的工作原理 及整定计算
限时电流速断保护，又称第Ⅱ段电流保护。
设置目的：弥补电流Ⅰ段保护不足，保护本线全长
整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸 入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。
I>
KT
TA
定时限过电流保护单相原理接线图
3.定时限过电流保护的特点 （1）能作为本线路的近后备保护，相邻 线路的远后备保护。 （2）靠动作时限的整定获得选择性。 （3）动作时限较长。 （4）灵敏度较高。
2.1.4 电流保护的接线方式
电流保护接线方式：电流继电器与电流互感 器二次绕组之间的连接方式。