关于三段式保护

关于三段式保护

第三章 第一节 单侧电源电网相间短路三段式电流保护

一、阶段式电流保护的应用和评价

阶段式电流速断保护一般由三段式构成：

三段式：Ⅰ段 瞬时电流速断保护、Ⅱ段 限时电流速断保护、Ⅲ段 定时电流速断保护。 Ⅱ段 限时做主保护，Ⅰ段 瞬时做辅助保护（靠近电源侧短路会快速切除）， Ⅲ段 定时 做后备保护，也做下一级线路的远后备保护。 特殊情况：

两段式：瞬时、定时或限时、定时。如单电源供电的最后一段线路，只需要两段式。 四段式：瞬时、限时一级、限时二级、定时。如，一级限时不能满足对主保护的灵敏度要求时，采用四段式；这时限时保护向下一线路延伸，至它的限时保护的范围（图3-6 b ）

2

,0.7 1.2t t t t ''''∆=+∆∆=

三段式电流速断保护 优点：简单、可靠，如果不发生保护或断路器拒绝动作的情况，则故障都可以在0.35—0.5s 的时间内予以切除，在35kV 以下电网得到广泛应用。

缺点：受电网接线和运行方式影响。整定值按最大方式，灵敏度按最小方式校核灵敏度。

二、瞬时电流保护（第Ⅰ段） 1、整定值计算及灵敏性校验

定值（定值给定后，不随实际运行方式、短路点位置、短路类型而变化）

.2..max =act

k B I K I 'rel .1..max =act

rel k C I K I ' 可靠性系数： 1.2

1.3rel K =

注意贺书第四版的短路电流（幅值）的记号：

..max k B I 最大运行方式，线路AB 末端B 三相短路的最大短路电流（max 既是短路电流最

大值，也指最大运行方式），类似地，..max k C I 。

..min k B I 最小运行方式，线路AB 末端B 两相短路的短路电流（min 既是短路电流最小值，

也指最小运行方式）类似地，..min k C I 。

实际运行方式下，B 点相间短路的短路电流总是介于 ..min k B I 和..max k B I 之间。

.1.1.1,,atc

atc atc I I I ''''''分别表示保护1的电流瞬时、限时、定时电流保护的定值。 .2.2.2,,atc

atc atc I I I ''''''分别表示保护2的电流瞬时、限时、定时电流保护的定值。 .min .max s S s Z Z Z <<

.min .max s s Z Z ，最大运行方式、最小运行方式的系统阻抗，s Z 短路时的运行方式的系统阻

抗。

2、灵敏性

以保护2为例：

设α为保护范围，一般01α<<，也会出现0α<的情况。

2..max .min .min rel k act

rel k B k S AB

S AB

K E K E I K I I Z Z Z Z ϕϕα'''====

++

上式k I 左等号左边的式子是不随运行方式变化，等号右边的式子是随运行方式变化的，由上式解出：

.min k rel

S k S rel rel

AB K K Z K Z K K Z α'-=

-'' α受运行方式的影响表现在S Z 的取值，还与故障方式有关表现为K K 取值。 最大保护范围为（最大方式三相短路）,下式表明AB Z 充分小时可能为负值：

.min .min max 1,:

(1)1

k S S rel

S rel rel

AB K Z Z K Z K K Z α=='-=-''

三、限时电流速断保护（第Ⅱ段）

1、工作原理和整定计算基本原则

（1）要求

① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 ② 在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。 因动作带有延时，故称限时电流速断保护。

2、整定值的计算和灵敏性校验

.2.1atc

atc I I '''≥ .2.1atc

rel atc I K I '''''= 可靠性系数=1.1 1.2rel

K ''，比=1.2 1.3rel K '略小

定时限过电流保护动作电流的时限：

2

1.1.

2.2,QF t t in r t t t t t t t t t '''∆=+∆∆=++++

上式时间依次是，故障线路跳闸时间、中间继电器时间、时间继电器时间、测量元件返回惯性时间、裕度

3、灵敏度 校验：..min

.2k B sen act

I K i =

''， 1.3 1.5sen K ≥ 能满足上式最小运行方式，末端短路的要求，限时保护就可以作为主保护。

四、定限时过电流保护（（第Ⅲ段） 1、 作用：

作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。

可作为线路全长的远后备保护。 1）动作电流：①躲最大负荷电流

②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。

2、定值计算 1）动作电流

电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数 动作电流并与定时电流速断保护比较：

.max .max .max 111

rel Ms act re rel Ms rel Ms l l re re re re

K K I I K I K K I I K K K K =

=== 式中，,,re rel Ms K K K 分别是继电器返回系数（0.85）、可靠性系数（1.25--1.5)、负荷电动机自启动最大电流与额定（或正常运行）最大电流比例（几倍）；

.max .max ,,,act re Ms l I I I I 分别为定限时过电流保护定值（全段），保护装置返回电流，负荷电

动机自启动最大电流，额定（或正常运行）最大电流。