三段式电流保护整定和接线
三段式过流保护整定原则
三段式过流保护整定原则一、三段式过流保护概述三段式过流保护由电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）组成，分别用于快速切除近处故障、切除本线路全长范围内的故障以及作为相邻线路保护的后备保护，在电力系统的安全稳定运行中起着重要作用。
二、电流速断保护（Ⅰ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路末端的最大短路电流来整定。
这是因为如果不躲过，在被保护线路末端发生短路时，电流速断保护就会误动作，将本线路切断，而实际上故障应该由下一级线路的保护去切除。
其动作电流计算公式为I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}，其中I_{op1}为电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.2 - 1.3），I_{k.max}为被保护线路末端的最大短路电流。
2. 动作时间- 动作时间一般取t_{1}=0s（实际上考虑到继电器固有动作时间等因素，大约为0.06 - 0.1s），这是为了实现快速切除故障，尽可能减少故障对系统的影响。
三、限时电流速断保护（Ⅱ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过下级线路电流速断保护的动作电流来整定。
这样可以保证在下级线路的速断保护范围以外发生故障时，本级的限时电流速断保护才动作，避免无选择性动作。
其动作电流计算公式为I_{op2}=K_{rel}I_{op1下}，其中I_{op2}为本级限时电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.1 - 1.2），I_{op1下}为下级线路电流速断保护的动作电流。
2. 动作时间- 动作时间比下级线路电流速断保护的动作时间高出一个时间级差Δ t，一般Δ t = 0.5s。
这是为了保证动作的选择性，即当下级线路的速断保护先动作时，本级的限时电流速断保护不动作；只有当下级线路速断保护拒动时，本级限时电流速断保护才在高出一个时间级差后动作。
四、定时限过电流保护（Ⅲ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路的最大负荷电流来整定。
矿井供电三段式保护整定计算
三段式电流保护工作原理、整定计算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，其起动电流必须整定得大于d2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B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。
由于要求它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，这样当下一条线路出口处（如图1中，对于保护1来说，d2点处）发生短路时，它就要起动，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，但又为了使这一时限尽量缩短，我们就考虑使它的保护范围不超过下一条线路速断保护（如图1中的保护2）的保护范围，而动作时限则比下一条线路速断保护高出一个时间阶段，即如图2（a）所示，由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，所以我们称它为限时电流速断保护。
三段式电流保护(通用教材)
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001） 模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002） 模块3 电网的接地保护 （TYBZ01301003）
模块1 线路相间故障的三段式电流保护 （TYBZ01301001）
【模块描述】 本模块包含三段式电流保护的 工作原理，保护范围，整定计算，正确接线和 特点分析，通过对上述内容的讲解，分析，掌 握继电保护的概念，三段式电流保护在保护范 围，动作值，动作时间上的配合和正确的接线 方式。达到全面掌握三段式电流保护的目的。
模块2 阻抗继电器的构成原理及应用 （TYBZ01302002）
【模块描述】本模块包括反应相间故障和接地 故障的阻抗继电器的构成原理，正确接线及应 用。通过介绍其测量阻抗，整定阻抗，动作阻 抗等内容，达到深刻理解阻抗继电器的构成的 目的。
阻抗继电器的构成原理
阻抗继电器的工作电压
U I Z U OP m m set
模块5 接地距离保护（TYBZ01302005）
【模块描述】本模块介绍接地故障时的特点和 测量阻抗的大小，影响接地继电器正确动作的 因素和解决方法。通过对上述内容的介绍，达 到深刻理解接地距离保护的目的。
接地距离保护
反应接地故障阻抗继电器的接线方式
1 Z l ( I I I I Z 0 I ) Z l ( I 1 I Z 0 Z1 ) UA 1 1 2 0 0 0 1 A 0 Z1 Z1
模块2 电网相间短路的方向电流保护 （TYBZ01301002）
【模块描述】本模块讨论以电流的方向为判据， 解决两侧电源或单电源环网线路电流保护的选 择性问题。通过问题的提出和解决，达到理解 掌握方向元件的构成，正确动作，正确接线和 整定计算的目的。
三段式过流保护的原理及其整定值
无时限电流速断保护(电流I段)反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。
1.几个基本概念（1）系统最大运行方式与系统最小运行方式最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
最小运行方式：就是在同样短路条件下，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
（2）最小短路电流与最大短路电流在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大，称之为最大短路电流。
在最小运行方式下两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小，称之为最小短路电流。
（3）保护装置的起动值对应电流升高而动作的电流保护来讲，使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。
（4）保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。
2、整定计算（1）动作电流为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。
即Idz＞Id.max=KK Id.Bmax 式中可靠系数KK =1.2~1.3，结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路，其最大和最小保护范围Lmax和Lmin。
(2) 保护范围（灵敏度KLm）计算（校验）《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值 Lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即（3）动作时限无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。
一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。
t=0s3、对电流速断保护的评价优点：是简单可靠，动作迅速。
缺点：（1）不能保护线路全长；（2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。
注意: (1) 在最大运行方式下整定后，在最小运行方式下无保护范围。
二、限时电流速断保护(电流II段)的电流速断保护限时电流速断保护：按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。
三段式电流保护的整定及计算
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。
线路三段式电流保护
实验一三段式电流保护一、传统电磁型继电器三段式电流保护（1）实验目的1．掌握无时限电流速断保护、带时限电流速断保护及过电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。
2．理解输电线路阶段式电流保护的原理图、展开图及保护装置中各继电器的功用。
（2）实验原理1．阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。
例如用于“线路－变压器组”保护时，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。
又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区。
图1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。
在只有一个电源的辐射式单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图2.11-1。
XL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。
第Ⅱ段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路X L-2的一部分，其动作时限为t1II= t2I+△t。
无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-1的主保护。
第Ⅲ段为定时限过电流保护，保护范围包括X L-1及XL-2全部，其动作时限为t1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III=t2III+△t ，t2III为线路XL-2的过电流保护的动作时限。
实验报告-线路三段式电流保护实验-学生
9．观察负荷灯泡熄灭情况和电流表读数，观察三段保护的动作情况。
10．实验结束后，将故障模拟断路器断开，将三相调压器输出调回0V，断开所有电源开关。
六．实验现象及分析
1．按两相星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
2．根据理论计算值整定各继电器的动作整定值：
=A、 =秒
=A、 =秒
=A、 =秒
3．将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
4．系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。退出所有保护连接片，使保护动作后不能够跳闸。
1.学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
2.分析三段式电流保护动作配合的正确。
二．使用设备明细
DJZ-IIIC电气控制与继电保护综合教学试验台
三．实验内容
1．学习整定线路三段式电流保护的动作整定值、时间整定值；
2．观察三段式电流保护动作配合情况。
四．实验原理
图1实验原理接线图
五．实验方法、步骤
由于保护出口连接片已退出断开保护动作后不能使模拟断路器分断所以故障持续时间不易太长即要在故障开始后当所有保护均已经动作时人为断开故障模拟断路器
电气工程及其自动化专业实验报告
姓名
学号
实验名称
线路三段式电流保护实验
指导教师
刘天野、秦鹏
实验日期
20140921
所属课程
电力系统继电保护原理
设备台号
一．实验目的
5．核查三相调压器输出为0V。
6．合三相电源开关，合直流电源开关，合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V，负载灯亮，合上模拟断路器。
三段式电流保护整定的计算方法
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。
继电保护试验-三段式电流保护
实验三三段式电流保护一、实验目的1.加深了解三段式电流保护的原理。
2.掌握三段式电流保护的参数整定及各段保护之间的配合。
二、实验内容三段式电流保护分电流速断保护（I段保护），限时电流速断保护（II 段保护）和过电流保护（III段保护）：包括以下4个部分：（1）电流保护I段：它是经过傅立叶模块变换的电流与预先设置的继电器电流相比较，若大于预置值则输出0,反之输出1。
其动作电流按躲开线路末端发生三相短路的短路电流整定；因为电流I段是瞬时动作，所以延时时间很小（延时0.05S）。
它只能保护线路的一部分，不能保护全长。
（2）电流保护II段：其动作原理与电流I段相同，其动作电流按与下一级线路的I段或II段配合来整定，整定值小于I段，延时时间0.5S,它能保护本线路的全长。
（3）电流保护I段：其动作原理与电流保护I段相同，其动作电流按躲开最大负荷电流整定，保护经过一个动作延时启动并切出故障，它不仅能保护本线路的全长，而且能保护下级相邻线路的全长。
当满足灵敏度的情况下，它的动作时间应与下一保护的ni段相配合。
（4）保护出口部分，该部分的功能就是将电流I、II和n段的输出信号相与。
模拟单侧电源系统中，线路发生故障时保护的动作情况。
ContinuousThnee-Pha&e Sfluroe 1）三相电源模排，战电压为1MV二A相的相柱南为0：^电内部连接方式为Yg；内部电限力内部也感为0,04比疑问2）格踞殁模块起始状态身close,勾iiA, H,白拜美,不在胃触发：勾逸开、断时间为外部校前方式□・» In1 DirtlSwtKygtem 3Three-PhaseFault5）故障发时4）二相卤端，500KW9.图3-1仿真模型图3-2子系统模型主要模块参数设置如下：(1)三相电源模块：线电压设置为10kV ； A 相的相位角设置参数为0；频 率设置参数为50Hz,内部连接方式设置为Yg ，星形连接；电源的内部电阻 设置参数为3。
三段电流保护
过电流保护
在继电保护的整定计算中，还经 常引入接线系数。所谓接线系数就 是指流经继电器中的电流IK与电流互 感器二次侧电流 I2之比，即
过电流保护
在完全星接和不完全星接中，
IK = I2 故 Kw = 1 ；
但是如果电流互感器二次侧接成 三角形，而电流继电器接法不变， 则
下一段瞬时速断的保护范围
，限
时电流速断保护的动作值 ，应大于
下一段瞬时速断保护的动作值 ，即
有
三段电流保护
限时电流速断保护装置应保护本段线 路的全部，因此应选取本线路末端作为 灵敏度的校验点。规程规定，其灵敏系 数应满足下式
三段电流保护
三、三段式电流保护及其接线图 由瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护相互配合， 构成一整套线路保护，称之为三段式电流保护。其中瞬时 （ I 段）和限时电流速断（ II 段）保护构成线路的主保护， 当线路任何一点短路时，主保护都会在不大于 0 . 5s 的时间 内灵敏动作。过流保护是作为本线路的近后备保护和下一段 线路的远后备保护。应特别注意的是，过流保护应与下一段 过流保护相配合，动作时间相差 0 . 5 s。
过流保护的动作时间不随短路电流的大小变化，而是一个定 值，故这种保护又称为定时限过流保护。
三段电流保护
一、瞬时电流速断保护
由于过流保护是通过动作时间的配合实现其动作的选择 性，故其动作时间较长，速动性较差。为此，经常要与瞬 时电流速断保护配合使用。所谓瞬时电流速断保护，就是 保护装置的动作时间是瞬时的，不设时间继电器，其接线 图如图 2 一 8 所示。图中的中间继电器 KM 有两个作用：
过电流保护
( 2 ）时限元件：即时间继电 器 KT 。它的作用是使保护装置 动作具有所必须的延时。当电流 继电器常开接点闭合时，时间继 电器的线圈得电，其接点延时闭 合，并经信号继电器 KS 的线图、 断路器联锁接点 QF 接通跳闸线 圈 YR ，使断路器跳闸，将故障 线路切除。
三段式电流速断保护详细整定书讲解
许继wxh-820第31页8定值整定说明10．1三段电流电压方向保护由于电流电压方向保护针对不同系统有不同的整定规则，此处不一一详述。
以下内容是以一线路保护整定为实例进行说明,以做为用户定值整定已知条件：最大运行方式下，降压变电所母线三相短路电流I)3(maX.dl为5500A，配电所母线三相短路电流I)3(maXd为5130A，配电变压器低压.2侧三相短路时流过高压侧的电流I)3(maX.3d为820A。
最小运行方式下，降压变电所母线两相短路电流I)2(maX.1d为3966A，配电所母线两相短路电流I)2(maXd为3741A，配电变压器低压侧两相短路.2时流过高压侧的电流I)2(maX.3d为689A。
电动机起动时的线路过负荷电流Igh为350A，10kV电网单相接地时取小电容电流IC为15A，10kV电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流Icx为1.4A。
系统中性点不接地。
相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。
整定计算（计算断路器DL1的保护定值）电压元件作为闭锁元件，电流元件作为测量元件。
电压定值按保持测量元件范围末端有足够的灵敏系数整定。
10.1.1电流电压方向保护一段(瞬时电流电压速断保护)瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流 A n I K K I l d jx k dz 11160513013.1)3(max .2j=⨯⨯==，取110A保护装置一次动作电流A 6600160110K n I I jx l j.dz dz =⨯== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：2601.066003966I I K dz)2(min,dl lm <===由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设限时电流速断保护。
10.1.2电流电压方向保护二段(限时电流电压速断保护)限时电流速断保护按躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路时的电流整定，则保护装置动作电流A A n I K K I l d jx k jdz 20,8.176082013.1)3(max .3.取=⨯⨯==保护装置一次动作电流A 120016020K n I I jx l j.dz dz =⨯== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验：23.312003966I I K dz )2(min .dl lm>=== 限时电流速断保护动作时间T 取0.5秒。
2三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定及计算三段式电流保护是用于电力系统中对过电流进行保护的一种方式。
它主要包括低电流保护、中电流保护和高电流保护三个阶段。
三段式电流保护的整定及计算是非常重要的，下面将详细介绍三段式电流保护的整定及计算过程。
整定三段式电流保护的整定包括三个方面：电流整定、时间整定和信号整定。
1.电流整定：电流整定是根据电路的额定电流以及电流变化的特点来确定保护整定值的过程。
在给定的时间范围内，对于不同电流等级的设备，设定不同的整定值。
2.时间整定：时间整定是确定过流保护在不同故障情况下的触发时间的过程。
根据故障发生的位置和电路的可靠性要求，设定不同的时间值。
一般情况下，短路故障需要立即跳闸，而过载故障可以延迟一段时间后再跳闸。
3.信号整定：信号整定是对过电流保护的判据进行整定的过程。
根据电流的大小和变化趋势来设定不同的判据。
一般情况下，电流超过设定值就会触发保护装置，但如果电流短时间内迅速增加，则需要设定更低的判据。
计算三段式电流保护的计算主要包括电流计算、时间计算和信号计算。
1.电流计算：电流计算是根据电流的大小和变化规律来确定整定值的过程。
根据电路的特点和运行要求，计算出保护装置的整定值。
一般情况下，电流计算可以通过测量设备的额定电流以及电流变换器的变比来进行。
2.时间计算：时间计算是确定过流保护装置的动作时间的过程。
根据故障的类型和电路的可靠性要求，计算出保护装置的动作时间。
一般情况下，时间计算可以通过测量设备的额定时间和电路的可靠性要求来进行。
3.信号计算：信号计算是根据电流的变化趋势来确定保护装置的判据的过程。
根据电流的大小和变化速度来计算出判据的设定值。
一般情况下，信号计算可以通过测量设备的额定电流和电流变化率来进行。
综上所述，三段式电流保护的整定及计算是根据电路的特点和运行要求，通过电流计算、时间计算和信号计算等步骤来确定保护装置的整定值、动作时间和判据设定值的过程。
只有经过合理的整定和计算，才能保证三段式电流保护的可靠性和精确性，提高电力系统的安全运行水平。
三段式电流保护
三段式电流保护
一、瞬时电流速断保护（Ⅰ段）
动作电流按被保护设备的短路电流整定。
无时间限定，短路电流达到整定值时断路器动作，仅反应因电流增大而瞬时动作。
特点：保护范围受电力系统运行方式的影响较大，不能保护线路全长。
二、限时电流速断保护（Ⅱ段）
为保护线路全长，采用略带时限的电流速断保护与相邻线路的电流速断保护相配合。
与时间继电器配合，故障时，即使短路电流达到整定值，只要在整定时间内故障已切除，断路器则不动作。
特点：能保护线路全长和相邻线路的一部分。
三、定时限过电流保护（Ⅲ段）
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
特点：既保护线路全长，又保护相邻线路全长。
Ⅰ段和Ⅱ段保护构成主保护，Ⅲ段为后备保护。
四、原理
1、Ⅰ段保护：过电流继电器接于电流互感器二次侧，当流过它的电流大于它的动作电流后，比较环节KA有输出。
2、Ⅱ段保护：构成比电流速断保护接线增加了时间继电器KT，当电流继电器KA 动作后，还必须经过时间继电器KT的延时才能动作与跳闸。
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时
电
流
速
断
保
护
1 A
IK 保护范围
L1，I L2，I
0
2 B
3 C
×
l
返回
QF
QF1
LT
—
+
+
KA I
KM
—
信号
+
KS
TA
动作分析：结果与返回
QF
QF1
LT
—
+
+
KA I
KM
—
I段电流保护动作
+
KS
TA
动作过程
第I段保护的接线
线路上发生短路
电流互感器一次侧电流增大
电流互感器二次侧电流增大
当电流大于或等于I段动作 值
KA起动, KA触点闭合
KM线圈加电,KM触点闭合
KS线圈加电
在线路中某处发生短路故障时， 从故障点至电源之间所有线路上 的电流保护第Ⅲ段的测量元件均 可能动作。例如：上图所示中d短 路时，保护1～4都可能起动。为 了保证选择性，须加延时元件且 其动作时间必须相互配合。
t1Ⅲ
t
Ⅲ 2
t3Ⅲ
t4Ⅲ
t
3Ⅲ＝t
Ⅲ 4
t
线的I路II段的tt12ⅢⅢ动I＝＝ II作段tt3Ⅲ2时动Ⅲ 限作时+△tt限t =下一线路
4、 接线：
与第Ⅰ段相同：仅中间继电器变为时间继电 器。
5、 小结：
• ① 限时电流速断保护的保护范围大于本线 路全长
• ② 依靠动作电流值和动作时间共同保证其 选择性
• ③ 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护， 兼作第Ⅰ段的后备保护。
单相原理接线图
QF
QF1
LT
—
+ KA I
+ KT t
—
信号
在最大运行方式下发生三相短 路时,保护范围最大
灵敏度：lmin / l≥15%—20%
最大短路 电流曲线
0 lmin
lmax l
最小短路
电流曲线
l
4、单相原理接线图
QF
QF1
LT
—
+
+
KA I
KM
—
信号
+
KS
TA
动作分析：正常运行状态下
QF
QF1
LT
—
+
+
KA I
KM
—
信号
+
KS
TA
发生短路
动作分析：保护动作过程
•计算公式：乘I a本Ict.1线路K末re最l I 大K.B短.m路ax 电流
Iact.1——I段保护的动作值 Krel——可靠系数 IK.B.max——线路末端的最大短路电流(用Xs.min)
•动作时间t =0s
注：保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流 值，用电力系统一次测参数表示。
• ③ 保护范围是本线路和相邻下一线路全长； • ④ 电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中
所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作）， 故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简
化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近电源，tⅢ越长，应
设三段式保护。
四、三段式电流保护整定算例
例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路L1、L2上 均装设三段式电流保护。已知 ES 115/ 3KV ，最 大运行方式下系统的等值阻抗Xs.min =13Ω，最小 运 行方式下系统的等值阻抗Xs.max= 14Ω,线路单位长度 正序电抗X1=0.4 Ω/km, L1正常运行时最大负荷电流 为120A,线路L2的过电流保护的动作时限为2.0s.计算 线路L1三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验 保护的灵敏系数。
+
KS
延时后出现两种
TA
可能性：动作和
返回
动作过程：
线路上发生短路
电流互感器一次侧电流增大
电流互感器二次侧电流增大
当电流大于或等于第II段动作值
KA起动, KA触点闭合
KT线圈加电,KT触点延时闭合
KT线圈加电
KS触点闭合
发信号
接通跳闸回路(QF1、LT)
QF跳闸
返回过程
跳闸回路的返回： QF断开
• 2、整定值的计算和灵敏性校验：
• 1）整定原则： 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）动作电流：
I act
K rel Kr
K ast I R
Krel——可靠系数，取1.2—1.3，常取1.2
Kr——电流继电器返回系数，取0.85—0.95，常取0.85
Krel：范围1.1~1.2,常取I a1IcIt..11 ,
K II rel act.2
为L2的I
段动作电流
• 动作时间： 动t第1I作II段时动间t作加2I 时0间.5s=下t(一实线际路就的是第0.5I段s)
Δ t：范围(0.3—0.6)，常取0.5s，称时间阶梯.
• 灵敏性： Ksen≥1.3～1.5,一般≥1.3即可
LT线圈失电返回 KA与KT的返回： QF断开
电流互感器二次侧电流为0
QF1断开
跳闸回路断电
电流互感器一次侧电流为0 KA线圈失电, KA触点返回(打开)
KM线圈失电,KT触点返回(打开)
KS的返回：
三、定时限过电流保护（电流 保护的第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。
1 L1
2 L2
3 L3
A
B
80km
C 80km
D 80km
1
L1
2
L2
3
L3
A
B
80km
C 80km
D 80km
第
IacIt.1=krelIk.B.max
IaIct.2=krelIk.C.max
IaIct.3=krelIk.D.max
Ⅰ
段 瞬
= 1.2 × ES
XS.min+X1l AB
= 1.2 ×
KS触点闭合
发信号
接通跳闸回路(QF1、LT)
QF跳闸
返回过程
跳闸回路的返回： QF断开
LT线圈失电返回 KA与KM的返回： QF断开
电流互感器二次侧电流为0
QF1断开
跳闸回路断电
电流互感器一次侧电流为,KM触点返回(打开)
KS的返回：略
• 中间继电器的作用： ① 接点容量大，可直接接LT去跳闸 ② 当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动
1 L1
2 L2
3 L3
A
B
80km
C 80km
D 80km
课后作业：求L2线路L3的第 I段动作值和动作时限
解：（1）第I段 1.2
• 动作电流：I act.1 K I rel K.B.max
• 动作时限: t=0
IK(.3)B.max=
ES XS.min+X1l
ES 115/ 3KV
=
=1.475(KA)
ES XS.min+X1l AC
=1.2 ×
ES
XS.min+X1l AD
间
电 流
= 1.2E×S 1131+50/.4×3K8V0
速
=
ES
1.2 ×
115/ 3KV
13+0.4×160
=
1.2
ES
×
115/ 3KV
13+0.4×240
断
保 护
= 1.2 × 66.395
45
= 1.2 ×
3.保护范围:
有选择性的电流速断保护不可能保护线路的 全长
• 灵敏性：用保护范围的大小来衡量
一般用lmin来校验
最小保护范围
要求：lmin / l ≥（15～20）％
课堂作业
1 A
IK
IaIct.1
保护范围： 从IK曲线 与起动电 流的交点
0 到电源这
段距离。
2
3
B
C
在保护范围内发生短路 时,短路电流大于或等于 I段整定电流时，I段保 护才动作,保护范围之外 的不动作.
作时间（60ms）防止避雷器放电时保护误动
• 小结 ① 仅靠动作电流值来保证其选择性 ② 能无延时地保护本线路的一部分（不是一
个完整的电流保护）。
例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路L1、L2上 均装设三段式电流保护。已知 ES 115/ 3KV ，最 大运行方式下系统的等值阻抗Xs.min =13Ω，最小 运 行方式下系统的等值阻抗Xs.max= 14Ω,线路单位长度 正序电抗X1=0.4 Ω/km, L1正常运行时最大负荷电流 为120A,线路L2的过电流保护的动作时限为2.0s.计算 线路L1三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验 保护的灵敏系数。
3
L3
2、A 整定值的计算和B灵敏性校验
C
D
为保证选择性80k及m 最小动作时限8，0km首先考虑其保8护0k范m 围不
超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻 线路第Ⅰ段配合。 分析
• 整定原则:躲过下一线路第Ⅰ段整定电流
• 动作电流：一第I线aIIcIIt段路.1 电的 流第K动rIe段l 作I动aIc值t作.2=值可靠系数 乘 下
1
L1
2
L2
3
L3