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：
lact ——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。

Klrel ――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:
LJ
式中:
X1—
—线
路的
单位
阻抗,
0.4 Q
Xsma
系统最大短路阻抗。

要求最小保护范围不得低于15%- 20激路全长，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：
K H rel ――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：
y 一保护区末端最小两相相间短路电流计算值
禅保护装置的动作值
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：
K E rel ――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。

K — Bniiii
T迥
式中：
kmi n --- 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
1
1
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丫，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。

试
对AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。

解:
（1）短路电流计算
注意：短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级，否则会出现错误；双侧
甚至多侧电源网络中，应取流经保护的短路电流值；在有限系统中，短路电流数值会随时间衰减，整定计算及灵敏度校验时，精确计算应取相应时间处的短路电流数值。

B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为：
E s
G +野
=1590 (A)
严)=邑乂 __________ E ___
Af min 乍”丄F /
£ 亠皿十3
66(
=1160 (A )
C 母线短路电流为:
心=乓血爲=1-25 ^1590 = 1990 ⑷
^(7.9+20 xO.^-n 28) ~ 495
⑺
E 母线短路电流为：
整定计算
① 保护1的I 段定值计算
工程实践中，还应根据保护安装处 TA 变比，折算出电流继电器的动作值，以 便于设定。

最小保护范围的校验：
=3.49KM
^-<10D% = 17.5%>15% 2U
满足要求
73(5.^1+50^0.^
<3)
肥
.mi n
37
三 __________ 乂
~ 2
-S /T(7.9 + 50
x 。

，4)
smut
X
② 保护1限时电流速断保护
按躲过变压器低压侧母线短路电流整定:
41 =1 3x520= 680(.4)
与相邻线路瞬时电流速断保护配合
II cp
=1.15 X 1.25 X 840 =1210A
选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间 0.5S 。

灵敏系数校验:
可见，如与相邻线路配合，将不满足要求，改为与变压器配合
③ 保护1定限时过电流保护 按躲过AB 线路最大负荷电流整定:
=501.8A 动作时限按阶梯原则推。

此处假定BC 段保护最大时限为1.5S ，T1上保护动作最大 时限为0.5S ，则该保护的动作时限为1.5+0.5=2.0S 。

灵敏度校验： 近后备时：
37
阳5心+ 28严呦
i
-mm.
4.5
1210
crp-L =
缰乩」1心
9.5X 1CF
1、相间距离I段保护的整定
相间距离保护第I段动作阻抗为：
l^i.1 =灯Z血
可靠系数取0.8〜0.85。

若被保护对象为线路变压器组，则动作阻抗为:
如果整定阻抗角与线路阻抗角相等，则保护区为被保护线路全长的80%〜85% 2、相间距离U段保护的整定
相间距离U段应与相邻线路相间距离第I段或与相邻元件速动保护配合。

①与相邻线路第I段配合
动作阻抗为：
Znpl ――引出负荷线路全长阻抗 Znp2――被影响线路全长阻抗
Zset ――被影响线路距离I 段保护整定阻抗 汲出系数是小于1的数值。

C 、助增分支、汲出分支同时存在时 总分支系数为助增系数与汲出系数相乘。

例题：分支系数计算
式中：
Kbmin --- 最小分支系数。

K H rel ――可靠系数，一般取0.8。

关于分支系数：
助增分支（保护安装处至故障点有电源注入，保护测量阻抗将增大）
J 1|
］刖
r
■J r>i 1 k P
亠
总_
Z 4 iN
B 、汲出分支（保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小。

）
N % P
已知，线路正序阻抗0.45 Q /KM ，平行线路70km MN 线路为40km,距离I 段保护 可靠系数取0.85 。

M 侧电源最大阻抗ZsM.max=2Q 、最小等值阻抗为ZsM.min=20
Q ;N 侧电源最大ZsN.max=25Q 、最小等值阻抗分别为 ZsN.min=15Q, 试求MN 线路M 侧距离保护的最大、最小分支系数。

解:
(1)求最大分支系数 最大助增系数:
「迥JMK + 2画 + 2迹jja _ 哲 七蚪0严6仍土1,二乡 笳
最大汲出系数: 最大汲出系数为1 总的最大分支系数为:
^ = ^^=3^3x1=3.93
(2)求最小分支系数 最小助增系数:
十 Z 顾
— 2° + 4° x 0.4 § + 29 _ j J2
ZjAfjiLax
=2.52 最小汲出系数:
总分支系数:
^=^^ = ^52x0.575 =1.35
②与相邻元件的速动保护配合
15
25
140x0.45
灵敏度校验:
W Im ——方向阻抗继电器灵敏角 W Id ---- 负荷阻抗角 ②灵敏度校验
rrsr _
£ 孕.1 K 5^2 _ ~
上AS
近后备时:
求：＞ 1.3 〜1.5
，可与相邻U 段配合，动作阻抗为
、相间距离川段保护的整定
整定计算原则：按躲过最小负荷阻抗整定 ①按躲过最小负荷阻抗整定 一 兀帕
1.2〜1.3 ;全阻抗继电器返回系数取 1.15〜1.25。

^W.xnin
"嶄心©叭％-畑
要求》1.3〜1.5
远后备时:
要求》1.2
注意：以上动作阻抗为一次侧计算值，工程实践中还应换算成继电器的整定值:
五、阶段式零序电流保护的整定
三段式零序电流保护原理接线图
1、零序电流速断保护 与反应相间短路故障的电流保护相似，零序电流保护只反应电流中的零序分量。

躲 过被保护线路末端接地短路时，保护安装处测量到的最大零序电流整定
由于是保护动作速度很快，动作值还应与“断路器三相触头不同时闭合”、 相运行伴随振荡”等现象产生的零序电流配合，以保证选择性。

按非全相且振荡条
1 信号i <C[ 1
t
-J 1 — ||
1
K5]
」（
J
<
( “非全 KS3 卄一
信号
件整定定值可能过高，灵敏度将不满足要求。

措施：通常设置两个速断保护，灵敏I段按条件①和②整定；不灵敏I段按条件③ 整定。

在出现非全相运行时闭锁灵敏I段。

2、限时零序电流速断保护
基本原理与相间短路时阶段式电流保护相同，不再赘述。

当灵敏度不满足要求时：可采用与相邻线路的零序U段配合，其动作电流、动作时间均要配合。

3、零序过电流保护
动作电流整定条件：
①躲过下级线路相间短路时最大不平衡电流
②零序川段保护之间在灵敏度上要逐级配合。