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三段式电流保护
三段式电流保护三段式电流保护一、电流速断保护（第I段）图1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：（1-1）引入可靠系数，则上式即可写为：（1-2）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：（1-3）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（1-4）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。
线路相间短路的三段式电流保护装置ppt(与“保护”有关文档共11张)
I 回路的排列次序，一般是先交流电流、交流电压回路，后是I 直流回路及信号回路。
5s时限切除故障，Ⅲ段返回。
act . 1
I I 以电气回路为基础，将继电器和各元件的线圈、触点按保护动作顺序，自左而右、自上而下绘I制I 的接线图，称I 为展开图。
三段式电流保护各段保护范围及时时限配合:
act . 1
什么是原理图、展开图？它们的特点有何不同？
I l 1 I 限熔三时断段电 器 式流电速流断保保护护各（段保II 段护）范A是围主及保时护时限配0I.合5:
B
t LI 特点：分别绘制保护的交流电流回路、交流电压回路、直流回路及信号回路。
~ X 回路的排列次序，一般是先交流电流、交流电压回路，后是直流回路及信号回路。
回路的排列次序，一般是先交流电流、交流电压回路，后是直 流回路及信号回路。
每个回路内，各行的排列顺序，对交流回路是按A、B、C相序 排列，直流回路按保护的动作顺序自上而下排列。
每一行中各元件（继电器的线圈、触电等）按实际顺序绘制。 4.优点：对现场安装、调试、查线都很方便。
第9页，共11页。
布置任务
act .2
t
t
Ⅰ 1
0
t
Ⅱ 1
t Ⅰ 第5页，共11页。
l
Ⅲ
Ⅱ t2
t1 t2
l
Ⅲ
2、原理图
原理图：
QF
QF1
信号
KM
KS1
KS2
KS3
IA
IB
KA1
I
I
I
I
t KT1
I
KT2
I
I
t
KA2
KA3
kA4
kA5
电力系统继电保护原理PPT 2-1三段电流保护
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
线路短，保 护范围内始 端和末端电 流差别不大
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终端采用线 路-变压器接 线方式，保
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
当电路网络中任意点发生三相或两相断路故障时， 其短路工频周期分量近似计算为：
IⅠop
IⅠ set.1
nTA
Kcon
其中 nTA是电流互感器变比。 Kcon 是接线系数，一般取1.0。
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保护范围的校验
保护范围：在已知保护的动作电流后，大于一次动作电流的 短路电流对应的短路点区域。最小的保护范围为在系统最小 运行方式下两相短路时出现。
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三段式电流保护(ppt)
一、无时限电流速断保护（I段）
无时限电流速断保护，它是仅反映电流的增 大，瞬时动作的电流保护，也称瞬时电流速 断保护、Ⅰ段保护。
图形符号 I＞
（1）动作电流
E A
~G 1 L1
BK
C
2
L2
3
保护动作电流按躲过本级线路末端短路时的最大短
1。特点：
三段式保护 Ⅰ段瞬时速断保护 Ⅱ段延时速断保护 Ⅲ段定时限过流保护
保护范围 灵敏度
本线路前段 最低
本线路全长、下一电 路前段
次之
本线路到相邻线路全长 最高
作用 动作时间 选择性保证 整定电流
主保护 0 整定电流
KK IdBmax
运行方式
大、尤其是短线路
主保护 0.5～1s 整定电流与时间
Idz1KK Id z2
三段式电流保护 (ppt)
三段式电流保护
单电源线路三段式电流保护
I段：无时限电流速断保护 II段：限时电流速断保护 III段：定时限过电流保护
单侧电源网络相间短路的电流保护 原理图
阅读展开图时，应按先交流后直流， 由上而下、从左至右的顺序
原理图
(b) 展开图
(c) 展开图
任 一段保护动作于断路器跳闸的同时，均有相应的信号继电器掉牌，并发出信号，以
+
3 KM
-
7 KT
-
12 KT
-
1 KA 2 KA
5 KA 6 KA
9 KA 10 KA 11 KA
TAa
TAc
三段式电流保护的原理接线图
演示
E A K1
~G
输电线路相间短路的三段式电流保护
输电线路相间短路的三段式电流保护第⼀章输电线路相间短路的三段式电流保护第⼀节瞬时电流速断保护⼀、短路电流的分析计算瞬时电流速断保护（⼜称第I 段电流保护）它是反映电流升⾼，不带时限动作的⼀种电流保护。
1．短路电流计算在单侧电源辐射形电⽹各线路的始端装设有瞬时电流速断保护。
当系统电源电势⼀定，线路上任⼀点发⽣短路故障时，短路电流的⼤⼩与短路点⾄电源之间的电抗忽略电阻）及短路类型有关，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流为：lX X E I S S k 1)3(+= lX X E I S S k 1)2(23+= 2、运⾏⽅式与短路电流的关系当系统运⾏⽅式改变或故障类型变化时，即使是同⼀点短路，短路电流的⼤⼩也会发⽣变化。
在继电保护装置的整定计算中，⼀般考虑两种极端的运⾏⽅式，即最⼤运⾏⽅式和最⼩运⾏⽅式。
（1）最⼤运⾏⽅式——流过保护安装处的短路电流最⼤时的运⾏⽅式称为最⼤运⾏⽅式，此时系统的阻抗Xs 为最⼩；（2）最⼩运⾏⽅式——当流过保护安装处的短路电流最⼩的运⾏⽅式称为系统最⼩运⾏⽅式，此时系统阻抗Xs 最⼤。
图3－ 1中曲线1表⽰最⼤运⾏⽅式下三相短路电流随J 的变化曲线。
曲线2表⽰最⼩运⾏⽅式下两相短路电流随J 的变化曲线。
⼆、动作电流的整定计算1、动作电流假定在线路L1和线路L2上分别装设瞬时电流速断保护。
根据选择性的要求，瞬时电流速断保护的动作范围不能超出被保护线路，故保护1瞬时电流速断保护的动作电流可按⼤于本线路末端短路时流过保护安装处的最⼤短路电流来整定，即max .1kB rel I op I I K I =1op I I ——保护装置1瞬时电流速断保护的动作电流，⼜称⼀次动作电流rel I K ——可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算误差和⾮周期分量的影响等⽽引⼈的⼤于1的系数，⼀般取1．2～1．3；I k1.max ——被保护线路末端B 母线上三相短路时流过保护安装处的最⼤短路电流，⼀般取次暂态短路电流周期分量的有效值.2、保护范围分析在图1中，以动作电流画⼀平⾏于横坐标的直线3，其与曲线1和曲线2分别相交于M 和N 两点，在交点到保护安装处的⼀段线路上发⽣短路故障时，I k >I I op1保护1会动作。
三段式过流保护讲义课件
1、 工作原理 反应电流增大而动作,它要求能保护本条线路旳 全长和下一条线路旳全长。作为本条线路主保 护拒动旳近后备保护，其保护范围应涉及下条 线路或设备旳末端。过电流保护在最大负荷时， 保护不应该动作。 2、整定计算 I、II构成了主保护 本地后备 近 作用：后备 远方后备 远
原则：按躲开被保护线路旳最大负荷电流 ， 且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定： 其中：Ifhmax = KzqIfh Kzq：2以上 Kh：为何要考虑？
最小运营方式：就是在一样短路条件下，系统等 值阻抗最大，而经过保护装置旳短路电流为最小 旳运营方式。
（2）最小短路电流与最大短路电流 在最大运营方式下三相短路时，经过保护装置旳 短路电流为最大，称之为最大短路电流。
在最小运营方式下两相短路时，经过保护装置旳 短路电流为最小，称之为最小短路电流。 （3）保护装置旳起动值 相应电流升高而动作旳电流保护来讲，使保护装 置起动旳最小电流值称为保护装置旳起动电流。 （4）保护装置旳整定 所谓整定就是根据对继电保护旳基本要求，拟定 保护装置起动值，敏捷系数，动作时限等. 无时限 电流速断保护(电流I段)。 2. 限时 电流速断保护 (电流II段)旳电流速 断保护。3. 定时限过电流保护（电
流III段）。
电流保护范围配合阐明图
原理图
展开图
一.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旳电流保护， 称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。 1.几种基本概念 （1）系统最大运营方式与系统最小运营方式 最大运营方式：就是在被保护线路末端发生短路 时，系统等值阻抗最小，而经过保护装置旳短路 电流为最大旳运营方式。
谢谢大家
四、阶段式电流保护旳应用讨论 1） 反应单侧电气量旳保护原理，均是按阶段 式配置旳，应掌握其由来和原理。 2） 在实际应用中，可灵活应用，如I、II或I、 III或II、III组合。 3） 相互之间旳配合一般是指电流定值与时间 定值全配合，实在没方法时，也可只配合时间 定值。 4） 时间定值与电流定值是亲密有关旳，缩小 保护范围是处理时间定值过长旳一种方法。 5） 反配合问题，由上级定值拟定，只整定本 级。
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一、常用的继电器
线路相间短路故障的特点：电流增大， 电压降低
1、电磁型电流继电器 a: 电流继电器线圈的特点 b:动作电流 的定义 Me>Ms
c:返回电流的定义 Me〈Ms
Iact表示动作电流 Ir表示返回电流
d:返回系数的定义 Kr= Ir/Iact Kr=0.85---0.95
LI
I
t2
L2
X
C
IK
Ⅰ
Iact.1
Ⅱ
Iact.1
0 Ⅰ l1
Ⅰ
Iact.2
Ⅱ l2
l
12
动作电流的整定
Ⅱ
Ⅰ
Iact.1 > Iact.2
原理接线图
QF
QF1
kA I
TA
kT t
Ⅱ
Ⅰ
Iact.1 = Krel Iact.2
信号
ks
13
时限配合
~
AI
I t
1
BI
LI
I
t2
L2
C
X
tt
Ⅰ t1 0
tⅡ1 Ⅰ t2
Ⅱ t2
l
14
五、定时限过电流保护
1、定时限过电流保护的工作原理和动作电流 (1)过电流保护的工作原理 (2)过电流保护动作电流 1）在被保护线路通过最大负荷电流的情况下，保护装置不应该动作。 ２）对于已经起动的保护装置，故障切除后，在被保护线路通过最大负荷电
流的情况下应能可靠地返回。
Iact = k rel k astI R/k r
1
e:电磁型电流继电器的符号图
I
KA
f:电流继电器的继电特性
继电保护三段电流保护讲解
2420 12.3 1.5 190.6
作相邻线路2的远后备保护
K se n
I (2) k .2. m in
I III oper.1
600 3.15 1.2 190.6
3.6 电流电压联锁速断保护
——采用电流电压联锁速断保护，可在不延长保护动作时间的条件下，增 加保护范围。
2. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。
1）三相三继电器完全星形接线的特点：
① 每相上均装有TA和KA、Y形接线
② KA的触点并联（或）
或
③能反映所有单相接地故障
• 接线系数:
K con
Ig I2
流入继电器电流
=1 (Y形接法)
TA的二次电流
TA
190.6 4.76A 200/5
最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)
3520 2420
740 600
310 300
动作时限为
t III 1
t III 2
t
1.5
0.5
2.0s
灵敏度校验： 作本线路的近后备保护
K sen
I (2) k .1. m in
3.6.1 电流电压联锁速断保护原理
7周2，DQ1-2
8周3，DQ4-5
7周3，DQ4-5(停课)
或 与
三相低电压继电器各触点“或”控制KM1
0.5s
灵敏度校验
K sen
I (2) k .1.min
I II oper.1
2420 2.27 1.3 1064
三段式电流保护-继电保护
三段式电流保护
一、电流速断保护（第I段）
图1 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I'dz.1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Id.B.max，即：
I'dz.1?Id.B.max（1-1）
引入可靠系数K'k?1.2~1.3，则上式即可写为：
I'dz.1?K'k?Id.B.max（1-2）
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Id.C.max，即：
Idz.2?Kk?Id.C.max（1-3）
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K'k?1.2~1.3?1，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。
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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Ic
19
TAa
KA1 KA3 KA5
A TAc KA2 KA4 KA6
C KA7
N
+WC
FU
KA1
KA2
KA3 KA4
KA5 KA6 KA7
WC
控制电源小母线
KM
熔断器
Ⅰ段电流
KT1 Ⅱ段电流
KT2
Ⅲ段电流
交流电流回路
KS1
KS2
起动信号
KS3
展开图
KT1 KS2
KT2 KS3
LT
KM KS1 QF1 直流回路
（1）电流互感器的极性和一、二次电气量的正方向。
I1
I2
5
（2）、电流互感器的10%误差曲线 a:什么是电流互感器的10%误差曲线
m
mg
0 ZL2S
ZL2
6
2、电流保护的接线方式
电流保护的接线方式 接线系数
（１）三相完全星形接线
。
IA
。
。
IB
IC
I kA1
I kA2
I kA3
TAa TAb TAc
跳闸回路
20
作业
一 、填空
1、线路故障的显著特点是
，
。
2、电流继电器线圈串联是线圈并联的
。
3、电压继电器有
和
。
4、电压继电器线圈串联是线圈并联的
。
二、名词解释
1、动作电流
2、返回电流
3、返回系数
4、低电压继电器的动作电压
5、低电压继电器的返回电压
6、什么是电流互感器的10% 误差曲线
三、简答题
1、对时间继电器的基本要求是什么？
I t
l t
1 BI
LI
X
Il t t 2C
L2
Ⅰ
Iact.1
tt
Ⅱ
Iact.1
Ⅰ t1 0
tⅡ1 Ⅰ t2
Ⅰ
Iact.2
Ⅲ
t1
Ⅱ
t2
tⅢ2
l
18
QF
原 理 图
QF1
KM
信号
KS1
KS2
KS3
。
。
IA
IB
II
KA1
KA2
I
I
KA3 kA4
t KT1 I
II
t
kA5
kA6 kA7
KT2
TAa
.
Ia
TAc
1
e:电磁型电流继电器的符号图
I
KA
f:电流继电器的继电特性
Y
o g:电磁型电流继电器的型号意义 h:电磁型电流继电器线圈的连接
Ir Iact Ik
2
2、电磁型电压继电器
a:电磁型电压继电器的分类
过电压继电器 低电压继电器
U> kv U< kv
b:过电压继电器
动作电压 返回电压
动作电压 c:低电压继电器 返回电压
Ⅱ t2
l
14
五、定时限过电流保护
1、定时限过电流保护的工作原理和动作电流 (1)过电流保护的工作原理 (2)过电流保护动作电流 1）在被保护线路通过最大负荷电流的情况下，保护装置不应该动作。 ２）对于已经起动的保护装置，故障切除后，在被保护线路通过最大负荷电
流的情况下应能可靠地返回。
Iact = k rel k astI R/k r
r
15
2、动作时限的整定
l
t1
~
X
l
l
LI
t2
t
L2 X
t
Δt
t1
Δt
t2
t3 l
16
六、线路相间短路的三段式电流保护装置
三段式电流保护装置：Ⅰ段、瞬时电流速断保护。 Ⅱ段限时电流速断 保护。Ⅲ段定时限过电流保护。
1、三段式电流保护各段保护范围及时限配合。 2、三段式电流保护的接线图。
17
~
AI
返回系数
3
பைடு நூலகம்
d:线圈的连接方式及动作值的调整。
3、电磁型时间继电器
a:时间继电器的作用 b:对时间继电器的的要求 c:时间继电器符号图
t KT
4、电磁型中间继电器
a:电磁型中间继电器的作用
b:时间继电器符号图
KM
4
5、电磁型信号继电器 a: 信号继电器符号图
KS
二、电流保护的接线方式
1、电流互感器
LI
I
t2
L2
X
C
IK
Ⅰ
Iact.1
Ⅱ
Iact.1
0 Ⅰ l1
Ⅰ
Iact.2
Ⅱ l2
l
12
动作电流的整定
Ⅱ
Ⅰ
Iact.1 > Iact.2
原理接线图
QF
QF1
kA I
TA
kT t
Ⅱ
Ⅰ
Iact.1 = Krel Iact.2
信号
ks
13
时限配合
~
AI
I t
1
BI
LI
I
t2
L2
C
X
tt
Ⅰ t1 0
tⅡ1 Ⅰ t2
2、在继电保护中电流互感器的极性是如何规定的 ？
21
四 、画图分析题
1、画出电流保护接线中三相完全星形接线的接线图，并说 明接线的特点。 2、画出电流保护接线中两相不完全星形接线的接线图，并 说明接线的特点。 3、说明三段式电流保护各段保护的动作电流的整定，动作 时限的整定及各段的保护范围。 4、为什么说三段式电流保护是一套性能完善的保护。 5、如下图分析当线路末端AB两相短路时保护如何动作。
§1、1线路相间故障的三段式电流保护
一、常用的继电器
线路相间短路故障的特点：电流增大， 电压降低
1、电磁型电流继电器 a: 电流继电器线圈的特点 b:动作电流 的定义 Me>Ms
c:返回电流的定义 Me〈Ms
Iact表示动作电流 Ir表示返回电流
d:返回系数的定义 Kr= Ir/Iact Kr=0.85---0.95
22
QF
原 理 图
QF1
KM
KS1
KS2
KS3
。
。
IA
IB
II
I
I
t KT1 I
II
t
KA1
KA2
KA3 kA4
kA5
kA6 kA7
KT2
TAc
.
.
Ic
Ia
23
.
。
.
Ia
Ib
Ic
7
三相完全星形接线的接线特点 （2）两相不完全星形接线
。
。
。
IA
IB
IC
I
kA1 I kA2
TAa
TAc
.
.
Ia
Ic
Ib
两相不完全星形接线的接线特点
8
两互感器三继电器不完全星形接线
。
。
。
IA
IB
IC
I
TAa
.
Ia
TAc
.
Ic
I
I
Ik
9
三、瞬时电流速断保护
I 1 KI
~
X
LI
ld
1 32 m
n
0 lmin
lmax
I 2 KI
L2 X
Iact.1
Ik.B.max
Iact.2
Ik.c.max
10
动作电流的整定
Iact.1 > Ik.B.max Iact.1 = krelIk.B.max
原理接线图
QF
QF1
kA I
kM
TA
信号
ks
11
四 、限时电流速段保护
~ AI
I t
1
BI