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XL-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XL-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。当线路XL-2短路而XL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称远后备。线路XL-1本身故障，其主保护速断与带时限速断拒动时，XL-1的过电流保护也可起后备作用，这种后备作用称

近后备。

综上所述，电流保护是根据网络发生短路时，电源与故障点之间电流增大的特点构成的。 无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电流为整定的原则，它是靠动作电流的整定获得选择性。带时限电流速断保护则同时依靠动作电流和动作时间获得选择性，并要与下一线路的无时限电流速断保护相配合。过电流保护以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可靠返回为整定原则。它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。

（3）实验接线（交流回路）

图2 三段式电流保护交流电流部分（一次网络模拟接线）实验接线图

二、微机三段式电流保护

（1）实验目的

1．熟悉三段电流保护的原理； 2．掌握三段电流保护逻辑组态的方法。 （2）实验原理及逻辑框图

三段式电流保护一般用于6～10kV 配电线路上，一段为主保护段，二段为备用保护段,作为线路相间短路的保护，三段为后备保护。

三段电流保护的各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置保护压板控制这两段保护的投退。此外一段电流保护设有控制字，可以选择是否闭锁重合闸。原理框图如图3所示。

图3二段电流保护原理框图

（3）实验内容

1．装置接线检查无误后，合上三相漏电断路器，使装置上电，按照电力系统同期并网操作步骤进行并网。也可以通过线路单实验台构成回路进行试验，即将线路实验台上下两条回路均接通。

2．修改保护定值：进入装置菜单“定值”→“定值”，输入密码后，进入→“电流Ⅰ段保护”→按“确认”按钮，进入定值修改界面，如：

电流I段定值 5 A

电流I段时限0.5 S

闭锁重合闸 1

电流I段电压定值50V

-30°灵敏角投退0

电流Ⅰ段电压投退 1

电流Ⅰ段方向投退 1

再进入装置菜单“定值”→“定值”，输入密码后，进入→“电流Ⅱ段保护”→按“确认”按钮，进入定值修改界面，如：

电流Ⅱ段定值 3 A

电流Ⅱ段时限 1.0 S

3．投入保护压板。将两段过流保护的软压板投入（“定值”→“压板”，输入密码后，进入→“电流Ⅰ段保护”，“电流Ⅱ段保护”，将其保护软压板投入后→按“确认”后显示压板固化成功），其他所有保护的硬压板和软压板均退出。

4．参考“输电线路实验系统的故障模拟”中的三段式电流电压方向保护实验模拟的方法进行输电线路的三段电流保护实验。

5.记录WXH-825微机输电线路保护装置中记录的二段电流保护动作时的三相电流值及保护的三段电流的整定值，并制作相应的表格。三段保护的实验同上。

（4）实验结果数据分析

表1 三段式电流保护实验数据表