三段式电流保护的设计(完整版)[1]

学号 2010

《电力系统继电保护》

课程设计

（2010届本科）

题目：三段式电流保护课程设计

学院：物理与机电工程学院

专业：电气程及其自动化

作者姓名：

指导教师：职称：教授

完成日期：年12 月26 日

目录

1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 -

1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 -

1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 -

2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ -

3 -

2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 -

2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 -

2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 -

2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 -

2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 -

2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 -

3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 -

3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 -

3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 -

3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 -

3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 -

3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 -

4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 -

4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 -

4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 -

4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 -

4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 -

4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 -

4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 -

4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 -

5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 -

5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 -

5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 -

5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 -

6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 -

6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 -

6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 -

7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -

摘要

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。

继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。

本次课程设计以电网的某条线路为例进行了三段式电流保护的分析设计。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护的具体计算。

关键字：继电保护，电流保护

1 设计原始资料

1.1 具体题目

如图 1.1所示网络，系统参数为?E =115/3kV ，1G X =18Ω、2G X =18Ω、3G X =10Ω， 1L =2L =50km 、3L =30km 、C B L -=60km 、D C L -=40km 、E D L -=30km ，线路阻抗0.4Ω/km ，I rel

K =1.3、II rel K =III rel K =1.15，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =1.5，re K =0.85。

图1.1 系统网络图

试对线路保护3进行三段式电流保护的设计。

1.2 要完成的内容

（1）保护的配置及选择；

（2）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）；

（3）保护配合及整定计算；

（4）保护原理展开图及展开图的设计；

（5）对保护的评价。

2 设计要考虑的问题

2.1 设计规程

2.1.1 短路电流计算规程

在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流，

然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下。

（1）系统运行方式的考虑

除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。

（2）短路点的考虑

求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。

（3）短路类型的考虑

相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。

若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。

（4）短路电流列表

为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。

流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。

计算短路电流时，用标幺值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。

2.1.2 保护方式的选取及整定计算

采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。

选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。

选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验能否满足灵敏性和速动性的要求。

当采用的保护不能很好地满足选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校

正选择性或加速保护动作。

当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性的前下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。

在用动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不要采用方向元件以简化保护。 后备保护的动作电流必须配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。

2.2 本设计的保护配置

2.2.1 主保护配置

选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。

2.2.2 后备保护配置

过电流保护作为后备保护和远后备保护。

3 短路电流计算

3.1 等效电路的建立

由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为

L X Z = (3.1) 其中：Z —线路单位长度阻抗；

L —线路长度。

所以，将数据代入公式(3.1.1)可得各段线路的线路阻抗分别为

)(20504.0121Ω=?=?==L Z X X L L )(12304.033Ω=?=?=L Z X L

)(24604.0Ω=?=?=-C B BC L Z X

)(16404.0Ω=?=?=-D C CD

L Z X )(12304.0Ω=?=?=-E D D E L Z X

经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路1L 、3L 运行，由题意知1G 、3G 连接在同一母线上，则

)(2.10)1210(||)109()(||)||||(332121min Ω=++=++=L G L L G G s X X X X X X X

式中 m i n s X —最大运行方式下的阻抗值；

同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有1G 和1L 运行，相应地有

)(38201811max .Ω=+=+=L G s X X X

由此可得最大运行方式等效电路如图3.1所示，最小运行方式等效电路图如图3.2所示。

图3.1 最大运行方式等效电路图

图3.2 最小运行方式等效电路图

3.2 保护短路点及短路点的选取

选取B 、C 、D 、E 点为短路点进行计算。

3.3 短路电流的计算

3.3.1 最大方式短路电流计算

在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为

k s k Z Z E K E I +==?? (3.2)

式中 ?E —系统等效电源的相电动势； k Z —短路点至保护安装处之间的阻抗；

s Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；

?K —短路类型系数、三相短路取1，两相短路取

23。 （1）对于保护2等值电路图如图3.1所示，母线D 最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为

CD BC D X X X E I ++=smin max k (3.3)

代入数据得：

CD

BC D X X X E

I ++=smin max k ()kA 32.1=

(2)对于保护3等值电路图如图3.1所示，母线C 最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为

BC C X X E I +=smin max k 代入数据得:

BC C X X E

I +=smin max k

)k (94.1A =

3.3.2 最小方式短路电流计算 在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为

L

s k Z Z E I +=min .min .23? 式中 ?E —系统等效电源的相电动势；

m i n s,Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；

L Z —短路点到保护安装处之间的阻抗。

所以带入各点的数据可以计算得到各点的的最小短路电流。 ）（A I E 639121624381311523min =+++??=

）（A I C 92724381311523min =+??= (3.4) (3.5)

4 保护的配合及整定计算

4.1 主保护的整定计算

4.1.1 动作电流的计算

最小保护范围计算式为

min

1smax set z 23L Z E I I

+?=? 其中 ?E —系统等效电源的相电动势；

s .m a x

Z —短路点至保护安装处之间的阻抗； 1z —线路单位长度的正序阻抗。

(1)对于保护2等值电路图如图3.1所示，母线D 最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为 ()kA I

kD 32.1max = 整定原则：按照躲过本线路末端最大短路电流来整定。

相应的速断定值为

最小保护范围根据式（4.1）可得

即2处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。

（2）对于保护3等值电路图如图3.1所示，母线C 最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为

)(94.1kCmax kA I =

相应的速断定值为

最小保护范围根据式（3.4）可得

) ( 72 . 1 32 . 1 3 . 1 max

. . Ⅰ Ⅰ 2 . kA I K I D k rel set = ? = ? = ) ( 52 . 2 94 . 1 3 . 1 max . . Ⅰ Ⅰ 3 . kA I K I C k

rel set = ? = ? = （4.1） ()

km L 38min 3-=()km L 4.11min 2-=

即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

所以，以上计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行方式下可能没有保护区。

4.1.2 灵敏度校验

限时电流速断定值根据式(4.2)可以计算。

ⅠⅡⅡs e t r e l s e t I K I = (4.2) 其中 Ⅱ

r e l K —可靠系数，取值为1.15。

（1） 整定原则：按照躲过下级线路电流速断保护的最大动作电流来整定。 （2） 保护3的限时电流速断定值为

线路末端（即C 处）最小运行方式下发生两相短路时的电流为

)(93.024

383115×23E 23max .min ..kA X X I BC s C k =+=+= 所以保护5处的灵敏度系数为

也不满足sen K ≥1.2的要求。

可见，由于运行方式变化太大，3处的限时电流速断的灵敏度远不能满足要求。

4.2 后备保护的整定计算

4.2.1 动作电流的计算

过电流整定值计算公式为

re L ss rel rel set K I K K I I

max .Ⅲre ˊⅢK == （4.3） 其中 Ⅲr e l

K —可靠系数，取值为1.2； ss K —可靠系数，取值为1.5；

re K —可靠系数，取值为0.9。

) ( .2.1 72 . 1 × 2 . 1 Ⅰ 2 . Ⅱ Ⅱ 3 . kA I K I set rel set = = = 44.01.293.0set min ..3.===

I I K C

k set

整定原则：按照大于本线路流过的最大负荷电流整定

所以有 A I K K K I L E D re ss rel set 6003009

.05.12.1max ..3=??==-ⅢⅢ

4.2.2 动作时间的计算

假设母线E 过电流保护动作时限为0.5s ，保护的动作时间为

)(15.05.0Ⅲ1s t =+=

)(5.15.0Ⅲ1Ⅲ2s t t =+=

)(25.0Ⅲ2Ⅲ3s t t =+=

4.2.3 灵敏度校验

在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为

L s k Z Z E I +=max .min .23 所以由灵敏度公式（4.4）

Ⅲmin .set k sen I I K = 保护3作为远后备保护的灵敏度为

07.1600639Ⅲ3

.min .Ⅲ3.===set E set I I K ≤1.2 不满足作为远后备保护灵敏度的要求。

5 原理图及展开图的的绘制

5.1 原理接线图

如图5-1所示，每个继电器的线圈和触点都画在一个图形内，所有元件都用设备文字符号标注，如图中KA 表示电流继电器，KT 表示时间继电器，KS 表示信号继电器。原理接线图对整个保护的工作原理给出了一个完整的概念。

（4.4）

（4.5）

≥1

≥1≥1≥1

KCO

KS1KS2KS3

KT2

TAc

KAa1 KAc1 KAa2 KAc2 KAa3 KAc3 KAb3

图5.1 三段式电流保护原理接线图 5.2 交流回路展开图

展开图中交流回路和直流回路分开表示，分别如图5.2和图5.3所示。其特点是每个继电器的输出量和输出量根据实际动作的回路情况分别画在途中不同的位置上，但任然用同一个符号标注，一边查对。在展开图中，继电器线圈和出点的链接尽量暗中故障后的动作连接，自左而右，自上而下的排列。

TAa1TAa2TAa TAa3

KAb

3

TAc 交交交交交交

TAc1TAc2TAc3

图5.2 保护交流电流回路图

5.3 直流回路展开图 QF

+wc

-wc KAa1

KAb3

KAc1

KT2

KT3

KCO KS1KAa2

KAc2

KAa3

KAc3

KCO YR

电流速断保护限时电流速断保护过电流保护跳闸回路KT1KT3KS2KS3

图5.3 保护直流回路展开图

6 继电保护设备的选择

6.1 电流互感器的选择

互感器是按比例变换电压或电电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A 或10A ，均指额定值)，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护装置等。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

（1）小电流选线装置用零序电流互感器

小电流选线装置本身没有整定值，零序电流只是装置的判据之一，要求零序电流互感器在一次接地电流较小时，和非金属性接地时，零序电流互感器也要有一定的输出，来满足装置启动的门坎值。装置本身的负载阻抗并不大，但需要通过电缆将各个零序电流互感器与装置连接起来，所以电缆的阻抗就是零序电流互感器的主要负载阻抗，这种零序电流互感器的负载阻抗一般为2.5Ω左右，经过多年实践和试验得知与小电流选线装置配套的零序电流互感器选用：

（2）与DD11/60型继电器配套使用的零序电流互感器

DD11/60型继电器线圈并联阻抗为10Ω，COSΦ=0.8，与ENR —LJ （K ）××A 型零序电流互感器是其配套产品，二次电流60mA 时零序电流互感器一次电流≤4A 。

（3）与DL11/0.2型继电器配套使用的零序电流互感器

DL11/0.2型继电器线圈并联阻抗为10Ω，COSΦ=0.8，我公司生产的ENR—LJ（K）××B型零序电流互感器是其配套产品，二次电流0.2A时零序电流互感器一次电流≤10A。

（4）精度与容量（额定负荷）的关系

国标中规定：“在额定频率及额定负荷下，电流误差，相位差和复合误差不超过上表所列限值。”所以所选零序电流互感器的容量要与二次回路（装置及回路）阻抗匹配，才能达到上表精度，如所选容量大时零序电流互感器在使用时将出现正误差，反之则出现负误差。

6.2 继电器的选择

正确选用继电器的原则应该是：①继电器的主要技术性能，如触点负荷，动作时间参数，机械和电气寿命等，应满足整机系统的要求；②继电器的结构型式(包括安装方式)与外形尺寸应能适合使用条件的需要；③经济合理。

(1)按使用环境条件选择继电器型号

环境适应性是继电器可靠性指标之一,使用环境和工作条件的差异，对继电器性能有很大的影响。

使用环境条件主要指温度(最大与最小)、湿度(一般指40摄氏度下的最大相对湿度)、低气压(使用高度1000米以下可不考虑)、振动和冲击。此外，尚有封装方式、安装方法、外形尺寸及绝缘性等要求。由于材料和结构不同，继电器承受的环境力学条件各异，超过产品标准规定的环境力学条件下使用，有可能损坏继电器，可按整机的环境力学条件或高一级的条件选用。

(2)根据输入量选定继电器的输入参数

在电磁继电器的输入参数中，与用户密切相关的是线圈的工作电压(或电流)，而吸合电压(或电流) 则是继电器制造厂约束继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数，它只是一个工作下限参考值。不少用户因不了解继电器动作原理的特殊性，往往把吸合电压(或电流)错认为是继电器应可靠工作的电压(或电流)，而把工作电压值取在吸合电压值上，这是十分危险也是不允许的。因为吸合值只是保证继电器可靠动作的最小输入量，而继电器动作后，还需要一个保险量，以提高维持可靠闭合所需的接触压力、抗环境作用所需的电磁吸力。否则，一旦环境温度升高或在机械振动和冲击条件下，或输入回路电流波动和电源电压降低时，仅靠吸合值是不可能保证可靠工作的。所以选择继电器时，首先看继电器技术条件规定的额定工作电压是否与整机线路所能提供的电压相符，绝不能与继电器吸合值相比。

(3)根据负载情况选择继电器触点的种类与参数与被控电路直接连接的触点是继电器的接触系统。国外和国内长期实践证明，约百分之七十以上的故障发生在触点上。这除了与继电器本身结构与制造因素密切相关之外，未能正确选用和使用也是重要因素之

一。且大多数问题是由于用户的实际负载要求与继电器触点额定负载不同而引起的。①根据控制要求确定触点组合形式，如需要的是常开还是常闭触点或转换触点；②根据被控回路多少确定触点的对数和组数；③根据负载性质与容量大小确定触点有关参数，如额定电压、电流与容量，有时还需要考虑对触点接触电阻、抖动时间、分布电容等的要求。关于触点切换的额定值，电磁继电器一般规定它的性质及大小。它的含义是指在规定的动作次数内，在定的电压和频率下，触点所能切换的电流的大小。这一负载值是由继电器结构要素决定的。为了便于考核比较，一般只规定阻性负载。在实际使用中需要切换其它性质的负载。

(4)按工作状态选择继电器

继电器的工作状态主要是指输入信号对线圈的作用状态。继电器线圈的设计是对应于不同的输入信号状态的，有长期连续作用的信号，有短期重复工作(脉冲)信号。连续工作是指线圈能连续地承受工作信号的长期作用。对脉冲信号还要考虑脉冲频率、通断比等。因此，要根据信号特点选用适合于不同工作状态的继电器，一般不允许随便使用，特别要注意不能将短期工作状态的继电器使用在连续工作状态，高温工作条件下尤其要注意。在实际切换功率负载或大功率负载时，尤其要考虑不宜切换速率过高。一般应少于10-20次/min。最大循环速率为：0.1次/(最大吸合时间最大释放时间)s。

(5)按安装工作位置、安装方式及尺寸、重量的选择

继电器工作位置与其结构有关，大多数继电器可在任意位置下工作，但也有部分继电器工作位置有具体的规定。例如普通水银继电器，就规定要直立安装，其偏斜极限不得超过30℃，否则，由于水银的连接中断将不起继电器作用。

继电器除需满足在各种稳态的线路和环境条件下工作的要求外，还必须考虑到各种动态特性，即吸合时间、释放时间，由于电流的波动因素造成的抖动，以及触点碰撞造成的回跳等。

7 保护的评价

在做继电保护配置时我们应该使配置的结果满足继电保护的基本要求，就是要保证可靠性、选择性、速动性和灵敏性。可是这四个指标在很多情况下是互相矛盾的，因此我们要根据实际情况让它们达到一定的平衡即可。

通过设计过程可以看出，最大运行方式下三相短路的短路电流与最小运行方式下得两相的短路电流相差很大。按躲过最大运行方式下末端最大短路电流整定的电流速断保护的动作值很大，最小运行方式下灵敏度不能满足要求。限时电流速断保护的定值必须与下一级线路电流速断保护的定值相配合，所以其定值也很大，灵敏度也均不能满足要

求。过电流整定按照躲过最大负荷电流整定，其动作之受运行方式的限制不大，作为近后备和远后备灵敏度都能满足要求，一般采用受运行方式变化影响很小的距离保护。

参考文献

[1] 张保会，尹项根．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社，2009．

[2] 于永源，杨绮雯. 电力系统分析[M]. 北京: 中国电力出版社，2007.

[3] 王永康．继电保护与自动装置[M]．北京：中国铁道出版社，1986．

三段式电流保护的设计(完整版)

学号 2010 《电力系统继电保护》 课程设计 （2010届本科） 题目：三段式电流保护课程设计 学院：物理与机电工程学院 专业：电气程及其自动化 作者姓名： 指导教师：职称：教授 完成日期：年12 月26 日

目录 1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 - 1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 - 1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 - 2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ - 3 - 2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 - 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 - 2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 - 2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 - 3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 - 3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 - 3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 - 3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 - 3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 - 3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 - 4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 - 4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 - 4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 - 4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 - 4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 - 4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 - 4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 - 4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 - 5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 - 5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 - 5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 - 5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 - 6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 - 6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 - 6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 - 7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -

三段式过流保护

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=0s 3、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。 1、工作原理 （1）为了保护本条线路全长，限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去。（2）为了保证选择性，就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。

实验三三段式电流保护实验

实验三三段式电流保护实验 【实验名称】 三段式电流保护实验 【实验目的】 1.掌握无时限电流速断保护、限时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及保护装置中各继电器 的功用； 3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。 【预习要点】 1.复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关 知识。 2.根据给定技术参数，对三段式电流保护参数进行计算与整定。【实验仪器设备】

【实验原理】 1．无时限电流速断保护 三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大，短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。图3-1曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时，线路各点短路电流变化的曲线；曲线2则为最小运行方式下两相短路时，短路电流变化的曲线。 图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围 由于本线路末端f1点短路和下一线路始端的f2点短路时，其短路电流几乎是相等的（因f1离f2很近，两点间的阻抗约为零）。如果要求在被保护线路的末端短路时，保护装置能够动作，那么，在下一线路始端短路时，保护装置不可避免地也将动作。这样，就不能保证应有的选择性。为了保证保护动作的选择性，将保护范围严格地限制在本线路以内，就应使保护的动作电流I op1.1（为保护1的动作电流折算到一次电路的值）大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流I f.B.max，即 I op1.1 I f.b.max，I op1.1=K rel I f.b.max 式中，K rel—可靠系数，当采用电磁型电流继电器时，取K rel=1.2~1.3。 显然，保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证在其

三段式电流保护的整定及计算范文

第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。

因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别

电力系统继电保护课程设计——三段式电流保护的设计

电力系统继电保护课程设计 题目：三段式电流保护的设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 1 设计原始资料

具体题目 如图所示网络，系统参数为?E =115/3kV ，1G X =15Ω、2G X =10Ω、3G X =10Ω， 1L =2L =60km 、3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ，线路阻抗Ω/km， I rel K =、II rel K =III rel K =，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =，re K =。 图 系统网络图 试对线路BC 、CD 进行电流保护的设计。 要完成的内容 （1）保护的配置及选择； （2）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）； （3）保护配合及整定计算； （4）保护原理展开图的设计； （5）对保护的评价。 2 设计要考虑的问题 设计规程 短路电流计算规程 在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时， 流过有关保护的短 A B

路电流，然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下。 （1）系统运行方式的考虑 除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。 （2）短路点的考虑 求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。 （3）短路类型的考虑 相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。 若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。 （4）短路电流列表 为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。 流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。 计算短路电流时，用标幺值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。 保护方式的选取及整定计算

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： 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

三段式零序电流保护(精)

实习(实训报告 实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院: 专业、班级: 指导教师: 报告人: 学号: 时间: 2017年 1月 5日 目录 1设计题 目 ...............................................................................................................................3 2分

析设计要求 (4) 2.1设计规定 (5) 2.2本线路保护 计 .......................................................................................................................6 2.3 系统等效电路图.............................................................................. . (7) 3三段式零序电流保护整定计 算 ............................................................................................8 3.1 三段式零序电流保护中的原则 ...........................................................................................9 3.2 M侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整定 (10) 3.3 N侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整 定 (11) 4 零序电流保护评 价 ..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13 4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13 5 总 结 (1) 4 参考文 献 .......................................................................................................................................... 15 1设计题目 如图 1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:

三段式过电流保护

三段式过电流保护： 第Ⅰ段―――电流速断保护 第Ⅱ段―――限时电流速断保护 第Ⅲ段―――过电流保护 ①电流速断保护： 电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长（为避免失去选择性），即存在保护的死区．为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长．时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。 特点： 1.没有时限。 2.不能保护线路全长（存在死区）（一般设定为保护线路全长的85%）。 ②限时电流速断保护： 电流速断保护不能保护线路全长，故需要增加一段新的保护，用以切除本线路上速断范围以外的故障，同时也作为电流速断保护的后备保护（电流速断保护拒动，可能原因主要有测量误差，非金属性短路）（非金属性短路即存在过渡电阻，此时短路电流比金属性短路电流小，可能达不到电流速断保护的整定值）。 特点： 1.有时限，一般比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段△t，通常取0.5s。 2.能保护线路全长，要求灵敏度大于1.3～1.5。（灵敏度指保护长度比总长度，零度1即表示保护全长）。 3.电流速断保护与限时电流速断保护配合，构成一条线路的主保护，保证了全线路范围的故障都能在0.5秒内切除，在一般情况下都能满足速动要求。 ③过电流保护： 当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。一般可用熔断体（没有太大冲击电流时，即负荷中电动机容量较少）或断路器。 特点： 1.有时限。如果下一级有限时电流速断保护，则比限时电流速断保护高出一个时间 阶段（区别于定时限，过电流保护作为第三段保护时，可以使反时限：故障电流越大，动作时间越短）。 2.能保护线路全长。

继保课程设计

继电保护课程设计题目: 三段式电流保护设计 院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1202 学生姓名：雷建磊学号： 指导教师：邵锐教师职称：讲师

目录

1 设计内容 课题简介 《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。 具体题目 如图所示网络，系统参数为Un=115kV ，1G X =15Ω、Xg3=10Ω， 1L =60km 、 3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ，线路阻抗Xo=Ω/km ，I rel K =、II rel K =III rel K =，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =，Kre=.

35kV高压线路三段式电流保护系统设计

广东工业大学 华立学院 课程设计（论文） 35kV高压线路三段式电流保护系统设计 论文题目35kV高压线路三段式电流保护系统设计 系部机电与信息工程学部 专业电气工程及其自动化 班级 11级 4 班 学号 12031104026 学生姓名李星亮 指导老师李升源 起止时间 2014/6/25-2014/7/10 广东工业大学华立学院继电保护课程设计任务书6

题目名称35kV高压线路三段式电流保护系统设计 学部机电与信息工程学部 专业班级11电气4班 姓名李星亮 学号12031104026 一、原始数据 为图示的35kV单侧电源线路1处设计一个三段式电流保护系统。 原始数据：线路1的最大负荷电流为90A；电流互感器的变比为n TA=200/5（仅A、C两相安装有电流互感器，B相没有安装）；线路2的定时限过电流保护的动作时限为1.5s；最大运行方式K1、K2、K3点三相短路的短路电流和最小运行方式K1、K2、K3点两相短路的短路电流见下表： 二、应完成的工作 1 绘制35kV线路三段式电流保护的原理图和展开图。 2 根据给定的原始数据，计算各段电流保护的一、二次动作电流和动作时限。 3 选择设备，并以表格的形式列出设备清单。 4 进行成本核算。 四、论文提纲 1 引言 2 设计的原始数据 3 系统组成和工作原理 3.1 原理接线图和展开图 3.2 工作原理 4 动作电流和动作时限计算

4.1 电流Ⅰ段动作电流和动作时限的计算 4.2 电流Ⅱ段动作电流和动作时限的计算 4.3 电流Ⅲ段动作电流和动作时限的计算 5 设备选择 6 成本核算 7 结束语 五、课程设计文档装订顺序 1 封面 2 任务书 3 论文 注意：（1）不要把附录中的“论文格式范文”装订在里面。 （2）任务书和论文分别编页码；封面不编页码。

三段式电流保护整定计算(答案)

4、下图所示网络，其中各条线路均装设三段式电流保护。试整定线路AB装设的三段式电流保护（计算三段式电流保护中各段动作电流、动作时限并校验灵敏性）。 s s .s x min .s x 已知:线路AB正常运行时流过的最大负荷电流为230A； B、C、D母线处发生短路故障时的最大及最小短路电流分别为A k 509 .1 )3( max . = KB I、A k 250 .1 )2( min . = KB I，A k 722 .0 )3( max . = KC I、A k 612 .0 )2( min . = KC I，A k 638 .0 )3( max . = KD I、A k 542 .0 )2( min . = KD I；整定计算使用的可靠系数：25 .1 = I rel K、1.1 = II rel K、15 .1 = III rel K； 自启动系数：5.1 A = st K；返回系数85 .0 = re K；时间级差s5.0 = ?t；并且，电流II段的灵敏度系数应大于1.2，电流III段作为远后备及近后备时的灵敏度系数应分别大于1.1、1.5。 解：对保护1的三段式电流保护进行整定计算。 （1）电流I段（瞬时电流速断保护）： 动作电流计算，kA 886 .1 509 .1 25 .1 )3( max . 1. = ? = = KB I rel I op I K I 动作时限计算，s0 1 = I t 校验灵敏性， 最小保护范围计算为： % 5. 51 % 100 ] 14 886 .1 2 3 115 3 [ 80 4.0 1 % 100 ] 2 3 [ 1 (%) max . 1. 1 min . = ? - ? ? ? ? = ? - = s I op AB p x I E l x lφ % 20 ~ 15 (%) min . > p l，可见满足要求。 （2）电流II段（限时电流速断保护）： 动作电流计算， (1)与保护2的I段配合时：kA 993 .0 ) 722 .0 25 .1( 1.1 2. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I (2)与保护3的I段配合时：kA 877 .0 ) 638 .0 25 .1( 1.1 3. 1. = ? ? = =I op II rel II op I K I 取大者，于是kA 993 .0 1. = II op I

论文三段式电流保护整定校验方案设计

城市架空线路入地改造预算方案设计

当保护线路上发生短路故障时，其主要特征为电流增加和电压降低。电流保护主要包括：无限时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。电流速断、限时电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。但是在三段式电流保护电路在实施的过程中会存在着一定的问题，所以需要对于三段式电路进行整定和校验，这样才能够使的线路能够正常的进行传输电量。

三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大，短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。所以对于三段式电流保护电路进行整定以及校验是至关重要的。这样有助于对于线路正常进行运输。减少安全事故发生的概率。 关键词：整定；校验；三段式电流

前言 (1) 摘要 (2) 第1章绪言 (4) 第2章城市架空线路入地改造预算方案设计 (5) 2.1任务描述 (5) 2.2任务要求 (5) 第3章信息咨询 (6) 3.1三段式电流保护 (6) 3.2三段式电流保护的优缺点 (11) 3.3三段式电流保护动作时限的整定 (11) 3.4三段式电流保护装置灵敏性的校验 (12) 第4章制定三段式电流保护整定校验方案工作计划 (14) 4.1设计进度计划 (14) 4.2设计任务划分 (14) 4.3设计必备工具 (14) 4.4所需设备 (14) 4.5三段式电流保护整定校验工作原理 (15) 第5章实施三段式电流保护整定校验方案工作计划 (19) 5.1前期准备 (19) 5.2三段式电流保护整定计算 (19) 5.3三段式电流保护电路 (23) 第6章过程检查与控制 (26) 第7章技术总结 (30) 7.1三段式电流保护整定原则 (30) 7.2.三段式电流保护整定方法 (31) 7.3设计总结 (32) 致谢 (33) 参考文献 (34)

三段式电流保护整定计算实例

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5.4欧。试 对AB 线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。其中25.1=I rel K ，15.1=II rel K ，15.1=III rel K ，85.0=re K 整定计算： ① 保护1的Ⅰ段定值计算 )(1590)4.0*204.5(337 )(31min .)3(max .A l X X E I s s kB =+=+= )(1990159025.1) 3(max ,1A I K I kB I rel I op =?== 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。 按躲过变压器低压侧母线短路电流整定: 选上述计算较大值为动作电流计算值. 最小保护范围的校验：

=3.49KM 满足要求 ②保护1的Ⅱ段限时电流速断保护 与相邻线路瞬时电流速断保护配合 )(105084025.12A I I op =?= =1.15×=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的Ⅲ段定限时过电流保护 按躲过AB 线路最大负荷电流整定： )(6.3069.010353105.985.03.115.136max 1.A I K K K I L re ss III rel III op =??????== =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：

保护(3)三段式电流保护的设计(完整版)

继电保护原理课程设计报告评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1103 姓名：马春辉 学号：201109353 指导教师：苏宏升 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年7月12日

1 设计原始资料 1.1 具体题目 如图 1.1所示网络，系统参数为?E =115/3kV ，G1X =18Ω、G2X =18Ω、G3X =10Ω， 1L =2L =50km 、3L =30km 、C B -L =60km 、D C -L =40km 、E D -L =30km ，线路阻抗0.4Ω/km ， I rel K =1.3、II rel K =III rel K =1.15，Cmax B -I =300A ，Dmax C -I =200A ，Emax D -I =150A ，ss K =1.5，re K =0.85。试对线路进行三段式电流保护的设计。 图1.1 系统网络图 1.2 要完成的内容 本题完成对线路保护3进行三段式电流保护的设计。 2 分析课题的设计内容 2.1 设计规程 2.1.1 主保护配置 选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。 2.1.2 后备保护配置 过电流保护作为后备保护和远后备保护。 3 短路电流计算 3.1 等效电路的建立 A1 B C D E G 1 G 3 1 2 3 4 5 8 9 L1 L3 A3

由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为 L X Z = (3.1) 其中：Z —线路单位长度阻抗； L —线路长度。 所以，将数据代入公式(3.1)可得各段线路的线路阻抗分别为 ()Ω=?===20504.01L2L1ZL X X ()Ω=?==12304.03L3ZL X ()Ω=?==-24604.0C B BC ZL X ()Ω=?==-16404.0D C CD ZL X ()Ω=?==-12304.0E D D E ZL X 经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路1L 、3L 运行，由题意知1G 、3G 连接在同一母线上，则 ()()()()()Ω=++=++=2.101210//109//////L3G 3L2L1G 2G 1smin X X X X X X X 式中 s m i n X —最大运行方式下的阻抗值；最大运行方式等效电路如图3.1所示。 同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有1G 和1L 运行，相应地有 ()Ω=+=+=382018L1G 1smax X X X 最小运行方式等效电路图如图3.2所示。 图3.1 最大运行方式等效电路图 图3.2 最小运行方式等效电路图 3.2 保护短路点及短路点的选取 选取B 、C 、D 、E 点为短路点进行计算。

过流三段保护

三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护，其区别为： 1.速断保护：电流定值很大，一般为额定电流8~10倍（我厂经验），无延时出口跳闸 2.限时速断：电流定值较大，一般为额定电流5~7倍，短延时出口跳闸 3.过流：电流定值较小，一般为额定电流2~3倍，较长延时出口跳闸电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。 电流三段保护 2010-04-14 17:04 1 2 3段保护中----动作时间最长是（ 1 ）段，动作时间最短是（ 3）段 ----最灵敏是（ 3 ）段，最不灵敏是（ 1）段 ----动作电流最大是（ 1 ）段，动作电流最小是（ 3 ）段https://www.wendangku.net/doc/215586540.html,/view/ce96976fb84ae45c3b358c84.html 三段式电流保护由：定时限、瞬时速断保护、定时速断保护组成。 定时限中，这样选择的：离电源较近的上一级保护动作时限，比相邻电源较远的下一级保护时限要大，也就是说不能越级： t1>t2>t3 或者：ti=t2+△t △t：电流保护的时间差，以此画出来的时限特性曲线，就是阶梯曲线，一般取△t的可靠系数：0.35S~0.6S之间。 动作电流的整定：1. 动作电流>线路最大负荷电流 2. 已经动作的，在被保护线路通过最大负荷电流时，应可靠 的返回。

瞬时速断保护、定时速断保护的电流、时间整定就看整定值了。 一段又叫电流速断保护，没有时限，按躲开本段末端最大短路电流整定 二段又叫限时电流速断，按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定，可以作为本段线路一段的后备保护，比一段多时间t时限。 三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。 电流三段保护 为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定不变的，与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。 三段式电流保护的作用，是利用不同过电流值下，设置不同的延时动作时间来规避工作尖峰电流和使发生短路故障时，只有事故点最近的断路器动作以减少断电的影响范围。 三段就是三个时限，一般一段时间最短电流最大（又叫瞬时速断）比如20A 0S 二段三段电流比一段小时间稍微长（叫带时限的过流）一般参照一段可以设二段10A 0.5S 三段8A 1S （具体数值只是告诉你大概意思） 各段均可经低电压元件或方向元件闭锁. 意思就是过流可以经复压或方向闭锁，及在满足过流和时间情况下还须满足电压低于定值和方向需满足故障电流方向保护才能动作 三段式零序电流保护和上面的过流原理一样，第三段可选择告警或跳闸就是由于三段电流相对比较小可以选择只告警，当然也可以选择跳闸。