1、三段式電流保護(hù)整定與接線一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)三段式電流保護(hù)中的I段整定計(jì)算：指確定保護(hù)裝置動(dòng)作值的計(jì)算對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大(短路電流)而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。 1、短路電流的計(jì)算 ：ES系統(tǒng)等效電勢(shì)XS 發(fā)生短路時(shí)系統(tǒng)等值阻抗X1l 線路阻抗， X1為線路單位長(zhǎng)度阻抗，l為故障點(diǎn)至電源的距離IKl0ACB123某種運(yùn)行方式下,發(fā)生某種類(lèi)型短路時(shí)的短路電流曲線短路點(diǎn)離電源越大,短路電流越大.最大運(yùn)行方式：對(duì)每一套保護(hù)裝置來(lái)講，通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式。（Xs.min）在最大運(yùn)行方式下，發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流最大。利用Xs.min結(jié)合線路阻抗可求出線路中某點(diǎn)的最大短

2、路電流。最小運(yùn)行方式：對(duì)每一套保護(hù)裝置來(lái)講，通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式。（Xs.max）在最小運(yùn)行方式下，發(fā)生兩相短路時(shí)，短路電流最小。用Xs.max結(jié)合線路阻抗可求出線路中某點(diǎn)的最小短路電流。Ik的大小與運(yùn)行方式(發(fā)生短路時(shí)系統(tǒng)的接線)、故障類(lèi)型(三相還是二相）及故障發(fā)生點(diǎn)有關(guān),以下兩種運(yùn)行方式是在整定計(jì)算中用到的：IKl0最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3在最大運(yùn)行方式下(XS.min),發(fā)生d(3),短路電流最大.在最小運(yùn)行方式下(XS.max),發(fā)生d(2),短路電流最小.2、整定值計(jì)算整定原則：為了保護(hù)的選擇性，動(dòng)作電流按躲過(guò)本線路末端短路時(shí)的最大短

3、路短路整定計(jì)算公式：Iact.1I段保護(hù)的動(dòng)作值Krel可靠系數(shù)IK.B.max線路末端的最大短路電流(用Xs.min)動(dòng)作時(shí)間t =0s 注：保護(hù)裝置的動(dòng)作電流：能使該保護(hù)裝置起動(dòng)的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測(cè)參數(shù)表示。 I第I段電流動(dòng)作值=可靠系數(shù)乘本線路末最大短路電流3.保護(hù)范圍:有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng) 靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來(lái)衡量 一般用lmin來(lái)校驗(yàn) 要求： （1520） 課堂作業(yè)最小保護(hù)范圍lmin / lIKl0ACB123某種運(yùn)行方式下,發(fā)生某種類(lèi)型短路時(shí)的短路電流曲線保護(hù)范圍：從IK曲線與起動(dòng)電流的交點(diǎn)到電源這段距離。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí),短路電流大于

4、或等于I段整定電流時(shí)，I段保護(hù)才動(dòng)作,保護(hù)范圍之外的不動(dòng)作.可見(jiàn), I段保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。Iact.1I另外,對(duì)于I段保護(hù)而言,保護(hù)范圍并不是固定不變的.可見(jiàn),對(duì)于I段保護(hù)而言,短路電流越大,保護(hù)范圍越大,短路電流越小保護(hù)范圍越小.IKl0lminlmax最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3Ik.B.maxIact.1l在最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí),保護(hù)范圍最小在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路時(shí),保護(hù)范圍最大靈敏度：lmin / l15%20%4、單相原理接線圖+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號(hào)動(dòng)作分析：正常運(yùn)行狀態(tài)下+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號(hào)發(fā)生短

5、路動(dòng)作分析：保護(hù)動(dòng)作過(guò)程+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號(hào)動(dòng)作分析：結(jié)果與返回+IKAKMKS+QFTAQF1LTI段電流保護(hù)動(dòng)作線路上發(fā)生短路電流互感器一次側(cè)電流增大當(dāng)電流大于或等于I段動(dòng)作值KA起動(dòng), KA觸點(diǎn)閉合KM線圈加電,KM觸點(diǎn)閉合電流互感器二次側(cè)電流增大KS線圈加電KS觸點(diǎn)閉合發(fā)信號(hào)接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動(dòng)作過(guò)程第I段保護(hù)的接線返回過(guò)程跳閘回路的返回：KA與KM的返回：KS的返回：略QF斷開(kāi)QF斷開(kāi)QF1斷開(kāi)跳閘回路斷電LT線圈失電返回電流互感器一次側(cè)電流為0電流互感器二次側(cè)電流為0KA線圈失電, KA觸點(diǎn)返回(打開(kāi))KM線圈失電,KM觸點(diǎn)返回(打開(kāi)) 中間繼

6、電器的作用： 接點(diǎn)容量大，可直接接LT去跳閘 當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí)，利用其固有動(dòng)作時(shí)間（60ms）防止避雷器放電時(shí)保護(hù)誤動(dòng)小結(jié) 僅靠動(dòng)作電流值來(lái)保證其選擇性 能無(wú)延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分（不是一個(gè)完整的電流保護(hù)）。例子：下圖所示的單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡(luò)，線路L1、L2上均裝設(shè)三段式電流保護(hù)。已知 ，最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min =13，最小 運(yùn)行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max= 14,線路單位長(zhǎng)度正序電抗X1=0.4 /km, L1正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流為120A,線路L2的過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為2.0s.計(jì)算線路L1三段式電流保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限并校驗(yàn)保護(hù)的靈敏系數(shù)。ACB1

7、23DL1L2L380km80km80km解：（1）第I段動(dòng)作電流：動(dòng)作時(shí)限:IK.B.max= = =1.475(KA) ESXS.min+X1l(3)13+0.480Iact.1=1.2 1.475=1.77(KA)靈敏度校驗(yàn):(略)1.2 t=0課后作業(yè)：求L2線路L3的第I段動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限二、即時(shí)電流速斷保護(hù)電流保護(hù)的第段1、 要求任何情況下能保護(hù)線路全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏性在滿足要求的前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。因動(dòng)作帶有延時(shí)，故稱限時(shí)電流速斷保護(hù)。 2、 整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)為保證選擇性及最小動(dòng)作時(shí)限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第段的保護(hù)范圍。即整定值與相鄰線路第段配合

8、。整定原則:躲過(guò)下一線路第段整定電流動(dòng)作電流： Krel：范圍1.11.2,常取1.1 , 為L(zhǎng)2的I段動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間： t：范圍(0.30.6)，常取0.5s，稱時(shí)間階梯.靈敏性： Ksen1.31.5,一般1.3即可Ksen=線路末的最小短路電流/第II段動(dòng)作電流 第II段電流動(dòng)作值=可靠系數(shù) 乘 下一線路的第I段動(dòng)作值 第II段動(dòng)作時(shí)間=下一線路的第I段動(dòng)作時(shí)間 加 0.5s (實(shí)際就是0.5s)ACB123DL1L2L380km80km80km分析3、 靈敏度不夠若靈敏性不滿足要求，與下一線路第II段電流保護(hù)配合。動(dòng)作電流：I IIact.1=Krel I IIact.2動(dòng)作時(shí)間：

9、tII = tII+t12 第II段電流動(dòng)作值=可靠系數(shù) 乘 下一線路的第II段動(dòng)作值 第II段動(dòng)作時(shí)間=下一線路的第II段動(dòng)作時(shí)間 加 0.5s (實(shí)際上就是1s)4、 接線：與第段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r(shí)間繼電器。5、 小結(jié)：限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長(zhǎng)依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性與第段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第段的后備保護(hù)。單相原理接線圖+IKAtKTKS+QFTAQF1LT信號(hào)延時(shí)后出現(xiàn)兩種可能性：動(dòng)作和返回線路上發(fā)生短路電流互感器一次側(cè)電流增大當(dāng)電流大于或等于第II段動(dòng)作值KA起動(dòng), KA觸點(diǎn)閉合KT線圈加電,KT觸點(diǎn)延時(shí)閉合電流互感器二次側(cè)電流增大K

10、T線圈加電KS觸點(diǎn)閉合發(fā)信號(hào)接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動(dòng)作過(guò)程：返回過(guò)程跳閘回路的返回：KA與KT的返回：KS的返回：QF斷開(kāi)QF斷開(kāi)QF1斷開(kāi)跳閘回路斷電LT線圈失電返回電流互感器一次側(cè)電流為0電流互感器二次側(cè)電流為0KA線圈失電, KA觸點(diǎn)返回(打開(kāi))KM線圈失電,KT觸點(diǎn)返回(打開(kāi))三、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（電流保護(hù)的第段） 1、 作用： 作為本線路主保護(hù)的的保護(hù)稱為過(guò)電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動(dòng)電流按躲最大負(fù)荷電流來(lái)整定保護(hù)本線路全長(zhǎng)，且能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)。2、整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)： 1）整定原則：躲最大負(fù)荷電流在外部故障切除后，電動(dòng)機(jī)

11、自起動(dòng)時(shí)，應(yīng)可靠返回。2）動(dòng)作電流：Krel可靠系數(shù)，取1.21.3，常取1.2Kr電流繼電器返回系數(shù)，取0.850.95，常取0.85Kast自起動(dòng)系數(shù)，取1.53,常取2.2IR本線路末最大負(fù)荷電流，通常是電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)電流3)靈敏度校驗(yàn)：近后備：Ksen=本線路末端短路時(shí)的最小短路電流 /第III段動(dòng)作值 1.31.5遠(yuǎn)后備：Ksen=下線路末端短路時(shí)的最小短路電流 /第III段動(dòng)作值 1.23、動(dòng)作時(shí)間：在線路中某處發(fā)生短路故障時(shí)，從故障點(diǎn)至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第段的測(cè)量元件均可能動(dòng)作。例如：上圖所示中d短路時(shí)，保護(hù)14都可能起動(dòng)。為了保證選擇性，須加延時(shí)元件且其動(dòng)作時(shí)間必須相互

12、配合。注：當(dāng)相鄰有多個(gè)元件，應(yīng)選擇與相鄰時(shí)限最長(zhǎng)的配合整定方法：從整條線路末端向整條線路始端（電源端）整定，逐級(jí)加t(0.5s).線路的III段動(dòng)作時(shí)限=下一線路的III段動(dòng)作時(shí)限+t4、接線：與II段同 小結(jié)： 第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其靈敏度比第、段更高； 在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選擇性； 保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長(zhǎng)； 電網(wǎng)末端第段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作時(shí)間之和（可瞬時(shí)動(dòng)作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級(jí)線路保護(hù)亦可簡(jiǎn)化（或），越接近電源，t越長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。四、三段式電流保護(hù)整定算例例子：下圖所示的單側(cè)電源輻射網(wǎng)

13、絡(luò)，線路L1、L2上均裝設(shè)三段式電流保護(hù)。已知 ，最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min =13，最小 運(yùn)行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max= 14,線路單位長(zhǎng)度正序電抗X1=0.4 /km, L1正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流為120A,線路L2的過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為2.0s.計(jì)算線路L1三段式電流保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限并校驗(yàn)保護(hù)的靈敏系數(shù)。ACB123DL1L2L380km80km80kmIact.1=krelIk.B.max=IACB123DL1L2L380km80km80km13+0.48066.395451.475Iact.2=krelIk.C.max= 1.2 = 1.2 = 1.2

14、 = 1.2 =I13+0.416066.395770.862Iact.3=krelIk.D.max=1.2 = 1.2 = 1.2 = 1.2 =I13+0.424066.395109ESXS.min+X1lABESXS.min+X1lACESXS.min+X1lAD0.609第段瞬間電流速斷保護(hù)1.2 1.2 1.2 1.2 1.77(KA)1.034(KA)0.731(KA)Iact.1=krelIact.2=1.11.034=1.137(KA)IIACB123DL1L2L380km80km80kmIact.2=krel Iact.3=1.1 0.731=0.804(KA)（自己練習(xí)，不屬于解題范圍）II第段限時(shí)電流速斷保護(hù)II校驗(yàn)靈敏度：（繼路器1）Ksen= Iac