三段式電流保護(hù)整定與接線第一頁，共41頁。一、瞬時電流速斷保護(hù)三段式電流保護(hù)中的I段整定計算：指確定保護(hù)裝置動作值的計算第二頁，共41頁。對于僅反應(yīng)于電流增大(短路電流)而瞬時動作電流保護(hù)，稱為瞬時電流速斷保護(hù)。

1、短路電流的計算：ES——系統(tǒng)等效電勢XS——發(fā)生短路時系統(tǒng)等值阻抗X1l——線路阻抗，X1為線路單位長度阻抗，l為故障點至電源的距離第三頁，共41頁。IKl0ACB123某種運行方式下,發(fā)生某種類型短路時的短路電流曲線短路點離電源越大,短路電流越大.第四頁，共41頁。最大運行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式。（Xs.min）在最大運行方式下，發(fā)生三相短路時，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的最大短路電流。最小運行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式。（Xs.max）在最小運行方式下，發(fā)生兩相短路時，短路電流最小。用Xs.max結(jié)合線路阻抗可求出線路中某點的最小短路電流。Ik的大小與運行方式(發(fā)生短路時系統(tǒng)的接線)、故障類型(三相還是二相）及故障發(fā)生點有關(guān),以下兩種運行方式是在整定計算中用到的：第五頁，共41頁。IKl0最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3在最大運行方式下(XS.min),發(fā)生d(3),短路電流最大.在最小運行方式下(XS.max),發(fā)生d(2),短路電流最小.第六頁，共41頁。2、整定值計算

整定原則：為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定

計算公式：Iact.1——I段保護(hù)的動作值Krel——可靠系數(shù)IK.B.max——線路末端的最大短路電流(用Xs.min)動作時間t=0s

注：保護(hù)裝置的動作電流：能使該保護(hù)裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。

I第I段電流動作值=可靠系數(shù)乘本線路末最大短路電流第七頁，共41頁。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

靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來衡量

一般用lmin來校驗

要求：≥（15～20）％

課堂作業(yè)最小保護(hù)范圍lmin/l第八頁，共41頁。IKl0ACB123某種運行方式下,發(fā)生某種類型短路時的短路電流曲線保護(hù)范圍：從IK曲線與起動電流的交點到電源這段距離。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時,短路電流大于或等于I段整定電流時，I段保護(hù)才動作,保護(hù)范圍之外的不動作.可見,I段保護(hù)不能保護(hù)線路全長。Iact.1I另外,對于I段保護(hù)而言,保護(hù)范圍并不是固定不變的.可見,對于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.第九頁，共41頁。IKl0lminlmax最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3Ik.B.maxIact.1l在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時,保護(hù)范圍最小在最大運行方式下發(fā)生三相短路時,保護(hù)范圍最大靈敏度：lmin/l≥15%—20%第十頁，共41頁。4、單相原理接線圖+IKAKMKS—++—QFTAQF1LT信號第十一頁，共41頁。動作分析：正常運行狀態(tài)下+IKAKMKS—++—QFTAQF1LT信號發(fā)生短路第十二頁，共41頁。動作分析：保護(hù)動作過程+IKAKMKS—++—QFTAQF1LT信號第十三頁，共41頁。動作分析：結(jié)果與返回+IKAKMKS—++—QFTAQF1LTI段電流保護(hù)動作第十四頁，共41頁。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段動作值KA起動,KA觸點閉合KM線圈加電,KM觸點閉合電流互感器二次側(cè)電流增大KS線圈加電KS觸點閉合發(fā)信號接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動作過程第I段保護(hù)的接線第十五頁，共41頁。返回過程跳閘回路的返回：KA與KM的返回：KS的返回：略QF斷開QF斷開QF1斷開跳閘回路斷電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觸點返回(打開)KM線圈失電,KM觸點返回(打開)第十六頁，共41頁。

中間繼電器的作用：①

接點容量大，可直接接LT去跳閘②

當(dāng)線路上裝有管型避雷器時，利用其固有動作時間（60ms）防止避雷器放電時保護(hù)誤動小結(jié)①

僅靠動作電流值來保證其選擇性②

能無延時地保護(hù)本線路的一部分（不是一個完整的電流保護(hù)）。第十七頁，共41頁。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，最大運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min=13Ω，最小運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max=14Ω,線路單位長度正序電抗X1=0.4Ω/km,L1正常運行時最大負(fù)荷電流為120A,線路L2的過電流保護(hù)的動作時限為2.0s.計算線路L1三段式電流保護(hù)的動作電流、動作時限并校驗保護(hù)的靈敏系數(shù)。ACB123DL1L2L380km80km80km第十八頁，共41頁。解：（1）第I段動作電流：動作時限:IK.B.max===1.475(KA)

ESXS.min+X1l(3)13+0.4×80Iact.1=1.2×1.475=1.77(KA)靈敏度校驗:(略)1.2t=0課后作業(yè)：求L2線路L3的第I段動作值和動作時限第十九頁，共41頁。二、即時電流速斷保護(hù)電流保護(hù)的第Ⅱ段第二十頁，共41頁。1、

要求①

任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性②

在滿足要求①的前提下，力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護(hù)。

第二十一頁，共41頁。2、

整定值的計算和靈敏性校驗為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。整定原則:躲過下一線路第Ⅰ段整定電流動作電流：Krel：范圍1.1~1.2,常取1.1,為L2的I段動作電流動作時間：

Δt：范圍(0.3—0.6)，常取0.5s，稱時間階梯.靈敏性：Ksen≥1.3～1.5,一般≥1.3即可Ksen=線路末的最小短路電流/第II段動作電流

第II段電流動作值=可靠系數(shù)乘下一線路的第I段動作值

第II段動作時間=下一線路的第I段動作時間加0.5s(實際就是0.5s)ACB123DL1L2L380km80km80km分析第二十二頁，共41頁。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。動作電流：IIIact.1=KrelIIIact.2動作時間：tII=tII+△t12

第II段電流動作值=可靠系數(shù)乘下一線路的第II段動作值

第II段動作時間=下一線路的第II段動作時間加0.5s(實際上就是1s)第二十三頁，共41頁。4、

接線：與第Ⅰ段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r間繼電器。5、

小結(jié)：①

限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長②

依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性③

與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的后備保護(hù)。第二十四頁，共41頁。單相原理接線圖+IKAtKTKS—++—QFTAQF1LT信號延時后出現(xiàn)兩種可能性：動作和返回第二十五頁，共41頁。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段動作值KA起動,KA觸點閉合KT線圈加電,KT觸點延時閉合電流互感器二次側(cè)電流增大KT線圈加電KS觸點閉合發(fā)信號接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動作過程：第二十六頁，共41頁。返回過程跳閘回路的返回：KA與KT的返回：KS的返回：QF斷開QF斷開QF1斷開跳閘回路斷電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觸點返回(打開)KM線圈失電,KT觸點返回(打開)第二十七頁，共41頁。三、定時限過電流保護(hù)（電流保護(hù)的第Ⅲ段）

1、

作用：

作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動電流按躲最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)稱為過電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，且能保護(hù)相鄰線路的全長。2、整定值的計算和靈敏性校驗：

第二十八頁，共41頁。1）整定原則：①躲最大負(fù)荷電流②在外部故障切除后，電動機(jī)自起動時，應(yīng)可靠返回。第二十九頁，共41頁。2）動作電流：Krel——可靠系數(shù)，取1.2—1.3，常取1.2Kr——電流繼電器返回系數(shù)，取0.85—0.95，常取0.85Kast——自起動系數(shù)，取1.5—3,常取2.2IR——本線路末最大負(fù)荷電流，通常是電動機(jī)自起動電流第三十頁，共41頁。3)靈敏度校驗：近后備：Ksen=本線路末端短路時的最小短路電流/第III段動作值≥1.3—1.5遠(yuǎn)后備：Ksen=下線路末端短路時的最小短路電流/第III段動作值≥1.2第三十一頁，共41頁。3、動作時間：在線路中某處發(fā)生短路故障時，從故障點至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第Ⅲ段的測量元件均可能動作。例如：上圖所示中d短路時，保護(hù)1～4都可能起動。為了保證選擇性，須加延時元件且其動作時間必須相互配合。第三十二頁，共41頁。注：當(dāng)相鄰有多個元件，應(yīng)選擇與相鄰時限最長的配合整定方法：從整條線路末端向整條線路始端（電源端）整定，逐級加△t(0.5s).線路的III段動作時限=下一線路的III段動作時限+△t第三十三頁，共41頁。4、接線：與II段同

小結(jié)：①

第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；②

在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才能保證選擇性；③

保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；④

電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動作時間可以是保護(hù)中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級線路保護(hù)亦可簡化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近電源，tⅢ越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。第三十四頁，共41頁。四、三段式電流保護(hù)整定算例第三十五頁，共41頁。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，最大運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min=13Ω，最小運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max=14Ω,線路單位長度正序電抗X1=0.4Ω/km,L1正常運行時最大負(fù)荷電流為120A,線路L2的過電流保護(hù)的動作時限為2.0s.計算線路L1三段式電流保護(hù)的動作電流、動作時限并校驗保護(hù)的靈敏系數(shù)。ACB123DL1L2L380km80km80km第三十六頁，共41頁。Iact.1=krelIk.B.max=====IACB123DL1L2L380km80km80km13+0.4×8066.395451.475Iact.2=krelIk.C.max=1.2×=1.2×=1.2×=1.2×=I13+0.4×16066.395770.862Iact.3=krelIk.D.max=1.2

×=1.2

×=1.2

×=1.2

×=I13+0.4×24066.395109ESXS.min+X1lABESXS.min+X1lACESXS.min+X1lAD0.609第Ⅰ段瞬間電流速斷保護(hù)1.2

×1.2

×1.2

×1.2

×1.77(KA)1.034(KA)