相间三段电流保护

第三章

输电线路相间短路的电流保护几个位置的称谓:讨论保护1——>就以保护1为基准

本线路

下一条线路(相邻线路)

背后线路作用：作为被保护线路相间短路的主保护原理：反映被保护元件电流升高而瞬时动作的保护第一节无时限电流速断保护10无时限电流速断保护工作情况原理接线信号

上页下页返回２10整定计算保护动作电流的整定计算保护动作时间的计算保护灵敏度校验10２保证相邻线路短路时，本保护不动公式：（可靠系数:1.2～1.3）动作电流整定原则

问题？为什么要采用保护范围末端的三相最大短路电流？用最小短路电流可以不？什么情况下短路电流最大？为什么要引入可靠系数？应该大于1还是小于110２可靠系数考虑以下因原：实际电流大于计算电流非周期分量的影响装置实际启动电流可能小于整定电流考虑必要的裕度从而保证不误动。接线图（单相展开图）信号

增加中间继电器的原因增大触点容量（中间继电器的触点容量大）躲过管型避雷器放电时间（相当于瞬时接地短路）

0.04～0.06s避雷器放电时间

0.06～0.08s中间继电器动作时间灵敏度校验要求：

按最小运行方式下发生两相短路情况校验由公式：推出灵敏度问题提出：电流速断保护无法保护线路的全长，为了在线路任意点故障都能迅速切除故障。作用：与无时限电流速断保护配合作为被保护线路相间短路的主保护原理：反映被保护元件电流升高而带有较小时间动作的保护，靠整定电流和动作时间来实现选择性二、限时电流速断保护接线图（单相原理图）接线图（单相展开图）动作电流与动作时间整定原则为保证能保护整个线路，必须延伸到下一线路。为了使t最小，以保护范围不超过下一线路Ⅰ段保护的范围，即与下一线路的速断保护相配合。（动作整定值和动作时间）与相邻线路无时限电流速断保护（或主保护）配合公式：0灵敏度校验基本出发点：选择在要求的保护区内短路最不利于保护动作的情况，来校验保护是否能够动作。运行方式：最小短路类型：两相短路点：本线路末端要求：当小于1.3时需重新与下一级线路的Ⅱ段相配合。三、定时限过电流保护作用：作为被保护线路相间短路的后备保护原理：反映被保护元件电流升高而带有较长时间动作的保护。

(1)起动电流按躲过最大负荷电流来整定。(2)靠时间来保证保护的选择性要求：应能保护被保护线路的全长，也能保护相邻线路全长及相邻元件的全部。即应能起到近后备与远后备保护的作用。接线图：与限时电流速断保护同一般短路电流大于保护装置1、2、3的动作电流，保护1、2、3将起动。按选择性要求，断开QF3后，保护1、2应立即返回。

为满足选择性的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。即保护动作时间应满足：

保护装置动作时间是从用户到电源逐级增加，越靠近电源，保护动作时间越长。动作电流的整定原则保证本线路正常运行时，本保护不动即：当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回。即：动作电流与动作时间的整定公式下一相邻母线上所接保护的最大动作时间

时限整定：既要与相邻线路配合，也要与相邻元件配合。例：设保护3、4、5、6、7的第Ⅲ段的时限分别为：0.5s、0.5s、2s、1s、0.5s求：保护1、2第Ⅲ段的时限解：t2=1.5st1=2.5s灵敏度校验运行方式：最小短路类型：两相短路点选择：近后备：本线路末端（要求大于1.5)远后备：下一相邻线路末端(要求大于1.2)小结1.无时限电流速断保护:动作电流：选择保护的动作电流大于保护区末端的最大短路电流保护范围：⑴保护装置不能保护本线路的全长；⑵保护范围在受系统运行方式和短路类型的影响，动作时限

t=0s:不反应下一线路的故障,所以动作时限不受下一线路的保护时限的牵制可瞬时动作.灵敏性：以保护范围衡量，要求：

Lmax≥50%LLmin≥15%L2.限时电流速断保护(II段)动作电流：保护的保护范围可超过本线路全长，为保证动作的选择性须带有一时限，且此时限的长短与保护范围的延伸程度有关IⅡop.1=KrelIⅠop.2

动作时限：t1Ⅱ=t2Ⅰ+△t△t=0.5s：与下一线路I段保护时间配合。灵敏度高，可保护线路全长缺点：速动性差3.定时限过电流保护（Ⅲ段）正常运行时流过负荷电流时保护不动，当发生故障时保护起动，经过保证选择性的延时动作将故障切除。动作电流：①正常运行状态下通过最大负荷电流不误动

②短路故障时外部故障切除后电动机自启动电流增大时不误动。动作时限：⑴tn=tn-1+△t⑵过电流保护的动作时限必须与该线路末端变电所母线所有出线保护中的过电流保护动作时限最长者配合。(3)电网终端的保护动作时限可以是瞬时或带一很短的时限最小短路电流确定1）系统运行方式；2）短路点位置；3）短路类型；4）电网联接方式。短路电流最小的运行方式。保护区末端。两相短路。考虑开环运行，还是闭环运行方式。定义：电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。

完全星型接线不完全星型接线两相差电流接线四电流保护的接线方式

（a）完全星型（b）不完全星型（c）两相电流差接线接线系数定义流入继电器的电流与电流互感器二次电流之比

三相三继电器完全星接线方式

可以反应各种类型的相间故障和接地故障上页下页返回上页下页返回两相两继电器不完全星接线方式

可以反应各种类型的相间故障和有电流互感器相的接地故障。上页下页返回两相电流差接线方式

通过继电器的电流为两相电流之差.不同故障类型和短路相别下,通过继电器的电流和电流互感器二次电流之比是不同的

.

三相短路时＝

AB或BC两相短路时＝1CA两相短路时＝2例：已知：继电器动作电流为7A，AB两相短路电流为800A，电流互感器变比为200/5，分析说明，该保护能否正确动作？假设正常运行时线路负荷电流为100A，该保护能否误动作？动作2.不动作答：

1.已知：继电器动作电流为7A，AC两相短路电流为800A，电流互感器变比为200/5，分析说明，该保护能否正确动作？假设正常运行时线路负荷电流为100A，该保护能否误动作？若C相电流互感器极性接反，保护动作情况如何？动作2不动作答1不动作拒动上页下页返回各种接线方式的性能分析

(一)对相间短路故障的反应能力

完全星形和不完全星形接线都能正确反应被保护线路不同相别的相间短路故障，只是动作的继电器数目不同而已。两相不完全星形接线方式在AB和BC相间短路故障时只有一个继电器动作。三相完全星形接线方式在各种相间短路故障时，至少有两个继电器动作，动作可靠性较高。二、各种接线方式的性能分析

(二)对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力在小接地电流电网中，发生单相接地故障时，流过接地点的仅为零序电容电流，相间电压仍然对称，对负荷没有影响。为提高供电可靠性，允许小接地电流电网带一点接地继续运行一短时间。故在这种电网中，在不同地点发生两点接地短路时，要求保护动作只切除一个接地故障点，以提高供电可靠性。

上页下页返回对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力1.串联线路上页下页返回完全星型不完全星型由于两个保护在定值和时限上都按选择性要求而配合整定的，因此，能够保证100％地只切除线路Ⅱ。线路I故障相别AABBCC线路II故障相别BCACAB保护1动作情况+----+保护2动作情况-++++-切除线路数211112保护动作情况“+”动作“-”不动作对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力1.串联线路上页下页返回完全星型不完全星型由于两个保护在定值和时限上都按选择性要求而配合整定的，因此，能够保证100％地只切除线路Ⅱ。由于B相不装电流互感器和相应的电流继电器，当线路Ⅱ上发生B相接地，而线路I上发生A相或C相接地时，保护2不能动作，只能由保护1动作切除线路I，扩大了停电范围。这种接线方式在不同相别的两点接地组合中，只能保证的2/3机会有选择性地切除一条线路。

上页下页返回2.并联线路对小接地电流电网中的两点异地接地的反应能力完全星型两套保护将同时动作，而切除两条线路。

不完全星型线路II故障相别AABBCC线路III故障相别BCACAB保护2动作情况++--++保护3动作情况-++++-1切除线路数121121保护动作情况“+”动作“-”不动作能保证有2/3的机会只切除一条线路。三种接线方式特点完全星型不完全星型两相电流差接线系数随短路类型变化对相间短路反映能力都能反映，可靠性高于后两种都能反映都能反映但灵敏度不同小接地电流系统串联线路同时两点接地100%选择性动作2/3机会选择性动作小接地电流系统并联线路同时两点接地100%切除两条线路2/3机会切除一条线路应用范围元件保护小接地电流系统线路电动机两相三继电器接线作用：提高YN，D11接线变压器后两相短路的反映能力。（灵敏度提高2倍）YN，D11接线变压器后两相短路电流相量图上页下页返回对YN，d11接线变压器后两相短路的反应能力结论

当采用变压器高压侧(YN侧)的过电流保护，作为变压器保护的后备保护时，若保护采用三相完全星形接线，则接于B相的电流继电器灵敏度最高，是其他两相电流继电器的两倍。

当采用两相不完全星形接线时，因B相上没有电流继电器，所以不能反应B相的最大电流，故灵敏度只有三相完全星形接线时的一半。为克服这一缺点，可在不完全星形接线的中性线上接入一个电流继电器，流过这个继电器的电流大小与B相电流相等。称为二相三继电器接线。

1保护II段保护范围1保护1段保护范围2保护I段保护范围1保护II1段范围

三段式电流保护保护范围示意图上页下页返回上页下页返回五、阶段式电流保护

将无时限电流速断、限时电流速断及定时限过电流保护组合在一起，构成一整套保护，使之相互补充和配合，称为三段式电流保护。无时限电流速断保护称为I段；限时电流速断保护称为Ⅱ段；定时限过电流保护称为Ⅲ段。

I段和Ⅱ段保护共同组成线路的主保护，Ⅲ段保护作为本线路I、Ⅱ段保护的近后备，也作为下一线路保护的远后备。返回

三段式电流保护原理接线图III段上页下页I段II段上页下页返回

三段式电流保护接线展开图I段上页下页返回

三段式电流保护接线展开图II段三段电流保护整定计算例题短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流（A）53001820800最小运行方式下三相短路电流（A）47001700770已知：三段式电流保护，两相不完全星形接线。MN最大负荷电流为300A，电流互感器变比为400/5，保护3、4、7的过电流保护的动作时间为1.5s，2s和0.7s。对保护1整定计算解：1.保护1的无时限电流速断：

一次动作电流继电器的动作电流：短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流（A）53001820800最小运行方式下三相短路电流（A）470017007702.保护1的限时电流速度保护