电自-阶段式电流保护

电自-阶段式电流保护第一页，共61页。[知识点]1.三段式电流保护各段的原理、整定计算方法。电流保护的接线方式。2.阶段式方向电流保护的构成、方向元件的装设原则。方向元件的作用、原理、接线。4.零序方向元件的原理、接线，阶段式零序电流保护的构成。5.中性点非直接接地系统接地保护方式。第二页，共61页。[目标]1.熟练掌握三段式电流保护各段的原理、整定计算方法、特点。2.掌握阶段式方向电流保护的构成，方向元件的作用、原理、接线。3.掌握中性点直接接地系统、中性点非直接接地系统单相接地的特点及保护方式。4.掌握零序方向元件的原理、接线。第三页，共61页。2.1

阶段式电流保护2.1.1

无时限电流速断保护2.1.2

限时电流速断保护2.1.3

定时限过电流保护2.1.4

电流保护的接线方式2.1.5

三段式电流保护2.1.6

三段式电流保护整定计算举例第四页，共61页。2.1.1无时限电流速断保护

反应电流增大而瞬时动作的电流保护，又称为第Ⅰ段电流保护。

1.无时限电流速断保护的原理及整定如何计算短路电流？第五页，共61页。短路电流计算：三相短路时两相短路时

系统阻抗相电势故障点到保护安装处距离0.4欧姆/公里AB第六页，共61页。短路电流大小由以下因素决定：a.系统运行方式，系统电源等效阻抗与电源投入数量、电网结构变化有关，最大时短路电流最小，称为最小运行方式；越小，短路电流越大。

故障点越近，最小时短路电流最大，称为最大运行方式。c.短路类型，b.故障点远近，第七页，共61页。B母线短路时流过保护1的最大短路电流为：第八页，共61页。最大运行方式下三相短路最小运行方式下两相短路ABONM第九页，共61页。无时限电流速断保护动作电流的整定：第十页，共61页。

动作电流应满足以下条件：

考虑电流互感器、电流继电器均有误差

可靠系数1.2～1.3

整定时应考虑相邻线路发生故障时Ⅰ段电流保护不动作。即Ⅰ段电流保护的动作电流应“躲过”被保护线路末端短路时流过保护的最大短路电流。第十一页，共61页。整定过程图解最大运行方式下三相短路本线末最大短路电流动作电流保护区AB第十二页，共61页。灵敏系数校验：

要求最小保护范围不小于线路全长的15%。要求第十三页，共61页。电流速断保护单相原理接线图2.无时限电流速断保护原理接线I>++信号TAKA-+-YRKMKSQFQF第十四页，共61页。3.无时限电流速断保护特点（1）保护区受运行方式、故障类型影响。短路电流水平降低，电流保护的保护区缩短

第十五页，共61页。最大运行方式下三相短路最小运行方式下两相短路ABONM第十六页，共61页。（2）电流Ⅰ段保护不能保护本线全长。

Ⅰ段保护最长的保护区不能伸出本线范围特殊情况，如线路－变压器组时，将Ⅰ段保护区伸入变压器，可以保护线路全长。第十七页，共61页。线路－变压器组整定方法

第十八页，共61页。（3）靠动作电流的整定获得选择性。（4）动作迅速，可靠性高。第十九页，共61页。2.1.2限时电流速断保护1.限时电流速断保护的工作原理及整定计算限时电流速断保护（电流II段）:带有较短时限动作的第二套电流保护。第二十页，共61页。限时电流速断保护，又称第Ⅱ段电流保护。

设置目的：弥补电流Ⅰ段保护不足，保护本线全长整定原则：为了可靠保护本线全长，保护区必然伸入下线，必须解决与下线保护“抢动”问题。AB第二十一页，共61页。与下线电流Ⅰ段保护配合具体为时限配合及保护区配合时限配合：动作时限较电流Ⅰ段保护长，可取0.3－0.5秒保护区配合：保护区不超过下线电流Ⅰ段保护区

第二十二页，共61页。如果保护区超过了下线电流Ⅰ段保护区保护2的Ⅰ段不起动；保护1的Ⅱ段起动，0.5秒后误动，跳开1QF。ABC第二十三页，共61页。如何保证Ⅱ段保护区不超过下一线路Ⅰ段保护区？由动作电流整定保证P2Ⅰ段保护区P1Ⅱ段保护区第二十四页，共61页。电流Ⅱ段保护整定公式：按上面公式整定能保证选择性，但能保护本线全长吗？应进行灵敏度校验，确认保护本线全长能力。第二十五页，共61页。灵敏度校验概念电流保护动作条件：即：灵敏度系数Ksen考虑TA、继电保护误差，Ksen>1不能保证可靠动作Ksen≥1.3才能保证可靠动作应选取本线路范围内最小的短路电流进行校验。第二十六页，共61页。如果本线路范围内最小的短路电流能保证Ⅱ段保护可靠动作，则说明Ⅱ段保护具有保护本线全长的能力。Ksen>1.3，灵敏度合格，能够保护本线全长Ksen<1.3，灵敏度不合格，不能保护本线全长本线最小短路电流应考虑更换为距离保护或改与下线Ⅱ段保护配合第二十七页，共61页。限时电流速断保护单相原理接线图I>++信号TAKA-+-YRKTKSQFQF2.限时电流速断保护的单相原理接线图第二十八页，共61页。3.限时电流速断保护的特点能保护线路全长靠动作电流和动作时限的整定获得选择性能作为本线路的主保护动作迅速，可靠性高保护区受运行方式、故障类型影响

第二十九页，共61页。2.1.3定时限过电流保护线路配置了电流Ⅰ段及Ⅱ段后，可以切除本线路上的故障。但是当继电保护或断路器发生故障时，仍不能保证切除故障。还应设Ⅲ段保护。拒动主保护后备保护第三十页，共61页。近后备远后备“近后备”与“远后备”第三十一页，共61页。定时限过电流保护：动作电流按躲过最大负荷电流整定的电流保护。1.定时限过电流保护（电流Ⅲ段）整定原则第三十二页，共61页。（1）过电流保护动作电流整定A.过电流保护在正常运行时不动作

负荷电流B.过电流保护在外部故障切除后可靠返回

自起动系数第三十三页，共61页。自起动情况：

外部故障切除时，电压升高，相当于电动机负荷同时起动，此时电流为电机的起动电流，大于负荷电流。

以表示

为自起动系数，它决定于网络接线和负荷性质，一般取1.5～3

第三十四页，共61页。（2）过电流保护动作时限整定Ⅲ段保护动作时限阶梯特性

第三十五页，共61页。第三十六页，共61页。（3）过电流保护灵敏系数校验a)校验用作本线路近后备保护的灵敏度

b)校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度使用本线路末端最小短路电流校验，要求Ksen≥

1.31.5

使用相邻线路末端最小短路电流校验，要求Ksen≥1.2第三十七页，共61页。定时限过电流保护单相原理接线图I>++信号TAKA-+-YRKTKSQFQF2.定时限过电流保护的单相原理接线图第三十八页，共61页。（1）能作为本线路的近后备保护，相邻线路的远后备保护。（2）靠动作时限的整定获得选择性。（3）动作时限较长。（4）灵敏度较高。3.定时限过电流保护的特点第三十九页，共61页。2.1.4电流保护的接线方式电流保护接线方式：电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接方式。*三相完全星形接线：*两相不完全星形接线：接线系数：流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值。完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1。接线系数：第四十页，共61页。电流继电器的动作电流（保护的二次动作电流）：保护的一次动作电流：第四十一页，共61页。电流保护三相完全星形接线

三相完全星形接线能反应各种相间和接地短路，应用于中性点直接接地电网。第四十二页，共61页。电流保护两相不完全星形接线

两相不完全星形接线能反应各种相间短路，应用35kV及以下电压等级的电网。第四十三页，共61页。两相电流差接线

两相电流差接线主要应用于6～10kV中性点不接地电网。第四十四页，共61页。电流保护一般用于10～35kV电网，属于小电流接地系统，一般采用不完全星形接线。保护应统一安装在同名相上（通常装于A、C相）。注意在10～35kV小电流接地系统中发生单相接地时，没有短路电流。线路仍可继续运行2小时。第四十五页，共61页。2.1.5阶段式电流保护1.阶段式电流保护的构成

*无时限电流速断保护（电流I段）*限时电流速断保护（电流II段）*定时限过电流保护（电流III段）主保护后备保护第四十六页，共61页。l0三段式电流保护的保护区及时限配合特性lABC123QF1QF3QF2IKt~III0.5tII0.5tI第四十七页，共61页。归总式原理图2.电磁型电流保护原理图与展开图第四十八页，共61页。展开式原理图第四十九页，共61页。3.低压线路保护逻辑框图第五十页，共61页。2.1.6

三段式电流保护整定实例要求：对三段式电流保护1进行整定计算。第五十一页，共61页。1.短路电流计算B母线短路时的短路电流：C母线短路时的短路电流：解：第五十二页，共61页。2.保护1的整定计算（1）保护1电流I段整定计算动作电流：动作时限为保护固有动作时间。灵敏度校验：

灵敏度满足要求。第五十三页，共61页。2.保护1电流Ⅱ段整定计算（1）动作电流

（2）动作时限

第五十四页，共61页。（3）灵敏度校验

灵敏度满足要求。第五十五页，共61页。3．保护1电流Ⅲ段整定计算（1）动作电流

（2）动作时限

第五十六页，共61页。（3）灵敏度校验（a）作近后备保护近后备灵敏度满足要求。（b）作远后备保护远后备灵敏度满足要求。

第五十七页，共61页。对电流保护的评价1.选择性电流保护在单电源线路上具有选择性。电流Ⅰ段由动作电流保证选择性；电流Ⅱ段由动作电流及动作时间保证选择性；电流Ⅲ段由动作时间阶梯特性保证选择性。第五十八页，共61页。2.速动性电流Ⅰ段快速性最好