城市轨道交通继电保护技术与测试课件：阶段式电流保护测试

阶段式电流保护测试RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUse城轨交通继电保护RAILWAY阶段式电流保护01反时限过电流保护02电流保护的接线03CONTENT目录01阶段式电流保护一、阶段式电流保护定义由于电流速断保护不能保护线路全长，限时电流速断保护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性地切除故障，常常将电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。其中，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段和Ⅱ段保护的近后备，也作为下一条线路的远后备。

三段式电流保护的配合及应用反应于电流升幅值高而动作的保护电流速断(I段)按躲开本线路末端的最大短路电流整定限时电流速断(II段)过电流保护(III段)不能保护线路全长不能作为相邻元件后备保护动作时限可能较长按不超出下级线路的电流速断保护范围整定按躲开本级线路内的最大负荷电流整定三段式电流保护具体应用时，可只采用速断+过电流，或限时速断+过电流保护，也可三段同时采用。应用：主要用在35kV及以下的单电源辐射网上。二、阶段式电流保护配合保护1可采用瞬时动作的过电流保护即满足要求；保护2可只装设一个0.5s动作的过电流保护；而如果要求线路CD上的故障必须快速切除时，则可增设一个电流速断保护，即保护2由一个电流速断保护加过电流保护构成两段式电流保护。线路BC保护3的过电流保护由于要和保护2配合，因此动作时限要整定为1.0～1.2s，一般在这种情况下，需要考虑增设电流速断保护或同时装设电流速断保护和限时速断保护，此时保护3可能是两段式保护也可能是三段式保护。阶段式电流保护配合和动作时间示意图二、阶段式电流保护配合具有三段式电流保护的单相原理框图电流速断部分由电流元件BCI和信号元KSGI组成；限时电流速断部分由电流元件BCⅡ、时间元件BKⅡ和信号元件KSGⅡ组成；过电流部分则由电流元件BCⅢ、时间元件BKⅢ和信号元件KSGⅢ组成。三段的动作电流和动作时间整定的均不相同，因此必须分别使用三个串联的电流元件和两个不同时限的时间元件，而信号元件则分别用以发出Ⅰ、II、Ⅲ段动作的信号。三、阶段式电流保护优缺点简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在35kV及以下较低电压的网络中获得广泛的应用。优点缺点它直接受电网的接线以及电力系统的运行方式变化的影响，例如整定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏性则必须用系统最小运行方式来校验，这就使它往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求。02反时限过电流保护动作特性曲线组成1反时限过电流保护动作时限特性为反时限，动作时间随电流增大而缩短。电流较小时为速断部分，保护快速动作。电流较大时>>动作特性公式2一般反时限特性为：式中：Top——时间常数，一般取第III段的时间定值（0.05～1s）；Iop——电流基准值，一般取第III段的电流定值，为1.1IN；I——通过保护的短路电流；t——反时限特性的动作时间。动作时限特性原则3如果电流小于1.1IN，且持续一个周期以上，则保护返回；当

时，保护按定时限动作（进入速断）。

动作时限特性原则3反时限过电流的动作电流按躲过线路最大负荷电流整定，本线路末端短路故障时，有不小于1.5的灵敏系数，相邻线路末端短路故障时最好能有不小于1.2的灵敏系数；同时还要校核与相邻上下级保护的配合情况。反时限过电流保护最主要的问题是相互配合，见图2所示。动作时限特性优点4在线路靠近电源处短路时，短路电流大，动作时限短且保护接线简单。图2

反时限过电流保护的配合动作时限特性缺点5时限的配合较复杂，当短路点存在的过渡电阻或在最小运行方式下远处短路时，由于Ik较小，保护的动作时限可能较长。反时限过电流保护主要用在6～10kV的电网中，作为馈线和电动机的保护。图2

反时限过电流保护的配合保护实际需求6大多数被保护元件的过电流允许通过时间与其电流值的大小成反比关系，即电流越大，所允许通过的时间越短。定时限过电流保护显然不能满足这种实际需要。保护必要性7定时限过电流保护的动作时限按阶梯特性整定后是固定不变的；当故障点距离电源越近时，短路电流越大，应动作的定时限过电流保护的动作时限却较长。保护必要性8为了能充分发挥被保护元件的效益，又不会导致因长时间过热造成损坏，有必要安装具有反时限特性的过电流保护。

优越性9反时限过电流保护的动作时间是随短路电流大小而改变的，电流越大，动作时间越短。由于反时限过电流保护在原理上与很多负载的故障特性接近，所以在很多场合比定时限过电流保护具有更为优越的保护性能。与定时限过电流保护的区别10定时限过电流保护是一种按躲过最大负荷电流来整定的一种保护类型，在整定时应考虑到与后端线路保护的时限配合。它反映于线路故障时的电流增大而动作，它可作为电网终端设备的主保护或长线路时的后备保护及相邻线路的后备保护。一旦经整定计算确定后，继电器动作的时限就与短路电流的大小无关，因此，称为定时限过流保护。03电流保护的接线电流保护的接线方式定义1电流保护的接线方式，就是指保护中电流继电器与电流互感器二次绕组之间连接方式。对相间短路的电流保护。目前广泛采用的是三相星形接线和两相星形接线这两种方式。

三相星形接线2三相星形接线方式的原理接线图特点：能反应各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。接线系数始终等于1，能提高保护可靠性和灵敏度。应用范围：广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备的保护中及大电流接地电网系统中输电线路的电流保护中。两相星形接线2两相星形接线方式的原理接线图特点：较三相完全星形接线简单、经济，能反应相间短路，但不能反应未装设电流继电