继电保护三段电流保护

3.5 阶段式电流保护

P74~77

电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长， 但却不能作为下一相邻线路的后备保护，因此，必须采用定时限过电流保护作 为本条线路和下一段相邻线路的后备保护。 1. 三段式电流保护： 由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的 一整套保护。 或

或 或 或 或

出口 继电器

I段保护 不完全星形接法 A BC

II段保护

III段保护 三段式电流保护原理图

I段保护

II段保护

或

III段保护

或 梯形图 三段式电流保护展开图

2. 三段式电流保护的保护特性及时限特性

由I段保 护切除 由I段保 护切除 由II段保 护切除

由II段保 护切除

由III段作后备保护切除

3.三段式电流保护的评价优点：简单，可靠，并且一般情况下都能较快切除故障。一般用于35千 伏及以下电压等级的单侧电源电网中。 缺点：灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响，此外， 它只在单侧电源的网络中才有选择性。

3.4 电流保护的接线方式

P63~68

3.4.1 三种基本接线方式 1. 定义：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。 2. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。 1)三相三继电器完全星形接线的特点： ① 每相上均装有TA和KA、Y形接线 ② KA的触点并联(或) 或 ③能反映所有单相接地故障 接线系数: KA

K con

I g 流入继电器电流 =1 (Y形接法) I2

TA的二次电流 继电器的动作电流： TA

I g .oper K con

I oper nTA

(3-17)

三相三继电器完全星形接线

3.4 电流保护的接线方式3.4.1 三种基本接线方式 1. 定义：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。 2. 常用的三种接线方式：三相三继电器完全星形接线、两相两继电器不完 全星形接线和两相电流差接线。 1)三相三继电器完全星形接线的特点： 2)两相两继电器不完全星形接线的特点： ① 某一相上不装设TA和KA、Y形接线 或 ② KA的触点并联(或) (通常接A、C相) ③不能反映B相接地故障 KA 接线系数: 流入继电器电流

K con

Ig I2

=1TA的二次电流 TA

继电器的动作电流：

I g .oper K con

I oper nTA

(3-17)

两相两继电器 不完全星形接线

3.4 电流保护的接线方式3.4.1 三种基本接线方式 1)三相三继电器完全星形接线的特点： 2)两相两继电器不完全星形接线的特点： 3)两相电流差接线的特点： ① 某一相上不装设TA (通常接A、C相) ; ② 只装一个KA,反映A、C两相电压差。

两相电流差接线

I g Ia Ic

在对称运行和三相短路情况下：

I g 3Ia 3Ic 在A、C两相短路时：I g 2 I a 在AB或BC两相短路时：

接线系数: 流入继电器电流

KA

K con

Ig I2

I g Ia 或 I g Ic 继电器的动作电流：

TA的二次电流 TA (3-17)

I g .oper K con

I oper nTA

③性能较差，仅用于10kV线路保护和电动机保护

3.4 电流保护的接线方式3.4.2 两种星形接线方式的性能分析 1、对各种相角短路，两种接线方式均能正确反映 。

2、在小接地电流系统中，在不同线路的不同相上发生两点接地时，一般 只要求切除一个接地点，而允许带一个接地点继续运行一段时间。 (1)在串联线路上 三相星形接线：保护1和保护2之间有配合关系，100%切除NP线 两相星形接线：2/3机会切除NP线。(即1/3机会无选择性动作) M N P

(2)在并联线路上 三相星形接线：保护2和保护3同时动作， 切除线路Ⅱ、Ⅲ。 两相星形接线：2/3机会只切一条线路。

(2)在并联线路上

三相星形接线：保护2和保护3同时动作， 切除线路Ⅱ 、Ⅲ。 两相星形接线：2/3机会只切一条线路。能保证有2/3的机会只切除一条线路。

3.4.2 两种星形接线方式的性能分析 3、Y/△接线变压器后两相短路时 设 a、b相短路时： 三相星行接线灵敏度是两相 星行接线的两倍

(3-18)

(3-19)

据式(3-17)

I g .oper K con

I oper nTA

据式(3-2)

据式(3-5) 据式(3-17)

据式(3-17)

据式(3-17)

据式(3-9)’ 据式(3-9)’

3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A,nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。 1、保护1的无时限电流速断一次动作电流I (3) Ioper .1 K rel I K . N .max

K11 2

K2

K3 3

1.25 740 925A

I 继电器动作电流 I g .oper .1

925 K con I 23.125A I oper .1 200/5 nTA短路点

图3-21K1 3520 2420 K2 740 600 K3 310 300

2、保护1的时限电流速断保护 先求出相邻线路保护2的无 时限电流速断一次动作电流

最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)

I (3) Ioper .2 K rel I K .2.max 1.25 310 387.5A II I Ioper .1 K rel Ioper .2 1.15 1.25 310 445.625 A

3、过电流保护

保护1的过电流保护动作电流：

继电器动作电流 I 动作时限为

II g . oper .1

K rel K ss 445.625 K con II III I 1. max 11.14A I oper I oper .1 200/5 K res nTA

II t1 t I t 0.5s 2

灵敏度校验 K sen

(2) I k .1.min 600 II 1.34 1.3

I oper .1 445 符合要求

1.2 1.5 90 190.6A 0.85

继电器动作电流

3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A,nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。 K2 3、过电流保护 K3 K1 保护1的过电流保护动作电流： 1 2 3 K rel K ss III I oper .1 I 1. max 1.2 1.5 90 190.6A 图3-21 K res 0.85 继电器动作电流 K1 K2 K3 短路点IIII g . oper .1

K III con I oper .1 190.6 4.76A nTA 200/5

最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)

3520 2420

740 600

310 300

III 动作时限为 t1 t III t 1.5 0.5 2.0s 2

灵敏度校验： 作本线路的近后备保护 K sen 作相邻线路2的远后备保护 K sen

(2) I k .1.min 600 III 3.15 1.5 I oper .1 190.6 (2) I k .2.min 300 III 1.57 1.2 I oper .1 190.6

3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A,nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。 K1 K2 K3 1、保护1的无时限电流速断一次动作电流I (3) Ioper .1 K rel I K . N .max 1.25 3520 4400A

4400 K I I 110A I g .oper .1 con I oper .1 继电器动作电流 200/5 nTA

1

2 图3-21K1 3520 2420

3

2、保护1的时限电流速断保护 先求出相邻线路保护2的无 时限电流速断一次动作电流I (3) Ioper .2 K rel I K .2.max

短路点 最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)

K2 740 600

K3 310 300

1.25 740 925A

3、过电流保护

II I Ioper .1 K rel Ioper .2 1.15 1.25 740 1064A

保护1的过电流保护动作电流：IIII oper

继电器动作电流 I 动作时限为 灵敏度校验

II g . oper .1

1064 K II 26.6A con I oper .1 200/5 nTA

II t1 t I t 0.5s 2

K sen

(2) I k .1.min 2420 II 2.27 1.3 I oper .1 1064

K rel K ss I 1. max K res 1.2 1.5 90 190.6A 0.85

继电器动作电流

3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最 大负荷电流为90A,nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。线 路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。试对线路1三段式电流保护进行整定计算。 K1 K2 K3 3、过电流保护 保护1的过电流保护动作电流：III I oper .1

K rel K ss I 1. max 1.2 1.5 90 190.6A K res 0.85短路点

1

2 图3-21K1 3520 2420

3

继电器动作电流IIII g . oper .1

K2 740 600

K3 310 300

K III con I oper .1

190.6 4.76A nTA 200/5

最大运行方式下三相短路电流(A) 最小运行方式下两相短路电流(A)

III 动作时限为 t1 t III t 1.5 0.5 2.0s 2

灵敏度校验： 作本线路的近后备保护 作相邻线路2的远后备保护

K sen

I k(2).min 2420 .1 III 12.3 1.5 I oper.1 190.6 I k(2).min 600 .2 III 3.15 1.2 I oper.1 190.6

K sen

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