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1、阶段式电流保护一、继电保护基本知识：电力系统的状态1.正常运行状态2 .异常运行状态3 .故障4 .事故继电保护的任务和作用1 .电气设备出现故障时，自动、快速、有选择性借助断路器跳闸将故障切除，避免故障设备继续遭受破坏，保证非故障设备继续运行2 .电气设备异常运行状态时，自动、及时、有选择性地发出信号，让值班员处理，必要时延时跳闸切除引起故障的设备继电保护的基本组成1,测量部分测量一个或几个被保护设备的参数，然后与保护的整定值进行比较，以判断被保护设备的工作状态，决定保护是否启动。3.逻辑部分根据测量部分的输出结果，进行一系列的逻辑判断，以决定保护是否应动作。3.执行部分执行保护的功能，即正
2、常运行时保护不动，设备故障时保护动作于跳闸，而设备异常时保护动作于信号。继电保护的保护种类1、主保护：当被保护设备故障时，用于快速切除故障的保护2、后备保护：指当同一设备上主保护拒动，或另一设备上保护或断路器拒动时，用于切除故障的保护。其中后备保护又分为近后备保护和远后备保护(1)近后备保护：在主保护拒动时，同一设备上实现切除故障的另一套保护。（2）远后备保护：当保护或断路器拒动时，相邻设备上用来实现切除故障的保护。对继电保护装置的基本要求1、选择性2、速动性3、灵敏性4、可靠性I1.OkV及以下输电线路的保护配置1、相间短路保护：（1）阶段式（方向）电流保护（2）相间距离保护2、接地短路或故
3、障保护（具体可见接地短路保护配置文档）：（1）接地距离保护（2）零序方向保护（3）阶段式（方向）零序电流保护（4）（无选择性）绝缘监视装置（5）小电流接地选线装置二、三段式电流保护的原理接线无时限电流速断保护动作时间短、速动性好，但其动作电流较大、不能保护线路全长；限时电流速断保护有较短的动作时限。而且能保护线路全长，却不能作为相邻元件的后备保护；定时限过电流保护的动作电流较前两段较小，保护范围大，既能保护本线路的全长又能为相邻线路的后备保护，但其动作时间较长，速动性差。无时限电流速断保护只能保护线路首端的一部分，限时电流速断保护能保护线路全长，但却不能作为下一相相邻的后备保护，因此必须采用定
4、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。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一整套保护，称为阶段式电流保护。电流I、段共同构成主保护，能以最快的速度切除线路首端故障和以较快的速度切除线路全长范围内的故障，电流I段作为后备保护，既作为本线路电流1、段保护的近后备保护，也作为下一线路的远后备保护。供配电线路并不一定都要装设三段式电流保护。比如，处于电网末端附近的保护装置，当定时限过电流保护的时限不大于0.50.7s时，而且没有防止导线烧损及保护配合上的要求的情况下，就可以不装设电流速断保护和限时电流速断保护，而将过电流保护为主要保护。在某些情况下，常采用两段组
5、成一套保护,例如，当线路很短时，只装设限时电流速断和定时限电流保护。乂如线路变压器组式接线，电流速断可保护全线路，因而不需要装设限时过电流速断保护只装设电流速断保护定时限过电流保护。电源端一般装设三段式保护。各段电流保护是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间是主要区别在于按照不同的原则来选择起动电流和确定动作时限。由无时限电流速断、限时电流速断和定时限过电流保护构成的三段式电流保护的原理接线，如图1(a)(b)所示。(a)原理接线TAaKA1.KA3 KA5交流电流回路(b)控制电源小母线熔断器I段电流U段电流In段电流跳闸回路(b)展开图图1三段式电流保护的原理接线图在图3-18中保护所
6、采用的是两相不完全星形接线。电流速断部分由继电器KAkKA2、KM和KS1.组成,限时电流速断部分由KA3、KA4、KT1.和KS2组成,过电流部分则由KA5、KA6、KA7、KT2和KS3组成，由于三段式保护各段的动作电流和动作时限整定均不相同，必须分别使用不同的电流继电器和时间继电器，而信号继电器KShKS2和KS3则分别用以发出I、II、In段保护动作的信号。使用电流I段、段和In段组成的阶段式电流保护的主要优点是简单、可靠,并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求，因此在35kV及以下的中、低压线路上得到了广泛的应用。其缺点是它受电网的接线及电力系统运行方式的影响大，例如整定值必须按
7、电网的最大运行方式整定，而灵敏度必须用电网的最小运行方式来校验，这就难以满足灵敏系数和保护范围的要求。三、输电线路阶段式电流保护的配置设计说明1、电网保护配置，从最末端的设备开始，逐级往前推，直到电源本身（即负荷终端向电源侧倒退）；2、无时限电流速断保护和限时电流速断保护的整定，均按照躲最大短路电流的原则整定，保护定值相对比较大，灵敏度较低；定时限过电流保护整定原则是按照躲最大负荷电流原则整定，保护定值相对比较小，灵敏度较高；3、定时限过电流保护时限整定按照阶梯原则配合，没有规定时间一定要大于I、保护的动作时间，也没有规定时间不能为0s；4、线路一定要配置全线故障能够在0.5s及以内切除的主保
8、护，也要配置当保护或断路器拒动时能够可靠切除故障的后备保护四、阶段式电流保护的应用实际应用时.，电流I、II、In段可三者同时使用，也可只采用速断加过流保护或限时速断加过流保护。现以图2所示的网络接线为例加以说明。图2阶段式电流保护的配合及动作时间示意图电网最末端的保护4,其定值和动作时限不必考虑和其他保护配合，启动电流按躲开电动机启动时的最大负荷电流整定，动作时限为装置本身的动作时间，即瞬时动作，这样速动性和灵敏性均能得到保证，装设这样一种瞬时动作的过电流保护便能满足要求，不必再装设其他保护。线路保护3在电网的倒数第二级上,首先考虑装设一过电流保护，其动作时限与保护4配合,其可用做保护4的后
9、备,再增设一个电流速断，使得当本线路故障时，快速动作于跳闸，故保护3为速断加过电流的两段式保护。线路保护2,其过电流保护应与保护3配合，动作时限为I-1.2s,在这种情况下，应考虑增设电流速断或同时增设电流速断和限时电流速断，此时保护2可能是两段式也可能是三段式保护。线路保护1,越靠近电源，其过电流保护的动作时限越长，而且系统对其保护性能的要求也越高，所以一般都装设三段式电流保护。由上述分析可见，在电网保护配置时，总是从最末端的设备开始，逐级往前推，直到电源本身，在图3-19中，按上述分析配置了各元件的保护后，当电网任何地点发生短路时只要不发生保护和断路器拒动的情况，故障都可以在0.5s以内的
10、时间予以切除。五、课后任务:,任务：输电线路保护的配置设计要求：1、根据网络特点，分别对线路1.1、1.2、1.3及1.4配置合适的保护；2、个人独立完成；3、每人交设计方案一份，文字说明设计思路；4、注意根据网络电压等级，选择合适的电流互感器接线方式（完全星形接线和不完全星形接线）。六、继电保护和安全自动装置技术规程（国标）：0继电保护和安全自动装置技术规程GB14285,217/494.535kV66kV线路保护35kV66kV中性点非有效接地电力网的线路，对相间短路和单相接地，应按本条的规定装设相应的保护。4.5.1对相间短路，保护应按下列原则配置：4.5.1.1保护装置采用远后备方式。
11、4.5.1.2下列情况应快速切除故障：a）如线路短路,使发电厂厂用母线电压低于额定电压的6O9/6时：b）如切除线路故障时间长，可能导致线路失去热稳定时：c）城市配也网络的直债线路，为保证供电质量需要时：d）与高压电网邻近的线路，如切除故障时间长，可能导致高压电网产生稳定问题时。0继电保护和安全自动装置技术规程GB14285_24.5.2对相间短路，应按下列规定装设保护装置。4.5.2.1单侧也源线路可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护，必要时可增设复合电压闭钺元件。由几段线路串联的单侧业源线路及分支线路，如上述保护不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求时，速断保护可无选择地动作，但应以自动重合闸来补救。此时，速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。
