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三段电流保护三段电流保护 一、过电流保护的原理接 线 过电流保护通常又简称为 过流保护，其单相原理接线 如图 2 一 1 所示由图中可 以看出，过流保护一般由三 种元件构成： ( 1 ）电流元件：即电流继 电器 KA 它的作用是通过 电流互感器 T 八反应电流的 大小，故又称测量元件或启 动元件当电流增大至继电 器动作值时，其常开接点闭 合 过电流保护过电流保护 ( 2 ）时限元件：即时间继电 器 KT 它的作用是使保护装置 动作具有所必须的延时当电流 继电器常开接点闭合时，时间继 电器的线圈得电，其接点延时闭 合，并经信号继电器 KS 的线图 、断路器联锁接点 QF 接通跳闸 线圈 YR ，使断路器跳闸，将故 障线路切除 ( 3 ）信号元件：即信号继电 器 KS 它的作用是在保护装置 动作的同时，信号继电器本身的 信号牌或灯光有显示，以便值班 员确认是何种保护装置动作，并 通过其机械保持接点接通“信号未 复归”光字牌 过电流保护过电流保护 二、过电流保护的接线方式 在三相电力系统中，根据实际需 要，通常将电流互感器与电流继电 器接成以下三种方式： 1 ．三相完全星形接线 如图 2 一 2 所示。

图中三个电流 互感器与三个继电器分别按相连接 ，互感器与继电器线圈接成完全星 形，再将三个继电器的常开接点并 联这种接线方式的优点是：任何 相间短路或接地短路故障时，至少 有一个继电器能反应短路电流而动 作但是这种接线的设备较多，投 资较大，所以只用在某些重要元件 的保护，例如变压器的保护等在 一般相间故障的电流保护中，通常 不采用这种接线方式 过电流保护过电流保护 2 ．两相两继电器不完全星形接线 如图 2 一 3 所示这种接线方式的 主要特点是 B 相不装设电流互感器和 电流继电器，因而不能反应 B 相接地 故障但由于这种接线方式能够保护 各种相间短路故障，故广泛用于线路 相间故障的保护例如 10kV 线路保 护等 需要指出的是：当线路上接有 Y , d 或 D , y 接线的变压器时，如果采 用这种接线方式，那么当变压器后面 发生某两相短路时，灵敏度将会大大 降低 过电流保护过电流保护 3 ．两相三继电器不完全星形接 线 如果被保护线路的后面接有 Y , d 或 D , y 接线的变压器，并要求该线 路的保护用作该变压器的后备保护 时，就不能采用两相两继电器不完 全星形接线，而是在两相不完全星 形接线的中性线上再接入一个电流 继电器构成两相三继电器接线，如 图 2 - 5 所示。

此时所接入的第三个 继电器的电流为 A 、 C 两相电流之 和（注意是向量），即 IN = Ia + Ic 可见，第三个继电器能够反应最 大相电流值，使保护装置的灵敏度 提高了一倍 过电流保护过电流保护 在继电保护的整定计算中，还经 常引入接线系数所谓接线系数就 是指流经继电器中的电流IK与电流互 感器二次侧电流 I2之比，即 在完全星接和不完全星接中， IK = I2 故 Kw = 1 ； 但是如果电流互感器二次侧接成 三角形，而电流继电器接法不变， 则 IK =1.73 I2 ，即 K w = 1.73， 过电流保护过电流保护 三、过流保护的整定计算 所谓过流保护的整定计算，就是按一定原则确定保护装置的 动作电流、校验保护装置的灵敏度，并确定保护装置的动作时 间现分述如下： 1 ．确定动作电流 确定过流保护装置动作电流的主要依据是线路的最大负荷电 流即当线路出现最大负荷电流时，保护装置不应该动作但 在某些特定条件下，线路还可能出现大于最大负荷电流的情况 例如 电动机启动电流等 2 ．校验灵敏度 电流保护的灵敏度应按最小运行方式下被保护线路末端两相 相间短路电流 来检验，即 过电流保护过电流保护 保护装置动作电流 当灵敏系数不满足要求时，可采用其它保护方式，如用于变 压器保护中的低电压闭锁电流保护、距离保护等。

3 ．确定动作时间 确定过流保护的动作时间，就是选择时间继电器的动作时间 为了实现过流保护装置动作的选择性，过流保护的动作时间 通常是按阶梯形原则确定的，即每一级的动作时间较下一级相 邻元件保护装置的动作时间大一个时限级差显然，愈靠近电 源侧，动作时间愈长取值不宜过大，否则将会降低保护装置 的速动性，但也不宜太小，否则当相邻线路发生短路故障时， 可能出现越级动作通常份取为 0 . 5s 这个时间主要考虑了 下一级断路器的跳闸时间，以及时间继电器动作时间的误差等 过流保护的动作时间不随短路电流的大小变化，而是一个定 值，故这种保护又称为定时限过流保护 过电流保护过电流保护 三段电流保护三段电流保护 一、瞬时电流速断保护 由于过流保护是通过动作时间的配合实现其动作的选择 性，故其动作时间较长，速动性较差为此，经常要与瞬时 电流速断保护配合使用所谓瞬时电流速断保护，就是保护 装置的动作时间是瞬时的，不设时间继电器，其接线图如图 2 一 8 所示图中的中间继电器 KM 有两个作用： 三段电流保护三段电流保护 （1）由于电流继电器的接 点容量较小，不能直接串入跳 闸线圈的电流回路，故需要中 间继电器进行二次转换； (2)当线路上有大气过电压 时，线路上的管型避雷器将瞬 时对地放电，此情况相当于接 地短路，故保护装置可能误动 作。

当接入中间继电器后，可 利用它的固有时间（约为 0 . 06 ~ 0 . 08s ）来避开避雷器 的瞬间对地放电时间（约为 0 . 04 ~ 0 . 06s ) ，从而防止了 保护装置的误动作. KM 有两个作用： 三段电流保护三段电流保护 瞬时电流速断保护的作用是保 护本段线路，它的动作电流是按短 路电流进行整定为了实现瞬时速 断保护动作的选择性，即在下一段 线路短路时，不应该误动作，故它 的动作电流应大于下一段线路出口 处的最大短路电流，如图 2 一 9 所示图中曲线 1 为最大运行方 式下，三相短路电流随短路距离的 变化曲线显然距离愈远，线路阻 抗愈大，短路电流愈小本线路末 端 k 1 点与下一段线路出口处 k2 点接近，故短路电流值相等，设为 瞬时速断保护的动作电流 应大于此值，即 三段电流保护三段电流保护将上式所计算出的动作值用一 条直线 3 表示在图 2 一 9 中，此 直线与曲线 1 交于 M 点，该点所 对应的距离 l max ，就是瞬时速断 保护装置的最大保护范围在此 范围以外，保护装置不会动作 这就是说，瞬时速断保护不能保 护线路的全长，这是它的主要缺 点特别是在最小运行方式下， 发生两相相间短路时，短路电流 还要小，如曲线 2 所示。

此时瞬 时速断保护的保护范围 l min 最小 规程要求，此最小保护范围不 能小于被保护线路的 15 ％一 20 ％如果小于此值，瞬时速断保 护将失去应用价值 三段电流保护三段电流保护 二、限时电流速断保护 瞬时电流速断与过流保护相配合，能 够满足一般线路保护的要求但由于被 保护线路的末端部分仍采用过流保护装 置，其动作时间较长，故对某些重要线 路，通常还要再增加一种保护，即限时 电流速断保护限时电流速断的动作时 间较短，只有 0 . 5s ，而且能保护全部 线路 为了保护本线路的全长，限时电流速 断的保护范围就必然延伸到下一段线路 ，但不能超过下一段瞬时速断的范围， 如图 2 一 10 所示 和 分别为保 护装置 1 的瞬时和限时的保护范围， 为保护装置 2 的瞬时保护范围 为瞬时速断保护的固有动作时间； 为限时速断保护的动作时间，即 0 . 5s 三段电流保护三段电流保护 三、三段式电流保护及其接线图 由瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护相互配合， 构成一整套线路保护，称之为三段式电流保护其中瞬时（ I 段）和限时电流速断（ II 段）保护构成线路的主保护，当 线路任何一点短路时，主保护都会在不大于 0 . 5s 的时间内 灵敏动作。

过流保护是作为本线路的近后备保护和下一段线 路的远后备保护应特别注意的是，过流保护应与下一段过 流保护相配合，动作时间相差 0 . 5 s 所示为三段式电流保护的展开式原理图图中电流继电器 1KA 、 2KA 及中间继电器 KM 、信号继电器 1KS 组成瞬时电流速断 保护，即第 I 段；电流继电器 3KA 、 4KA 及时间继电器 1KT 和 信号继电器 2KS 组成限时电流速断保护，即第 II 段； 5 KA 、 6KA 、 7KA 按两相三继电器接线，并与 2KT 、 3KS 组成过电流 保护，即第III段。