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关于三段式保护 第三章 第一节 单侧电源电网相间短路三段式电流保护 一、阶段式电流保护的应用和评价 阶段式电流速断保护一般由三段式构成： 三段式：Ⅰ段 瞬时电流速断保护、Ⅱ段 限时电流速断保护、Ⅲ段 定时电流速断保护。 Ⅱ段 限时做主保护，Ⅰ段 瞬时做辅助保护（靠近电源侧短路会快速切除）， Ⅲ段 定时 做后备保护，也做下一级线路的远后备保护。 特殊情况： 两段式：瞬时、定时或限时、定时。如单电源供电的最后一段线路，只需要两段式。 四段式：瞬时、限时一级、限时二级、定时。如，一级限时不能满足对主保护的灵敏度要求时，采用四段式；这时限时保护向下一线路延伸，至它的限时保护的范围（图3-6 b） 三段式电流速断保护 优点：简单、可靠，如果不发生保护或断路器拒绝动作的情况，则故障都可以在0.35—0.5s的时间内予以切除，在35kV以下电网得到广泛应用。 缺点：受电网接线和运行方式影响。整定值按最大方式，灵敏度按最小方式校核灵敏度。 二、瞬时电流保护（第Ⅰ段） 1、整定值计算及灵敏性校验 定值（定值给定后，不随实际运行方式、短路点位置、短路类型而变化） 可靠性系数： 注意贺书第四版的短路电流（幅值）的记号： 最大运行方式，线路AB末端B三相短路的最大短路电流（max既是短路电流最大值，也指最大运行方式），类似地，。 最小运行方式，线路AB末端B两相短路的短路电流（min既是短路电流最小值，也指最小运行方式）类似地，。 实际运行方式下，B点相间短路的短路电流总是介于 和之间。 分别表示保护1的电流瞬时、限时、定时电流保护的定值。 分别表示保护2的电流瞬时、限时、定时电流保护的定值。 最大运行方式、最小运行方式的系统阻抗，短路时的运行方式的系统阻抗。 2、灵敏性 以保护2为例： 设为保护范围，一般，也会出现的情况。 上式左等号左边的式子是不随运行方式变化，等号右边的式子是随运行方式变化的，由上式解出： 受运行方式的影响表现在的取值，还与故障方式有关表现为取值。 最大保护范围为（最大方式三相短路）,下式表明充分小时可能为负值： 三、限时电流速断保护（第Ⅱ段） 1、工作原理和整定计算基本原则 （1）要求 ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 ② 在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。 因动作带有延时，故称限时电流速断保护。 2、整定值的计算和灵敏性校验 可靠性系数，比略小 定时限过电流保护动作电流的时限： 上式时间依次是，故障线路跳闸时间、中间继电器时间、时间继电器时间、测量元件返回惯性时间、裕度 3、灵敏度 校验：， 能满足上式最小运行方式，末端短路的要求，限时保护就可以作为主保护。 四、定限时过电流保护（（第Ⅲ段） 1、 2、定值计算 1）动作电流 电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数 动作电流并与定时电流速断保护比较： 式中，分别是继电器返回系数（0.85）、可靠性系数（1.25--1.5)、负荷电动机自启动最大电流与额定（或正常运行）最大电流比例（几倍）； 分别为定限时过电流保护定值（全段），保护装置返回电流，负荷电动机自启动最大电流，额定（或正常运行）最大电流。 显然，应按（2）式计算动作电流，且由（2）式可见，Kh越大，IdZ越小，Klm越大。因此，为了提高灵敏系数，要求有较高的返回系数。（过电流继电器的返回系数为0.85～0.9） 2）动作时间 在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第Ⅲ段的测量元件均可能动作。例如：下图中d1短路时，保护1～4都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。 这样，可以做到，k1点短路时，短路电流通过5、4、3,并启动保护，由保护3动作切除故障线路，保护4、5由于电流减少而返回。注意，由保护3动作切除故障线路后，流过保护4、5的是持续运行的负荷电流。 单侧放射形的网络，时间配合 时间配合第一式针对的短路是图中的k1，第二式针对的短路是图中的k2，依次类推。 3）灵敏度 k1短路时，对于过电流保护1而言，可以是主保护，灵敏系数；这时保护2作为相邻线路的后备保护，灵敏系数 ，以此类推： 。 构成：与第Ⅱ段相同，只是电流继电器的定值与时间继电器定值不同。 评价 ① 第Ⅲ段的比第Ⅰ、Ⅱ段的小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高； ② 在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性； ③ 保护范围是本线路和相邻下一线路全长； ④ 电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋Ⅲ或II+III），越接近电源，tⅢ越长，应设三段式