1、 课课 程程 设设 计计 设计科目： 电力系统继电保护-阶段式电流保护 班级： 10 电气 2 班 设计人： 指导教师 设计时间： 2013 年 6 月 20 日 设计说明设计说明 无时限电流速断保护虽然能够快速切除短路故障， 但不能保护线 路的全长；限时电流速断保护虽能保护线路的全长，却不能作为相邻 线路的后备保护；而过电流保护可以保护本线路及相邻线路的全长， 但做本线路的主保护时，往往动作时间较长，它们各有优缺点。为了 保证迅速可靠的切除故障，常常将无时限、 限时电流速断保护及定时 限过电流保护作为组合起来， 构成一整套保护，使之相互补充相互配 合，称为三段式电流保护，并常常将无时限电流速
2、断保护称为段， 限时电流速断保护称为段， 定时限过电流保护称为段。段和 段保护共同组成线路的主保护，段保护作为本线路、 段保护的 近后备保护，也作为下一段线路保护的远后备保护。 如下图 1 所示的一个单侧电源辐射中，线路 MN 的保护方案拟定 为三段式电流保护，采用不完全星形接线。已知线路 MN 的最大负荷 电流为 300A，电流互感器变比为 400/5，在最大和最小运行方式下 K1、 K2 及 K3 点发生短路时的电流值见下表 （均已经折算到电源侧） 。 保护 3、4、7 的过流保护的动作时间分别为 1.5S、2S 和 0.7S。试计 算保护 1 各段的电流和动作时间， 校验保护的灵敏度并选
3、择保护装置 的主要的电器。 图 1 三段式电流保护原理接线图 图 2（a） 阶段式电流保护的原理接线图 图 1 为电磁型三段式电流保护接线图，保护采用不完全星形接 线，它的第段保护由电流继电器 1KA、2KA、信号继电器 1KS 组成； 第段保护由电流继电器 3KA、4KA、时间继电器 1KT 及信号继电器 2KS 组成；第段保护由电流继电器 5KA、 6KA、 7KA、时间继电器 2KT 及信号继电器 3KS 组成。为了在 Y，d 接线变压器后两相短路时，提 QF QF TQ + + + + + I I II I I III 1TA2TA 1KA 2KA3KA4KA 5KA 6KA7KA 1
4、KS 2KS3KS XB1 XB2 XB3 KCO 2KT 1KT 信 号 提高第段保护的灵敏性，采用了 7KA 电流继电器。为了便于分析故 障，各段均有信号继电器，任意一段保护动作都作用于同一出口继电 器 KCO 跳三相。 保护过程中各段是独立工作的，可以通过压板投用或 停用其中的某一段。 电磁型继电保护装置的接线图有两种形式：接线原理图和展开 图。 如图 2（a）所示是阶段式电流保护的原理接线图，原理图包括 保护装置的的所有元件，每个继电器的线圈和触点都画在一个图形 内，所有元件都有符号标注。 原理图对整个保护的工作原理能给出一 个完整的概念，较为直观，使初学者更容易理解。但是交、直流回路
5、 合在一起，接线复杂。对于复杂的保护，元件较多，接线更加显得复 杂，难以进行回路分析和检查。因此，这种原理图在实用性中具有一 定的局限性。 1TA 2TA 1KA3KA5KA 2KA4KA6KA 7KA 1KS 2KS 3KS 起 动 信 号 +WC+WC-WC-WC FU FU 1KS 2KS 3KS KCO QF1 TQ KCO 1KT 2KT 1KA 2KA 3KA 4KA 5KA 6KA 7KA 1KT 1KT 12 控 制 电 源 小 母 线 熔 断 器 段 电 流 及 出 口 继 电 器 段 电 流 段 电 流 段 信 号 继 电 器 段 信 号 继 电 器 跳 闸 回 路 交 流
6、 电 流 回 路 信 号 回 路 直 流 电 流 回 路 图 2 (b) 阶段式电流保护展开接线图 图 2（b）为阶段式电流保护展开接线图，展开图将交、直流回 来分开画出，其特点是每个继电器的线圈和触点分开画， 属于哪个回 路的就画在哪个回路中，都用相同的文字符号标注，以便查对。展开 图中，继电器的线圈和触点的连接尽量按照故障后动作的顺序， 自左 而右、自上而下地依次排列。展开图接线简单、层次清楚、阅读查对 方便，对于复杂的保护，更加显示出其优越性。因此，在实际中应用 的较为广泛。 三段式电流保护各段的参数整定的方法如前面所述， 其保护区和 动作时限的配合情况如图 3 所示。由图可见，线路的首段附近发生短 路故障，由段切除，线路末端附近发生短路故障时，由段切除， 第段只起后备作用。因此，本线路任何一处发生短路故障，一般可 在 0.5s 时限内有选择地切除。 图 3 三段式电流保护的的保护区和时限配合特性 最后指出，三段式
