继电保护原理三段式电流保护实验实验报告.docx

南昌大学实验报告

学生姓名：学号：专业班级：

实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：

实验三三段式电流保护实验

一、实验项目名称

三段式电流保护实验

二、实验目的

1.掌握三段式保护的基本原理。

2.熟悉三段式保护的接线方式。

3.掌握三段式电流保护的整定方法。

4.了解运行方式对灵敏度的影响。

5.了解三段电流保护的动作过程。

6.了解反时限过电流保护的时限特性。

三、实验原理及实验说明

1.三段式电流保护基本原理

三段式电流保护一般作为中低压线路的主保护，分电流速断（简称Ⅰ段），限时电流速断（简称Ⅱ段）和定时限过电流保护（简称Ⅲ段）。目前电力网大多由多电源系统构成，但可以发现，当输电线路由双测电源供电时，只要在单侧电源上加装方向元件，就可以把双测电源拆开成两个单侧电源看待。因此本节所述保护原理都用单侧电源说明。

（1）电流速断保护

对于仅反映于电流增大而瞬间动作的电流保护，称为电流速断保护，作用原理如图3-1所示：当AB段末端d1发生短路时，希望保护1能够瞬时动作切除故障，当相邻线路BC末端d2发生故障时，希望保护2瞬时动作切除故障，但是实际上，d1和d2点短路时流经保护1的短路电流之几乎一样，则可知希望d1

可选取：Idz.1

其中可靠系数Kk取1.2～1.3。如图3-

动作时间：电流保护I段无时限动作，动作时间为断路器固有的动作时间。

灵敏度校验方法：求出I段的最小保护范围，即在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围，用LMIN

LMIN

要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长。

式中：X1—线路的单位阻抗，一般0.4Ω/km；

在进行整定电流计算时，应该按照在最大运行方式下发生三相短路时通过保护装置的短路电流进行整定，按最小运行方式下发生两相短路时的短路电流进行灵敏度校验。

短路电流计算方法如下：

I

三相短路时，流过保护的短路电流为：

I

其中，E?为电源的等效计算相电动势，Zd为短路点至保护安装处的阻抗，

图3-1电流速断保护动作特性分析

（2）限时电流速断保护

能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障称为带时限电流速断，对这个新设保护的要求，首先是在任何情况下都能保护本线路全长，并且具有足够的灵敏性，其次是在满足上述要求的前提下力求具有最小动作时限。如图3-2，由于要求带时限电流速断保护必须保护本线路AB的全长，因此，它的保护范围延伸到下一线路中去，为了使AB上的带时限电流速断保护1获得选择性，它必须和下一线路BC的保护2的电流速断保护配合，且保护1的限时电流速断动作电流必须大于保护2的电流速断动作电流，如图3-2所示，引入可靠系数Kk，Kk

Idz.1

动作时限整定方法：保护1的限时速断的动作时限t1应该比下一线路的速断保护动作t2时限高出一个时间阶段，此时间阶段用?t表示t1=t2+?t

灵敏度校验方法：为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时具有足够的反应能力，这个能力通常用Klm

Klm=I

图3-2限时电流速断动作特性及时间配合

（3）定时限过电流保护

过电流保护是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置，它在正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下它不仅能保护本线路的全长，而且能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。当d1

Id=K

其中，Kk为可靠系数，一般取1.15~1.25；Kzq为自启动系数，如果有电动机负荷，大于1，如果无电动机负荷，可取1，应由网络具体接线和负荷性质确定；

动作时限的整定方法：为了保证选择性则可知过电流保护的动作时间必须按阶梯原则。相邻保护装置之间相差一个?t。如图3-3所示。

灵敏度的校验方法：当过电流保护作为本段线路的主保护时，即采用在最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验Klm=Id.B.minIdz.1

图3-3定时限过电流保护时间配合

（4）反时限过电流保护

反时限过电流保护是动作时限与被保护线路中的电流大小有关的一种保护，当电流大时，保护的动作时限短，当电流小时，保护的动作时限长。反时限过电流继电器的时限特性如图3-4所示：若电流III段采用反时限过电流保护，对于保护1来说，其起动电流按照定时限过电流保护的整定方法进行计算，即按照躲开最大负荷电流来整定。

IEC255-4标准中常用的反时限特性曲线包括：标准反时限特性、非常反时限特性和极端反时限特性。

非常反时限特性方程为：t

极端反时限特性方程为：t

各式中：t为继电器的动作时间，Tp为继电器延时整定时间，I为加入继电器的实际电流值，I