电力系统继电保护课程设计 07电力02谭善文
带时限电流速断保护要求保护线路的全长，那么保护区必然会延伸至下一线路，因为本线路末端短路时流过保护装置的短路电流与下一线路始端短路时的短路电流相等，再加上还有运行方式对短路电流的影响，如若较小运行方式下保护范围达到线路末端，则较大运行方式下保护范围必然延伸到下一线路。为尽量缩短保护的动作时限，通常要求带时限电流速断延伸至下一线路的保护范围不能超出下一线路无时限电流速断的保护范围，因此线路L1带时限电流速断保护的动作电流
IIIop1.1应大于下一线路无时限电流速断保护的动作电流
IIop1.2，即
IIIop1.1?IIop1.2
线路L2无时限电流速断保护的动作电流：
I'Iop?K1.2kIf4.B.MAX?1.3?1.519?1.975A
则限时电流速断保护的动作电流为：
II\IIop?KA ，其中Kk取1.1 1.1kIop1.2?1.1?1.975?2.173\保护装置灵敏性校验：
L1线路末端在最小运行方式下，发生两相短路时的电流
(2)Id.f2.MIN?3(3)3Id.f2.MIN??2.406?2.084A 22故其灵敏系数为：
Klm?(2)Id.f2.MINIIIop1.1?2.084?0.959?1.3
2.173由于Ⅱ段保护的灵敏度不能满足要求，故需采用降低动作电流来提高其灵敏度。为此，应使线路L1上的带时限电流速断保护范围与线路L2上的带时限电流速断保护相配合，即
IIIop1.2?KI\Ikop1.3
但由于本设计题目中未给出L2线路下一段的线路参数，为了解决问题，我门在L2线路的后增加了一段长度为L3?250km的线路，则可以计算出，系统在最大运行方式运行式，L3段线路末端的三相短路电流为：
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(3)d.f5.MAXI?XS.MINES200/3??0.656A?Z1(L1?L2?L3)10?0.4?(85?80?250)
L3段线路的无限时速断保护动作电流为：
I'(3)Iop?K1.3kId.f5.MAX?1.3?0.656?0.853A
灵敏性校验：
最大运行方式下的最小保护范围：
lmin.max10.866ES10.866?200/3?(I?XS.MIN)?(?10)?268.083km Z10.40.853Iop1.3最小运行方式下的最小保护范围：
lmin.min?10.866ES10.866?200/3(I?XS.MAX)?(?14)?258.083km Z10.40.853Iop1.3lmin.max%?lmin.max268.083?100%??100%?64.598%?50%
L1?L2?L385?80?250lmin.min%?lmin.min258.083?100%??100%?62.189%?15%
L1?L2?L385?80?250满足电流速断保护的灵敏性要求。 则线路L2的II段整定电流为：
II\IIop?K1.2kIop1.3?1.1?0.853?0.938A
线路L2的II段灵敏性校验：
L2线路末端在最小运行方式下，发生两相短路时的电流
I(2)d.f4.MIN3(3)3?Id.f4.MIN??1.443?1.25A 22(2)Id.f4.MINIIIop1.2其灵敏系数为：
Klm??1.250?1.33?1.3
0.938那么，L1段的带时限电流速断保护的电流整定值为：
II\IIop?K1.2kIop1.3=1.1?0.938=1.032A
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电力系统继电保护课程设计 07电力02谭善文 其灵敏系数为：
Klm?灵敏度满足要求。
(2)Id.f2.MINIIIop1.12.084??2.02>1.3 1.032本段保护整定电流值为1A，可选用DL-21C型电流继电器，其额定电流为3A，动作电流的整定范围为0.5～2A，线圈采用并联接法。 动作时限：
???t?S A=tB??t=0.5?0.5=1为了便于观察时限可整定为1秒，时间继电器可选用DS-21型，其延时范围为0.25～1.25S。
5.2.3定时限过电流保护
无时限电流速断保护和带时限电流速断保护能保护线路全长，可作为线路的主保护用。为防止本线路的主保护发生拒动，必须给线路装设后备保护，以作为本线路的近后备和下一线路的远后备。这种后备保护通常采用定时限过电流保护，又称为第III段保护，其动作电流按躲过最大负荷电流整定，动作时限按保证选择性的阶梯时限来整定。其原理接线图与带时限电流速断保护相同，但由于保护范围和保护的作用不同，其动作电流和动作时限则不同。 过电流保护工作原理：
正常运行时，线路流过负荷电流，保护不动作。当线路发生短路故障时，保护启动，经过保证选择性的延时动作，将故障切除。 过电流保护动作电流：
过电流保护动作电流的整定，要考虑可靠性原则，即只有在线路存在短路故障的情况下，才允许保护装置动作。
过电流保护应按躲过最大的负荷电流计算保护的动作电流，根据可靠性要求，过电流保护的动作电流必须满足以下两个条件。
1） 在被保护线路通过最大负荷电流的情况下，保护装置不应该动作，即
IIIIop1?ILmax。
IIII式中，op1——保护的一次动作电流值
ILmax——被保护线路的最大负荷电流
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电力系统继电保护课程设计 07电力02谭善文 最大负荷电流要考虑电动机自启动时的电流。由于短路时电压下降，变电所母线上所接负荷中的电动机被制动，在故障切除后电压恢复时，电动机有一个自启动过程，电动机自启动电流大于正常运行时的额定电流Imax，则线路的最大负荷电流ILmax也大于其正常值IR，即ILmax式中，Kast——自启动系数，一般取1.5?3。
2）对于已经启动的保护装置，故障切除后，在被保护线路通过最大负荷电流的情况下应能可靠地返回。如图11-4所示，在线路L1、L2分别装有过电流保护1和保护2，当在f
图11-4 过电流保护动作电流?KastIR。
EsAL1BfL2M点短路时，短路电流流过保护1也流过保护2，它们都启动。按选择性的要求，应该由保护2动作将QF2跳开切除故障。但由于变电所B仍有其他负荷，并且因电动机自启动，线路L1可能出最大负荷电流，为使保护1的电流继电器可靠返回，它的返回电流Irel（继电器的返回电流折算到一次电路的值），应大于故障切除后线路L1最大负荷电流ILmax。
Irel?KastIR Irel?KrelKastIR
式中，Irel——保护1的返回电流
Ire由于Kre?IopIIop1?rel
KreEsAL1Bf1L2Cf2L3，即
(a)t1t2IIIIop1KrelKast?IR
Krett(b)图11-5 定时限过电流保护的动作时限12
式中，Krel——可靠系数，取1. 2 ?1.25。
Kre——电流继电器的返回系数，取0.85?0.95。
故线路L1的定时限过电流保护的动作电流为：
t3电力系统继电保护课程设计 07电力02谭善文
IIIIop1.1?KrelKast1.2?1.5IR=?0.25=0.53AKre0.85
灵敏性校验
作为L1段的近后备保护时有：
Klm?满足灵敏性要求。 作为远后备保护时有：
(2)Id.f2.MINIIIop1.12.084??3.932>1.5 0.53Klm?满足灵敏性要求。
(2)Id.f4.MINIIIop1.11.250??2.358>1.5 0.53本段保护整定电流值为0.53A，可选用DL-21C型电流继电器，其额定电流为3A，动作电流的整定范围为0.5～2A，线圈采用串联接法。 动作时限：
????t?A=tA??t=1?0.5=1.5S
为了便于观察时限可整定为3秒，时间继电器可选用DS-22型，其延时范围为1.2～5S。
5.2.4阶段式保护选用的继电器规格及整定值列表
表3 阶段式保护选用的继电器规格及整定值 序号 1 2 3 4 5
用途 无时限电流速断保护 带时限电流速断保护 定时限过电流保护 带时限电流速断时间 定时限过电流保护时间 型号规格 DL－21C DL－21C DL－21C DS－21 DS－22 整定范围 1.5～6A 0.5～2A 0.15～2A 0.25～1.25s 1.2～5s 实验整定值 线圈接法 3.4 A 1.0A 0.53A 1 s 3 s 并联 并联 串联 13