限时电流速断保护（电流Ⅱ段保护）详解

1.限时电流速断保护的工作原理及整定计算

限时电流速断保护整定规则如下。

1）动作电流、动作时限的整定

由于有选择性的电流速断保护不能保护线路的全长，故可考虑增加一段新的保护，用来切除本线路上速断范围以外的故障，也能作为速断的后备，这就是限时电流速断保护，又称为电流Ⅱ段保护，简称Ⅱ段保护。

对这个新设保护的要求，首先是在任何情况下都能保护线路的全长，并具有足够的灵敏度，其次是在满足上述要求的前提下，力求具有最小的动作时限。正是由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，故称其为限时电流速断保护。

由图1−2−4 可以看出，设置电流Ⅱ段保护的目的是保护本线路全长，电流Ⅱ段保护的保护区必然会伸入下一线路（相邻线路），在图1−2−4所示的k 点发生故障时，保护1 的电流Ⅱ段保护存在与下一线路保护2的电流Ⅰ段保护“抢动”的问题。

图1−2−4　电流Ⅱ段保护与下一线路电流Ⅰ段保护“抢动”

发生图1−2−4所示故障时，保护1 的电流Ⅱ段保护、保护2 的电流Ⅰ段保护的电流继电器均动作，而按照保护选择性的要求，保护2 的电流Ⅰ段保护动作跳开QF2，保护1 的电流Ⅱ段保护不跳开QF1。为了保证选择性，电流Ⅱ段保护动作带有一个延时，动作慢于电流Ⅰ段保护。这样下一线路始端发生故障时，电流Ⅱ段保护与下一线路电流Ⅰ段保护同时起动但不立即跳闸，下一线路电流Ⅰ段保护动作跳闸后短路电流消失，电流Ⅱ段保护返回。本线路末端短路时，下一线路电流Ⅰ段保护不动作，本线路电流Ⅱ段保护经延时动作跳闸。

电流Ⅱ段保护的整定原则是与下一线路电流Ⅰ段保护配合。

（1）动作时限配合：

式中 tΔ ——时间级差，应长于电流Ⅰ段保护动作、断路器跳闸、电流Ⅱ段保护返回时间之和，同时还要考虑时间继电器误差以及留有一定裕度。

Δt 的取值范围为0.3～0.5 s，一般取0.5 s，时间元件精度较高时 Δt 可取较小值。

（2）保护区配合：电流Ⅱ段保护区不伸出下一线路电流Ⅰ段保护区。

保护1 的电流Ⅱ段保护区配合如图1−2−5所示，若保护1 的电流Ⅱ段保护区伸出下一线路电流Ⅰ段保护区，在图示k 区域发生故障时，保护2 的电流Ⅰ段保护不动，保护1 的电流Ⅱ段保护与保护2 的电流Ⅱ段保护起动，同时动作，跳开QF1、QF2，保护动作为非选择性的。

电流Ⅱ段保护区不伸出下一线路电流Ⅰ段保护区问题

过流Ⅱ段“抢动”问题

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图1−2−5　电流Ⅱ段保护区配合

电流Ⅱ段保护整定公式为

式中 Krel ——可靠系数，考虑到短路电流中的非周期分量已衰减，取1.1～1.2；

——下一线路电流Ⅰ段保护的动作电流；

Δt——动作时限，一般取0.5 s。

电流Ⅱ段保护整定如图1−2−6所示。

图1−2−6　电流Ⅱ段保护整定

2）灵敏度校验

设置电流Ⅱ段保护的目的是保护线路全长，故应校验在本线路发生故障，短路电流最小的情况下保护能否可靠动作。电流保护动作条件为保护反应故障能力以灵敏系数表示，即

考虑电流互感器、电流继电器误差，当senK 大于规定值（1.3～1.5）时才认为电流保护能可靠动作。灵敏度校验按最不利的情况计算，即在最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，短路电流为本线路内部故障时最小的短路电流，以此短路电流校验灵敏度，即

＞1.3～1.5，灵敏度合格，说明电流Ⅱ段保护有能力保护本线路全长。当灵敏系数不能满足要求时，电流Ⅱ段保护可与相邻线路电流Ⅱ段保护配合整定，即动作时限为或使用其他性能更好的保护（如距离保护）。

2.电流Ⅱ段保护的单相原理

如图1−2−7所示，与电流Ⅰ段保护相比，电流Ⅱ段保护增加了时间继电器KT，其作用是建立保护所需的延时，当电流元件起动后，必须经过时限元件的延时才能动作于跳闸。如果在前故障已经被切除，则电流元件返回，保护不动作。

图1−2−7　电流Ⅱ段保护的单相原理

3.电流Ⅱ段保护的特点

电流Ⅱ段保护结构简单，动作可靠，能保护线路全长，但受系统运行方式变化的影响较大。它是靠动作电流的整定和动作时限的配合获得选择性的。与电流Ⅰ段保护相比，其灵敏度较高，与本线路电流Ⅰ段保护共同构成主保护。