应用三段式电流保护的优势及实践

电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。

由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。如图1.13所示的网络接线：在电网的最末端——用户的电动机或其他受电设备上，保护1采用瞬时动作的过电流保护即可满足要求，其启动电流按躲开电动机启动时的最大电流整定，与电网中其他保护在定值和时限上都没有配合关系。在电网的倒数第二级上，保护2应首先考虑采用0.5 s的过电流保护，如果在电网中对线路C—D上的故障没有提出瞬时切除的要求，则保护2只装设一个0.5 s的过电流保护也是完全允许的，而如果要求线路C—D上的故障必须快速切除，则可增设一个电流速断，此时，保护2就是一个速断加过电流的两段式保护。继续分析保护3，其过电流保护由于要和保护2配合，因此，动作时限要整定为1～1.2 s，一般情况下，需要考虑增设电流速断或同时装设电流速断和限时电流速断，此时，保护3可能是两段式也可能是三段式。越靠近电源端，则过电流保护的动作时限就越长，因此，一般都需要装设三段式的保护。

图1.13　阶段式电流保护的配合和实际动作时间的示意图

具有上述配合关系的保护装置配置情况，以及各点短路时实际切除故障的时间也相应地表示在图上。(www.xing528.com)

具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理接线如图1.14所示，电流速断部分由继电器1～3组成，限时电流速断部分由继电器4～6组成，过电流保护部分则由继电器7～9组成。由于三段的启动电流和动作时间整定得均不相同，因此，必须分别使用3个电流继电器和两个时间继电器，而信号继电器3、6和9则分别用以发出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段动作的信号。

图1.14　具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图

使用Ⅰ段、Ⅱ段或Ⅲ段组成的阶段式电流保护，其最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求。因此，在电网中特别是在35 kV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。此种保护的缺点是它直接受电网的接线以及电力系统运行方式变化的影响。例如，整定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏性必须用系统最小运行方式来校验，这就使它往往不易满足灵敏系数或保护范围的要求。