1设计原始资料。
1.1具体题目。
如下图所示网络，系统参数为：, 线路阻抗，，，试对线路中保护3和保护9进行三段电流保护设计。
电流保护是对于反应于短路电流幅值增大而动作的保护。本设计要完成的内容是对电流保护的原理和计算原则的简述，并对线路各参数进行分析及对保护3和保护9进行电流保护的具体整定计算。
2方案设计。
2.1主保护配置。
主保护是反应整个元件上的故障，并能最短时延时有选择的切除故障的保护，此处，段电流速断保护、段限时电流速断保护构成本设计的主保护。
2.2后备保护配置。
后备保护是反应当主保护拒动时能够切除故障的保护，它作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护。也可作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。本设计中，段定时限过电流保护作为后备保护。
3短路电流计算。
3.1等效电路的建立。
有关元件阻抗值的计算。
图1等效电路图。
3.2短路点的选取。
由电力系统分析课程知识可知，当供电网络中任意点发生三相和两相短路时，流过短路点与电源间线路中的短路电流近似计算式为。
式中： —系统等效电源的相电动势；
—短路点至保护安装处之间的阻抗；
—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；
—短路类型系数，三相短路取1，两相短路取；
3.3短路电流的计算。
最大方式下的最小分支系数。
最大运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，其对应的系统的等值阻抗最小，即。
在最大方式下：
最小运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的短路电流最小，其对应的系统的等值阻抗最大，即。
在最小方式下：
4保护配置与整定。
4.1主保护的整定与计算。
4.1.1动作值。
保护3的段。
保护3的段。
保护9的段。
保护9与保护4配合时：
保护9与保护3配合时：
4.1.2动作时间。
各保护的时限为。
引入时间阶段，则：，
4.1.3灵敏度校验。
当保护9与保护4配合时符合要求。
当保护9与保护3配合时符合要求。
4.2后备保护的整定与计算。
4.2.1动作值。
保护3的段电流为：
保护5的段电流为：
4.2.2动作时间。
保护3的段时限为：
保护9的段时限为：
4.2.3灵敏度校验。
保护3的iii段灵敏度为：
保护9作为近后备时：
保护9作为远后备时：
5继电保护主要设备的选择。
本设计采用电流继电器，根据已知的可靠系数、返回系数、动作整定值等选择gl系列感应式电流继电器。就是将线路上发生短路或其他故障时，当线路上电流剧增时，通过互感器供给电流继电器等保护装置的电流也剧增，使继电保护装置动作，从而切除线路故障。它结构简单，便于实现交流操作，其时限整定也较容易。
因而在供电系统中获得了广泛应用。
6原理图绘制。
a)原理接线图。
b)交流回路展开图。
c)直流回路展开图。
图2三段式电流保护的原理接线图。
7小结。本设计采用了三段式电流保护作为保护3和9的保护，当保护线路上发生故障线路时，主要特征为电流增加和电压降低。主保护为电流速断保护和限时电流速断保护，后备保护为定时限过电流保护，它们都是反映电流增高而动作的保护装置，主要区别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，而定时限过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但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，常将段、段、段保护组合在一起构成阶段式电流保护，其主要优点就是简单、可靠，并且也能满足快速切除故障的要求。因此，在电网中特别是在35kv及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。
2] 贺家礼，宋从矩。电力系统继电保护原理[m].北京：中国电力出版社，1994.
3] 于永源，杨绮雯。电力系统分析[m].北京：中国电力出版社，2007.
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