因此，无时限电流速断保护不能保护线路全长的范围。
如图1-2所示，它的最大保护范围是Zmax，最小保护范围是如n。
保护范围也可以用解析法求得。
无时限电流速断保护的灵敏度用保护范围来表示，规程规定，其最小保护范围一般不应小于被保护线路全长的15%〜20%。
实验时可调节滑线电阻，找寻保护范围。
电流速断保护的主要优点是简单可靠，动作迅速，因而获得了广泛应用。
它的缺点是不可能保护线路AB的全长，并且保护范围直接受系统运行方式变化影响很大，当被保护线路的长度较短时，速断保护就可能没有保护范围，因而不能
由于无时限电流速断不能保护全长线路，即有相当长的非保护区，在非保护区短路时，如不采取措施，故障便不能切除，这是不允许的。
为此必须加装带时限电流速断保护，以便在这种情况下用它切除故障。
（2）带时限电流速断保护（II段）
对这个新设保护的要求，首先应在任何故障情况下都能保护本线路的全长范围，并具有足够的灵敏性。
其次是在满足上述要求的前提下，力求具有最小的动作时限。
正是由于它能以较小的时限切除全线路范围以内的故障，因此，称之为带时限速断保护。
带时限电流速断保护的原理可用图1-3来说明。
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，它的保护范围必须伸到下一线路中去。
例如，为了使线路AB上的带时限电流速断保护A获得选择性，它必须和下一线路BC±的无时限电流速断保护B配合。
为此，带时限电流速断保护A的动作电流必须大于无时限电流速断保护B的动作电流。
若带时限电流速断保护A的动作电流用I：
'表示，无时限电流速断保护B的动作电流用1：
pb表示，则
也=KMpb（1-1）
式中，K%——可靠系数，因不需考虑非周期分量的影响，可取为1.1〜1.2。
保护的动作时限应比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段，此时间阶段以&表示。
即
保护的动作时间代=也（攵一般取为0.5s）。
带时限电流速断保护A的保护范围为（见图1-3）。
它的灵敏度按最不利情况（即最小短路电流情况）进行检验。
即
及n=Is„（1-2）
式中，人min——在最小运行方式下，在被保护线路末端两相金属短路的最小短路电流。
规程规定火二应不小于1.3〜1.5。
火5必须大于L3的原因是考虑到短路电流的计算值可能小于实际值、电流互感器的误差等。
由此可见，当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，它们的联系工作就可以保证全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间内予以切除，在一般情况下都能够满足速动性的要求。
具有这种性能的保护称为该线路的“主保护”。
带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护（简称近后备），即故障时，若无时限电流速断保护拒动，它可动作切除故障。
但当下一段线路故障而该段线路保护或断路器拒动时，带时限电流速断保护不一定会动作，故障不一定能消除。
所以，它不起远后备保护的作用。
为解决远后备的问题，还必须加装过电流保护。
（3）定时限过电流保护（III段）
过电保护通常是指其启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启动，而在电网发生故障时，则能反应电流的增大而动作。
在一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长范围，而且也能保护相邻线路的全长范围，以起到远后备保护的作用。
为保证在正常运行情况下过电流保护不动作，它的动作电流应躲过线路上可能出现的最大负荷电流/Lmax，因而确定动作电流时，必须考虑两种情况：
其一，必须考虑在外部故障切除后，保护装置能够返回。
例如在图1-4所示的接线网络中，当虹点短路时，短路电流将通过保护装置5、4、3,这些保护装置都要启动，但是按照选择性的要求，保护装置3动作切除故障后，保护装置4和5由于电流已经减小应立即返回原位。
其二，必须考虑当外部故障切除后，电动机自启动电流大于它的正常工作电流时，保护装置不应动作。
例如在图1-4中，ki点短路时，变电所B母线电压降低，其所接负荷的电动机被制动，在故障由3QF保护切除后，B母线电压迅速恢复，电动机自启动，这时电动机自启动电流大于它的正常工作电流，在这种情况下，也不应使保护装置动作。
图1-4选择过电流保护启动值及动作时间的说明
考虑第二种情况时，定时限过电1流保护的整定值应满足:
/HI〉K/
1op1Lmax
式中，Kss——电动机的自启动系数，它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大负荷电流之比。
当无电动机时Kss=l,有电动机时KssNl。
考虑第一种情况，保护装置在最大负荷时能返回，则定时限过电流保护的返回值应满足
（1-3）
考虑到Ire<,将式（3-3）它改写为
/性=用*疽lmax（1-4）
式中，氏岩——可靠系数，考虑继电器整定误差和负荷电流计算不准确等因素，取为1.1〜1.2。
考虑到Kre=IreIInp,所以
岩=!
（砍区，/5点（1-5）
为了保证选择性，过电流保护的动作时间必须按阶梯原则选择（如图1-5）。
两个相邻保护装置的动作时间应相差一个时限阶段
过电流保护灵敏系数仍采用式（1-2）进行检验，但应采用/岩代入，当过电流保护作为本线路的后备保护时，应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求KsenZ1.3〜1.5；当作为相邻线路的后备保护时，则应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流进行校验，此时要求KsenZ1.2。
定时限过电流保护的原理图与带时限过电流保护的原理图相同，只是整定的时间不同而已。
图1-5过电流保护动作时间选择的示意图
（4）保护的延时特性以及各段保护的保护范围示于图1-7。
必须指出，在有些情况下，例如：
当主保护（I段）能保护线路全长时，可以只采用两段保护（如
I、III段或II、III段）.
图1-7三段式电流保护的延时特性和保护范围
2.保护的整定值计算
电流保护整定值计算
图1-1中若取电源线电压为100V（实际为变压器副方输出线电压为100V）,系统阻抗分别为Xs.max=2Q、Xs.n=4Q、Xsmin=5Q,线路段的阻抗为10Q。
线路中串有一个2Q的限流电阻，设线路段最大负荷电流为1.2A。
无时限电流速断保护可靠系数K'=1.25,带时限电流速断保护可靠系数为K"=l.l,过电流保护可靠系数Km=1.15,继电器返回系数瑶=0.85,自启动系数Kzq=1.0o
根据上述给定条件：
（1）理论计算线路段电流保护各段的整定值计算：
iax
I'=Krxlf=i.25x华X——1——=5.16（A）w末max732+2+10
*=oS
tHI=ipu
"—x^2x——-——®2.78（A）
四Ku*m,n1.2732+5+10
I'：
=（Knix^）xZmax=（1.15xI-%85）x1.2=1.62（A）八re
3.常规电流保护的接线方式
电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种，如图1-8所示。
电流保护一般采用三段式结构，即电流速断（I段），限时电流速断（II段）,
定时限过电流（III段）。
但有些情况下，也可以只采用两段式结构，即I段（或
II段）做主保护，III段作后备保护。
下图示出几种接线方法，供接线时参考。
（a）完全星形两段式接线图
（b）不完全星形接线
（c）在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线
图1-8电流保护常用的几种接线
（三）实验内容
DJZ-III试验台的常规继电器都没有接入电流互感器，在实验之前应参阅图1-1的保护接线图，接好线后才能进行实验。
1.正常运行方式实验
（1）三相调压器输出为0V。
（2）系统运行方式置于“正常”位置。
（3）按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线，根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。
（4）合上三相电源开关，调节调压器输出，使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。
（5）合上直流电源开关。
（6）合上变压器二侧的模拟断路器。
此时，负荷灯泡亮，模拟系统即处于正常运行状态。
（7）实验结束后，使调压器输出回零，最后断开实验电源。
2.短路故障方式实验
（1）三相调压器输出为0V。
（2）选择系统运行方式为最小运行方式。
（3）将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
（4）按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线，根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。
（5）退出所有出口连接片。
（6）合上三相电源开关，调节调压器的输出，使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。
（7）合上直流电源开关，合上变压器二侧的模拟断路器，此时负荷灯泡亮（与正常运行方式相同）。
（8）合上短路模拟开关（二相或三相均可）。
（9）合上故障模拟断路器，模拟系统发生短路故障。
此时，根据短路类型，负荷灯泡全部熄灭或部分熄灭。
电流表指示数值较大。
模拟系统即处于短路故障方式。
短路故障发生后，应立即断开短路操作开关，以免短路电流过大烧坏设备。
断开短路操作开关。
即可切除短路故障。
（10）实验结束后，将故障模拟断路器断开，调压器输出调回零，最后断开实验电源。
3.三相短路时I段保护动作情况及灵敏度测试实验
在不同的系统运行方式下，做三段式常规电流保护实验，找出I段电流保护的最大和最小保护范围，具体实验步骤如下：
（1）按前述完全星形实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接，调I段三个电流继电器的整定值为5.16A,III段整定值为1.62A。
（2）系统运行方式选择置于“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置。
（3）把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档（“区内”、“区外”是对变压器保护而言的，在线路保护中不使用）。
（4）合三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（5）合上直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮则停止下面的实验）
（6）合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KMo
（7）缓慢调节调压器输出，使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止，此时负载灯全亮。
（8）将常规出口连接片LP2投入，微机出口连接片LP1退出。
（9）合上短路选择开关SA、SB、SCo
（10）模拟线路段不同处做短路实验。
先将短路点置于100%的位置（顺时针调节短路电阻至最大位置），按下短路按钮，检查保护I段是否动作，如果没有动作，松开短路按钮，再将短路电阻调至90%处，再按下短路按钮，检查保护I段是否动作，没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置，直至保护I段动作，然后再慢慢调大一点短路电阻值，直至I段不动作，记录最后能够使I段保护动作的短路电阻值于表1-1中。
（11）分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式，重复步骤（4）至（10）的过程，将I段保护动作时的相关数据记录在表1-1中。
（12）实验完成后，将调压输出调为0V,断开所有电源开关。
（13）根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
4.两相短路时I段保护动作情况及灵敏度测试实验
在系统运行方式为最小时，做三段式常规电流保护实验，找出I段电流保护的最小保护范围，具体实验步骤如下：
（1）按前述完全星形实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接，调I段三个电流继电器的整定值为5.16A,III段整定值为1.62A。
（2）系统运行方式选择置于“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置。
（3）把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档（“区内”、“区外”是对变压器保护而言的，在线路保护中不使用）。
（4）合三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（5）合上直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮则停止下面的实验）
（6）合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KMo
（7）缓慢调节调压器输出，使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止，此时负载灯全亮。
（8）将常规出口连接片LP2投入，微机出口连接片LP1退出。
（9）合上短路类型选择按钮SA、SB、SC中任意两相。
入SA、SBo
（10）模拟线路段不同处做短路实验。
先将短路点置于100%的位置（顺时针调节短路电阻至最大位置），按下短路按钮，检查保护I段是否动作，如果没有动作，松开短路按钮，再将短路电阻调至90%处，再按下短路按钮，检查保护I段是否动作，没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置，直至保护I段动作，然后再慢慢调大一点短路电阻值，直至I段不动作，记录最后能够使I段保护动作的短路电阻值于表1-2中。
（11）分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式，重复步骤（4）至（10）的过程，将I段保护动作时的相关数据记录在表1-2中。
（12）实验完成后，将调压输出调为0V,断开所有电源开关。
（13）根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
5.保护动作配合实验
（1）按完全星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
（2）将三段式电流继电器的整定值整定：
4=5.16A,4=0秒
也=1.62A,琨=2.5秒
（3）系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。
退出连接片，使保护动作后不能够跳闸。
（4）合三相电源开关，合上直流电源开关调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V,合上模拟断路器，负载灯亮。
（5）根据前面实验所介绍的方法产生三相短路或两相短路故障。
（6）检查保护动作情况。
保护应按I段一III段顺序动作。
（7）实验结束，将调压器输出调为0V,断开所有电源开关。
注意：
由于保护出口连接片已退出（断开），保护动作后不能使模拟断路器分断，所以故障持续时间不易太长，即要在故障开始后，当所有保护均已经动作时，人为断开故障模拟断路器。
6.三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验
1）自动重合闸前加速保护动作实验
具体实验步骤如下：
（1）按完全星形实验接线完成实验连线，将变压器原方CT的二次侧短接，调整I段整定值为5.16A,III段整定值为1.62A。
（2）把重合闸开关切换至“ON”，使其投入；再把加速方式选择开关切换至“前加速”的位置，也就选择好了重合闸前加速保护动作的方式。
（3）把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。
（“区内”、“区外”是对变压器保护而言的，在线路保护中不使用。
）
（4）合三相电源开关，三相电源指示灯亮。
（如果不亮，则停止下面的实验,检查电源接线，找出原因。
）
（5）缓慢调节调压器输出，使并入的线路中的电压数显示值从0V上升到100V为止。
（6）合上直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验,检查电源接线找出原因）。
（7）合上模拟断路器，负载灯全亮。
（8）将常规出口连接片投入（连接LP2）,微机出口连接片退出（断开LP1）O
（9）在重合闸继电器充电完成后，合上短路选择开关SA、SB、SC按钮。
（10）将短路电阻调节到20%处，短时间合上故障模拟断路器，模拟系统发生暂时性三相短路故障。
将实验过程现象记录于表4-1中。
（11）待系统稳定运行一段时间后，长时间合上短路开关，模拟系统发生永久性故障，将实验现象记录于表4-1中。
表4-1自动重合闸前/后加速保护实验数据记录
类型
加速方
永久性故障时
暂时性故障时
分析重合闸前、后加速保护的不同点
重合闸前加速保护
动作情况
重合闸后加速保护
动作情况
（12）实验完成后，使调压器输出电压为0V,断开所有电源开关。
2）自动重合闸后加速保护动作实验
本实验步骤与前述实验1）的步骤完全一样，只须在实验开始通电前将加速
方式选择开关切换至“后加速”的位置，将短路电阻调节到80%处。
（四）思考题
1.随着运行方式的改变I段的保护范围在改变，为什么会这样？
2.如何对电流I段、III段的整定值进行计算？
3.分析重合闸前、后加速电流保护的过程有什么不同？
其原因是什么？
表1-1三相短路试验数据记录表
方式短路电阻（云、
保护动作（I/III段）
线路侧短路电流（A）
PT测量线电压（V）
信号继电器动作（I/III段）
重合闸动作
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
I段整定值:
AIII段整定值:
A
PT测量线电压：
V线路侧电流：
A（正
常）
表1-2两相短路试验数据记录表
方式短路电阻（云、
保护动作（I/III段）
线路侧短路电流（A）
PT测量线电压（V）
信号继电器动作（I/III段）
重合闸动作
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
最大
正常
最小
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
I段整定值:
AIII段整定值:
A
PT测量线电压：
V线路侧电流：
A（正
常）
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