第3章 单侧电源输电线路相间短路的电流、电压保护1.ppt
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1、第三章 单侧电源线路相间短路电流、电压保护,泸州职业技术学院,继电保护,2,教学要求:掌握三段式电流保护的基本原理,整定计算及 原理接线图;掌握电流保护的接线方式及各自的特点 3.1 瞬时电流速断保护(段)3.2 限时电流速断保护(段)3.3 定时限过电流保护(段)3.4 阶段式电流保护 3.5 电流保护的接线方式 3.6 三段式电流保护整定计算举例,第三章 单侧电源线路相间短路电流、电压保护,泸州职业技术学院,继电保护,3,3.1 瞬时电流速断保护(段),3.1.1 定义:反应电流增大且瞬时动作的保护。符号:3.1.2 几个基本概念:1.最大运行方式:在被保护线路末端发生短路时,系统等值阻抗
2、最小,而通过保护装置的短路电流最大的运行方式。2.最小运行方式:在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的短路电流最小的运行方式。,I,泸州职业技术学院,继电保护,4,3.最大短路电流:在最大运行方式下三相短路时,通过保护装置的短路电流。即 最小短路电流:在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流。即4.保护装置的起动值:对因电流升高而动作的电流保护,起动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流,记作。保护装置的起动值是用电力系统的一次侧参数表示的,当一次侧的短路电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置就能够起动。即IjIdzj保护动作。,3.1 瞬时电流速断保护(段)
3、,泸州职业技术学院,继电保护,5,5.保护装置的整定 所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置的起动值(一般情况下是指电力系统一次侧的参数)、灵敏性、动作时限等过程。,3.1 瞬时电流速断保护(段),泸州职业技术学院,继电保护,6,图3-1 1最大运行方式下三相短路电流 2最小运行方式下两相短路电流,d2点短路时:按选择性Idz1Id2 d1点短路时:按选择性Idz1Id1 若Id1=Id2时:出现无选择性 为了获得动作的快速性与保护的选择性,保护区范围不能超出d1点,既全线范围。,3.1.3 段的工作原理,泸州职业技术学院,继电保护,7,1.动作电流:选择性:靠动作电流实现整定原则
4、:按大于本线路末端短路时最大短路电流整定即:或 其中:引入可靠系数Kk的因素:a、测量误差 b、计算误差 c、非同期分量 d、裕度短路电流:,3.1.4 段的整定计算:图3-1,泸州职业技术学院,继电保护,8,2.动作时间:3.灵敏性校验:段电流保护的灵敏性用保护范围的大小来衡量 用占全长的百分数来表示:最大保护范围Lmax/L50%L最小保护范围Lmin/L15%L 无意义其中:,3.1.4 段的整定计算:图3-1,泸州职业技术学院,继电保护,9,泸州职业技术学院,继电保护,10,原理接线图:图3-2,ZJ(KOM)的作用:扩大触点容量;避开管型避雷器放电时间引起误动作,0.060.08s延
5、时;一套保护有多个出口;成套保护的集中出口。,3.1.5 段的接线,泸州职业技术学院,继电保护,11,展开接线图:图3-3,3.1.5 段的接线,泸州职业技术学院,继电保护,12,动作过程为:正常时:Ij=IfhIdz,LJ不动作,保护不动作短路时:Ij=IdIdz,LJ动作,LJ的动合触点闭合,接通BCJ线圈带电动作,BCJ动合触点闭合,让QF的TQ带电动作跳闸切除故障。同时XJ线圈带电动作,接点闭合,发掉牌信号、光字牌信号、事故音响信号。,3.1.5 段的接线,泸州职业技术学院,继电保护,13,优点:简单可靠,动作迅速。(速动性好)缺点:不能保护线路全长。(灵敏性差)运行方式变化较大时,可
6、能无保护范围。在最大运行方式整定后,在最小运行方式下无保护范围。如图3-4所示 在线路较短时,可能无保护范围。如图3-5所示 不能单独充当主保护(一般做辅助保护),3.1.6 段的评价,泸州职业技术学院,继电保护,14,图3-5 被保护线路长短不同对电流速断保护的影响,图3-4 系统运行方式的变对电流速断保护的影响,3.1.6 段的评价,泸州职业技术学院,继电保护,15,3.2 限时电流速断保护(段),3.2.1 定义:带一定延时动作的电流速断保护。符号:3.2.2 要求:既能保护线路全长,又能快速切除故障。3.2.3 工作原理:图3-6 1.为了保护本线路全长,限时电流速断保护的保护范 围必
7、须延伸到下一条线路去,这样当下一条线路 出口短路时,它就能切除故障。,I,t,泸州职业技术学院,继电保护,16,2.为了保证选择性,必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。3.为了保证速动性,时限尽量缩短。时限的大小与延伸的范围有关,为使时限较小,使限时电流速断的保护范围不超出下一条线路瞬时流速断保护的范围。因而动作时限 比下一条线路的速断保护时限 高出一个时间级差。,3.2.3 段的工作原理:图3-6,泸州职业技术学院,继电保护,17,图3-6 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图,3.2.3 段的工作原理:图3-6,泸州职业技术学院,继电保护,18,图3-7 单侧电源线路限时电流速
8、断保护的配合整定图,3.2.3 段的工作原理:图3-6,泸州职业技术学院,继电保护,19,1.动作电流 整定原则:与相邻线路的段配合:其中:与相邻变压器配合:取两者中较大者2.动作时限:,3.2.4 段的整定计算:图3-6,泸州职业技术学院,继电保护,20,3.灵敏度校验:式中 被保护线路末端在最小运行方式下两相短路时的最小短路电流。当校验不满足时 应采取以下措施:与相邻线路的段配合:动作电流:动作时限:灵敏性:提高;速动性:降低,3.2.4 段的整定计算:图3-6,泸州职业技术学院,继电保护,21,泸州职业技术学院,继电保护,22,原理接线图:展开接线图:,图3-8,3.2.5 段的接线,泸
9、州职业技术学院,继电保护,23,泸州职业技术学院,继电保护,24,泸州职业技术学院,继电保护,25,动作过程为:正常时:Ij=IfhIdz,KA不动作,保护不动作 短路时:Ij=IdIdz,KA动作,KA的动合触点闭合,接通KT线圈带电动作,KT延时闭合,使KOM线圈带电动作,KOM动合触点闭合,让QF的YT带电动作跳闸切除故障。同时KS线圈带电动作,接点闭合,发掉牌信号、光字牌信号、事故音响信号。,3.2.5 段的接线,泸州职业技术学院,继电保护,26,优点:简单可靠,能保护本条线路全长(灵敏性较好)动作时限为0.5s(或1s)(快速性较好)缺点:不能作为相邻元件(下一条线路)的后备保护(有
10、时只能对相邻元件的一部分起后备保护作用)。因此,必须寻求新的保护形式。可以充当主保护,3.2.6 段的评价,泸州职业技术学院,继电保护,27,3.3 定时限过电流保护(段),3.3.1 定义:是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定,而时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护 符号:3.3.2 工作原理:图3-9 在系统正常运行时它不起动。在电网发生故障时,则能反应电流的增大而动作。它不仅能保护本线路的全长,而且也能保护下一条线路的全长。作为本线路主保护拒动的近后备保护,也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。,泸州职业技术学院,继电保护,28,泸州职业技术学院,继电保护,29,1.整定原则:
11、(1)按躲过被保护线路的最大负荷电流整定:(2)相邻线路短路故障切除后保护能可靠返回:IhIzq.max(3)引入一个自启动系数Kzq来表示自启动时最大电流Izq.max与正常运行时最大负荷电流Ifh.max之比,即:Izq.max=KzqIfh.max 且:,3.3.3 段的整定计算,泸州职业技术学院,继电保护,30,2.动作电流的整定:其中:可靠系数 电动机自起动系数 Kzq=1.53 返回系数 Kh=0.85,3.3.3 段的整定计算,泸州职业技术学院,继电保护,31,3.动作时间的整定:,图3-10 单侧电源线路过电流保护动作时限的确定,3.3.3 段的整定计算,泸州职业技术学院,继电
12、保护,32,为了保证K1点短路时动作的选择性,则应整定其动作时限t2t1,引入t,则保护2的动作时限为:t2=t1+t 保护2的动作时限确定以后,当K2点短路时,它将以t2的时限切除故障,此时,为了保证保护3动作的选择性,又必须整定t3t2,引入t后,得:t3=t2+t 依此类推,保护4、5的动作时限分别为:t4=t3+t t5=t4+t总之,整定原则:离电源较近的上一级保护的动作时限,应比相邻的离电源较远的下一级保护的动作时间要长。,3.3.3 段的整定计算,泸州职业技术学院,继电保护,33,在图3-11中,对保护4而言应同时满足以下要求:,阶梯形的时限原则:,3.3.3 段的整定计算,泸州
13、职业技术学院,继电保护,34,3.灵敏系数的校验:其中,是在最小运行方式下两相短路时的最小短路电流 短路点:近后备,本段末端 Klm1.31.5 远后备,下段末端 Klm1.2应要求各保护的灵敏系数之间有下列关系:,3.3.3 段的整定计算,泸州职业技术学院,继电保护,35,原理接线图:展开接线图:,图3-12,3.3.4 接线,泸州职业技术学院,继电保护,36,动作过程为:正常时:Ij=IfhIdz,KA不动作,保护不动作。短路时:Ij=IdIdz,KA动作,KA的动合触点闭合,接通KT线圈带电动作,KT延时闭合,使KOM线圈带电动作,KOM动合触点闭合,让QF的YT带电动作跳闸切除故障。同
14、时KS线圈带电动作,接点闭合,发掉牌信号、光字牌信号、事故音响信号。,3.3.4 接线,泸州职业技术学院,继电保护,37,优点:不仅能作本线路的近后备而且能作为下一条线路的远后备(保护范围最长,灵敏性好)缺点:越靠近电源端其动作时限越大(快速性很差)带一定时限切除被保护线路全线范围的故障一般作后备保护。网络终端,可充当主保护,返回,3.3.5 评价,泸州职业技术学院,继电保护,38,3.4 阶段式电流保护,3.4.1 定义:由电流速断保护,限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护,叫做三段式电流保护。3.4.2 阶段式电流保护的评价 电流速断保护只能保护线路的一部分,限时电流速
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