1电网相间短路的电流、电压保护.ppt
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1、,第二章 电网相间短路的电流、电压保护,第一节 电磁型继电器,一、电磁型继电器的工作原理,二、电磁型电流继电器,图2-2为DL-12-6型电磁型电流继电器。,图2-2 电磁型电流继电器,1)作用:测量电流大小。 2)结构:多采用转动舌片式结构。 3)动作原理: 在线圈3中通以电流, 磁通(,),产生电磁力矩M(,弹簧力矩、摩擦力矩共同作用使继电器工作。 4)继电器动作:,) 该电磁力矩与,定义:当增大线圈中的电流,电磁力矩能克服弹簧力矩与摩擦力矩之和时,Z形舌片转动,其触头闭合,称之为继电器动作。 动作条件:,动作电流:使继电器动作的最小电流值,称为继电器的动作电流,记作 。,5)继电器的返回
2、 定义:当减小线圈中的电流,电磁力矩减小,在弹簧力矩的作用下,Z形舌片反向转动,其触头断开,称之为继电器返回。, 返回条件:, 返回电流:使继电器返回的最大电流值,称为继电器的返回电流,记作 。,继电特性:,当 时,继电器不动作,而当 时,则继电器迅速动作,触点闭合;当减小 使 时,继电器又立即返回原位,触点打开。继电器的起动和返回特性称为“继电特性”。 返回系数:,一般为0.850.9,返回系数小于1的原因:有剩余力矩和摩擦力矩存在。 提高返回系数的措施:采用坚固的轴承以减小摩擦力矩,改善磁路结构以减小剩余力矩。,6)动作电流的调整方法: 改变继电器线圈的连接:由串联改为并联,动作电流增大1
3、倍; 调整调整把手,改变弹簧的张力; 改变初始空气隙的长度。,7)继电器的型号与图形符号:,三、电磁型电压继电器 1)作用:测量电压大小。 2)符号:见图。 3)继电器返回系数Kre:一般为1.2。 4)继电器动作电压的调整,A:调整调整把手 B:改变线圈的连接:由并联改为串联,动作电压增大1倍。,图24 电压继电器,(1)过电压继电器 过电压继电器工作原理与电流继电器相同。当输入电压高于设定值时,电磁力矩克服弹簧力矩及摩擦力矩,继电器动作,动合触点闭合。 (2)低电压继电器 低电压继电器的工作特点是“动作“、”返回“时衔铁运动方向与电流继电器相反,结构如图2-5所示,图2-5 低电压继电器结
4、构原理,低电压继电器动作电压:能使继电器动作的最大电压; 返回电压:能使继电器返回的最低电压。 低电压继电器的动作条件:输入电压低于动作电压; 返回条件:输入电压高于返回电压。 动断触点(常闭接点):不加入电压(电流)或所加电压(电流)不足时其触点是闭合的。,图2-6所示为(过)电流继电器、过电压继电器、低电压继电器的动作过程示意图。,四、辅助继电器 1电磁型时间继电器(有交流型、直流型) 1)作用:提供必要的延时。 2)要求:应能延时动作;应能瞬时返回。 3)结构:电磁部分(电磁铁、线圈)、时钟部分、触点等。,图2-7 DS-116型时间继电器,4)动作原理: 当螺管线圈通入电流时,衔铁在电
5、磁力的作用下,立即克服塔形弹簧反作用力而被吸入线圈。衔铁被吸入的同时,上紧钟表机构的发条,钟表机构开始带动可动触点,经整定延时闭合其触点。这种继电器一般多为直流操作。 注意:要求时间继电器计时准确,而且要求其动作时间不随直流操作电压的波动而变化。,5)继电器的型号: 国产电磁型时间继电器的型号有DS-100系列产品,其动作时间最长为9s。此外,还有DS-20A和DS-30系列时间继电器,与DS-100系列的相比,只是在延时机构上作了改进,这类继电器的动作时间最长为20s。,(2)电磁型中间继电器 1)作用: 提供足够数量的触点; 增加触点的容量; 提供必要的延时特性。 可实现自保持。,2)结构
6、及符号: 结构:一般采用吸引衔铁式结构,有电磁铁、线圈、弹簧、触点。,注意:一般要求动作电压不应大于额定电压的70%(动作电流不应大于铭牌额定电流); 具有保持线圈的保持电流不应大于其额定电流的80%,保持电压不应大于其额定电压的65%; 装设短路环或短路线圈等阻尼元件来获得一定的延时。,3)类型:国产DZ型:一般电磁型中间继电器; DZB型的:带自保持线圈的中间继电器。 (3)电磁型信号继电器 1)作用:是在保护动作时,发出灯光和音响信号,并对保护装置的动作情况有记忆作用,以便记录保护装置动作情况和分析电力系统故障性质、保护动作的正确性。 信号继电器器的记忆作用是由机械掉牌或磁保持、手动复归
7、完成的,即运行人员记录保护动作情况后手动将信号继电器复位。,2)结构及符号: 结构:采用吸引衔式结构,有电磁铁、线圈、弹簧、触点、信号牌等 3)类型:DX-11等系列,第二章 电网相间短路的电流、电压保护,第二节 无时限电流速断保护,一无时限电流速断保护整定 1定义:反应电流增大且瞬时动作的保护称为瞬时电流速断保护,又称为电流I段保护。 2工作原理:,系统的运行方式:最大运行方式下,短路电流最大;最小运行方式下,短路电流最小。 短路的类型:三相短路最大。 4动作电流的整定:,应大于最大运行方式下线路末端三相短路时的短路电流IK.B.max,即,取1.21.3,3影响短路电流的因素,短路点的位置
8、:距电源越近,短路电流越大;距电源越远,短路电流越小。,2.保护范围:本线路的一部分。 3动作时限:瞬时动作,t0s 4.灵敏度:用其保护范围占线路全长的百分数来表示。,Lmin/l:最大运行方式下不低于50%,最小运行方式下不低于15%20%。,当运行方式为图2-12所示的线变组方式时,电流段保护可将保护区伸入变压器内,保护本线全长,整定方法如图所示。,二、无时限电流速断保护原理接线,1)动作原理分析 2)KM的作用: 因KA的触头容量小,不能直接起动跳闸线圈YR; 在装有管型避雷器的线路上,如管型避雷器三相同时放电,将造成相间短路,采用延时0.060.08s的DZS型中间继电器以增大保护的
9、固有动作时间,从时间上躲过避雷器放电,防止误动作。 3)QF1的作用,容量大,能可靠地切断跳闸回路,并保护时间继电器的触头免受电弧的损伤。 三、无时限电流速断保护的特点 1优点:简单可靠、动作迅速。 2缺点:不能保护线路的全长,保护范围受运行方式、故障类型的影响:, 运行方式变化较大时,可能无保护范围; 或在最大运行方式整定后,在最小运行方式下无保护范围。 在线路较短时,可能无保护范围。 在特殊情况下,电流速断可以保护线路全长,如在采用线路一变压器组的接线方式的电网中,把线路和变压器可以看成是一个元件,速断保护按躲开变压器低压侧出口处短路来整定,由于变压器的阻抗一般较大,因此,保护的起动电流大
10、为减小,以至保护线路的全长。,第二章 电网相间短路的电流、电压保护,第三节 限时电流速断保护,一、限时电流速断保护整定 (1)动作电流、动作时限整定 限时电流速断保护(电流段保护)设置的目的: 因无时限电流速断保护不能保护线路全长,因此必须增加一段电流保护,用以保护本线全长。 问题:段保护的保护必然会伸入下线(相邻线路),在图2-14阴影区域发生故障时,P1段保护存在与下线保护(P2)“抢动”的问题。,解决方法:,影响t的因素: 断路器QF2的跳闸时间t1(从接通跳闸回路到触头间电弧熄灭所需时间); 保护2时间继电器的动作时间比整定时间延长(即具有正误差t2);,段保护整定的原则是与下线段保护
11、配合: (a)动作时限配合:,保护1动作时间的缩短(即具有负误差t3); 时间裕度t4;,t=t1+t2+t3+t4=0.350.6s. 通常取0.5s.,(b)保护区配合:段保护区不伸出下线段保护区 P1段保护保护区配合如图2-15所示,若P1段保护区伸出下线段保护区,在图示阴影部分发生故障时,P2段不动,P1段与P2段起动,同时动作,跳开1QF、2QF,保护动作为非选择性的。,图2-15 段保护区配合,电流段保护整定公式如下:,取1.11.2,电流整定过程可用图2-16说明。,图2-16 电流动作电流整定,3.灵敏度: 为了使此保护在最小运行方式下两相短路时,能可靠地保护本线路全长,应以本
12、线路末端作为灵敏系数的校验点,故,如校验不合格,措施: 使线路L1的限时电流速断保护与下一线路L2的限时电流速断保护相配合,即的保护范围,Krel可靠系数,取1.11.2.,4动作时限,0.5s(与下一线路的第段相配合),1s (与下一线路的第段相配合),5保护范围:本线路全长。,6.单相原理接线,第二章 电网相间短路的电流、电压保护,第四节 定时限过电流保护,一、主保护与后备保护 无时限电流速断保护和限时电流速断保护共同构成了线路的主保护,所谓主保护是满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度、有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 所谓后备保护是主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护。定
13、时限过电流保护(电流段保护)就是后备保护。 后备保护分为远后备、近后备两种方式。 近后备是当主保护拒动时,由本电力设备或线,图2-18 远后备保护方式,路的另一套保护实现的后备保护,如k3处故障,P1段拒动,由段跳开1QF。 所谓远后备是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备,如k1处,故障,P2或2QF拒动,P1段跳开1QF。 结论:段保护为后备保护,既是本线主保护的近后备保护又是下线路的远后备保护,段保护区应伸出下线路范围。,二、定时限过电流保护(电流段)整定原则 (1)过电流保护动作时限整定 定时限过电流保护要求保护区较长,其动作电流按躲过最大负荷电流整定,一般动
14、作电流较小,其保护范围伸出相邻线路末端。,电流段的动作选择性由动作电流保证,电流段的选择性由动作电流与动作时限共同保证,而电流段是依靠动作时限的所谓“阶梯特性”来保证的。, 若线路有几条并行的,则上一级的动作时限应比下一级每一并行的线路的动作时限均要大一个时限级差。 注意:按动作时限的配合要求,保护装设地点离电源越近,其动作时限越长,而故障点离电源越近,短路电流越大,对系统影响也越严重。所以它不能满足快速性要求。,(2)动作电流的整定计算: 1)为了使过电流保护在在运行时不动作,启动电流必须大于正常运行时被保护线路上流过的最大负荷电流 :,2)保证过电流保护在外部故障切除后可靠返回,其返回电流
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