电力系统继电保护 韩笑 第三章-1新.ppt
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1、第3章 电网保护原理 3.1 35kV及以下电压等级线路保护 2019/7/9 1 3.1 35kV及以下电压等级线路保护 按照故障类型: 相间短路保护、接地保护 按照线路类型: 单侧电 源、双侧电源 2019/7/9 2 1 无时限电流速断保护 反应电流增加且不带时限动作的电流保护,又称为 电流段保护 。 由于无延时,为保证选择性,保护区不超出本线路。 即电流段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电 流。 (1)无时限电流速断保护整定 3.1.1单侧电源辐射网络相间短路的电流、电压保护 2019/7/9 3 如何计算短路电流? 三相短路时 两相短路时 系统阻抗 相电势 故障点到保护 安装处
2、距离 0.4欧姆/公里 2019/7/9 4 短路电流大小由以下因素决定: a.系统运行方式(简称运方), 系统电源等效阻抗 与电源投入数量、电网结构变化有关, 最大时短路电流最小,称为最小运方; 越小,短路电流越大。 故障点越近, 最小时短路电流最大,称为最大运方。 c.短路类型, b.故障点远近, 2019/7/9 5 外部故障时流过保护P1的最大短路电流为: 动作电流应满足以下条件: 考虑电流互感器、电流继电器均有误差 可靠 系数 1.21.3 2019/7/9 6 短路电流 2019/7/9 7 整定过程图解 最大运方三 相短路 本线末最大 短路电流 动作电流 保护区 2019/7/9
3、 8 电流速断保护单相原理接线图 (2)无时限电流速断保护原理接线 I + 信号 TA KA - + - Y KMKS QF QF 2019/7/9 9 (3)无时限电流速断保护特点 * 保护区受运方、故障类型影响 短路电流水平降低,电流保护的保护区缩短 * 电流段保护不能保护本线全长 特殊情况,如线变组时,将段保护区伸入变压器, 可以保护线路全长。 2019/7/9 10 最大运方三相短路 最小运方 两相短路 2019/7/9 11 线变组整定方法 2019/7/9 12 2 限时电流速断保护 电流段保护 设置目的:弥补电流段保护不足,保护本线全长 为了可靠保护本线全长,保护区必然伸入下线,
4、必 须解决与下线保护“抢动”问题。 2019/7/9 13 整定原则:保护区不超出下线电流段保护区,包括动 作电流、时间的配合。 时限配合 动作时限较电流段保护长,可取0.30.5秒 2019/7/9 14 如果保护区超过了下线电流段保护区 P2段不起动; P1 段起动,0.5秒后误动,切除1QF。 2019/7/9 15 如何保证段保护区不超过下线段保护区? 由动作电流整定保证 P2段保护区 P1段保护区 2019/7/9 16 电流段保护整定公式: 按上面公式整定能保证选择 性,但能保护本线全长吗? 应进行灵敏度校验,确认保护本线全长能力。 2019/7/9 17 灵敏度校验概念 电流保护
5、动作条件: 即: 灵敏度系数 Ksen 考虑TA、继电保护误差,Ksen1不能保证可靠动作 Ksen1.25才能保证可靠动作 应选取本线范围内最小的短路电流进行校验。 2019/7/9 18 如果本线范围内最小的短路电流能保证段保护 可靠动作,则说明段保护具有保护本线全长的能 力。 Ksen1.25,灵敏度合格,能够保护 本线全长 Ksen + 信号 TA KA - + - Y KTKS QF QF 2019/7/9 20 3 定时限过电流保护 线路配置了电流段及段后,可以切除本线 路上的故障。 但是当继电保护或断路器发生故障时,仍不能 保证切除故障。还应设段保护后备保护。 拒 动 主保护 后
6、备保护 2019/7/9 21 近后备 远后备 “近后备”与“远后备” 2019/7/9 22 定时限过电流保护(电流段)整定原则 过电流保护动作时限整定 段保护动作时限阶梯特性 2019/7/9 23 过电流保护动作电流整定 A.过电流保护在正常运行时不动作 负荷电流 B.过电流保护在外部故障切除后可靠返回 自起动系数 2019/7/9 24 自起动情况 外部故障切除时,电压升高,相当于电动机负 荷同时起动,此时电流为电机的起动电流,大 于负荷电流。 以表示 为自起动系数,它决定于网络接线和负荷性质, 一般取1.53 2019/7/9 25 过电流保护灵敏系数校验 校验用作本线路近后备保护的
7、灵敏度 校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 使用本线路末端最小短路电流校验,要求1.5 使用相邻线路末端最小短路电流校验,要求1.25 2019/7/9 26 4 反时限电流保护 定时限过电流保护缺点: 故障点距离电源越近,短路电流越大,动作时限却较长 反时限过电流保护特点: 动作时限与短路电流有关, 短路电流越大,动作时限较短; 短路电流较小,动作时限较长。 整定配合较困难,线路保护较少应用反时限电流保护, 反时限保护多用于企业内部供电线路或电动机保护。 2019/7/9 27 一般反时限 非常反时限 极度反时限 2019/7/9 28 5 电流保护的接线方式 电流保护接线方式:电流继电器与
8、电流互感器 二次绕组之间的连接关系。 *完全星型接线: *不完全星型接线: 接线系数: 流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值 完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1 2019/7/9 29 电流保护完全星形接线 2019/7/9 30 电流保护不完全星形接线 2019/7/9 31 两相三继电器接线 相邻设备为y,d变压器时的后备保护接线。 2019/7/9 32 两相电流差接线 2019/7/9 33 电流保护一般用于1035kV电网,属于小电流接地系统, 一般采用不完全星形接线。 保护应统一安装在同名相上(通常装于A、C相)。 注意在1035kV小电流接地系统中发生单相接地时
9、, 没有短路电流。线路仍可继续运行2小时。 电流保护使用特点 2019/7/9 34 6 电流电压连锁速断保护 + + + - + KA1 KA2 TA QF UI TV断线信号 信号 电流电压联锁速断保护原理接线 2019/7/9 35 (1) 电压保护特点 2019/7/9 36 电压保护具有以下特点: (1)母线电压变化规律与短路电流相反 (2)大运方下母线电压水平高,电压保护的保护区缩短。 (3)仅由母线电压不能判别是母线上哪一条线路故障, 电压保护无法单独用于线路保护。 2019/7/9 37 (2) 电流电压联锁速断保护 电流保护与电压保护构成速断保护, 电流继电器与电压继电器触点
10、串联出口。 电流速断保护整定时按最大运行方式整定 关键是整定时考虑的运方不同 当系统运方不是最大运方时,电流速断保护的保护区缩短。 电流电压联锁速断保护则是按系统最常见的运方整定, 当系统运方不是最常见运方时,其保护区缩短,保证常见 运方下保护区最长。 2019/7/9 38 (3) 电流电压联锁速断保护整定方法 按常见运方下80保护区整定 保护区 运方不是常见运方时, 保护区缩短 2019/7/9 39 电流电压联锁速断保护原理框图 2019/7/9 40 7 阶段式电流保护 (1) 阶段式电流保护的构成 *无时限电流速断保护(电流I段) *限时电流速断保护(电流II段) *定时限过电流保护
11、(电流III段) 主保护 后备保护 2019/7/9 41 l 0 三段式电流保护的保护区及时限配合特性 l ABC 12 3 QF1QF3QF2 IK t I I I 0.5t I I 0.5t I 2019/7/9 42 归总式原理图 (2) 电磁型电流保护归总图与展开图 2019/7/9 43 展开式原理图 2019/7/9 44 2019/7/9 45 (3) 低压线路保护逻辑框图 2019/7/9 46 阶段式电流保护整定实例 1.保护1电流I段整定计算 (1)动作电流 按躲过最大运行方式下本线路末端(即B母线处) 三相短路时流过保护的最大短路电流整定,即 2019/7/9 47 (
12、2)动作时限,为保护固有动作时间。 (3)灵敏性校验,即求出最大、最小保护范围。 在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为: 2019/7/9 48 最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为: 2019/7/9 49 2.保护1电流段整定计算 (1)求动作电流 与相邻线路保护2的段动作电流相配合 (2)动作时限 2019/7/9 50 (3)灵敏系数校验 使用最小运行方式下本线路末端(即B母线处) 发生两相金属性短路时流过保护的电流来校验 灵敏系数合格 2019/7/9 51 3保护1电流段整定计算 (1)求动作电流 躲过本线路可能流过的最大负荷电流 (2)动作时限 应比相邻线路保护的最大动
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