第2章电网相间短路的电流电压保护.ppt
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1、第2章 电网相间短路的电流电压保护,电磁型继电器原理结构图,2.1 电磁型继电器,DL-12-6型电磁型电流继电器,2.1.2电磁型电流继电器,2019/7/12,第2章 电网相间短路的电流电压保护,4,电磁型电流继电器的基本原理,1线圈,2铁心;,3空气间隙,4固定触点,5可动触点,6止档,7弹簧,8被吸引的可动舌片,吸引衔铁式继电器,2019/7/12,第2章 电网相间短路的电流电压保护,5,作用到舌片上的电磁力矩,正常情况下继电器不工作,弹簧对应于空气间隙长度 产生一初始力矩 。由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,弹簧产生的反抗力矩为,摩擦力矩,弹簧产生的反抗力矩,另外,在可动舌片转动的
2、过程中,还必须克服摩擦力矩 Mf 。,电磁型电流继电器的基本原理,动作条件为,动作电流与返回电流,弹簧力矩,摩擦力矩,电磁力矩,IK.act:动作电流,能使电流继电器动作的最小电流。,动作: 继电器动合触点(常开接点)由打开状态变为闭合状态,返回条件为,弹簧力矩,摩擦力矩,电磁力矩,IK.re:返回电流,能使电流继电器返回的最大电流。,返回: 继电器动合触点(常开接点)由闭合状态回到打开状态,动作: 返回:,电磁型电流继电器工作原理,电磁转矩:,弹簧反抗力矩:,所以:,初始,吸合后富余力矩,吸合,断开,总结:当 时,继电器不动作, 当 时,则继电器动作,触点闭合; 当减小IK 使 时,继电器又
3、立即返回原位,触点打开。,返回系数:,一般为0.850.9,“继电特性”:继电器的动作是明确的,触点只能处于闭合和断开位置。无论起动和返回,继电器不可能停留在某一个中间位置。,返回系数,一般为0.850.9,动作电流的调整方法如下: (1)改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act (2)改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。,(3)继电器动作电流调整,2.1.3电磁型电压继电器,加在线圈上的电压,线圈阻抗,*过电压继电器:反应电压升高而动作 返回系数 Kre=(UK.re/UK.act)1,低电压继电器使用的是动断触点(常闭接点) 当继电器没有输入电压时,其
4、接点闭合。,电力系统正常运行时,电压较高,电压继电器接点打开; 当发生故障时电压较低,继电器接点闭合,接通跳闸回路。,2.1.4 辅助继电器 (1)时间继电器,作用: 建立必要的动作时限。 电磁型时间继电器多为 直流继电器。,时间继电器应用,时间电路原理框图符号,返回边,(2)中间继电器 作用:1)可同时闭合或断开几个回路; 2)作为出口继电器,接通断路器跳闸或 合闸回路,并在必要时构成自保持回路; 3)可实现较短的延时。 类型:1)普通吸引衔铁式;2)带自保持线圈式 3)小型密封;4)干簧继电器式,中间继电器使用,(3)信号继电器 KS 作用:用于对继电器或继电器保护装置所处状 态给出明显标
5、示,或接通灯光、音响回 路,以提醒运行人员发现故障。 类型:1)机械保持型 2)磁保持型,三段式电流保护,1. 瞬时电流速断保护(电流段) 定义:仅反映电流增大而瞬时动作的保护。,包括: 1、电流速断保护(电流段); 2、限时电流速断保护(电流段); 3、定时限过电流保护(电流段)。,特点:在保证选择性的前提下,动作(跳闸)速度越快越好。,3.1 单侧电源网络相间短路的电流保护,反应电流增加且不带人为时限动作的电流保护, 又称为电流段保护 。,整定时应考虑区外发生故障时电流段保护不动作。,3.1.1无时限电流速断保护整定,为提高系统运行的稳定性,保证向重要用户的可靠供电,防止短路电流损坏故障设
6、备,要求各种电气设备必须配备电流速断保护,以快速切除故障。,即电流段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电流。,最大运方三相短路,本线末最大短路电流,保护区,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距离,0.4欧姆/公里,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;,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,,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,
7、1.21.3,为照顾MN回全线,Iact应整定在Ik.max.N,如此又引出母线N前后短路电流相同,导致MN区外回短路故障时,MN回跳闸,失去选择性。,整定过程图解,最大运方三相短路,本线末最大短路电流,保护区,电流速断保护单相原理接线图,2.2.2无时限电流速断保护原理接线,注意:保护装置总是固定安装在断路器附近。而保护范围的大小不是因为传感器安放的远近,而是因为继电器动作电流整定值高低决定的。高则范围小,低则范围大。,2.2.3无时限电流速断保护特点,(1)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,最大运方三相短路,最小运方两相短路,(2)电流段保护不能保护本线全
8、长,段保护最长的保护区不能伸出本线范围,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。,线路变压器组接线方式,利用变压器高 阻抗调低Iact 以保护全线,线变组整定方法,2019/7/12,第2章 电网相间短路的电流电压保护,34,(3). 线路较短时,可能无保护范围 (?纵联差动保护),正常线路,较短线路,2.3 限时电流速断保护,限时电流速断保护,又称电流段保护,设置目的:弥补电流段保护不足,保护本线全长,整定原则:为了可靠保护本线全长,保护区必然伸入下线,但必须解决与下线保护“抢动”问题。,电流II段与下回线电流I段配合 具体为时限配合及保护区配合,(1)时限配合,动作
9、时限较下线电流段保护长,可取0.30.5秒,(2)保护区配合,保护区不超过下线电流段保护区,电流II段与下回线电流I段的时限配合,保护1的II段,保护2的II段,保护区配合:如果保护区超过了下线电流段保护区 会出现下面问题,P2段不起动(该动但不符合起动条件); P1 段起动,0.5秒后误动,切除1QF。,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,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。,灵敏度校验概念,电流保护动作条件:,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,Ks
10、en1.25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。,2019/7/12,第2章 电网相间短路的电流电压保护,42,为被保护线路末端两相短路时流过限时电流速断保护的最小短路电流。,灵敏度校验概念 灵敏度是指保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力。其高低用灵敏系数来衡量。灵敏度系数定义为:,限时电流速断保护灵敏度为:,2019/7/12,第2章 电网相间短路的电流电压保护,43,问题3:灵敏度不能满足要求怎么办?与下一条线路的限时电流速断保护配合,由于限时电流速断保护的重要性,进行灵敏度效验时条件苛刻是因为: 绝大多数故障为非金属性故障Ik减小
11、实际短路电流小于计算电流 电流互感器负误差(饱和,使测量值比实际值小,该动而不动) 起动电流正误差(实际比标定需要的电流更多),Ksen1.25,灵敏度合格, 能够保护本线全长,Ksen1.25,灵敏度不合格, 不能保护本线全长,本线最小 短路电流,应考虑更换为距离保护或改与下线段保护配合,1,2,下线II端,限时电流速断保护单相原理接线图,2.4 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, 如果仍不能保证切除故障。还应设段保护。,拒动,主保护,后备保护,2.4 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
12、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。,拒动,主保护,后备保护,近后备,远后备,“近后备”与“远后备”,其中第I、II段作为线路的主保护,第III段作为本线路主保护的后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。,2.4.2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,段保护动作时限阶梯特性,(2)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,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。,为自起动系数,它决定于网络接线
13、和负荷性质, 一般取1.53,(3)过电流保护灵敏系数校验,校验用作本线路近后备保护的灵敏度,校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度,若使用本线路末端最小短路电流校验, 要求1.5,若使用相邻线路末端最小短路电流校验, 要求1.25,2.5 电流保护的接线方式,电流保护接线方式:电流继电器与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,上页,下页,返回,第四节 电流保护的接线方式,一、三种基本的接线方式,电流保护的接线方式, 指的是电流继电器与 电流互感器二次绕组 之
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