三段电流保护(1)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,一、过电流爱护的原理接线,过电流爱护通常又简称为过流爱护，其单相原理接线如图 2 一 1 所示。由图中可以看出，过流爱护一般由三种元件构成：,(1 电流元件：即电流继电器 KA。它的作用是通过电流互感器 T 八反响电流的大小，故又称测量元件或启动元件。当电流增大至继电器动作值时，其常开接点闭合。,过电流爱护,(2 时限元件：即时间继电器 KT。它的作用是使爱护装置动作具有所必需的延时。当电流继电器常开接点闭合时，时间继电器的线圈得电，其接点延时闭合，并经信号继电器 KS 的线图、断路器联锁接点 QF 接通跳闸线圈 YR，使断路器跳闸，将故障线路切除。,(3 信号元件：即信号继电器 KS。它的作用是在爱护装置动作的同时，信号继电器本身的信号牌或灯光有显示，以便值班员确认是何种爱护装置动作，并通过其机械保持接点接通“信号未复归”光字牌。,过电流爱护,二、过电流爱护的接线方式,在三相电力系统中，依据实际需要，通常将电流互感器与电流继电器接成以下三种方式：,1 三相完全星形接线,如图 2 一 2 所示。图中三个电流互感器与三个继电器分别按相连接，互感器与继电器线圈接成完全星形，再将三个继电器的常开接点并联。这种接线方式的优点是：任何相间短路或接地短路故障时，至少有一个继电器能反响短路电流而动作。但是这种接线的设备较多，投资较大，所以只用在某些重要元件的爱护，例如变压器的爱护等。在一般相间故障的电流爱护中，通常不承受这种接线方式。,过电流爱护,2 两相两继电器不完全星形接线,如图 2 一 3 所示。这种接线方式的主要特点是 B 相不装设电流互感器和电流继电器，因而不能反响 B 相接地故障。但由于这种接线方式能够爱护各种相间短路故障，故广泛用于线路相间故障的爱护。例如 10kV 线路爱护等。,需要指出的是：当线路上接有 Y,d 或 D,y 接线的变压器时，假设承受这种接线方式，那么当变压器后面发生某两相短路时，灵敏度将会大大降低。,过电流爱护,3 两相三继电器不完全星形接线,假设被爱护线路的后面接有 Y,d 或 D,y 接线的变压器，并要求该线路的爱护用作该变压器的后备爱护时，就不能承受两相两继电器不完全星形接线，而是在两相不完全星形接线的中性线上再接入一个电流继电器构成两相三继电器接线，如图 2-5 所示。此时所接入的第三个继电器的电流为 A、C 两相电流之和留意是向量，即 IN=Ia+Ic,可见，第三个继电器能够反响最大相电流值，使爱护装置的灵敏度提高了一倍。,过电流爱护,在继电爱护的整定计算中，还常常引入接线系数。所谓接线系数就是指流经继电器中的电流IK与电流互感器二次侧电流 I2之比，即,在完全星接和不完全星接中，,IK=I2 故 Kw=1；,但是假设电流互感器二次侧接成三角形，而电流继电器接法不变，则,IK=1.73 I2，即 K w=1.73，,过电流爱护,三、过流爱护的整定计算,所谓过流爱护的整定计算，就是按肯定原则确定爱护装置的动作电流、校验爱护装置的灵敏度，并确定爱护装置的动作时间。现分述如下：,1 确定动作电流,确定过流爱护装置动作电流的主要依据是线路的最大负荷电流。即当线路消失最大负荷电流时，爱护装置不应当动作。但在某些特定条件下，线路还可能消失大于最大负荷电流的状况。例如 电动机启动电流等。,2 校验灵敏度,电流爱护的灵敏度应按最小运行方式下被爱护线路末端两相相间短路电流 来检验，即,过电流爱护,爱护装置动作电流,当灵敏系数不满足要求时，可承受其它爱护方式，如用于变压器爱护中的低电压闭锁电流爱护、距离爱护等。,3 确定动作时间,确定过流爱护的动作时间，就是选择时间继电器的动作时间。为了实现过流爱护装置动作的选择性，过流爱护的动作时间通常是按阶梯形原则确定的，即每一级的动作时间较下一级相邻元件爱护装置的动作时间大一个时限级差。明显，愈靠近电源侧，动作时间愈长。取值不宜过大，否则将会降低爱护装置的速动性，但也不宜太小，否则当相邻线路发生短路故障时，可能消失越级动作。通常份取为 0.5s。这个时间主要考虑了下一级断路器的跳闸时间，以准时间继电器动作时间的误差等。,过流爱护的动作时间不随短路电流的大小变化，而是一个定值，故这种爱护又称为定时限过流爱护。,过电流爱护,三段电流爱护,一、瞬时电流速断爱护,由于过流爱护是通过动作时间的协作实现其动作的选择性，故其动作时间较长，速动性较差。为此，常常要与瞬时电流速断爱护协作使用。所谓瞬时电流速断爱护，就是爱护装置的动作时间是瞬时的，不设时间继电器，其接线图如图 2 一 8 所示。图中的中间继电器 KM 有两个作用：,三段电流爱护,1由于电流继电器的接点容量较小，不能直接串入跳闸线圈的电流回路，故需要中间继电器进展二次转换；,(2)当线路上有大气过电压时，线路上的管型避雷器将瞬时对地放电，此状况相当于接地短路，故爱护装置可能误动作。当接入中间继电器后，可利用它的固有时间约为 0.06 0.08s 来避开避雷器的瞬间对地放电时间约为 0.04 0.06s)，从而防止了爱护装置的误动作.,KM 有两个作用：,三段电流爱护,瞬时电流速断爱护的作用是爱护本段线路，它的动作电流是按短路电流进展整定。为了实现瞬时速断爱护动作的选择性，即在下一段线路短路时，不应当误动作，故它的动作电流应大于下一段线路出口处的最大短路电流，如图 2 一 9 所示。图中曲线 1 为最大运行方式下，三相短路电流随短路距离的变化曲线。明显距离愈远，线路阻抗愈大，短路电流愈小。本线路末端 k 1 点与下一段线路出口处 k2 点接近，故短路电流值相等，设为,瞬时速断爱护的动作电流,应大于此值，即,三段电流爱护,将上式所计算出的动作值用一条直线 3 表示在图 2 一 9 中，此直线与曲线 1 交于 M 点，该点所对应的距离 l max，就是瞬时速断爱护装置的最大爱护范围。在此范围以外，爱护装置不会动作。这就是说，瞬时速断爱护不能爱护线路的全长，这是它的主要缺点。特殊是在最小运行方式下，发生两相相间短路时，短路电流还要小，如曲线 2 所示。此时瞬时速断爱护的爱护范围 l min 最小。规程要求，此最小爱护范围不能小于被爱护线路的 15 一 20。假设小于此值，瞬时速断爱护将失去应用价值。,三段电流爱护,二、限时电流速断爱护,瞬时电流速断与过流爱护相协作，能够满足一般线路爱护的要求。但由于被爱护线路的末端局部仍承受过流爱护装置，其动作时间较长，故对某些重要线路，通常还要再增加一种爱护，即限时电流速断爱护。限时电流速断的动作时间较短，只有 0.5s，而且能爱护全部线路。,为了爱护本线路的全长，限时电流速断的爱护范围就必定延长到下一段线路，但不能超过下一段瞬时速断的范围，如图 2 一 10 所示。和 分别为爱护装置 1 的瞬时和限时的爱护范围，为爱护装置 2 的瞬时爱护范围。为瞬时速断爱护的固有动作时间；为限时速断爱护的动作时间，即 0.5s。,三段电流爱护,为了使限时速断的爱护范围 不超越下一段瞬时速断的爱护范围 ，限时电流速断爱护的动作值 ，应大于下一段瞬时速断爱护的动作值 ，即有,限时电流速断爱护装置应爱护本段线路的全部，因此应选取本线路末端作为灵敏度的校验点。规程规定，其灵敏系数应满足下式,三段电流爱护,三、三段式电流爱护及其接线图,由瞬时电流速断、限时电流速断和过电流爱护相互协作，构成一整套线路爱护，称之为三段式电流爱护。其中瞬时 I 段和限时电流速断 II 段爱护构成线路的主爱护，当线路任何一点短路时，主爱护都会在不大于 0.5s 的时间内灵敏动作。过流爱护是作为本线路的近后备爱护和下一段线路的远后备爱护。应特殊留意的是，过流爱护应与下一段过流爱护相协作，动作时间相差 0.5 s。,精品课件,！,精品课件,！,所示为三段式电流爱护的开放式原理图。图中电流继电器 1KA、2KA 及中间继电器 KM、信号继电器 1KS 组成瞬时电流速断爱护，即第 I 段；电流继电器 3KA、4KA 准时间继电器 1KT 和信号继电器 2KS 组成限时电流速断爱护，即第 II 段；5 KA、6KA、7KA 按两相三继电器接线，并与 2KT、3KS 组成过电流爱护，即第III段。,