三段式电流保护的整定与接线.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,三段式电流保护,整定与接线,一、瞬时电流速断保护,三段式电流保护中的,I,段,整定计算：指确定保护装置动作值的计算,对于仅反应于电流增大,(,短路电流,),而瞬时动作电流保护，称为瞬时电流速断保护。,1,、短路电流的计算：,E,S,系统等效电势,X,S,发生短路时系统等值阻抗,X,1,l,线路阻抗，,X,1,为,线路单位长度阻抗，,l,为故障点至电源的距离,I,K,l,0,A,C,B,1,2,3,某种,运行方式下,发生某种类型短路时的短路电流曲线,短路点离电源越大,短路电流越大,.,最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（,X,s.min,）,在最大运行方式下，发生三相短路时，短路电流最大。,利用,X,s.min,结合线路阻抗可求出线路中某点的,最大短路电流。,最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（,X,s.max,）,在最小运行方式下，发生两相短路时，短路电流最小。,用,X,s.max,结合线路阻抗可求出线路中某点的,最小短路电流。,I,k,的大小与运行方式,(,发生短路时系统的接线,),、故障类型,(,三相还是二相）及故障发生点有关,以下两种运行方式是在整定计算中用到的：,I,K,l,0,最大短路电流曲线,最小短路电流曲线,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,在,最大运行方式下,(X,S.min,),发生,d,(3),短路电流最大,.,在,最小运行方式下,(X,S.max,),发生,d,(2),短路电流最小,.,2,、整定值计算,整定原则：为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定,计算公式：,I,act.1,I,段保护的动作值,Krel,可靠系数,I,K.B.max,线路末端的最大短路电流,(,用,X,s,.,min,),动作时间,t,=0,s,注：保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次测参数表示。,I,第,I,段电流动作值,=,可靠系数乘本线路末最大短路电流,3.,保护范围,:,有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长,灵敏性：用,保护范围,的大小来衡量,一般用,l,min,来校验,要求：（,15,20,）,课堂作业,最小保护范围,l,min,/,l,I,K,l,0,A,C,B,1,2,3,某种,运行方式下,发生某种类型短路时的短路电流曲线,保护范围：从,I,K,曲线与起动电流的交点到电源这段距离。,在,保护范围内发生短路时,短路电流大于或等于,I,段整定电流时，,I,段保护才动作,保护范围之外的不动作,.,可见,I,段保护不能保护线路全长。,I,act.1,I,另外,对于,I,段保护而言,保护范围并不是固定不变的,.,可见,对于,I,段保护而言,短路电流越大,保护范围越大,短路电流越小保护范围越小,.,I,K,l,0,l,min,l,max,最大短路电流曲线,最小短路电流曲线,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,I,k.B.max,I,act.1,l,在,最小运行方式下发生两相短路时,保护范围最小,在,最大运行方式下发生三相短路时,保护范围最大,灵敏度：,l,min,/,l15%20%,4,、单相,原理接线图,+,I,KA,KM,KS,+,+,QF,TA,QF,1,LT,信号,动作分析：正常运行状态下,+,I,KA,KM,KS,+,+,QF,TA,QF,1,LT,信号,发生短路,动作分析：保护动作过程,+,I,KA,KM,KS,+,+,QF,TA,QF,1,LT,信号,动作分析：结果与返回,+,I,KA,KM,KS,+,+,QF,TA,QF,1,LT,I,段电流保护动作,线路上发生短路,电流互感器一次侧电流增大,当,电流大于或等于,I,段动作值,KA,起动,KA,触点闭合,KM,线圈加电,KM,触点闭合,电流互感器二次侧电流增大,KS,线圈加电,KS,触点闭合,发信号,接通跳闸回路,(QF,1,、,LT),QF,跳闸,动作过程,第,I,段保护的接线,返回过程,跳闸,回路的返回：,KA,与,KM,的返回：,KS,的返回：,略,QF,断开,QF,断开,QF,1,断开,跳闸,回路断电,LT,线圈失电返回,电流互感器一次侧电流为,0,电流互感器二次侧电流为,0,KA,线圈失电,KA,触点返回,(,打开,),KM,线圈失电,KM,触点返回,(,打开,),中间继电器的作用：,接点容量大，可直接接,LT,去跳闸,当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（,60ms,）,防止避雷器放电时保护误动,小结,仅靠动作电流值来保证其选择性,能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。,例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路,L1,、,L2,上均装设三段式电流保护。已知 ，最大运行方式下系统的等值阻抗,X,s.min,=13,，,最小 运行方式下系统的等值阻抗,X,s.max,=14,线路单位长度正序电抗,X,1,=0.4/km,L1,正常运行时最大负荷电流为,120A,线路,L2,的过电流保护的动作时限为,2.0s.,计算线路,L1,三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏系数。,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,解,：（,1,）,第,I,段,动作电流：,动作时限,:,I,K.B.max,=,=1.475(KA),E,S,X,S.min,+X,1,l,(3),13+0.480,I,act.1,=,1.2 1.475=1.77(KA),灵敏度校验,:(,略,),1.2,t=0,课后作业：求,L2,线路,L3,的第,I,段动作值和动作时限,二、即时电流速断保护,电流保护的第,段,1,、,要求,任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性,在满足要求的前提下，力求动作时限最小。,因动作带有延时，故称限时电流速断保护。,2,、,整定值的计算和灵敏性校验,为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第,段的保护范围。,即整定值与相邻线路第,段配合。,整定原则,:,躲过下一线路第,段整定电流,动作电流：,K,rel,：,范围,1.11.2,常取,1.1,为,L,2,的,I,段动作电流,动作时间：,t,：,范围,(0.30.6),，常,取,0.5s,，,称时间阶梯,.,灵敏性：,Ksen,1.3,1.5,一般,1.3,即可,Ksen,=,线路末的最小短路电流,/,第,II,段动作电流,第,II,段电流动作值,=,可靠系数,乘,下一线路的第,I,段动作值,第,II,段动作时间,=,下一线路的第,I,段动作时间 加,0.5s (,实际就是,0.5s),A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,分析,3,、,灵敏度不够,若灵敏性不满足要求，与下一线路第,II,段电流保护配合。,动作电流：,I,II,act.1,=K,rel,I,II,act.2,动作时间：,t,II,=,t,II,+,t,1,2,第,II,段电流动作值,=,可靠系数,乘,下一线路的第,II,段动作值,第,II,段动作时间,=,下一线路的第,II,段动作时间 加,0.5s (,实际上就是,1s),4,、,接线,：,与第,段相同：仅中间继电器变为时间继电器。,5,、,小结：,限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长,依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性,与第,段共同构成被保护线路的主保护，兼作第,段的后备保护。,单相,原理接线图,+,I,KA,t,KT,KS,+,+,QF,TA,QF,1,LT,信号,延时后出现两种可能性：动作和返回,线路上发生短路,电流互感器一次侧电流增大,当,电流大于或等于第,II,段动作值,KA,起动,KA,触点闭合,KT,线圈加电,KT,触点,延时,闭合,电流互感器二次侧电流增大,KT,线圈加电,KS,触点闭合,发信号,接通跳闸回路,(QF,1,、,LT),QF,跳闸,动作过程：,返回过程,跳闸,回路的返回：,KA,与,KT,的返回：,KS,的返回：,QF,断开,QF,断开,QF,1,断开,跳闸,回路断电,LT,线圈失电返回,电流互感器一次侧电流为,0,电流互感器二次侧电流为,0,KA,线圈失电,KA,触点返回,(,打开,),KM,线圈失电,KT,触点返回,(,打开,),三、定时限过电流保护（电流保护的第,段）,1,、,作用：,作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。,2,、整定值的计算和灵敏性校验：,1,）,整定原则：,躲最大负荷电流,在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。,2,）动作电流：,K,rel,可靠系数，取,1.21.3,，常取,1.2,K,r,电流继电器返回系数，取,0.850.95,，常取,0.85,K,ast,自起动系数，取,1.53,常取,2.2,I,R,本线路末最大负荷电流，通常是电动机自起动电流,3),灵敏度校验：,近后备：,K,sen,=,本线路末端短路时的最小短路电流,/,第,III,段动作值 ,1.31.5,远后备：,K,sen,=,下线路末端短路时的最小短路电流,/,第,III,段动作值 ,1.2,3,、动作时间：,在线路中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第,段的测量元件均可能动作。例如：上图所示中,d,短路时，保护,1,4,都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。,注：当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合,整定,方法：从整条线路末端向整条线路始端（电源端）整定，逐级加,t(0.5s).,线路的,III,段动作时限,=,下一线路的,III,段动作时限,+t,4,、,接线,：与,II,段同,小结：,第,段的,I,dZ,比第,、,段的,I,dZ,小得多，其灵敏度比第,、,段更高；,在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；,保护范围是本线路和相邻下一线路全长；,电网末端第,段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（,或,），越接近电源，,t,越长，应设三段式保护。,四、三段式电流保护整定算例,例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路,L1,、,L2,上均装设三段式电流保护。已知 ，最大运行方式下系统的等值阻抗,X,s.min,=13,，,最小 运行方式下系统的等值阻抗,X,s.max,=14,线路单位长度正序电抗,X,1,=0.4/km,L1,正常运行时最大负荷电流为,120A,线路,L2,的过电流保护的动作时限为,2.0s.,计算线路,L1,三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏系数。,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,I,act.1,=,k,rel,I,k.B.max,=,=,=,=,=,I,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,13+0.480,66.395,45,1.475,I,act.2,=,k,rel,I,k.C.max,=,1.2,=,1.2,=,1.2,=,1.2,=,I,13+0.4160,66.395,77,0.862,I,act.3,=,k,rel,I,k.D.max,=,1.2,=,1.2,=,1.2,=,1.2,=,I,13+0.4240,66.395,109,E,S,X,S,.,min,+X,1,l,AB,E,S,X,S,.,min,+X,1,l,AC,E,S,X,S,.,min,+X,1,l,AD,0.609,第,段瞬间电流速断保护,1.2,1.2,1.2,1.2,1.77(KA),1.034(KA),0.731(KA),I,act.1,=k,rel,I,act.2,=1.11.034,=1.137(KA),II,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,I,act.2,=,k,rel,I,act.3,=1.1 0.731,=0.804(KA),（自己练习，不属于解题范围）,II,第,段限时电流速断保护,I,I,校验灵敏度：（继路器,1,）,K,sen,=,I,act.1,=k,rel,I,act.2,=1.10.804,=0.883(KA),再校验一次,II,II,II,I,k.B.min,I,act.1,I,k.B.min,=,E,S,X,S,.,max,+X,1,l,14+0.480,=,=,1.25(KA),K,sen,=,1.25,1.137,=1.10,1.3,K,sen,=1.25,0.883,=1.4161.3,灵敏度满足要求,动作时间,(,断路器,1):1S,A,C,B,1,2,3,D,L1,L2,L3,80km,80km,80km,第,段限时电流速断保护,I,K,l,0,A,C,B,1,2,3,保护范围,I,L,1,，,L,2,，I,返回,