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继电保护教程第2章电流保护
第二章 电网的电流保护和方向性电流保护
第一节 单测电源网络相间短路的电流保护
配置:
一、电流速断保护(第Ⅰ段):
对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护,称为电流速断保护。
1、短路电流的计算:
图中、1――最大运行方式下d(3)
2――最小运行方式下d(2)
3――保护1第一段动作电流
可见,Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关
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。(Zs.min)
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。(Zs.max)
2、整定值计算及灵敏性校验
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
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。(IdZ)
在图中为直线3,与曲线1、2分别交于a、b点
可见,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 lmax 、lmin
一般用lmin来校验、
要求:≥(15~20)% 希望值50%
方法:① 图解法
② 解析法:
可得
式中 ZL=Z1l――被保护线路全长的阻抗值
动作时间t=0s
3、构成
中间继电器的作用:
① 接点容量大,可直接接TQ去跳闸
② 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
4、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)。
二、限时电流速断保护(第Ⅱ段)
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①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。
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Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻线路第Ⅰ段配合。
动作电流:
动作时间: Δt取0.5,称时间阶梯,其确定原则参看P18.
灵敏性: 要求:≥1.3~1.5
若灵敏性不满足要求,与相邻线路第Ⅱ段配合。此时:
动作电流:
动作时间:
构成:
与第Ⅰ段相同:仅中间继电器变为时间继电器。
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Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护,兼作第Ⅰ段的金后备保护。
三、定时限过电流保护(第Ⅲ段)
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。
整定值的计算和灵敏性校验:
1)、动作电流:①躲最大负荷电流 (1)
②在外部故障切除后,电动机自起动时,应可靠返回。
电动机自起动电流要大于它正常工作电流,因此引入自起动系数KZq
(2)
式中,
显然,应按(2)式计算动作电流,且由(2)式可见,Kh越大,IdZ越小,Klm越大。因此,为了提高灵敏系数,要求有较高的返回系数。(过电流继电器的返回系数为0.85~0.9)
2)、动作时间
在网络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Ⅲ段的测量元件均可能动作。例如:下图中d1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。
即 、 、、
―――――阶梯时间特性
注:当相邻有多个元件,应选择与相邻时限最长的配合
3)、灵敏性
近后备: Id1.min―――本线路末端短路时的短路电流
远后备: Id2min ―――相邻线路末端短路时的短路电流
构成:与第Ⅱ段相同Ⅲ
小结:
第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多,其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ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Ⅲ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(Ⅰ+Ⅲ或Ⅲ),越接近电源,tⅢ越长,应设三段式保护。
四、电流保护的接线方式
定义:指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。
常用的两种接线方式:三相星行接线和两相星行接线。
1)、三相星行接线的特点:
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