3.过电流保护.doc

三、过电流保护 一、预备知识 ㈠ 当电器设备和电力系统发生短路故障时，其特点是电流增大，电压降低，电流与电压的相位角发生变化。在继电保护中，利用电流变化（DL）便构成了电流速断，定时限过流保护；反映电压变化（GL），有低电压保护，反映电流与电压的相位角变化，构成方向性过流保护等。 ㈡ 继电器的保护都由三个基本部分组成，即测量部分、逻辑部分、执行部分，如下框图： 1．测量部分的作用是测量反映被保护设备工作状态（正常、异常、故障）的一个或几个有关的电气量，并与给定的整定值进行比较，决定保护装置是否动作。 2．逻辑部分的作用是根据测量部分输出量的大小、性质、组合方式或出现的顺序来判断被保护设备的工作状态，以决定保护装置是否动作。其常用的逻辑回路有“或”、“与”、“否”三种，有时还包括延时、记忆等回路。 3．执行部分的作用是根据逻辑部分作出的决定，执行保护装置的最终任务，即给出信号或跳闸或不动作。 ㈢ GL感应型电流继电器 常用的有GL—10和GL—20两种系列，结构如图，是由反时限特性的感应元件和瞬时动作的电磁元件两部分组成。 1．感应元件由带短路环2的电磁铁1及 铝制转动圆盘3组成，其重要特点就是利 用短路环造成磁分路，使一个电流量在磁 路上获得两个在空间位置上不重合，在时 间上不同相位的磁通。根据电磁感应原理， 在空间位置不重合，在时间上有一相位差 的两个磁通作用在同一导体时将产生一个 始终由超前磁通向落后磁通方向移动的电 磁转矩。在这个电磁转矩的作用下，使铝 盘3转动，且始终由磁极末套有短路环部 分向套有短路环部分旋转，其转矩正比于 流过线圈电流的平方，即Mdc∝ Ij2。 从 继电器的结构上可以看到，铝制圆盘3的 转轴装在可转动的方形框架4上，而方框 借弹簧5的拉力保持在初始位置，此时蜗 杆7不与扇形齿轮8接触。当继电器线圈 流过20%~40%的起动电流时，产生的转矩足以克服轴承的摩擦转矩，圆盘开始转动。在圆盘的另一侧装有永久磁铁6，永久磁铁的制动作用是随圆盘转速的增加而增大的，这个制动力矩加上机械摩擦力矩在某一转速下与电力矩相平衡，因而在一定的电流下保持圆盘恒速，但这时的转速较慢，还不足以啮合，因此圆盘处于空转状态，继电器不会动作。 2．附装在框架上的感应铁片11，在继电器动作时，由于磁路漏磁作用，产生附加吸力，用以防止蜗杆与扇形齿轮在转动过程中脱离，使继电器可靠地完成动作。调整感应片在吸入后与电磁铁之间的间隙能改变返回电流的大小。 3．电流增大，圆盘的转速加快，致使继电器动作时间减少。感应型电流继电器的动作时间随电流增大而减少的特性称为反时限特性。 二、反时限与定时限电流保护配合 ㈠ 操作要求如右图，101QF是上级变电站出线断路器， 属于定时限保护；201QF是用户变电站进线断路器，用 GL继电器进行反时限保护，具体参数为：101QF的动 作电流为300A，时限为2.5秒；201QF的起动电流为 150A ，速断电流为350A。 确定201QF的10倍整定电流的动作时限，并且验 证101QF与201QF之间的配合情况。 ㈡ 计算及整定按以下步骤进行： 1．201QF动作电流倍数确定为KP1 = = 2 2．201QF动作时间确定为2.5S－0.7S = 1.8S 3．确定201QF的10倍动作曲线，在GL继电器 特性曲线横轴上找到KP1=2，纵轴上找t1点为 1.8S，从t1点水平做直线，KP1点垂直做直线， 两线交点a正好落在0.7S曲线上，如图所示， 故调整GL继电器的时限螺杆到0.7S位置。 4．速断保护调整：速断倍数为nqb1＝＝2.3 调整速断元件（电磁元件部分），使其在2.3 倍起动电流瞬动，时限为0.1S。 三、反时限与反时限配合 ㈠ 操作要求为201QF（GL继电器）。一次起动电流 150A，速断整定电流为350A。202QF（GL继电器）， 一次起动电流75A，速断整定电流为300A。确定 202QF的10倍整定电流的动作时限，以及验证201QF与202QF之间的配合情况。 ㈡ 计算及整定步骤 1．202QF动作电流倍数确定为KP2＝＝2 2．202QF动作时间确定为t2＝1.8－0.7＝1.1S 3．202QF的10倍动作曲线确定在横轴上KP2，纵轴上 找t2＝1.1S，两轴线交点b落在0.5S曲线上，调整202QF 过电流继电器的时限螺杆在0.5S位置上。 4．速断保护调整，倍数为nqb2＝＝4 调整速断元件（电磁元件部分），使其在4倍动 作电流时瞬动，时限约为0.1S。 四、考试相关内容参照P133~136。 ㈠ GL过电流继电器结构及特性 1．结构组成 GL型电流继电器主要由电流线圈短路环、电磁铁、装在可偏转框架上的转动铝盘以及衔铁、触点、反作用力弹簧、制动永久磁铁、高速装置等组成。 2．盘