三段式电流保护的整定与接线1.ppt

三段式电流保护的整定与三段式电流保护的整定与接线接线1 1一、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对于仅反应于电流增大(短路电流短路电流)而瞬时动作电而瞬时动作电流保护，称为瞬时电流速断保护。流保护，称为瞬时电流速断保护。1、短路电流的计算：ES系统等效电势XS发生短路时系统等值阻抗X1l线路阻抗，X1为线路单位长度阻抗，l为故障点至电源的距离IKl0ACB123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.最最大大运运行行方方式式：对对每每一一套套保保护护装装置置来来讲讲，通通过过该该保护装置的短路电流为最大的方式。（保护装置的短路电流为最大的方式。（X Xs.mins.min）在在最最大大运运行行方方式式下下，发发生生三三相相短短路路时时，短短路路电电流流最最大大。利利用用X Xs.mins.min结结合合线线路路阻阻抗抗可可求求出出线线路路中中某某点点的的最大短路电流。最大短路电流。最最小小运运行行方方式式：对对每每一一套套保保护护装装置置来来讲讲，通通过过该该保护装置的短路电流为最小的方式。（保护装置的短路电流为最小的方式。（X Xs.maxs.max）在在最最小小运运行行方方式式下下，发发生生两两相相短短路路时时，短短路路电电流流最最小小。用用X Xs.maxs.max结结合合线线路路阻阻抗抗可可求求出出线线路路中中某某点点的的最最小短路电流。小短路电流。Ik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：IKl0最大短路电流曲线最小短路电流曲线ACB123DL1L2L3在最大运行方式下(XS.min),发生d(3),短路电流最大.在最小运行方式下(XS.max),发生d(2),短路电流最小.2 2、整定值计算、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：Iact.1I段保护的动作值Krel可靠系数IK.B.max线路末端的最大短路电流(用Xs.min)动作时间t=0s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lmin来校验 要求：（1520）课堂作业课堂作业最小保护范围lmin/lIKl0ACB123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IK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 Iact.1act.1I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.IKl0lminlmax最大短路电流曲线最小短路电流曲线ACB123DL1L2L3Ik.B.maxI Iact.1act.1l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：灵敏度：l lmin min/l15%20%l15%20%4、单相原理接线图+IKAKMKS+QFTAQF1LT信号动作分析：正常运行状态下+IKAKMKS+QFTAQF1LT信号发生短路发生短路发生短路发生短路动作分析：保护动作过程+IKAKMKS+QFTAQF1LT信号动作分析：结果与返回+IKAKMKS+QFTAQF1LTI I段电流保护动作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(QF1、LT)QF跳闸动作过程第第I段保护的接线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QF1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0KA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，线路例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路L1L1、L2L2上上均装设三段式电流保护。已知均装设三段式电流保护。已知 ，最，最大运行方式下系统的等值阻抗大运行方式下系统的等值阻抗XXs.mins.min =13 =13，最小，最小 运运行方式下系统的等值阻抗行方式下系统的等值阻抗XXs.maxs.max=14,=14,线路单位长度线路单位长度正序电抗正序电抗XX1 1=0.4/km,L1=0.4/km,L1正常运行时最大负荷电流正常运行时最大负荷电流为为120A,120A,线路线路L2L2的过电流保护的动作时限为的过电流保护的动作时限为2.0s.2.0s.计算计算线路线路L1L1三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验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。保护的灵敏系数。ACB123DL1L2L380km80km80km解：（1）第I段动作电流：动作时限:IK.B.max=1.475(KA)=1.475(KA)ESXS.min+X1l(3)13+0.480Iact.1=1.21.475=1.77(KA)灵敏度校验:(略)1.2t=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 2、整定值的计算和灵敏性校验整定值的计算和灵敏性校验为为保保证证选选择择性性及及最最小小动动作作时时限限，首首先先考考虑虑其其保保护护范范围围不不超超出出下下一一条条线线路路第第 段段的的保保护护范范围围。即即整整定定值值与与相相邻邻线线路第路第 段配合。段配合。整定原则整定原则:躲过下一线路第躲过下一线路第 段整定电流段整定电流 动作电流：动作电流：KKrelrel：范范围围1.11.2,1.11.2,常常取取1.11.1 ,为为L L2 2的的I I段段动作电流动作电流 动作时间：动作时间：t t：范围：范围(0.30.6)(0.30.6)，常，常取取0.5s0.5s，称时间阶梯，称时间阶梯.灵敏性：灵敏性：Ksen Ksen 1.31.31.5,1.5,一般一般1.31.3即可即可Ksen=Ksen=线路末的最小短路电流线路末的最小短路电流/第第IIII段动作电流段动作电流第第II II段电流动作值段电流动作值=可靠系数可靠系数 乘乘 下下一线路的第一线路的第I I段动作值段动作值第第II II段动作时间段动作时间=下一线路的第下一线路的第I I段段动作时间动作时间 加加0.5s(0.5s(实际就是实际就是0.5s)0.5s)ACB123DL1L2L380km80km80km分析分析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：IIIact.1=KrelIIIact.2动作时间：tII=tII+t12第第II II段电流动作值段电流动作值=可靠系数可靠系数 乘乘 下下一线路的第一线路的第II II段动作值段动作值第第II II段动作时间段动作时间=下一线路的第下一线路的第II II段段动作时间动作时间 加加0.5s(0.5s(实际上就是实际上就是1s)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+IKAtKTKS+QFTAQF1LT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触点延时延时延时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(QF1、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QF1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0KA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：Krel可靠系数，取1.21.3，常取1.2Kr电流继电器返回系数，取0.850.95，常取0.85Kast自起动系数，取1.53,常取2.2IR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：Ksen=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：Ksen=下线路末端短路时的最小短路电流/第III段动作值 1.23、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14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。注注：当当相相邻邻有有多多个个元元件件，应应选选择择与与相相邻邻时时限限最长的配合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+t4、接线：与II段同 小结：小结：第第段段的的I IdZdZ比比第第、段段的的I IdZdZ小小得得多多，其其灵敏度比第灵敏度比第、段更高；段更高；在在后后备备保保护护之之间间，只只有有灵灵敏敏系系数数和和动动作作时限都互相配合时，才能保证选择性；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；保护范围是本线路和相邻下一线路全长；电电网网末末端端第第段段的的动动作作时时间间可可以以是是保保护护中中所所有有元元件件的的固固有有动动作作时时间间之之和和（可可瞬瞬时时动动作作），故故可可不不设设电电流流速速断断保保护护；末末级级线线路路保保护护亦亦可可简简化化（或或），越越接接近近电电源源，t t越越长长，应应设三段式保护。设三段式保护。四、三段式电流保护整定算例四、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，线路例子：下图所示的单侧电源辐射网络，线路L1L1、L2L2上上均装设三段式电流保护。已知均装设三段式电流保护。已知 ，最，最大运行方式下系统的等值阻抗大运行方式下系统的等值阻抗XXs.mins.min =13 =13，最小，最小 运运行方式下系统的等值阻抗行方式下系统的等值阻抗XXs.maxs.max=14,=14,线路单位长度线路单位长度正序电抗正序电抗XX1 1=0.4/km,L1=0.4/km,L1正常运行时最大负荷电流正常运行时最大负荷电流为为120A,120A,线路线路L2L2的过电流保护的动作时限为的过电流保护的动作时限为2.0s.2.0s.计算计算线路线路L1L1三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验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。保护的灵敏系数。ACB123DL1L2L380km80km80kmIact.1=krelIk.B.max=IACB123DL1L2L380km80km80km13+0.48066.395451.475Iact.2=krelIk.C.max=1.2=1.2=1.2=1.2=I13+0.416066.395770.862Iact.3=krelIk.D.max=1.2=1.2=1.2=1.2=I13+0.424066.395109ESXS.min+X1lABESXS.min+X1lACESXS.min+X1lAD0.609第段瞬间电流速断保护1.21.21.21.21.77(KA)1.034(KA)0.731(KA)Iact.1=krelIact.2=1.11.034=1.137(KA)IIACB123DL1L2L380km80km80kmIact.2=krelIact.3=1.10.731=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II校验灵敏度：（继路器1）Ksen=Iact.1=krelIact.2=1.10.804=0.883(KA)再校验一次IIIIIIIk.B.minIact.1Ik.B.min=ESXS.max+X1l14+0.480=1.25(KA)Ksen=1.251.137=1.101.3Ksen=1.250.883=1.4161.3灵敏度满足要求动作时间(断路器1):1SACB123DL1L2L380km80km80km第段限时电流速断保护IKl0ACB123保护范围保护范围IL1，L2，I返回返回返回返回结束结束