第2章电网相间短路的电流电压保护复习课程.ppt
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1、第2章电网相间短路的电流电压保护 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望电磁型继电器原理结构图2.1 电磁型继电器11/16/20222第2章 电网相间短路的电流电压保护DL-12-6型电磁型电流继电器 2.1.2电磁型电流继电器11/16/20223第2章 电网相间短路的电流电压保护电磁型电流继电器的基本原理电磁型电流继电器的基本原理1线圈线圈2铁心;铁心;3空气间隙空气间隙4固定触点固定触点5可动触点可动触点6止档止档7弹簧弹簧8被吸引的可动舌片被吸引
2、的可动舌片吸引衔铁式继电器吸引衔铁式继电器11/16/20224第第2章章 电网相间短路的电流电压保护电网相间短路的电流电压保护作用到舌片上的电磁力矩正常情况下继电器不工作,弹簧对应于空气间隙长度 产生一初始力矩 。由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,弹簧产生的反抗力矩为摩擦力矩摩擦力矩弹簧产生的反抗力矩弹簧产生的反抗力矩eMthMfM另另外外,在在可可动动舌舌片片转转动动的的过过程程中中,还还必必须须克服摩擦力矩克服摩擦力矩 M Mf f。电磁型电流继电器的基本原理电磁型电流继电器的基本原理11/16/20225第第2章章 电网相间短路的电流电压保护电网相间短路的电流电压保护动作条件为动作电
3、流与返回电流弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩IK.act:动作电流,能使电流继电器动作的最小电流。动作:继电器动合触点(常开接点)由打开状态变为闭合状态11/16/20226第2章 电网相间短路的电流电压保护返回条件为弹簧力矩摩擦力矩电磁力矩IK.re:返回电流,能使电流继电器返回的最大电流。返回:继电器动合触点(常开接点)由闭合状态回到打开状态eMthMfM11/16/20227第2章 电网相间短路的电流电压保护动作:动作:返回:返回:电磁型电流继电器工作原理电磁转矩:弹簧反抗力矩:所以:初始吸合后富余力矩吸合断开11/16/20228第2章 电网相间短路的电流电压保护总结:总结:当当 时,继电器不
4、动作,时,继电器不动作,当当 时,则继电器动作,触点闭合;时,则继电器动作,触点闭合;当当减减小小IK 使使 时时,继继电电器器又又立立即即返返回回原位,触点打开。原位,触点打开。返回系数:一般为0.850.9 11/16/20229第2章 电网相间短路的电流电压保护“继电特性继电特性”:继电器的动作是明确的,触点只能处:继电器的动作是明确的,触点只能处于闭合和断开位置。无论起动和返回,继电器不可于闭合和断开位置。无论起动和返回,继电器不可能停留在某一个中间位置。能停留在某一个中间位置。11/16/202210第2章 电网相间短路的电流电压保护动作返回返回系数一般为0.850.9 11/16/
5、202211第2章 电网相间短路的电流电压保护 动作电流的调整方法如下:(1)改变弹簧力矩 弹簧旋紧则IK.act 松则IK.act (2)改变两个线圈的连接方式 线圈串联时的动作电流是并联时的一半。(3)继电器动作电流调整11/16/202212第2章 电网相间短路的电流电压保护2.1.3电磁型电压继电器加在线圈上的电压线圈阻抗*过电压继电器:反应电压升高而动作 返回系数 Kre=(UK.re/UK.act)111/16/202213第2章 电网相间短路的电流电压保护低电压继电器使用的是动断触点(常闭接点)当继电器没有输入电压时,其接点闭合。电力系统正常运行时,电压较高,电压继电器接点打开;
6、当发生故障时电压较低,继电器接点闭合,接通跳闸回路。11/16/202214第2章 电网相间短路的电流电压保护11/16/202215第2章 电网相间短路的电流电压保护 2.1.4 辅助继电器(1)时间继电器作用作用:建立必要的动作时限。电磁型时间继电器多为直流继电器。11/16/202216第2章 电网相间短路的电流电压保护时间继电器应用11/16/202217第2章 电网相间短路的电流电压保护时间电路原理框图符号返回边11/16/202218第2章 电网相间短路的电流电压保护(2)中间继电器作用作用:1)可同时闭合或断开几个回路;2)作为出口继电器,接通断路器跳闸或 合闸回路,并在必要时构
7、成自保持回路;3)可实现较短的延时。类型:类型:1)普通吸引衔铁式;2)带自保持线圈式 3)小型密封;4)干簧继电器式11/16/202219第2章 电网相间短路的电流电压保护中间继电器使用11/16/202220第2章 电网相间短路的电流电压保护(3)信号继电器 KS作用作用:用于对继电器或继电器保护装置所处状 态给出明显标示,或接通灯光、音响回 路,以提醒运行人员发现故障。类型:类型:1)机械保持型 2)磁保持型11/16/202221第2章 电网相间短路的电流电压保护三段式电流保护三段式电流保护1.1.瞬时电流速断保护(电流瞬时电流速断保护(电流段)段)定义:仅反映电流增大而定义:仅反映
8、电流增大而瞬时动作瞬时动作的保护。的保护。包括:1、电流速断保护(电流段);2、限时电流速断保护(电流段);3、定时限过电流保护(电流段)。特点:在保证选择性的前提下,动作(跳闸)速度越快越好。3.1 3.1 单侧电源单侧电源网络相间短路的电流保护网络相间短路的电流保护11/16/202222第2章 电网相间短路的电流电压保护 反应电流增加且不带人为时限动作的电流保护,又称为电流段保护。整定时应考虑区外发生故障时电流段保护不动作。3.1.1无时限电流速断保护整定 为提高系统运行的稳定性,保证向重要用户的可靠供电,防止短路电流损坏故障设备,要求各种电气设备必须配备电流速断保护,以快速切除故障。1
9、1/16/202223第2章 电网相间短路的电流电压保护即电流段保护动作电流“躲过”区外故障的最大短路电流。最大运方三相短路本线末最大短路电流动作电流保护区11/16/202224第2章 电网相间短路的电流电压保护如何计算短路电流?三相短路时两相短路时 系统阻抗相电势故障点到保护安装处距离0.4欧姆/公里11/16/202225第2章 电网相间短路的电流电压保护短路电流大小由以下因素决定:a.系统运行方式(简称运方),系统电源等效阻抗与电源投入数量、电网结构变化有关,最大时短路电流最小,称为最小运方;越小,短路电流越大。故障点越近,最小时短路电流最大,称为最大运方。c.短路类型,b.故障点远近
10、,11/16/202226第2章 电网相间短路的电流电压保护外部故障时流过保护P1的最大短路电流为:动作电流应满足以下条件:考虑电流互感器、电流继电器均有误差 可靠系数1.21.3 为照顾MN回全线,Iact应整定在Ik.max.N,如此又引出母线N前后短路电流相同,导致MN区外回短路故障时,MN回跳闸,失去选择性。11/16/202227第2章 电网相间短路的电流电压保护整定过程图解最大运方三相短路本线末最大短路电流动作电流保护区11/16/202228第2章 电网相间短路的电流电压保护电流速断保护单相原理接线图2.2.2无时限电流速断保护原理接线I+信号TAKA-+-YKMKSQFQF注意
11、:保护装置总是固定安装在断路器附近。而保护范围的大小不是因为传感器安放的远近,而是因为继电器动作电流整定值高低决定的。高则范围小,低则范围大。11/16/202229第2章 电网相间短路的电流电压保护2.2.3无时限电流速断保护特点(1)保护区受运方、故障类型影响 短路电流水平降低,电流保护的保护区缩短 11/16/202230第2章 电网相间短路的电流电压保护最大运方三相短路最小运方两相短路11/16/202231第2章 电网相间短路的电流电压保护(2)电流段保护不能保护本线全长 段保护最长的保护区不能伸出本线范围特殊情况,如线变组时,将段保护区伸入变压器,可以保护线路全长。线路变压器组接线
12、方式利用变压器高阻抗调低Iact以保护全线11/16/202232第2章 电网相间短路的电流电压保护线变组整定方法 11/16/202233第2章 电网相间短路的电流电压保护(3).线路较短时,线路较短时,可能无保护范围可能无保护范围 (?纵联差动保护纵联差动保护)正常线路较短线路11/16/202234第2章 电网相间短路的电流电压保护2.3 限时电流速断保护限时电流速断保护,又称电流段保护 设置目的:弥补电流段保护不足,保护本线全长整定原则:为了可靠保护本线全长,保护区必然伸入下线,但必须解决与下线保护“抢动”问题。11/16/202235第2章 电网相间短路的电流电压保护电流II段与下回
13、线电流I段配合具体为时限配合及保护区配合(1)时限配合动作时限较下线电流段保护长,可取0.30.5秒(2)保护区配合保护区不超过下线电流段保护区 11/16/202236第2章 电网相间短路的电流电压保护电流II段与下回线电流I段的时限配合保护1的II段保护2的II段11/16/202237第2章 电网相间短路的电流电压保护保护区配合:如果保护区超过了下线电流段保护区会出现下面问题P2段不起动(该动但不符合起动条件);P1 段起动,0.5秒后误动,切除1QF。11/16/202238第2章 电网相间短路的电流电压保护如何保证段保护区不超过下线段保护区?由动作电流整定保证P2段保护区P1段保护区
14、11/16/202239第2章 电网相间短路的电流电压保护电流段保护整定公式:按上面公式整定能保证选择性,但能保护本线全长吗?应进行灵敏度校验,确认保护本线全长能力。11/16/202240第2章 电网相间短路的电流电压保护灵敏度校验概念电流保护动作条件:即:灵敏度系数Ksen考虑TA、继电保护误差,Ksen1不能保证可靠动作Ksen1.25才能保证可靠动作应选取本线范围内最小的短路电流进行校验。11/16/202241第2章 电网相间短路的电流电压保护 为被保护线路末端两相短路时流过限时电流为被保护线路末端两相短路时流过限时电流速断保护的最小短路电流。速断保护的最小短路电流。灵敏度校验概念灵
15、敏度校验概念 灵敏度是指保护装置在它的保护范围内发生故灵敏度是指保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力。其障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力。其高低用灵敏系数来衡量。灵敏度系数定义为:高低用灵敏系数来衡量。灵敏度系数定义为:限时电流速断保护灵敏度为:限时电流速断保护灵敏度为:11/16/202242第2章 电网相间短路的电流电压保护问题问题3 3:灵敏度不能满足要求怎么办?:灵敏度不能满足要求怎么办?与下一条线路的限时电流速断保护配合与下一条线路的限时电流速断保护配合 由于限时电流速断保护的重要性,进行灵敏度效验由于限时电流速断保护的重要性,进行灵敏度效验
16、时条件苛刻是因为:时条件苛刻是因为:绝大多数故障为非金属性故障绝大多数故障为非金属性故障Ik减小减小实际短路电流小于计算电流实际短路电流小于计算电流电流互感器负误差电流互感器负误差(饱和,使测量值比实际值小,该动而不动)(饱和,使测量值比实际值小,该动而不动)起动电流正误差起动电流正误差(实际比标定需要的电流更多)(实际比标定需要的电流更多)11/16/202243第2章 电网相间短路的电流电压保护Ksen1.25,灵敏度合格,能够保护本线全长Ksen+信号TAKA-+-YKTKSQFQF11/16/202245第2章 电网相间短路的电流电压保护2.4 定时限过电流保护线路配置了电流段及段后,
17、可以切除本线路上的故障。但是当继电保护或断路器发生故障时,如果仍不能保证切除故障。还应设段保护。拒动主保护后备保护11/16/202246第2章 电网相间短路的电流电压保护2.4 定时限过电流保护线路配置了电流段及段后,可以切除本线路上的故障。但是当继电保护或断路器发生故障时,仍不能保证切除故障。还应设段保护。拒动主保护后备保护11/16/202247第2章 电网相间短路的电流电压保护近后备远后备“近后备”与“远后备”其中第其中第I、II段作为线路的主保护,第段作为线路的主保护,第III段作为本线段作为本线路主保护的后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。路主保护的后备保护和相邻线路或元件的远后
18、备保护。11/16/202248第2章 电网相间短路的电流电压保护2.4.2定时限过电流保护(电流段)整定原则(1)过电流保护动作时限整定段保护动作时限阶梯特性 11/16/202249第2章 电网相间短路的电流电压保护(2)过电流保护动作电流整定A.过电流保护在正常运行时不动作 负荷电流B.过电流保护在外部故障切除后可靠返回*自起动系数11/16/202250第2章 电网相间短路的电流电压保护自起动情况 外部故障切除时,电压升高,相当于电动机负荷同时起动,此时电流为电机的起动电流,大于负荷电流。以表示 为自起动系数,它决定于网络接线和负荷性质,一般取1.53 11/16/202251第2章
19、电网相间短路的电流电压保护(3)过电流保护灵敏系数校验校验用作本线路近后备保护的灵敏度 校验作为相邻线路的远后备保护灵敏度 若使用本线路末端最小短路电流校验,要求1.5 若使用相邻线路末端最小短路电流校验,要求1.25 11/16/202252第2章 电网相间短路的电流电压保护2.5 电流保护的接线方式电流保护接线方式电流保护接线方式:电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接关系。*完全星型接线:*不完全星型接线:接线系数:流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值完全星形与不完全星形接线的接线系数均为1 11/16/202253第2章 电网相间短路的电流电压保护上页下页返回第四节第四节
20、 电流保护电流保护的接的接线方式线方式一、三种基本的接线方式一、三种基本的接线方式 电流保护的接线方式,电流保护的接线方式,指的是电流继电器与指的是电流继电器与电流互感器二次绕组电流互感器二次绕组之间的连接方式之间的连接方式,有有三三种基本的接线方式。种基本的接线方式。三相三继电器完全星三相三继电器完全星接线方式接线方式 两相两继电器不完全星两相两继电器不完全星接线方式接线方式 两相电流差两相电流差接线方式接线方式 三相三继电器完全星三相三继电器完全星接线方式接线方式 可以反可以反应各种应各种类型的类型的相间故相间故障和接障和接地故障地故障上页下页返回“或”关系正常时为0,短路时为3I0零序电
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