继电保护装置运行与调试项目三-输电线路阶段式电流电压保护运行与调试课件.ppt
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- 保护装置 运行 调试 项目 输电 线路 阶段 电流 电压 保护 课件
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1、内容内容任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行任务二任务二 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护任务三任务三 方向电流保护方向电流保护任务四任务四 接地保护接地保护任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【任务描述】某35kV/10kV变电所中,35kV母线有两路进线、两路出线,10kV母线有两路进线、多路出线,在其中一路输电线路上设置三相短路故障点,故障点的位置可设置在线路首端、20%、50%、80%、末端处,试为该10kV输电线路配置电流保护方案。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】电流保护就是利用
2、电力系统短路或异常工况下电流增大的特征所构成的继电保护。最原始形态的继电保护熔断器就是一种电流保护。最简单的电流保护是反映相电流的三段式,即电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】1、含义 电流速断保护是指动作电流按躲开保护范围末端最大三相短路电流整定,不带动作时限的电流保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-1-1 3-1-1 电流速断保护的单相原理接线图电流速断保护的单相原理接线图任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】上图中
3、,中间继电器KM的作用:增大KA的触点容量,接通跳闸回路 线路中有管型避雷器,防止大气过电压造成放电而短时短路使保护误动,引入延时。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-1-2 3-1-2 电流速断保护动作特性的分析电流速断保护动作特性的分析 短路点离电源越近,短路电流越大。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】最大运行方式 就是在选定的短路计算点短路时,系统等值阻抗最小,而通过所研究的设备的短路电流为最大的运行方式。最小运行方式 就是在选定的短路计算点短路时,系统等值阻抗最大,而通过所研究的设备的短路电流为最小的
4、运行方式。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】2、保护范围 不能保护线路的全长,并且电流速断保护范围直接受系统运行方式的影响。最大运行方式下三相短路时保护范围最大,最小运行方式下两相短路时保护范围最小。min%100%(15%20%)bABLLL线路全长最小运行方式下两相短路时的保护范围任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】3、动作时限 电流速断保护仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护,因此又被称为无时限电流速断保护。在时间上就不需要与下一段线路配合。0st没有人为延时,只考虑继电保护固有动作时间任务一任务一 三段式电流
5、保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】4、整定原则 动作电流按躲开下一条线路出口处的最大短路电流计算。5、整定计算)3(maxkRELACTIKI可靠性系数,一般取1.21.3最大运行方式下的三相短路电流任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】6、对电流速断保护的评价 (1)优点 接线简单可靠,动作迅速 (2)缺点 不可能保护线路的全长;保护范围直接受系统运行方式变化的影响。当系统运行方式变化很大,电流速断保护就可能没有保护范围;在最大运行方式下整定后,在最小运行方式下无保护范围;被保护线路的长度很短时,电流速断保护就可能没有保护范围。任务一任务一
6、 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】1、含义 限时电流速断保护是指带较短动作时限,动作电流按躲开下一段线路电流速断保护的动作电流整定的电流保护。2、保护范围 能保护线路全长,但不能作为下一段线路的后备保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-1-3 3-1-3 限时电流速断保护的单相原理接线图限时电流速断保护的单相原理接线图任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】3、动作时限ttt21图图3-1-4 3-1-4 限时电流速断保护动作时限限时电流速断保护动作时限任务一任务一 三段式电流保护构
7、成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】t的大小要保证在重叠保护区内发生故障时保护动作的选择性,若过大则速动性差,过小则不能保证选择性。在工程上考虑各种因素,数值一般取0.350.6s,通常取0.5s。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】4、整定原则 保护范围必须延伸到下一条线路中去;动作带有一定的时限(选择性);保护范围不超出下一条线路无时限电流速断保护的范围(速动性)。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】5、整定计算 动作电流按躲开下一条线路流速断保护的动作电流进行整定。2ACTREL1ACTIKI可靠系数,一
8、般取1.11.2 下一条线路电流速断保护的动作值任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】6、灵敏度校验 灵敏系数以本线路末端的最小两相短路电流来校验。被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 1ACT(2)2minksenIIK任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】7、对限时电流速断保护的评价 (1)优点 结构简单,动作可靠;能保护本条线路全长。(2)缺点 不能作为相邻元件(下一条线路)的后备保护,只能对相邻元件的一部分起后备保护作用。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】
9、1、定义 (定时限)过电流保护是指其动作电流按躲开最大负荷电流整定,用适当的延时保证动作选择性的电流保护装置。2、保护范围 不仅能够保护本线路的全长,而且也能保护相邻线路的全长,以起到后备保护的作用。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】3、整定原则 动作电流按躲开被保护线路的最大负荷电流,且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定。在正常运行情况下过电流保护不应动作,保护装置的动作电流IACT必须大于最大负荷电流ILmax。外部短路故障被切除后,保护装置应能返回。因此,返回电流IR大于自启动电流ISS。保护范围内发生短路时,保护装置应灵敏动作。任务一任务一
10、三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】4、整定计算 KR越小时,保护装置的动作电流越大,因而其灵敏性就越差,这是不利的。这就是为什么要求过电流继电器应有较高的返回系数的原因。maxLRSSRELACTIKKKI自起动系数,取13 可靠系数,一般取1.11.2过电流保护装置的返回系数 任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】5、动作时限图图3-1-5 3-1-5 过电流保护的阶梯形动作时限过电流保护的阶梯形动作时限任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】按照选择性的要求,越靠近电源端,过电流保护的动作时限越
11、长;越靠近负荷侧,过电流保护动作时限越短。过电流保护的动作时限是从系统的末端(负荷侧)向电源端逐级递增的,每一级递增一个时限级差t,即t1=t2t=t32t,一般把这个整定原则称为阶梯形原则阶梯形原则。时限级差一般取0.30.5s。过电流保护的时限特性在整定好之后是固定的,因此它又被称为定时限过电流保护定时限过电流保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】6、灵敏度校验 作本条线路主保护或后备保护(近后备)作为下一条线路后备保护(远后备)5.1ACT(2)minksenIIK本末2.1ACT(2)minksenIIK下一末任务一任务一 三段式电流保护构成与
12、运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】7、对过电流保护的评价 (1)优点 结构简单,工作可靠。不仅能作为本线路的近后备(有时作为主保护),而且能作为下一条线路的远后备。在放射型电网中获得广泛应用,一般在35kV及以下网络中作为主保护。(2)缺点 越靠近电源端其动作时限越大,对靠近电源端的故障不能快速切除。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】1、概念 由电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相配合共同构成的保护,叫做三段电流保护。段:瞬时电流速断保护 段:限时电流速断保护 段:定时限过电流保护 后备保护主保护任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式
13、电流保护构成与运行【知识链接】三段电流保护中,无时限电流速断保护是靠选择动作动作电流电流来保证选择性;限时电流速断保护是靠选择动作电流动作电流和动作时限动作时限来保证选择性;定时限过电流保护是靠选择动动作时限作时限来保证选择性。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】2、保护的配合 每套保护都有预先划分的保护范围,保护范围划分的基本原则是任一个元件的故障都能可靠的被切除并且造成的停电范围最小。保护范围相互重叠,保证任意点的故障都置于保护区内。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】(1)保护装置的灵敏度配合 就是保护范围的配合
14、。也就是在各种可能出现的运行方式下,某设备的带时限动作的保护装置的保护范围末端,应在下一级相邻设备的要求同它相配合的保护装置的保护范围末端以内。这样,当供电系统任意一点发生故障时,离故障点最近的保护装置灵敏度最高;离故障点越远的保护装置灵敏度最低。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】(2)保护装置的动作时限配合 是指某设备的保护装置的动作时限,应大于下一级相邻设备的要求同它相配合的保护装置的动作时限。这样,当供电系统任意一点发生故障时,离故障点最近的保护装置动作时限最短;离故障点越远的保护装置动作时限越长。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保
15、护构成与运行【知识链接】(3)三段式电流保护的时限特性分析图图3-1-6 3-1-6 三段式电流保护的时限特性分析三段式电流保护的时限特性分析任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】保护1的电流段保护的保护范围只保护本线路WL1中的一部分,其动作时限为继电器固有动作时间,无人为延时。电流段保护的保护范围延伸到下一级线路WL2中,但不能保护WL2的全长,而且为了保证选择性,其保护范围末端不超过保护2电流段的保护范围末端。其动作时限为 。电流段、段保护构成线路的主保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】电流段保护作为电流段、
16、段保护的近后备和下一级线路的远后备保护。其保护范围为线路WL1和WL2的全部,其动作时限为,根据阶梯形原则,其中 为线路WL2上保护2的电流段保护的动作时限。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】3、原理接线图(两相不完全星型接法)(1)汇总式原理接线图 汇总式原理接线图是用来表示保护装置的工作原理的,它以二次元件整体形式表示各二次元件之间的电气联系,并与一次接线有关部分画在一起,其相互联系的电流回路、电压回路以及直流回路综合在一起,二次元件之间连线按实际工作顺序画出,不考虑实际位置,这样对继电保护整个装置形成一个清楚的整体概念。任务一任务一 三段式电流保护
17、构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】归总式原理接线图对分析继电保护装置二次回路的工作原理、了解动作过程都很方便,但由于电路中各元件之间联系是以整体形式连接,当元件较多时,接线相互交叉,显得零乱,没有画出元件内部接线、元件端子及连接线无符号标注,实际接线及查线很困难。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】信号信号信号图图3-1-7 3-1-7 三段式电流保护的归总式原理接线图三段式电流保护的归总式原理接线图任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】在图3-1-7所示的三段式电流保护的汇总式原理接线图中,KA1、KA2、
18、KS1、KCO组成电流段保护;KA3、KA4、KT1、KS2组成电流段保护;KA5、KA6、KA7、KT2、KS3组成电流段保护。出口中间继电器KCO触点带0.1s延时,为的是躲过避雷器的放电时间,电流继电器KA7线圈中流过的电流为A、C两相电流之和,是为了在Yd连结变压器后发生两相短路时提高过电流保护的灵敏性。任一段保护动作均有相应的信号继电器KS的掉牌指示,可以知道哪段保护动作,从而分析故障的大致范围。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】(2)展开式原理接线图 同一回路内的不同设备,按照电流通过的顺序从左至右、从上到下绘制;同一设备的不同组成部分(线圈
19、、触点)用相同的文字符号表示;交流回路、直流回路、信号回路分开画;原理图的右侧加以简短文字说明。展开图表示的优点:条理清晰、层次分明,读图、查线简便,实用性强。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】交流电流回路控制小母线熔断器段保护段保护段保护出口回路信号回路图图3-1-8 3-1-8 展开式原理接线图展开式原理接线图任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图3-1-7为根据图3-1-6所示的三段式电流保护归总式原理接线图绘制的展开原理接线图,它由交流电流回路、直流回路和信号回路三部分组成。交流电流回路由电流互感器TAa、T
20、Ac构成两相星形联结,二次绕组接电流继电器KA1KA7的线圈。直流回路由直流屏引出的直流操作电源正控制小母线(WC)和负控制电源小母线(WC)供电。信号回路由直流屏引出直流操作电源正信号小母线和负信号小母线供电。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】4、对三段式电流保护的评价 (1)优点 简单、可靠,并且一般情况下都能较快切除故障。一般应用于35kV及以下电压等级的单侧电源电网中。(2)缺点灵敏度和保护范围直接受系统运行方式和短路类型的影响。只在单侧电源电网中才有选择性。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】所谓电流保护接
21、线方式,是指电流保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。对保护接线方式的要求是能反映各种类型故障,且灵敏度尽量一致。三相星形接线(完全星形接线)两相星形接线(不完全星形接线)两相差电流接线任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】1、三相星形接线(完全星形接线)三相的电流互感器二次线圈接成星形,三相的电流继电器线圈也接成星形,电流互感器星形中性点与电流继电器星形中性点连接;每相电流互感器二次线圈的另一端与每相电流继电器线圈的另一端对应连接。三相的电流继电器触点并联。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-
22、1-9 3-1-9 三相星形接线三相星形接线任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】任何一个电流继电器动作,都可以使后面的时间继电器或中间继电器动作,引起断路器跳闸,信号继电器发出保护动作的信号。当发生任何形式的相间短路时,最少有两相流过短路电流,有两个继电器同时动作。可见,三相星形接线方式作为相间短路保护是可靠的。在中性点直接接地系统中,还可以兼作接地保护。这种接线方式比较复杂,主要用于重要设备的保护中。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】2、两相星形接线(不完全星形接线)通常电流互感器和电流继电器都装在A、C两相,B相
23、无保护。在两相或三相短路时,最少有一相流过短路电流,因此最少有一个继电器动作。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-1-10 3-1-10 两相星形接线两相星形接线任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】这种接线方式能满足相间短路保护的要求,接线简单,在10kV及以下电压等级的电网中应用很广。但在线路上装有三相Y,d或D,y接线变压器情况下应作别论。当Y,d或D,y接线降压变压器后面发生某种两相短路时,如果电源侧的电流保护采用两相星形接线方式,其灵敏系数比三相星形接线方式降低一半。这是因为电源侧IA、IC都只有IB的
24、一半,而B相未装电流继电器,灵敏系数只能由A相、C相的电流决定。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】3、两相差电流接线 继电器中流过的电流是两相电流之差,即iK=ia-ic。这种接线方式虽然简单,但灵敏系数低,且当Y,d或D,y接线变压器后面发生某种两相短路时,保护装置不能动作。故只能用于10KV以下的电网中作为馈线和较小功率高压电动机的保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】图图3-1-11 3-1-11 两相差电流接线两相差电流接线任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】4、各种
25、接线方式的特点 (1)三相星形接线和两相星形接线的接线系数为1。(2)两相差电流接线的接线系数(指流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值)则随短路类型而变化,性能不好,一般不用于线路保护,仅用于电动机保护。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】(3)三相星形接线和两相星形接线中流入电流继电器的电流均为相电流,两种接线都能反应各种相间短路故障;(4)三相星形接线还可以反应各种单相接地短路;(5)两相星形接线不能反应全部的单相接地短路(如B相接地)。任务一任务一 三段式电流保护构成与运行三段式电流保护构成与运行【知识链接】5、设计Y,d或D,y接线降压
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