三段電流保護(hù)

三段電流保護(hù)第1頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、過(guò)電流保護(hù)的原理接線過(guò)電流保護(hù)通常又簡(jiǎn)稱(chēng)為過(guò)流保護(hù)，其單相原理接線如圖2一1所示。由圖中可以看出，過(guò)流保護(hù)一般由三種元件構(gòu)成：(1）電流元件：即電流繼電器KA。它的作用是通過(guò)電流互感器T八反應(yīng)電流的大小，故又稱(chēng)測(cè)量元件或啟動(dòng)元件。當(dāng)電流增大至繼電器動(dòng)作值時(shí)，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合。過(guò)電流保護(hù)第2頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2）時(shí)限元件：即時(shí)間繼電器KT。它的作用是使保護(hù)裝置動(dòng)作具有所必須的延時(shí)。當(dāng)電流繼電器常開(kāi)接點(diǎn)閉合時(shí)，時(shí)間繼電器的線圈得電，其接點(diǎn)延時(shí)閉合，并經(jīng)信號(hào)繼電器KS的線圖、斷路器聯(lián)鎖接點(diǎn)QF接通跳閘線圈YR，使斷路器跳閘，將故障線路切除。(3）信號(hào)元件：即信號(hào)繼電器KS。它的作用是在保護(hù)裝置動(dòng)作的同時(shí)，信號(hào)繼電器本身的信號(hào)牌或燈光有顯示，以便值班員確認(rèn)是何種保護(hù)裝置動(dòng)作，并通過(guò)其機(jī)械保持接點(diǎn)接通“信號(hào)未復(fù)歸”光字牌。過(guò)電流保護(hù)第3頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、過(guò)電流保護(hù)的接線方式在三相電力系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際需要，通常將電流互感器與電流繼電器接成以下三種方式：1．三相完全星形接線如圖2一2所示。圖中三個(gè)電流互感器與三個(gè)繼電器分別按相連接，互感器與繼電器線圈接成完全星形，再將三個(gè)繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)并聯(lián)。這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)是：任何相間短路或接地短路故障時(shí)，至少有一個(gè)繼電器能反應(yīng)短路電流而動(dòng)作。但是這種接線的設(shè)備較多，投資較大，所以只用在某些重要元件的保護(hù)，例如變壓器的保護(hù)等。在一般相間故障的電流保護(hù)中，通常不采用這種接線方式。過(guò)電流保護(hù)第4頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．兩相兩繼電器不完全星形接線如圖2一3所示。這種接線方式的主要特點(diǎn)是B相不裝設(shè)電流互感器和電流繼電器，因而不能反應(yīng)B相接地故障。但由于這種接線方式能夠保護(hù)各種相間短路故障，故廣泛用于線路相間故障的保護(hù)。例如10kV線路保護(hù)等。需要指出的是：當(dāng)線路上接有Y,d或D,y接線的變壓器時(shí)，如果采用這種接線方式，那么當(dāng)變壓器后面發(fā)生某兩相短路時(shí)，靈敏度將會(huì)大大降低。過(guò)電流保護(hù)第5頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．兩相三繼電器不完全星形接線如果被保護(hù)線路的后面接有Y,d或D,y接線的變壓器，并要求該線路的保護(hù)用作該變壓器的后備保護(hù)時(shí)，就不能采用兩相兩繼電器不完全星形接線，而是在兩相不完全星形接線的中性線上再接入一個(gè)電流繼電器構(gòu)成兩相三繼電器接線，如圖2-5所示。此時(shí)所接入的第三個(gè)繼電器的電流為A、C兩相電流之和（注意是向量），即IN=Ia+Ic可見(jiàn)，第三個(gè)繼電器能夠反應(yīng)最大相電流值，使保護(hù)裝置的靈敏度提高了一倍。過(guò)電流保護(hù)第6頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在繼電保護(hù)的整定計(jì)算中，還經(jīng)常引入接線系數(shù)。所謂接線系數(shù)就是指流經(jīng)繼電器中的電流IK與電流互感器二次側(cè)電流I2之比，即在完全星接和不完全星接中，IK=

I2故Kw=1；但是如果電流互感器二次側(cè)接成三角形，而電流繼電器接法不變，則IK=1.73

I2，即Kw=1.73，過(guò)電流保護(hù)第7頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算所謂過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算，就是按一定原則確定保護(hù)裝置的動(dòng)作電流、校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度，并確定保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間。現(xiàn)分述如下：1．確定動(dòng)作電流確定過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作電流的主要依據(jù)是線路的最大負(fù)荷電流。即當(dāng)線路出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作。但在某些特定條件下，線路還可能出現(xiàn)大于最大負(fù)荷電流的情況。例如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流等。2．校驗(yàn)靈敏度電流保護(hù)的靈敏度應(yīng)按最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路末端兩相相間短路電流來(lái)檢驗(yàn)，即過(guò)電流保護(hù)保護(hù)裝置動(dòng)作電流第8頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)靈敏系數(shù)不滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用其它保護(hù)方式，如用于變壓器保護(hù)中的低電壓閉鎖電流保護(hù)、距離保護(hù)等。3．確定動(dòng)作時(shí)間確定過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，就是選擇時(shí)間繼電器的動(dòng)作時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間通常是按階梯形原則確定的，即每一級(jí)的動(dòng)作時(shí)間較下一級(jí)相鄰元件保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)限級(jí)差。顯然，愈靠近電源側(cè)，動(dòng)作時(shí)間愈長(zhǎng)。取值不宜過(guò)大，否則將會(huì)降低保護(hù)裝置的速動(dòng)性，但也不宜太小，否則當(dāng)相鄰線路發(fā)生短路故障時(shí)，可能出現(xiàn)越級(jí)動(dòng)作。通常份取為0.5s。這個(gè)時(shí)間主要考慮了下一級(jí)斷路器的跳閘時(shí)間，以及時(shí)間繼電器動(dòng)作時(shí)間的誤差等。過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不隨短路電流的大小變化，而是一個(gè)定值，故這種保護(hù)又稱(chēng)為定時(shí)限過(guò)流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)第9頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)由于過(guò)流保護(hù)是通過(guò)動(dòng)作時(shí)間的配合實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作的選擇性，故其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，速動(dòng)性較差。為此，經(jīng)常要與瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合使用。所謂瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是瞬時(shí)的，不設(shè)時(shí)間繼電器，其接線圖如圖2一8所示。圖中的中間繼電器KM有兩個(gè)作用：第10頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)（1）由于電流繼電器的接點(diǎn)容量較小，不能直接串入跳閘線圈的電流回路，故需要中間繼電器進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換；(2)當(dāng)線路上有大氣過(guò)電壓時(shí)，線路上的管型避雷器將瞬時(shí)對(duì)地放電，此情況相當(dāng)于接地短路，故保護(hù)裝置可能誤動(dòng)作。當(dāng)接入中間繼電器后，可利用它的固有時(shí)間（約為0.06~0.08s）來(lái)避開(kāi)避雷器的瞬間對(duì)地放電時(shí)間（約為0.04~0.06s)，從而防止了保護(hù)裝置的誤動(dòng)作.KM有兩個(gè)作用：第11頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的作用是保護(hù)本段線路，它的動(dòng)作電流是按短路電流進(jìn)行整定。為了實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，即在下一段線路短路時(shí)，不應(yīng)該誤動(dòng)作，故它的動(dòng)作電流應(yīng)大于下一段線路出口處的最大短路電流，如圖2一9所示。圖中曲線1為最大運(yùn)行方式下，三相短路電流隨短路距離的變化曲線。顯然距離愈遠(yuǎn)，線路阻抗愈大，短路電流愈小。本線路末端k1點(diǎn)與下一段線路出口處k2點(diǎn)接近，故短路電流值相等，設(shè)為瞬時(shí)速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于此值，即第12頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)將上式所計(jì)算出的動(dòng)作值用一條直線3表示在圖2一9中，此直線與曲線1交于M點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的距離l

max，就是瞬時(shí)速斷保護(hù)裝置的最大保護(hù)范圍。在此范圍以外，保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作。這就是說(shuō)，瞬時(shí)速斷保護(hù)不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，這是它的主要缺點(diǎn)。特別是在最小運(yùn)行方式下，發(fā)生兩相相間短路時(shí)，短路電流還要小，如曲線2所示。此時(shí)瞬時(shí)速斷保護(hù)的保護(hù)范圍l

min最小。規(guī)程要求，此最小保護(hù)范圍不能小于被保護(hù)線路的15％一20％。如果小于此值，瞬時(shí)速斷保護(hù)將失去應(yīng)用價(jià)值。第13頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)二、限時(shí)電流速斷保護(hù)瞬時(shí)電流速斷與過(guò)流保護(hù)相配合，能夠滿(mǎn)足一般線路保護(hù)的要求。但由于被保護(hù)線路的末端部分仍采用過(guò)流保護(hù)裝置，其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，故對(duì)某些重要線路，通常還要再增加一種保護(hù)，即限時(shí)電流速斷保護(hù)。限時(shí)電流速斷的動(dòng)作時(shí)間較短，只有0.5s，而且能保護(hù)全部線路。為了保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷的保護(hù)范圍就必然延伸到下一段線路，但不能超過(guò)下一段瞬時(shí)速斷的范圍，如圖2一10所示。和分別為保護(hù)裝置1的瞬時(shí)和限時(shí)的保護(hù)范圍，為保護(hù)裝置2的瞬時(shí)保護(hù)范圍。為瞬時(shí)速斷保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間；為限時(shí)速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，即0.5s。第14頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)為了使限時(shí)速斷的保護(hù)范圍不超越下一段瞬時(shí)速斷的保護(hù)范圍，限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值，應(yīng)大于下一段瞬時(shí)速斷保護(hù)的動(dòng)作值，即有限時(shí)電流速斷保護(hù)裝置應(yīng)保護(hù)本段線路的全部，因此應(yīng)選取本線路末端作為靈敏度的校驗(yàn)點(diǎn)。規(guī)程規(guī)定，其靈敏系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足下式第15頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三段電流保護(hù)三、三段式電流保護(hù)及其接線圖由瞬時(shí)電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)相互配合，構(gòu)成一整套線路保護(hù)，稱(chēng)之為三段式電流保護(hù)。其中瞬時(shí)（I段）和限時(shí)電流速斷（II段）保護(hù)構(gòu)成線路的主保護(hù)，當(dāng)線路任何一點(diǎn)短路時(shí)，主保護(hù)都會(huì)在不大于0.5s的時(shí)間內(nèi)靈敏動(dòng)作。過(guò)流保護(hù)是作為本線路的近后備保護(hù)和下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。應(yīng)特別注意的是，過(guò)流保護(hù)應(yīng)與下一段過(guò)流保護(hù)相配合，動(dòng)作時(shí)間相差0.5s。第16頁(yè)，課件共17頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所示為三段式電流保護(hù)的展開(kāi)式原理圖。圖