三段式電流保護的整定與接線

1、三段式電流保護整定與接線一、瞬時電流速斷保護三段式電流保護中的I段整定計算：指確定保護裝置動作值的計算對于僅反應于電流增大(短路電流)而瞬時動作電流保護，稱為瞬時電流速斷保護。 1、短路電流的計算 ：ES系統(tǒng)等效電勢XS 發(fā)生短路時系統(tǒng)等值阻抗X1l 線路阻抗， X1為線路單位長度阻抗，l為故障點至電源的距離IKl0ACB123某種運行方式下,發(fā)生某種類型短路時的短路電流曲線短路點離電源越大,短路電流越大.最大運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最大的方式。（Xs.min）在最大運行方式下，發(fā)生三相短路時，短路電流最大。利用Xs.min結合線路阻抗可求出線路中某點的最大短

2、路電流。最小運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最小的方式。（Xs.max）在最小運行方式下，發(fā)生兩相短路時，短路電流最小。用Xs.max結合線路阻抗可求出線路中某點的最小短路電流。Ik的大小與運行方式(發(fā)生短路時系統(tǒng)的接線)、故障類型(三相還是二相）及故障發(fā)生點有關,以下兩種運行方式是在整定計算中用到的：IKl0最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3在最大運行方式下(XS.min),發(fā)生d(3),短路電流最大.在最小運行方式下(XS.max),發(fā)生d(2),短路電流最小.2、整定值計算整定原則：為了保護的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短

3、路短路整定計算公式：Iact.1I段保護的動作值Krel可靠系數(shù)IK.B.max線路末端的最大短路電流(用Xs.min)動作時間t =0s 注：保護裝置的動作電流：能使該保護裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。 I第I段電流動作值=可靠系數(shù)乘本線路末最大短路電流3.保護范圍:有選擇性的電流速斷保護不可能保護線路的全長 靈敏性：用保護范圍的大小來衡量 一般用lmin來校驗 要求： （1520） 課堂作業(yè)最小保護范圍lmin / lIKl0ACB123某種運行方式下,發(fā)生某種類型短路時的短路電流曲線保護范圍：從IK曲線與起動電流的交點到電源這段距離。在保護范圍內(nèi)發(fā)生短路時,短路電流大于

4、或等于I段整定電流時，I段保護才動作,保護范圍之外的不動作.可見, I段保護不能保護線路全長。Iact.1I另外,對于I段保護而言,保護范圍并不是固定不變的.可見,對于I段保護而言,短路電流越大,保護范圍越大,短路電流越小保護范圍越小.IKl0lminlmax最大短路電流曲線最小短路電流曲線ACB123DL1L2L3Ik.B.maxIact.1l在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時,保護范圍最小在最大運行方式下發(fā)生三相短路時,保護范圍最大靈敏度：lmin / l15%20%4、單相原理接線圖+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號動作分析：正常運行狀態(tài)下+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號發(fā)生短

5、路動作分析：保護動作過程+IKAKMKS+QFTAQF1LT信號動作分析：結果與返回+IKAKMKS+QFTAQF1LTI段電流保護動作線路上發(fā)生短路電流互感器一次側電流增大當電流大于或等于I段動作值KA起動, KA觸點閉合KM線圈加電,KM觸點閉合電流互感器二次側電流增大KS線圈加電KS觸點閉合發(fā)信號接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動作過程第I段保護的接線返回過程跳閘回路的返回：KA與KM的返回：KS的返回：略QF斷開QF斷開QF1斷開跳閘回路斷電LT線圈失電返回電流互感器一次側電流為0電流互感器二次側電流為0KA線圈失電, KA觸點返回(打開)KM線圈失電,KM觸點返回(打開) 中間繼

6、電器的作用： 接點容量大，可直接接LT去跳閘 當線路上裝有管型避雷器時，利用其固有動作時間（60ms）防止避雷器放電時保護誤動小結 僅靠動作電流值來保證其選擇性 能無延時地保護本線路的一部分（不是一個完整的電流保護）。例子：下圖所示的單側電源輻射網(wǎng)絡，線路L1、L2上均裝設三段式電流保護。已知 ，最大運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min =13，最小 運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max= 14,線路單位長度正序電抗X1=0.4 /km, L1正常運行時最大負荷電流為120A,線路L2的過電流保護的動作時限為2.0s.計算線路L1三段式電流保護的動作電流、動作時限并校驗保護的靈敏系數(shù)。ACB1

7、23DL1L2L380km80km80km解：（1）第I段動作電流：動作時限:IK.B.max= = =1.475(KA) ESXS.min+X1l(3)13+0.480Iact.1=1.2 1.475=1.77(KA)靈敏度校驗:(略)1.2 t=0課后作業(yè)：求L2線路L3的第I段動作值和動作時限二、即時電流速斷保護電流保護的第段1、 要求任何情況下能保護線路全長，并具有足夠的靈敏性在滿足要求的前提下，力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護。 2、 整定值的計算和靈敏性校驗為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護范圍不超出下一條線路第段的保護范圍。即整定值與相鄰線路第段配合

8、。整定原則:躲過下一線路第段整定電流動作電流： Krel：范圍1.11.2,常取1.1 , 為L2的I段動作電流動作時間： t：范圍(0.30.6)，常取0.5s，稱時間階梯.靈敏性： Ksen1.31.5,一般1.3即可Ksen=線路末的最小短路電流/第II段動作電流 第II段電流動作值=可靠系數(shù) 乘 下一線路的第I段動作值 第II段動作時間=下一線路的第I段動作時間 加 0.5s (實際就是0.5s)ACB123DL1L2L380km80km80km分析3、 靈敏度不夠若靈敏性不滿足要求，與下一線路第II段電流保護配合。動作電流：I IIact.1=Krel I IIact.2動作時間：

9、tII = tII+t12 第II段電流動作值=可靠系數(shù) 乘 下一線路的第II段動作值 第II段動作時間=下一線路的第II段動作時間 加 0.5s (實際上就是1s)4、 接線：與第段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r間繼電器。5、 小結：限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性與第段共同構成被保護線路的主保護，兼作第段的后備保護。單相原理接線圖+IKAtKTKS+QFTAQF1LT信號延時后出現(xiàn)兩種可能性：動作和返回線路上發(fā)生短路電流互感器一次側電流增大當電流大于或等于第II段動作值KA起動, KA觸點閉合KT線圈加電,KT觸點延時閉合電流互感器二次側電流增大K

10、T線圈加電KS觸點閉合發(fā)信號接通跳閘回路(QF1、LT)QF跳閘動作過程：返回過程跳閘回路的返回：KA與KT的返回：KS的返回：QF斷開QF斷開QF1斷開跳閘回路斷電LT線圈失電返回電流互感器一次側電流為0電流互感器二次側電流為0KA線圈失電, KA觸點返回(打開)KM線圈失電,KT觸點返回(打開)三、定時限過電流保護（電流保護的第段） 1、 作用： 作為本線路主保護的的保護稱為過電流保護，此保護不僅能近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。2、整定值的計算和靈敏性校驗： 1）整定原則：躲最大負荷電流在外部故障切除后，電動機

11、自起動時，應可靠返回。2）動作電流：Krel可靠系數(shù)，取1.21.3，常取1.2Kr電流繼電器返回系數(shù)，取0.850.95，常取0.85Kast自起動系數(shù)，取1.53,常取2.2IR本線路末最大負荷電流，通常是電動機自起動電流3)靈敏度校驗：近后備：Ksen=本線路末端短路時的最小短路電流 /第III段動作值 1.31.5遠后備：Ksen=下線路末端短路時的最小短路電流 /第III段動作值 1.23、動作時間：在線路中某處發(fā)生短路故障時，從故障點至電源之間所有線路上的電流保護第段的測量元件均可能動作。例如：上圖所示中d短路時，保護14都可能起動。為了保證選擇性，須加延時元件且其動作時間必須相互

12、配合。注：當相鄰有多個元件，應選擇與相鄰時限最長的配合整定方法：從整條線路末端向整條線路始端（電源端）整定，逐級加t(0.5s).線路的III段動作時限=下一線路的III段動作時限+t4、接線：與II段同 小結： 第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其靈敏度比第、段更高； 在后備保護之間，只有靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才能保證選擇性； 保護范圍是本線路和相鄰下一線路全長； 電網(wǎng)末端第段的動作時間可以是保護中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設電流速斷保護；末級線路保護亦可簡化（或），越接近電源，t越長，應設三段式保護。四、三段式電流保護整定算例例子：下圖所示的單側電源輻射網(wǎng)

13、絡，線路L1、L2上均裝設三段式電流保護。已知 ，最大運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.min =13，最小 運行方式下系統(tǒng)的等值阻抗Xs.max= 14,線路單位長度正序電抗X1=0.4 /km, L1正常運行時最大負荷電流為120A,線路L2的過電流保護的動作時限為2.0s.計算線路L1三段式電流保護的動作電流、動作時限并校驗保護的靈敏系數(shù)。ACB123DL1L2L380km80km80kmIact.1=krelIk.B.max=IACB123DL1L2L380km80km80km13+0.48066.395451.475Iact.2=krelIk.C.max= 1.2 = 1.2 = 1.2

14、 = 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第段瞬間電流速斷保護1.2 1.2 1.2 1.2 1.77(KA)1.034(KA)0.731(KA)Iact.1=krelIact.2=1.11.034=1.137(KA)IIACB123DL1L2L380km80km80kmIact.2=krel Iact.3=1.1 0.731=0.804(KA)（自己練習，不屬于解題范圍）II第段限時電流速斷保護II校驗靈敏度：（繼路器1）Ksen= Iac