35KV微机线路保护原理说明书
- 格式:doc
- 大小:536.00 KB
- 文档页数:14
首先,光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的,都是保护装置通过计算三相电流的变化,判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作,当接在电流互感器的二次侧的电流继电器(包括零序电流)中有电流流过达到保护动作整定值是,保护就动作,跳开故障线路的开关。
即使是微机保护装置,其原理也是这样的。
但是,光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护,并采用PCM光纤或光缆作为通道,使其动作速度更快,因而是短线路的主保护!另外,光纤差动保护和其它差动保护的不同之处,还在于所采用的通道形式不同。
纵联保护的通道一般有以下几种类型:1.电力线载波纵联保护,也就是常说的高频保护,利用电力输电线路作为通道传输高频信号;2.微波纵联保护,简称微波保护,利用无线通道,需要天线无线传输;3.光纤纵联保护,简称光纤保护,利用光纤光缆作为通道;4.导引线纵联保护,简称导引线保护,利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位,以判别区内、区外故障。
差动保护差动保护是输入CT(电流互感器)的两端电流矢量差,当达到设定的动作值时启动动作元件。
保护范围在输入CT的两端之间的设备(可以是线路,发电机,电动机,变压器等电气设备)。
中文名差动保护外文名Differential protection目录1. 1概述2. 2原理3. 3技术参数4. ▪环境条件1. ▪工作电源2. ▪控制电源3. ▪交流电流回路4. ▪交流电压回路5. ▪开关量输入回路1. ▪继电器输出回路2. 4功能3. 5主要措施4. 6缺点概述编辑电流差动保护是继电保护中的一种保护。
正相序是A超前B,B超前C各是120度。
反相序(即是逆相序)是A 超前C,C 超前B各是120度。
有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度,就是反相功率,而不是逆相序[1]。
差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。
差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点,那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等,差动电流等于零。
首先,光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的,都是保护装置通过计算三相电流的变化,判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作,当接在电流互感器的二次侧的电流继电器(包括零序电流)中有电流流过达到保护动作整定值是,保护就动作,跳开故障线路的开关。
即使是微机保护装置,其原理也是这样的。
但是,光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护,并采用PCM光纤或光缆作为通道,使其动作速度更快,因而是短线路的主保护!另外,光纤差动保护和其它差动保护的不同之处,还在于所采用的通道形式不同。
纵联保护的通道一般有以下几种类型:1.电力线载波纵联保护,也就是常说的高频保护,利用电力输电线路作为通道传输高频信号;2.微波纵联保护,简称微波保护,利用无线通道,需要天线无线传输;3.光纤纵联保护,简称光纤保护,利用光纤光缆作为通道;4.导引线纵联保护,简称导引线保护,利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位,以判别区、区外故障。
差动保护差动保护是输入CT(电流互感器)的两端电流矢量差,当达到设定的动作值时启动动作元件。
保护围在输入CT的两端之间的设备(可以是线路,发电机,电动机,变压器等电气设备)。
中文名差动保护外文名Differential protection目录1.1概述2.2原理3.3技术参数4.▪环境条件1.▪工作电源2.▪控制电源3.▪交流电流回路4.▪交流电压回路5.▪开关量输入回路1.▪继电器输出回路2.4功能3.5主要措施4.6缺点概述编辑电流差动保护是继电保护中的一种保护。
正相序是A超前B,B 超前C各是120度。
反相序(即是逆相序)是 A 超前C,C超前B 各是120度。
有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度,就是反相功率,而不是逆相序[1]。
差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。
差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点,那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等,差动电流等于零。
摘要电力系统是电能生产,变换,输送,分配和使用的各种电器设备按照一定的技术与经济要求组合成的一个联合系统。
随着自动化技术的发展,电力系统的正常运行,故障期间以及故障后的恢复过程中,许多控制操作日趋高度自动化。
这些操作的技术与装备大致可分为两大类:其一是为了保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备,主要进行电能生产过程中的连续自动调节,动作速度相对迟缓,调节稳定性高,把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象,这就是通常理解的“电力系统自动化”。
其二是当电网或电气设备发生故障,或出现影响安全运行的异常情况时,自动切除故障设备和消除异常情况的技术和设备,其特点是动作速度快,其性质是非调节性的,这就是通常理解的“电力系统继电保护与安全自动装置”。
本课程设计的任务是给35KV单电源双回线电网进行继电保护设计,首先选择电流互感器的变比,接着根据题目中给定参数进行双回线路继电保护的配置及继电保护整定计算,然后选择电网的保护装置与自动装置并设计一套电压二次回路断线闭锁装置,最后绘制出继电保护原理图,展开图和屏面布置图。
关键词:双回线路电流互感器继电保护电压闭锁保护35KV双回线路继电保护原理图及安装图设计1.绪论电力系统运行状态是指电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作状况。
根据不同的运行条件,可以将电力系统的运行状态分为正常状态,不正常状态和故障状态。
电力系统在运行中,可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路。
在发生短路时可能产生以下的后果:1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏;2.短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力的作用,引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命;3.电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量;4.破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振动,甚至使整个系统瓦解。
电气元件的正常工作遭到破坏,但没有发生故障,这种情况属于不正常运行状态。
35kV及以下系统变压器及线路保护的配置与整定一、保护配置要求GB/T-14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》要求:(一)35kV线路保护35kV为中性点非有效接地电力网的线路,对相间短路和单相接地,应按本条的规定装设相应的保护。
1、对相间短路,保护应按下列原则配置:1)保护装置采用远后备方式。
2)下列情况应快速切除故障:A)如线路短路,使发电厂厂用电母线低于额定电压的60%时;B)如切除线路故障时间长,可能导致线路失去热稳定时;C)城市配电网络的直馈线路,为保证供电质量需要时;D)与高压电网邻近的线路,如切除故障时间长,可能导致高压电网产生稳定问题时。
2、对相间短路,应按下列规定装设保护装置。
1)单侧电源线路可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护,必要时可增设复合电压闭锁元件。
由几段线路串联的单侧电源线路及分支线路,如上述保护不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求时,速断保护可无选择地动作,但应以自动重合闸来补救。
此时,速断保护应躲开降压变压器低压母线的短路。
2)复杂网络的单回路线路A)可装设一段或两段式电流速断保护和过电流保护,必要时,保护可增设负荷电压闭锁元件和方向元件。
如不满足选择性、灵敏性和速动性的要求或保护构成过于复杂式,宜采用距离保护。
B)电缆及架空短线路,如采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时,宜采用光纤电流差动保护作为主保护,以带方向或不带方向的电流电压保护作为后备保护。
C)环形网络宜开环运行,并辅以重合闸和备用电源自动投入装置来增加供电可靠性。
如必须环网运行,为了简化保护,可采用故障时先将网络自动解列而后恢复的方式。
3、平行线路平行线路宜分列运行,如必须并列运行时,可根据其电压等级,重要查那关度和具体情况按下列方式之一装设保护,整定有困难时,运行双回线延时段保护之间的整定配合无选择性:A)装设全线速动保护作为主保护,以阶段式距离保护作为主保护和后备保护;B)装设有相继速动功能的阶段式距离保护作为主保护和后备保护。
1 前言WXH-323A/01微机线路保护装置,主要用于35KV及以下电压等级小电流接地系统中输配电线路的保护、测量和控制功能。
2整定参数总汇(见表1)表1表1(续)表1(完)3 面板操作指南 3.1 主菜单WXH-323A/01微机线路保护装置键盘含义如下(菜单显示信息用斜体字表示,按键用方框阴影表示): 进入主菜单上下移动亮条或修改数值 左右移动亮条 确认操作返回到上一级菜单,直至退出主菜单 使装置重新启动 手动复归灯光及信号 具体操作如下:模块号设置监控参数设置保护定值设置相差显示监测显示报文显示开关操作开出传动修改密码光标,指示上下方是否还有菜单信息。
示“密码错误请退出”,输入密码正确时,进入相应菜单项的子菜单。
输入密码时“按键”与“数字”的对应关系为:键对应数字键对应数字5键对应数字键对应数字6键对应数字键对应数字8键对应数字键对应数字93.2 模块号设置在主菜单上选择〖模块号设置〗选项(将亮条移至〖模块号设置〗,输入密码后即可进入〖模块号设置〗子菜单,显示如下:模块号 011 60。
注:用户不可随意更改装置的模块号。
3.3监控参数设置在主菜单上选择〖监控参数设置〗选项,进入〖监控参数设置〗子菜单,显示如下:PTCT变比设置电度变比设置电度初值设置3.3.1 PTCT变比设置选择〖PTCT变比设置〗选项,显示如下:保护PT 0000测量CT 0000零序PT 0000零序CT 0000对侧PT 0000设置确认3.3.2电度变比设置选择〖电度变比设置〗选项,显示如下:正向有功 0000 0正向无功 0000 0反向有功 0000 0反向无功 0000 0设置确认每个电度变比由两部分组成,第一部分为每度转数(4位数),第二部分为每转脉冲数(1位数)。
设置方法同上所述。
3.3.3电度初值设置选择〖电度初值设置〗选项,显示如下:正向有功 00000.0正向无功 00000.0反向有功 00000.0反向无功 00000.0设置确认电度初值格式与电度表读数格式相同,设置方法同上所述。
35KV输电线路继电保护设计作者:鄢凯指导教师:陕春玲教学单位:三峡大学葛洲坝集团电力有限责任公司摘要:35KV输电线路继电保护主要是阶段式电流保护,即第Ⅰ段为电流速断保护,第Ⅱ段为限时电流速断保护,第Ⅲ段为过电流保护。
它以第Ⅰ段和第Ⅱ段作为主保护,以第Ⅲ段作为辅助保护。
当第Ⅰ、Ⅱ段灵敏系数不够时,可采用电流、电压联锁速段保护。
第Ⅰ段保护动作时间短,速动性好,但其动作电流较大,不能保护线路全长,保护范围最小;第Ⅱ段保护有较短的动作时限,而且能保护线路全长,却不能作为相邻元件的后备保护;第Ⅲ段保护的动作电流较前两段小,保护范围大,既能保护本线路的全长又能作为相邻线路的后备保护,灵敏性最好,但其动作时限较长,速动性差。
使用Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段组成的阶段式电流保护的主要优点是简单、可靠,并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求。
阶段式电流保护,在灵敏系数能满足要求时,用于35KV中性点非直接接地电网的线路上,作为相间短路的保护。
在35KV线路继电保护的设计中,还用到了单相接地保护,一般采用无选择性的绝缘监视信号装置。
关键词:35KV线路阶段式电流保护单相接地保护整定计算原理接线图评价及应用前言电力系统继电保护技术,是随电力系统的发展而发展起来的一门专业技术。
电力系统的发展,使发电设备容量和供电范围不断扩大,电压等级不断提高,电力系统的网络也越来越复杂。
这对于保证电力系统安全、可靠、稳定运动必不可少的继电保护技术,便提出了越来越高的要求,从而也就有了电力系统继电保护原理和装置从简单到复杂的发展过程。
再次我们所介绍的继电保护原理及装置主要用于35KV输电线路中。
35KV电力系统属中性点非直接接地系统,其中性点或经消弧线圈接地或不接地;对于相间短路和单相接地,由于接地电流小,三相电压仍能保持平衡,对用户没有很大的影响。
因此,单相接地保护一般动作于信号,但单相接地对人身和设备的安全产生危害时,就应动作于断路器跳闸,故均应装设相应的继电保护装置,一般由具有阶梯时限特性的多段式保护构成。
35 kV 输电线路继电保护系统设计摘要:在现在的电网中,输电线路显得尤其重要,输电线路和电网系统的安全有着紧密的联系,一个出问题,另一个也就会出故障。
所以,如何快速而有准确的去解决问题,这便给输电线路的保护提了很高的一个要求。
本文35kV输电线路继电保护系统的设计主要是利用距离保护原理,还得加上微机保护装置,在许多的高压电网中设计的一套保护系统。
距离保护可以很好的对所设计的输电线路进行保护,它可以看出来线路中是不是有故障,或者说是可以鉴定它有没有在保护区之内,然后来观察动作的大小,距离保护克服了很大的影响,因为电流和电压保护的缺点由系统运行模式去决定,还有很好的保护性能。
关键词:继电保护;继电保护;距离一、绪论由于在露天环境下,分布着许许多多的架空线路,而且长时间处于运行状态中,又因为平时可能会受到火灾,或者周围的一些自然环境发生改变等等诸多影响,可能会导致输电线路在运行的时候会发生一些故障。
在过去的很多时间里,因为要杜绝这类不安全事故(短路故障)的发生,但同时还得保证输电线路得保持运行状态,那么就有必要对线路进行检测,保护和修缮。
在高压输电线路保护的现实运用中,常常会发生故障,这就影响了继电保护装置的积极功能,在工作过程中,可能运行的设备就会特别多,保障电气设备的安全运行才可以提高输配电的服务质量水平。
对于35kV输电线路的运行而言,加强继电保护的应用是重中之重,而当高电压电力系统出现故障时,如果有继电保护的话,就会对它发出报警信号,从这一点就看出来了电气系统继电保护的必要性[1]。
二、输电线路故障分析与保护配置在外边的环境里,分布着许许多多的架空线路,而且长时间处于运行状态中,又因为平时可能会受到火灾,或者周围的一些自然环境发生改变等等诸多影响,可能会导致输电线路在运行的时候会发生一些突发性的意外。
(一)、引起故障的原因1. 雷击故障当输电线路正常工作的时候,突然来一声爆雷,很有可能会发生故障,而它可以分为好几种类型,导线和金属可能会对横担构件放电,而且第一片绝缘子也可能会对导线放电,复合绝缘子之间会相互放电等等很多类型,而且雷击状况的出现会让低零值绝缘子钢帽发生爆裂,可能会导致发生断电[2]。
阐述微机继电保护及其在35kV变电站的应用摘要:笔者阐述了继电保护的概念、原理和基本要求,以及微机继电保护具有的特点和软硬件构成。
对微机继电保护在某供电公司所属35kv变电站的运行现状进行了调研和总结,指出了微机继电保护在35kv变电站应用时所存在的缺陷和不足。
最后展望了电力系统继电保护技术的发展方向和前景。
关键词:微机继电保护 35kv变电站运行现状一、继电保护概述(一)继电保护的概念继电保护是一种能反应电力系统故障和不正常状态,并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。
其任务是:1、自动、迅速有选择地切除故障组件,使无故障部分恢复正常运行,使故障部分设备免遭毁坏。
2、发现电气组件的不正常状态,根据运行维护条件动作于发信号,减负荷或跳闸。
(二)继电保护的基本原理电力系统不同电气组件故障或不正常运行时的特征可能是不同的,但在一般情况下,发生短路故障之后总是伴随有电流增大,电压降低,电流、电压间的相位发生变化,测量阻抗发生变化等,利用正常运行时这些基本参数与故障时的区别,可以构成不同原理的继电保护。
例如反应电流增大的过流保护,反应电压降低的低电压保护,反应故障点到保护安装处之间的距离(或阻抗)的距离保护,反应电流、电压间相位的方向保护等。
(三)继电保护的基本要求动作与跳闸的继电保护,在技术、经济上一般应满足五个基本要求,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性和经济性。
1、选择性。
继电保护动作的选择性是指保护装置动作时,仅将故障组件从电力系统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性。
快速地切出故障可以提高电力系统并列运行的稳定性,减少用户在低电压情况下的工作时间,减少故障组件的损坏程度。
3、灵敏性。
继电保护的灵敏性,是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应该是,在事先规定的保护范围内部发生故障时,不论短路点的位置在何处,短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,都应敏锐感觉,正确反应。
首先.光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的.都是保护装置通过计算三相电流的变化.判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作.当接在电流互感器的二次侧的电流继电器(包括零序电流)中有电流流过达到保护动作整定值是.保护就动作.跳开故障线路的开关。
即使是微机保护装置.其原理也是这样的。
但是.光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护.并采用PCM光纤或光缆作为通道.使其动作速度更快.因而是短线路的主保护!另外.光纤差动保护和其它差动保护的不同之处.还在于所采用的通道形式不同。
纵联保护的通道一般有以下几种类型:1.电力线载波纵联保护.也就是常说的高频保护.利用电力输电线路作为通道传输高频信号;2.微波纵联保护.简称微波保护.利用无线通道.需要天线无线传输;3.光纤纵联保护.简称光纤保护.利用光纤光缆作为通道;4.导引线纵联保护.简称导引线保护.利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位.以判别区内、区外故障。
差动保护差动保护是输入CT(电流互感器)的两端电流矢量差.当达到设定的动作值时启动动作元件。
保护范围在输入CT的两端之间的设备(可以是线路.发电机.电动机.变压器等电气设备)。
中文名差动保护外文名Differential protection目录1.1概述2.2原理3.3技术参数4.▪环境条件1.▪工作电源2.▪控制电源3.▪交流电流回路4.▪交流电压回路5.▪开关量输入回路1.▪继电器输出回路2.4功能3.5主要措施4.6缺点概述编辑电流差动保护是继电保护中的一种保护。
正相序是A超前B,B 超前C各是120度。
反相序(即是逆相序)是 A 超前C,C超前B 各是120度。
有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度.就是反相功率.而不是逆相序[1]。
差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。
差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点.那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等.差动电流等于零。
绪论电力系统在运行中,可能发生各种故障和异常运行状态。
故障和异常运行状态都可能在电力系统中引起事故。
较其他电气元件,输电线路是电力系统中最容易发生故障的一环。
故障一旦发生,必须迅速而有选择性的切除故障区段,使非故障区段正常供电,这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
实现这些功能的就要靠继电保护装置。
随着微机技术的发展及现代社会对供电可靠性的提高,微机保护装置正日益普遍的用于电力系统中。
1.无论传统继电保护还是现代微机保护,其基本任务都是:(1)当电力系统被保护元件发生故障时,保护装置应能自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
(2)当电力系统被保护元件出现异常运行状态,能根据运行维护的条件,而动作于发出信号,减负荷或跳闸。
可见,继电保护对保证系统安全、稳定和经济运行,阻止故障的扩大和事故的发生,发挥着极其重要的作用。
因此,合理配置继电保护装置,提高整定和校核工作的快速性和准确性,以满足现代电力系统安全稳定运行的要求,理应得到我们的重视。
2.对电力系统继电保护的基本要求:动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
(1)选择性继电保护动作的选择性是指保护动作装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
(2)速动性快速的切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性,减少用户在电压降低的情况下工作的时间,以及缩小故障元件的损坏程度。
因此,在故障发生时,应力求保护装置能迅速动作切除故障。
(3)灵敏性继电保护的灵敏性,是指对于其保护范围内发生故障或者不正常运行状态的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时,不论短路点的位置、短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻都能敏锐感觉,正确反应。
(4)可靠性保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在任何其他该保护不该动作的情况下,则不应该误动作。
....35KV 微机线路保护原理说明书1 35kV 线路保护配置及功能本保护装置是以三段式方向过电流保护;零序电流保护;小电流接地选线;三相一 次重合闸(检无压或检同期可选)和后加速;低频减载;PT 断线检测及 PT 断线闭锁方 向或保护;说明了 35KV 微机线路保护的主要原理、硬件部分和软件部分的构成。
2 35KV 线路保护的主要原理2.1 三段式过电流保护原理输电线路发生短路时,相电流突然增大,线电压降低,当故障线路上的相电流大于 某一个规定值,同时保护安装处母线电压小于某一个规定值时,保护将跳开故障线路上 的断路器而将故障线路断电,这就是过电流保护的工作原理。
其中,规定值就是过电流保护的动作电流,它是能使电流保护动作的最小电流,通常用 IDZ 表示。
过电流保护在35KV 及以下的输电线路中被广泛应用。
下面对三段式过电流保护分别予以介绍:(1)无时限的电流速断保护(电流I段保护)我们以图 2.2 中单侧电源网络中输电 线路 AB 上所装设的电流保护来分析电流保护的原理。
在图 2.2 中,为了反映全线路的 短路电流,设 AB 线路的电流保护装于线路始端母线A处,在图上叫做电流保护 1,显然电流保护 1 要可靠动作,它的动作值 IDZ 必须选择小于或等于保护围可能出现的最小短路电流。
在图 2.2 中,假设 AB 线路上 d1 点发生三相短路,则线路上的短路电流为:I (3) dEZSZd(2-1)其中, E 是电源系统相电势, ZS 是电源系统阻抗, Zd 是故障点到保护安装处之问的阻抗,由式(2-1)可以看出,当系统电压一定的时候,短路电流的大小与系统阻抗和短路点的位置及短路类型有关,系统阻抗是由运行方式决定的,在最大运行方式下 ZS 取..........图 2.2 单侧电源网络中电流保护原理图最小值,在最小运行方式下 ZS 取最大值,在实际中,一般来说系统在最大运行方式下三相短路电流最大,称此为保护的最大运行方式,系统在最小运行方式下两相短路电流 最小,称此为保护的最小运行方式。
这两种情况下的短路电流随故障点位置变化的曲线 如图2.2中的曲线l和曲线2,曲线1为最大运行方式下的曲线,曲线2为最小运行方式下的曲线,当系统运行在其它任何方式下发生任何类型的短路时, Id f (Ld ) 曲线位于曲线l和曲线2之间。
对安装在AB线路的保护1来说,快速切除AB线路的故障是它的首要任务,因此其动作值 IDZ 应该小于等于AB线路上可能出现的最小短路电流,最小短路电流为线路末端发生两相短路时的短路电流I(2) B.minI ,(2) B.minI DZ。
同时,当BC线路靠近B端发生短路时,由于短路电流大于I (2) B.min,这时有可能使在AB..........线路的保护1误动作,因此,为了不使保护1误动作同时可以区分所保护线路的末端故障 和下一条线路的始端故障并且考虑到信号处理系统所产生的误差,保护1的动作电流应 满足:I DZK I (3) k B.min(2-2)其中, K k是可靠系数,通常Kk≥1.3,I(3) B.min是B母线处在最大运行方式下发生三相短路的电流。
根据式(2-2)整定的电流可以保证保护的选择性,如果省略装置和断路器的动作时 间,保护可以无延时动作,因此将此电流保护叫做无时限电流速断保护,也叫电流Ⅰ段 保护,它的动作值选择原则为:按躲开本线路末端发生短路时的最大短路电流整定。
但是,从图 2.2 中可以看出,系统在最小运行方式下保护的围 Lmin 最小,而在最 大运行方式下保护的围 Lm ax 最大,无时限电流速断保护的围随着运行方式的变化而变化,在最小方式下保护围可能为 0,这是无时限电流速断保护的缺点。
(2)限时电流速断保护(电流Ⅱ段保护) ”电流Ⅰ段保护并不能保护线路的全长,应该在 A 母线处再装设一套电流保护,这套 电流保护用来保护 AB 线路的全长,这样,如果在下一段相邻线路 BC 靠近 B 端发生短路 时,这套保护将会跳开 1DL 而失去选择性,因此,将这套保护启动以后经过一个延时再 作用于出口跳闸,当 BC 始端发生短路时,装在 B 母线的电流速断保护 2 首先动作,而 装在保护 1 处的带延时的电流保护不会误动,从而保证了选择性。
这套电流保护被称为 限时电流速断保护,也叫电流Ⅱ段保护,电流Ⅱ段保护的延时时间一般为 0.5 左右。
在图 2.3 中看出,只要 AB 闻的Ⅱ段电流保护围不超过 BC 间的Ⅰ段电流保护围,就 可以保证选择性,即:I II DZ .1KII KII DZ .2(2-3)其中I II DZ .1是AB间Ⅱ段电流保护的整定值,II DZ.2是BC间Ⅰ段电流保护的整定值,KII K可靠系数,KII K一般大于1.1。
..........在线路上安装了电流Ⅰ段和电流Ⅱ段保护以后,整段线路的故障可在 0.3~0.5s 之 得到解决,我们称电流Ⅰ段和Ⅱ段保护为线路的主保护。
图 2.3 三段式电流保护原理图(3)定时限过电流保护(电流Ⅲ段保护)一条线路保护中只安装了主保护,理论上来说可以解决线路的所有故障,但是当主 保护由于各种原因而拒动时,就需要一个后备保护,用来解决当主保护拒动时切除线路 故障,后备保护可以保护本线路全长,也可以保护相邻线路全长。
后各保护也叫电流Ⅲ 段保护,一般是定时限过电流保护,在图 2.3 中可以看出Ⅲ段电流的保护围,它的动作 值整定原则为:躲过正常运行时的最大负荷电流来整定,即:K K I III I K DZ.1III K st L.AB.maxre(2-4)其中,K III K是电流Ⅲ段可靠系数,K III K大于1.2,K st是自启动系数,K st大于等于1,Kre为返回系数,Kre小于1,I L.AB.max为线路AB上可能流过的最大电流,I III DZ .1是装在保护 1 处的电流Ⅲ段整定值。
电流Ⅲ段保护的延时时间比电流Ⅱ段保护的延时时间要长,而且,越靠近电网末端 的Ⅲ段电流保护动作时间越短,在越靠近电源附近的Ⅲ段电流保护动作时间越长,所以 电流Ⅲ段保护只能用做后备保护。
2.2 输电线路方向性电流保护的工作原理前面分析的是单侧电网过电流保护,而在实际中,一般都是双侧电源或者环网,以..........双侧电源网络为例说明,为了切除线路上的故障,线路的两侧都应该装设保护装置和断 路器。
图 2.4 方向型电流保护工作原理图从图 2.4 可以看出,当两端都有电源时,如果 d1 点发生短路故障,按选择性要求应该 是离故障点最近的保护 1 和保护 2 动作,使 1DL 和 2DL 跳闸切除故障,但是由于保护 2和保护 3 流过同一电流 I 有可能使保护 3 误动作,而这个误动作的保护是由于保护安装处反方向发生故障时,由对侧电源提供的短路电流而引起的,而且误动作的保护上流过 的电流方向都是由被保护的线路流向保护安装处母线,正确动作的保护上电流方向是由 保护安装处母线流向被保护的线路,两者电流方向正好相反,所以,应该在原来三段式 电流保护的基础上加上一个判断电流方向的元件,当正方向电流时保护动作,而负方向 电流时保护不动作,这就是方向电流保护的工作原理。
在实际中,由于电流是交流量,不用直接来判断它的方向,但是当故障点一定的时 候,短路电流和保护安装处的母线电压之间的夹角是不变的,所以应该利用功率方向元件来判断,如果设保护 2 的短路电流和母线电压之间的夹角为d1 ,那么保护 3 的短路电 流 和 母 线 电 压 之 间 的 夹 角 是 1800 d1 , 则 保 护 2 和 保 护 3 处的短 路功率为P2>O,P3<O,根据功率方向元件可以判断哪个保护应该动作,哪个保护不应该动作,从 而有效的解决了保护的误动作。
采用 900 接线方式后,当保护安装处附近发生两相相间短路时,有两相输入保护的电压中含有非故障相电压,而非故障相电压不变,故障相电压降低,所以输入保护装置 的电压仍然很高,这样就消除了保护的死区,当保护安装处附近发生三相短路时,因为 输入保护的电压都很低,但是在故障前瞬间这些值都很大,所以可以利用微机保护的记 忆功能来使输入电压的幅值增大而保持故障电压的相位特征,从而可以消除死区。
..........2.3 单相接地报警原理35KV 电网是中性点不接地系统,当发生单相接地故障时,故障点的电流很小,而且 三相线电压仍然保持对称,对负荷的供电基本没有影响,在一般情况下,允许再运行 1-2 小时,不必立即跳闸,但是这时其它两相的对地电压要升高倍 3 ,为防止故障进一步 扩大成两点或多点接地短路而对负荷供电造成影响,应该及时的发出报警信号,以便运 行人员采取措施给予清除。
小电流系统的单相接地原理图如图 2.5 所示。
在图 2.5 中可以看出,系统在正常运行情况下,三相对地有相同的电容 C0 ,每一 相都有一个对地电容电流,这三个电流之和为 0,假设 A 相发生单相接地短路,A 相对 地电压为 0,其它两相对地电压变为原来的 3 倍,对地电容电流也变为原来的 3 倍,我们用 Ib 和 I c 来表示非故障相的对地电流,则可以得出:Ib U BD jC0Ic UCD jC0(2-5)此时,从接地点流回的电流 Id Ib Ic 3UC0 ,为正常运行时三相对地电容电流的算术和。
当系统中有多条线路存在时,每条线路上都有对地电容存在,当其中一条线 路 A 相发生单相接地故障时,整个系统的 A 相对地电压都为 0,所以 A 相的对地电容电流为 0,在非故障线路上,B 相和 C 相流有本身的电容电流,因此,在线路的始端反应的零序电流为I0x Ibx Icx(2-6)其有效值是 3I0x 3UC0 ,就是该线路本身的电容电流,该电容电流的方向为母线流向线路。
总结以上分析的结果,我们可以得出以下结论: (1)发生单相接地故障时,整个系统都出现零序电压。
(2)非故障线路上的零序电流数值上等于本身的对地电容电流,电容性无功功率实际方向是从母线流向线路。
..........图 2.5 小电流系统单相接地原理图(3)故障线路上,零序电流为整个系统非故障线路对地电容电流之和,数值比较大, 电容性无功功率方向是从线路流向母线。
3 保护装置的硬件构成及特点3.1 微机保护的硬件系统一套微机保护由硬件系统和软件系统两大部分组成。
硬件系统是构成微机保护的基 础,软件系统是微机保护的核心。
微机保护的硬件系统构成,它由下述几部分构成:⑴ 微机主系统:它是以中央处理器(CPU)为核心,专门设计的一套微型计算机,完成数 字信号的处理工作。
⑵ 模拟量数据采集系统:对模拟量信号进行测量和数字量转换。