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三段式电流保护工作原理-接线-特点-整定计算

发布日期:2019-03-12
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三段式电流保护:分别是电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过流保护。
 1、电流速断保护——电力线路或设备发生故障时,其故障电流达到或超过保护装置的起动电流值,保护装置即时起动,开关设备立即跳闸,切除故障,这种保护方式,称为电流速断保护。
2、限时电流速断保护——速断保护不能保护线路全长,只能有选择性地保护线路一部分,余下部分为速断保护的死区。为避免上述情况,速断保护也可做成略带时限,称为限时电流速断保护。它和无时限电流速断配合,以消除电流速断保护的动作死区。
3、定时限过流保护——为了实现过电流保护的动作选择性,各保护的动作时间一般按阶梯原 则进行整定。即相邻保护的动作时间,自负荷向电源方向逐级增大,且每套保护的动作时间是恒定不变的,与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过流保护。
 
一、电流速断保护(第I段)
定义:系统运行方式和故障类型影响较大。
特点:
优点:动作迅速,简单可靠。
缺点:不能保护线路全长,且保护范围受
 
反应电流增大,瞬时动作的一种电流保护。如下图:
电流速断AB两相短路典型录波图
电流速断三相短路典型录波图

 1、短路电流的计算
1)与故障类型有关
2)与运行方式有关
3)与故障点到保护安装处的距离有关

 短路电流的大小与故障类型有关如下图:
短路电流的大小与故障类型公式图

 短路电流的大小
1)与故障类型有关
2)与运行方式有关
3)与故障点到保护安装处的距离有关

 短路电流的大小与运行方式有关
最大运行方式:流过保护安装处的短路电流最大时的运行方式(Zs 最小)  。
最小运行方式:流过保护安装处的短路电流最小时的运行方式(Zs 最大)
如下图:
 短路电流的大小与运行方式公式图
最大和最小运行方式下三相短路电流的变化曲线图
曲线1表示最大运行方式下三相短路电流的变化曲线。
曲线2表示最小运行方式下两相短路电流的变化曲线。

2、工作原理如下图:
三段式电流保护工作原理图1
1)动作电流:
大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流IK.B.max 如下图:
三段式电流保护动作电流图
2)保护范围如下图:
三段式电流保护保护范围图
电流速断保护不能保护线路全长,且保护范围受系统运方式和故障类型影响较大。如下图:
电流速断保护最大和最小保护范围图

3、原理接线图如下图:
三段式电流保护原理接线图1
三段式电流保护线路正常运行接线图
线发生相间故障如下图:
三段式电流保护线发生相间故障原理接线图
三段式电流保护原理接线图

二、限时电流速断保护(第II段)
定义:为保护本线路全长,增加一段带时限的电流速断保护,称限时电流速断保护。如下图:
特点:
1)保护范围大于本线路全长;
2)依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性;
3)与第I段共同构成被保护线路的主保护。
限时电流速断保护工作原理图
限时电流速断保护动作电流动作时限图
依靠动作电流值和动作时间共同保证限时电流速断保护选择性。

限时电流速断保护原理接线图如下图:
限时电流速断保护原理接线图1
限时电流速断保护原理接线图线路正常运行图
限时电流速断保护原理接线图2

三段式电流保护装置的整定计算
I、瞬时电流速断:1)保护装置的启动电流是按躲开下一-段线路出口处的最大运行方式下三相短路电流来整定; 2)没有时限。
II、限时电流速断:1)保护装置的启动电流是按躲开下一段线路的瞬时电流速断的启动电流来整定; 2)动作时间是根据下一段线路 的瞬时电流速断保护的动作时间来整定。
III、定时限过电流:1)保护装置的启动电流是按躲开本线路的最大负荷电流来整定; 2)动作时间是根据下一段线路的过电流保护的动作时间来整定。
 
三段式电流保护装置的整定计算公式图

1、电流速断保护
继电器的动作值如下图:
继电器的动作值公式图
保护装置的启动电流如下图:
保护装置的启动电流公式图
灵敏度校验如下图:
灵敏度校验公式图
2、限时电流速断保护
下一段线路的速断启动电流如下图:
下一段线路的速断启动电流公式图
继电器的动作值如下图:
继电器的动作值公式图
保护装置的启动电流如下图:
保护装置的启动电流整定计算图
动作时限如下图:
动作时限整定计算公式图
灵敏充校验如下图:
灵敏充校验整定计算公式图
3、定时限过电流保护
继电器的动作值如下图:
继电器的动作值整定计算公式图
保护装置的启动电流如下图:
保护装置的启动电流整定计算公式图
动作时限如下图:
动作时限整定计算公式图
灵敏度校验如下图:
灵敏度校验整定计算公式图
备注:
电力系统的最大与最小运行方式
1、最大运行方式:是指系统投入运行的电源容量最大,系统的等值阻抗最小,以致发生故障时,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
2、最小运行方式:是指系统投入运行的电源容量最小,系统的等值阻抗最大,以致发生故障时,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
电流互感器的接线系数
      接线系数是指故障时反映到电流继电器绕组中的电流值与电流互感器二次绕组中的电流值之比,即:继电器绕组中的电流值/电流互感器二次绕组中的电流值。
      当继电保护的接线系数越大,其灵敏度越低。接线系数的大小反映的是电线连接的牢固程度。接线系数越小(最小为1),线路连接越牢固。接线系数=1,说明线路连接的非常可靠,就像没有连接(原装的) 一样。
      对于三相式完全星型接线和两相两继电器不完全星型接线时为1。对于两电流差接线,三相短路时,接线系数是5;当A、C两相短路时,接线系数是2,当A、B或B、C两相短路时,接线系数是1。
 
 




 


 
 
 





 


 
 
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