单侧电源网络三段式相间电流保护设计 只就是时间继电器KT代替了中间继电器KM。当保护范围内发生短路故障时,继电器KA动作后,必须经时间继电器的延时,启动信号继电器,动作于断开断路器。 信号K 图2-2 限时电流速断保护单相原理接线图 限时电流速断保护灵敏性较高,能保护线路的全长,并且还可作为本线路瞬时电流速断保护的后备保护。 2、2、2总结
1、限时电流速断保护作为线路的主保护,要求应能保护被保护线路全长。为了缩短保护的动作时间,动作值与相邻线路、元件速断保护配合 2、限时电流速断保护的选择性就是依靠动作值、动作时间来保证。 3、当灵敏度不满足要求时,可与相邻线路限时电流速断保护配合。
2、3定时限过电流保护
定时限过电流保护就是指按躲过最大负荷电流整定,并以动作时限保证其选择性的一种保护。输电线路正常运行时它不应启动,发生短路且短路电流大于其动作电流时,保护启动延时动作于断路器跳闸。过电流保护不仅能保护本线路的全长,也能保护相邻线路的全长,就是本线路的近后备与相邻线路的远后备保护。 QF1tQF2QF3△t△t0l 图2- 3定时限过电流保护的工作原理及时限特性 2、4电流三段保护小结 使用1段、2段或3段组成的阶段式电流保护的主要优点就是简单、可靠,并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求,因此在35kv及以下的中、低压
单侧电源网络三段式相间电流保护设计
网络中得到了广泛应用。其缺点就是它直接受电网的接线及电力系统运行方式的影响,例如整定值必须按电网最大运行方式整定,而灵敏性必须用电网最小运行方式来校验,这就难以满足灵敏系数与保护范围的要求。
无时限电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护构成三段式电流保护。主要由继电器KA1、KA2、KCO与KS1组成第I保护,由KA3、KA4、KT1与KS2组成第II段保护,过电流部分则由KA5、KA6、KA7KT2与KS3组成。由于三段电流保护的动作电流与动作时限整定均不相同,必须分别使用不同的电流继电器与时间继电器,而信号继电器KS1、KS2与KS3则分别用以发出I、II、III段保护动作的信号。
接线图
三 设计方案
3、1、原始数据及保护方案的选择 3、1、1原始数据
35kV单侧电源辐射网络,已知:
1、变电所B、E中变压器连接组别为Y,d11,并且装设差动保护;
2、线路AB的最大传输功率Pmax=9MW,功率因数cosφ=0、9,系统中的发电机均装设了自动励磁调节器,自启动系数1、3;
3、图中电抗为归算至37kV电压级的有名值,各线路正序电抗为X1=0、4Ω/km; 4、系统等值阻抗Zs、max=9、4Ω, Zs、min=6、3Ω。 5、设第三段动作时间为1s
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3、1、2保护方案的选择
选三段式电流保护作为线路AB的保护方案
四、保护整定计算
4、1无时限电流保护的整定计算
B母线短路时流过线路AB的最大三相短路电流为
(3)IK.max?ES37?1000/3??1310(A)
ZS.min?ZAB6.3?0.4?25线路AB的无时限电流速断保护的动作电流为
Ⅰ(3)IⅠop?Kre1IK.max?1.25?1310?1638(A)
其最大保护范围
lmax?1ES137000/3(Ⅰ?ZS.min)?(?6.3)?16.85(km)Z1Iop0.41638lmax16.85?100%??100%?67.4%?50%lAB25
可见,最大保护范围满足要求。 校验,最小保护范围
lmin?13ES1337000/3(?Z)?(?2.9)?20.99(km)S.maxⅠZ12Iop0.421638lmin20.99?100%??100%?83.94%?15%lAB25可见,最小保护范围满足要求。
4、2限时电流速断保护的整定计算
4、2、1最大三相短路电流整定
与变压器T1配合,按躲过变压器的低压侧母线三相短路时,流过线路AB的最大三相短路电流整定,
ES37?1000/3?(A) ?461(A)II?K?I?1.3?461?600ZS.min?ZAB?ZT16.3?10?30Ⅱ(3)Ⅱ(3)K.maxre1K.maxop
4、2、2与相邻线路的电流速断保护相配合
(3)IK.max?ES37?1000/3??755(A)
ZS.min?ZAB?ZBC6.3?10?0.4?30Ⅱ(3)IⅡop?Kre1IK.max?1.15?1.25?755?1085(A)
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取较大值作为动作电流。 4、2、3灵敏度校验。
B母线短路时,流过线路AB的最小两相短路电流
(2)IK.min?ES337?1000??1432.2(A)
2ZS.max?ZAB2?(2.9?10)(2)IK1432.2.min灵敏系数为Ksen?Ⅱ??1.32?1.3
Iop1085灵敏系数满足要求
4、3定时限过电流保护的整定计算
4、3、1流过线路AB的最大负荷电流
IL.max?9?1000?174(A)
3?0.95?35?0.9动作电流为
KⅢ?KSS1.2?1.3I?re1IL.max??174?319(A)
Kre0.85Ⅲop灵敏度校验
4、3、2过电流保护作为本线路的近后备时
(2)IK954.minKsen?Ⅲ??2.99?1.5
Iop3194、3、3过电流保护作为相邻线路的远后备时
线路BC末端发生两相短路时流过线路AB的最小两相短路电流
(2)IK.min?ES337000??589(A)
2ZS.max?ZAB?ZBC2?(9.4?10?12)Ksen(2)IK589.min?Ⅲ??1.85?1.2 Iop319变压器T1低压侧发生两相短路时,流过线路AB的最小两相短路电流(采用两相三继电器接线时)
(2)IK.min?ES2337000??862(A)
32(ZS.max?ZAB?ZT1)(2.9?10?30)单侧电源网络三段式相间电流保护设计
(2)IK862.minKsen?Ⅲ??2.7?1.2
Iop319定时限过电流保护的灵敏系数均满足要求
五、三段式电流保护的评价
优点:使用1段、2段或3段组成的阶段式电流保护的主要优点就是简单、可靠,并且在一般情况下能够满足快速切除故障的要求,因此在35kv及以下的中、低压网络中得到了广泛应用。
缺点:它直接受电网的接线及电力系统运行方式的影响,例如整定值必须按电网最大运行方式整定,而灵敏性必须用电网最小运行方式来校验,这就难以满足灵敏系数与保护范围的要求。 六:总结
我国电力系统继电保护技术的发展经历了4个阶段。随着电力系统的高度发展与计算机技术、通讯技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破与应用革命,有数字时代跨入信息化时代,发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
参考文献
《系统继电保护》 主 编:许建安 陕春玲 出版发行:黄河水利水电出版社 版 次:2008年12月第1版
单侧电源网络三段式相间电流保护设计
