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其触点闭合,但此时电流继电器未动作,所以整套方向过电流保护仍被闭锁不动作。
方向过电流保护的动作时限,是将动作方向一致的保护,按逆向阶梯原则进行整定的。
图E-116方向过电流保护的原理接线图
103、根据图E-117说明输电线路三段式电流保护的构成及动作过程。
答:线路三段式电流保护的原理接线图及展开图如图E-117所示。其中KA1、KA2、KS1构成第Ⅰ段瞬时电流速断;KA3、KA4、KT1、KS2构成第Ⅱ段限时电流速断;KA5、KA6、KT2、KS3构成第Ⅲ段定时限过电流。三段保护均作用于一个公共的出口中间继电器KOM,任何一段保护动作均启动KOM,使断路器跳闸,同时相应段的信号继电器动作掉牌,值班人员便可从其掉牌指示判断是哪套保护动作,进而对故障的大概范围作出判断。
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图E-117三段式电流保护接线图 (a)原理图 (b)展开图
104、根据图E-118说明线路三段式零序电流保护的构成及动作过程。
答:三段式零序电流保护的原理接线如图E-118,在被保护线路的三相上分别装设型号和变比完全相同的电流互感器,将它们的二次绕组互相并联,然后接至电流继电器的线圈。当正常运行和发生相间故障时,电网中没有零序电流,故IR=0,继电器不动作,只有发生接地故障时,才出现零序电流,如其值超过整定值,继电器就动作。
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实际工作中,由于三只电流互感器的励磁特性不一致,当发生相间故障时,会造成较大的不平衡电流。为了使保护装置在这种情况下不误动作,通常将保护的动作电流按躲过最大不平衡电流来整定。
与相间短路的电流保护相同,零序电流保护也采用阶段式保护,通常采用三段式。目前的“四统一”保护屏则采用四段式。图E-118为三段式零序电流保护的原理接线图。瞬时零序电流速断(零序Ⅰ段有,由KA1、KM和KS7构成),一般取保护线路末端接地短路时,流过保护装置3倍最大零序电流3Iom的1.3倍,保护范围不小于线路全长的15%~25%。
零序Ⅱ段(由KA3、KT4和KS8构成)的整定电流,一般取下一级线路的零序Ⅰ段整定电流的1.2倍,时限0.5s,保证在本线末端单相接地时,可靠动作。
零序Ⅲ段(由KA5、KT6和KS9构成)的整定电流可取零序Ⅱ(或Ⅲ)段整定的1.2倍,或大于三相短路的最大不平衡电流,其灵敏性要求下一级末端故障时,能可靠动作。
图E-118三段式零序电流保护原理接线图
105、根据图E-119说明双回线的横联差动保护的构成及动作过程。
答:双回线横联差动保护装置是由电流启动元件和功率方向元件组成,图E-119(a)中,功率方向继电器KPD1和KPD2的电流线圈与电流继电器KA串联接于双回线的电流差上。功率方向继电器KPD1与KPD2加进同一电压(接母线电压互感器),但极性相反。在I1> I2(即同一回线上发生故障)时,左边的方向继电器KPD1的转矩为正,而右边的方向继电器KPD2的转矩为负;反之,在I2> I1 (即另一回线上发生故障)时,KPD2的转矩为正,KPD1的转矩为负。这样两回线路中任一回线路上发生故障时,电流继电器KA均启动保护装置,而
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两个功率方向继电器则用来判别故障线路。
正常及外部故障时,ⅰ1=ⅰ2、ⅰR =0 、保护不动作。
在线路L-1上K点故障时,ⅰ1>ⅰ2 ,所以ⅰR =ⅰ1-ⅰ2>ⅰs,电流继电器KA1启动,功率方向继电器KPD1触点闭合,KPD2触点不闭合,保护动作跳开断路器QF1。在线路受端,流入继电器的电流ⅰR =ⅰ1+ⅰ2 [见图E-119(b)],使电流继电器KA2、功率方向继电器KPD3动作,而KPD4不动作,从而使断路器QF3跳闸。同理在线路L-2上短路时,送端KA1、KPD2动作,受端KA2、KPD4动作,同时跳开断路器QF2、QF4。
为防止单回线运行时,横联差动保护在外部故障时误动作,保护的直流电源经双回线两个开关的常开辅助触点串联闭锁,只有当两个开关同时接入时,保护才作用。
方向横联差动保护的动作电流应大于穿越性故障时在差电流回路中引起的最大不平衡电流。
(a)
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(b)
图E-119方向横联差动保护的原理图
(a)一相的原理接线;(b)线路内部故障的电流分布
106、根据图E-120说明双回线电流平衡保护的构成及工作情况。
答:电流平衡保护是横联差动保护的另一种形式,它是按比较双回线路中
电流的绝对值而工作的,如图E-120所示。电流平衡继电器KBL1、KBL2各有一个工作线圈匝Nw,一个制动线圈匝NB和一个电压线圈匝Nv。KBL1的工作线圈接于线路L-1电流互感器的二次侧,由电流I1产生动作力矩Mw1,其制动线圈接于线路L-2电流互感器的二次侧,由电流I1产生动作力矩MB1。KBL2的工作线圈接于线路L-2电流互感器的二次侧,由I2产生动作力矩Mw2,其制动线圈接于线路L-1电流互感器的二次侧,由I1产生动作力矩MB2。KBL1、KBL2的电压线圈均接于母线电压互感器的二次侧。继电器的动作条件是Mw>MB+Mv(Mv为电压线圈中产生的力矩)。
正常运行及外部短路时,由于II=I2,KBL1、KBL2由于其反作用力矩Mv和继电器内弹簧反作用力矩Ms的作用,使触点保持在断开位置,保护不会动作。
当一回线路发生故障(如线路L-1的K点),由于II>I2,并由于电压大大降低,电压线圈的反作用力矩显著减少,因此KBL1中由II产生的动作力矩Mw1大于I2产生的制动力矩MB1与电压产生的制动力矩Mv之和,所以KBL1动作,切除故障线路L-1;对于KBL2,由于流过其制动线圈的电流II大于工作线圈流
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