三段式电流保护的整定及计算.docx
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三段式电流保护的整定及计算
整定计算原则:
躲开本条线路末端最大短路电流
整定计算公式:
式中:
lact——继电器动作电流
Kc——保护的接线系数
IkBmax――最大运行方式下,保护区末端B母线处三相相间短路时,流经保护的
短路电流。
Klrel――可靠系数,一般取1.2〜1.3。
I1op1――保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验:
T
iirLti
^12Z,
/KM;
Xsm
要求最小保护范围不得低于15%〜20%线路全长,才允许使用
2、限时电流速断保护
整定计算原则:
电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流,且为保证在下一元件首端短路时保护动
作的选择性,保护1的动作时限应该比保护2大。
故:
式中:
KHrel――限时速断保护可靠系数,一般取1.1〜1.2;
△——时限级差,一般取0.5S;
灵敏度校验:
K保护区末立碾小两相相间短路电流计算值
”保护装置的动作值
规程要求:
3、定时限过电流保护
定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中:
KErel――可靠系数,一般取1.15〜1.25;
Krel――电流继电器返回系数,一般取0.85〜0.95;
Kss――电动机自起动系
数,一般取1.5〜3.0;
动作时间按阶梯原则递推
灵敏度分别按近后备和远
后备进行计算。
式中:
kmin保护区末端短路时,流经保护的最小短路电流。
即:
最小运行方式下,
两相相间短路电流。
要求:
作近后备使用时,Ksen>1.3〜1.5
作远后备使用时,Ksen>1.2
注意:
作近后备使用时,灵敏系数校验点取本条线路最末端;作远后备使用时,灵
敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端;
4、三段式电流保护整定计算实例
如图所示单侧电源放射状网络,AB和BC均设有三段式电流保护。
已知:
1)线路
AB长20km,线路BC长30km,线路电抗每公里0.4欧姆;2)变电所B、C中变压器连接组别为丫,d11,且在变压器上装设差动保护;3)线路AB的最大传输功率为9.5MW,功率因数0.9,自起动系数取1.3;4)T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧;5)系统最大电抗7.9欧,系统最小电抗4.5欧。
试对
AB线路的保护进行整定计算并校验其灵敏度。
解:
(1)短路电流计算
注意:
短路电流计算值要注意归算至保护安装处电压等级,否则会出现错误;双侧
甚至多侧电源网络中,应取流经保护的短路电流值;在有限系统中,短路电流数值会随时间衰减,整定计算及灵敏度校验时,精确计算应取相应时间处的短路电流数值。
B母线短路三相、两相最大和最小短路电流为:
=1590(A)
岳54+50沁4〕
=840(^
=1160(A)
C母线短路电流为:
—=石60U)
-73(79+50X0.4)
4卯〔町
馆(74+20x0.4+2S)
E母线短路电流为:
整定计算
1保护1的I段定值计算
工程实践中,还应根据保护安装处TA变比,折算出电流继电器的动作值,以便
于设定。
最小保护范围的校验:
=3.49KM
=175%>15%
2U
满足要求
2保护1限时电流速断保护
按躲过变压器低压侧母线短路电流整定:
与相邻线路瞬时电流速断保护配合
=1.15X1.25X840
=1210A
选上述计算较大值为动作电流计算值,动作时间0.5S。
灵敏系数校验:
K5eK='气區=lld°=0
可见,如与相邻线路配合,将不满足要求,改为与变压器配合
3保护1定限时过电流保护
按躲过AB线路最大负荷电流整定:
1.15x1.3
cpl
0.85厂37^10?
V3x——r—>:
0.9
段保护最大时限为1.5S,T1上保护动作最大时限为0.5S,则该保护的动作时限为
1.5+0.5=2.0S。
灵敏度校验:
近后备时:
2二二務忆十抚血瞪】=尺応
可靠系数取0.8〜
0.85o
若被保护对象为线路变压器组,则动作阻抗为:
如果整定阻抗角与线路阻抗角相等,则保护区为被保护线路全长的80%〜85%o
2、相间距离U段保护的整定
相间距离U段应与相邻线路相间距离第
I段或与相邻元件速动保护配合。
①与相邻线路第I段配合
动作阻抗为:
式中:
Kbmin最小分支系数。
KHrel――可靠系数,一般取0.8。
关于分支系数:
助增分支(保护安装处至故障点有电源注入,保护测量阻抗将增大)
2詛+十Z曲
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出,保护测量阻抗将减小。
)
庄_?
卿]+2皿2-2沁十知肥
Znpl――引出负荷线路全长阻抗
Znp2――被影响线路全长阻抗
Zset――被影响线路距离I段保护整定阻抗
汲出系数是小于1的数值。
C、助增分支、汲出分支同时存在时
总分支系数为助增系数与汲出系数相乘。
例题:
分支系数计算
已知,线路正序阻抗0.45Q/KM,平行线路70km、MN线路为40km,距离I
段保护可靠系数取0.85。
M侧电源最大阻抗ZsM.max=25Q、最小等值阻抗为
ZsM.min=20Q;N侧电源最大ZsN.max=25Q、最小等值阻抗分别为ZsN.min=15
Q,
试求MN线路M侧距离保护的最大、最小分支系数
解:
(1)求最大分支系数
最大助增系数:
最大汲出系数:
最大汲出系数为1。
总的最大分支系数为:
^=^^=3^3x1=3.93
(2)求最小分支系数
最小助增系数:
=2.52
最小汲出系数:
总分支系数:
^=^^=2-52x0.575=1.35
②与相邻元件的速动保护配合
灵敏度校验:
要求:
》1.3〜1.5
若灵敏系数不满足要求,可与相邻U段配合,动作阻抗为
动作时间:
3、相间距离川段保护的整定
整定计算原则:
按躲过最小负荷阻抗整定
①按躲过最小负荷阻抗整定
1.25。
可靠系数取1.2〜1.3;全阻抗继电器返回系数取1.15若测量元件采用方向阻抗继电器:
Wlm方向阻抗继电器灵敏角
Wld负荷阻抗角
②灵敏度校验
近后备时:
要求>1.3〜1.5
ft
远后备时:
要求>1.2注意:
以上动作阻抗为一次侧计算值,工程实践中还应换算成继电器的整定值:
旳IT
五、阶段式零序电流保护的整定
三段式零序电流保护原理接线图
1、零序电流速断保护
与反应相间短路故障的电流保护相似,零序电流保护只反应电流中的零序分量。
躲过被保护线路末端接地短路时,保护安装处测量到的最大零序电流整定。
“非全
由于是保护动作速度很快,动作值还应与“断路器三相触头不同时闭合”、相运行伴随振荡”等现象产生的零序电流配合,以保证选择性。
按非全相且振荡条件整定定值可能过高,灵敏度将不满足要求。
措施:
通常设置两个速断保护,灵敏i段按条件①和②整定;不灵敏i段按条件③整定。
在出现非全相运行时闭锁灵敏I段
2、限时零序电流速断保护
基本原理与相间短路时阶段式电流保护相同,不再赘述。
当灵敏度不满足要求时:
可采用与相邻线路的零序U段配合,其动作电流、动作时间均要配合。
3、零序过电流保护
动作电流整定条件:
①躲过下级线路相间短路时最大不平衡电流
②零序川段保护之间在灵敏度上要逐级配合