继电保护课程设计阶段式电流保护.docx

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继电保护课程设计阶段式电流保护

继电保护课程设计--阶段式电流保护

广东工业大学华立学院

设计科目:

电力系统继电保护

-阶段式电流保护

班级：

x电气（x）班

设计人：

xxx

指导老师：

xxx

设计时间：

x年x月x日

设计说明书

阶段式电流保护

无时限电流速断保护虽然能迅速切除短路故障，但不能保护线路的全长；限时电流速断保护虽能保护线路的全过长，却不能作为相邻线路的后备；而过电流可保护本线路及相邻线路全长，但做本线路的主保护时，往往动作时间较长，它们各有优缺点。

为了保证迅速可靠地切除故障，常常将无时限、限时电流速断及定时限过电流保护组合在一起，构成一整套保护，使之相互补充和配合，称为三段式电流保护，并通常将无时限电流速断保护称为I段，限时电流速断保护称为II段，定时限过电流保护称为III段。

I段II段保护共同组成线路的主保护，III段保护作为本线路I、II段保护的近后备，也作为下一段线路的远后备。

下图为电磁型三段式电流保护接线图。

保护采用不完全星形接线，它的第I段保护由继电器1KA、2KA、信号继电器KS组成；第II段保护由电流继电器3KA、4KA、时间继电器1KT及信号继电器2KS组成；第III段保护由电流继电器5KA、6KA、7KA、时间继电器2KT及信号继电器3KS组成。

为了在Y，d接线变压器后两相短路时，提高第III段保护的灵敏性，采用了7KA电流继电器。

为了便于分析故障，各段均有信号继电器，任一段保护动作都作用于同一出口继电器KCO跳三相。

保护中各段是独立工作的，可以通过压板投用或停用其中的某段。

电磁型继电保护装置的接线图有两种形式：

原理接线图和展开图。

原理图包括装置的所有元件，如图1所示，每个继电器的线圈和触点都画在一个圆形内，所有元件都有符号标注，原理图对整个保护的工作原理能给出一个完整的概念，较直观，使初学者容易理解。

但交、直流回路合在一起，接线较复杂，对于复杂保护，元件较多，接线显得更为复杂，难以进行回路的分析和检查。

因此，这种原理图在实用中具有一定的局限性。

展开图将交、直流回路分开画出，如图2所示。

其特点是每个继电器的线圈和触点分开画，属于哪个回路就画在哪个回路中，都用相同文字符号标注，以便查对。

展开图中，继电器线圈和触点的连接尽量按照故障后动作的顺序，自左而右，自上而下地依次排列。

展开图接线简单、层次清楚、阅读和查对十分方便，对于较复杂的保护，更显示出其优越性。

因此，在生产实际中得到了广泛应用。

三段式电流保护的各段参数的整定方法如前所述，其保护区和动作时限的配合情况，如图3所示。

由图可见，线路首端附近发生的短路故障，由第I段切除，线路末端附近发生的短路故障，由第II段切除，第III段只起后备作用。

因此，本线路任何处发生的短路故障，一般可在0.5s时限内有选择性地切除。

最后指出，三段式电流保护不一定三段全部投入，这由整定和校验的结果来决定。

当系统运行方式变化很大，无时限电流速断实际保护范围太短或无保护范围时，可不投入；在线路变压器组接线中，无时限电流速断已能保护线路全长，则II段也可以不投入；处在电网末端的输电线路，可能出现限时电流速断与过电流保护的动作时限相等的情况，此时，II段亦不必投入。

图1

图2

图3

例：

如下图所示，该单侧电源辐射网中，线路MN的保护方案拟定为三段式电流保护，采用三相不完全星形接线。

已知线路MN的最大负荷电流为300A，电流互感器变比为400/5，在最大和最小运行方式下，K1、K2、及K3点发生三相短路时的电流值见表1（均已折算到电源侧）。

保护3、4、7的过电流保护的动作时间分别为1.5s、2s和0.7s。

试计算保护1各段的动作电流及动作时间，校验保护的灵敏度并选择保护装置主要继电器。

短路电流值（表1）

短路点

K1

K2

K3

最大运行方式下三相短路电流（A）

5300

1820

800

最小运行方式下三相短路电流（A）

4700

1700

770

解1.保护1的无时限电流速断

一次动作电流，根据式

应为

继电器动作电流为

选用DL-11/100型电流继电器，其动作电流整定范围为25～100A。

2.保护1的限时电流速断保护

要计算保护1的II段动作电流，应先计算出保护2的无时限电流速断保护的动作电流

保护1的限时电流速断保护应与保护2的I段和变压器的快速保护相配合，动作电流应躲过K2点、K3点短路故障时流过保护1的最大电流。

由表1可见，动作电流整定应按与保护2的无时限电流速断保护相配合整定，即

继电器的动作电流为

选DL-11/50型电流继电器，其整定范围是12.5～50A。

动作时限为

灵敏度校验

3.过电流保护

根据式

，保护1的过电流保护动作电流为

（取

）则

继电器动作电流为

选用DL-11/10型电流继电器，其整定范围为2.5～10A。

动作时限按阶梯型时限特性，整定为

灵敏度校验：

作本线路近后备保护

作NQ线路后备保护

作变压器的后备保护

为了提高Y,d11，变压器后两相短路的灵敏度，可以采用两相三继电器接线，则变压器后备保护的灵敏度为

。

4.数据结果显示于下表：

动作电流（A）

选用的电流继电器

动作时限（S）

灵敏度校验

无时限电流速断保护（I段）

82.8

DL-11/100

限时电流速断保护（II段）

32.7

DL-11/50

0.5

1.56

过电流保护（III段）

7.94

DL-11/10

3

6.4