2三段式电流保护的整定及计算.docx
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2三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算
1、瞬时电流速断保护
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:
Iact——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.
K1rel-—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:
式中:
X1--线路的单位阻抗,一般0。
4Ω/KM;
Xsmax-—系统最大短路阻抗.
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:
不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护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:
KⅡrel-—限时速断保护可靠系数,一般取1。
1~1.2;
△t——时限级差,一般取0.5S;
灵敏度校验:
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:
KⅢrel——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:
Ikmin-—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Y,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)
=1160(A)
C母线短路电流为:
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
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。
15×1。
25×840
=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:
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:
=501。
8A
动作时限按阶梯原则推。
此处假定BC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:
远后备时:
注意:
不能作T1的远后备。
四、距离保护的整定计算
相间距离保护多采用阶段式保护,三段式距离保护整定计算原则与三段式电流保护基本相同.
1、相间距离Ⅰ段保护的整定
相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗为:
可靠系数取0.8~0。
85.
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%。
2、相间距离Ⅱ段保护的整定
相间距离Ⅱ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。
KⅡrel-—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)
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。
)
Znp1——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0.45Ω/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=25Ω、最小等值阻抗为ZsM。
min=20Ω;N侧电源最大ZsN。
max=25Ω、最小等值阻抗分别为ZsN。
min=15Ω,
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:
(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Ⅱ段配合,动作阻抗为
动作时间:
3、相间距离Ⅲ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
可靠系数取1。
2~1。
3;全阻抗继电器返回系数取1.15~1。
25。
若测量元件采用方向阻抗继电器:
Ψlm——方向阻抗继电器灵敏角
Ψld——负荷阻抗角
②灵敏度校验
近后备时:
要求≥1.3~1.5
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:
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。
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”、“非全相运行伴随振荡”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Ⅱ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Ⅲ段保护之间在灵敏度上要逐级配合