3、定时限过电流保护:保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长
二、短路的电流保护
通常输电线路电流保护采用阶段式电流保护,采用三套电流保护共同构成三段式电流保护。可以根据具体的情况,只采用速断加过流保护或限时速断加过流保护,也可以三段同时采用。
2.1.1无时限电流速断保护的工作原理
瞬时电流速断保护又称Ⅰ段电流保护,它是反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护。
当系统电源电势一定,线路上任一点发生短路故障时,短路电流的大小与短路点至电源之间的电抗(忽略电阻)及短路类型有关,三相短路和两相短路时,流过保护安装地点的短路电流可用下式表示
Ik(2)Es3??2Xs?X1l式中 Es——系统等电源相电势;
Xs——系统等效电源到保护安装处之间的电抗;
I(3)kEs?Xs?X1lX1——线路千米长度的正序电抗;
l ——短路点至保护安装处距离。
由式(2.1-1)、式(2.1-2)可见,当系统运行方式一定时,Es和Xs是常数,流过保护安装处的短路电流,是短路点至保护安装处距离l的函数。短路点距离电源越远(l越大),短路电流值越小。 信号 图2-1 瞬时电流速断保护原理接线图 瞬时电流速断保护单相原理接线,如图(2.1—1)所示,它是由电流继电器KA(测量元件)、中间继电器KM、信号继电器KS组成。 2.2限时电流速断电流保护
2.2.1 限时电流速断保护的单相原理接线 限时电流速断保护的单相原理接线图1所示。它与瞬时电流速断保护相似,只是时间继电器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,是本线路的近后备和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。其缺点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和保护范围的要求。
无时限电流速断、限时电流速断和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和KS1组成第I保护,由KA3、KA4、KT1和KS2组成第II段保护,过电流部分则由KA5、KA6、KA7KT2和KS3组成。由于三段电流保护的动作电流和动作时限整定均不相同,必须分别使用不同的电流继电器和时间继电器,而信号继电器KS1、KS2和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
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 I(3)???461(A)K.maxZS.min?ZAB?ZT16.3?10?30
Ⅱ(3)IⅡop?Kre1IK.max?1.3?461?600(A)

