三段电流保护

一、过电流疼惜的原理接线过电流疼惜通常又简称为过流疼惜，其单相原理接线如图2一1所示。由图中可以看出，过流疼惜一般由三种元件构成：(1）电流元件：即电流继电器KA。它的作用是通过电流互感器T八反应电流的大小，故又称测量元件或启动元件。当电流增大至继电器动作值时，其常开接点闭合。过电流疼惜(2）时限元件：即时间继电器KT。它的作用是使疼惜装置动作具有所必需的延时。当电流继电器常开接点闭合时，时间继电器的线圈得电，其接点延时闭合，并经信号继电器KS的线图、断路器联锁接点QF接通跳闸线圈YR，使断路器跳闸，将故障线路切除。(3）信号元件：即信号继电器KS。它的作用是在疼惜装置动作的同时，信号继电器本身的信号牌或灯光有显示，以便值班员确认是何种疼惜装置动作，并通过其机械保持接点接通“信号未复归”光字牌。过电流疼惜二、过电流疼惜的接线方式在三相电力系统中，依据实际须要，通常将电流互感器与电流继电器接成以下三种方式：1．三相完全星形接线如图2一2所示。图中三个电流互感器与三个继电器分别按相连接，互感器与继电器线圈接成完全星形，再将三个继电器的常开接点并联。这种接线方式的优点是：任何相间短路或接地短路故障时，至少有一个继电器能反应短路电流而动作。但是这种接线的设备较多，投资较大，所以只用在某些重要元件的疼惜，例如变压器的疼惜等。在一般相间故障的电流疼惜中，通常不接受这种接线方式。过电流疼惜2．两相两继电器不完全星形接线如图2一3所示。这种接线方式的主要特点是B相不装设电流互感器和电流继电器，因而不能反应B相接地故障。但由于这种接线方式能够疼惜各种相间短路故障，故广泛用于线路相间故障的疼惜。例如10kV线路疼惜等。须要指出的是：当线路上接有Y,d或D,y接线的变压器时，假如接受这种接线方式，那么当变压器后面发生某两相短路时，灵敏度将会大大降低。过电流疼惜3．两相三继电器不完全星形接线假如被疼惜线路的后面接有Y,d或D,y接线的变压器，并要求该线路的疼惜用作该变压器的后备疼惜时，就不能接受两相两继电器不完全星形接线，而是在两相不完全星形接线的中性线上再接入一个电流继电器构成两相三继电器接线，如图2-5所示。此时所接入的第三个继电器的电流为A、C两相电流之和（留意是向量），即IN=Ia+Ic可见，第三个继电器能够反应最大相电流值，使疼惜装置的灵敏度提高了一倍。过电流疼惜在继电疼惜的整定计算中，还常常引入接线系数。所谓接线系数就是指流经继电器中的电流IK与电流互感器二次侧电流I2之比，即在完全星接和不完全星接中，IK=I2故Kw=1；但是假如电流互感器二次侧接成三角形，而电流继电器接法不变，则IK=1.73I2，即Kw=1.73，过电流疼惜三、过流疼惜的整定计算所谓过流疼惜的整定计算，就是按确定原则确定疼惜装置的动作电流、校验疼惜装置的灵敏度，并确定疼惜装置的动作时间。现分述如下：1．确定动作电流确定过流疼惜装置动作电流的主要依据是线路的最大负荷电流。即当线路出现最大负荷电流时，疼惜装置不应当动作。但在某些特定条件下，线路还可能出现大于最大负荷电流的状况。例如电动机启动电流等。2．校验灵敏度电流疼惜的灵敏度应按最小运行方式下被疼惜线路末端两相相间短路电流来检验，即过电流疼惜疼惜装置动作电流当灵敏系数不满足要求时，可接受其它疼惜方式，如用于变压器疼惜中的低电压闭锁电流疼惜、距离疼惜等。3．确定动作时间确定过流疼惜的动作时间，就是选择时间继电器的动作时间。为了实现过流疼惜装置动作的选择性，过流疼惜的动作时间通常是按阶梯形原则确定的，即每一级的动作时间较下一级相邻元件疼惜装置的动作时间大一个时限级差。明显，愈靠近电源侧，动作时间愈长。取值不宜过大，否则将会降低疼惜装置的速动性，但也不宜太小，否则当相邻线路发生短路故障时，可能出现越级动作。通常份取为0.5s。这个时间主要考虑了下一级断路器的跳闸时间，以刚好间继电器动作时间的误差等。过流疼惜的动作时间不随短路电流的大小变更，而是一个定值，故这种疼惜又称为定时限过流疼惜。过电流疼惜三段电流疼惜一、瞬时电流速断疼惜由于过流疼惜是通过动作时间的协作实现其动作的选择性，故其动作时间较长，速动性较差。为此，常常要与瞬时电流速断疼惜协作运用。所谓瞬时电流速断疼惜，就是疼惜装置的动作时间是瞬时的，不设时间继电器，其接线图如图2一8所示。图中的中间继电器KM有两个作用：三段电流疼惜（1）由于电流继电器的接点容量较小，不能干脆串入跳闸线圈的电流回路，故须要中间继电器进行二次转换；(2)当线路上有大气过电压时，线路上的管型避雷器将瞬时对地放电，此状况相当于接地短路，故疼惜装置可能误动作。当接入中间继电器后，可利用它的固有时间（约为0.06~0.08s）来避开避雷器的瞬间对地放电时间（约为0.04~0.06s)，从而防止了疼惜装置的误动作.KM有两个作用：三段电流疼惜瞬时电流速断疼惜的作用是疼惜本段线路，它的动作电流是按短路电流进行整定。为了实现瞬时速断疼惜动作的选择性，即在下一段线路短路时，不应当误动作，故它的动作电流应大于下一段线路出口处的最大短路电流，如图2一9所示。图中曲线1为最大运行方式下，三相短路电流随短路距离的变更曲线。明显距离愈远，线路阻抗愈大，短路电流愈小。本线路末端k1点与下一段线路出口处k2点接近，故短路电流值相等，设为瞬时速断疼惜的动作电流应大于此值，即三段电流疼惜将上式所计算出的动作值用一条直线3表示在图2一9中，此直线与曲线1交于M点，该点所对应的距离lmax，就是瞬时速断疼惜装置的最大疼惜范围。在此范围以外，疼惜装置不会动作。这就是说，瞬时速断疼惜不能疼惜线路的全长，这是它的主要缺点。特殊是在最小运行方式下，发生两相相间短路时，短路电流还要小，如曲线2所示。此时瞬时速断疼惜的疼惜范围lmin最小。规程要求，此最小疼惜范围不能小于被疼惜线路的15％一20％。假如小于此值，瞬时速断疼惜将失去应用价值。三段电流疼惜二、限时电流速断疼惜瞬时电流速断与过流疼惜相协作，能够满足一般线路疼惜的要求。但由于被疼惜线路的末端部分仍接受过流疼惜装置，其动作时间较长，故对某些重要线路，通常还要再增加一种疼惜，即限时电流速断疼惜。限时电流速断的动作时间较短，只有0.5s，而且能疼惜全部线路。为了疼惜本线路的全长，限时电流速断的疼惜范围就必定延长到下一段线路，但不能超过下一段瞬时速断的范围，如图2一10所示。和分别为疼惜装置1的瞬时和限时的疼惜范围，为疼惜装置2的瞬时疼惜范围。为瞬时速断疼惜的固有动作时间；为限时速断疼惜的动作时间，即0.5s。三段电流疼惜为了使限时速断的疼惜范围不超越下一段瞬时速断的疼惜范围，限时电流速断疼惜的动作值，应大于下一段瞬时速断疼惜的动作值，即有限时电流速断疼惜装置应疼惜本段线路的全部，因此应选取本线路末端作为灵敏度的校验点。规程规定，其灵敏系数应满足下式三段电流疼惜三、三段式电流疼惜及其接线图由瞬时电流速断、限时电流速断和过电流疼惜相互协作，构成一整套线路疼惜，称之为三段式电流疼惜。其中瞬时（I段）和限时电流速断（II段）疼惜构成线路的主疼惜，当线路任何一点短路时，主疼惜都会在不大于0.5s的时间内灵敏动作。过流疼惜是作为本线路的近后备疼惜和下一段线路的远后备疼惜。应特殊留意的是，过流疼惜应与下一段过流疼惜相协作，动作时间相差0.5s。精品课件！精品课件！所示为三段式电流疼惜的绽