三段式电流保护

三段式电流保护
三段式电流保护

第1章输电线路保护配置与整定计算

重点:掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。

难点:保护的整定计算

能力培养要求:基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。

学时:4学时

主保护:反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。

后备保护:主保护拒动时,用来切除故障的保护,称为后备保护。

辅助保护:为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。

一、线路上的故障类型及特征:

相间短路(三相相间短路、二相相间短路)

接地短路(单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路)

其中,三相相间短路故障产生的危害最严重;单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是:故障相流动短路电流,故障相之间的电压为零,保护安装处母线电压降低;接地短路的特征:

1、中性点不直接接地系统

特点是:

①全系统都出现零序电压,且零序电压全系统均相等。

②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成,零序电流超前零序电压90°。

③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成,零序电流滞后零序电压90°。显然,当母线上出线愈多时,故障线路流过的零序电流愈大。

④故障相电压(金属性故障)为零,非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。

⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。

因此中性点不直接接地系统中,线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护;可以反应零序电流的大小构成零序电流保护;可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。

2、中性点直接接地系统

接地时零序分量的特点:

①故障点的零序电压最高,离故障点越远处的零序电压越低,中性点接地变压器处零序电压为零。

②零序电流的分布,主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。

③在电力系统运行方式变化时,如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变,则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化,将间接影响零序分量的大小。

④对于发生故障的线路,两端零序功率方向与正序功率方向相反,零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。

二、保护的配置

小电流接地系统(35KV及以下)输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障;由于小电流接地系统没有接地点,故单相接地短路仅视为异常运行状态,一般利用母线上的绝缘监察装置发信号,由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲,母线上出线回路数较多,也涉及供电的连续性问题,故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。

对于短线路、运行方式变化较大时,可不考虑Ⅰ段保护,仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别作为主保护和后备保护使用。

110KV输电线路一般采用三段式相间距离保护作为相间短路故障的保护方式,采用阶段式零序电流保护作为接地短路的保护方式。对极个别非常短的线路,如有必要也可以考虑采用纵差保护作为主保护。

注意:

1、在双侧电源的输电线路上,当反方向短路时,如果保护可能失去选择性的话,就应该增设方向元件,构成方向电流保护。

2、变压器——线路组接线时,将线路视为变压器绕组的引出线,不再单独设置保护。

3、保护的配置没有定则,只要能反应对象上可能出现的所有故障且满足保护的四个基本要求的方案都可以,最经济的方案就是最好的。无论那种保护,其灵敏度都应满足规程要求,否则应改换其它保护方式。

三、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

三段式电流保护的设计(完整版)

学号 2010 《电力系统继电保护》 课程设计 (2010届本科) 题目:三段式电流保护课程设计 学院:物理与机电工程学院 专业:电气程及其自动化 作者姓名: 指导教师:职称:教授 完成日期:年12 月26 日

目录 1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 - 1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 - 1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 - 2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ - 3 - 2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 - 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 - 2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 - 2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 - 3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 - 3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 - 3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 - 3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 - 3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 - 3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 - 4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 - 4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 - 4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 - 4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 - 4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 - 4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 - 4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 - 4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 - 5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 - 5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 - 5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 - 5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 - 6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 - 6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 - 6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 - 7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -

三段式过流保护

无时限电流速断保护(电流I段) 反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护,称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。 1.几个基本概念 (1)系统最大运行方式与系统最小运行方式 最大运行方式:就是在被保护线路末端发生短路时,系统等值阻抗最小,而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式:就是在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。 (2)最小短路电流与最大短路电流 在最大运行方式下三相短路时,通过保护装置的短路电流为最大,称之为最大短路电流。在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小,称之为最小短路电流。(3)保护装置的起动值 对应电流升高而动作的电流保护来讲,使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。 (4)保护装置的整定 所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置起动值,灵敏系数,动作时限等过程。 2、整定计算 (1)动作电流 为保证选择性,保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时,通过保护的最大短路电流来整定。即 Idz>Id.max=KK Id.Bmax 式中可靠系数KK =1.2~1.3, 结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分,而不能保护全线路,其最大和最小保护范围Lmax和Lmin。 (2) 保护范围(灵敏度KLm)计算(校验) 《规程》规定,在最小运行方式下,速断保护范围的相对值Lb%>(15%~20%)时,为合乎要求,即 (3)动作时限 无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。一方面扩大接点的容量和数量,另一方面躲过管型避雷器的放电时间,防止误动作。t=0s 3、对电流速断保护的评价 优点:是简单可靠,动作迅速。 缺点:(1)不能保护线路全长; (2)运行方式变化较大时,可能无保护范围。 注意: (1) 在最大运行方式下整定后,在最小运行 方式下无保护范围。 二、限时电流速断保护(电流II段)的电流速断保护 限时电流速断保护:按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。 1、工作原理 (1)为了保护本条线路全长,限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去。(2)为了保证选择性,就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。

实验三三段式电流保护实验

实验三三段式电流保护实验 【实验名称】 三段式电流保护实验 【实验目的】 1.掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电 路原理,工作特性及整定原则; 2.理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器 的功用; 3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。 【预习要点】 1.复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关 知识。 2.根据给定技术参数,对三段式电流保护参数进行计算与整定。【实验仪器设备】

【实验原理】 1.无时限电流速断保护 三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时,流过保护安装点的短路电流值,随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时,短路电流值最大;短路点向后移动时,短路电流将随线路阻抗的增大而减小,直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大,短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。图3-1曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时,线路各点短路电流变化的曲线;曲线2则为最小运行方式下两相短路时,短路电流变化的曲线。 图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围 由于本线路末端f1点短路和下一线路始端的f2点短路时,其短路电流几乎是相等的(因f1离f2很近,两点间的阻抗约为零)。如果要求在被保护线路的末端短路时,保护装置能够动作,那么,在下一线路始端短路时,保护装置不可避免地也将动作。这样,就不能保证应有的选择性。为了保证保护动作的选择性,将保护范围严格地限制在本线路以内,就应使保护的动作电流I op1.1(为保护1的动作电流折算到一次电路的值)大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流I f.B.max,即 I op1.1 I f.b.max,I op1.1=K rel I f.b.max 式中,K rel—可靠系数,当采用电磁型电流继电器时,取K rel=1.2~1.3。 显然,保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定,可保证在其

三段式电流保护的整定及计算范文

第1章输电线路保护配置与整定计算 重点:掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点:保护的整定计算 能力培养要求:基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时:4学时 主保护:反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护:主保护拒动时,用来切除故障的保护,称为后备保护。 辅助保护:为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征: 相间短路(三相相间短路、二相相间短路) 接地短路(单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路) 其中,三相相间短路故障产生的危害最严重;单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是:故障相流动短路电流,故障相之间的电压为零,保护安装处母线电压降低;接地短路的特征: 1、中性点不直接接地系统 特点是: ①全系统都出现零序电压,且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成,零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成,零序电流滞后零序电压90°。显然,当母线上出线愈多时,故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压(金属性故障)为零,非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。

因此中性点不直接接地系统中,线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护;可以反应零序电流的大小构成零序电流保护;可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点: ①故障点的零序电压最高,离故障点越远处的零序电压越低,中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布,主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时,如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变,则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化,将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路,两端零序功率方向与正序功率方向相反,零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统(35KV及以下)输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障;由于小电流接地系统没有接地点,故单相接地短路仅视为异常运行状态,一般利用母线上的绝缘监察装置发信号,由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲,母线上出线回路数较多,也涉及供电的连续性问题,故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时,可不考虑Ⅰ段保护,仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别

电流三段式保护

电流三段式保护 电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护,它们相互配合构成一整套保护,称做三段式电流保护。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的,而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。 当线路发生短路时,重要特征之一是线路中的电流急剧增大,当电流流过某一预定值时,反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护。 电源的保护功能主要是过压、过流保护两种功能。 两者之间的关系为: 任何一种电源在发生故障时,都有可能使输出电流失去控制,为了使用户的负载不致因此而损坏,电源一般都设有过流保护。当有些负载是容性负载时,由于大容量的电解电容器并联在一起,当电源发生故障时,电流就可能大幅度上升,而电压的升值却不甚明显,这时电源内部的过流保护部件会首先启动,电源会自动切断输出。 过流保护值是不能人工设定的,机内已经定死,一般为额定电流的1.2~1.5倍。需要说明的是,过压保护会立即快速启动,过流保护则有一秒左右的延时。这是因为如电源正常工作时,如电源的负载发生突然短路,此时电源输出的瞬间电流是数倍或数十倍的额定电流值,可以认为是一个电流冲击,远远超过过流保护的数值,但这时并不希望过流保护起作用。而希望短路解除后,电压自动恢复正常。因此在设计过流保护时,要避开突发短路时的电流冲击,而仅考虑使输出过电流的时长达到一定的值才启动过流保护。 过流保护是针对机内故障的,因此既然发生,电源就不应自动恢复。如果一定要再现,必须关机后重新开机。而短路保护、电流报警、短路报警功能是面对用户的,如果电流已经下降,短路已经排除,相对的报警声就会自动解除,电压就会自动恢复正常。 电力系统中线路的电流保护以三段式电流保护为出发点,进而衍生出电压闭锁式(启动式)、功率方向式电流保护,而且像阻抗保护等其他需要有选择性的保护也借鉴了这种三段式(多段式)的保护方式 1. I段,无时限电流速断保护 保护范围:本段线路(一般线路全长的80~85%,最少线路全长的15%)。 动作定值:按最大运行方式下(三相短路)线路末端发生故障整定;灵敏度按最小运行方式下(两相短路)来进行校验。 动作时限:速断保护,无时限。 2. II段,带时限电流速断保护 保护范围:延伸至下一段线路(为保护本段线路全长)。 动作定值:大于下一段线路一段保护动作定值。小于本段线路I段保护定值。 动作时限:大于下一段线路一段保护动作时限。大于本段线路I段保护时限。 3. III段,定时限过流保护 保护范围:做本线主保护的后备保护,即近后备保护,并做相邻下一线路(或元件)的后备保护,即远后备保护。保护范围要求超越相邻线路末端。 动作定值:保证在正常并伴有电动机启动时的负荷电流下不动作;保证外部故障切除,下一母线有电动机启动下的负荷电流不动作。比I段和II段定值小很多。 动作时限:各线路III段保护的延时必须相互配合。

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

电力系统继电保护课程设计——三段式电流保护的设计

电力系统继电保护课程设计 题目:三段式电流保护的设计 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 设计时间: 1 设计原始资料

具体题目 如图所示网络,系统参数为?E =115/3kV ,1G X =15Ω、2G X =10Ω、3G X =10Ω, 1L =2L =60km 、3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ,线路阻抗Ω/km, I rel K =、II rel K =III rel K =,max C B I -=300A ,max D C I -=200A ,max E D I -=150A ,ss K =,re K =。 图 系统网络图 试对线路BC 、CD 进行电流保护的设计。 要完成的内容 (1)保护的配置及选择; (2)短路电流计算(系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑); (3)保护配合及整定计算; (4)保护原理展开图的设计; (5)对保护的评价。 2 设计要考虑的问题 设计规程 短路电流计算规程 在决定保护方式前,必须较详细地计算各短路点短路时, 流过有关保护的短 A B

路电流,然后根据计算结果,在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下,尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下。 (1)系统运行方式的考虑 除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外,还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下,发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式,以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时,还必须考虑系统的正常运行方式。 (2)短路点的考虑 求不同保护的整定值和灵敏度时,应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线,每一条线路上的短路点至少要取三点,即线路的始端、中点和末端三点。 (3)短路类型的考虑 相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流,以作动作电流整定之用;而在系统最小运行方式下计算两相短路电流,以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可,因为对保护所取的残余而言,三相短路和两相短路的残余数值相同。 若采用电流电压连锁速断保护,系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。 (4)短路电流列表 为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和,将计算结果列成表格。 流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要,即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流,还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。 计算短路电流时,用标幺值或用有名值均可,可根据题目的数据,用较简单的方法计算。 保护方式的选取及整定计算

三段式零序电流保护(精)

实习(实训报告 实习(实训名称:电力系统继电保护课程设计学院: 专业、班级: 指导教师: 报告人: 学号: 时间: 2017年 1月 5日 目录 1设计题 目 ...............................................................................................................................3 2分

析设计要求 (4) 2.1设计规定 (5) 2.2本线路保护 计 .......................................................................................................................6 2.3 系统等效电路图.............................................................................. . (7) 3三段式零序电流保护整定计 算 ............................................................................................8 3.1 三段式零序电流保护中的原则 ...........................................................................................9 3.2 M侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整定 (10) 3.3 N侧保护 1零序电流保护Ⅰ段整 定 (11) 4 零序电流保护评 价 ..............................................................................................................12 4.1原理与内容………………………………………………… . …………………………… .13 4.2零序电流保护的优缺点………………………………………………………………… ..13 5 总 结 (1) 4 参考文 献 .......................................................................................................................................... 15 1设计题目 如图 1所示为双电源网络中,已知线路的阻抗km X /4. 01Ω=, km X /4. 10Ω=,两侧系统等值电源的参数:

三段式过电流保护

三段式过电流保护: 第Ⅰ段―――电流速断保护 第Ⅱ段―――限时电流速断保护 第Ⅲ段―――过电流保护 ①电流速断保护: 电流速断保护按被保护设备的短路电流整定,当短路电流超过整定值时,则保护装置动作,断路器跳闸,电流速断保护一般没有时限,不能保护线路全长(为避免失去选择性),即存在保护的死区.为克服此缺陷,常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长.时限速断的保护范围不仅包括线路全长,而深入到相邻线路的无时限保护的一部分,其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。 特点: 1.没有时限。 2.不能保护线路全长(存在死区)(一般设定为保护线路全长的85%)。 ②限时电流速断保护: 电流速断保护不能保护线路全长,故需要增加一段新的保护,用以切除本线路上速断范围以外的故障,同时也作为电流速断保护的后备保护(电流速断保护拒动,可能原因主要有测量误差,非金属性短路)(非金属性短路即存在过渡电阻,此时短路电流比金属性短路电流小,可能达不到电流速断保护的整定值)。 特点: 1.有时限,一般比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段△t,通常取0.5s。 2.能保护线路全长,要求灵敏度大于1.3~1.5。(灵敏度指保护长度比总长度,零度1即表示保护全长)。 3.电流速断保护与限时电流速断保护配合,构成一条线路的主保护,保证了全线路范围的故障都能在0.5秒内切除,在一般情况下都能满足速动要求。 ③过电流保护: 当电流超过预定最大值时,使保护装置动作的一种保护方式。一般可用熔断体(没有太大冲击电流时,即负荷中电动机容量较少)或断路器。 特点: 1.有时限。如果下一级有限时电流速断保护,则比限时电流速断保护高出一个时间 阶段(区别于定时限,过电流保护作为第三段保护时,可以使反时限:故障电流越大,动作时间越短)。 2.能保护线路全长。

继保课程设计

继电保护课程设计题目: 三段式电流保护设计 院系名称:电气工程学院专业班级:电气F1202 学生姓名:雷建磊学号: 指导教师:邵锐教师职称:讲师

目录

1 设计内容 课题简介 《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上,为了进一步加深对理论知识的理解,本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能,电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户,再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识,能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。 具体题目 如图所示网络,系统参数为Un=115kV ,1G X =15Ω、Xg3=10Ω, 1L =60km 、 3L =40km 、C B L -=50km 、D C L -=30km 、E D L -=20km ,线路阻抗Xo=Ω/km ,I rel K =、II rel K =III rel K =,max C B I -=300A ,max D C I -=200A ,max E D I -=150A ,ss K =,Kre=.

论文三段式电流保护整定校验方案设计

城市架空线路入地改造预算方案设计

当保护线路上发生短路故障时,其主要特征为电流增加和电压降低。电流保护主要包括:无限时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。电流速断、限时电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定,限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定,而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长,限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护,因此,为保证迅速而有选择地切除故障,常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起,构成三段式电流保护。具体应用时,可以只采用速断加过电流保护,或限时电流速断加过电流保护,也可以三者同时采用。但是在三段式电流保护电路在实施的过程中会存在着一定的问题,所以需要对于三段式电路进行整定和校验,这样才能够使的线路能够正常的进行传输电量。

三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时,流过保护安装点的短路电流值,随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时,短路电流值最大;短路点向后移动时,短路电流将随线路阻抗的增大而减小,直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大,短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。所以对于三段式电流保护电路进行整定以及校验是至关重要的。这样有助于对于线路正常进行运输。减少安全事故发生的概率。 关键词:整定;校验;三段式电流

前言 (1) 摘要 (2) 第1章绪言 (4) 第2章城市架空线路入地改造预算方案设计 (5) 2.1任务描述 (5) 2.2任务要求 (5) 第3章信息咨询 (6) 3.1三段式电流保护 (6) 3.2三段式电流保护的优缺点 (11) 3.3三段式电流保护动作时限的整定 (11) 3.4三段式电流保护装置灵敏性的校验 (12) 第4章制定三段式电流保护整定校验方案工作计划 (14) 4.1设计进度计划 (14) 4.2设计任务划分 (14) 4.3设计必备工具 (14) 4.4所需设备 (14) 4.5三段式电流保护整定校验工作原理 (15) 第5章实施三段式电流保护整定校验方案工作计划 (19) 5.1前期准备 (19) 5.2三段式电流保护整定计算 (19) 5.3三段式电流保护电路 (23) 第6章过程检查与控制 (26) 第7章技术总结 (30) 7.1三段式电流保护整定原则 (30) 7.2.三段式电流保护整定方法 (31) 7.3设计总结 (32) 致谢 (33) 参考文献 (34)

1、三段式电流保护的作用分别是什么它们各自有什么优缺点(精)

1、三段式电流保护的作用分别是什么?它们各自有什么优缺点? 答:瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。它动作迅速、但不能保护线路全长。 限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。 定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。 2、影响距离保护正确动作的因素有哪些? 答:(1)短路点的过渡电阻; (2)保护安装处与短路点间的分支线; (3)线路串补电容; (4)保护装置电压回路断线; (5)电力系统振荡。 3、图示单侧电源组成网络,线路1L 、2L 上均装设三段式电流保护,已知1L 正常运行时最大负荷电流为120A ;2L 的过电流保护的动作时限为2s 。计算线路1L 的三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。(保护I 的可靠系数取1.2,II 的可靠系数取1.1,III 段的可靠系数取1.2,自启动系数取 2.2) Ω=Ω ==1413 max .min ..S S S X X E 3 解: 1、计算短路电流: K1点的最大短路电流:)(475.180 4.0133/1151min .)3(max .1kA L x X E I AB S S K =?+=+= K1点的最小短路电流: )(250.180 4.0143/11523231max .)2(min .1kA L x X E I AB n S S K =?+?=+?= 同理可以得到: K2点的最大短路电流:)(862 .0)3(max .2kA I k = K2点的最小短路电流:)(737 .0)2(min .2kA I k = K3点的最大短路电流:)(609 .0)3(max .3kA I k =

保护(3)三段式电流保护的设计(完整版)

继电保护原理课程设计报告评语: 考勤(10) 守纪 (10) 设计过程 (40) 设计报告 (30) 小组答辩 (10) 总成绩 (100) 专业:电气工程及其自动化 班级:电气1103 姓名:马春辉 学号:201109353 指导教师:苏宏升 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年7月12日

1 设计原始资料 1.1 具体题目 如图 1.1所示网络,系统参数为?E =115/3kV ,G1X =18Ω、G2X =18Ω、G3X =10Ω, 1L =2L =50km 、3L =30km 、C B -L =60km 、D C -L =40km 、E D -L =30km ,线路阻抗0.4Ω/km , I rel K =1.3、II rel K =III rel K =1.15,Cmax B -I =300A ,Dmax C -I =200A ,Emax D -I =150A ,ss K =1.5,re K =0.85。试对线路进行三段式电流保护的设计。 图1.1 系统网络图 1.2 要完成的内容 本题完成对线路保护3进行三段式电流保护的设计。 2 分析课题的设计内容 2.1 设计规程 2.1.1 主保护配置 选用三段式电流保护,经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此,主保护应选用三段式距离保护。 2.1.2 后备保护配置 过电流保护作为后备保护和远后备保护。 3 短路电流计算 3.1 等效电路的建立 A1 B C D E G 1 G 3 1 2 3 4 5 8 9 L1 L3 A3

由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为 L X Z = (3.1) 其中:Z —线路单位长度阻抗; L —线路长度。 所以,将数据代入公式(3.1)可得各段线路的线路阻抗分别为 ()Ω=?===20504.01L2L1ZL X X ()Ω=?==12304.03L3ZL X ()Ω=?==-24604.0C B BC ZL X ()Ω=?==-16404.0D C CD ZL X ()Ω=?==-12304.0E D D E ZL X 经分析可知,最大运行方式即阻抗最小时,则有三台发电机运行,线路1L 、3L 运行,由题意知1G 、3G 连接在同一母线上,则 ()()()()()Ω=++=++=2.101210//109//////L3G 3L2L1G 2G 1smin X X X X X X X 式中 s m i n X —最大运行方式下的阻抗值;最大运行方式等效电路如图3.1所示。 同理,最小运行方式即阻抗值最大,分析可知在只有1G 和1L 运行,相应地有 ()Ω=+=+=382018L1G 1smax X X X 最小运行方式等效电路图如图3.2所示。 图3.1 最大运行方式等效电路图 图3.2 最小运行方式等效电路图 3.2 保护短路点及短路点的选取 选取B 、C 、D 、E 点为短路点进行计算。

过流三段保护

三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护,其区别为: 1.速断保护:电流定值很大,一般为额定电流8~10倍(我厂经验),无延时出口跳闸 2.限时速断:电流定值较大,一般为额定电流5~7倍,短延时出口跳闸 3.过流:电流定值较小,一般为额定电流2~3倍,较长延时出口跳闸电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护,它们相互配合构成一整套保护,称做三段式电流保护。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的,而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。 电流三段保护 2010-04-14 17:04 1 2 3段保护中----动作时间最长是( 1 )段,动作时间最短是( 3)段 ----最灵敏是( 3 )段,最不灵敏是( 1)段 ----动作电流最大是( 1 )段,动作电流最小是( 3 )段https://www.360docs.net/doc/064321326.html,/view/ce96976fb84ae45c3b358c84.html 三段式电流保护由:定时限、瞬时速断保护、定时速断保护组成。 定时限中,这样选择的:离电源较近的上一级保护动作时限,比相邻电源较远的下一级保护时限要大,也就是说不能越级: t1>t2>t3 或者:ti=t2+△t △t:电流保护的时间差,以此画出来的时限特性曲线,就是阶梯曲线,一般取△t的可靠系数:0.35S~0.6S之间。 动作电流的整定:1. 动作电流>线路最大负荷电流 2. 已经动作的,在被保护线路通过最大负荷电流时,应可靠 的返回。

瞬时速断保护、定时速断保护的电流、时间整定就看整定值了。 一段又叫电流速断保护,没有时限,按躲开本段末端最大短路电流整定 二段又叫限时电流速断,按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定,可以作为本段线路一段的后备保护,比一段多时间t时限。 三段又叫过电流保护,按照躲开本元件最大负荷电流来整定,具有比二段更长的时限,可以作为一二段的后备保护,保护范围最大,时限最长。 电流三段保护 为了实现过电流保护的动作选择性,各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间,自负荷向电源方向逐级增大,且每套保护的动作时间是恒定不变的,与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。 三段式电流保护的作用,是利用不同过电流值下,设置不同的延时动作时间来规避工作尖峰电流和使发生短路故障时,只有事故点最近的断路器动作以减少断电的影响范围。 三段就是三个时限,一般一段时间最短电流最大(又叫瞬时速断)比如20A 0S 二段三段电流比一段小时间稍微长(叫带时限的过流)一般参照一段可以设二段10A 0.5S 三段8A 1S (具体数值只是告诉你大概意思) 各段均可经低电压元件或方向元件闭锁. 意思就是过流可以经复压或方向闭锁,及在满足过流和时间情况下还须满足电压低于定值和方向需满足故障电流方向保护才能动作 三段式零序电流保护和上面的过流原理一样,第三段可选择告警或跳闸就是由于三段电流相对比较小可以选择只告警,当然也可以选择跳闸。

实验三 三段式电流保护实验

实验三三段式电流保护实验 【实验名称】三段式电流保护实验【实验目的】1. 掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电 路原理,工作特性及整定原则;2. 理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器的功用;3. 掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。【预习要点】1. 复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关知识。2. 根据给定技术参数,对三段式电流保护参数进行计算与整定。【实验仪器设备】序号设备名称使用仪器名称数量1 控制屏1 2 EPL-01 输电线路 1 3 EPL-03A AB 站故障点设置1 4 EPL-03B BC 站故障点设置1 5 EPL-04 继电器(一)—DL-21C 电流继电器1 6 EPL-05 继电器(二)—DS-21 时间继电器1 7 EPL-06 继电器(四)—DZ-31B 中间继电器1 8 EPL-17 三相交流电源1 9 EPL-11 直流电源及母线1 10 继电器(三)—DL-21C 电流继电器 1 EPL-32 —DS-21 时间继电器【实验原理】1.无时限电流速断保护三段式电流保护通常用于3-66kV 电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时,流过保护安装点的短路电流值,随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时,短路电流值最大;短路点向后移动时,短路电流将随线路阻抗的增大而减小,直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大,短路电流最小。短路电流值还与系统运

行方式及短路的类型有关。图3-1 曲线 1 表示在最大运行方式下发生三相短路时,线路各点短路电流变化的曲线;曲线2 则为最小运行方式下两相短路时,短路电流变化的曲线。图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围由于本线路末端f1 点短路和下一线路始端的f2 点短路时,其短路电流几乎是相等的(因f1 离f2 很近,两点间的阻抗约为零)。如果要求在被保护线路的末端短路时,保护装置能够动作,那么,在下一线路始端短路时,保护装置不可避免地也将动作。这样,就不能保证应有的选择性。为了保证保护动作的选择性,将保护范围严格地限制在本线路以内,就应使保护的动作电流Iop1.1(为保护1的动作电流折算到一次电路的值)大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流If.B.max,即Iop1.1If.b.max,Iop1.1KrelIf.b.max 式中,Krel—可靠系数,当采用电磁型电流继电器时,取Krel1.21.3。显然,保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定,可保证在其他各种运行方式和短路类型下,其保护范围均不至于超出本线路范围。但是,按照以上公式整定的结果。(如图3-1 中的直线3)保护范围就必然不能包括被保护线路的全长。因为只有当短路电流大于保护的动作电流时,保护才能动作。从图3-1 中能够得出保护装置的保护范围。还可以看出,这种保护的缺点是不能保护线路的全长,而且随着运行方式及故障类型的不同,其保

相关文档
最新文档