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浅论10KV供电系统的继电保护电子学论文

2016-06-21 14:13:13 来源:
除后,保护装置1、2返回。因此就必须使保护装置2的动作时间较保护装置1长一些;而保护装置3又要比保护装置2长一些,并依次类推,即: 
t1> t2> t3 
不难看出,各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。也就是越靠近电源端,保护的动作时限越长,有如阶梯一样,故称为阶梯性时限特性。各级之间的时限均差一个固定的数值,称 其为时限级差D t。对于定时限过电流保护的时限级差D t 一般为0.5S;对于反时限的时限级差D t 
一般为0.7S。可是,越靠近电源端线路的阻抗越小,短路电流将越大,而保护的动作时间越长。 也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。
 
  
(6)过电流保护的保护范围 
过流保护可以保护设备的全部,也可以保护线路的全长,还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。
 
  
3. 电流速断保护 
(1)什麽是电流速断保护 
  电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障,减小故障持续时间,防止事故扩大。
 
  
电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
 
  
(2)电流速断保护的构成 
  电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。常采用直流操作,须设置直流屏。电流速断保护简单可靠、完全依靠短路电流的大小来确定保护是否需要启动。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作,动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。
 
  
(3)瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围 
  瞬时电流速 www.zhlzw.com 断保护与过电流保护的区别,在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流,而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来整定。从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部,从整定值上保证了选择性,因此可以瞬时跳闸。当在被保护线路外部发生短路时,它不会动作。所以不必考虑返回系数。由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时,保护装置才能动作。所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部,也不能保护线路的全长,而只能保护线路的一部分。对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50%即认为有良好的保护效果;对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15%~20%,即可装设。保护范围以外的区域称为“死区”。因此,瞬时电流速断保护的任务是在线路始端短路时能快速地切除故障。
 
  
  当线路故障时,瞬时电流速断保护动作,运行人员根据其保护范围较小这一特点,可以判断故障出在线路首端,并且靠近保护安装处;如为双电源供电线路,则由两侧的瞬时电流速断保护同时动作或同时都不动作,可判断故障在线路的中间部分。
 
  
(4)瞬时电流速断保护的基本原理 
  瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
 
  
  中间继电器的作用有两点:其一是因电流继电器的接点容量较小,不能直接接通跳闸线圈,用以增大接点容量;其二是当被保护线路上装有熔断器时,在两相或三相避雷器同时放电时,将造成短时的相间短路。但当放完电后,线路即恢复正常,因此要求速断保护既不误动,又不影响保护的快速性。利用中间继电器的固有动作时间,就可避开避雷器的放电动作时间。
 
  
(5)略带时限的电流速断保护 
瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速,但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护 
线路的全长,但动作时限太长。因此,常用略带时限的电流速断保护来消除瞬时电流速断保护的“死区”。要求略带时限的电流速断保护能保护全线路。因此,它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样,当下一段线路始端发生短路时,保护也会起动。 为了保证选择性的要求,须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差,其动作电流也要比下一段 线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。略带时限的电流速断保护的原理接线和定时限过电流保护的原理接线相同。
 
  
4. 三段式过电流保护装置 
  由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分,所以不能作为线路的主保护,而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护;略带时限的电流速断保护能保护线路的全长,可作为本线路的主保护,但不能作为下一段线路的后备保护;定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护(当动作时限短时,也可作为主保护,而不再装设略带时限的电流速断保护。),还可以作为相临下一级线路的后备保护,但切除故障的时限较长。
 
  
  一般情况下,为了对线路进行可靠而有效的保护,也常把瞬时电流速断保护(或略带时限的电流速断保护)和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
 
  
  对于第一段电流保护,究竟采用瞬时电流速断保护,还是采用略带时限的电流速断保护,可由具体情况确定。如用在线路---变压器组接线,以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时,切除变压器和切除线路的效果是一样的。此时,允许用线路的瞬时电流速断保护,来切除变压器高压侧的故障。也就是说,其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护;第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护,其保护范围含线路---变压器组的全部。
 
  
  通常在被保护线路较短时,第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护;第二段采用定时限过流保护作为后备保护。
 
  
   在实际中还常采用三段式电流保护。就是以瞬时电流速断保护作为第一段,以加速切除线路首端的故障,用作辅助保护;以略带时限的电流速断保护作为第二段,以保护线路的全长,用作主保护;以定时限过电流保护作为第三段,以作为线路全长和相临下一级线路的后备保护。 对于北京电信的10KV(含35KV) www.zhlzw.com 供电线路今后宜选用两段式或三段式电流保护。
 
  
  因为这种保护的设置可以在相临下一级线路的保护或断路器拒动时,本级线路的定时限过流保护可以动作,起到远后备保护的作用;如本级线路的主保护(瞬时电流速断或略带时限的电流速断保护)拒动时,则本级线路的定时限过电流保护可以动作,以起到近后备的作用。
 
  
5.零序电流保护 
  电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式,有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10KV系统采用的是中性点不接地的运行方式。
 
  
  系统运行正常时,三相是对称的,三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下,每相都有一个超前90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120° ,其和为零.中性点电位为零。
 
  
  假设A相发生了一相金属性接地时,则A相对地电压为零,其他两相对地电压升高为线电压,三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2小时,而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高,线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号,通知值班人员进行处理。
 
  
10KV中性点不接地系统中,当出现一相接地时,利用三相五铁心柱的电压互感器(PT)的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在PT柜上通过三块相电压表和一块线电压表(通过转换开关可观察三个线电压)看到“一低、两高、三不变”。接在开口三角形开口两端的过电压继电器动作,其常开接点接通信号继电器,并发出预告信号。采用这种装置比较简单,但不能立即发现接地点,因为只要网络中发生一相接地,则在同一电压等级的所有工矿企业的变电所母线上,均将出现零序电压,接有带绝缘监视电压互感器的电力用户都会发出预告信号。也就是说该装置没有选择性。为了查找接地点,需要电气人员按照预先制定的“拉路序位图”依次拉路查找,并随之合上未接地的回路,直到找到接地点为止。可以看出,这种方法费力、费时、安全性差,在某些情况下这样做还是不允许的。因此,这种装置存在一定的缺陷。当网络比较复杂、出线较多、可靠性