繼電保護課程設計--電力系統(tǒng)繼電保護------階段式電流保護

1、<p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　設計科目： 電力系統(tǒng)繼電保護------階段式電流保護</p><p>　　班級： 10電氣2班 </p><p>　　設計人： </p&g

2、t;<p>　　指導教師 </p><p>　　設計時間： 2013年 6月 20 日</p><p><b>　　設計說明</b></p><p>　　無時限電流速斷保護雖然能夠快速切除短路故障，但不能保護線路的全長；限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，卻不

3、能作為相鄰線路的后備保護；而過電流保護可以保護本線路及相鄰線路的全長，但做本線路的主保護時，往往動作時間較長，它們各有優(yōu)缺點。為了保證迅速可靠的切除故障，常常將無時限、限時電流速斷保護及定時限過電流保護作為組合起來，構成一整套保護，使之相互補充相互配合，稱為三段式電流保護，并常常將無時限電流速斷保護稱為Ⅰ段，限時電流速斷保護稱為Ⅱ段，定時限過電流保護稱為Ⅲ段。Ⅰ段和Ⅱ段保護共同組成線路的主保護，Ⅲ段保護作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護的近后備保護

4、，也作為下一段線路保護的遠后備保護。</p><p>　　如下圖1所示的一個單側電源輻射中，線路MN的保護方案擬定為三段式電流保護，采用不完全星形接線。已知線路MN的最大負荷電流為300A，電流互感器變比為400/5，在最大和最小運行方式下K1、K2及K3點發(fā)生短路時的電流值見下表（均已經折算到電源側）。保護3、4、7的過流保護的動作時間分別為1.5S、2S和0.7S。試計算保護1各段的電流和動作時間，校驗保護的

5、靈敏度并選擇保護裝置的主要的電器。</p><p>　　圖1 三段式電流保護原理接線圖</p><p>　　圖2（a） 階段式電流保護的原理接線圖</p><p>　　圖1為電磁型三段式電流保護接線圖，保護采用不完全星形接線，它的第Ⅰ段保護由電流繼電器1KA、2KA、信號繼電器1KS組成；第Ⅱ段保護由電流繼電器3KA、4KA、時間繼電器1KT及信號繼電器2KS組成

6、；第Ⅲ段保護由電流繼電器5KA、6KA、7KA、時間繼電器2KT及信號繼電器3KS組成。為了在Y，d接線變壓器后兩相短路時，提提高第Ⅲ段保護的靈敏性，采用了7KA電流繼電器。為了便于分析故障，各段均有信號繼電器，任意一段保護動作都作用于同一出口繼電器KCO跳三相。保護過程中各段是獨立工作的，可以通過壓板投用或停用其中的某一段。</p><p>　　電磁型繼電保護裝置的接線圖有兩種形式：接線原理圖和展開圖。<

7、/p><p>　　如圖2（a）所示是階段式電流保護的原理接線圖，原理圖包括保護裝置的的所有元件，每個繼電器的線圈和觸點都畫在一個圖形內，所有元件都有符號標注。原理圖對整個保護的工作原理能給出一個完整的概念，較為直觀，使初學者更容易理解。但是交、直流回路合在一起，接線復雜。對于復雜的保護，元件較多，接線更加顯得復雜，難以進行回路分析和檢查。因此，這種原理圖在實用性中具有一定的局限性。</p><p&

8、gt;　　圖2 (b) 階段式電流保護展開接線圖</p><p>　　圖2（b）為階段式電流保護展開接線圖，展開圖將交、直流回來分開畫出，其特點是每個繼電器的線圈和觸點分開畫，屬于哪個回路的就畫在哪個回路中，都用相同的文字符號標注，以便查對。展開圖中，繼電器的線圈和觸點的連接盡量按照故障后動作的順序，自左而右、自上而下地依次排列。展開圖接線簡單、層次清楚、閱讀查對方便，對于復雜的保護，更加顯示出其優(yōu)越性。

9、因此，在實際中應用的較為廣泛。</p><p>　　三段式電流保護各段的參數(shù)整定的方法如前面所述，其保護區(qū)和動作時限的配合情況如圖3所示。由圖可見，線路的首段附近發(fā)生短路故障，由Ⅰ段切除，線路末端附近發(fā)生短路故障時，由Ⅱ段切除，第Ⅲ段只起后備作用。因此，本線路任何一處發(fā)生短路故障，一般可在0.5s時限內有選擇地切除。</p><p>　　圖3 三段式電流保護的的保護區(qū)和時限配合特性<

10、;/p><p>　　最后指出，三段式電流保護不一定三段全部投入，這由整定和校驗的結果決定。當系統(tǒng)運行方式變化較大，無時限電流速斷實際保護范圍太短或無保護范圍時，可不投入；在線路變壓器組接線中，無時限電流速斷保護已能保護線路的全長，則Ⅱ段保護也可以不投入；處在電網末端的輸電線路，可能會出現(xiàn)電流速斷與過電流保護的動作時限相等的情況，此時， Ⅱ段保護亦可不必投入。</p><p><b>

11、　　整定計算：</b></p><p><b>　　短路電流值</b></p><p>　　解：1. 保護1的無時限電流速斷</p><p>　　一次動作電流，根據式（3-2）應為：</p><p><b>　　繼電器動作電流為：</b></p><p>　　選用

12、DL—11/100型電流繼電器，其動作電流整定范圍為25~100A。</p><p>　　2. 保護1的限時電流速斷保護</p><p>　　要計算保護1的Ⅱ段動作電流，應先計算出保護2的無時限電流速斷的動作電流。</p><p>　　保護1的限時電流速斷應與保護2的Ⅰ段和變壓器的快速保護相配合，動作電流應躲過K2點、K3點短路故障時流過保護1的最大電流。有表1可見

13、，動作電流整定應按與保護2的無時限電流速斷保護相配合整定，即</p><p><b>　　繼電器的動作電流為</b></p><p>　　選DL—11/50型電流繼電器，其整定范圍是12.5~50A。</p><p><b>　　動作時限為</b></p><p><b>　　靈敏度校驗&

14、lt;/b></p><p><b>　　3. 過電流保護</b></p><p>　　根據式（3-15），保護1的過電流保護動作電流為</p><p><b>　　??；則</b></p><p><b>　　繼電器動作電流為</b></p><p&g

15、t;　　選用DL-11/10型電流繼電器，其整定范圍為2.5～10A。</p><p>　　動作時限按階梯型時限特性，整定為</p><p><b>　　靈敏度校驗：</b></p><p><b>　　作本線路近后備保護</b></p><p><b>　　作NQ線路后備保護</b