繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--電力系統(tǒng)繼電保護(hù)------階段式電流保護(hù)

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

2、t;<p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2013年 6月 20 日</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　無時(shí)限電流速斷保護(hù)雖然能夠快速切除短路故障，但不能保護(hù)線路的全長；限時(shí)電流速斷保護(hù)雖能保護(hù)線路的全長，卻不

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

4、，也作為下一段線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。</p><p>　　如下圖1所示的一個(gè)單側(cè)電源輻射中，線路MN的保護(hù)方案擬定為三段式電流保護(hù)，采用不完全星形接線。已知線路MN的最大負(fù)荷電流為300A，電流互感器變比為400/5，在最大和最小運(yùn)行方式下K1、K2及K3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的電流值見下表（均已經(jīng)折算到電源側(cè)）。保護(hù)3、4、7的過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間分別為1.5S、2S和0.7S。試計(jì)算保護(hù)1各段的電流和動(dòng)作時(shí)間，校驗(yàn)保護(hù)的

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

6、；第Ⅲ段保護(hù)由電流繼電器5KA、6KA、7KA、時(shí)間繼電器2KT及信號(hào)繼電器3KS組成。為了在Y，d接線變壓器后兩相短路時(shí)，提提高第Ⅲ段保護(hù)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(hào)繼電器，任意一段保護(hù)動(dòng)作都作用于同一出口繼電器KCO跳三相。保護(hù)過程中各段是獨(dú)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(hù)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(hù)的原理接線圖，原理圖包括保護(hù)裝置的的所有元件，每個(gè)繼電器的線圈和觸點(diǎn)都畫在一個(gè)圖形內(nèi)，所有元件都有符號(hào)標(biāo)注。原理圖對(duì)整個(gè)保護(hù)的工作原理能給出一個(gè)完整的概念，較為直觀，使初學(xué)者更容易理解。但是交、直流回路合在一起，接線復(fù)雜。對(duì)于復(fù)雜的保護(hù)，元件較多，接線更加顯得復(fù)雜，難以進(jìn)行回路分析和檢查。因此，這種原理圖在實(shí)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(hù)展開接線圖</p><p>　　圖2（b）為階段式電流保護(hù)展開接線圖，展開圖將交、直流回來分開畫出，其特點(diǎn)是每個(gè)繼電器的線圈和觸點(diǎn)分開畫，屬于哪個(gè)回路的就畫在哪個(gè)回路中，都用相同的文字符號(hào)標(biāo)注，以便查對(duì)。展開圖中，繼電器的線圈和觸點(diǎn)的連接盡量按照故障后動(dòng)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(duì)方便，對(duì)于復(fù)雜的保護(hù)，更加顯示出其優(yōu)越性。

9、因此，在實(shí)際中應(yīng)用的較為廣泛。</p><p>　　三段式電流保護(hù)各段的參數(shù)整定的方法如前面所述，其保護(hù)區(qū)和動(dòng)作時(shí)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(shí)，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(shí)限內(nèi)有選擇地切除。</p><p>　　圖3 三段式電流保護(hù)的的保護(hù)區(qū)和時(shí)限配合特性<

10、;/p><p>　　最后指出，三段式電流保護(hù)不一定三段全部投入，這由整定和校驗(yàn)的結(jié)果決定。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大，無時(shí)限電流速斷實(shí)際保護(hù)范圍太短或無保護(hù)范圍時(shí)，可不投入；在線路變壓器組接線中，無時(shí)限電流速斷保護(hù)已能保護(hù)線路的全長，則Ⅱ段保護(hù)也可以不投入；處在電網(wǎng)末端的輸電線路，可能會(huì)出現(xiàn)電流速斷與過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限相等的情況，此時(shí)， Ⅱ段保護(hù)亦可不必投入。</p><p><b>

11、　　整定計(jì)算：</b></p><p><b>　　短路電流值</b></p><p>　　解：1. 保護(hù)1的無時(shí)限電流速斷</p><p>　　一次動(dòng)作電流，根據(jù)式（3-2）應(yīng)為：</p><p><b>　　繼電器動(dòng)作電流為：</b></p><p>　　選用

12、DL—11/100型電流繼電器，其動(dòng)作電流整定范圍為25~100A。</p><p>　　2. 保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)</p><p>　　要計(jì)算保護(hù)1的Ⅱ段動(dòng)作電流，應(yīng)先計(jì)算出保護(hù)2的無時(shí)限電流速斷的動(dòng)作電流。</p><p>　　保護(hù)1的限時(shí)電流速斷應(yīng)與保護(hù)2的Ⅰ段和變壓器的快速保護(hù)相配合，動(dòng)作電流應(yīng)躲過K2點(diǎn)、K3點(diǎn)短路故障時(shí)流過保護(hù)1的最大電流。有表1可見

13、，動(dòng)作電流整定應(yīng)按與保護(hù)2的無時(shí)限電流速斷保護(hù)相配合整定，即</p><p><b>　　繼電器的動(dòng)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(dòng)作時(shí)限為</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)&

14、lt;/b></p><p><b>　　3. 過電流保護(hù)</b></p><p>　　根據(jù)式（3-15），保護(hù)1的過電流保護(hù)動(dòng)作電流為</p><p><b>　　?。粍t</b></p><p><b>　　繼電器動(dòng)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(dòng)作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性，整定為</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　作本線路近后備保護(hù)</b></p><p><b>　　作NQ線路后備保護(hù)</b