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配電柜三段式電流保護(hù)的整定及計(jì)算
第1章 輸電線路保護(hù)配置與整定計(jì)算
主保護(hù):反映整個(gè)保護(hù)元件上的故障并能以最短的延時(shí)有選擇地切除故障的保護(hù)稱為主保護(hù)。
后備保護(hù):主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),用來(lái)切除故障的保護(hù),稱為后備保護(hù)。
輔助保護(hù):為補(bǔ)充主保護(hù)或后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。
一、線路上的故障類型及特征:
相間短路(三相相間短路、二相相間短路)
接地短路(單相接地短路、二相接地短路、三相接地短路)
其中,三相相間短路故障產(chǎn)生的危害最嚴(yán)重;單相接地短路最常見(jiàn)。相間短路的最基本特征是:故障相流動(dòng)短路電流,故障相之間的電壓為零,保護(hù)安裝處母線電壓降低;接地短路的特征:
1、中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)
特點(diǎn)是:
①全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓,且零序電壓全系統(tǒng)均相等。
②非故障線路的零序電流由本線路對(duì)地電容形成,零序電流超前零序電壓90°。
③故障線路的零序電流由全系統(tǒng)非故障元件、線路對(duì)地電容形成,零序電流滯后零序電壓90°。顯然,當(dāng)母線上出線愈多時(shí),故障線路流過(guò)的零序電流愈大。
④故障相電壓(金屬性故障)為零,非故障相電壓升高為正常運(yùn)行時(shí)的相間電壓。
⑤故障線路與非故障線路的電容電流方向和大小不相同。
因此中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中,線路單相故障可以反應(yīng)零序電壓的出現(xiàn)構(gòu)成零序電壓保護(hù);可以反應(yīng)零序電流的大小構(gòu)成零序電流保護(hù);可以反應(yīng)零序功率的方向構(gòu)成零序功率方向保護(hù)。
2、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)
接地時(shí)零序分量的特點(diǎn):
①故障點(diǎn)的零序電壓最高,離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低,中性點(diǎn)接地變壓器處零序電壓為零。
②零序電流的分布,主要決定于輸電線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗,而與電源的數(shù)目和位置無(wú)關(guān)。
③在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí),如果輸電線路和中性點(diǎn)接地的變壓器數(shù)目不變,則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就是不變的。但電力系統(tǒng)正序阻抗和負(fù)序阻抗要隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式而變化,將間接影響零序分量的大小。
④對(duì)于發(fā)生故障的線路,兩端零序功率方向與正序功率方向相反,零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向母線的。
二、保護(hù)的配置
小電流接地系統(tǒng)(35KV及以下)輸電線路一般采用三段式電流保護(hù)反應(yīng)相間短路故障;由于小電流接地系統(tǒng)沒(méi)有接地點(diǎn),故單相接地短路僅視為異常運(yùn)行狀態(tài),一般利用母線上的絕緣監(jiān)察裝置發(fā)信號(hào),由運(yùn)行人員“分區(qū)”停電尋找接地設(shè)備。對(duì)于變電站來(lái)講,母線上出線回路數(shù)較多,也涉及供電的連續(xù)性問(wèn)題,故一般采用零序電流或零序方向保護(hù)反應(yīng)接地故障。
對(duì)于短線路、運(yùn)行方式變化較大時(shí),可不考慮Ⅰ段保護(hù),僅用Ⅱ段+Ⅲ段保護(hù)分別作為主保護(hù)和后備保護(hù)使用。
110KV輸電線路一般采用三段式相間距離保護(hù)作為相間短路故障的保護(hù)方式,采用階段式零序電流保護(hù)作為接地短路的保護(hù)方式。對(duì)極個(gè)別非常短的線路,如有必要也可以考慮采用縱差保護(hù)作為主保護(hù)。
注意:
1、在雙側(cè)電源的輸電線路上,當(dāng)反方向短路時(shí),如果保護(hù)可能失去選擇性的話,就應(yīng)該增設(shè)方向元件,構(gòu)成方向電流保護(hù)。
2、變壓器——線路組接線時(shí),將線路視為變壓器繞組的引出線,不再單獨(dú)設(shè)置保護(hù)。
3、保護(hù)的配置沒(méi)有定則,只要能反應(yīng)對(duì)象上可能出現(xiàn)的所有故障且滿足保護(hù)的四個(gè)基本要求的方案都可以,最經(jīng)濟(jì)的方案就是最好的。無(wú)論那種保護(hù),其靈敏度都應(yīng)滿足規(guī)程要求,否則應(yīng)改換其它保護(hù)方式。
三、三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算
1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)
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