电流保护

2013-05-17 16:41:42 来源:中华铁道网

根据电力系统中发生短路故障时故障电流增大的原理而构成的保护。电流保护由电流、时间、中间、信号等继电器按一定的逻辑组成,当通过电流继电器的电流大于整定值时动作。

  电流保护(currentprotection)根据电力系统中发生短路故障时故障电流增大的原理而构成的保护。电流保护由电流、时间、中间、信号等继电器按一定的逻辑组成,当通过电流继电器的电流大于整定值时动作。电流保护是电力系统最基本的几点保护方式,可作为书店线路和发电机、变压器、电动机等电力元件相间短路故障的保护。有效接地电力系统中发生不对称接地短路故障时,会出现零序电流,据以可构成零序电流保护。零序电流保护也是电力系统基本的继电保护方式,可作为输电线路、变压器等电力元件接地短路故障的保护。

  电流保护用于各种电压等级输电线路及电力元件相同短路故障的保护。输电线路电流保护一般采用三段式结构,即无延时电流速断和过电流保护。某些情况下,保护仅由其中一段或二段构成。例如在单侧电源的终端线路,通常仅需装设无延时电流速断和过电流保护;而在超高压电网中,虽然主保护配置如高频保护等高级保护,但通常仍装设快速切除近端短路故障的无延时电流速断保护,以提高系统的稳定运行能力。电流保护可以和方向判别元件一起构成方向电流保护,以保证双端供电或环网线路电流保护的选择性;还可与电压继电器协同动作,构成电流电压连锁速断保护,以满足电力系统运行方式变化较大的需要。

  变压器和发电机通常采用过电流保护作为其相间短路故障的后备保护。为了提高灵敏度,可利用低电压继电器闭锁构成低电压起动的过电流保护;或利用低电压继电器、负序过电压继电器联合闭锁,构成复合电压起动的过电流保护。

  无延时电流速断保护仅以电流继电器和出口继电器本身固有时间动作,其电流继电器的动作电流按大于被保护线路末端时间短路时通过保护的最大电流整定,保证在下一相邻元件首端短路故障事不误动。因此无延时电流速断保护动作迅速,但远离上不能保护线路全长。无延时电流速断保护的灵敏度用保护范围鱼线路长度的百分比表示,其值恒小于1。电源阻抗比(电源阻抗鱼线路阻抗之比)愈小,它的保护范围愈长。

  延时电流速断保护依靠电流继电器动作电流、时间继电器动作延时与下一相邻元件保护的配合,来满足选择性的要求。例如鱼下一相邻线路无延时电流速断保护配合时,电流继电器的动作电流按大于下一相邻元件无延时电流速断保护的保护范围末端发生时间短路时通过本线路保护的最大电流来整定,即确保延时电流速断保护的保护范围不超出下一相邻线路无延时电流速断保护的保护范围以外;而时间继电器按增加一个△t=0.5s延时整定。延时电流速断保护的灵敏度用被保护线路末端反生相同短路时通过保护的最小电流鱼电流继电器整定动作电流之比表示。保护整定后必须进行灵敏度校验以确保满足规程要求,一般规程要求该值大于1.2。因此灵敏度合格的延时电流速断保护能够比娇小的延时保护线路全长。

  过电流保护有定时限过电流保护和反时限过电流保护两种。

  定时限过电流保护依靠时间继电器延时的配合来满足选择性要求。其电流继电器的动作电流按大于本线路的最大负荷电流来整定;时间继电器延时tr整定与下一相邻元件过电流保护延时ts配合,通常tr=ts+△t,△t=0.5s,即大于下一相邻元件过电流保护延时一个△t=0.5s。定时限过电流保护通常作为后备保护,其近后备灵敏度呗保护线路末端发生相间短路时通过保护的最小电流与电流继电器整定动作电流之比表示。保护整定后必须进行灵敏度效验,以满足规程的要求,一般规程要求该值大于1.5。定时限过电流保护除作为本线路的近后备外,还可作为下一相邻元件的远后备保护。因此定时限过电流保护一般具有较高灵敏度,但动作延时较长。

  反时限过电流保护一般利用反时限电流继电器构成。反时限电流继电器动作时间自动随通过电流的变小而相应变化,即电流愈大,动作时间愈短,电流愈小,动作时间愈长的过电流保护。由于故障点离保护安装处愈近,通过保护的故障电流愈大,反时限过电流保护动作时间也愈短,因此恰当地选择反时限特性可以获得较定时限过电流保护好的保护性能。

  零序电流保护作为输电线路、变压器等电力元件接地短路故障的保护,其原理结构鱼电流保护基本相同。输电线路零序电流保护一般也采用三段式结构,急无延时零序电流速断、延时零序电流速断和零序过电流保护。零序电流保护也可与零序功率方向元件配合,构成零序功率方向电流保护。由于系统正常运行时,理论上不会出现零序分量,所以零序电流保护具有较高的灵敏度;零序电流保护不反映系统震荡和过负荷,接线简单可靠,其速度保护范围相对稳定,过电流保护延时小。上述诸多优点使得零序电流保护在有效地电网中得到时分广泛的应用。有效地电力系统中的变压器一般也要求装设零序过电流保护,作为变压器接地短路故障后备保护和相邻元件接地短路故障的远后备保护。

  过负荷保护带延时作用于信号。一般发电机、变压器和馈电线路续装设过负荷保护。对定子绕组非直接冷却的发电机,应装设定时限过负荷保护;对50MW及以上It≥10的发电机,应装设定时限负序过负荷保护。对变压器过负荷保护,所选保护的安装地点应能反映变压器所有绕组的过符合情况。例如,对双绕组降压变压器,过负荷保护应装设于高压侧;对两侧电源的三绕组降压变压器或联络变压器,在三侧均应装设过负荷保护。(王晓茹)

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