第6章 工厂供电系统的过流保护6-3

2020/1/1816.6线路过电流保护第六章工厂供电系统的过流保护2020/1/1826.6工厂高压线路继电保护一、工厂电力线路的常见故障和保护配置1、常见的故障主要有相间短路、单相接地、过负荷。2、保护配置工厂电力线路装设带时限的过电流保护和瞬时电流速断保护，保护动作于断路器跳闸，作为相间短路的保护。工厂电力线路装设绝缘监视装置（零序电压保护）或单相接地保护（零序电流保护），保护动作于信号，作为单相接地故障保护。可能经常过负荷的电缆线路，装设过负荷保护，动作于信号。2020/1/183二、继电保护装置的操作电源继电保护装置的操作电源，有直流操作电源和交流操作电源两大类。由于交流操作电源具有投资小、运行维护方便及二次回路简单、可靠等优点，因此它在中、小型工厂应用最为广泛。交流操作继电保护装置直接动作式去分流跳闸式2020/1/1842．继电保护装置的操作电源（1）直接动作式利用断路器操作机构内的过电流脱扣器（跳闸线圈）YR作为电流继电器直接动作于跳闸，可接成两相两继电器式或两相差式接线。正常运行时，YR流过的电流小于YR的动作电流，不动作。当一次电路发生相间短路时，短路电流反映到电流互感器的二次侧，流过YR的电流达到动作值，使断路器QF跳闸。这种接线保护灵敏度低.2020/1/1852．继电保护装置的操作电源（2）去分流跳闸式正常运行时，电流继电器KA的常闭接点将跳闸线圈YR短路，YR无电流流过，断路器QF不会跳闸。而在一次电路发生相间短路时，KA动作，其常闭接点断开，使YR的短路分流支路被去掉（即“去分流”），电流互感器的二次侧的电流全部流过YR，断路器跳闸。这种接线简单，灵敏度较高，但要求继电器的触点容量较大。2020/1/186三、线路过电流保护当被保护线路中电流增大且超过整定值时，电流继电器启动，同时启动时间继电器，待时间继电器延时到预先整定时间，保护装置动作切除故障并报警。这种保护装置的动作时间是预先整定的，不随短路电流大小的变化而变化，因而称为定时限。定时限过电流保护在工厂供电系统中多采用两相式接线.1．定时限过电流保护装置组成和原理2020/1/1871．定时限过电流保护装置组成和原理工作原理：正常情况下，断路器QF闭合，保持正常供电，线路中流过正常电流，此时电流继电器不会启动。当线路发生相间短路故障时，线路中流过的电流迅速增加，使电流继电器KA瞬时动作，启动时间继电器KT，经过延时，KT延时触点闭合，使串联的信号继电器（电流型）KS和中间继电器KM动作，KS触点闭合接通报警线路，KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。在短路故障切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器都自动返回起始状态，而KS需手动复位。2020/1/1882．反时限过电流保护装置的组成和原理反时限过电流保护就是通过保护装置的故障电流越大，动作时间越短，而故障电流越小，动作时间就越长。这种保护装置由GL型电流继电器组成。工作原理：在正常情况下，电流继电器通过正常工作电流，其动断触点闭合，动合触点断开，断路器的跳闸线圈不会得电。发生短路时，电流继电器KA中流过的电流增大，到达其动作值，动合触点闭合，接通YR，动断触点断开，去掉分流使YR得电带动断路器跳闸。2020/1/1893．过电流保护装置的动作原理和整定保护要求：线路WL2的首端k点发生短路时，由于短路电流远远大于线路上的所有负荷电流，所以沿线路的过电流保护装置包括KA1、KA2均应启动。按照保护选择性的要求，应是靠近故障点k的保护装置KA2首先断开QF2，切除故障线路WL2。而KA1应立即返回，不至于断开QF1。2020/1/18103．过电流保护装置的动作原理和整定（1）过电流保护动作电流的整定L.maxirewrelopIKKKKI式中Iop——继电器的动作电流；Krel——保护装置的可靠系数，对DL型继电器取1.2，对GL型继电器取1.3；Kw——保护装置的接线系数，三相式、两相式接线取1，两相差式接线取；Kre——保护装置的返回系数，对DL型继电器取0.85，对GL型继电器取0.8；Ki——电流互感器变比；IL.max——线路的最大负荷电流，可取为(1.5～3)I30。32020/1/18113．过电流保护装置的动作原理和整定（2）过电流保护的动作时限整定和配合①定时限过电流保护的动作时限整定和配合。为了保证前后两级保护装置动作的选择性，在后一级保护装置的线路首端k点发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护的动作时间要大一个时间差，对于定时限保护装置，一般取0.5s。②反时限过电流保护的动作时限整定和配合。为了保证各保护装置动作的选择性，反时限过电流保护装置也应该按照阶梯原则来选择。对反时限过电流保护装置，t一般取0.7s。2020/1/18123．过电流保护装置的动作原理和整定③过电流保护装置的灵敏度1.5IKIKSopi(2)k.minwp式中——被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。)2(min.kI（2）过电流保护的动作时限整定和配合2020/1/18134．定时限和反时限过电流保护的比较定时限过电流保护的优点是：动作时间准确，容易整定。而且不论短路电流大小，动作时间是一定的，不会因短路电流小而动作时间长。定时限过电流保护的缺点是：继电器数目较多，接线比较复杂。在靠近电源处短路时，保护装置的动作时间太长。反时限过电流保护的优点是：可采用交流操作，接线简单，所用保护设备数量少，因此这种方式简单经济，在工厂供电系统中的车间变电所和配电线路上用得较多。反时限过电流保护的缺点是：整定、配合较麻烦，继电器动作时限误差较大，当距离保护装置安装处较远的地方发生短路时，其动作时间较长，延长了故障持续时间。2020/1/1814三、线路过电流保护5．线路的过负荷保护线路的过负荷保护线路图过负荷保护其动作电流整定30iopIK1.3~1.2I式中I30——所保护线路的计算电流。2020/1/1815例如图所示，某厂10kV供电线路，保护装置接线方式为两相式接线。已知WL2的最大负荷电流为57A，TA1的变比为150/5，TA2的变比为100/5，继电器均为DL-11/10型电流继电器。已知KA1已整定，其动作电流为10A，动作时间为1s。k-1点的三相短路电流为500A，k-2点的三相短路电流为200A。试整定保护装置KA2的动作电流和动作时间，并检验其灵敏度。解：（1）整定KA2的动作电流。取，，，已知，故2.1relK85.0reK205/100iKA57max.LIA02.4572085.012.1max.Lrewrel)2(opIKKKKIi取整数，动作电流整定为4A。2020/1/1816解：（2）整定KA2的动作时间。保护装置KA1的动作时限应比保护装置KA2的动作时限大一个时间阶段，取，因为KA1的动作时间是1s，所以KA2的动作时间为。ts5.0ts5.05.012t（3）KA2的灵敏度校验。KA2保护的线路WL2末端k-2点的两相短路电流为其最小短路电流，即173Α2000.866I23I(3)2k(2)k.min1.52.164201731IKIKSopi(2)k.minwp由此可见，灵敏度满足要求。