输配电线路或电气设备发生短路故障时,主要特点是线路上的电流突然增大,利用这个特点构成的保护装置称之为过电流保护。请你谈谈何为三段式电流保护,各是怎样保证供电的选择性的.
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三段式电流保护一般由无时限电流速断保护(Ⅰ段)、带时限电流速断保护(Ⅱ段)和定时限过电流保护(Ⅲ段)相互配合构成整套保护。其中Ⅰ、Ⅱ段联合作为线路的主保护,Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备保护。在有些情况下,可以只装两段甚至一段。
电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护,它们相互配合构成 一整套保护,称做三段式电流保护。
三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速 断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的,而过电流保护是按照躲开最 大负荷电流来整定的。 当线路发生短路时,重要特征之一是线路中的电流急剧增大,当电流流过某一预定值时,反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护。 电源的保护功能主要是过压、过流保护两种功能。 两者之间的关系为: 任何一种电源在发生故障时,都有可能使输出电流失去控制,为了使用户的负载不致因此而损坏,电源一般都设有过流保护。当有些负载是容性负载时,由于大容量的电解电容器并联在一起,当电源发生故障时,电流就可能大幅度上升,而电压的升值却不甚明显,这时电源内部的过流保护部件会首先启动,电源会自动切断输出。 过流保护值是不能人工设定的,机内已经定死,一般为额定电流的1.2~1.5倍。需要说明的是,过压保护会立即快速启动,过流保护则有一秒左右的延时。这是因为如电源正常工作时,如电源的负载发生突然短路,此时电源输出的瞬间电流是数倍或数十倍的额定电流 值,可以认为是一个电流冲击,远远超过过流保护的数值,但这时并不希望过流保护起作用。而希望短路解除后,电压自动恢复正常。因此在设计过流保护时,要避开突发短路时的电流冲击,而仅考虑使输出过电流的时长达到一定的值才启动过流保护。 过流保护是针对机内故障的,因此既然发生,电源就不应自动恢复。如果一定要再现,必须关机后重新开机。而短路保护、电流报警、短路报警功能是面对用户的,如果电流已经下降,短路已经排除,相对的报警声就会自动解除,电压就会自动恢复正常。 电力系统中线路的电流保护以三段式电流保护为出发点,进而衍生出电压闭锁式(启动式)、功率方向式电流保护,而且像阻抗保护等其他需要有选择性的保护也借鉴了这种三段式(多段式)的保护方式
1. I段,无时限电流速断保护 保护范围:本段线路(一般线路全长的80~85%,最少线路全长的15%)。 动作定值:按最大运行方式下(三相短路)线路末端发生故障整定;灵敏度按最小运行方式下(两相短路)来进行校验。 动作时限:速断保护,无时限。
2. II段,带时限电流速断保护 保护范围:延伸至下一段线路(为保护本段线路全长)。 动作定值:大于下一段线路一段保护动作定值。小于本段线路I段保护定值。 动作时限:大于下一段线路一段保护动作时限。大于本段线路I段保护时限。
3. III段,定时限过流保护 保护范围:做本线主保护的后备保护,即近后备保护,并做相邻下一线路(或元件)的后备保护,即远后备保护。保护范围要求超越相邻线路末端。 动作定值:保证在正常并伴有电动机启动时的负荷电流下不动作;保证外部故障切除,下一母线有电动机启动下的负荷电流不动作。比I段和II段定值小很多。 动作时限:各线路III段保护的延时必须相互配合。
三段式过流保护是把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的电流保护,
其区别为:
1.速断保护:电流定值很大,一般为额定电流8~10倍(我厂经验),无延时出口跳闸
2.限时速断:电流定值较大,一般为额定电流5~7倍,短延时出口跳闸
3.过流:电流定值较小,一般为额定电流2~3倍,较长延时出口跳闸
部分保护中还添加零序、负序、正序过流反时限保护,其动作方式为:故障电流值越大,动
作时限延时越短。
高压厂用电系统中还会有复压过流保护,其动作方式为:电压值低于整定值,电流值高于整定值出口。
由无时限电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置,称为三段式电流保护。
无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性,根据对继电保护速动性的要求,在简单、可靠和保证选择性的前提下,原则上力求装设快速动作的保护。无时限电流速断保护(又称Ⅰ段电流保护)就是这样的保护,它是反应电流升高而不带时限动作的一种电流保护。
时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性;限时电流速断保护:保护范围是被保护线路的全长或下一回线路的15% ;过电流保护:保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长 。
电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择起动电流。即速断和限时速断是按照躲过某一点的最大短路电流来整定,而过电流保护则是按照躲过最大负荷电流来整定。
由于电流速断不能保护线路全长,限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护,因此,为保证迅速而有选择地切除故障,而常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起,构成阶段式保护。具体应用时,可以只采用速断加过电流保护,或限时速断加过电流保护,也可以三者同时采用。现以图一所示的网络接线为例予以说明:在电流的最末端---用户的电动机或其他受电设备上,保护1采用瞬间动作的过电流保护即可满足要求,其起动电流按躲开电动机自起动时的最大电流整定,与电网中其它保护在定值和时限上都没有配合关系。在电网的倒数第二级上,保护2应首先考虑采用0.5S的过电流保护,如果在电网中对线路C-D上的故障没有提出瞬时切除的要求,则保护2只装设一个0.5S的过电流保护也是完全允许的。而如果要求线路C-D上的故障必须快速切除,则可再增加一个电流速断,此时保护2就是一个速断加过电流的两段式保护。继续分析保护3,其过电流保护由于要和保护2配合,因此动作时限要整定为1--1.2S,一般在这种情况下,就需要考虑增设电流速断或同时装设电流速断和限时速断,此时保护3可能是两段式也可能是三段式,越靠近电源端,则过电流保护的动作时限就越长,因此,一般都需要装设三段式保护。
具有上述配合关系的保护装置,当全网任何地点发生短路时,如果不发生保护和断路器的拒动作的情况,则故障都可以在0.5S以内的时间予以切除。
图一:阶段式电流保护网络接线图
具有电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相式原理接线如图二所示,电流速断部分由继电器1--3组成,限时电流速断部分由继电器4--6组成,过电流部分则由继电器7--9组成.由于三段的起动电流和动作电流整定得均不相同,因此必须分别使用三个电流继电器和两个时间继电器,而信号继电器3、6和9则分别用以发出I、II、III段动作的信号。
图二:电流速断、限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图
使用一段、二段或三段而组成的阶段式电流保护,其主要优点就是简单、可靠,而且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求,因此在电网中特别是在35千伏及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。保护的缺点是它直接受电网的接线以及电力系统运行方式变化的影响,例如整定值必须按系统最大运行方式来选择,而灵敏性则必须用系统最小运行方式来校验。这就使它往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求。
这个属于电力系统继电保护范畴。所谓三段式电流保护,一般说法就是:速断(无时限电流速断)、限时速断(限时电流速断保护)、过流(定时限过电流保护)保护。
速断(无时限电流速断):在满足可靠性以及保证选择性的前提下,要求保护装置的动作时间原则上越快越好。
限时速断(限时电流速断保护):一般电流速断保护不能保护本线路的全长,为了保护线路全长增设限时电流速断保护,要求在任何情况下都能保护线路全长,作为速断保护的后备保护。
过流(定时限过电流保护)保护:动作电流按躲过最大负荷电流来整定,时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护。可以作为本条线路主保护拒动的近后备保护,也可作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。
1.三段式电流保护: 是由无时限电流速断, 带时限电流速断和定时限过电流保护相互配合构成的一整套保护装置成为三段式电流保护。
无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性;时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。
2.保证供电的选择性
无时限电流速断接线简单,动作可靠,切除故障快,但不能保护线路全长,保护范围受到系统运行方式变化的影响较大。保护范围小于被保护线路的全长一般设定为被保护线路的全长的85%。
速断保护是一种短路保护,为了使速断保护动作具有选择性,一般电力系统中速断保护其实都带有一定的时限,这就是限时速断,离负荷越近的开关保护时限设置得越短,末端的开关时限可以设置为零,这就成带时限电流速断保护,这样就能保证在短路故障发生时近故障点的开关先跳闸,避免越级跳闸。保护范围是被保护线路的全长或下一回线路的15% 。
定时限过流保护的目的是保护回路不过载,与限时速断保护的区别在于整定的电流相对较小,而时限相对较长。保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长。
电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护,它们相互配合构成 一整套保护,称做三段式电流保护。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速 断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的,而过电流保护是按照躲开最 大负荷电流来整定的
开关设置三段式电流保护是考虑此回路将来可以使用于任何性质的负荷:如接的是电动机回路,采用瞬时电流速断和带时限过电流保护已经可以满足保护要求;如果接的是一段母线供电,而此段母线上带有一批负荷,为了避免下一级负荷出口短路引起上一级电源越级跳闸,就不能装速断,只能装另外两种保护了。如果是向低压变压器供电,也不能使用速断保护,以免变压器地压侧回路故障引起高压侧跳闸,从而使事故扩大。
一般是一个变压器后面到下一个变压器之间为一段,电流保护就是对电流的变化做出保护反应。三段保护就是对三段之后的电流变化做出反应。也就是说,现在在主线上由于变压器将主线分为了A,B,C,D四段。那么对A段的电流保护要考虑其本身出问题的时候带来的影响,这个称为一段保护,要考虑B段对A的影响,那么就要考虑二段保护,要考虑C对A的影响,就要考虑三段保护。
一般整定的时候都是乘以一个整定系数。具体的要看了。一般取1.25
由无时限电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置,称为三段式电流保护。
无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性,时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。
瞬时速断、时限速断作为线路的的主保护,定时过流保护作为线路的后备保护。
三段式电流保护不一定三段全部投入,这由整定和效验的结果来决定.当系统运行方式变化很大,无限电流实际保护范围太短或无保护范围时,可不投入;在线路变压器组接线中,无限电流速断已能保护线路全长.
三段式电流保护各段保护范围及时限的配合
L1首端故障, L1的三段保护均启动,速断保护动作。
L1末端故障, L1的时限速断、定时过流保护均启动,时限速断保护动作。
L2首端故障, L1定时过流保护启动, L2的三段保护均启动, L2速断保护动作。
知识扩充:
限时电流速断保护
1、作用:快速切除本线瞬时速断保护保护范围外的故障。
2、要求:能保护本线全长。动作时间尽量短。
3、整定计算:
4、灵敏度校验
如果保护的灵敏度不满足要求,可采用降低动作电流的方法提高灵敏度。通常动作电流和下线路的二段定值相配合,此时时间定值也应和下线路二段时间定值相配合。
定时限过电流保护:
1、作用
作为本线路主保护拒动的后备保护;作为下线路保护或开关拒动的后备保护。
2、保护范围
本线及下级线路的全长
3、电流定值整定原则
1)保护在线路流过最大负荷电流时不应动作。
Iact.>Ilmax
最大负荷电流要考虑电动机自起动电流
2)对已经启动的装置,在线路故障切除后,线路流过最大负荷电流时应能可靠返回。
4、时间整定
按阶梯性原则确定。即上级保护的动作时限,比下级保护(定时过流)的动作时限长Dt。
采用阶梯性原则的目的:保证保护动作的选择性,尽量缩小停电范围。
5、灵敏度校验
近后备:本线末端最小短路电流。Ksen>1.3~1.5
远后备:下及线路末端最小短路电流。Ksen>1.2
三段式电流保护一般由无时限电流速断保护(Ⅰ段)、时限电流速断保护(Ⅱ段)和定时限过电流保护(Ⅲ段)相互配合构成整套保护。
1无时限电流速断保护,电流保护的整定值,如果按躲过保护区外部的最大短路电流原则来整定,即是把不好范围限制在被保护线路的一定区段之内,则就可以完全依靠提高动作电流的整定值来获得选择性。
2时限电流速断保护,在无时限电流速断保护的基础上增加适当的延时便构成时限电流速断保护。为了保证动作的选择性,前级变电所的时限速断要与后级变电所的无时限速断配合,并使前者的保护区小于后者。
3定时限过电流保护,为了保证动作的选择性,动作时间沿线路的纵向按阶梯原则整定。时限整定一般从距电源最远的保护开始,前者比后者大一个时限级差。
这三段保护构成一套完整的保护。但它们的保护范围不同:
1无时限电流速断保护:保护范围小于被保护线路的全长一般设定为被保护线路的全长的85%。
2时限电流速断保护:保护范围是被保护线路的全长或下一回线路的15%。
3定时限过电流保护:保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长。
电流保护的三种方式各有所长和其不足之处,将三种保护组合在一起,相互配合,才能具有较好的保护性能。