工厂供电系统的继电保护(三)

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5发生外部故障时电流互感器饱和应可靠不动作

6保护区内故障时电流互感器饱和纵差动保护不应拒动或延时动作

7保护区内发生短路故障在短路电流中含有谐波分量时纵差动保护不应拒动或延时动作

按照反应电流和电压量变化构成的保护装置测量元件限于装设在被保护元件的一侧无法区别保护范围末端和相邻范围始端的故障为了保证动作的选择性在整定动作参数是必须与相邻元件的保护相配合一般采用缩短保护区或延长动作时限的方法获得选择性差动保护的原理接线图如图变压器差动保护是按照循环电流原理构成的图为差动保护的单相原理接线图双绕组变压器在其两侧装设电流互感器当两侧电流互感器的同极性端子在同一方向差动继电器的工作线圈并联在电流互感器的二次端子上由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同因此必须适当选择两侧电流互感器的变化使得在正常工作时和外部故障时两侧的二次电流相等流过差动继电器线圈的电流在理论上等于零即

所以两侧的CT变比应不同且应使

按相实现的纵差动保护其电流互感器变比的选择原则是两侧CT变比的比值等于变压器的变比

变压器差动保护不平衡电流分析

的电流为零则应使高低压两侧流入继电器的电流相等即高低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比但是实际上由于电流互感器的变比都是根据产品目录选取的标准变比而变压器的变比是一定的因此上述条件是不能得到满足的因而会产生不平衡电流

由变压器两侧电流相位不同而产生变压器常常采用两侧电流的相位相差30°的接线方式对双绕组变压器而言此时如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式即均采用Ｙ形接线方式则二次电流由于相位不同也会在纵差保护回路产生不平衡电流

由变压器两侧电流互感器型号不同而产生电流互感器是一个带铁心的元件在变换电流的过程中需要一定的励磁电流所以一次电流和二次电流的关系

当变压器两侧电流互感器的型号不同时它们的饱和特性励磁电流等也就不同即使两侧电流互感器的变比符合要求流入差动继电器的差电流为

差电流也不会为零即在正常运行或外部短路时会有不平衡电流流入差动继电器

2暂态情况下的不平衡电流

由变压器励磁涌流产生

正常运行情况下铁芯未饱和相对导磁率很大变压器绕组的励磁电感也很大因而励磁电流很小一般不超过额定电流的35当投入空载变压器或外部故障切除后的电压回复时一旦铁芯饱和后想对导磁率接近于1变压器绕组的电感降低相应出现数值很大的励磁电流称为励磁涌流其值可能达到变压器额定电流的68倍励磁涌流具有如下特征励磁涌流数值很大最大可达变压器额定电流的68倍励磁涌流包含有很大成分的非周期分量波形呈尖顶波形且偏于时间轴的一侧励磁涌流包含有大量的高次谐波而以二次谐波为主励磁涌流相邻波形是不连续的因而波形之间出现了间断角由于励磁涌流的存在使变压器差动回路产生很大的不平衡电流常常导致纵差保护的误动作给变压器纵差保护的实现带来困难

2由变压器外部故障暂态穿越性短路电流产生

纵差保护是瞬动保护它是在一次系统短路暂态过程中发出跳闸脉冲因此必须考虑外部故障暂态过程的不平衡电流对它的影响在变压器外部故障的暂态过程中一次系统的短路电流含有非周期分量它对时间的变化率很小很难变换到二次侧而主要成为互感器的励磁电流从而使互感器的铁心更加饱和本来按10误差曲线选择的电流互感器在变压器稳态外部短路时就会处于饱和状态再加上非周期分量的作用则铁心将严重饱和因而电流互感器的二次电流的误差更大暂态过程中的不平衡电流也将更大

1作用原理

将母线的连接元件都包括在差动回路中需在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的CT

1正常运行或外部故障时

所以

二次侧

2母线故障时

二次侧

2整定计算

两个条件1躲外部短路可能产生的

2CT LH 二次回路断线时不误动

母线连接元件中最大负荷支路上最大负荷电流

取较大者为定值

连接元件最少时

42电容器的继电保护

电容器的电流保护主要有限时速断过流和电容器不平衡电流等

1电容器的限时电流速断保护

1 限时电流速断整定值计算

原则按躲过电网瞬时过电压引起的冲击电流来整定

可靠系数取2～3

电流继电器返回系数取08～095

Q为电容的额定容量单位为KVAR

2 限时电流速断保护的延时整定

限时电流速断的延时按能躲过电容投入的冲击电流持续时间来整定一般可取010～020s

3 限时电流速断的灵敏度检验

式中电源等效相电势

电源折合到低压侧的等效相阻抗

变压器折合到低压侧的等效相阻抗

根据规程规定 ≥2

2电容器的过电流保护

1 过电流定值计算

电容器的过电流保护按躲过电容器组的额定电流来整定

　　　　　　　　　　　　　　　电流的纹波系数取12～125

2 过流保护的延时计算

　　　按躲过电容投入产生的冲击电流及电网瞬时过电压产生的冲击电流持续时

间并与限时速断时限配合来整定一般取

3 过流保护的灵敏度校验

3不平衡电流保护

不平衡电流保护用于双星形接线的电容器组

1 不平衡电流整定值计算

单台电容器的额定电流

m单台电容每串联段并联的电容器数

n单台电容串联的段数

k因击穿而切除的电容个数

中性点不平衡电流保护按切除一定数量电容后的不平衡电流有一定的灵敏度且能可靠地躲过正常运行时的不平衡电流来整定即

正常运行时的不平衡电流

2 不平衡电流保护的延时整定

中性点不平衡电流保护的延时仍按躲过电容投入的冲击电流和系统瞬时过电压引起的不平衡电流持续时间来整定一般取01～02s即

t 01～02s

4电容器的欠压保护

1 欠电压保护电压定值计算

电容器欠电压保护的目的是在母线失压时及时将电容切除以防止电源进线重合闸使母线带电时因电源电压与电容电压迭加产生过大的冲击电流而损坏电容定值按躲过电容所在母线所有线路中线路末端短路的最

低电压来整定

2 欠压保护的延时计算

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