内容发布更新时间 : 2024/12/23 8:05:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
若采用三相星形接线,则当此并行线路上发生两点接地(如图中的和)故障时,保护一定
会同时切除两条故障线路;而采用两相星形接线,则保护有2/3机会只切除一条线路,从而提高了供电的可靠性。这是两相星形接线的优点。
当两点接地发生在串联线路(如图13-13中的和)上时,若采用三相星形接线,保护一定会只切除远离电源的故障点;而采用两相星形接线时,则有1/3机会使靠近电源的线路误跳,扩大了停电范围,这是两相星形接线的缺点。
所以,在大接地电流系统中,为了正确反应所有单相接地短路,一般采用三相星形接线。而对于小接地电流系统来说,采用两种接线方式各有优缺点,但通常为了节省投资,一般都采用两相星形接线。
4.Y,d11接线变压器(设其变比k=1)
侧ab两相短路
在小接地电流系统中,当采用过电流保护作为降压变压器和相邻线路保护的后备保护时,如采用两相星形接线,会出现灵敏度不能满足要求的情况。
当
在故障点有
,
侧ab两相短路时,
0。参照第8章式(8-24)用对称分量分解后有
(13-26) 即
(13-27) 据此可作出变压器电流分量,如图13-14(b)所示。将侧的序电流分量
、=
、=
和=
,
侧的电流相量和各序
侧的各序电流分量分别经Y,d11转换到Y侧,可得Y、
=、
=
如图13-14(c)所示。由于变压器的变比k=
。将各序分量合成,即可得Y侧
=1,所以有
的各相电流为
(13-28) 可见,流过变压器Y侧B相的电流为A相和C相的两倍。分析
侧其它两
相短路也有类似的结果,即总有一相电流为其他两相的两倍。同理,如果在Y侧发生BC两相短路,经分析可得到类似的结果,即
侧b相电流将为其它两相的两倍。如果采用三相星形接线,
则保护装置的灵敏度较高;如果采用两相星形接线,则在某一种两相短路时,流过另一侧电流继电器的电流可能只有最大相电流的一半,使保护装置的灵敏度也减小到一半。此时需采用图13-14(a)所示的接线,即在两相星形的中线上加接一个电流继电器3KA,此继电器流过的电流能反映B相电流,故可提高保护的灵敏度。这种接线也可称为两相三继电器接线。 (六)阶段式电流保护
我们已经学了瞬时电流速断保护(I段)和限时电流速断保护(II段)一起作为本线路相间短路的主保护;定时限过电流保护(III段)则作为本线路相间短路的近后备和相邻线路的远后备保护。它们各有其特点:瞬时电流速断保护能迅速切除故障线路,但不能保护线路全长;限时电流速断保护能保护线路全长,但不能作为相邻线路的后备保护;而定时限过电流保护虽然能作为相邻线路的后备保护,但如将其作为本线路的主保护时,往往动作时限又太长,不能满足速动性的要求。对于靠近电源的线路,由于过电流保护动作时限太长,一般需装设三段式电流保护。对于电网的末端线路,也可只采用瞬时电流速断保护和过电流保护构成两段式电流保护。
图13-15阶段式电流保护 线路和由于离电源较近,采用了三段式电流保护,而电网末端线路采用两段式电流保护即可(速断加过电流)。由图可知,只要断路器不拒动,故障都能在0.5s的时间以内予以切除。图13-15给出了阶段式电流保护的配置情况,以及各点短路时的实际切除时间。
图13-16 三段式电流保护原理接线图 图13-16所示为三段式电流保护原理接线图,保护采用两相不完全星形接线。第I段是瞬时电流速断保护,由电流继电器1KA、2KA和信号继电器1KS组成;第II段是限时电流速断保护,由电流继电器3KA、4KA、时间继电器1KT和信号继电器2KS组成;第III段是定时限过电流保护,由电流继电器5KA、6KA、时间继电器2KT和信号继电器3KS组成。KMo为保护跳闸出口继电器,其输出脉冲启动跳闸线圈YR,跳开断路器QF切除故障。
二、相间短路的方向性电流保护
(一)方向性电流保护的工作原理
前面所讲的三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析的。在双侧电源网络或环形网络中,为提高供电的可靠性,在线路两侧都必须装设断路器和保护装置,以便在线路发生短路时,两侧断路器均能跳闸切除故障。在这种网络中,前面讨论的三段式电流保护仅在靠近电源侧安装断路器和保护装置,不能满足要求。
图13-17 双侧电源辐射形电网 当图13-17所示的双侧电源网络中
点发生短路时,要求
保护1、2动作切除故障,而根据选择性的要求,由2和3时,应由保护2动作,因此必须有t2<t3;而当切除故障,此时由
供给的短路电流流过B母线两侧的保护点发生短路时,要求保护3、4动作
供给的短路电流流过B母线两侧的保护2和3时,按选择性的要求应由保
护3动作,故必须有t3<t2。显然对保护的这两个要求是互相矛盾的,无法同时满足。 从以上的分析可以发现,误动作的保护都是在其线路反方向发生故障时,由对侧电源供给的短路电流引起的,即由线路流向母线的电流。为解决这一问题,可进一步利用在短路时,流过保护2和保护3的功率的方向特征。当
点和
点
点短路时,流过保护2的功率方向是从
母线流向线路(规定为功率的正方向),此时保护2应动作;而流过保护3的功率方向是从线路流向母线(规定为功率的负方向),此时保护3不应动作。同样,当
点短路时,流过保护
2的功率方向为从线路流向母线,保护2不应动作;而流过保护3的功率方向是从母线流向线路,保护3应动作。这样,若在保护2和3的一般过电流保护上各加一方向闭锁元件,并规定只有在短路功率为正方向时保护动作;而在短路功率为负方向时,保护不能动作,从而使继电保护具有一定的方向性。这样就解决了保护动作的选择性问题。
这种在过电流保护基础上加装功率方向元件的保护,称为方向过电流保护。方向过电流保护主要由方向元件、电流元件、时间元件组成,其原理接线如图13-18所示,图中功率方向继电器KP即为方向元件。为了判定功率的方向,方向继电器除了要由电流互感器提供电流信号外,还应由电压互感器提供电压信号。由图可见,只有方向元件和电流元件都动作以后,才能去启动时间元件,再经过预定的延时后动作于跳闸。
安装功率方向继电器后,短路电流按功率方向分为了两组,每一组仍可采用前面讲的三段式电流保护的工作原理进行整定。
图13-18 方向过电流保护的原理接线图 例如图13-19中保护之间的时限配合关系应为:>
>
,
>
>
,>
,>
,
>
,
>
,且相互之间最少相差一个
。
可以看出,保护1的动作时限要与保护3、保护7和保护8相配合,可取其中的最大值作为保护1的动作时限。
图13-19 双侧电源辐射形电网及保护时限特性 (a) 网络图; (b) 保护时限特性 (二)功率方向继电器的工作原理
图13-20 功率方向继电器工作原理分析
(b) f1点短路相量图; (c) f2点短路相量图 在图13-20所示网络接线中,假定各线