继电保护>保护原则及计算方法

继电保护>保护原则及计算方法

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保护原则及计算方法 一、保护装置的装设原则   装设保护装置一般均需考虑下列因素： (1)  当被保护元件发生短路或足以破坏系统正常运行的情况时，保护装置应动作于掉闸；在发生不正常运行时，保护装置应动作与信号。 (2)  矿井变电所的高压馈电线上，应装设有选择性的检漏保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的检漏保护装置，以提高煤矿供电与生产的可靠性和安全性。 (3) 保护装置应以足够小的动作时限去切除故障，保证系统剩余部分仍能可靠运行。 (4)  动作于掉闸的保护装置一般应保证选择性，在必须加快动作时，应考虑自动重合闸来补救保护的无选择性动作。 (5)  选择保户方式时，不应考虑可能性很小的运行方式和故障类型。为提高其工作可靠性应力求使用最少数量的继电器和触电，并使其接线最简单可靠 (6)  保护装置的电压回路断线时如能造成误动作，则应装设这种误动作的闭锁装置并发出信号；若不致发生误动作，则容许装设只动作与信号的装置。 (7)  表示保护装置动作的必要回路内应装设信号继电器，在运行人员易于分析的统计保护动作的条件下，应力求装设最少数量的设备。 (8)  保护装置出作为被保护元件的主保护外，如有可能还应座位相邻元件的后备保护。 (9)  当保护装置因动作原理而不能起相邻元件后备保护作用时，应在所有或部分断路器上装设单独的后备保护。 (10)  为了起到相邻元件后备保护作用而是保护装置复杂化，在技术上不能完全达到后备作用时，允许缩短后备作用的范围。 (11)  在实际可能出现的最不利方式或故障类型下，保护装置应对计算点有足够的灵敏度。保护装置的灵敏系数为：     对反应电气量上升的保护装置               对反应电气量下降的保护装置              各种灵敏系数的概略值如下：    A. 过电流或负序过滤式保护约为1.3～1.5。    B. 电流方向保护（带或不带低电压闭锁）的启动元件约为1.3～1.5，对以接在全电流或全电压上的方向元件没有规定。    C.  阶梯式电流、电压保护（带不带方向元件）在被保护末端短路约为1.3～1.5。    D.  线路、电力变压器或发动机的纵联差动保护装置约为2。    E.  平衡和横联差动装置的启动元件，在故障线路两侧断路器均为断开前，两侧保护装置在相同灵敏点上约为2；当线路一侧断开，相继动作侧约为1.5，接在全电流和全电压上的方向元件没有规定、    F.  后备保护的最小灵敏系数约为1.2。    G.  作为线路辅助保护的无时限电流速断的最小保护范围，在正常运行方式下一般不小于被保护线路的15%～20%；或按保护安装处短路计算，灵敏系数应大于1.2。    H. 装在发电机、变压器和电动机上的无时限电流速断，当保护装置安装处发生短路时约为2。 (12)  保护装置的灵敏度应该互相配合，从故障点相电源侧方向逐步降低保护装置的灵敏度。 (13)  保护装置所用的电流互感器，对最大负载和最大正定的故障电流，其误差应小于10%。 二、计算方法 1、3～10kV 线路保护 （1）电流速断保护    动作电流 式中   —可靠系数，当用DL型时为1.2；用GL型时为1.4；         —接线系数，均为1；         —电流互感器变比；      —被保护线路末端三相最大短路电流，A。 （2）过电流保护    ① 动作电流  式中   —可靠系数，当用DL型时为1.2；用GL型时为1.4；         —接线系数，当继电器接于相上为1，接于相差为；         —返回系数，0.85；         —电流互感器变比；        —被保护线路最大计算负荷电流，A。    ②灵敏系数        远后备灵敏系数  式中   —被保护线路末端最小两相短路电流，A；         —远后备计算点最小两相短路电流，A。 （3）电流闭锁电压速断保护    ① 动作电流  式中   —可靠系数，当用DL型时为1.2；用GL型时为1.4；         —接线系数，1；         —电流互感器变比；         —被保护线路始端最大三相短路电流，A。    ②灵敏系数      式中   —被保护线路末端最小两相短路电流，A。 （3）纵联差动保护    ① 纵差动作电流 式中   —可靠系数，1.2；         —电流互感器最大允许误差，其值为10%；         —电流互感器不同型系数，其值为5%；        —计算误差，其值为5%；    —被保护线路末端最大三相短路电流，A。    ②灵敏系数      采用DCD-2或BCH-2差动电流继电器按下式计算灵敏系数       式中   —被保护线路始端最小两相短路电流，A；    —差动继电器整定匝数，其值为匝。

 

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计算方法 2、3～6kV电动机保护 （1）电流速断保护    ①异步电动机    动作电流 式中   —可靠系数，当用GL型时为1.6～1.8；用DL型时为1.4～1.6；         —接线系数，当继电器接于相上为1，接于相差为；         —电流互感器变比；         —电动机启动电流，A。         其中   —电动机电流启动倍数        —电动机额定电流，A。    ②同步电机 按下述两条件计算，取数值较大者 （i）应躲过启动电流，按异步电机保护装置动作电流计算 （ii）应躲过短时外部输出的电流 式中   —最大运行方式下，外部三相短路，电动机反馈电流；    ③灵敏度校验               式中   —系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流。 （2）纵联差动保护 躲过下列不平衡电流，取其较大者    ①异步或同步电机，由启动电流引起的不平衡电流                式中      —可靠系数，取1.2～1.4；    ②躲过外部短路时，同步电机输出电流引起的不平衡电流             ③灵敏度校验               式中   —保护装置安装处最小两相短路电流。          —差动保护动作电流 （3）过载保护     动作电流     式中  —可靠系数，动作于信号取1.1；动作于掉闸取1.2～1.4         —返回系数，GL-13～GL-16为0.8，其余为0.85         —接线系数，接相上为1，相差上为         —电动机额定电流。 3、3～10kV配电变压器保护 （1）电流速断保护    ①动作电流    式中  —可靠系数，DL型1.2；GL型1.4         —接线系数，接相上为1，相差上为         —电流互感器变比；        —变压器二次最大三相短路电流；    ②灵敏系数      —变压器一次侧最小两相短路电流。 （2）过电流保护    ①动作电流   式中  —可靠系数，2～3         —电流互感器变比；         —返回系数，0.85        —变压器一次侧额定电流，A。    ②灵敏系数 （i）多相短路灵敏系数       ；      —变压器二次最小两相短路电流；      —变压器变比；      —变压器一次侧电流互感器变比。 （ii）单相短路灵敏系数      式中 —变压器二次最小单相短路电流      —单相短路的相对灵敏系数：      继电器接在相上 =0.5      继电器接在相和上 =1 （3）零序过电流保护    ①动作电流    ②灵敏系数   式中  —可靠系数，取2        —零序电流互感器变比。        —变压器二次最小单相短路电流。

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计算方法 4、电力变压器保护 （1）电流速断保护    ①动作电流    ②灵敏系数 式中   —可靠系数，当用GL型时为1.4；用DL型时为1.2；        —接线系数，当继电器接于相上为1，接于相差为；       —变压器二次最大三相次暂态短路电流；      —变压器一次最小两相次暂态短路电流 。 （2）带时限过电流保护    ①动作电流    ②灵敏系数 式中   —可靠系数，当用GL型时为1.4；用DL型时为1.2；        —变压器接制动线圈侧的最大负荷电流；        —过负荷系数；        —返回系数，0.85；        —接线系数；       —过流保护电流互感器变比；       —变压器二次最小三相短路电流稳态值；       —变压器变比；       —相对灵敏系数； （3）过负荷保护 动作电流  式中   —可靠系数，1.05～1.1；        —返回系数，0.85；       —过负荷护电流互感器变比；      —变压器一次额定电流。 5、3～10kV电力电容器保护 （1）电流速断保护    ①动作电流    ②灵敏系数 式中   —可靠系数，2～2.5；        —接线系数；       —单台电容器额定电流        n-每相电容器安装台数；      —速断护电流互感器变比；    —保护电容器安装处最小两相次暂态短路电流； （2）横联差动保护 动作电流 式中   —单台电容器额定容量，kvar；        —电容器额定电压，kV；        —单台电容器故障元件允许百分数，75%；       —灵敏系数，取1.5；       —横差保护电流互感器变比； 6、3～10kV母线保护 （1）带时限电流闭锁保护     动作电流   式中   —母线最小两相短路电流；        —灵敏系数，取1.5 （1）不完全差动保护    ①电流速断保护    动作电流   式中   —母线最小两相短路电流；        —灵敏系数，大于等于2。    ②过电流保护    动作电流      灵敏系数   远后备灵敏系数   式中   —可靠系数，1.3；       —母线最大工作电流       —返回系数，0.85；      —母线最小两相短路电流；     —配出线末端最小两相短路电流。 7、母联保护 （1）电流速断保护    ①动作电流    ②灵敏系数 式中   —可靠系数，1.3；       —过负荷系数，4.0；      —电流互感器一次额定电流；      —母线最小两相短路电流； （2）过电流保护    ①动作电流    ②灵敏系数    ③后备保护灵敏系数 式中   —可靠系数，1.5；       —任一段母线最大工作电流；       —返回系数，0.85；       —母线最小两相短路电流；       —配出线末端最小两相短路电流。