工程机械制造厂供电系统设计9整定保护.doc

工程机械制造厂供电系统设计42第9章继电装置整定及二次保护9.1概述按GB500621992电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定：对366kV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。由于一般工厂的高压线路不很长，容量不很大，因此其继电保护装置通常比较简单。作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护动作时限不大于0.50.75时，可不装设电流速断保护。相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。作为线路的单相接地保护，有两种方式：绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号（将在第七章第三节介绍）。有选择性的单相接地保护（零序电流保护），也动作于信号，但是当单相接地故障危及人身和设备安全时，则动作于跳闸。对可能经常过负荷的电缆线路，按GB50062规定，应装设过负荷保护，动作于信号。9.2继电保护装置的接线方式工厂高压线路的继电保护装置中，起动继电器与电流互感器之间的连接方式，主要有两相两继电器式和两相一继电器式两种。1、两相两继电器式接线这种接线，如果一次电路发生三相短路或两相短路时，都至少有一个继电器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。为了表述这种接线方式中继电器电流KAI与电流互感器二次电流2I的关系，特引入一个接线系数Kw。两相两继电器式接线在一次电路发生任意相间短路时，KW=1，即其保护灵敏度都相同。2、两相一继电器式接线这种接线又称两相电流差接线。正常工作时，流人继电器的电流为两相电流互感器二次电流之差。在一次电路发生三相短路时，流入继电器的电流为电流互感器二次电流的3倍，即kw)3(=3。两相一继电器式接线能反应各种相间短路故障，灵敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如两相两继电器式接线。但是它少用一个继电器，较为简单经济。9.3继电保护装置的操作方式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工程机械制造厂供电系统设计43电源具有投资少、运行维护方便及二次回路简单可靠等优点，因此它在中小工厂中应用广泛。交流操作电源供电的继电保护装置主要有以下两种操作方式：1、直接动作式利用断路器手动操作机构内的过流脱扣器（跳闸线圈）YR作为直动式过流继电器，接成两相一继电器式或两相两继电器式。正常运行时，YR通过的电流远小于其动作电流，因此不动作。而在一次电路发生相间短路时，YR动作，使断路器QF跳闸。这种操作方式简单经济，但保护灵敏度低，实际上较少应用。2、“去分流跳闸”的操作方式正常运行时，电流继电器KA的常闭触点将跳闸线圈YR短路分流，YR无电流通过，所以断路器QF不会跳闸。当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA动作，其常闭触点断开，使跳闸线圈YR的短路分流支路被去掉（即所谓“去分流”)，从而使电流互感器的二次电流全部通过YR，致使断路器QF跳闸，即所谓“去分流跳闸”。这种操作方式的接线也比较简单，且灵敏可靠，但要求电流继电器KA触点的分断能力足够大才行。现在生产的GL-15、16、25、26等型电流继电器，其触点容量相当大，短时分断电流可达150A，完全能满足短路时“去分流跳闸”的要求。因此这种去分流跳闸的操作方式现在在工厂供电系统中应用相当广泛。9.4电流速断保护带时限的过电流保护，有一个明显的缺点，就是越靠近电源的线路过电流保护，其动作时间越长，而短路电流则是越靠近电源越大，其危害也更加严重。因此，根据GB500621992规定，在过电流保护动作时间超过0.50.75时，应装设瞬动的电流速断保护装置(currentquick-breakprotector）。1、电流速断保护的组成及速断电流的整定电流速断保护就是一种瞬时动作的过电流保护。对于采用DL系列电流继电器的速断保护来说，就相当于定时限过电流保护中抽去时间继电器，即在起动用的电流继电器之后，直接接信号继电器和中间继电器，最后由中间继电器触点接通断路器的跳闸回路。2、电流速断保护的“死区”及其弥补由于电流速断保护的动作电流躲过了线路末端的最大短路电流，因此靠近末端的相当长一段线路上发生的不一定是最大短路电流（例如两相短路电流）时，电流速断保护不会动作。这说明，电流速断保护不可能保护线路的全长。这种保护装置不能保护的区域，叫做“死区”(deadband)，为了弥补死区得不到保护的缺陷，所以凡是装设有电流速断保护的线路，必须配备带时限的过电流保护，过电流保护的动作时间比电流速断保护至少长一个时间级差75.05.0t，而且前后的过电流保护的动作时间又要符合“阶梯原则”，以保证选择性。工程机械制造厂供电系统设计44在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护作为后备；而在电流速断保护的死区内，则过电流保护为基本保护。3、电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度按其安装处（即线路首端）在系统最小运行方式下的两相短路电流Ik)2(作为最小短路电流Ikmax.来检验。因此电流速断保护的灵敏度必须满足的条件为Sp=Ikkkqbikw)2(1.52按GB500621992,Sp1.5；按JBJ61996,Sp2。9.5电力变压器的继电保护1、概述按GB500621992规定：对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路；绕组的匝间短路；外部短路引起的过电流；中性点直接接地系统中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；过负荷；油面降低；变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。对于高压侧为610kV的车间变电所主变压器来说，通常装设带时限的过电流保护；如果过电流保护动作时间大于0.50.75时，还应装设电流速断保护。容量在80OkVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，按规定还应装设瓦斯保护（gasProtection，又称气体继电保护）。容量在40OkVA及以上的变压器，当数台并列运行或者单台运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯故障”)，动作于信号，而其他保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯故障”)，一般均动作于跳闸。对于高压侧为35kV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；在有可能过负荷时也应装设过负荷保护。如果单台运行的变压器容量在I0000kVA及以上或者并列运行的变压器每台容量在6300kVA及以上时，则应装设纵联差动保护来取代电流速断保护。2、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护变压器的过电流保护无论采用电流继电器还是脱扣器，也无论是定时限还是反时限，变压器过电流保护的组成、原理与前面讲述的电力线路过电流保护的组成、原理完全相同。变压器过电流保护动作电流的整定也与电力线路过电流保护的整定基本相同。变压器过电流保护动作时间的整定也与电力线路过电流保护的整定相同，也按工程机械制造厂供电系统设计45“阶梯原则”整定。但对电力系统的终端变电所如车间变电所的变压器来说，其动作时间可整定为最小值（0.5）。变压器过电流保护的灵敏度，按变压器二次侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时换算到一次侧的短路电流值来检验，要求灵敏系数Sp1.5。如果Sp达不到要求，同样可采用低电压闭锁的过电流保护。变压器的电流速断保护变压器电流速断保护的组成、原理，也与前面讲述的电力线路的电流速断保护相同。变压器电流速断保护的动作电流（速断电流）qbI的整定计算公式，也与电力线路电流速断保护基本相同。变压器电流速断保护的灵敏度，按保护装置安装处在系统最小系统方式