工廠供電系統的繼電保護(三)

5發生外部故障時電流互感器飽和應可靠不動作

6保護區內故障時電流互感器飽和縱差動保護不應拒動或延時動作

7保護區內發生短路故障在短路電流中含有諧波分量時縱差動保護不應拒動或延時動作

按照反應電流和電壓量變化構成的保護裝置測量元件限于裝設在被保護元件的一側無法區別保護范圍末端和相鄰范圍始端的故障為了保證動作的選擇性在整定動作參數是必須與相鄰元件的保護相配合一般采用縮短保護區或延長動作時限的方法獲得選擇性差動保護的原理接線圖如圖變壓器差動保護是按照循環電流原理構成的圖為差動保護的單相原理接線圖雙繞組變壓器在其兩側裝設電流互感器當兩側電流互感器的同極性端子在同一方向差動繼電器的工作線圈并聯在電流互感器的二次端子上由于變壓器高壓側和低壓側的額定電流不同因此必須適當選擇兩側電流互感器的變化使得在正常工作時和外部故障時兩側的二次電流相等流過差動繼電器線圈的電流在理論上等于零即

所以兩側的CT變比應不同且應使           

按相實現的縱差動保護其電流互感器變比的選擇原則是兩側CT變比的比值等于變壓器的變比

變壓器差動保護不平衡電流分析

的電流為零則應使高低壓兩側流入繼電器的電流相等即高低側電流互感器變比的比值應等于變壓器的變比但是實際上由于電流互感器的變比都是根據產品目錄選取的標準變比而變壓器的變比是一定的因此上述條件是不能得到滿足的因而會產生不平衡電流

由變壓器兩側電流相位不同而產生變壓器常常采用兩側電流的相位相差30°的接線方式對雙繞組變壓器而言此時如果兩側的電流互感器仍采用通常的接線方式即均采用Ｙ形接線方式則二次電流由于相位不同也會在縱差保護回路產生不平衡電流

由變壓器兩側電流互感器型號不同而產生電流互感器是一個帶鐵心的元件在變換電流的過程中需要一定的勵磁電流所以一次電流和二次電流的關系

當變壓器兩側電流互感器的型號不同時它們的飽和特性勵磁電流等也就不同即使兩側電流互感器的變比符合要求流入差動繼電器的差電流為

差電流也不會為零即在正常運行或外部短路時會有不平衡電流流入差動繼電器

2暫態情況下的不平衡電流

由變壓器勵磁涌流產生

正常運行情況下鐵芯未飽和相對導磁率很大變壓器繞組的勵磁電感也很大因而勵磁電流很小一般不超過額定電流的35當投入空載變壓器或外部故障切除后的電壓回復時一旦鐵芯飽和后想對導磁率接近于1變壓器繞組的電感降低相應出現數值很大的勵磁電流稱為勵磁涌流其值可能達到變壓器額定電流的68倍勵磁涌流具有如下特征勵磁涌流數值很大最大可達變壓器額定電流的68倍勵磁涌流包含有很大成分的非周期分量波形呈尖頂波形且偏于時間軸的一側勵磁涌流包含有大量的高次諧波而以二次諧波為主勵磁涌流相鄰波形是不連續的因而波形之間出現了間斷角由于勵磁涌流的存在使變壓器差動回路產生很大的不平衡電流常常導致縱差保護的誤動作給變壓器縱差保護的實現帶來困難

2由變壓器外部故障暫態穿越性短路電流產生

縱差保護是瞬動保護它是在一次系統短路暫態過程中發出跳閘脈沖因此必須考慮外部故障暫態過程的不平衡電流對它的影響在變壓器外部故障的暫態過程中一次系統的短路電流含有非周期分量它對時間的變化率很小很難變換到二次側而主要成為互感器的勵磁電流從而使互感器的鐵心更加飽和本來按10誤差曲線選擇的電流互感器在變壓器穩態外部短路時就會處于飽和狀態再加上非周期分量的作用則鐵心將嚴重飽和因而電流互感器的二次電流的誤差更大暫態過程中的不平衡電流也將更大

1作用原理

將母線的連接元件都包括在差動回路中需在母線的所有連接元件上裝設具有相同變比和特性的CT

1正常運行或外部故障時    

所以 

二次側  

2母線故障時 

二次側  

2整定計算

兩個條件1躲外部短路可能產生的

2CT LH 二次回路斷線時不誤動

 母線連接元件中最大負荷支路上最大負荷電流

取較大者為定值

連接元件最少時

42電容器的繼電保護

電容器的電流保護主要有限時速斷過流和電容器不平衡電流等 

1電容器的限時電流速斷保護

 1 限時電流速斷整定值計算

原則按躲過電網瞬時過電壓引起的沖擊電流來整定

可靠系數取2～3

   電流繼電器返回系數取08～095

   Q為電容的額定容量單位為KVAR 

 2 限時電流速斷保護的延時整定

    限時電流速斷的延時按能躲過電容投入的沖擊電流持續時間來整定一般可取010～020s      

 3 限時電流速斷的靈敏度檢驗

式中     電源等效相電勢

           電源折合到低壓側的等效相阻抗

           變壓器折合到低壓側的等效相阻抗

    根據規程規定                  ≥2

2電容器的過電流保護

 1 過電流定值計算

    電容器的過電流保護按躲過電容器組的額定電流來整定 

　　　　　　　　　　　　　　　電流的紋波系數取12～125

 2 過流保護的延時計算

　　　按躲過電容投入產生的沖擊電流及電網瞬時過電壓產生的沖擊電流持續時

間并與限時速斷時限配合來整定一般取

 3 過流保護的靈敏度校驗

3不平衡電流保護

   不平衡電流保護用于雙星形接線的電容器組 

 1 不平衡電流整定值計算

        單臺電容器的額定電流

       m單臺電容每串聯段并聯的電容器數

      n單臺電容串聯的段數

       k因擊穿而切除的電容個數

   中性點不平衡電流保護按切除一定數量電容后的不平衡電流有一定的靈敏度且能可靠地躲過正常運行時的不平衡電流來整定即

                                           正常運行時的不平衡電流 

 2 不平衡電流保護的延時整定

    中性點不平衡電流保護的延時仍按躲過電容投入的沖擊電流和系統瞬時過電壓引起的不平衡電流持續時間來整定一般取01～02s即

t 01～02s

4電容器的欠壓保護

 1 欠電壓保護電壓定值計算

電容器欠電壓保護的目的是在母線失壓時及時將電容切除以防止電源進線重合閘使母線帶電時因電源電壓與電容電壓迭加產生過大的沖擊電流而損壞電容 定值按躲過電容所在母線所有線路中線路末端短路的最

低電壓來整定

 2 欠壓保護的延時計算