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缘监视装置或单相接地保护给出信号即可。
当线路发生相间短路故障时,其特点是:线路中的电流突然增大,电压突然下降。利用电流突然增大而引起电流继电器动作的保护,就是线路的电流保护。电流保护又可分为定时限过电流保护,电流速断保护等。母线本身发生故障的可能性较小,但一旦发生故障,将造成大面积停电,后果是严重的。运行实践证明,电压等级愈高,母线发生故障的可能性愈小,电压等级愈低,发生故障的可能性愈大。对一般变电所来说,可利用供电元件的保护装置切除母线故障。例如,变电站低压侧母线发生故障中,可由相应的供电变压器的过电流保护将母线切除。这种保护方式的优点是简单,经济,不需另外增加设备,缺点是切除故障的时间过长,往往不能满足运行要求。因此,只能用于不太重要的较低电压的网络中。变电站中6—10kV单母线一般都不装设专用的母线保护。但对出线较多,负荷性质又较重要的单母线分段母线,装设电流速断保护及过电流保护。
7.3 中性点不接地系统的单相接地保护
绝缘监视装置:在中性点不接地系统中,任一点发生单相接地故障时都会出现零序电压,因此可根据有无零序电压实现单相接地保护。绝缘监视装置就是利用有无零序电压原理构成的单相接地保护。这种装置比较简单,但不能立即发现故障地点,因为只要网络中发生单相接地故障时,则在同一电压级的所有变电所母线上,都将出现零序电压,也就是说该装置没有选择性。
7.4 变压器的继电保护及计算
变压器是工厂供电系统中最重要的电气设备。它的故障将对供电的可靠性和正常运行带来严重的影响。变压器的故障可发生在油箱内和油箱外。油箱内的故障包括绕组的相间短路,匝间短路以及铁心烧损等。油箱外的故障主要是套管和引出线上发生短路。此外变压器还有外部短路引起的过电流等。而变压器的不正常运行状态主要为过负荷和油面降低。
变压器常要装设的保护有:(1)瓦斯保护:容量在800kVA及其以上的油浸式变压器和400kVA及其以上的车间内油浸式变压器应装设瓦斯保护,作为变压器油箱内各种故障和油面降低的主保护。(2)纵差动保护和电流速断保护。它可作为变压器绕组,绝缘套管及引出线相间短路的主保护。(3)过电流保护:一般用于降压变压器,作为瓦斯保护和纵差动保护的后备保护。(4)零序电流保护:当变压器的中性点直接接地或经放电间隙接地时,应装设零序电流保护,作为变压器外部接地的短路保护。(5)过负荷保护:接于一相电流上,并延时作用于信号。
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而对于高压侧6-10kV的车间变电所说,通常装设有带时限的过电流保护。如果过电流保护的动作时间大于0.5-0.7S.。还应装设电流速断保护。
表7.1 变压器选择参数:
参 数 名 称 变压器额定电流 电流互感器接线方式 电流互感器变比 电流互感器一次电流 二次回路额定电流 10kV侧 0.4kV I1n=315/3*10=18.2A 星形 100/5=20 I2n=315/3*0.4=454.7A 星形 100/5=20 454.7A 454.7/ 20=22.7A 3*18.2=31.5A 31.5/20= 1.58A
已知 最大运行方式下 I(3)d1*max= 7.3 kA I(3)d2*max= 31.96 kA 最小运行方式下 I(3)d1*min=7.3 kA I(3)d2*min= 18 kA 1电流速断保护的整定计算
电流继电器的动作电流按下式整定按下式整定: Idzj≥Kk*Kjx*Idw*maxKLh 其中:Kk为可靠系数,取Kk=1.3 Kjx为接线系数,Kjx=1
Idw*max为变压器低压侧母线三相短路时的最大短路电流 已知 Idw*max=31960A KLh为电流互感器变比
带入数值后得:Idzj≥1.3*1*31960*(0.4/10)/ 20=83.1A
灵敏系数按保护安装处两相最小短路电流计算:
KLm=Id*min/KLh*Idzj=3*7300/2*20*83.1=3.8>2. 满足要求
2过电流保护的整定计算
为了提高保护的灵敏度,电流互感器采用三相星形接线,按躲过最大负荷电流整定时,用下式计算电流继电器的整定值。
(2)Idzj≥(Kk*Kjx*Kzq/Kf*KLh)*Inb
其中 Kzq为电动机的自启动系数,取 Kzq=1.5 Kf为继电器返回系数,取 Kf=0.85 代入具体数值后得:
Idzj≥ (1.3*1*1.5 /0.85*20)*18. 2= 2.1 A
所以动作电流的整定值可取2A,动作时限可取T=0.15 S 灵敏系数 KLm=Id*min / (KLh*Idzj)
(2)(2)I式中的d*min为折算到高压侧的低压侧两相短路时的最小短路电流。所以,
灵敏系数 KLm=(3/2)*18000*(0.4/10)/(20*5)=6.2 其>1.5满足要求。
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3过负荷保护
动作于发出信号,时限一般取4-15S。动作电流按下式整定
Idzj≥(Kk*Kjx*Inb)(/Kf*KLh)
Kk为可靠系数,视变压器过负荷能力而定,可取 1.05-1.15 Kf为继电器返回系数,取0.8-0.85 Inb为变压器的额定电流 代入数值后得:
Idzj=(1.15*18.2)/(0.85*20)= 1.3A
图7.1 变压器三段式保护原理图
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图7.2 继电保护交流回路展开图
图7.3 继电保护直流回路展开图
7.5 备用电源自动投入装置
在有备用电源的供电系统中,当正常供电的工作电源本身或供电线路发生故障而停电时,备用电源可依靠自动投入装置投入,代替工作电源,以提高供电的可靠性。由于备用电源自动投入装置设备简单,投资不大,因此在有备用电源的重要变配电所中得到广泛的应用。
对备用电源自动投入装置的基本要求:(1)工作电源电压消失或电压降得很
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多时,备用电源自动投入装置应将此路电源断开。(2)应保证在工作电源断开后,备用电源有足够高的电压时,才能投入备用电源。(3)应保证备用电源自动投入装置只动作一次。(4)当电压互感器的熔断器中的一个熔断或拉开电压互感器隔离开关时,要防止引起自投装置的误动作。(5)当采用备自投时,应校验备用电源过负荷情况。(6)如果备用电源自动投入装置投入稳定故障,应立即跳闸。必要时应使投入断路器的保护加速动作。
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