四、实验原理: 阶段式电流保护的构成 无时限电流速断只能保护线路的一部分,带时限电流速断只能保护本线 路全长,但却不能作为下一线路的后备保护,还必须采用过电流保护作为本 线路和下一线路的后备保护。由无时限电流速断、带时限电流速断与定时 限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护,叫做三 段式电流保护 0.5t 0.5 XL-1 XL-2 tI 图1-3三段式电流保护各段的侏护范围及时限配合 输电线路并不一定都要装三段式电流保护,有时只装其中的两段就可以 了。例如用于“线路一变压器组”保护时,无时限电流速断保护按保护全线 路考虑后,此时,可不装设带时限电流速断保护,只装设无时限电流速断和 过电流保护装置。又如在很短的线路上,装设无时限电流速断往往其保护区 很短,甚至没有保护区,这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装 置,叫做二段式电流保护
在只有一个电源的辐射式单侧电源供电线路上,三段式电流保护装置各段的 保护范围和时限特性见图22-1。ⅪL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保 护,它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端,动作时限为t1,它 由继电器的固有动作时间决定。第Ⅱ段为带时限电流速断保护,它的保护范 围为线路XL-1的全部并延伸至线路XL-2的一部分,其动作时限为t1-t2+ Δt。无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-l的主保护。第Ⅲ段为定 时限过电流保护,保护范围包括XL-1及ⅪL-2全部,其动作时限为t1,它 是按照阶梯原则来选择的,即tm=t2m+△t,t2l为线路ⅹL2的过电流保 护的动作时限。当线路ⅪL-2短路而ⅹL-2的保护拒动或断路器拒动时,线路 XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障,这种后备作用 称远后备。线路ⅪL-1本身故障,其主保护速断与带时限速断拒动时,XL-1 的过电流保护也可起后备作用,这种后备作用称近后备。 综上所述,电流保护是根据网络发生短路时,电源与故障点之间电流增 大的特点构成的 无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电流为整定的原 则,它是靠动作电流的整定获得选择性。带时限电流速断保护则同时依靠动 作电流和动作时间获得选择性,并要与下一线路的无时限电流速断保护相配 合。过电流保护以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可 靠返回为整定原则。它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。 2.阶段式电流保护的电气接线 图1-4为三段式电流保护接线图,其中1LJ、2LJ、1XJ、BCJ构成第I 段无时限电流速断保护;3LJ、4LJ、1SJ、2XJ、BCJ构成第Ⅱ段带时限电流 速断保护;5LJ、6LJ、丌LJ、2SJ、3XJ、BCJ构成第Ⅲ段定时限过电流保护
BCJ为保护出口中间继电器,任何一段保护动作时,均有相应的信号继电器 动作指示,从指示可知道哪段保护曾动作过,从而可分析故障的大概范围 TO BCJ 2XJ 3XJ ILJ SLJ 目[7L LHe a 图1-4(a)三段式电流侏护接线原理图 +KM 控制电源小母板 1XJ 2LJ aLJ 熔断器 ILJ 2LJ 无时限电流速断 2SJ 4LJ 带时限电流速断 交流电流回路 +KM 6LJ 定时限过 电流保护 出口中间继电器 信号回路 直流回路 图1-4(b)三段式电流保护接线展开图
3.一次网络模拟接线 单侧电源辐射网络见图1-3,在母线A和母线B上都装有三段式电流保 护。由于正常时,系统三相是对称的,所以在实验室中可采用单相一次网络 模拟接线图,如图1-5所示。 6.3KV GS QF 38.5KV D A GS QF 单电源辐射网络 QF2 图1-5三段式电流保护一次网络模拟线路图 4.绘制三段式电流保护实验接线图 本实验安装调试内容为线路XL-1上的三段式电流保护装置,但要考虑 与线路XL2上的三段式电流保护配合,可参考图1-3。实验中采用DL-20C 系列电流继电器,组合型DXM-2A信号继电器,DS-20时间继电器和DZB-10B 中间继电器,为了简化实验接线,每一段保护中电流继电器只装一个。要求 每一位学生在实验前参照图1-2绘制一张完整的三段式电流保护实验接线 图 五、三段式电流保护实验参数整定计算 如图1-6所示为35千伏单侧电源辐射式线路,XL-1的继电保护方案拟定 为三段式电流保护,保护采用两相不完全星形接线。选定线路XL-1的正常 最大工作电流为0.25安,(设计模拟一次电流等于二次电流,因此电流互感