低压电动机反时限过流保护算法及其实现的研究
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案摘要:白银电网负荷大部分是工业和电力提灌负荷,因此网内存在着大量的大型高压电动机。
相当一部分配网线路的定时限过流保护定值须躲电机启动电流,导致过电流定值很大,甚至有超限时速断电流定值的情况,而此时低电压及负序电压对线末没有灵敏度。
电网的快速发展,使保护配合的级数增加,部分配网及用户变电所时间级差已非常紧张。
因此,寻找能很好躲电机启动电流及缓解时间级差的保护类型显得尤为迫切,而反时限保护能很好的躲电机启动电流——只要选择适当的曲线类型和时间常数;同时其动作时限与故障电流的大小成反比,上下级保护之间只需一个时间级差配合,缓解时间级差效果明显。
一、定时限过流保护陷入窘境的几个案例 ㈠ 王岘水泥厂117水泥磨线过电流保护YJV-2×(3×120)/0.7117 水泥磨线K10.05560.64441.373王岘水泥厂5.751#4.6%0.8MVA 5.752#4.6%0.8MVA K2K3R:2800kW +560kW 0.4kV:1377kW保护型号:PMC-651F 装置版本号:V1.60.001、 参数计算1)电缆YJV-3×120/10,r=0.158Ω/㎞ x=0.0755Ω/㎞ Z=0.1751Ω/㎞ Z*=0.1588 2)短路电流:A I 7857)3(K1=)(1538)3(K2并列A I =A I3334)2(K1=A I663)2(K2=A I 3469))2((=小首A I7391)2()(=大首2、保护主要功能:1)瞬时电流速断;2)复压(方向)限时电流速断;3)复压(方向)定限时限过流;4)相电流加速;5)反时限过流;6)过负荷保护;7)零序过流;8)重合闸;9)低周、低压减载;10)绝缘监视;11)TV 断线、控制回路断线监视;12)检同期功能。
3、过电流保护整定 CT :300/5 PT :1001)YJV22-3×120电缆最大允许载流量:323A ;CT一次值:300A ;2)负荷电流:配电变压器,2×46.2=92.4A ;2800kW 电机,190A ;560kW 电机, 2×38=76A ;最大绕线式电机启动电流(软启动)Iqd=2Ie=2×190=380A ;Ifh ·max=92.4+76+380=548.4A 。
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案
浅谈反时限保护的适用范围及整定方案摘要:白银电网负荷大部分是工业和电力提灌负荷,因此网内存在着大量的大型高压电动机。
相当一部分配网线路的定时限过流保护定值须躲电机启动电流,导致过电流定值很大,甚至有超限时速断电流定值的情况,而此时低电压及负序电压对线末没有灵敏度。
电网的快速发展,使保护配合的级数增加,部分配网及用户变电所时间级差已非常紧张。
因此,寻找能很好躲电机启动电流及缓解时间级差的保护类型显得尤为迫切,而反时限保护能很好的躲电机启动电流——只要选择适当的曲线类型和时间常数;同时其动作时限与故障电流的大小成反比,上下级保护之间只需一个时间级差配合,缓解时间级差效果明显。
一、定时限过流保护陷入窘境的几个案例 ㈠ 王岘水泥厂117水泥磨线过电流保护YJV-2×(3×120)/0.7117 水泥磨线K10.05560.64441.373王岘水泥厂5.751#4.6%0.8MVA 5.752#4.6%0.8MVA K2K3R:2800kW +560kW 0.4kV:1377kW保护型号:PMC-651F 装置版本号:V1.60.001、 参数计算1)电缆YJV-3×120/10,r=0.158Ω/㎞ x=0.0755Ω/㎞ Z=0.1751Ω/㎞ Z*=0.1588 2)短路电流:A I 7857)3(K1=)(1538)3(K2并列A I =A I3334)2(K1=A I663)2(K2=A I 3469))2((=小首A I7391)2()(=大首2、保护主要功能:1)瞬时电流速断;2)复压(方向)限时电流速断;3)复压(方向)定限时限过流;4)相电流加速;5)反时限过流;6)过负荷保护;7)零序过流;8)重合闸;9)低周、低压减载;10)绝缘监视;11)TV 断线、控制回路断线监视;12)检同期功能。
3、过电流保护整定 CT :300/5 PT :1001)YJV22-3×120电缆最大允许载流量:323A ;CT一次值:300A ;2)负荷电流:配电变压器,2×46.2=92.4A ;2800kW 电机,190A ;560kW 电机, 2×38=76A ;最大绕线式电机启动电流(软启动)Iqd=2Ie=2×190=380A ;Ifh ·max=92.4+76+380=548.4A 。
井下低压供电系统微机反时限过流保护算法的研究
关键 词 : 反 时限过流 ;微机 保 护 ; 表 法 ;泰勒展 开 法 查
中图分 类号 :M 7 . T 73 1 文献标识码 : A 文章编号 : 0 — 84 2 1 )4— 0 8— 1 1 07 (0 10 0 0 0 0 4
・
8 ・
பைடு நூலகம்
煤
矿
机 电
2 1 年第 4 01 期
井 下 低 压 供 电系 统微 机 反 时 限过 流保 护算 法 的研 究 木
马 星 河 , 贾俐 张根 现 赵 军 营 , ,
(. 1河南理工大学 电气工程与 自动化学院 ,河南 焦作 44 0 ; . 5 0 1 2 义马煤业 ( 集团 ) 股份有限公司 , 河南 义马 4 2 0 ) 7 30
1 反 时限保 护 的通 用 数学模 型及 特性 曲线
越快 。反 时 限 特 性 曲线 如 图 1所 示 。其 陡度 由
和 C共 同决定 , 表 1 见 。
表 1 不 同 类 型 的 K 和 C 的值
目前 国内外 常用 的反 时限保 护 的通用数 学模 型
soa e ni i o x ei n .Onteb sso n lzn h xsigpo lmso ni i rtcin’ e ea trg )a t t ・ mefre p r me t h ai f ayigtee i n rbe f t t a t a — mep oe t o Sg n rl
K y r s: i v re t v r c re t e wo d n e s i o e - u r n ;Mi o o ue rt cin;lo — p tb e meh d;T yo’ x a so to me c c mp t rp oe t r o o k u a l to a l le p n in meh d
基于微处理器的一种新型反时限过流保护算法
t nrsl hw dta icudrahapeio fesh n04 .ipoeteacrc f e yt egef i ut so e tt ol c rc i o s ta .% m rv cuayo l m ra o e s h e sn l h da i
赵 利 平 ( 1
女, 究方 l 研
准确 等问题 , 提出了一种新型反时限特性 曲线模 型 , 然后将 反时限特性 曲线 中的指数运 算转换为微处理器能处理 的运算 , 出了一种利用 T ir 提 ao 展开 和数据存储 相结合 的方 l 法来拟合反时限特性 曲线 。该方法可以拟合任意 的反 时限特性 曲线 , 提高 了时 限的 且 精度 ; 仿真结果表 明 , 该算法可以 使 反时限过流保 护的动作 时间误差 小于 0 4 , . % 大大
( hn quSi c S ag i c n e& T c nlg oai a C l g , h n q 7 0 0 C ia e eh o yV ct nl ol e S a g i 4 6 0 , hn ) o o e u
Ab t a t sr c :Ai n l o r be n t e ag r h o a i o a n e s - me o e e re t r tcin s c mi g a me p o l msi h lo t m f r dt n li v r et v r u r n oe t u h s i t i i p o t e c o d n t n wi e nt i r tc in h ac lt n o ea i sn ta c r t n O o ,a n w j h o r ia i t d f i t o h i e me p oe t ,te c lu ai f ly t o o d me wa o c u ae a d S n e v r e t h r ce si u v d l Wa rp s d As e p n n il c c l t n o h n e s —i v r u r es — me c a a tr t c r e mo e S p o o e . i i c x e t a u ai f t e iv re t o a l o me o e r ̄ e
反时限过电流保护误动原因研究及对策
反时限过电流保护误动原因分析及对策1概述郑州煤炭工业集团有限责任公司东风电厂是企业的自备电厂,发电机以“发电机—变压器组”单元接线方式经三绕组变压器与110KV 电网系统和35KV供电母线系统相连接,厂用工作电源通过厂用馈线取自变压器6KV侧。
其一次系统简图如图1。
东风电厂发电机组已经投运了十年,电厂的机组监测和控制选用的仪器和设备大多是科技含量低的产品,性能不够完善,稳定性较差。
厂用高压电机采用两相两继电器过电流保护作为电动机的主保护,电流继电器选用LL —11型反时限过电流继电器,为电动机提供过电流和速断保护。
2004年,由于华鑫铝厂供电线路短路冲击,东风电厂厂用电工作电压下降较多,LL-11型反时间继电器误动,1#锅炉送风机跳闸,1#锅炉灭火。
2 存在的问题分析2004年以来,共出现了2次类似事故,故障现象基本相同,皆为35KV供电线路短路冲击所引起。
事故发生后,厂有关技术人员针对故障现象进行了全面讨论分析,并对1#锅炉送风机保护二次回路详细检查,排除了以下几个方面的原因:电动机继电保护二次接线错误。
电动机电流互感器内部有匝间短路,导致电流互感器变比变小。
电动机用电流继电器,保护定值误整定等。
东风电厂委托河南豫电电力工程设计事务所对郑媒集团内部电网的电力系统潮流分析计算,针对可能发生的运行方式和故障特点进行防真实验,另一方面将LL—11型反时限过电流继电器送到生产厂家进行继电器校验。
实验及校验结果显示,继电器误动的原因可归纳为以下三个方面。
2.1 发电机出口电压迅速下降外部供电线路短路时,发电机控制屏虽然出现了“强励动作”信号,但是在短路时,1#、2#、3#、4#发电机强励没能有效工作,已投运的四台发电机组的励磁系统均采用直流励磁机励磁方式,发电机组励磁调节装置采用的KFD-3装置,KFD-3励磁调节装置已运行了十年,由于磁性能的改变而起不到强励的作用,致使厂用6KV工作母线电压下降较多。
反时限过流保护定时电路的设计
电路 结构 简单 ,反应速度 快 , 系统 可靠稳 定 。 关键 词 :过流保 护 ;反 时 限 ;智 能 中图分类 号 :T 4 N3 文献标 识码 :A 文章编 号 :10 — 59 ( 00 2 0 3— 2 07 99 2 1 )1— 14 0
Байду номын сангаас
(h n q c n e T c n lg o ain l ol eS a g i 7 0 0C ia S a g i S l c & e h oo y c t a C lg ,h n qu u e V o e 4 6 0 , h ) n
Ab ta tMo t o lcr e up n s a e h i r td u r n, s o l we t x e d h ae ur n u i g sr c : s f ee t c q i me t i h v ter ae c re t t i i n t al d o e c e te rt d c r t d r o e n
wo kngo ewiet e e uim e twil r tS ha r i ,t r s h q p n l bu n .o t tmos lcrc e uim e sha he ve- u rn oe to m o ul. he h be tee ti q p nt vet i o rc re tpr tcin d eW n r te c fe te e d e s t n au , epo rwilb u n d o o r t cig.h sp p rd sg daliv re t elg o e —lw h uf n xc e st et g v let we l etr e - f f rp o e tn T i a e e ine l n e s i a v rfo h i h m
反时限过流保护电路
商丘工学院毕业论文(设计)
第二章 电力系统过流保护的作用
电力系统故障和不正常运行状态及引起的后果在电力系统中,由于自然 条件(如雷击或鸟兽跨接电气设备)、设备制造上 的缺陷、设计和安装的错误、 检修质量不高或运行维护不当等诸方面因素,使 电力系统中各组成部分(发 电机、母线、输电线、电抗器、电容器、电动机等) 发生短路故障或异常运 行情况是不可能完全避免的。最常见的同时也是最危险 的故障是各种形式的 短路.其中以单相接地最为常见 is1. 此外,输电线路有时 可能发生断线故障 或几种故障同时发生的复合故障。 发生故障可能的后果是: l、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障设备烧坏. 2、系统中设备,在通过短路电流时产生的热和电动力使设备缩短使用寿命. 3、因电压降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品质量。 4、破坏系统并列运行的稳定性,产生振荡,甚至使整个系统瓦解. 最常见的 不正常工作状态是过负荷。所谓过负荷就是电气设备的负荷电流 超过了额定电流。此外,发电机有功功率不足所引起的频率降低,水轮发电 机 突然甩负荷所引起的过电压,系统发生振荡等属于不正常运行状态。由于过 负 荷,加速了设备绝缘材料的老化和损坏,甚至引起事故扩大造成严重故障。 总 之,不正常工作状态往往影响电能的质量、设备的寿命、用户生产产品的 质量 等。 继电保护的种类虽然很多,但在 一般情况下,过流保护装置包括测量部分、 逻辑部分、执行部分,测量部分从保护对象输入有关信号 ,再与给定的整定 值 相比较,决定保护是否动作,根据测量部分各输出量的大小、性质、出现 的顺 序或它们的组合,使保护装置按 一 定的逻辑关系工作,最后确定保护 应有的动 作行为,由执行部分立即或延时发出警报信号或跳闸信号 针对反时限过流保护,其动作时限与被保护线路(设备)的电流大小有关, 它
反时限过电流保护
反时限过电流保护一、实验目的1、了解GL型感应式继电器的结构、接线、动作原理及使用方法。
2、学会组装去分流跳闸的反时限过电流保护,了解其工作原理。
3、学会调整GL型继电器的动作电流和动作时限,理解其反时限动作特性和10倍动作电流的动作时限概念。
二、实训所需器材1、GL-15型电流继电器1台2、交流电流表1块3、单相调压器1台4、滑动变阻器1个5、GL型延时电流继电器1台6、交流电流表1块7、电源刀开关一个8、电气秒表1块9、实验灯泡220V、25W1个10、电工工具一套三、实训内容及操作步骤1、观察并了解GL-15型感应式电流继电器的构造和工作原理,并比较其与电磁式继电器有什么不同。
2、做去分流跳闸的反时限过电流保护实验。
(1)理解图1去分流跳闸的反时限过电流保护简化原理电路。
图1 去分流跳闸的反时限过电流保护简化原理电路(2)按图2去分流跳闸的反时限过电流保护模拟电路接好线路,并把调压器T的输出电压调至零。
图2 去分流跳闸的反时限过电流保护模拟实验电路(3)整定继电器的动作电流和动作时间。
(4)调节可变电阻器RP,假定一次电路发生短路故障,合Q,再调节调压器T的输出电压,使继电器动作,观察交流操作去分流跳闸的情况,模拟跳闸线圈YR的灯泡会闪光。
3、做GL型电流继电器反时限动作特性曲线测绘实验。
将继电器的动断触点用绝缘纸隔开,只保留其动合触点。
(1) 按图3接好线路,并把调压器T的输出电压调至零。
图3 测绘GL型电流继电器动作特性曲线的实验电路(2)整定动作电流和动作时间。
(3)合Q,调节调压器输出电压,使通过继电器的电流依次为1.5倍、2倍、3倍、…,通过电气秒表测出其动作时间。
注意,每次调定电流后,拉开Q,将电气秒表复位至零,然后再合Q。
(4)绘出某一整定电流和整定时间下的动作特性曲线。
四、完成实训报告(见附件)附件: 反时限过电流保护【知识回顾】:一、画出反时限过电流保护原理图;二、分析反时限过电流保护工作原理;三、反时限过电流保护和定时限过电流保护有什么不同?【实训内容】:一、画出反时限过电流保护模拟实验电路;二、根据实验写出调压器T与灯泡的发光特点;三、绘出某一整定电流和整定时间下的动作特性曲线;思考题:1.在做去分流跳闸实验时,采用220V、25W灯泡来模拟跳闸线圈,为什么继电器动作后,灯泡发生闪光现象?如果是接上实际的跳闸线圈,在继电器动作后,跳闸线圈的铁心会不会也出现跳动现象?2.GL型的动作电流调整什么部位?动作时间调整什么部位?10倍动作电流的动作时限是什么意思?。
中国工程机械学报第9卷2011年总目次
下 吊设备对高速列车弹性车体垂向运行平稳性影响 … …… …… … … … 宫 岛, 周劲松, 孙文静, 4(0) 等 44
工
某 大型直联离心压缩机转子系统的动力学特性研究 …… …… ……… …… 戴继双, 李朝峰, 邓敏敏, 3(9) 等 20
多因素耦合态下 E P P系统输出转速的优化方法 …… … … ……… ……… …… … ・ SC ・罗 旋, 王世杰 3(9) 25 液压锤打桩过程 的土壤 与桩接触分析 … …… …… …… ……… …… ……… 阎耀保, 黄姜卿, 王辉强, 4(7 ) 等 39 计及二阶效应的刚柔耦合连杆 系统动力学分析 …… …… …… … …… …… … 陆念力, 张广芸, 车仁炜 4(8 ) 36
中 国 工 程 机 械 学 报
第 9卷 2 年 0 1 1
总 目 次
・
基础理论与关键技术 ・
车载高压气动减压阀压力场与速度场研究 …… ……… ……………… …… 闰耀保, 丽, 玲, 1(1) 张 李 等
产 品创新 功能结构特征建模方法 … … … … … … … … … … … … … … .刘晓敏, 简兆辉 , 自 等 1(7) 王 伟, 计算 阶次分 析中的采样率 设置准则 … … … … … … … … … … … … … . 杨通强, . 郑海起, 龚烈航 , 1( 4 等 1)
・
设 计 制 造及 质 量 控 制 ・
反时限过电流保护原理
反时限过电流保护原理
反时限过电流保护是一种电气保护装置,用于在电路中检测并保护设备免受过电流损害。
其工作原理基于电流保护定律,即根据电流大小和持续时间来判断是否存在过电流,并在出现过电流时迅速切断电路。
具体而言,反时限过电流保护包括一个过电流电流传感器和一个保护继电器。
当电路中的电流超过设定值时,传感器将检测到电流的变化,并将信号传递给保护继电器。
保护继电器根据设定的时间-电流特性曲线来确定是否需要切断电路。
反时限过电流保护的时间-电流特性曲线表明,在短时间内,过电流对设备的损害较小,此时保护继电器会延时一定时间,观察电流是否回到正常范围内。
如果电流在这段时间内恢复正常,保护继电器不会触发,电路仍然保持通电状态。
如果电流持续过大,保护继电器将立即切断电路以保护设备。
反时限过电流保护的工作特点是更适用于大电流的短路和故障电流保护。
相较于传统的热过载保护装置,反时限过电流保护能更准确地检测和响应过电流,并在更短的时间内切断电路,从而提高了设备的安全性和可靠性。
在电力系统和工业自动化控制中得到广泛应用。
微机实现的反时限过流保护装置探究
科技资讯科技资讯S I N &T N OLOGY I N FORM TI ON 2008N O.23SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 信息技术电流保护装置是电力系统应用最广泛的保护装置之一,可用于发电机、变压器、电动机以及输电线路的保护。
当线路发生短路时,重要特征之一是线路中的电流急剧增大,当电流流过某一预定值时,反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护装置,其中过电流保护的动作电流是按最大负荷电流来考虑的,线路各段的保护动作时间按照阶梯原则来确定,即离电源端越近时限越长。
每段时限级差一般为0.5秒。
当继电器的动作时间和短路电流的大小无关,采用这种动作时限方式的称为定时限。
定时限过流继电器为电磁式,配有时间继电器获得时限特性,其型号为D L 型。
反时限是使动作时间与短路电流的大小相关,当动作电流大时,动作时间就短,反之动作电流小时,则动作时间长。
过电流越大,动作时间越短。
当电流大到一定程度时可发生瞬时断开。
利用这一特性做成的继电器称为反时限过流继电器。
它是感应式,型号为G L型。
它的动作电流和动作时间的关系可分为两部分:一部分为定时限,一部分为反时限。
当短路电流超出一定倍数时,电流的增加不再使动作时间缩短,此时表现为定时限特性。
由于反时限电流保护在原理上与很多负载的故障特性相接近,因此在很多场合比定时限电流保护具有更为优越的保护性能。
1电源系统的过电流保护器件的过电流允许通过时间与其电流值的大小成反比关系,即电流越大,所允许通过的时间越短,为了充分发挥器件的效益,又不至于因长时间过热造成损坏,显然定时限保护不能满足这种实际需要,必须配置具有反时限特性的过电流保护。
高性能的数控开关电源系统以微处理器作为监控中心,如果像继电保护装置那样采取微机数字式过流保护的方案,就可以直接对电路电流实行智能的保护措施。
这里,考虑反时限过流保护方式是因为定时限保护特性不能与器件的温升特性相配合,而反时限动作随着电流的上升而加快,能较真实地反映器件的发热情况,利用微机来实现这一保护能够模拟器件的热积累过程,而微机具有的运算速度快和记忆功能为发挥反时限过电流保护的优点,克服其缺点创造了有利条件,利用改变时间系数的方法可使微机保护装置反时限特性的调整与定时限特性同样简便。
反时限过载保护精确算法
=
35.5τpτ, p
=
0.8
s,
I
* p
=
1.2
p.u.,
I
* x
=
1.5
p.u.,
得到温升变化曲线,
见图
1。由
图 1 可看到, 在 t = 0 过载算法启动, 温升以指数曲
线上升, 在 A 点与过载保护动作线相交, 即温升达
到最高允许温升 θ*p = ( 1.2) 2= 1.44 p.u., 保护动作。
I
* p
=
1.2
p.u.,
0<t <40
s
时,
过载电流
I
* x1
=
1.4
p.u.,
t >40
s
时,
过载电流
I
* x2
=
1.1
p.u.,
得到温升变化曲线,
见图
2。
由曲线可见, 在 t =0 过载算法启动, 温升以指数曲
线 上 升 , 在 t = 40 s 时, 尚未达到最高允许温升 θ*p = ( 1.2) 2=1.44 p.u., 但 过 载 电 流 降 为 I *x2, 此 后 温 升 有 所 下降, 始终没有与过载保护动作线相交, 保护不动作。
2 连续模型分析
假 设 电 流 Ix 恒 定 不 变 , p ( t) = I 2x( t) r = Px 为 常 数, r 为导体等效电阻, 则
θ( t)
= θ0 e-
as cg
t+
Px as
(1-
e ) -
as cg
t
( 3)
显然, t ∞ 时, θ( t) = Px / ( a s) , 即电流为恒定 Ix 时的稳定温升为 θx= I 2x( t) r /( a s) 。
反时限过电流保护
ik (k ? 0,1...N ? 1)
? I ? 1 T i2 (t)dt T0
——
? I ?
1 N
N ?1
ik2
k? 0
21
反时限过流保护的实现
? 微机中实现开平方运算虽然有C函数库,但 是代码长,速度慢,为了避免求取电流有 效值时候的开平方运算,两边都取平方:
? I 2
?
1 N
N ?1
ik2
? 上式有两个部分:
前半部分计算 ( I 机计算很容易。I
2
2 p
)
N
实质就是乘、除法,微
下面的关键就是如何计算后半部分
(
I I
2
2 p
)
M
。
24
反时限过流保护的实现
? 为分析方便,考虑函数: f (x) ? xM 0 ? M ? 1
? 无论x(x>0)是什么值,总可以写成如下 形式:
f (x) ? xM ? [(1? a) ?2n ]M ? 2n?M ?(1? a )M ? (2M )n ?(1 ? a )M
的范围,就可以进一步减小相对误差,提 高计算精度。
31
反时限过流保护的实现
? 进一步变形:
f (x) ? (2M )n ?(1 ? a)M
?
? ? ? ??(2M ? ?(2M
)n )n
(2M )n ?(1 ? a ' )M , (0
?( 5 )M (1 ? a ' )M , ( 1 ?
4
4
?( 3 )M (1 ? a ' )M , ( 1 ?
k?0
22
反时限过流保护的实现
? 把上述幂指函数进行改写:
反时限过电流保护原理及常闭式反时限过电流保护特点
反时限过电流保护原理及常闭式反时限过电流保护特点当通过线路的电流大于继电器的动作电流时,保护装置启动,并用时限保证动作的选择性,这种继电保护装置称为过电流保护。
由于采用的继电器不同,其时限特性有两种:由电磁式电流继电器等构成的定时限过电流保护和由感应式电流继电器构成的反时限过电流保护。
继电保护的动作时间(时限)固定不变,与短路电流的数值无关,称为定时限过电流保护。
定时限过电流保护的时限是由时间继电器获得的,时间继电器在一定的范围内连续可调,使用时可根据给定时间进行调整。
而反时限过电流保护则是指继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比,即短路电流越大,保护动作的对间越短;短路电流越小,则保护动作的时间就越长。
定时限和反时限的时限特性曲线如图8-2所示。
图8-2中的曲线2实际上是由两部分组成的,即A点以前的反时限部分和A点以后的定时限部分。
这种反时限特性称为有限反时限。
感应型继电器,如GL型就属于此种类型。
常闭式反时限过电流保护原理。
正常运行情况下,电流互感器TA的二次电流经过继电器的线圈KA及其常闭(动断)触头KA1回到互感器的负极,断路器的跳闸线圈YA 被KA1短接。
当被保护设备发生故障时,短路电流流经继电器的线圈KA,若达到它的整定值时,继电器开始动作,常开(动合)触头KA2先闭合,常闭触头KA1后打开,短路电流通过跳闸线圈YA,使断路器跳闸,切除故障。
常闭式保护的特点是,接线简单、动作可靠、节省了速饱和变流器,其常闭触头KA1是在常开触头KA2闭合后才打开,因此不容易烧坏,但跳闸线圈需承受短路电流。
常闭式反时限保护一般采用GL-15型过电流继电器。
它具有一对常开和一对常闭触头,触头容量较大。
矿高低压供电定时限与反时限保护配合浅析
矿高低压供电定时限与反时限保护配合浅析附件2丁集矿“技术创新”成果申报表高低压供电定时与反时限过流保护配合概述:我矿井下用高压开关综保选用定时限过流保护,即电流值和时间超过开关整定值开关即分闸,实现过流保护,井下供电移动变电站高压保护器(众诚、郎伟达)选用反时限保护,低压开关综合保护器基本全用反时限保护,两种保护配合问题一直困扰着矿井安全供电,两种过流保护配合恰当,可以减少甚至杜绝开关越级跳闸,达到安全供电的目的。
一、定时限过流、反时限过流保护特性:1、定时限过流保护特性:在开关综合保护器内设置一定过流幅值,和延时时间,当实际运行电流达到此幅值,且延时时间到达最大规定时限时,综保作用于断路器分闸,切除过流负荷,以达到保护的目的。
2、反时限保护特性:众诚移变过载保护反时限特性:郎伟达移变过载反时限特性:上海电光低压馈电反时限保护特性(一般的磁力启动器与此同)二、两种保护在现场的实际应用及存在的问题:两种过流保护广泛应用在矿井高低压供电系统中:地面110KV变电所10KV高压开关柜综保基本用的NSP-788保护,采用定时限过流保护。
井下用电光高防开关、华宇高防开关,无锡昌盛高防开关采用定时限过流保护井下采掘头面高压配电点用的移变基本以郎伟达为主,采用反时限保护,众诚移变也采用反时限保护各660V/1140V低压馈电采用电光低压馈电反时限保护特性为主的保护淮南华光开关采用签幅保护(两种选择其一,为计算简便全采用反时限保护)。
存在问题:1、高压供电整定计算一般按变压器容量及线路长度来整定过流值;2、低压供电部门按所带实际负荷大小来整定过流值;但是如果反时限整定过流值稍微大,在负荷启动瞬间或者出现短路情况,低馈开关在超过定值6倍的情况下延时8-14秒方可跳闸。
而变电所内高压馈电采用定时限过流保护,电流达到过流定值和时间后开关就跳闸(一般过流延时在1.5s以下)即出现低压的各级保护还未跳闸的情况下,高压馈电开关出现过流甚至速断分闸。
4低电压加速反时限过电流保护在微电网中的应用
低电压加速反时限过电流保护在微电网中的应用低压配网中常用的反时限过电流保护(ITOC)由于分布式电源(DG)的接入及微电网运行方式变化的特殊性而不能满足选择性和速动性的要求.为此,基于分布式电源和微电网的运行及故障特征,提出了一种无需借助通讯的低电压加速反时限过电流保护(UAITOC)方案.该方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,并且适用于微电网并网和孤岛2种运行状态,无需切换保护定值就可以满足选择性和速动性的要求.同时该方案通过Digsilent软件仿真验证了所提保护原理的正确性.1微电网的特点及其对保护的要求微电网由于含有多种类型的分布式电源及灵活多变的运行方式,因此具有与传统配电网不同的运行和故障特征,也相应地对保护提出了更严格的要求.微电网并网或孤岛运行时,针对分布式电源的性质及在微电网中的作用,其逆变器通常采取不同的控制方式.不同的控制方式会影响微网故障电流的特性.另外,出于对电力电子元件的保护,通常在控制系统中加入电流幅值限定,使得分布式电源在线路故障时的电流输出受到限制,甚至只有额定电流的1.2~1.5倍.此外,分布式电源输出功率的随机性和微电网运行模式的变化,使得微电网线路故障电流的数值大小具有较大的变化范围;这都给保护的整定和配合带来了困难基于通讯通道的保护原理来解决分布式电源接入带来的保护整定与配合的难题,但这类方法不仅增加了保护的复杂度及成本,且易受传送数据量、通讯速度和通讯通道可靠性的影响.因此,在尽量少的增加投资或不改变配网原有设备配置的情况下,研究能够适应分布式电源输出功率随机变化及系统运行模式改变的保护策略将是微电网保护研究的必然选择.2反时限过电流保护在微电网中的应用电流保护的反时限特性是指保护动作时间能够随着故障电流的大小而变化的特性,因而具有自适应的反应故障严重程度的能力.通用数学模型为t为时间常数;P I为保护启动电流,应大于线路负荷电流;a 式中:t为保护动作时间;p为曲线平移系数,为了使保护在负荷电流下不动作通常取为1;n为曲线形状系数,通常在0~2之间.几种常用的反时限曲线如下.反时限特性曲线上各点曲率随曲线形状系数n及流过保护装置的电流大小不同而不同.由于含有分布式电源的微电网中线路故障时电流变化范围较大(并网运行可以达到(6~10)Ip,孤岛运行仅(1.2~1.5)Ip,而不同运行方式下被保护线路首末端故障时,故障电流大小差别较大,且需要与负荷端熔断器配合,因此宜采用反时限特性曲率较大的曲线下面用具体微电网为例来分析反时限过电流保护应用的可行性及存在的问题DG的出力可能在0~100%的额定输出功率间变化,依照传统的反时限过电流保护整定原则:按分布式电源DG最大功率输出接入母线B4的情况对各保护进行整定并使其满足动作时间的配合关系.DG输出变化及微电网运行模式改变(并网运行或孤岛运行)对传统反时限过电流保护的影响.(1)无分布式电源支路:并网状态下,当DG输出低于最大输出功率时,无DG支路上线路L2发生故障时,流过保护K2与K8的故障电流会比整定情况有所减小,使得按照DG最大功率输出时整定的保护K2和K8的动作时间延长,不利于保护的快速动作.当K1打开,微电网孤岛运行且线路L2发生故障时,流过保护K2和K8的故障电流仅由DG提供.由于DG的容量较小,故障电流与并网运行时相差较大,保护K2和K8的动作虽然能够满足选择性要求,但动作时间必然进一步延长,不利于故障的快速切除.(2)含分布式电源支路:对于DG上游保护(K3、K5),当并网运行且线路L5发生故障时,由于DG的接入使流过保护K3和K5的故障电流减小,降低了保护的性能.当DG上游线路L3发生故障时,DG提供的故障电流流过保护K,5,如果其幅值大于启动值则保护K5在反方向故障时将误动作3低电压加速反时限过电流保护原理由于分布式电源的容量及能量存储单元的调节能力有限,在微电网发生故障时,分布式电源将提高功率输出以维持系统电压与频率的稳定.当故障点距离分布式电源很近时将导致该电源输出功率达到极限,此时系统电压将不能继续保持正常水平.故障点距离保护安装点越近,则电压跌落越严重.这种特性亦可由下述故障相电压的计算公式得出当三相短路时保护安装处故障相电压(标幺值)为两相短路时,保护安装处故障相间的线电压(标幺值)为中性点接地系统发生单相接地短路时,保护安装处故障相电压(标幺值)为z为故障点到保护安装处的阻抗;Us为线路相电压基准值.两相接地短路时也有式中:L类似结论.由此可见u能反映故障点到保护安装处的距离,即故障点越近,电压越低,因此基于此故障特征提出低电压加速策略来提高反时限过电流保护的性能.采用低电压加速策略t计算式为后,式(3)所表示的反时限过电流保护,其动作时间ua式中u为低电压加速因子.由于不同类型故障对应的电压特征有所不同,当保护判定发生故障后,可以比较保护安装处3个相电压及3个线电压的数值,u取其中的最小值,则不同故障类型下都能够起到最优的加速效果.当线路故障时,越是距离故障点近的保护,其低电压加速因子越小,从而更大程度地加速了保护的动作速度,保证了线路出口严重故障时保护能够快速动作.为了保证反方向故障时保护在DG提供故障电流下不误动,需要在DG上游的保护(K3、K5)处增加方向元件以保证保护动作的选择性最简单的方法:右击想要隐藏的文件或文件夹,在弹出的菜单中选取“属性”,然后在属性窗口的复选框中选中“隐藏”。
反时限负序过流保护原理(含图)
反时限负序过流保护
由于定时限负序过流保护不能反应负序电流变化时电动机转子的热积累过程,当出现负序电流连续升降或在较大的负序电流下持续一段时间后,又降到比较小的数值时,定时限保护来不及动作,可能使电动机遭受损坏。
因此为了防止电动机遭受负序电流的损坏,电动机除设有定时限负序过流保护还常设有反时限负序过流保护。
当负序电流大于一定值(负序反时限电流),启动转子热量积累的运行。
当热量积累至定值时,保护跳闸。
其动作方程如下:
式中:
t为动作出口时间;
A为反时限曲线;
I2: 为负序电流,采样值;
I23为负序反时限电流。
反时限负序过流保护原理逻辑图如下:
A (I2/I23)2-1
t=
IB IC IA
保护信号出口
保护动作出口
图5-40 负序反时限保护原理逻辑图。
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ma c u lt n p icpe e e i lo i m l c mua i rn il ;g n t ag rt a o c h
过 流保护 表征 了 电动 机 的过负荷 程度 , 电动机过 负荷将 导致 电动机 过 热 , 其低倍 过 载又允许 一定 因 但
时 限 , 以 电动 机 的过载特性 一定 要具 有 良好 的反 时 限特性 . 所 电动 机过 载之 后 , 过 载倍 数 不 可能 是 一成 其 不变的, 随着 过载倍 数 的变 化 , 许过 载 的 时 间也 发 生相 应 的 变 化_ ] 然 而 现有 的过 流 保 护不 能 准 确地 允 1 ,
主要 用 于提高 温升 , 当热 累加 时 间很大 时 , 升 的上 升 速度 减 而 温 慢, 电机 以 向外 散发 热量 、 同周 围冷却 介质 热 交换 为主 . 同时 , 随 着采样 周期 变 大 , 电流测 量误 差 的影 响也将 增 大 l ] 因此 , 当 3 . 应 将 低 压 电动机 反时 限特 性 曲线 进 行 划 分 . 1为 划 分 后 的反 时 图
李 爱平 , : 等 低压 电动机反时限过流保 护算 法及其 实现的研 究
了
极 端反 时 限为
.Leabharlann ’ , 、8. 0TP
反 时 限过流 保护 特性 方程 的通用 表达 式为
=
㈤
式 ( ) 4 中 : 为 延 时时 间 ; 为 用户 整定 常数 ; 为采样 电流 ; 为反 时 限 电流整定 值 ; 为继 电器设 1 一( ) t T I K 计 常数 ; 根 据保 护 的不 同场 合取 不 同 的值 .
表 征过载倍 数 的变化 情况 , 即动 态过载 情况 , 结果 必然 导致 动作 时限提 前或 延迟 . 其 若动作 时 限提前 , 则导 致 电动机 的热 过载能 力不能 得 到充分 利用 , 而影 响生 产 系统 的连 续 性 ; 动 作 时 限延 迟 , 极 易造 成 电 从 若 则
动 机 的热 损坏 . 在低 压 电动机保 护 中 , 过流保 护包 括定 时 限保护 和 反 时限保 护 两 种模 型 , 时 限保 护 对 电 定
中图分类号 : H 1 3 T 3
文献标识码 : A
文章编号 :17 62—5 8 (0 1 0 0 6 —0 5 12 1 )3— 2 2 5
A l o ihm i t rt g c s udy a m pl m e at o n i e s i e d a i nd i e nt i n o nv r e t m . ur t on a v r-ur e r e t o o o - ol ag o o s nd o e - c r nt p ot c i n f r l w - t e m t r v
线数 学模 型 , 并根 据热 积 累保护 原 理推 导 出实用 的保 护 动作 时 间数学模 型 , 最终 运 用遗传 算 法求得 数 学模
型 的最 优解 .
1 低 压 电动 机 反 时 限过 流 保 护数 学模 型
1 1 低 压 电动机 反时 限特 性 曲线 的划分 .
根据 电机 的发 热特 点 , 在热 累加 时 间较 小 时 , 电机 的发热 量
动机 的过流 延 时采取 统一 的时 限 ; 反时 限保护 根据 过 电流 的大小 采 用不 同的 时 限 , 电流 越 大 , 时 时 间越 延
短. 国际 电工委员 会标 准 (E ) 5 — I C 2 5 3规定 了几种 标准 反时 限特性 曲线 l : _ 3 j
一
般 反 时 限 为
() 1
第 9卷 第 3期 21 0 1年 9月
中
国
工
程
机
械
学
报
Vo . 19 No. 3
CHI S O NE EJ URN AL OFCONS UC ON TR TI MAC NE HI RY
S p.2 1 e 01
低 压 电 动 机 反 时 限 过 流 保 护 算 法 及 其 实现 的 研 究
大 多数 电动 机保 护动 作 时间参 数 的选 取采 用查 表法 . 表 法 是先 将计 算 好 的反 时 限 曲线 的保 护动 作 查 时 间数 据存储 在 微机保 护 装置 中 , 然后 根 据 计 算 值 来 查 获 对应 的动 作 时 间 . 表 法 获 取 动 作 时 间方 便 迅 查 速, 且可 通过 提 高 曲线 上 的点 密度 来提 高精 度 , 适用 于 拥有 固定 反 时 限特征 曲线 的装 置 . 查 表 法 需要 占 但
2 S a ga uj nP we q ime t o , t.S ag a 03 6 C ia .h n hi ai o r up n .Ld ,h nh i 1 1 , hn ) H a E c 2
Ab t a t s r c :By a ay i g t e sa d r n e s i — u a i n p o e t u v s t e ma h ma i lmo e fa n l zn h t n a d i v r e t me d r t r p ry c r e , h t e t a d l o c o n w n e s i - u a i n p o e t u v se t b ih d u i g t e M a La rn e p n in ag rt m o w- e i v r e tme- r t r p r y c r e i s l e sn h c u i x a so l o ih f rl - d o a s o
用 大量 的数 据存 储空 间 , 而且 修改 任何 一条 反 时 限曲线 数学 模 型需要 重新 存储 数 据 , 利于 设计 具有 多种 不 反 时 限特性 曲线 的微 机保 护装 置 . 另一 方面 , 常用 的微 处理 器基 本 上 都不 能 处 理 指数 运 算 , 低 压 电动 机 而 反 时 限特性 曲线 数学模 型需要 进行 指数 运算 . 因此 , 低压 电动 机保 护器 保 护装 置需 要在算 法 中将 反时 限特 性 曲线 数学模 型 中的指数 运算 转 为微处 理 器能 处理 的运 算 . 本 文在 反 时限特 性 曲线通 用数 学模 型 的基 础上 , MaL u i 开 算 法 构建 低 压 电 动机 新 的 特性 曲 用 ca r n展
v la e mot r Ba e n a p a i g c l u a i n me h d, t ma ia d lf r p ot c i n a to i s otg o s. s d o h sn ac l to t o a ma he tc lmo e o r e to c i n tme i
p a t a l e u e c o d n o t e t e ma c u l t n p o e t n As s c t e p o e t u v s o t r c i l d d c d a c r i g t h h r la c mu a i r t c i . u h,h r p r y c r e i p i c y o o -
m ie a g n i l rt . c r i l t r p s d mo e a e e e t mp o e h xp n nta z d vi e etc ago ihm Ac o dng y, he p o o e d lp v s a v nu o i r v t e e o e il c lulto n ac a in o mi r pr c s o s r p r y u v i t a c O O e s r p o e t c r e n o pr cso o e iin f 0.1% .Th r i e en,a i n mplme a ton e nt i s h me,o et e t r c ialv l e ,s p o i e hr u o t r r t c i o v l g t s ce t g h r wih p a tc a u s i r v d d t o gh s fwa e p o e ton on lw— o t e mo or . a Ke r y wo ds:l w— ola e mot r i v s i ur to n ve — u r ntpr t to o v tg o n er e tme d a i n a d o rc r e o ec i n;e r r a als s t r r o n y i he —
限特 性 曲线 , 为 堵转 电流 , 为 电动 机 额定 电 流 . 厶/ ≥ 当
2 0时 , 最 小 定 时线 1截 断 , 用 定 时 限 £ 过 流 保 护 特性 , 被 且 并 与三段 式过 流保 护 时限 配合 . 当电流较 小 时 , 由于 测 量 精度 的影 响 , 致 累加后 的 时延 误 差较 大 , 导 因此 用 l 最 大 定 时 限 直线 2 条 截 断 , 者交 点处 的电 流倍 数 为 M . 二 另外 1条 电流 倍 数 K 可 整 定 直线 3 当 厶/ < K 时 , 保 护 元 件 可 长 期 稳 定 运 行 ; , 被 当 M ≤ 厶/ ≤ K 时 , 以定 时 限 延 时 £ 动 作 ; M ≤ 厶/ 2 一 当 ,≤ 0 时, 以式 ( ) 4 表示反 时 限特性 累加延 时动 作 .
非 常反 时限 为
基 金项 目:上 海 市 科技 攻 关 资 助 项 目( 9z 5 0 ) 0 d l2 8 0 1
作者简介 :李爱平(9 1 , , 1 5 一)女 教授 , 博士生导师 , 工学博士 .- i 0 7 oe malcr Emal 0 nv @g i o : . n
第 3期
L A p n , y C ua g — ig U h n ,XU — un ,‘ U a — ua Liy LI Y oh ,DAIS un— ui h h