集电线路保护

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起来,这种结构的可靠性很高,只要有一条线路 正常工作,即可将全部容量送出,但任意一回线 路故障时需短时全厂停电,以便进行隔离开关倒 闸操作。
* 上述四种方案中,链型结构简单,控制也就相应
简洁,同时投资较低;但其缺点是若某处线路发 生故障,其后的一系列风机都无法送出功率。环 形结构可以通过改变潮流方向来减小线路故障带 来的损失,但另一方面,正是由于环形结构需要 根据故障情况改变潮流方向的特点使其在控制上 更加复杂,尤其是复合环形结构,同时,由于环 形结构在线路长度、线路截面、35kV开关柜数量 及容量等几方面的增加,使得设备投资和维护费 用高于链型结构。
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* (2)展开图。以电气回路为基础,将继电器和各元
件的线圈、触点按保护动作顺序,自左而右、自 上而下绘制的接线图,称为展开图。
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* 绘制展开图时应遵守下列规则: * 1)回路的排列次序,一般是先交流电流、交流
电压回路,后是直流回路及信号回路; * 2)每个回路内,各行的排列顺序,对交流回路 是按a、b、C相序排列,直流回路按保护的动作 顺序自上而下排列; * 3)每一行中各元件(继电器的线圈、触点等)按 实际顺序绘制。
有电容的线路都将有零序电流通过,但由于零序 电流较小,又有很大的分散性,依靠零序电流构 成保护,其灵敏度往往达不到要求。选择接地线 路有一定困难;若系统中有消弧线圈,困难更大。
* 人工拉线 * 趋势:接地电流自动跟踪补偿和选线一体化。
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* 如上图所示,通过对母线零序电压的
监视,可以知道电网是否有接地故障。 当零序电压较大时,值班人员轮流拉 开各出线的断路器,如果零序电压消 失,说明所拉线路就是故障线路;如 果拉开线路后,零序电流依然存在, 说明所拉线路不是故障线路,则把所 拉开线路断路器合上,继续拉下一条 线路,直到零序电压消失。
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* 3.零序过电流保护(零序电流III段)
零序过电流保护在正常时应当不起动,故障切 除后应当返回,为保证选择性,动作时间应当与 相邻线路III段按照阶梯原则配合。 零序电流III段的动作电流应躲过下一线路始端 (即本线路末端)三相短路时流过本保护的最大 不平衡电流Iub.max。
*
* 小电流接地系统发生单相接地故障时,凡是对地
*
* 接地故障产生零序分量是最显著的特点。正常运
行和三相短路及两相短路都不产生零序分量(分析 省略)。 序保护。
* 取出零序分量用以构成专门的接地保护,称为零
* 零序分量的取得方法:
(1)零序电流滤过器
(2)零序电流互感器
*
* 零序电压的取得方法:
(a)由三个单相电压互感器组成; (b)由三相五柱式电压互感器组成; (c)由发电机中性点电压互感器(零序电压互感 器)取得零序电压。
生谐振,产生谐振过电压。欠补偿在切除若干线 路后也可能进入全补偿状态。
* 目前:消弧线圈经阻尼电阻接地,可以工作在全
补偿、过补பைடு நூலகம்、欠补偿的全工况状态。
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补偿系统 的分类 固定 补偿系统 有效性 0.6 自动跟踪 补偿系统 有效性 0.9
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*早期采用人工调匝式固定补偿的消弧
线圈,称为固定补偿系统。固定补偿 系统的工作方式是:将消弧线圈整定 在过补偿状态,其过补程度的大小取 决于电网正常稳态运行时不使中性点 位移电压超过相电压的15%,但是这种 装置运行在过补偿状态当电网中发生 了事故跳闸或重合等参数变化时脱谐 度无法控制,以致往往运行在不允许 的脱谐度下,造成中性点过电压,三 相电压对称遭到破坏。可见固定补偿 方式很难适应变动比较频繁的电网, 这种系统已逐渐不再使用。
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* 瞬时电流速断保护的优点是:0秒跳闸。 * 瞬时电流速断保护的灵敏度:
最大运行方式,保护区线路全长的50%,最小运 行方式发生两相短路,能保护线路全长的15%~ 20%,即可装设。
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* 瞬时电流速断保护和限时电流速断保护能保护线
路全长,可作为线路主保护用。为防止本线路的 主保护拒动(或断路器拒动)及下一线路的保护或 断路器拒动,必须给线路装设后备保护,以作为 本线路的近后备和下一线路的远后备。这种后备 保护通常采用定时限过电流保护。其动作电流按 躲过最大负荷电流整定,动作时限按保证选择性 的阶梯时限特性整定。接线图同于限时电流速断 保护。
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* 综合上述要求,变压器中性点接地方式
的选择原则如下: ①中间变电所母线有穿越电流或变 压器低压侧有电源,因此至少要有一台 变压器中性点接地,以防止由于接地短 路引起的过电压。 ②电厂并列运行的变压器,应将部 分变压器的中性点接地。这样,当一台 中性点接地的变压器由于检修或其它原 因切除时,将另一台变压器中性点接地, 以保持系统零序电流的大小和分布不变。
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* 自动跟踪补偿系统的工作方式是:自动跟踪电网
电容电流的变化,随时调整消弧线圈,使消弧线 圈量调在最佳位置。
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* 目前,自动补偿的消弧线圈国内主要有四种产品,
分别是调气隙式、调匝式、偏磁式、调晶闸管式。
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*调气隙式属于随动式补偿系统。其消
弧线圈属于动芯式结构,通过移动铁 芯改变磁路磁阻达到连续调节电感的 目的。然而其调整只能在低电压或无 电压情况下进行,其电感调整范围上 下限之比为2.5倍。控制系统的电网正 常运行情况下将消弧线圈调整至全补 偿附近,将约100欧电阻串联在消弧线 圈上。用来限制串联谐振过电压,使 稳态过电压数值在允许范围内(中性 点电位升高小于15%的相电压)。当发 生单相接地后,必须在0.2S内将电阻 短接实现最佳补偿,否则电阻有爆炸 的危险。
* 中性点直接接地的系统X0/X1≤4~5,当发生接地
故障时,通过变压器接地点构成短路通路,使故障 相流过很大的短路电流,称其为大接地电流系统。 110kV及以上的电压等级电网——中性点直接接 地运行方式(大接地电流系统)
*
* 变压器中性点接地方式的考虑
大电流接地电网中,中性点接地变压器的数 目及分布,决定了零序网络结构,影响着零序电 压和零序电流的大小和分布。 为了保持零序网络的稳定,有利于继电保护 的整定,使接地保护有较稳定的保护区和灵敏性, 希望中性点接地变压器的数目及分布基本保持不 变;为防止由于失去接地中性点后发生接地故障 时引起的过电压,应尽可能地使各个变电所的变 压器保持有一台中性点接地;同时为降低零序电 流,应减少中性点接地变压器的数目。
*
* ③终端变电所变压器低压侧无电源,为提高零序
保护的灵敏性,变压器应不接地运行。 ④对于双母线按固定连接方式运行的变电所,每 组母线上至少应有一台变压器中性点直接接地。 这样,当母联开关断开后,每组母线上仍然保留 一台中性点直接接地的变压器。 ⑤变压器中性点绝缘水平较低时,中性点必须接 地。
* 66kV及以下的电压等级电网——中性点不接地或
* 为了更可靠切除被充电母线上的故障,应设置过
流加速段,作为线路充电保护。充电保护只在母 线充电时投入,当充电良好后,应及时停用。
*
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继电保护接线图分原理图、展开图和安装图三 种。
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* (1)原理图。把整个继电器和有关的一、二次元件
绘制在一起,能直观而完整地表示它们之间的电 气连接及工作原理的接线图,称为原理图。
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* 零序电流保护一般配置三段式或四段式零序电流
保护。 (1)零序电流Ⅰ段为速动段保护; (2)零序电流Ⅱ段为带时限零序电流速段保 护; (3)零序电流Ⅲ段为零序过电流保护。
*
* 1. 零序电流速断保护(零序电流I段)
无时限零序电流速断保护工作原理,与无时限 电流速断保护相似,靠整定零序电流的大小来获 得选择性。
*故障\4.30风机箱变高压电缆单相接地
短路事故的内部分析2.pdf
*
* 消弧线圈作用原理及国内外现状 * 消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障
后,提供一电感电流,补偿接地电容电流,使接 地电流减小,也使得故障相接地电弧两端的恢复 电压速度降低,达到熄灭电弧的目的。
*
* 当消弧线圈正确调谐时,不仅可以有效的减少产
*
*单侧电源辐射状中低压线路,
只要灵敏性能满足要求,首先 选用简单可靠的三段式电流保 护。
*
*
* 在被保护线路上发生短路时,流过保护安装点的
短路电流值,随短路点的位置不同而变化。在线 路的始端短路时,短路电流值最大;短路点向后 移动,短路电流将随线路阻抗的增大而减小,直 至线路末端短路时短路回路的阻抗最大,短路电 流最小。短路电流值还和系统的运行方式及故障 类型有关。
*
授课人
电力系统接地方式
电流保护
35KV故障特点及处理方法 35KV消弧消谐装置
*
小电流接地选线装置
* * *
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地
*
* 运行接地方式的选择,需要综合考虑电网的绝缘
水平、电压等级、通信干扰、单相接地短路电流、 继电保护配置、电网过电压水平、系统结线、供 电可靠性和稳定性等因素 。
*
* 风电场集电线路有4种常用方案:链形结构;单
边环形结构;双边环形结构;复合环形结构。如 图所示:
*
*
*链形接线结构为目前国内风
电场采用最多的一种连接方式, 将整个风电场机组分为3~4串, 每串连接8~13台风力发电机 组。
*
* 单边环形接线结构是在链形接线的基础上,在每
串风力发电机机组的末端机组增设1条集电线路 至升压站35 kV母线,这样每串风机都有2条集电 线路接人升压站35kV母线。
* 双边环形接线结构在单边环形接线基础上有了进
一步的改进,它将链形接线中2串风电机组的末 端机组用电缆连接起来。正常运行时,风力发电 机的功率通过2条集电线路送入升压站,当其中 一条集电线路出故障时,只需短时停电,经隔离 开关的操作断开故障线路后,2串风力发电机组 的电量就可通过另一条线路送出。
* 复合环形接线是将每组风力发电机组的末端连接
*
*
* 当在被保护线路MN上发生单相或两相接地短路
时,故障点沿线路MN移动时,流过M处保护的最 大零序电流变化曲线如图(b)所示,为保证保护的 动作选择性,零序电流I段保护区不能超出本线路.
*
*
* 带时限零序电流速断保护动作电流的整定原则与
相间短路的限时电流速断保护相同。整定时应注 意将零序电流的分流因素考虑在内 。
经消弧线圈接地运行方式(小接地电流系统)。
*
* 电力系统输电线路经消弧线圈接地,为小电流接
地系统的一种,当单相出现短路故障时,流经消 弧线圈的电感电流与流过的电容电流相加为流过 断路接地点的电流,电感电容上电流相位相差 180度,相互补偿。当两电流的量值小于发生电 弧的最小电流时,电弧就不会发生,也不会出现 谐振过电压现象。10-63KV电压等级下的电力线 路多属于这种情况。
生弧光接地过电压的机率,还可以有效的抑制过 电压的辐值,同时也最大限度的减小了故障点热 破坏作用及接地网的电压等。所谓正确调谐,即 电感电流接地或等于电容电流,工程上用脱谐度 V来描述调谐程度
*
V=(IC-IL)/IC
*
* 当V=0时,称为全补偿,
当V>0时为欠补偿, 当V<0时为过补偿。
* 过去规定:不采用全补偿和欠补偿。全补偿将发
*
* 由瞬时电流速断保护、限时电流速断保护、定时
限过电流保护组合构成三段式电流保护装置。这 三部分保护分别叫作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,其中Ⅰ段瞬 时电流速断保护、Ⅱ段限时电流速断保护是主保 护,Ⅲ段定时限过电流保护是后备保护。
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*如图所示,当在L1线路首端短路时,
保护1的I、Ⅱ、Ⅲ段均起动,由Ⅰ段将 故障瞬时切除,Ⅱ段和Ⅲ段返回;在 线路末端短路时,保护Ⅱ段和Ⅲ段起 动,Ⅱ段以0.5s时限切除故障,Ⅲ段 返回。若I、Ⅱ段拒动,则过电流保护 以较长时限将QFl跳开,此为过电流保 护的近后备作用。当在线路L2上发生 故障时,应由保护2动作跳开QF2,但 若QF2拒动,则由保护1的过电流保护 动作将QFl跳开,这是过电流保护的远 后备作用。
*
* 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
(DL/T 620—1997)规定当单相接地故障电容电 流超过10A时,应采用消弧线圈接地方式。风电 场由于电缆线路较长,通常单相接地故障电容电 流都超过10A,为保证运行设备以及人员的安全, 35kV侧中性点应采取适当的方式接地。 小电阻接地。
* 35kV侧常用的中性点接地方式有消弧线圈接地和
*
* (3)安装图。安装图主要用于安装、配线、调
试及试验。
*
* 在小电流接地系统中最常见的故障是单相接地。
接地故障(1)对电力设备、通信、人身危害小; (2)线电压保持对称。不影响电网正常运行, 可以继续运行1~2小时。但过电压危害绝缘,需 尽快选出故障线路。
* 故障\316线单相接地故障.doc * 故障\324线和314线同时跳闸.doc
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