集电线路保护分解.pptx
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1、35KV集电线路保护集电线路保护授课人主要内容主要内容小电流接地选线装置小电流接地选线装置35KV故障特点及处理方法电力系统接地方式电力系统接地方式35KV消弧消谐装置电流保护电网中性点运行方式v中性点不接地中性点不接地v中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地v中性点直接接地中性点直接接地v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。电网中性点运行方式v中性点直接接地的系统X0/X145,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。
2、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)电网中性点运行方式v变压器中性点接地方式的考虑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。电网中性点运行方式v综合上述要求,变压器中性点接地方式的选择原则如下
3、: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。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。v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。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。变压器中性点绝缘水平较低时,中性点必须接地。电网中性点运行方式v66kV及以下的电压等级电
4、网中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式(小接地电流系统)。电网中性点运行方式v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。风电场集电线路接线方式风电场集电线路接线方式v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:风电场集电线路接线方式风电场集电线路接线方式风电场集电线路接线方式
5、风电场集电线路接线方式v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34串,每串连接813台风力发电机组。v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35kV母线,这样每串风机都有2条集电线路接人升压站35kV母线。v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。v复合环形接线是将每组
6、风力发电机组的末端连接起来,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。风电场集电线路接线方式风电场集电线路接线方式v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。
7、35kV侧中性点接地方式侧中性点接地方式v交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T6201997)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。v35kV侧常用的中性点接地方式有消弧线圈接地和小电阻接地。35KV线路相间短路电流保护线路相间短路电流保护v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。段过流保护段过流保护0”跳闸跳闸段过流保护段过流保护v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
8、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。段过流保护段过流保护段过流保护段过流保护v瞬时电流速断保护的优点是:0秒跳闸。v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1520,即可装设。段过流保护(限时电流速断保护)段过流保护(限时电流速断保护)段过流(定时限过电流保护)段过流(定时限过电流保护)v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
9、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。线路相间短路的三段式电流保护装置线路相间短路的三段式电流保护装置v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、段,其中段瞬时电流速断保护、段限时电流速断保护是主保护,段定时限过电流保护是后备保护。三段式电流保护各段保护范围及时限的配合三段式电流保护各段保护范围及时限的配合v
10、如图所示,当在L1线路首端短路时,保护1的I、段均起动,由段将故障瞬时切除,段和段返回;在线路末端短路时,保护段和段起动,段以05s时限切除故障,段返回。若I、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。线路充电时过流加速段:线路充电时过流加速段:0.3”跳闸跳闸v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。电流保护的接线图电流保护的接线图v继电保护接线
11、图分原理图、展开图和安装图三种。电流保护的接线图电流保护的接线图v(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。电流保护的接线图电流保护的接线图v(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。三段式电流保护的接线图三段式电流保护的接线图v绘制展开图时应遵守下列规则:v1)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;v2)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
12、列;v3)每一行中各元件(继电器的线圈、触点等)按实际顺序绘制。电流保护的接线图电流保护的接线图v(3)安装图。安装图主要用于安装、配线、调试及试验。接地故障接地故障v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12小时。但过电压危害绝缘,需尽快选出故障线路。v故障316线单相接地故障.docv故障324线和314线同时跳闸.doc零序电流保护v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)。v取出零序分量用以构成专门的接地保护,称为零序保护。v零序分量
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