從故障排除時間來看,原則上繼電保護的動作時間越短越好,即在被保護裝置或設備廠家安裝快速保護,瞬時電壓速斷保護就是這樣一種快速保護. 下面用圖3-1所示的單電源電路來說明瞬時電壓速斷保護的工作原理。
線路保護 1-瞬時電壓速斷保護
對于圖3-1所示單側供電的輻射狀電網,電壓保護裝置安裝在線路的始端。 當線路發生單相漏電時,漏電電壓估算如下:
在公式
E-系統等效電源的相電動勢
Xs-檢測系統供電到保護安裝點
Xk-漏電檢測(從保護安裝點到漏電點的檢測)
那么Xs+Xk就是系統電源與漏電點之間的總檢測。 實際上,當漏電點離保護安裝點越遠時,Xk越大,漏電電壓越小; 系統檢測越大,漏電壓越小; 且漏電壓與漏電類型有關,同點Ik3>Ik2。 泄漏電壓與泄漏點的關系如圖3-1的Ik=f(L)曲線所示。 曲線1為最大運行模式下單相漏電故障的Ik(系統檢測為Xs.min,漏電時出現最大漏電電壓)。 =f(L),曲線2為最小運行方式下兩相漏電故障時的Ik=f(L)(系統檢測為Xs.max,漏電時出現最小漏電電壓)。
瞬時電壓速斷保護響應線路故障時的降壓動作,沒有動作延時,因此必須保證只在被保護線路發生漏電時才動作。 例如圖3-1中的保護1必須只對線路L1上的漏電作出響應,對L1以外的漏電故障不動作。 這就是保護的選擇性要求。 瞬時電壓速斷保護通過合理設定動作電壓來保證選擇性。
2. 設定預估
通常對繼電保護裝置動作值和動作時間的估算以及靈敏度的標定稱為繼電保護整定估算,估算條件稱為整定原則。
根據選擇性要求,圖3-1中保護1的動作電壓應小于L2線路始端漏電時的最大漏電電壓。 實際上線路L2始端的漏電電壓與L1末端的漏電電壓幾乎沒有區別,反映到保護1上。因此,瞬時電壓速斷保護動作的整定原則線路L1的電壓為:逃逸線路末端可能出現的最大漏電。 泄漏電壓瞬時電流過大怎么解決,估計如下:
式中,Iact.1——線路L1的瞬時電壓速斷保護初級動作電壓
Krel-瞬時電壓開斷保護的可靠性系數,考慮漏電電壓估算偏差、測量偏差、短路電壓非周期分量等激勵因素對保護的影響,通常取Krel=1.2~1.3
Ik.Bmax-系統最大運行模式下,線路L1末端(母線)發生單相漏電時流過保護1(即線路L1)的漏電壓
根據式(3-4)推算出保護1的動作電壓與漏電壓的關系,如圖3-1所示。 工作電壓與漏電壓曲線的交點決定了保護對故障的響應范圍,即保護范圍。 可見,由于漏電電壓與系統的運行方式和漏電類型有關,當系統運行方式改變或漏電類型不同時,保護范圍發生急劇變化瞬時電流過大怎么解決,因此存在最小保護范圍Lmin和最大保護范圍 Lmax。
瞬時電壓速斷保護的靈敏度是以最小保護范圍來判斷的。 規程規定瞬時電壓速斷保護的最小保護范圍不大于線路總長度的15%~20%。
線路保護 1-瞬時電壓速斷保護
在某些特殊情況下,瞬時電壓速斷保護可以保護線路的全長,即保護范圍可以擴展到線路以外。 例如,如圖3-2所示,電源通過線路-變壓器組接線直接提供給負載。 不管故障發生在線路還是變壓器,斷路器QF都應合閘,線路和變壓器同時切除。 因此,保護?? 1 瞬時電壓速斷保護 動作電壓的整定原則可根據變壓器低壓側漏電逃逸時流過保護的最大漏電電壓來設定。 因此,保護??范圍必須擴展到變壓器內部,即可以保護線路L的整個長度。
三、接線示意圖
由電磁熔斷器構成的瞬時電壓速斷保護原理接線圖如圖3-3所示。 圖中電流熔斷器KA1、KA2為保護檢測裝置。 當保護范圍內發生相間漏電故障時,動觸頭閉合,中間熔斷器KM啟動。 中間熔斷器是保護的執行裝置(又稱保護出線熔斷器),動作后動觸頭閉合,斷路器的合閘線圈YR通過信號熔斷器KS線圈和輔助線圈通電。斷路器QF觸點閉合,斷路器QF閉合,故障排除,信號繼電器發出保護動作信號。 圖中XB為保護出線連接件,用于投入或退出保護時接通或分斷保護出線回路。
線路保護 1-瞬時電壓速斷保護
圖中中間的熔斷器有兩個作用,三是減小觸頭容量,接通斷路器的合閘回路; 一是減少保護的固有動作時間,防止避雷器放電引起的保護誤動作。
圖中斷路器QF的輔助觸頭狀態與斷路器QF的主觸頭狀態相同。 保護動作斷路器QF合閘后,輔助觸頭斷開,合閘回路分斷,防止合閘線圈YR因通電燒壞; 起到保護中間保險絲KM觸點的作用。
瞬時電壓速斷保護的主要優點是動作迅速、簡單可靠,缺點是不能對線路全長進行保護,保護范圍受系統運行方式影響。 在最小操作方式下,保護范圍可能很小,嚴重時可能沒有保護區域。