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电流差动母线保护的工作原理

作者:沃盛电气  来源:www。yzwsdq。net  日期:2018-08-01 13:03:07

电流差动母线保护的工作原理

电流差动保护是发电机、变压器等电气设备使用最广泛的一种保护方式,它的特点是可正确地区分出被保护元件的内部或外部短路故障。电流差动保护也是母线保护的一种基本保护方式。

1、按照电流差动保护的原理,母线保护接在各连接元件的电流互感器二次电流的和电流回路上。为此将各连接元件同名相电流互感器的同极性二次侧连接起来,接入电流差动继电器,接线图如图3-1所示。对于中性点直接接地系统采用三相式接线,对于中性点非直接接地系统一般采用两相式接线。接至电流差动母线保护的电流互感器,要求具有相同的变流比。

下面分别讨论在各种运行条件下母线保护的工作情况。

因此在正常运行情况下,流入电流差动继电器的电流为各电流互感器的励磁电流之和。这一电流表现为继电器应避越的不平衡电流。在正常运行情况下,流入各电流互感器一次侧的为负载电流,此时互感器的励磁电流值较小,因此流入电流差动继电器的电流是一个数值上不大的不平衡电流。

此外,与电流差动继电器连接的电流互感器数量很多,当某一电流互感器(例如流有最大负载电流的互感器)二次侧发生断线时,流入电流继电器的将是该连接元件的负载电流。为防止在上述情况下母线保护的误动作,电流差动继电器还应避越母线上最大负载元件的负载电流。

2、外部短路故障

在发生外部短路时,流入母线的电流之和为零,由式(34)可知,流入母线保护的电流仍为不平衡电流,即ios =iop=-(ian +ing+…+ im)(3-5)式中isn—一流入母线保护的电流;ibp——不平衡电流。

由式(3-5)可知,不平衡电流为各电流互感器励磁电流的向量和。假设在连接元件1处发生母线外部短路故障,电流互感器1L/将流有最大的短路电流,而其他电流互感器2L.H~nLH中则流有较小的短路电流。考虑在最不利情况下1L./的铁芯趋于饱和,它的励磁电流in1值最大,而其他电流互感器由于铁芯未饱和,它们的励磁电流假定可以略去不计,此时流入母线保护的不平衡电流为最大,并等于in~-in(3-6)在该情况下,母线保护不应发生误动作。在选择电流互感器及其所接的负载阻抗时,应考虑在流过最大短路电流情况下电流互感器的比值误差不大于10%。因此,流过最大短路电流的电流互感器所产生的误差电流,也就是流入母线保护的不平衡电流。这一最大不平衡电流可用下式表示1hp.max=Ay=of,14-max(37)式中K/:—一考虑非周期分量影响的系数;一电流互感器的误差,采用0.114.max——在母线保护范围外任一元件发生短路时,流过电流互感器的最大短路电流。

母线保护的动作电流必须避越上述的最大不平衡电流。

3、母线短路故障当母线发生短路时n+ia…tin=in(38式中ia—流入母线故障点的短路电流。因此流入母线保护的电流ib属为iom=i-cin+ine +…+im)在发生母线短路时,流过各电流互感器的短路电流值比总短路电流/。要小。如果略去各电流互感器的励磁电流,流入母线保护的电流近似为总短路电流,即如电流1。大于母线保护的动作电流时,母线保护即动作。将连接在故你母线上的断路器都跳开。由于电流差动母集保护不需要与各连接元件的其他保护装置相配合,可以证确光区分母线的内部和外部短路故障,因此它是一种接线简单。黑照爆时动作和可靠的母线保护方式,也是使用最广运的一种母线保护方式。


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