? 动作量经整流滤波后产生动作电流I1以带“· ”

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  继电庇护道理 第四章 电网相间短途的对象 电流庇护 第四章 紧要实质 §0 温习回想及提问 §1 第一节 对象电流庇护的任务 道理 §2 第二节 功率对象继电器 §3 第三节 相间短途庇护中功率继电器的接线 第四节 功率对象继电器的按相启动 §5 第五节 功率对象继电器的整定揣测 中国电力出书社 本章基础请求 1、独揽正在双侧电源搜凑集继电庇护手脚带有对象性 的需要性,以及可能省略对象元件的条目。 2、独揽对象元件(功率对象继电器)的任务道理, 构造及手脚性情。通过型功率对象继电器的研 究,开头弄清反映两个电襟怀的继电器的基础 组成道理—基于两个电襟怀相位比拟的道理和 基于两个电襟怀幅值比拟的道理及其交换性。 通过对整流型功率对象继电器切磋,弄清中心电压 变换器和电抗变换器的功用、构造及作道理。 3、独揽用于相间短途的功率对象继电器的范例接线°接线、分析对对象性电流庇护的评议。 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 一、为什么正在电流庇护中装设对象性元件?(需要性) 正在双侧电源电网或单侧电源环形网中: 1、对待I段庇护,这时为了使庇护正在区表毛病时不误动,其整 定值不只要躲过本线途末了短途时流经庇护的最大短途电流, 并且要躲过庇护阻碍象毛病时流经本庇护的最大短途电流。 2、对待II段庇护,这时不只要下相邻下一线的第I段配合,并且 还要与其正在统一母线下的各条出线、对待III段庇护,这时仅靠时限的配合已无法得回挑选性。 上述题目标形成,皆因双侧电源电网和环形电网中,正在庇护安 装处阻碍象短途时,有恐怕使庇护手脚的起因。 于是,为分析决上述题目,咱们提出正在原有的电流庇护根蒂上, 加装一个能判定毛病对象的元件即功率对象继电器。 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 图4-1两侧电源辐射形电网 如图4-1所示,当正在K1点爆发短途时,请求庇护3、4手脚,断 开3、4两个断途器;如正在K2点爆发短途,请求庇护1、2手脚, 断开1、2两个断途器。 对K1点短途,为告竣挑选性请求:t3 t2 , t4 t5 对K2点短途,为告竣挑选性请求: K2 K1 t2 t3 , t4 t5 可见,大凡电流庇护不行满意庇护挑选性请求。是以,要采 用对象电流庇护来管理这个题目。 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 P2 P3 对象过流庇护是正在过流庇护根蒂上加装对象元件的 庇护。正在大凡过流庇护2和3上各加一个对象元件 (功率对象继电器),它只要当短途功率由母线流 向线途时,才容许庇护手脚,如许就管理了过流保 护的挑选性题目 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 图4-1单侧电源环网 中国电力出书社 第一节对象电流庇护的任务道理 P1 0 P2 K1 0, P3 0P 4 0 P5 0 P6 0 规则:短途功率的对象从母线阻碍象,不应起动。 中国电力出书社 电流庇护对象性题目 的提出 二、电流对象庇护的基础任务道理 1、加装对象性元件 G1 G1 G2 2 G G2 中国电力出书社 双侧电源电网线途对象过流庇护时 限性情 ? 如图4-1(a)两侧电源供电的辐射形电网中, 1~6均为对象过流庇护,此中庇护1、3和5为 一组,2、4和6为另一组,各同对象庇护间的 时限配合仍按阶梯规则来整定。 ?t t1 t2 t3 t5 t4 t6 图4-2双侧电源电网线途对象过流庇护时限性情 中国电力出书社 双侧电源电网线途对象过流庇护时 限性情 G1 ~ 1QF 1 WL1 k2 2QF 2 3QF WL2 3 k1 4QF 4 5QF 5 WL3 6QF 6 G2 ~ △t t1 t2 △t t3 t4 △t △t t5 t t6 ? 图4-2 双侧电源电网线途对象过流庇护的时限性情 图4-2 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 ? WL2上K1点短途时,庇护1、3、4、6因短 途功率由母线流向线途,故都能启动,而 此中按手脚对象时限最短的庇护3和4手脚, 跳开断途器3、4,将毛病线便返回,从而保障了手脚挑选性。 K1 WL2 I K1 中国电力出书社 IK 2 第一节 对象电流庇护的任务道理 ? WL1上K2点短途时,只要庇护1、2、4和6 能启动,此中按手脚对象时限最短的庇护1 和2手脚,跳开断途器1和2,将毛病线便返回,同样保障了 手脚的挑选性。 K2 WL1 I K1 中国电力出书社 IK 2 第一节 对象电流庇护的任务道理 ? 对象过流庇护装备由三个紧要元件构成,启动元 件(电流继电器),功率对象元件(功率对象继 电器)和时限元件(时辰继电器)。任务道理是 对象元件KW和启动元件KA组成与门,二者同时 手剧本事启动时辰继电器KT。 QF TV YR QF KS 去 信 号 KA TA I﹥ KW P﹥ KT 图4-3对象过流庇护道理接线图 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 ? 正在双侧电源线途上,并不是一齐过流庇护装备中都需求装 设功率对象元件,只要正在仅靠时限不行满意手脚挑选性时, 才需求装设功率对象元件。 ?无时限电流速断庇护正在道理上用于双侧电源 线途时,其手脚电流要按同时躲过线途首端和 末了短途的最大短途电流,本事保障手脚的选 择性。可是,因为线途两侧电源的容量和体例 阻抗分歧,当正在线途爆发短途时,两侧电源供 给的短途电流巨细并纷歧样,乃至数值相差很 大,这时装配正在幼电源一侧的电流速断庇护范 围就不行满意聪敏度的请求,乃至恐怕没有保 护鸿沟。 中国电力出书社 第一节 对象电流庇护的任务道理 ? 正在这种境况下,幼电源一侧需求采用对象电流速 断庇护,当庇护背后爆发短途时,诈骗功率对象 元件闭锁,使庇护只依照幼电源一侧的短途功率 方本来手脚。是以,这时幼电源侧对象电流速断 庇护只需躲过线途末了短途时通过该庇护处的短 途电流来整定即可,从而大大提升了庇护的聪敏 性,满意庇护鸿沟的请求。 中国电力出书社 第二节 功率对象继电器 一、功率对象继电器任务道理 ? 功率对象继电器的义务是丈量送入继电器 的电压Ur和电流Ir之间的相位,以判别正、 反向毛病。 ? 目前操纵的功率对象继电器为感受型、整 流型和晶体型。整流型继电器聪敏性好, 无电压死区、调试轻易及手脚速率疾等 。 功率对象继电器有感受型、整流型和半导 体型,按相位比拟或幅值比拟道理组成。 中国电力出书社 功率对象继电器任务道理 ? 判定对象的本质 对象元件(功率对象继电器)之因而能判别正、 反向毛病是由于正、反向毛病时,庇护装配处的 母线残压与被庇护线途上的电流之间的相位合联 分歧。对象元件恰是依照这种分歧来识别正、反 向毛病的。 中国电力出书社 功率对象继电器 ? 功率对象继电器的义务是丈量送入继电器 的电压Ur和电流Ir之间的相位,以判别正、 反向毛病。 ? 目前操纵的功率对象继电器为感受型、整 流型和晶体型。整流型继电器聪敏性好, 无电压死区、调试轻易及手脚速率疾等优 点。 中国电力出书社 判定对象的本质 K2 K1 ? U res ? k1 ? I K1 图4-4 功率对象继电器任务道理评释图 ?r1 ? ?k1 ? I k2 ?r 2 ? 180 ? ?k1 图4-5 正反毛病时电压、电流相量图 中国电力出书社 正在庇护装备手脚的正对象和阻碍象爆发短途时, 功率对象继电器丈量的功率对象相反。 以母线电压 U r 为参考相量,电压高于地时为正,电 ? 流 I r1 以母线流向线途为正。 ? ? I r1 滞后 当庇护正对象(K1)短途时:电流 I r1为正, ? U r 相角 ? r1 。 ?? r1 = ? k1 (0°<? <90°)。 r1 ? 短途功率 PK1=Ur1Ir1cos ? r1>0; ?r 2 ? ?k 2 ? 180 ? 当庇护阻碍象K2点爆发短途时, (0°<? <90°,180°< ? r 2 <270°)。 k2 ? 短途功率PK2=UrIr2cos ? r 2 <0。 中国电力出书社 ? 功率对象继电器的任务道理:本质即是判定母线电压 和流入线途的电流之间的相位角。手脚方程可呈现为: 继电器手脚 的临界境况 是一条与相 ? 量 Ur 相笔直的 直线,通 常称为功 率对象继 电器的动 作性情。 Ur ?90 ? arg ? 90 (4 ? 1) Ir Ir2 手脚区 φr2=180°+ φk 非手脚区 线 敏 灵 I r最 大 Ur φr = φk φm Ur Ir1 α 中国电力出书社 商酌继电器内角a的手脚方程 ? 正在实质行使中,为合适判别百般正对象短途毛病时,功率 对象继电器的丈量功率最大,拥有最好的聪敏性,继电器 中应有可能调剂的内角α,这时功率对象继电器的手脚方 程为: —(90°+α)≤arg 或 —90°≤arg Ur I r≤(90°—α)(4-2) U r e ja ≤90° (4-3) Ir 其手脚性情为逆时针挪动的一条直线,挪动的角度为继电 器内角α,α常取45°或30°。 中国电力出书社 手脚区: I?r ?m 造动区 手脚区 最聪敏线 ? U r ?m ? 90 手脚区: 中国电力出书社 二、相位比拟道理与幅值比拟 道理的合联 ? 当电流相量Ir笔直于手脚性情时,功率对象继电器的手脚最 聪敏,这一处所称为最大聪敏线,最大聪敏线与电压Ur之间 ?m =-α,由于这时Ir超前Ur,所 夹角 ?m 称为最大聪敏角, ?m 是负角度。 以, ? 功率对象继电器可能直接比拟电襟怀Ur和Ir之间的相位,也 可能间接比拟电襟怀Ur和Ir的线性函数 Uc和 UD之间相角来 组成。。 ? U C ? KU U r ? ? ? ? ? UD ? KI Ir ? ? ? ? 手脚条目可能呈现为: UC ?90 arg ? 90 (4 ? 5) UD 中国电力出书社 二、相位比拟道理与幅值比 较道理的合联 ? 功率对象继电器的幅值比拟的两个电襟怀 UA和UB,可能通过UC和UD过程线性变换得 到: U U U A UC A A UC UC UD ? ? 90 ? U A ? UC?U D? ? ? ? ? U B ? U C ?U D ? ? ? ? ? UD UB UB UD UB ? 90 ? 90 中国电力出书社 二、相位比拟道理与幅值比拟原 理的合联 UB ? 若认为 U A 手脚量, 为造动量。则当UC与UD相位 ? ? 差θ=90°时,U A= U B ,手脚量等于造动量 ,手脚的 ? ? 临界状况;当θ<90°时, U A > U B 手脚量大于 造动量,继电器处于手脚状况;当θ>90°时, ? ? < UA U B ,手脚量幼于造动量,继电器不手脚。 ? ? 电襟怀间变换合联: ? U A ? KU U r ? K I I r ? ? ? ? ? ? U B ? KU U r ? K I I r ? ? ? ? ? ? ? 1 ? ? U C ? (U A ? U B ) ? ? 2 ? ? ? ? 1 U D ? (U A ? U B )? ? 2 ? ? 中国电力出书社 三、幅值比拟回途 ? 幅值比拟回途是由整流和滤波、幅值比拟、实行 元件三个单位组成的。 ? 1、直接比拟式比拟回途 ? 极化继电器KP有两个绕组,此中W1为手脚绕组, W2为造动绕组。 ? 手脚量经整流滤波后产矫捷作电流I1以带“· ”号 极性端子流入W1绕组,产矫捷作安匝;造动量经 整流滤波后形成造动电流I2,从非极性端子流入 W2,形成造动安匝。若极化继电器的手脚安匝为 (IW)OP,则极化继电器手脚条目为 中国电力出书社 三、幅值比拟回途 极化继电器手脚条目 I1W1 ? I 2W2 ? ? IW ?op UA UB 0.9W1 ? ZA Z 2 ? ? ? ? 0.9W2 ? ? IW ?op ? ? ? (4-9) B b ?4 ac 中国电力出书社 三、幅值比拟回途 Z1 Z2 U1 UA R1 I1 R2 U2 UB I2 W1 W2 C2 C1 KP 图4-8直接比拟式比拟回途接线图 中国电力出书社 1、直接比拟式比拟回途 I1W1 ? I 2W2 ? ( IW )op ? ? ? ? ? ? UA UB 0.9W1 ? 0.9W2 ? ( IW )op ? ZA ZB ? ? (4-9) ZA:任务回途阻抗;ZB:造动回途阻抗; 0.9:有用值转换为均匀值的 系数。 当ZA=ZB且(IW)OP≈0时,继电器手脚条目为 ? ?U ? ?0 U A B 中国电力出书社 三、幅值比拟回途 2、轮回电流式比拟回途 Z1 U1 UA R1 Z2 U2 UB R2 I2 I1 C1 KP I1 ? I 2 C2 中国电力出书社 2、轮回电流式比拟回途 ? 手脚量UA经整流滤波后取得电流I1,造动量 UB经整流滤波后取得电流I2,通过实行元件 KP的电流为I1—I2,继电器的手脚电流为Iop.r, 则继电器手脚条目为I1—I2≥Iop.r,即 当 Z1=Z2,R1=R2,并满意Z1+R1=Z2+R2=Z, 则极化继电器手脚条目为: I op.r Z ? U A ? UB ? ? 0.9 ? ? ? ? U A ? U B ? U op.r ? ? ? ? ? 中国电力出书社 2、轮回电流式比拟回途 ? 无视Iop.r时,上式变为 U A ? U B ? 0 ? 轮回电流式比拟回途接线纯粹,正在实行元 件的输入端,当手脚电流幼时,造动侧整 流桥U2中二极管正向电阻大,分流幼,故 有较高的聪敏性。而当手脚电流大时,上 述二极管又能限幅,起到庇护实行元件的 功用,是以这种比拟回途操纵遍及。 中国电力出书社 三、幅值比拟回途 3、均压式比拟回途接线 U2 UB C1 C2 中国电力出书社 3、均压式比拟回途 ? 实行元件的输入端m、n所加电压是两电襟怀、 整流电压的差值,因而称这种接线形式为均 压式接线。手脚量整流滤波后接于电阻R1上, 其电压为U1;造动量整流滤波后接于电阻R2 上,其电压为U2,实行元件的电压为 Umn=U1-U2,若极化继电器手脚电压为 Uop.r,则继电器手脚条目为: 中国电力出书社 3、均压式比拟回途 U1 ? U 2 ? U op.r ? ? ? ? ? ? 0.9U A R1 0.9U B R2 ? ? U op.r ? Z1 ? R1 Z 2 ? R2 ? ? 当Z1=Z2,R1=R2,并无视Uop.r,则手脚条目为 UA ? UB ? 0 中国电力出书社 四、功率对象继电器 实行元件(极化继电器) ? 继电器幅值比拟回 途中请求手脚拥有 对象性,花费功率 幼,手脚急忙的直 流继电器作实行元 件,目前常用极化 继电器或晶体管零 指示器。差分式极 化继电器属于电磁 式直流继电器。 4 4 5 3 5 6 6 δ1 δ1 3 ? 1r _ _ ? ? 1 1 1 ?1 N S Wr Wr N S δ2 δ2 2 2 ?2 ? ?2 Wr · Ir · · Ir + + Wr · ?? r ?r r 图4-11极化继电器道理布局图 中国电力出书社 图4-11 图4-11 (极化继电器) 极化继电器是由绕组, 很久磁铁,可动舌片,接 点,铁芯等构成。其主 要特性:是继电器的可 动舌片处于两个磁通 的功用之下,一个是 由线圈的电流形成的 任务磁通,另一个是 由很久磁铁形成的极 化磁通。 4 5 6 δ1 3 ? 1r _ ? ? 1 1 δ2 ?2 ? 2 Wr · Ir Wr ? ?r r N S · + 图4-11 中国电力出书社 (极化继电器) ? 当线,舌片被 吸引向右边,接点断开. 当线圈中通以电流 Ij 时: φ1 >φ2 时,舌片被吸向左侧磁极, 继电器触点闭合,对应此时所参预的电流, 即为继电器的起动电流继电器手脚此后: 逐 渐减幼任务电流,则φ1 减幼,φ2 补充, 当φ2>φ1 时,则舌片又被吸向右侧磁极, 继电器返回,当继电器线圈通入相阻碍象 的电流时,?1 的磁通更减幼, ?2的磁通 更补充,继电器不手脚。结论:该继电器 的手脚拥有对象性。 中国电力出书社 五、整流型功率对象继电器 1.继电器的道理及手脚区 按幅值比拟道理组成的,故手脚方程为 ? ? ? ? ? ? UA ? UB 即 K U r ? K I I r ? K U r ? K I I r U U 依照幅值比拟和相位比拟交换合联有 ? ? ? ? ? ? (90 ? a) ? ? r ? (90 ? a)? ? ? 90? ? (? r ? a) ? 90? ? ? ? 90? ? arg ? ? ? 90 ? ? KI Ir ? ? ? Ur ? ? ? (90 ? a) ? arg ? ? (90 ? a)? ? Ir ? KU U r ? 中国电力出书社 LG-11功率对象继电器 2、整流型功率对象继电器任务道理 UX UI · · R2 · · UA W2 KIIr 任务回途 I r 手脚回途 U2 UX UV · KI · KUUr W2 · KUUr · W1 ( ( ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) ) ) 7 5 · · Ir · W1 Ur 8 · W3 · · · KIIr K造动回途 IIr 造动回途 R4 45° XB UI · · KUUr W3 KUUr · 6 · W4 R3 30° (a) R5 KP 10 9 R6 C4 KP R7 C5 (b) C2 C3 · UA= KIIr + KUUr C2 · · · · · UB= KI Ir - KUUr · · · · 11 12 图4-13整流型功率对象继电器的接线图 中国电力出书社 ?继电器手脚条目也可能用余函数呈现 U r I r cos(? r ? a) ? 0 ? 临界手脚条目为笔直于最大聪敏线且过原点的直线, 手脚区正在带有暗影的半平面鸿沟,最大聪敏线为超 前Ur相角a的一条直线。 ? r ? ? ? 90 ? a ? KUUr 最聪敏线 KI Ir ? I r ? U r ?I ?U Ir 最大聪敏线 Ur 手脚区 a ?r ? 90 ? a 中国电力出书社 a 2、整流型功率对象继电器任务道理 ? 电流Ir的相位可能更改,Ir 顺时针挽救落正在手脚边 界线AB直线 ? a ,-是继电器手脚下 范围,Ir逆时针转到直线AB上时,?r ? ?(90 ? a) 为继 电器手脚上范围。当Ir落正在手脚区内,继电器手脚。 ? 当电流Ir落正在最大聪敏线上,即 ?m ? ?a 电压分量 ? ? 与超前Ur相角90°的电压分量 K I I r 同相位,此时 手脚量最大,造动量最幼,故继电器最聪敏,所 ? 以称 KU U r 为对象继电器的最大聪敏角。 中国电力出书社 3、最幼手脚功率 ?r ? ?m ? ?a时,KU U r 与K I I r同相位,则 KU U r ? K I I r ? KU U r ? K I I r ? U 0 当Ir足够大时,使继电器手脚的最幼电压为对象继电器的最幼 手脚电压: ? ? ? ? ? ? ? ? KUUr ? KI Ir ? ? ? KUU ?r KI Ir ? ? U0 U r ? U OP?min 代入上式,则得U OP?min 当电压Ur足够大时,使继电器手脚的最幼电流为对象继电器的最幼 手脚电流: U0 ? 2 KU ? KUUr ? KI Ir ? ? ? KI Ir ? KUUr ? ? U0 中国电力出书社 将Ir =IOP.min 代入上式,则:IOP.min U0 ? 2K I ?幅值比拟道理对象继电器的最幼手脚功率,用 2 U0 Sop· min呈现: Sop.min ? U op.min I op.min ? 4KU K I ?对象继电器的最幼手脚电流、电压和功率是权衡 对象继电器聪敏性的参数。实行元件越聪敏(U0 越幼),则KU、KI越大,对象功率继电器的 Iop· min、Uop· min和Sop· min就越幼,对象继电器也就 越聪敏。功率对象继电器的手脚性情: U r I r cos(? r ? a) ? 0 中国电力出书社 六、LG-11整流型功率对象继电器 电压死区和潜动 ? 正在庇护装配处相近爆发金属性三相短途时, 母线残压迫近于零,此时,继电器不行可 靠手脚,使功率继电器不行牢靠手脚的靠 近庇护按装处这段鸿沟称为继电器的死区。 毁灭死区的手腕是正在继电器电压回途串如 入电容C,以便和电压变换器UV一次绕组 的等效电感、电阻沿途组成50Hz频率的串 联谐振回途。 中国电力出书社 六、LG-11整流型功率对象继电器 电压死区和潜动 ? 功率继电器潜动是指当输入电压或输入电流中只 要有一个量输入继电器时,继电器不应手脚。实 际中,因为比拟回途各元件参数不完整对称,继 电器恐怕手脚,这称为潜动。 ? 潜动分为电压潜动和电流潜动,正向潜动和反向 潜动。潜动的摧残发扬正在庇护装配处正向出口短 途时,继电器恐怕误动;反向出口短途时,继电 器恐怕拒动或聪敏系数低落。毁灭电流潜动,调 整电阻R2,毁灭电压潜动,调剂电阻R1。 中国电力出书社 §3 功课安置 ? 99页习题4-1、4-8、4-9 ? 预习第四章4-3节,4-4节 中国电力出书社 本节实质告终

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