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2020年12月17日星期四

IDMT在保护性中继中的优势是什么?

 


在保护性继承中,有两种可有效实现选择性和协调的两次哲学,这两种哲学可用,即: 


  1. 确定时间滞后(DTL),或 
  2. 逆明确最小时间(IDMT)。 


传统上,设计工程师已经考虑了中型和低压网络 保护视图中的重要性较小,只需要所谓的更简单的类型 每个电路上的IDMT过电流和接地故障继电器。在许多情况下,当前 选择变压器比率基于负载要求,而中继设置 总是留给调试工程师来确定。大多数时候, 考虑到受保护的下游负载,选择了中继设置 毫无努力与上游继电器协调。 


读: Basic Guide in Power System Protection


但是,经验有 表明,对适用的基本面完全缺乏升值 这些设备。报告了众多事件,其中破碎机绊倒了 不协调的方式导致广泛的网络中断导致更长时间 次数或未能旅行导致过度损坏,延长恢复时间和一些 cases loss of life. 


在明确的时间滞后或DTL中,继电器使用大约的明确时间间隔进行分级 0.5秒。网络末端的继电器R3设置为以尽可能快的方式操作 时间,虽然其上游继电器R2设置为0.5秒。继电器运营时间增加 在每个截面上依次以0.5秒的间隔朝向源,如下所示,


明确的时间滞后或DTL


这种哲学的问题是,源头的故障越越高 故障电流,清除时间慢–与我们应该是什么的相反 trying to achieve. 


读: IEC 61850电力系统自动化数据建模中的逻辑节点和数据类


另一方面,如下图所示的逆曲线,其描述了在更高的故障电流下更快地操作并且在下部故障电流下较慢,从而为我们提供了我们所希望的特征。这解释了为什么IDMT哲学在多年来许多国家都成为标准的做法



虽然许多工程师不欣赏,但逆向肯定的广泛使用 作为虚拟唯一的最小时间过电流和接地故障(IDMT OCEF)继电器 对中型和低压网络的保护需要详细的研究和 应用知识与更高电压网络中使用的更复杂的保护系统一样。  


在系统中应用IDMT


当决定将IDMT继电器应用于网络时,许多重要点必须 be considered. 首先,必须理解,不能以隔离而考虑IDMT继电器。他们 必须设置为与上游和下游继电器的坐标。 


他们非常 目的是形成集成整个系统的一部分。因此,谁是谁 指定此类继电器还应提供设置和协调曲线作为 设计包的一部分表明他知道自己在选择他们的事情 使用。这一非常重要的任务不应留给他人并一旦设置,必须 不要被篡改(甚至是经营人员),因为否则协调丢失了。


最小分级间隔


向工程师规划保护中型到低压网络和希望的保护 为了采用IDMT OCEF继电器的广泛使用,可以概述上述内容 follows: 

  • 设计网络,具有最小数量的分级级别。 
  • 根据故障电流选择CT比率– not load current. 
  • 考虑使用1次要。 
  • 检查CT磁化曲线,用于膝关节电压和内阻。 
  • 将Ammerser等连接到自己的计量核心上。 
  • 提供继电器设置和协调曲线作为设计包的一部分。 
  • 在机电继电器中选择继电器插头敲击设置时要小心。 水龙头越低,负担越高。 
  • 继电器不应为健康的条件接收,例如允许的瞬态 过载,启动浪涌和负载重新连接,仍然存在 长时间停电后连接。 
  • 还应注意绊倒后负载电流的再分配 在接送和旅行中不会导致健康电路的继电器。 
  • 变压器上的HV IDMT继电器应遵循HV和LV断路器。 
  • 不应选择正常的逆曲线以进行过载保护。相当 使用此职责的逆特性。 
  • 利用现代电子提供的附加功能 继电器,例如固定非常低的负担,积分高套,断路器失败和母线 阻止保护,事件记忆等,记住,一个人必须做 设置和绘制协调曲线的相同计算练习 继电器是电子或机电设计。 
  • 最后,如果开关设备供应商也制造继电器,请不要指望它们 要将保护应用程序设置作为服务的一部分。 如果需要这一点,请将其指定为规范中的单独成本项目。  


可以避免这些线的许多问题以及性能,效率和安全性 如果在设计团队中包含保护工程师,则改善了工厂,如果不满 时间,但至少在提案上进行审计。 Finally, remember – while IDMT继电器是最着名和最便宜的, 他们实际上是最困难的继电器。  


参考: 

实用电力系统保护| 下载

作者: 
  • les hewitson.
  • Mark Brown Preng,Dipee,BSC(Eleceng),高级员工工程师,IDC Technologies,Perth,澳大利亚  
  • Ben Ramesh Ramesh和Associates,珀斯,澳大利亚
丛书编辑: 
  • Steve Mackay Fie(Aust),Cpeng,BSC(ELECENG),BSC(HONS),MBA,GOV.CERT。 COMP。,技术总监– IDC Technologies.

2020年11月28日星期六

如何将IEC 60044-1标准保护分类转换为IEEE标准电压额定值?

 

MICOM P63X保护继电器


有一系列保护继电器,如MICOM保护继电器,其与ANSI / IEEE CTS兼容,如下所示 IEEE C57.13标准。保护类是“C”类,指定非 空调核心。 CT设计与IEC类P相同,但指定了评级 differently. 


所需的IEEE C类标准电压额定值将低于IEC膝盖点 电压。这是因为IEEE电压额定值在有用的输出电压方面定义 在CT的端子处,而IEC膝尖电压包括电压降 横跨CT次级绕组的内阻添加到有用的输出。这 IEC膝尖端也比IEEE膝盖点高5%。 


读: 在保护性中继中选择电流变压器的条件是什么


如果使用IEEE标准来指定CT,则可以检查C类电压额定值 根据IEC确定等效的膝关节电压(VK)。 


等价 formula is: 


VK =(C x 1.05)+(x rct in ks x)

vk =(c x 1.05)+(100 x RCT)


注意:IEEE CTS始终为5A次级评分,即IN = 5A,并且是 定义为精度限制因子为20,即KSSC = 20。


读: 根据IEC 60441的电流变压器的类型和类 


下表允许C57.13额定值转换为典型的IEC膝尖电压:


  • *假设0.002/转动典型的次级绕组阻力5A CTS

参考: 
  • 微米

2020年11月27日星期五

根据IEC 60441的电流变压器的类型和类

变电站电流变压器


依托IEC 60044-1和IEEE C57.13的电感CTS的行为是 为稳态对称交流电流指定。最近的标准IEC 60044-6 是指定归纳CTS性能的唯一标准(TPX类,TPY和TPY和TPY TPZ)对于包含规定时间的指数衰减直流组件的电流 持续的。本节概述了各种CTS。


IEC 60044-1


P. P类电流互感器通常用于一般应用,例如过电流 保护,其中二次精度限制过多超过引起继电器的值 操作没有任何有用的目的。 因此,通常是5的额定准确限制 足够的。当继电器时,例如瞬时‘high set’过电流继电器,设置为 在高电流的高值下操作,比如变压器额定电流的5到15倍。 


读: 电力系统保护继电器


精度限制因子必须至少高于所用的设置电流的值 为了确保快速的继电器操作。 





额定输出负担高于15VA,额定精度限制因素高于10是 不推荐一般用途。但是,有可能结合更高的额定值 具有较低额定输出的精度限制因子,反之亦然。 


当这两个产品 超过150,所得到的电流变压器可能是不经济的和/或过大的 dimensions. 


P类电流互感器定义为此,以额定频率和额定负担 连接,当前误差,相位位移和复合误差不得超过 下表中给出的值。 




PR. 


电流变压器由于小的空气差距,剩余偏离因子小于10%, 在某些情况下,次要循环时间常数和/或限制值的值 也可以指定绕组阻力。  


类PX 


电流互感器的低漏电抗电抗,对变压器的知识 二次励磁特性,次级绕组阻力,次要负担 抗性和转弯比率足以评估其与保护性相关的性能 使用它的继电器系统。 


类PX是IEC 60044-1的定义,用于准瞬态电流变压器 以前由BS 3938的X类覆盖,常用于单位保护方案。 


PX型CTS用于高阻抗循环电流保护,也是如此 适用于大多数其他保护方案。 


IEC 60044-6


TPS类 


符合TPS符合TPS规定的保护电流变压器通常是 应用于单位系统,其中受保护工厂的每一端的输出的平衡是 必不可少的。这种平衡或通过故障条件的稳定性是瞬态的必要条件 自然,因此不饱和(或线性)区的程度至关重要。 


它 来自重电流测试结果的正常是普遍的,该公式赋予最低允许的公式 VK的值如果要保证稳定的操作。


DPS电流变压器的低(辅助)电抗类型的性能是 由IEC 60044-6定义,用于瞬态性能。简而言之,应以条款规定 以下每个特征: 

  • 额定主要电流
  • 转动比率(匝数比率误差不超过±0.25%)
  • 二次限制电压
  • 二次绕组的电阻 A类TPS CT通常用于高阻抗循环电流保护。

TPX类 

TPX电流变压器类的基本特性通常与那些相似 除了规定的不同误差限制之外,TPS电流变换器等级TPS电流变换器 影响可能需要物理上更大的结构的效果。 



类TPX CTS. 在核心中没有空气差距,因此剩余剩余因子(剩余次数为70-80%)。 精度限制由指定瞬态期间的峰值瞬时误差定义 duty cycle. TPX CTS通常用于线路保护。


班级TPY.

Clast TPY CTS对remanent通量具有指定的限制。提供磁芯 小空气差距,以减少不超过10%的水平的剩余通量 saturation flux. 

它们在当前测量中具有比TPX更高的误差 不饱和操作和精度限制由峰值瞬时误差定义 指定的瞬态占空比。 类TPY CTS通常用于使用自动重新连接的线路保护。

TPZ类 

对于TPZ类CTS,剩余的助焊剂由于较大的空气差距而实际上可以忽略不计 核。这些空气间隙还最大限度地减少了DC组分从主要故障的影响 电流但降低了不饱和(线性)操作区域中的测量精度。 

精度限制由峰值瞬时交流分量误差定义 在单个通电期间,在指定的次循环时间下最大直流偏移量 constant. 类TPZ CTS通常用于特殊应用,例如差动保护 large generators. 


参考: 
  • areva.

2020年11月15日星期日

发电机保护的基本理论

 

汽轮机发生器



有许多异常情况会导致损坏 发电机。其中一些条件是发电机内的故障或其子系统之一,其他条件以及其他条件以及其他条件起源于电力系统本身。下表总结了可能发生的故障类型和相关的保护方法。  


定子接地故障 


定子绕组最常发生的故障是单相和地之间的绝缘的分裂。未检测到,此故障可以迅速损坏发电机核心。风冷机器也可以进行火灾。定子差分元件检测接地故障的能力是可用接地故障电流的函数。因此,定子通常需要专用接地故障保护。 


发电机提供电力系统中的所有负载和提供电感元件所需的大部分无电功率所使用的能量,从而保持系统电压以标称值。电力系统具有很少的能量存储能力。因此,必须立即更换丢失的生成,或者必须脱落等同量的负载。在外部干扰期间,发电机的保护系统非常重要。 


发电机是复杂系统的一个组件,其包括主要移动器,激励器和各种辅助系统。除了检测到短路之外,还需要产生的发电机保护,以检测可能损坏发电机或其中一个的异常条件阵列’S子系统。发电机可以分为两种主要类型:感应和同步。感应机通常尺寸较小,距离降至一百kVa,通常从往复式发动机驱动。同步机尺寸范围从数百kVA到1200 MVA。 


同步发电机可以由各种主要移动器驱动,包括往复式发动机,水力涡轮机,燃烧涡轮机和大型蒸汽涡轮机。涡轮机的类型影响发电机的设计,因此可以影响保护要求。发电机尺寸和它’■接地方法也影响其保护要求。中小型机器通常直接连接到配电网络(直接连接)。在此配置中,多个机器可以连接到同一总线。大型机器通常通过专用电力变压器连接到传输网络(连接单元)。 


发电机端子处的第二电源变压器为该单元提供辅助电源。发生器接地以便控制损坏电压瞬变并促进保护功能的操作。直接连接的发电机通常通过低阻抗接地,限制接地故障电流至200-400安培。单元连接的机器通常通过高阻抗接地,限制电流小于20安培。


对于直接连接,低阻抗接地机,使用基于电流的检测方法。这种保护需要快速且敏感内部接地故障,同时在外部干扰期间确保。这可以使用限制的接地故障元件或中性定向元件来实现。在G30和G60中实现的受限制的接地故障元件采用对称的分量约束机制,在具有显着CT饱和的外部故障期间提供高度安全性。


对于单位连接,高阻抗接地机,基于电压的方法通常用于提供接地故障检测。使用基本和三次谐波电压元件的组合,可以实现100%的定子绕组的接地故障覆盖。 GE继电器采用第三谐波电压元件,该元件响应第三谐波的中性和终端值的比率。该元素易于在正常操作下设置和不敏感到三次谐波水平的变化。


读: 电厂中的不同发电机冷却系统是什么?


定子相位断层


相位错 不涉及地面可以在绕组端或在相同槽中具有相同相线圈的机器的槽内发生。虽然相位故障不太可能比接地故障不太可能,但由于该故障产生的电流不受接地阻抗的限制。因此,这些故障迅速检测到这一点至关重要,以限制对机器的损坏。由于系统XOR比在发电机处特别高,因此定子差分元件由于外部干扰期间电流的DC分量而特别容易受CT饱和度。 G60定子差分算法以定向检查的格式增加了额外的安全性,当由于电流的AC或DC分量而怀疑CT饱和度时。 


过载/热量


下图显示了根据C50.13-2004的发电机的允许的短时加载限制。超越这些限制将迅速损坏机器。具有非常逆特性的过电元件可用于确保发电机在允许的限制内操作。 Ge IED.’S还配备RTD输入。除了检测过载之外,RTD可以通过冷却系统故障或由于定子芯叠片之间的绝缘失败而导致的冷却系统故障或局部过热来检测过热。





绊倒缺陷


发电机保护IED必须运行有多种故障或干扰。对于每个故障类型,通常存在一组操作。这些包括绊倒发电机断路器,绊倒磁场断路器,传输辅助镜头,并绊倒原动机。例如,溢出条件需要发生发电机和场断路器的跳闸,传输启动,但是没有追溯到原动机。这允许如果问题已快速解决问题,则可以重新同步机器。内部可编程逻辑允许轻松实现跳闸逻辑。此外,有没有发电机强力所在的实例距离开关现场大致距离。使用PEER-PEER消息传递,跳闸和状态信号可以直接从纤维从中继发送到控制器,如C30位于发电机断路器附近


资料来源:GE Multilin www.gemltilin.com

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电力系统保护中使用的IEEE / ANSI设备号是多少?

发电机保护
发电机保护中的示例应用 
(照片学分:一般闪光)

在电力系统中,设备的保护和控制由ANSI设备号表示,具有相应的后缀字母 必要时,与他们执行的功能相关。 这些数字基于由电气研究所自动开关设备的标准采用的系统, 电子工程师(IEEE),并在美国标准C37.2-1996中注册。 


使用该系统 以及图表 可以在教学书籍和规范中找到。国际电工委员会(IEC) 标准617和60617还为大多数设备编号提供不同的符号和术语 by C37.2. 


本文档的第二部分提供了一些更常见的IEC符号的简要概述 used.


读: 故障分析中的相关文章


1 - 主元素

2 - 时间延迟启动或关闭继电器

3 -  检查或互锁继电器

4 -  Master Contactor

5 -  Stopping Device

6 -  起动断路器

7 -  Rate of Change Relay

8 -  控制电源断开设备

9 -  Reversing Device

10 -  Unit Sequence Switch

11 -  Multifunction Device

12 -  超速设备/保护

13 -  同步速度设备

14 -  Under-speed Device

15 -  速度或频率匹配设备

16 -  通信网络设备

17 -  分流或排放开关

18 -  加速或减速装置

19 -  电机启动器/开始运行的过渡接触器

20 -  电动阀

21 -  Distance Relay

21G -  Ground Distance

21p -   Phase Distance

22 -  均衡器断路器

23 -  温度控制装置

24 -  伏特/赫兹继电器/溢出

25 -  同步或同步检查设备

26 -  设备热器件

27 -  Undervoltage Relay

27吨  - Phase Undervoltage

27 x  - 三次谐波中性欠压

27 AUX -  欠压辅助输入

27/27 x -  公共汽车/线欠压

28 -  Flame Detector

29 -  Isolating Contactor

30 -  Annunciator Relay

31 -  单独的励磁装置

32 -  方向电源继电器

32 L -  Low Forward Power

32 n -  瓦特纯零序管道

32 p -  Directional Power

32 R -  Reverse Power

33 -  Position Switch

34 -  主序列设备

35 -  刷子操作或滑环短路装置

36 -  极性或偏振电压装置

37- 暗流或不足的继电器

37P - 减轻

38 -  轴承保护装置/轴承RTD

39 - 机械状态监测 

40 - 现场继电器/损失激励 

41 -  场断路器 

42 -  运行断路器 

43 -  手动传输或选择器设备 

44 - 单元序列启动继电器

45 - 大气状况监测

46 -  反相或相位平衡电流继电器或定子 Current Unbalance 

47 - 相位序列或相位平衡电压继电器

48 - 不完全序列继电器/阻挡转子 

49 - 机器或变压器热继电器/热过载 

49 - RTD偏置热过载 


读: 在保护性中继中选择电流变压器的条件是什么


50 - 瞬时过流继电器 50BF Breaker Failure 

50 - DD电流扰动探测器 

50g - 地面瞬时过电流 

50n -  中性瞬时过电流 

50p - 相位瞬时过电流 

50_2 -  负序瞬时过电流 

50/27 -  偶然的通电  

50/74 - CT麻烦 

50/87 - 瞬时差异 50EF最终故障保护 

50IG - 隔离地面瞬时过电流 

50LR - 加速时间 

50nbf -  中性瞬时断路器失败 

50sg - 敏感的地面瞬时过电流 

50SP -  分开相位瞬时电流 

51 -  交流时间过流继电器

51 - Overload 

51G - 接地时间过流 

51N - 中立时间过流 

51p - 阶段时间过流 

51V - 电压抑制时间过电流 

51R - 锁定/停滞转子

51_2 - 负序列时间过电流 

52 - 交流电路断路器 

53 - 激励器或直流发电机继电器 

54 - 转动齿轮接合装置 

55 - 功率因数继电器 

56 - 现场应用继电器 

57 - 短路或接地装置 

58 - 整流失效继电器 

59 - 过电压继电器 

59B - 银行阶段过电压 

59P - 相超前电压 

59N - 中性过电压 

59U - 中性电压不平衡 

59P - 相超前电压 

59x - 辅助过电压 

59_2 - 负序过电压

60 - 电压或电流平衡继电器 

60N - 中性电流不平衡 

60p相 - 电流不平衡 

61 - 密度开关或传感器 

62 - 时间延迟停止或开放继电器 

63 - 压力开关检测器 

64 - 地面保护继电器 

64F - 现场地面保护 

64S - 次级谐波定子地面保护 

64TN - 100%定子地面 

65 - 州长 

66 - 缺口或慢跑设备/最大起始速率/开始 从开始时每小时/时间 

67 - 交流定向过电力继电器 

67G - 地面方向过电流 67N中立的方向过电流 

67p - 相位方向过电流 

67SG - 敏感地面方向过电流 

67_2 - 负序列方向过电流 

68 - 阻塞继电器/动力摆动阻塞 

69 - 允许控制设备 

70 - rheostat 

71 - 液体开关 

72 - 直流断路器 

73 - 负载电阻器接触器 

74 - 报警继电器 

75 - 位置变化机制

76 - DC过流继电器 

77 - 遥测设备 

78 -  相角测量或远程保护继电器 

78V - 电源损失 

79 - 交流闭合继电器/自动重新键 

80 - 液体或气体流动继电器 

81 - 频率继电器 

81O - 过时 

81R - 变率频率 

81U - 频率下 

82 - DC折叠继电器 

83 - 自动选择性控制或转移继电器 

84 - 操作机制 

85 - 载体或飞行线接收器继电器 

86 - 锁定继电器 

87 - 差动保护继电器 

87B - 总线差动 

87G - 发电机差 

87GT - 发电机/变压器差动 

87LG - 地线电流差速器 

87S - 定子差速器 

87s - 差异差异 

87L - 隔离线电流差分 

87米 - 电机差异 

87O - 整体差异 

87pc - 相位比较 

87RGF - 限制接地故障 

87T - 变压器差异 

87V - 电压差 

88 - 辅助电机或电动发电机 

89 - 线路开关 

90 - 调节装置 

91 - 电压方向继电器 

92 - 电压和电源定向继电器 

93 - 变型接触器 

94 - 绊倒或免费的继电器 

50/74 - CT监督 2

7/50 - 意外发电机通电 

27TN / 59N - 100%定子接地故障

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2020年7月14日星期二

在保护性中继中选择电流变压器的条件是什么


电流互感器

电流互感器

电流互感器是保护继电器中的主要基本组件之一。除潜在的变压器(PT)外,该设备也是将检测系统中任何异常的关键元素。当涉及保护性中继应用时,将使用的CT是具有大核心的CT,允许在故障状态(高初级电流)期间复制初级电流。 

但是,我们不应该依赖于选择合适单元的物理尺寸。我们需要满足预防不良结果的基本要求。为了实现这一目标,我们需要遵守两个条件,即: 

条件1: 主要的额定额定值必须接近负载的全部负载电流或其保护的系统。例如,如果满载电流为387安培,则最好选择具有400:5的转换比的CT。 

条件2: 计算故障时的二次电压,以确定CT在故障条件下是否会饱和。在这种情况下,即使我们满足条件1,我们也需要选择下一个更高的评级并执行相同的过程。 

如何确定CT饱和度?

要确定CT是否会在一定条件下饱和,我们需要找到以下值: 
  • 数量 故障电流 
  • CT二次电阻
  • 连接CT和保护继电器的导线电阻
  • 继电器的负荷阻力。 

例子: 

保护继电器将安装在电动机上,具有290的全负载电流额定值。将使用转换比为300:5的CT,并且距离继电器的总距离为20米。电线每公里的电阻为1.5欧姆。如果CT次级电阻为0.09欧姆,则继电器负荷电阻为0.005欧姆。确定CT比是否将基于下面给出的曲线饱和。 

注意:假设系统中的故障电流为3.5 kA。



解决方案:

在这种情况下,我们将枚举给定的值, 
  • 要使用的CT是300:5
  • 故障电流= 3,500安培
  • CT二次电阻= 0.090欧姆
  • 电线距离到中继= 20米特额定@ 1.5欧姆/ km
  • 继电器负担抵抗= 0.006欧姆

计算导线电阻: 

Rwire =. (2 x 20 m)x 1.5欧姆/ km 
                             1000 

Rwire =. 0.06欧姆


计算总负担

总负担= RCT(二级)+ Rwire + R继电器

总负担= 0.090 + 0.06 + 0.006 = 0.156欧姆

在发生故障时计算二次电压。 

v =(总负荷*故障电流)/ CT比率

V =(0.156 * 3,500)/ 60

v = 9.1伏特

如果发生故障事件的二次电压,请检查CT曲线是否位于膝盖点以下。 


故障发生的二次电压的值是9.1伏的膝关节点。因此,我们可以接受问题的300:5 CT。否则,我们将选择下一个更高的值并执行相同的过程。 

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