短路與過載保護的區別?

時間 2021-05-29 23:01:45

1樓:Seayoki

The short circuit and the overload situation are all a phenomenon that describes an excessive current in the circuit.

The short circuit is caused by a so excessive current that can breaks down the total circuit, which means destroying all the cables and the equipments.

But the overload situation is slighter than the short circuit.

The overload situation is a concept in terms of an overload equipment, which definitely will damage the equipment that frequently causing it's service life to decrease and the efficiency becomes slow.

2樓:xx xx

短路保護:包括過流保護,距離保護,差動保護,行波保護等等。一般是動作於跳閘,動作時間從0到幾秒不等。動作判據複雜,責任大。

過載保護:一般指過負荷保護,通常動作於告警,也有跳閘的。動作判據比較簡單,例如電流。

也有採用積分演算法來處理熱過負荷保護,責任相對較小。但電網中也有因過載保護誤動造成的解列。

3樓:小菜

答案是→這倆東西沒區別

硬要說區別的話,只能從概率的角度狡辯:「絕大多數」短路點的阻抗相對於用電器比較小 ← 然而我覺得這個說法也很牽強

4樓:saiken

我猜測題主遇到了和我以前一樣的問題。

短路和過載的表現都是電流異常偏大。理論上上講大家都知道短路的電流是額定的10倍以上,過載在幾倍以內,但是這個是沒有絕對界限的。這給電路設計者和軟體編碼帶來了很大的疑惑。

從本質上講這就成為了乙個物理意義大於數學意義的題目。這樣的題目是沒有辦法建模的,因此也不可能進行電路設計和軟體設計。

要解決這個問題,還是需要對物理意義進一步澄清。

短路和過載都是作用在乙個小於額定負載阻抗的物件上,只是短路的作用物件阻抗更小而已,那麼我們為什麼要保護呢?因為低阻抗負載導致了更大的電流會導致整個電源供電迴路中的薄弱被燒毀。

那麼進一步思考,過大的電流為什麼會燒毀電路呢?過流燒毀電路薄弱點除了非常少數是磁性力燒毀以外,絕大多數都是電流發熱功率性燒毀和磁性發熱功率性燒毀。這兩種情況其實都是與電流大小值成平方關係。

即平時的傳輸線功率定理:發熱能量=電流的平方*電阻*時間。這個定理適用於所有情況,自然也包括短路與過載兩種情況。

換句話說無論是短路保護還是過載保護的核心都是不要讓不必要的功率損耗在我們系統內部,進而造成我們供電裝置的損壞。

那麼這樣的短路保護和過載保護就可以統一為依據:超過額定電流平方乘以持續時間的值。當這個值超過乙個閥值是即產生保護動作。

對於短時間過載,由於電流增加不大,平方後也不會加大太多,因此對於相同的閥值可以容忍較長的持續時間。而對於短路由於電流增加更大,平方後更是成百倍的增加,因此保護動作時間就會更快。

這是乙個很有效,很優雅,演算法簡單,保護點也很平滑的方法。推薦大家使用。

不過使用時有兩個前提:1.電路整體及各部件是按照要求進行了適當容量餘量設計的(特別是其中的磁性部件如變壓器,電感)。2.電路中的感測器的量程合適且有一定餘量。

5樓:饃饃黑

從根源上,短路保護是為了防止發生短路故障造成的過流損壞電氣裝置,而過載保護是為了防止電氣裝置長時間超負荷執行造成的熱累積損壞裝置。

而在實現方法上。

對於低壓電路來說,過載保護一般使用熱脫扣器或者保險絲,原理都是當電流通過後產生的熱量累計速度大於散熱速度,逐漸累積的熱量達到整定值的時候,熱脫扣器金屬片受熱變形打擊牽引杆斷開電路,保險絲達到熔點熔斷切斷電路,區別在於熱脫扣器的熱反應可逆,復歸牽引桿後可繼續使用,保險絲熔斷後需要更換。

這兩者本質都是一種反時限保護,當累計熱量Q=(熱係數×電流平方×電阻-散熱功率)>整定熱量Qzd時動作,熱係數、電阻、散熱功率幾乎都是常數,隨著電流越大,動作時間越短。

低壓電路的短路保護一般使用電磁脫扣器,將電路引出串聯繞成乙個電磁鐵,配合乙個被彈簧拉住的銜鐵,磁場強度和電流大小正相關,電流越大,對銜鐵的吸引力越強,當吸引力大於彈簧拉力時,銜鐵被吸引移動,帶動傳動機構斷開被保護電路。這本質是乙個定動作值的保護,另外通過傳動機構或者繼電器可以設定延時,實現定時限保護。

對於高壓微機保護來說,通過電磁感應的互感器將大電流大電壓變為較小的二次值,經過取樣板卡模數轉換成乙個個離散的瞬時電流值,每次中斷函式啟動,程式都會讀取當前時刻往前20ms(乙個週期)所有離線點的數值,通過傅利葉變換計算出當前時刻的全波有效值,進行下一步的運算(部分要求快速動作的保護會取半波有效值)。

得到了數位化有效電流,保護裝置會與裝置中的整定值進行對比,若當前時刻的有效值大於整定值,會先判斷為保護啟動狀態,當有效值持續大於整定值,程式內部計數器會不停計數,計數器達到整定的延時後,就會發出跳閘命令,使出口繼電器勵磁出口跳閘訊號。

跳閘訊號會傳送到斷路器的二次操作箱,操作箱的跳閘繼電器勵磁後,其觸點會導通分閘迴路,使分閘線圈勵磁,分閘鐵芯被吸和,釋放彈簧鎖扣,斷路在彈簧作用下快速斷開,斷開後,因為高壓短路故障時短路電流很大,即使斷路器拉開數公尺的斷口,依然會有電弧持續,這時滅弧室會噴出SF6氣體將電弧熄滅。

這裡的保護原理是短路保護的定時限過流保護,對於過載保護來說,高壓電路一般會設定乙個定時限過負荷告警和乙個反時限過流保護

定時限過負荷告警和定時限過流保護的原理相同,只是不出發跳閘,而是觸發告警訊號,通過外部監控裝置出發遠方後台告警。

反時限過流保護的實現原理有兩種,一種是使用IEC反時限函式,一種是分段熱累積

IEC反時限函式的保護,在保護啟動後會將電流有效值帶入函式中計算動作時間,常用的一種計算公式如下:

Tp、Ip為整定的基準時間和基準電流,3I0是電流有效值(這裡是反時限零序過流保護的公式,一時找不到其他的),除此之外IEC反時限還有其他多種公式,根據情況使用(具體什麼情況就涉及本人的知識盲點了)。

得到動作時間後,其他的和定時限過流保護一樣,計數器時間達到動作時間後動作,值得單獨提一下的是,如果在動作前,電流持續上公升,會不斷計算新的動作時間,而動作時間只會變短,不會變長(但這個不絕對,不同繼保廠家可能有不同的做法)。

另外有一點是,在計數過程中,保護程式會設定返回和防抖,當電流值小於定值的返回係數倍數(常是0.95倍),且大於防抖時間,則保護啟動就會返回,計數器清零,而防抖時間的設定是為了防止外部干擾造成的不正確返回。

分段熱累積取當前瞬時電流值,計算保護中斷時間內的發熱量,比如保護中斷程式的頻率是1ms一次,那麼就認為當前瞬時電流是1ms內的電流平均值,計算1ms的熱量,發熱量減去散熱量得到本次的累計熱量,累加到總熱量中,當總熱量數值>整定熱量時,保護動作出口觸發跳閘。

對於高壓電路短路故障來說,過電流保護並不是乙個很好的保護,過去的繼電保護採用三段式過流保護,以一段高定值低延時的過流保護作為主保護,其餘各段與相鄰線路配合,但一段過流保護不能保護線路全線(具體原因不展開),且隨著高壓電網趨向於多電源供給,過流保護的定值配合也存在困難。

目前使用最廣泛的是差動保護,其基本原理是基爾霍夫電流定理——電路中任乙個節點,在任一時刻,流入節點的電流之和等於流出節點的電流之和。

一條線路、一台變壓器、一條母線,都可以看做電路中沒有分支的乙個節點,為了便於理解,以只有兩段的線路為例。

保護裝置採集線路兩段的電流(線路會涉及兩端的通訊互動,這裡也不展開了),將兩者作「差」(實際上計算的是向量和,但也不展開了),得到差動電流,正常情況下差動電流應為0,當線路上出現短路故障,有了新的支路,僅計算兩側的差流就不再為零,當差流滿足差動判據時則保護動作。

這裡的判據有兩條,一條是差動電流Id>啟動電流定值Icdqd,一條是差動電流Id>制動係數k ×制動電流Ir,兩條判據同時滿足保護動作(差動保護啟動原理和過流保護不一樣,但不展開了)。

制動電流Ir其數值為兩側電流的「和」(標量和),其值總是大於或等於差動電流。制動電流判據的引入是為了防止在區外故障時造成的保護誤動。

當線路外側發生故障時,電源側會通過輸電線路提供很大的短路電流Ik至故障點,而線路兩段的電流在疊加上Ik之後會大幅增大,但兩者的大小方向相同,因此差動電流仍為0,但此因為線路兩側採用的是不同的互感器,總會存在誤差(還有其他原因造成的誤差),誤差在電流比較小時不明顯,但當區外故障電流很大時,誤差的值也會跟著增大,當誤差造成的差動電流>啟動電流定值時,如果僅設定這一條判據,那麼差動保護就會誤動。

而引入的制動電流,當發生區外故障時,其值約等於兩倍短路電流Ik(正常執行的電流相比短路電流可以忽略不計),Id>k×Ir的判據則需要差動電流>2k倍的短路電流,保護才能動作,一般會取k為0.5-0.6,因此能有效的防止區外故障時差動保護的誤動。

其最終的動作特性曲線圖如下:

以上的差動保護叫做比率差動保護,是基本的差動保護,一般的比率差動保護計算使用的是電流有效值,因此在計算有效值時,至少需要20ms以上才能動作,對於一些需要更快速動作的電氣裝置,差動保護的動作速度太慢。

為此還有取樣值比率差動,其取電流瞬時值計算出差動電流和制動電流,當滿足比率差動判據時,記當前中斷點為故障1,不滿足記為正常0,持續記錄成乙個陣列(比如長度為100),當陣列中有75%(舉例)為故障時,保護出口動作。

隨著程式運算頻率增加,比如如果能達到0.1ms,那麼可以看出,保護的動作時間最短能壓縮到7.5ms,另外取樣值差動也可以設定延時,其直接判據還是滿足75%,通過程式的計數器計算時間,並進行防抖。

除了有效值差動取樣值差動外,南瑞繼保還有變化量差動(有專利的),採集量為電流的故障變化值,但具體不太清楚,想展開也展開不了了。

有時間的話補補圖,動車站票沒那麼方便。

空氣開關為什麼要同時具備過載保護和短路保護功能,有過載保護器就夠了吧,短路不就是過載的極端情況嗎?

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