【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)線(xiàn)路。②放射性線(xiàn)路上兩點(diǎn)接地情況如圖 所示，和點(diǎn)發(fā)生接地短路，希望切除距電圖 放射性線(xiàn)路上兩點(diǎn)接地的示意圖 在 點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，希望任意切除一條線(xiàn)路即可。當(dāng)采用三相星型接線(xiàn)時(shí)，兩套保護(hù)（若時(shí)限整定相同）均將起動(dòng)。如采用兩相星型接線(xiàn)，則保護(hù)有 2/3 的機(jī)會(huì)只切除任一線(xiàn)路。因此，在放射性的線(xiàn)路中，兩相星型比三相星型應(yīng)用更廣泛。（3）各種接線(xiàn)方式的應(yīng)用 三相星形接線(xiàn)方式能反應(yīng)各種類(lèi)型的故障，保護(hù)裝置的靈敏度不因故障相別的不同而變化。主要應(yīng)用如下方面：）廣泛用于發(fā)電機(jī)、變壓器、大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中。）用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系統(tǒng)中），作為相同短路的保護(hù)，同時(shí)也可保護(hù)單相接地（對(duì)此一般都采用專(zhuān)門(mén)的零序電流保護(hù)）。3)在采用其它更簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的接線(xiàn)方式不能滿(mǎn)足靈敏度的要求時(shí)，可采用這種接線(xiàn)方式。兩相星形接線(xiàn)方式較為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，能反應(yīng)各種類(lèi)型的相同短路。主要應(yīng)用于如下方面： 1）在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，廣泛地采用它作為相間短路保護(hù)在 10kv 以上，特別在 35kv非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。）在分布很廣的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，兩點(diǎn)接地短路常發(fā)生在放射型線(xiàn)路上。在這種情況下，采用兩相星形接線(xiàn)以保證有 2/3 的機(jī)會(huì)只切除一條線(xiàn)路（要使保護(hù)裝置均安裝在相同的兩相上，一般為 ac 相）。如在6 ~ 10kv 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中對(duì)單相接地可不立即跳閘，允許運(yùn)行 2 小時(shí)，因此在 6~10kv 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的過(guò)流保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用兩相星形接線(xiàn)方式。兩相電流差接線(xiàn)方式具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、投資較少等優(yōu)點(diǎn)，但是靈敏性較差，又不能保護(hù) y/11 接線(xiàn)變壓器后面的短路，故在實(shí)際應(yīng)用中很少作為配電線(xiàn)路的保護(hù)。這種接線(xiàn)主要用在 6 ~ 10kv 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，作為饋電線(xiàn)和較小容量高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。二、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)方向性電流保護(hù)的工作原理在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)電流保護(hù)線(xiàn)路靠近電源的一側(cè)，在發(fā)生故障時(shí)，它們都是在短路功率的方向從母線(xiàn)流向線(xiàn)路的情況下，有選擇性地動(dòng)作，但在雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中，如只裝過(guò)電流保護(hù)是不能滿(mǎn)足選擇性要求。（2）幾個(gè)概念）短路功率 ：指系統(tǒng)短路時(shí)某點(diǎn)電壓與電流相乘所得到的感性功率。在不考慮串聯(lián)電容和分布電容在線(xiàn)路上短路時(shí)，短路功率從電源流向短路點(diǎn)。）故障方向 ：指故障發(fā)生在保護(hù)安裝處的哪一側(cè)，通常有正向故障和反向故障之分，它實(shí)際上是根據(jù)短路功率的流向進(jìn)行區(qū)分的。）功率方向繼電器 ：用于判別短路功率方向或測(cè)定電壓電流間的夾角的繼電器，簡(jiǎn)稱(chēng)方向元件。由于正反向故障時(shí)短路功率方向不同，它將使保護(hù)的動(dòng)作具有一定的方向性。4）方向性電流保護(hù) ：加裝了方向元件的電流保護(hù)。由于元件動(dòng)作具有一定的方向性，可在反向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖。方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線(xiàn)圖方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線(xiàn)圖如圖 （a） 方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線(xiàn)圖方向過(guò)電流保護(hù)是利用功率方向元件與過(guò)電流保護(hù)配合使用的 一種保護(hù)裝置，以保證在反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖起來(lái)而不致誤動(dòng)作。主要由方向元件 ` 電流元件和時(shí)間元件組成。只有電流元件和功率方向元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)裝置才能動(dòng)作于跳閘。功率方向繼電器的 90 176。 接線(xiàn)方式（1）功率方向繼電器的接線(xiàn)方式由于功率方向繼電器的主要任務(wù)是判斷短路功率的方向，因此對(duì)其接線(xiàn)方式提出如下要求。）正方向任何形式的故障都能動(dòng)作，而當(dāng)反方向故障時(shí)則不動(dòng)作。2）故障以后加入繼電器的電流和電壓 靈敏度角應(yīng)盡可能地大一些。并盡可能使接近于最大，以便消除和減小方向繼電器的死區(qū)。為了滿(mǎn)足以上要求，廣泛采用的功率方向繼電器接線(xiàn)方式為 90 176。 接線(xiàn)方式。所謂 90 176。 接線(xiàn)方式是指在三相對(duì)稱(chēng)的情況下，當(dāng) cos =1 時(shí)，加入繼電器的電流和電壓相位相差90 176。（2）方向過(guò)電流保護(hù)裝置的接線(xiàn)圖 1）接線(xiàn)圖如圖 所示。電流繼電器 3 是起動(dòng)元件，功率方向繼電器 4 是方向元件。各相的電流繼電器和功率方向繼電器的觸點(diǎn)是串聯(lián)的。時(shí)間繼電器 5 使保護(hù)獲得必要的動(dòng)作時(shí)限，起觸點(diǎn)閉合可以跳閘和發(fā)出信號(hào)。2）按相起動(dòng)原則按相起動(dòng)原則是指接入同名相電流的電流繼電器和方向元件的觸點(diǎn)直接串聯(lián)，而后再接入時(shí)間繼電器線(xiàn)圈的接線(xiàn)，3）動(dòng)作特性功率方向繼電器采用 90 176。 接線(xiàn)方式的保護(hù)裝置，主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，對(duì)各種兩相短路都沒(méi)有死區(qū)，因?yàn)槔^電器加入的是非故障相的線(xiàn)電壓，其值很高；第二，適當(dāng)?shù)剡x擇繼電器的內(nèi)角 后，對(duì)線(xiàn)路上發(fā)生的各種故障，都能保證動(dòng)作的方向性，且有較高的靈敏性。方向繼電器在一切故障情況下都能動(dòng)作的條件為兩相式接線(xiàn)適用于小接地電流系統(tǒng)，作為各種形式相間短路的保護(hù)，在大接地電流系統(tǒng)中，如果裝有專(zhuān)門(mén)的接地保護(hù)，也以采用兩相式接線(xiàn)作為相間短路的保護(hù)。對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià)）方向性電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是在單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和多電源輻射型電網(wǎng)中，都能保證動(dòng)作的選擇性。）理論上當(dāng)保護(hù)安裝地點(diǎn)附近正方向發(fā)生三相短路時(shí)，由于母線(xiàn)電壓降低至零，保護(hù)裝置拒動(dòng)，出現(xiàn)“死區(qū)”。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，三相短路的幾率很小。3）由于保護(hù)中采用了方向元件使接線(xiàn)復(fù)雜，投資增加，可靠性降低。因此，在應(yīng)用中如果保護(hù)裝置在起動(dòng)值、動(dòng)作時(shí)限整定以后，能夠滿(mǎn)足選擇性要求，就可以不用方向元件。例如： 對(duì)電流速斷保護(hù)來(lái)講，如圖 的保護(hù) 7，如果反方向線(xiàn)路 cd 出口處 由電源 供給的短路電流短路時(shí)，那么，在反方向任何地點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù) 7 都不會(huì)誤動(dòng)。即從整定值上躲開(kāi)了反方向的，這時(shí)可以不用方向元件。、對(duì)過(guò)電流保護(hù)來(lái)講，仍以上述保護(hù) 7 為例，如果其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 大于保護(hù) 2 過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限，即在在反方向發(fā)生短路時(shí)，從時(shí)限上保證了動(dòng)作的選擇性，因此保護(hù) 7 可以不用方向元件（但保護(hù) 2 必須采用方向元件）。方向過(guò)電流保護(hù)，常用于 35kv 以下的兩側(cè)電源輻射型電網(wǎng)和單電源環(huán)型電網(wǎng)中作為主要保護(hù)，在電壓為 35kv及 110kv 輻射型電網(wǎng)，常常與電流速斷保護(hù)配合使用，構(gòu)成三段式方向電流保護(hù)，作為線(xiàn)路相間短路的整套保護(hù)。三、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)接 短路的零序電流及方向保護(hù)接地短路時(shí)零序電流，零序電壓和功率的分布中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路電流很大。接地故障具有如下特點(diǎn)： 1）故障帶內(nèi)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低。）零序電流的分布，決定于線(xiàn)路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗及變壓器接地中性點(diǎn)的數(shù)目和位置，而與電源的數(shù)量和位置無(wú)關(guān)。）故障線(xiàn)路零序功率的方向與正序功率的方向相反，是由線(xiàn)路流向母線(xiàn)的。4）某一保護(hù)（如保護(hù) 1）安裝地點(diǎn)處的零序電壓與零序電流之間（如與）的相位差取決于背后元件（如變壓器）的阻抗角，而與被保護(hù)線(xiàn)路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。零序電壓、電流過(guò)濾器（1）零序電流過(guò)濾器為取得零序電流，可以采用三個(gè)電流互感器按圖 （a）的方式連接，此時(shí)流入繼電器中的電流為接地故障時(shí)流入繼電器的電流為零序電流，即在正常運(yùn)行和相間短路時(shí)，零序電流濾過(guò)器 也存在一個(gè)不平衡電流，即它是由于三個(gè)互感器鐵心的飽和程度不同，以及制造過(guò)程中的某些差別而引起的。（2）零序電壓過(guò)濾器為了取得零序電壓，通常采用如圖 所示的三個(gè)單相電壓互感器或三相五柱式電壓互感器，其一次繞組接成星形并將中性點(diǎn)接地，二次繞組接成開(kāi)口三角形。從 m,n 端子上得到的輸出電壓為發(fā)生接地故障時(shí)，輸出電壓 u 為零序電壓，即正常運(yùn)行和電網(wǎng)相間短路時(shí)，理想輸出。實(shí)際上由于電壓互感器的誤差及三相系表示，統(tǒng)對(duì)地不完全平衡，在開(kāi)口三角形側(cè)也有電壓輸出，此電壓稱(chēng)不平衡電壓，以 即零序電流速斷保護(hù)零序電流速斷保護(hù)又稱(chēng)零序 i 段。（1）整定計(jì)算與相間短路的電流保護(hù)類(lèi)似，零序電流速斷保護(hù)起動(dòng)值的整定原則如下： 1）躲開(kāi)下一條線(xiàn)路出口處單相接地或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流3 即（），）躲過(guò)斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的零序電流 3，即（）根據(jù)式（），式（）的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，先取其中的較大值作為保護(hù)裝置的整定值。）如果線(xiàn)路上采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，零序電流速斷應(yīng)躲過(guò)非全相運(yùn)行又產(chǎn)生震蕩時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流。限時(shí)零序電流速斷保護(hù)限時(shí)零序電流速斷保護(hù)又稱(chēng)ⅱ段。（1）整定計(jì)算 1）動(dòng)作電流①零序ⅱ段的起動(dòng)電流應(yīng)與下一段線(xiàn)路的ⅰ段保護(hù)相配合。當(dāng)該保護(hù)與下一段線(xiàn)路保護(hù)之間無(wú)中性點(diǎn)接地變壓器時(shí)，該保護(hù)的起動(dòng)電流為（）——下一段線(xiàn)路零序ⅰ段保護(hù)的起動(dòng)值。②當(dāng)該保護(hù)與下一段線(xiàn)路保護(hù)有中性點(diǎn)接地變壓器時(shí)，該保護(hù)的起動(dòng)電流為（）——在下一段相鄰線(xiàn)路保護(hù)零序ⅰ段保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保護(hù)裝置的零序電流計(jì)算值。2）動(dòng)作時(shí)限零序ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限與相鄰線(xiàn)路保護(hù)零序ⅰ段相配合，動(dòng)作時(shí)限一般取 秒。（2）靈敏度校驗(yàn)零序ⅱ段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按本線(xiàn)路末端接地短路時(shí)的最小零序電流來(lái)校驗(yàn)，并滿(mǎn)足 的要求，即≥ =（）式中 ——本線(xiàn)路末端接地短路時(shí)的最小零序電流。零序過(guò)電流保護(hù)零序過(guò)電流保護(hù)又稱(chēng)ⅲ段保護(hù)，它用于本線(xiàn)路接地故障的近后備保護(hù)和相鄰元件（線(xiàn)路，母線(xiàn)，變壓器）接地故障的后備保護(hù)。在本線(xiàn)路零序電流保護(hù)ⅰ、ⅱ段拒動(dòng)和相鄰元件的保護(hù)或開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)靠它來(lái)最終切除故障。在中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中的終端線(xiàn)路上也可作為主保護(hù)。（1）整定計(jì)算①躲開(kāi)在下一條線(xiàn)路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流即21（）式中 ——可靠系數(shù)，取 ～ ；——下一條線(xiàn)路出口處相間短路時(shí)的最大不平衡電流。②與下一線(xiàn)路零序ⅲ段相配合就是本保護(hù)零序ⅲ段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線(xiàn)路上零序ⅲ段的保護(hù)范圍。當(dāng)兩個(gè)保護(hù)之間具有分支電路時(shí)（有中性點(diǎn)接地變壓器時(shí)），起動(dòng)電流整定為（）式中 ——可靠系數(shù)，取 ～ ；——在相鄰線(xiàn)路的零序ⅲ段保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保護(hù)范圍的最大零序電流計(jì)算值。如與相鄰線(xiàn)路保護(hù)間有分支電路時(shí)，則 動(dòng)值。?、佟ⅱ谥凶畲笳?。（2）靈敏度校驗(yàn)）作為本線(xiàn)路近后備保護(hù)時(shí)，按本線(xiàn)路末端發(fā)生接地故障時(shí)的最小零序電流 3 驗(yàn)，要求 ≥ 2，即來(lái)校取下一條相鄰線(xiàn)路零序ⅲ段的起（））作為相鄰線(xiàn)路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線(xiàn)路保護(hù)范圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流 3 來(lái)校驗(yàn)，要求≥ 即（3）動(dòng)作時(shí)限零序ⅲ段電流保護(hù)的起動(dòng)值一般很小，在同電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地短路時(shí)，都可能動(dòng)作。為保證選擇性，各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也按階梯原則來(lái)選擇。如圖 所示，只有在兩個(gè)變壓器間發(fā)生接地故障時(shí)，才能引起零序電流，所以只有保護(hù) 6 才能采用零序保護(hù)。圖 中同時(shí)示出了零序過(guò)電流保護(hù)和相間短路的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，相比可知前者具有較小的動(dòng)作時(shí)限，這是它的優(yōu)點(diǎn)之一。方向性零序電流保護(hù)（1）構(gòu)成方向性零序電流保護(hù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題）在多電源大接地電流系統(tǒng)中，每個(gè)變電站至少有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地，以防止單相接地短路時(shí)，非故障相產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓。）在圖 所示雙側(cè)電源供電系統(tǒng)中，它的兩側(cè)電源處的變壓器中性點(diǎn)均直接接地。如將 tm1 側(cè)的電源去掉，則為單電源供電網(wǎng)絡(luò)，在相間短路的電流保護(hù)中，tm2 變壓器短路時(shí)，短路電流不流過(guò)保護(hù) 1。但在零序電流保護(hù)中，tm2 變壓器短路時(shí)，零序電壓側(cè)流過(guò)保護(hù) 1。此時(shí)，為了保證保護(hù) 1 動(dòng)作的選擇性，就須采用方向性零序電流保護(hù)，這一點(diǎn)應(yīng)特別注意。即在零序電流保護(hù)正方向有中性點(diǎn)接地的變壓器的情況下，不管被保護(hù)線(xiàn)路的 23 對(duì)側(cè)有無(wú)電源，為了防止保護(hù)的靈敏度過(guò)低和動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就須采用方向性零序電流保護(hù)。(2)動(dòng)作特性 以圖 為例，在 點(diǎn)接地短路時(shí)，一部分零序電流要經(jīng)過(guò) tm2 變壓器構(gòu)成回路，一部分零序電流要經(jīng)過(guò)tm1 變壓器構(gòu)成回路。斷路器 1qf ～ 4qf 處的零序電流保護(hù)均可能動(dòng)作，為保證動(dòng)作的選擇性，2qf、3qf 的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為〈同理，在 點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)，要求 顯然，零序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)條件是不可能的，必須加裝功率方向元件，構(gòu)成方向性零序電流保護(hù)。（3）解決措施）假設(shè)母線(xiàn)零序電壓為正，零序電流由母線(xiàn)流向線(xiàn)路方向?yàn)檎９收暇€(xiàn)路兩側(cè)零序電流的實(shí)際方向?yàn)樨?fù)，零序功率為負(fù)，非故障線(xiàn)路遠(yuǎn)離短路點(diǎn)側(cè)的零序電流也為負(fù)，近短路點(diǎn)側(cè)零序電流的方向?yàn)檎?。這時(shí)只須加裝反應(yīng)零序功率而動(dòng)作的繼電器就可保證選擇性。在 在點(diǎn)接地，只需滿(mǎn)足 點(diǎn)接地，只需滿(mǎn)足 即可保證選擇性。四、中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，而且三相之間的線(xiàn)電壓仍然保持對(duì)稱(chēng)，對(duì)負(fù)荷供電沒(méi)有影響。在一般情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行 1 ～ 2h。因此單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)有選擇地發(fā)出信號(hào)，而不必跳閘。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地的特點(diǎn)（1）單電源單線(xiàn)路系統(tǒng)的單相接地如圖 所示的單電源單線(xiàn)路系統(tǒng)，在正常運(yùn)行情況下，三相對(duì)地有相同的電容 相電壓 作用下，每相都有一個(gè)電容電流，在流入地中，而三相電流之和等于零。即在 a 相接地時(shí)（圖 ），各相對(duì)地的電壓為故障相電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高為原來(lái)的可見(jiàn)，故障點(diǎn)的零序電壓大小與相電壓倍。因此，故障點(diǎn) d 的零序電壓為相等。各相對(duì)地電容電流為 其有效值為從接地點(diǎn)流回的電流 為即為正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)地電容電流的算術(shù)和。（2）單電源多線(xiàn)路系統(tǒng)的單相接地如圖 所示，當(dāng)線(xiàn)路ⅱ a 相接地時(shí)，電容電流分布在圖中用“”表示。類(lèi)似于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的分析，在此接地電流為有效值式中 ——全系統(tǒng)每相對(duì)地電容的總和。從分析各元件（發(fā)電機(jī)出線(xiàn)端、線(xiàn)路始端的）電流互感器所反應(yīng)的零序電流可得如下結(jié)論： 1）單相接地時(shí)，全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓，而短路點(diǎn)的零序電壓在數(shù)值上為 相電壓 ；2）在非故障元件上有零序電流，其數(shù)值等于本相原對(duì)地電容電流，電容性無(wú) 功功率的實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€(xiàn)流向線(xiàn)路；）在故障元件上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對(duì)地電容電流之相量和，電 容性無(wú)功功率的實(shí)際方向?yàn)橛删€(xiàn)路流向母線(xiàn)。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地保護(hù)根據(jù)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的的但相接地時(shí)的以上特點(diǎn)，可構(gòu)成相應(yīng)的各種保護(hù)。（1）零序電流保護(hù)