【文章內(nèi)容簡介】 之間具有分支電路時（有中性點接地變壓器時），起動電流整定為（）式中 ——可靠系數(shù)，取 ～ ；——在相鄰線路的零序ⅲ段保護范圍末端發(fā)生接地短路時，流過本保護范圍的最大零序電流計算值。如與相鄰線路保護間有分支電路時，則 動值。取①、②中最大者。（2）靈敏度校驗）作為本線路近后備保護時，按本線路末端發(fā)生接地故障時的最小零序電流 3 驗，要求 ≥ 2，即來校取下一條相鄰線路零序ⅲ段的起（））作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護時，按相鄰線路保護范圍末端發(fā)生接地故障時，流過本保護的最小零序電流 3 來校驗，要求≥ 即（3）動作時限零序ⅲ段電流保護的起動值一般很小，在同電壓級網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地短路時，都可能動作。為保證選擇性，各保護的動作時限也按階梯原則來選擇。如圖 所示，只有在兩個變壓器間發(fā)生接地故障時，才能引起零序電流，所以只有保護 6 才能采用零序保護。圖 中同時示出了零序過電流保護和相間短路的過電流保護動作時限，相比可知前者具有較小的動作時限，這是它的優(yōu)點之一。方向性零序電流保護（1）構(gòu)成方向性零序電流保護時應(yīng)注意的問題）在多電源大接地電流系統(tǒng)中，每個變電站至少有一臺變壓器中性點直接接地，以防止單相接地短路時，非故障相產(chǎn)生危險的過電壓。）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中，tm2 變壓器短路時，短路電流不流過保護 1。但在零序電流保護中，tm2 變壓器短路時，零序電壓側(cè)流過保護 1。此時，為了保證保護 1 動作的選擇性，就須采用方向性零序電流保護，這一點應(yīng)特別注意。即在零序電流保護正方向有中性點接地的變壓器的情況下，不管被保護線路的 23 對側(cè)有無電源，為了防止保護的靈敏度過低和動作時間過長，就須采用方向性零序電流保護。(2)動作特性 以圖 為例，在 點接地短路時，一部分零序電流要經(jīng)過 tm2 變壓器構(gòu)成回路，一部分零序電流要經(jīng)過tm1 變壓器構(gòu)成回路。斷路器 1qf ～ 4qf 處的零序電流保護均可能動作，為保證動作的選擇性，2qf、3qf 的動作時間應(yīng)為〈同理，在 點發(fā)生接地故障時，要求 顯然，零序電流保護的動作時限同時滿足這兩個條件是不可能的，必須加裝功率方向元件，構(gòu)成方向性零序電流保護。（3）解決措施）假設(shè)母線零序電壓為正，零序電流由母線流向線路方向為正。故障線路兩側(cè)零序電流的實際方向為負(fù)，零序功率為負(fù)，非故障線路遠(yuǎn)離短路點側(cè)的零序電流也為負(fù)，近短路點側(cè)零序電流的方向為正。這時只須加裝反應(yīng)零序功率而動作的繼電器就可保證選擇性。在 在點接地，只需滿足 點接地，只需滿足 即可保證選擇性。四、中性點非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護在中性點非直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時，由于故障點的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負(fù)荷供電沒有影響。在一般情況下都允許再繼續(xù)運行 1 ～ 2h。因此單相接地時，一般只要求繼電保護有選擇地發(fā)出信號，而不必跳閘。中性點不接地系統(tǒng)的單相接地的特點（1）單電源單線路系統(tǒng)的單相接地如圖 所示的單電源單線路系統(tǒng)，在正常運行情況下，三相對地有相同的電容 相電壓 作用下，每相都有一個電容電流，在流入地中，而三相電流之和等于零。即在 a 相接地時（圖 ），各相對地的電壓為故障相電壓為零，非故障相對地電壓升高為原來的可見，故障點的零序電壓大小與相電壓倍。因此，故障點 d 的零序電壓為相等。各相對地電容電流為 其有效值為從接地點流回的電流 為即為正常運行時，三相對地電容電流的算術(shù)和。（2）單電源多線路系統(tǒng)的單相接地如圖 所示，當(dāng)線路ⅱ a 相接地時，電容電流分布在圖中用“”表示。類似于簡單網(wǎng)絡(luò)的分析，在此接地電流為有效值式中 ——全系統(tǒng)每相對地電容的總和。從分析各元件（發(fā)電機出線端、線路始端的）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，全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓，而短路點的零序電壓在數(shù)值上為 相電壓 ；2）在非故障元件上有零序電流，其數(shù)值等于本相原對地電容電流，電容性無 功功率的實際方向為由母線流向線路；）在故障元件上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之相量和，電 容性無功功率的實際方向為由線路流向母線。中性點不接地系統(tǒng)的接地保護根據(jù)中性點不接地系統(tǒng)的的但相接地時的以上特點，可構(gòu)成相應(yīng)的各種保護。（1）零序電流保護零序電流保護是利用故障線路另序電流較非故障線路為大的特點，來實現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號或動作于跳閘的保護裝置。零序電流保護的原理接線圖如圖 所示，保護裝置由零序電流互感器電器和零序電流繼必須大所組成。零序電流保護裝置的起動電流于本線路的零序電容電流（即非故障時本身的電容電流），即零序電流保護裝置的靈敏度，可以按被保護線路上發(fā)生接地故障時流經(jīng)保護的最小零序電流（即為全網(wǎng)絡(luò)中非故障線路電容電流的總和）來校驗，靈敏系數(shù)為由上式可見，當(dāng)系統(tǒng)出線越多時，全網(wǎng)絡(luò)的電流越大；或被保護線路的電容電流越小時，零序電流保護的靈敏系數(shù)就越容易滿足要求。（2）方向性零序電流保護在出線較少的情況下，非故障線路零序電流與故障線路零序電流差別可能不大，采用零序電流保護靈敏度很難滿足要求。此時可采用方向性零序電流保護。由上節(jié)分析可知，中性點不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，非故障線路零序電流超前零序電壓 零序電壓；故障線路零序電流滯后。因此，利用零序功率方向繼電器可明顯區(qū)分故障線路和非故障線路。此時，方向性零序電流保護的接線和工作原理與大電流接地系統(tǒng)的方向性零序電流保護極為類似，只是在使用中應(yīng)注意相應(yīng)的零序功率方向繼電器要采用正極性接入方式接入 3 3，且最大靈敏角為 90 度。和中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地的特點在 3 ～ 6kv 電網(wǎng)中，如果單相接地時接地電容電流的總和大于 30a，10kv 電網(wǎng)大于 20a，22 ～ 66kv電網(wǎng)大于 10a，那么單相接地短路會過渡到相間短路，因此在電源中性點需加裝一個電感線圈。單相接地時用它產(chǎn)生的感性電流，去補償全部或部分電容電流。這樣就可以減少流經(jīng)故障點的電流，避免在接地點燃起電弧，把這個電感線圈稱為消弧線圈。在圖 所示電網(wǎng)中，在電源中性點接入一消弧線圈。當(dāng)線路ⅱ上 a 相接地時的電流分布如圖 所示，與圖 相比，不同之處是在接地點又增加了一個電感分量的電流，因此，從中性點流回的總電流為——消弧線圈的電流，設(shè)用 l 表示它的電感，則。由于 和 的相位大約相差，因此 將因消弧線圈的補償而減少。根據(jù)對電容電流的補償程度不同，消弧線圈可以有完全補償、欠補償及過補償三種補償方式。（1）完全補償法完全補償就是使，接地點的電流近似為零，從消除故障點電弧，避免出現(xiàn)弧光過電壓的角度來看，這種補償方式是最好的。但是由于對于 交流電感 l 和三相對地電容 將產(chǎn)生串聯(lián)諧振，從而使電源中性點對地電壓嚴(yán)重升高，這是不允許的，因此在實際上不能采用這種方式。（2）欠補償法欠補償法就是使，補償后的接地點電流仍然是電容性的。如果系統(tǒng)運行方式發(fā)生變的情況。化，當(dāng)某個元件被切除或因故障跳閘，則電容電流就將減少，很可能又出現(xiàn)和（1）有相同的缺點。因此這種方式一般也是不采用的。這里順便說明，一般在電力網(wǎng)中欠補償方式是不采用的。（3）過補償法過補償法就是使 補償后的殘余電流是電感性的。采用這種方式不可能發(fā)生串聯(lián)諧振的過電壓問題，因此在實際中獲得了廣泛的應(yīng)用。大于 的程度用脫諧度 p 來表示，其關(guān)系為一般選擇脫諧度 p 為 5% ～ 10%，而不大于 10%。采用過補償時，由于，所以 的實際方向與圖 所示的方向相反。距離保護，就是一種可以滿足高壓電網(wǎng)發(fā)展要求的新原理保護，它可以在任何形式的電網(wǎng)中選擇性地切除故障。并且有足夠的快速性和靈敏性。第三章 電網(wǎng)的距離保護一、距離保護的概念距離保護是反應(yīng)保護安裝處至故障點的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動作時限的一種保護裝置。測量保護安裝處至故障點的距離，實際上是測量保護安裝處至故障點之間的阻抗大小，故有時又稱阻抗保護。正常運行時，保護安裝處測量到的線路阻抗為負(fù)荷阻抗，即當(dāng)發(fā)生線路故障時，母線測量電壓為 量阻抗為保護安裝處至故障點的短路阻抗，輸電線路上測量電流為，即，這時的測在短路以后。母線電壓下降，而流經(jīng)保護安裝處的電流增大，這樣短路阻抗 量到的 大大降低，比正常時測距離保護的實質(zhì)是用整定阻抗 與被保護線路的測量阻抗 比較。如圖 所示當(dāng)短路點在保護范圍以內(nèi)時，即當(dāng)時保護動作；當(dāng)短路點在保護范圍以外時，即當(dāng) 因此，距離保護又叫低阻抗保護。距離保護的時限特性時，保護不動作。距離保護是利用測量阻抗來反應(yīng)保護安裝處到至短路點這間距離的，為了保證選擇性，獲得廣泛應(yīng)用的是階梯型時限特性，這種時限特性與三段式電流保護的時限特性相同。距離保護第ⅰ段是瞬間動作的，其動作時限 僅為保護裝置的固有動作時間。為了與下一條線路保護的ⅰ段有選擇性地配合，兩者保護范圍不能重疊，因此，三段的保護范圍不能延伸到下一線路中去，而為本線路全長的 80%~85%，即ⅰ段的動作阻抗整定為 80%~85% 線路全長的阻抗。為了有選擇性地動作，距離ⅱ段的動作時限和起動值要與相鄰下一條線路保護的ⅰ段和ⅱ段相配合。根據(jù)相鄰線路之間選擇性地配合的原則：如兩者的保護范圍重疊，則兩保護的動作時限整定不同；如動作時限相同，則保護范圍不能重疊。距離ⅲ段為本線路和相鄰線路（元件）的后備保護，其動作時限 護相同，即大于下一條變電站母線出線保護的最大動作時限一個 正常運行時的最小負(fù)荷阻抗來整定。距離保護的主要組成元件距離保護裝置一般由以下五個主要元件組成。1）起動元件當(dāng)被保護線路發(fā)生故障時，起動元件瞬間起動保護裝置，以判斷線路是否發(fā)生了故障，并兼有后備保護的作用。通常起動元件采用過電流繼電器或阻抗繼電器。為了提高元件的靈敏度，也可采用反應(yīng)負(fù)序電流或零序電流分量的復(fù)合濾過器來作為起動元件。2）測量元件用來測量保護安裝處至故障點之間的距離，并判斷短路故障的方向。通常采用帶方向性的阻抗繼電器作測量元件。如果阻抗繼電器是不帶方向性的，則需增加功率方向元件來判別故障的方向。3）時間元件用來建立距離保護 ii 段、iii 段的動作時限，以獲得其所需要的動作時限特性。通常采用時間繼電器或延時電路作為時間元件 4）振蕩閉鎖元件用來防止當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護的誤動作。在正常運行或系統(tǒng)振蕩時，振蕩閉鎖元件將保護閉鎖，而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，解除閉鎖開放保護，使保護裝置根據(jù)故障點的遠(yuǎn)近有選擇性地動作。）電壓回路斷線失壓閉鎖元件用來防止電壓互感器二次回路斷線失壓時，引起阻抗繼電器的誤動作。的整定原則與過電流保，其動作阻抗應(yīng)按躲過二、阻抗繼電器及其動作特性阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件，它主要用來作測量元件，也可以作起動元件和兼作功率方向元件。阻抗繼電器的特性按相測量阻抗繼電器稱為單相式阻抗繼電器，加入繼電器的只有一個電壓和一個電流。由于電壓與電流之比是阻抗，即，所以測量阻抗電壓和電流來實現(xiàn)。繼電器動作情況取決于 的值（即測量阻抗），當(dāng)測量阻抗 小于預(yù)定的整定值 時動作，大于整定值時不動作。運行中的阻抗器是接入電流互感器 ta 和 電壓互感器 tv 的二次側(cè)，其測量阻抗與系統(tǒng)一次側(cè)阻抗之間的關(guān)系為（）對于單相阻抗繼電器的動作范圍，原則上在阻抗復(fù)數(shù)平面上用一個小方框可以滿足要求。但是當(dāng)短路點有過渡電 阻存在時，阻抗繼電器的測量阻抗將不在幅角為 的直線上，此外，應(yīng)電壓互感器、電流互感器都存在角誤差，使測量阻抗角發(fā)生變化。所以，要求阻抗繼電器 32 的動作范圍不是以 為幅角的直線，而應(yīng)將其動作范圍擴大，擴大為一個面或圓（但整定值不變）。全阻抗繼電器（1）全阻抗繼電器的動作特性全阻抗繼電器動作邊界的軌跡在復(fù)數(shù)阻抗平面上是一個以坐標(biāo)原點為圓心（相當(dāng)于繼電器安裝點），以整定阻抗 其特點如下：）無方向性。當(dāng)測量阻抗位于圓外時，不滿足動作條件，繼電器不動作；當(dāng)測量正好位于圓周上時，處于臨界狀態(tài)，繼電器剛好動作，對應(yīng)此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗；為半徑的圓，如圖 所示，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)。當(dāng)保護正方向短路時，測量阻抗位于第ⅰ象限，當(dāng)保護反方向短路時，測量阻抗位于第ⅲ象限，但保護的動作行為與方向無關(guān)，只要測量阻抗小于整定阻抗，落在動作特性圓內(nèi)，阻抗繼電器就動作。）無論加入繼電器的電壓與電流之間的相角 上都相等，即方向阻抗繼電器由于全阻抗繼電器的動作沒有方向性，在使用中，將它作為距離保護的測量元件，還必須加裝方向元件，從而使保護裝置復(fù)雜化。為了簡化保護裝置的接線，選用方向阻抗繼電器，它既能測量短路阻抗，又能判斷故障的方向。影響距離保護正確工作的因素為了保證距離保護正確測量短路點至保護安裝處的距離，除了采用正確的接線方式外，還應(yīng)充分考慮在實際運行中，保護裝置會受到一些不利因素的影響，使之發(fā)生誤動。一般來說，影響距離保護正確動作的因素有： 1）短路點的過渡電阻；為多大，繼電器的動作與整定阻抗在數(shù)值（）2）在短路點與保護安裝處之間有分支電路； 3）電力系統(tǒng)振蕩； 4）測量互感器誤差； 5）電網(wǎng)頻率的變化；）在 y/11 變壓器后發(fā)生短路故障； 7）線路串聯(lián)補償電容的影響； 8）過渡過程及二次回路斷線； 9）平行雙回線互感的影響等等。距離保護的整定原則和計算方法1)、距離保護的整定計算(1)、距離保護 i 段整定計算當(dāng)被保護線路無中間分支線路(或分支變壓器)時定植計算按躲過本線路末端故障整定，一般可按被保護正序阻抗的 80 ％～ 85％計算，即()對方向阻抗繼電器則有線路末端僅為一臺變壓器(即線路)時其定值計算按不伸出線路變壓器內(nèi)部整定，即按躲過變壓器其他各側(cè)的母線故障整定()保護的動作時間按 0 s，即保護固有動作時間整定。當(dāng)線路末端變電所為兩臺及以上變壓器并列運行且變壓器均裝設(shè)差動保護時如果本線路上裝設(shè)有高頻保護時，距離 i 段仍可按 1)項的方式計算.，當(dāng)本線路上未裝設(shè)有高頻保護時，則可按躲過