【文章內(nèi)容簡介】 1.)2( m .104. ???? I I IopKs e n IIK，靈敏度滿足要求。 4） L204 線路 101.)2( m .204. ???? I I IopKs e n IIK，靈敏度滿足要求。 保護動作時間整定 保護的時限按階梯原則，比相鄰元件后備保護最大動作時間大一個時間級差 t? 。 線路的電流保護 電力系統(tǒng)正常運行時，輸電線路上流過負荷電流，額定情況下，母線電壓為額定電浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 14 壓。當輸電線路發(fā)生相間短路時，各電源至短路點之間的回路上流過短路電 流，故障相母線電壓降低為殘余電壓。利用這一特征反應故障的發(fā)生，可構(gòu)成電流電壓保護。過電流保護就是在線路電流達到電流整定值時電流繼電器動作；低電壓保護就是在母線電壓低于電壓整定值時低電壓繼電器動作。常見的線路相間短路保護電流電壓保護有 無時限電流速斷保護、限時電流速斷保護、定時限過電流保護。 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，如 圖 所示。 A、 B、 C 都裝設有電流保護，在線路 L1上任意一點發(fā)生的短路故障， A 保護 1 可靠動作，并跳開斷路器 1QF，切除故障。同理，對于線路 L2和 L3上的短路故障， B、 C 保護 3 分別起動并跳開 2QF、 3QF。 無 時 限 電流速斷保護 無時限 電流速斷保護 根據(jù)對繼電保護速動性的要求，在簡單、可靠和保證選擇性的前提下 ， 原則上力求裝設快速動作的保護， 其動作不帶時限，僅有保護裝置固有動作時間。 以 圖 中線路 AB 的保護 1 為例，為保證選擇性，在相鄰線路 BC 出口短路時，保護 1 無時限 電流速斷保護不應該起動，為此其動作電流應躲過線路末端 B 點的最大短路電流，因 此無時限 電流速斷保護 的 動作電流按躲過 下一線路首端（或本 線路末端 ） 短路故障 時流過 本 保護的短路電流來 整定，即： 圖 電流保護原理與特性圖 ( 3 ),1, , , m a xo p I re l k BI k I? （ 31） 式中 ,1,op II —— 無時限 電流速斷保護的動作電流； relk —— 可靠系數(shù)，取 ～ ； (3), ,maxkBI —— 最大運行方式下，被保護線路末端發(fā)生金屬性三相短路時，流 過保護裝置的最大短路電流； 浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 15 從圖 中可以看出， 無時限 電流速斷不能保護線路全長，只能保 護線路首段的一部分 。 最大運行方式發(fā)生三相短路時，保護區(qū)長度為 Lmax；最小運行方式下發(fā)生兩相短路時，保護區(qū)長度為 Lmin，保護范圍因系統(tǒng)運行方式和故障形式而改變。 無時限電流速斷保護的選擇性是靠動作電流來保證的，靈敏性是用其最小保護范圍來衡量的， 一般要求最大保護范圍達線路全長的 50%，最小保護范圍達線路全長的 15%～ 20%。 電流速斷保護的單向原理接線如圖 所示，電流繼電器 KA 接于電流互感器 TA的二次側(cè)，它動作后起動中間繼電器 KM（中間繼電器的作用，一方面是利用中間繼電器的動合觸點代替電流繼電器小容量觸 點，接通線圈；另一方面是利用帶有 延時的中間繼電器，以增大保護的固有動作時間，躲過管型避雷器放電引起保護誤動作） ，其觸電閉合后，使操作電源經(jīng)信號繼電器 KS 接通繼電器的跳閘線圈 YR，使斷路器 QF跳閘。 圖 無時限電流速斷保護單相原理接線 限時電流速斷保護 限時電流速斷保護 必須保護 線路全長， 這樣它的 保護范圍必然要延伸到 下一條 線路，以 保證其保護范圍不超過相鄰線路的 無時限 電流速斷保護 的保護區(qū) ， 其動作時限則比相鄰線路無時限電流 速斷保護高出一個時間級差， 它的動作電流應按躲過相鄰 線路 無時限電流速斷的動作電流來整定。對圖 中保護 1，應為 , 1 , , 2 ,o p I I re l o p II k I? （ 32） 式中 ,1,opIII —— 保護 1 限時電流速斷的動作電流； ,2,opII —— 下一級線路 無時限 電流速斷的動作電流； relk —— 可靠系數(shù)，取 ～ 。 為了保證選擇性，限時電流速斷應有時限，其動作時限 t1,Ⅱ 應比相鄰線路 無時限 電流速斷保護的動作時間 t2,I大一個 t? ，即 浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 16 1 , 2 ,II It t t? ? ? （ 33） 為了保護線路全長，限時電流速斷保護必須在最小運行方式下，被保護線路末端發(fā)生兩相短路時，具有足夠的靈敏度 ，通常用靈敏系數(shù) sK 來表示，即 ( 2 ), , m in, 1 , ~ o p I IIk I?? （ 34） 式中 ,1,opIII —— 被校驗保護 1 的 Ⅱ 段動作電流； (2),minkBI —— 在最小運行方式下被保護線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障時流經(jīng)保護的電流。 如果 靈敏度不能滿足要求時，可考慮與下 一 線路的限時電流速斷保護配合， 其保護范圍不超過下一線路限時電流速斷保護的保護范圍， 其動作時限也必須比下一線路的限時電流速斷大一個 t? ，以保證選擇性。 定時限過電流保護 限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，但不能作為下一線路保護的后備。而定時限過電流保護不僅能保護本線路全長，還能保護相鄰線路的全長，可以起到后備保護的作用。這是因此過電流保護不是按躲過某一短路電流，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈 敏度較高，保護范圍大。 以圖 11 為例。線路 L1的過電流保護動作值 Iop 應躲過正常運行最大負荷電流 ,maxLI ,1 , , m axo p III LII? （ 35） 當相鄰元件三相短路故障切除后，負荷自起動時，保護 1 在最大自起動電流 Ist下應可靠地返回。所以，保護 1 的返回電流 Ire 應滿足 。引入可靠系數(shù) krel，可選擇返回電流滿足 re rel stI k I? 。動作電流與返回電流之間滿足關(guān)系 (2),minks opIk I? （ 36） 所以，過電流保護的動作電流可整定為 , 1 , , m a x1 r e l s to p I I I r e Lr e r ekkI I Ikk?? （ 37） re stII?浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 17 式中 relk —— 可靠系數(shù)，一般取 ～ ； stk —— 自起動系數(shù)， 其值大于 1，由網(wǎng)絡具體接線和負荷性質(zhì)確定 ； rek —— 電流繼電器的 返回系數(shù)，一般取 。 由（ 37）可見，當 rgK 越小時，則保護裝置動作電流越大，因而其靈敏性就越差。故要求過電流繼電器應有較高的返回系數(shù)。 這樣整定的過電流保護一般都很靈敏，當線路 L3 上 k3點短路時，短路電流 由電源經(jīng)線路 L L2至短路點。短路電流經(jīng)過的各線路的線路過電流保護可能都會起動。按選擇性的要求，此時應由保護裝置 3 動作，使斷路器 3QF 跳閘。故障切除后，短路電流消失，各保護裝置都返回。為保證過電流保護的選擇性，各保護裝置應具有不同的動作時間，即 1, 2 , 3 ,III III IIIt t t?? （ 38） 引入時間級差 t? ，使 1 , 2 ,I I I I I It t t? ? ? （ 39） 2 , 3 ,III IIIt t t? ? ? （ 310） 為了降低整個電網(wǎng)保護的動作時間，在滿足選擇性的前提下， t? 應盡量小。根據(jù)斷路器和繼電器的型式不同， t? 在 ～ 之間，一般取 。 過電流保護的靈敏度是用靈敏系數(shù)來校驗的，靈敏系數(shù)就是在被保護元件靈敏度校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，流過繼電保護的最小短路電流與動作電流之比，即 (2),minks opIk I? （ 311） 式中 sk —— 靈敏系數(shù)； (2),minkI —— 靈敏度校驗點兩 相短路時流過繼電器的最小短路電流； opI —— 保護的動作電流。 過電流保護切除故障的時限愈靠近電源愈長，這是定時限過電流保護的主要缺點，正由于這個原因，在電網(wǎng)中采取無時限和限時電流速斷保護作為線路的主保護。以快速切除故障，而用過電流保護保護來作為本線路和相鄰元件的后備保護。 為了迅速、可靠地切除線路故障，通常采用三段式電流保護。 無時限 電流速斷保護為 I 段，限時電流速斷保護為 II 段，定時限過電流保護為 III 段， I 段和 II 段保護共同組成線路的主保護， III 段保護作為 本線路 I、 II 段保護的近后備，也作為下一線路保護的遠后備。 如 圖 所示 。 浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 18 圖 三段式電流保護原理接線圖 線路的 接地 保護 在中性點直接接地電網(wǎng) （大接地電流系統(tǒng)） 中，當發(fā)生單相接地短路時，將出現(xiàn)大的短路電流，一般都裝有接地短路保護。 三段式零序電流保護是常用的中性點直接接地電網(wǎng)接地故障主保護。典型的配置是以 無時限 零序電流保護 I 段位零序電流速斷保護 ，限時零序電流速斷保護作為 零序 II 段，零序 過 電流保護為 零序電流保護 III 段，根據(jù)具體需求，有時是四段保護。圖 是三段式零序電流保護的原理接線圖。圖 中三個電流互感器輸出零序電流，零序電流繼電器反應此零序電流而分別起動。 圖 零序電流保護原理接線圖 無時限 零序電流速斷保護的動作電流應躲過 被保護線路末端接地短路故障時，流過本保護的最大的 3 倍零序電流 ，即： , 0 ,m ax3o p I re lI k I?? （ 312） 限時零序電流速斷保護的動作電流應躲過下一級相鄰元件放入 無時限 零序電流速斷保護范圍末端發(fā)生接地短路時流過保護安裝處的三倍零 序電流，即： ,03op II relI k I?? （ 313） 零序 II 段的靈敏度應按被保護線路末端接地故障時流過保護的最小 3 倍零序電流來校驗 ，要求 ? 。 若不能滿足 ： 1） 可考慮與相鄰線路零序 II 段配合 整定，其動作時限應較相鄰線路零序 II 段時限大一浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 19 時間級差 。 2） 保留 的零序 II 段，同時增加一個按上訴原則與相鄰線路零序 II 段配合的 1s 的零序 II 段。 的 II 段定值大，能在較大的運 行方式下以較短的時限切除本線路上的接地故障； 1s 的 II 段定值小，可以保證在各種運行方式下線路末端接地故障時有足夠的靈敏度。 3） 從電網(wǎng)全局考慮，改用接地距離保護。 定時限零序過電流保護動作電流應躲過 相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時，流過保護的最大不平衡電流 ,maxdspI ，即 , ,m axo p III re l d spI k I? （ 314） 當中性點不接地系統(tǒng) （小接地電流系統(tǒng)） 中發(fā)生單相接地短路故障時，整個電壓系統(tǒng)產(chǎn)生零序電壓； 非故障線路零序電流為本身對地電容電流之和， 容性無功功率是由母線指向非故障線路， 相位超前零序電流 90176。；故障線路零序電流為所有非故障元件對地電容電流之和， 容性無功功率是由故障線路指向母線（功率方向于非故障線路方向相反），相位滯后零序電壓 90176。因此，構(gòu)成中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的常用電流電壓保護： 無選擇性 絕緣監(jiān)視裝置，零序電流保護，零序功率方向保護。 線路的 距離 保護 距離保護是通過測量被保護線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護，這個值被稱為測量阻抗 mZ ，用來完成這一測量任務的元件稱為阻抗繼電器 KI。在線路正常運行時的測量阻抗稱為負荷阻抗，其值較大；當系統(tǒng)發(fā)生短路時，測量阻抗等于保護安裝處到短路點之間的線路阻抗，其值較小，而且故障點越靠近保護安裝處，其值越小。當測量阻抗小于預先規(guī)定的整定阻抗 setZ 時，保護動作。因此在短路時的測量阻抗反應