【文章內(nèi)容簡介】 性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置，以及運(yùn)行維護(hù)和管理來保證。為了提高繼電保護(hù)淘寶店鋪（ 的可靠性，選擇保護(hù)裝置時(shí)，在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下，盡可能選擇簡單保護(hù)，應(yīng)力求接線簡單、元件性能可靠、回路觸點(diǎn)盡可能少。 需要指出的是．電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求，是分析研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)評價(jià)繼電保護(hù)的依據(jù)。四個(gè)基本要求既相互依賴又存在矛盾，例如靈敏性是實(shí)現(xiàn)保護(hù)可靠動(dòng)作的前提，保護(hù)之間靈敏度和動(dòng)作時(shí)限的配合又是選擇性的基礎(chǔ)，而在 某些情況下又不得不犧牲快速性來保證保護(hù)的選擇性。所以，針對實(shí)際問題，需要具體處理基本要求之間的關(guān)系，取得合理統(tǒng)一。 電力系統(tǒng)對自動(dòng)裝置的要求，參照以上基本要求。 第三節(jié) 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的基本構(gòu)成及發(fā)展 一、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的基本構(gòu)成 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的形式雖然多樣，而且具有不問功能，但就一般情況而言，整套裝置總是由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分構(gòu)成。繼電保護(hù)原理結(jié)構(gòu)框圖如圖 23 所示。 (1)測量部分。繼電保護(hù)的基本原理，是利用電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與故障 (包括 異常狀態(tài) )時(shí)，各運(yùn)行參數(shù)的差別判斷故障 (或異常運(yùn)行 )，因此需要將輸入量與鑒別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的基準(zhǔn)量比較，這個(gè)基準(zhǔn)量即繼電保護(hù)動(dòng)作整定值。 測量部分的作用是測量被保護(hù)對象的各類運(yùn)行參數(shù)，在故障情況下測得的是故障參數(shù)，與給定的整定值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果 (即對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的判斷結(jié)果 )輸出給邏輯部分。根據(jù)繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理，作為輸人量的各類運(yùn)行參數(shù)可能是單一的，如電流、電壓等或者包括多個(gè)運(yùn)行參數(shù)，如電流和電壓。 (2)邏輯部分。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不是所有測量到故障的繼電保護(hù)都動(dòng)作使斷路器跳閘，而是按照選擇性 要求有選擇地切除故障。 邏輯部分的作用是根據(jù)測量部分的輸出 (可能有不止一個(gè)輸出 )，按照繼電保護(hù)預(yù)先設(shè)置的邏輯關(guān)系進(jìn)行判斷，確定保護(hù)是否應(yīng)該使斷路器跳閘或者發(fā)出信號，并將判斷結(jié)果輸出給執(zhí)行部分。繼電保護(hù)常用的邏輯包括“或”、“與”、 “否”、“延時(shí)”、“記憶”等。 (3)執(zhí)行部分。執(zhí)行部分的作用是根據(jù)邏輯部分的輸出，完成繼電保護(hù)發(fā)出斷路器跳閘命令或信號。例如，針對保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障，保護(hù)發(fā)出跳閘命令；針對異常狀態(tài)，保護(hù)發(fā)出告警信號。 二、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的發(fā)展 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的。電力系統(tǒng)電壓等級的提高和容量的擴(kuò)大，不斷對繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提出更高的要求，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的改進(jìn)及性能提高創(chuàng)造了條件。就繼電保護(hù)技術(shù)而言，其發(fā)展過程經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型 等階段，目前在電力系統(tǒng)中運(yùn)行著大量的微機(jī)型繼電保護(hù)。與以往各類繼電保護(hù)相比，微機(jī)型繼電保護(hù)在構(gòu)成原理上有很大的靈活性。由于采用了微處理器和超大規(guī)模集成電路以及數(shù)字計(jì)算技術(shù)，微機(jī)型保護(hù)的性能更加完善，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜原理保護(hù)，并且除常規(guī)的保護(hù)功能外， 還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障錄波、故障測距和通信等功能。 第三章 線 路 保 護(hù) 淘寶店鋪（ 本章介紹應(yīng)用于 11OkV 及以下電網(wǎng)、反應(yīng)輸電線路各種短路故障的主要繼電保護(hù)，包括反應(yīng)相間短路的三段式電流保護(hù)、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)階段式零序電流保護(hù)、距離保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)。其中三段式電流保護(hù)是最簡單、最基礎(chǔ)的線路保護(hù)，其分析問題的方法和思路同樣適用于其他類型的保護(hù)。在講述繼電保護(hù)之前，首先介紹幾種常用的電磁型繼電器。 第一節(jié) 常用繼電器 一、電流繼電器 電流繼電器在繼電保護(hù)裝置中作為測量和起動(dòng)元件，反應(yīng)電流增大 超過某一整定數(shù)值叫動(dòng)作。電流繼電器接在電流互感器的二次側(cè)，因此可以反應(yīng)電力系統(tǒng)故障或異常運(yùn)行時(shí)的電流異常增大。 電流繼電器反應(yīng)電流增大而動(dòng)作，能夠使繼電器開始動(dòng)作的最小電流稱為電流繼電器的動(dòng)作電流；繼電器動(dòng)作后，再減小電流，使繼電器返回到原始狀態(tài)的最大電流稱為電流繼電器的返回電流；返回電流與動(dòng)作電流之比稱為電流繼電器的返回系數(shù)，即 actrere IIK ? （ 31） 式中 actI —— 電流繼電器的動(dòng)作電流； reI —— 電流繼電器的返回電流； reK —— 電流繼電器的返回系數(shù)。 由電流繼電器的動(dòng)作原理可知，電流繼電器的動(dòng)作電流恒大于 返回電流，顯然電流繼電器的返回系數(shù)恒小于 1，一般不小于 。 電流繼電器的文字符號和圖形符號如表 31 所示。當(dāng)通入電流繼電器線圈的電流增大到繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，繼電器動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合；當(dāng)電流減小達(dá)到繼電器的返回電流時(shí)，繼電器返回，動(dòng)合觸點(diǎn)打開。 淘寶店鋪（ 二、電壓繼電器 電壓繼電器反應(yīng)電 壓變化而動(dòng)作，分過電壓繼電器和低電壓繼 電器兩種。電壓繼電器接在電壓互感器的二次側(cè)，醫(yī)此可以反應(yīng)電力系統(tǒng)故障或異常運(yùn)行時(shí)的電壓異常變化。 過電壓繼電器反映電壓增大而動(dòng)作，動(dòng)作電壓、返回電壓和返回系數(shù)的概念與電流繼電器類似。即能夠使繼電器開始動(dòng)作的最小電壓稱為過電壓繼電器的動(dòng)作電壓；繼電器動(dòng)作后減小電壓，使繼電器返回到原始狀態(tài)的最大電壓稱為過電壓繼電器的 返回電壓；返回電壓與動(dòng)作電壓之比稱為過電壓繼電器的返回系數(shù)，顯然其返回系數(shù)也恒小于 1。 低電壓繼電器反映電壓降低而動(dòng)作，能夠使繼電器開始動(dòng)作的最大電壓稱 為低電壓繼電器的動(dòng)作電壓；繼電器動(dòng)作后升高電壓，使繼電器返回到原始狀態(tài)盼最小電壓稱為低電壓繼電器的返回電壓；同樣返回電壓與動(dòng)作電壓之比稱為返回系數(shù)，即 actrere UUK ? （ 32） 式中 actU —— 低電壓繼電器的動(dòng)作電壓； reU —— 低電壓繼電器的返回電壓； reK —— 低電壓 繼電器的返回系數(shù)。 由低電壓繼電器的動(dòng)作原理可知，其動(dòng)作電壓恒小于返回電壓，顯然低電壓繼電器的返回系數(shù)恒大于 1。 電壓繼電器的文字符號和圖形符號如表 31 所示。對于低電壓繼電器，當(dāng)加入繼電器線圈的電壓降低到繼電器的動(dòng)作電壓時(shí)，繼 電器動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合；當(dāng)電壓升高達(dá)到繼電器的返回電壓時(shí)，繼電器返回，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開。可見，低電壓繼電器的動(dòng)作、返淘寶店鋪（ 回過程與電流繼電器或過電壓繼電器正好相反。 三、時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器在繼電保護(hù)中用作時(shí)間元件，用于建立繼電保護(hù)需要的動(dòng)作延時(shí)。因此對時(shí)間 繼電器的要求是動(dòng)作時(shí)間必須準(zhǔn)確。 時(shí)間繼電器的文字符號和圖形符號如表 3l 所示。時(shí)間繼電器 一般是直流電源操作的，當(dāng)繼電器線圈接通直流電源，繼電器起動(dòng)，但只有達(dá)到預(yù)先整定的時(shí)閫延時(shí)其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)才閉合，接通后續(xù)電路。 四、中間繼電器和信號繼電器 在繼電保護(hù)中中間繼電器用于增加觸點(diǎn)數(shù)量和觸點(diǎn)容量，所以中間繼電器一般帶有多付觸點(diǎn)，可能同時(shí)具有動(dòng)臺觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，其觸點(diǎn)容量較大。 有的中間繼電器具有觸點(diǎn)延時(shí)閉合或延時(shí)打開的功能，可以用于建立繼電保護(hù)需要的短的延時(shí)；有的中間繼電器具有自 保持功能，可以實(shí)現(xiàn)電流自保持或電壓自保持。中間繼電器的文字符號和帶有動(dòng)合觸點(diǎn)的中間繼電器圖形符號如表 31 所示。 信號繼電器用于發(fā)出繼電保護(hù)動(dòng)作信號，便于值班人員發(fā)現(xiàn)事故和統(tǒng)計(jì)繼電保護(hù)動(dòng)作次數(shù)。信號繼電器的文字符號是 KS。根據(jù)需要將信號繼電器串聯(lián)或并聯(lián)接人二次回路，分別應(yīng)選擇串聯(lián)電流型信號繼電器、并聯(lián)電壓型信號繼電器。 在微機(jī)保護(hù)中，電流、電壓繼電器由軟件算法實(shí)現(xiàn)，觸點(diǎn)可理解為邏輯電平；時(shí)間繼電器由計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，通過對計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)獲得需要的延時(shí)。 第二節(jié) 相 間 短路的階段式電流 保護(hù) 相間短路通常僅考慮兩相短路和三相短路的情況。電力系統(tǒng)發(fā)生相間短路的主要特征是電流明顯增大，利用這一特點(diǎn)可以構(gòu)成反應(yīng)電流增大的階段式電流保護(hù)。 一、瞬時(shí)電流速斷保護(hù) 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理 從故障切除時(shí)間考慮，原則上繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越短越好， 即在被保護(hù)元件或設(shè)備上裝設(shè)快速保護(hù)，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)就是這樣的快速保護(hù)。下面用如圖 31 所示單電源線路，說明瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理。 對于圖 31 所示單側(cè)有電源的輻射形電網(wǎng)，電流保護(hù)裝設(shè)在線路始端，當(dāng)線路發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流計(jì)算如 下 ksk XXEI ?? ?)3( （ 33） 式中 ?E —— 系統(tǒng)等效電源的相電動(dòng)勢； 淘寶店鋪（ sX —— 系統(tǒng)電源到保護(hù)安裝點(diǎn)的電抗； kX —— 短路電抗（保護(hù)安裝點(diǎn)到短路點(diǎn)的電抗。 則 Xs+Xk為系統(tǒng)電源至短路點(diǎn)之間的總電抗。顯然，當(dāng)短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越遠(yuǎn)時(shí)， Xk越大，短路電流越小；當(dāng)系統(tǒng)電抗越大時(shí)，短路電流越??；而且短路電流與短路類型有關(guān)，同一點(diǎn) )2()3( kk II ? 。短路電流與短路點(diǎn)的關(guān)系如圖 31 的 )(LfIk ? 曲線，曲線1 為最大運(yùn)行方式（系統(tǒng)電抗為 ，短路時(shí)出現(xiàn)最大短路電流）下三相短路故障時(shí)的 )(LfIk ? ，曲線 2 為最小運(yùn)行方式（系統(tǒng)電抗為 ，短路時(shí)出現(xiàn)最小短路電流）下兩相短路故障 時(shí)的 )(LfIk ? 。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)反應(yīng)線路故障時(shí)電流 增大動(dòng)作，并且沒有動(dòng)作延時(shí)，所以必須保證只有在被保護(hù)線路上發(fā)生短路時(shí)才動(dòng)作，例如圖 31 的保護(hù) 1 必須只反應(yīng)線路 Ll 上的短路，而對 L1 以外的短路故障均不應(yīng)動(dòng)作。這就是保護(hù)的選擇性要求，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)是通過對動(dòng)作電流的合理整定來保證選擇性的。 2．整定計(jì)算 一般把對繼電保護(hù)裝置動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間的計(jì)算和靈敏度的校驗(yàn)稱為繼電保護(hù)整定計(jì)算，將計(jì)算條件稱為整定原則。 按照選擇性要求，圖 31 保護(hù) 1 的動(dòng)作電流，應(yīng)該大于線路 L2 始端短路時(shí)的最大短路電流。實(shí)際上，線路 L2 始端短路與線路 L1末端短路時(shí)反應(yīng)到保 護(hù) l 的短路電流幾乎沒有區(qū)別，因此，線路 L1 的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則為：躲過本線路末端短路的可能出現(xiàn)的最大短路電流，計(jì)算如下： )3( max..1. BkIrelIact IKI ? （ 34） 式中 IactI 1. —— 線路 L1 的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)一次動(dòng)作電流； IrelK —— 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的可靠系數(shù)，考慮短路電流的計(jì)算誤差、測量誤差、短路電流非周期分量等因素對保護(hù)的影響，一般取 IrelK ＝ ～ ； )3( —— 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，在線路 L1 末端 (母線 )發(fā) 生三相短路時(shí)流過保護(hù) 1(即線路 U)的短路電流。 按照式 (34)計(jì)算出保護(hù) l 的動(dòng)作電流與短路電流的關(guān)系如圖 31 所示，動(dòng)作電流與短路電流曲線的交點(diǎn)確定了保護(hù)能夠反應(yīng)故障的范圍，即保護(hù)范圍。可見，由于短路電流與系統(tǒng)的運(yùn)行方式 — 和短路類型有關(guān)，在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化或短路類型不同時(shí)，保護(hù)范圍隨之發(fā)生變化，因此有最小保護(hù)范圍 Lmin和最大保護(hù)范圍 Lmax 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度用最小保護(hù)范圍衡量。規(guī)程規(guī)定：瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍 Lmin 不小于本線路全長的15％ ～ 20%。 在某些特殊情況下，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)可以保護(hù)線路的全長，即保護(hù)范圍可以延伸到本線路以外。例如圖 32 所示，通過線路一變壓器組接線直接向負(fù)荷供電，不論故障發(fā)生在線路還是變壓器，都應(yīng)該使斷路器 QP 跳閘，將線路和變壓器同時(shí)切除。因此，保護(hù) l 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則，可以按照躲過變壓器低壓側(cè)母線短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流整定，結(jié)果其保護(hù)范圍必然延伸到變壓器內(nèi)部，即可以保護(hù) 線路 L 的全長。 3．原理接線圖 電磁繼電器構(gòu)成的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理接線如圖 33 所示。圖中電流繼電器 KAl和 KA2 是保護(hù)的測量元件，保護(hù)范圍內(nèi)相間短路故障時(shí)動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)中間繼電器 KM，中間繼電器是保護(hù)的執(zhí)行元件 (也稱為保護(hù)的出口繼電器 )，動(dòng)作后動(dòng)合觸淘寶店鋪（ 點(diǎn)閉合，經(jīng)信號繼電器 KS 線圈和斷路器 QP 的輔助觸點(diǎn)，使斷路器跳閘線圈 YT 帶電，斷路器 QF 跳閘切除故障，同時(shí)信號繼電器發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號。圖中 XB 是保護(hù)出口連接片 (或稱為壓板 )，用于投入或退出保護(hù)時(shí)，接通或斷開保護(hù)的出口回路。 圖中中間繼電器的作用有二，其一，增加觸點(diǎn)容量、接通斷路器的跳閘回路；其二，增大保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間，避免避雷器放電造成保護(hù)誤動(dòng)。 圖中斷路器 QF 的輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)與斷路器 QF 主觸頭狀態(tài)相同。在保護(hù)動(dòng)作斷路器 QF 跳閘后，輔助觸點(diǎn)打開，斷開跳閘回路，避免跳閘線圈 YT 長時(shí)間通電而燒壞；同時(shí)避免用中間繼電器 KM 觸點(diǎn)斷開跳閘回路，起到保護(hù)中間繼電器 KM 觸點(diǎn)的作用。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速、簡單可靠，缺點(diǎn)是不能保護(hù)線路的全長，并且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響。在最小運(yùn)行方式下，其保護(hù)范圍可能很 小，嚴(yán)重時(shí)可能沒有保護(hù)區(qū)。 二、限時(shí)電流速斷保護(hù) 1．限時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不能達(dá)到線路的全長，在本線路末端附近發(fā)生短路時(shí)不會(huì)動(dòng)作，因此需要增設(shè)另一套保護(hù)，用于反應(yīng)本線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，同時(shí)作為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的