【文章內容簡介】 段）、帶時限速斷保護（簡稱II段）和過電流保護（簡稱III段）。下面分別討論它們的作用原理和整定計算方法。（1） 無時限電流速斷保護（I段）單側電源線路上無時限電流速斷保護的作用原理可用圖32來說明。短路電流的大小Ik和短路點至電源間的總電阻RS及短路類型有關。三相短路和兩相短路時，短路電流Ik與RS的關系可分別表示如下：式中， Es——電源的等值計算相電勢；Rs—— 歸算到保護安裝處網絡電壓的系統(tǒng)等值電阻；R0—— 線路單位長度的正序電阻；l —— 短路點至保護安裝處的距離。由上兩式可以看到，短路點距電源愈遠（l愈長）短路電流Lk愈??；系統(tǒng)運行方式?。≧s愈大的運行方式）Ik亦小。Ik與l的關系曲線如圖32曲線1和2所示。曲線1為最大運行方式(Rs最小的運行方式)下的IK = f(l)曲線，曲線2為最小運行方式(Rs最大的運行方式)下的IK = f(l)曲線。線路AB和BC上均裝有僅反應電流增大而瞬時動作的電流速斷保護，則當線路AB上發(fā)生故障時，希望保護KA2能瞬時動作，而當線路BC上故障時，希望保護KA1能瞬時動作，它們的保護范圍最好能達到本路線全長的100%。但是這種愿望是否能實現(xiàn)，需要作具體分析。以保護KA2為例，當本線路末端k1點短路時，希望速斷保護KA2能夠瞬時動作切除故障，而當相鄰線路BC的始端（習慣上又稱為出口處）k2點短路時，按照選擇性的要求，速斷保護KA2就不應該動作，因為該處的故障應由速斷保護KA1動作切除。但是實際上，k1和k2點短點時，從保護KA2安裝處所流過短路電流的數(shù)值幾乎是一樣的，因此，希望k1點短路時速斷保護KA2能動作，而k2點短點時又不動作的要求就不可能同時得到滿足。~ I KA2KA1ABCk1k2 I IIk B maxl maxl minIop213lO圖32 單側電源線路上無時限電流速斷保護的計算圖為了獲得選擇性，保護裝置KA2的動作電流Iop2必須大于被保護線路AB外部（k2點）短路時的最大短路電流Ik max。實際上k2點與母線B之間的阻抗非常小，因此，可以認為母線B上短路時的最大短路電流Ik B max=Ik max。根據(jù)這個條件得到：式中，——可靠系數(shù)，考慮到整定誤差、短路電流計算誤差和非周期分量的影響等，～。由于無時限電流速斷保護不反應外部短路，因此，可以構成無時限的速動保護（沒有時間元件，保護僅以本身固有動作時間動作）。它完全依靠提高整定值來獲得選擇性。由于動作電流整定后是不變的，在圖32上可用直線3來表示。直線3與曲線1和2分別有一個交點。在曲線交點至保護裝置安裝處的一段線路上短路時，IkIop2保護動作。在交點以后的線路上短路時，IkIop2保護不會動作。因此，無時限電流速斷保護不能保護線路全長的范圍。如圖32所示，它的最大保護范圍是lmax，最小保護范圍是lmin。保護范圍也可以用解析法求得。無時限電流速斷保護的靈敏度用保護范圍來表示，規(guī)程規(guī)定，其最小保護范圍一般不應小于被保護線路全長的15%～20%。實驗時可調節(jié)滑線電阻，找尋保護范圍。電流速斷保護的主要優(yōu)點是簡單可靠，動作迅速，因而獲得了廣泛應用。它的缺點是不可能保護線路AB的全長，并且保護范圍直接受系統(tǒng)運行方式變化影響很大，當被保護線路的長度較短時，速斷保護就可能沒有保護范圍，因而不能采用。~ABCkIABIBCII3Il12lO4t(a)(b)(c)圖33 帶時電流速斷保護計算圖 (a)網絡圖 （b）Ik=f（l）關系及保護范圍 （c）延時特性 圖中：1—Ik=f（l）關系；2—線；3—線；4—線由于無時限電流速斷不能保護全長線路，即有相當長的非保護區(qū)，在非保護區(qū)短路時，如不采取措施，故障便不能切除，這是不允許的。為此必須加裝帶時限電流速斷保護，以便在這種情況下用它切除故障。（2）帶時限電流速斷保護（Ⅱ段）對這個新設保護的要求，首先應在任何故障情況下都能保護本線路的全長范圍，并具有足夠的靈敏性。其次是在滿足上述要求的前提下，力求具有最小的動作時限。正是由于它能以較小的時限切除全線路范圍以內的故障，因此，稱之為帶時限速斷保護。帶時限電流速斷保護的原理可用圖33來說明。由于要求帶時限電流速斷保護必須保護本線路AB的全長，因此，它的保護范圍必須伸到下一線路中去。例如，為了使線路AB上的帶時限電流速斷保護A獲得選擇性，它必須和下一線路BC上的無時限電流速斷保護B配合。為此，帶時限電流速斷保護A的動作電流必須大于無時限電流速斷保護B的動作電流。若帶時限電流速斷保護A的動作電流用表示，無時限電流速斷保護B的動作電流用表示，則 （31）式中，——可靠系數(shù)，因不需考慮非周期分量的影響，～。保護的動作時限應比下一條線路的速斷保護高出一個時間階段，此時間階段以Dt表示。即保護的動作時間（）。帶時限電流速斷保護A的保護范圍為（見圖33）。它的靈敏度按最不利情況（即最小短路電流情況）進行檢驗。即 （32）式中，Ik min——在最小運行方式下，在被保護線路末端兩相金屬短路的最小短路電流?！?。、電流互感器的誤差等。由此可見，當線路上裝設了電流速斷和限時電流速斷保護以后，在一般情況下都能夠滿足速動性的要求。具有這種性能的保護稱為該線路的“主保護”。帶時限電流速斷保護能作為無時限電流速斷保護的后備保護（簡稱近后備），即故障時，若無時限電流速斷保護拒動，它可動作切除故障。但當下一段線路故障而該段線路保護或斷路器拒動時，帶時限電流速斷保護不一定會動作，故障不一定能消除。所以，它不起遠后備保護的作用。為解決遠后備的問題，還必須加裝過電流保護。（3）定時限過電流保護（Ⅲ段）過電保護通常是指其啟動電流按照躲開最大負荷電流來整定的一種保護裝置。它在正常運行時不應該啟動，而在電網發(fā)生故障時，則能反應電流的增大而動作。在一般情況下，它不僅能夠保護本線路的全長范圍，而且也能保護相鄰線路的全長范圍，以起到遠后備保護的作用。為保證在正常運行情況下過電流保護不動作，它的動作電流應躲過線路上可能出現(xiàn)的最大負荷電流IL max，因而確定動作電流時，必須考慮兩種情況：其一，必須考慮在外部故障切除后，保護裝置能夠返回。例如在圖34所示的接線網絡中，當k1點短路時，短路電流將通過保護裝置3，這些保護裝置都要啟動，但是按照選擇性的要求，保護裝置3動作切除故障后，保護裝置4和5由于電流已經減小應立即返回原位。其二，必須考慮當外部故障切除后，電動機自啟動電流大于它的正常工作電流時，保護裝置不應動作。例如在圖34中，k1點短路時，變電所B母線電壓降低，其所接負荷的電動機被制動，在故障由3QF保護切除后，B母線電壓迅速恢復，電動機自啟動，這時電動機自啟動電流大于它的正常工作電流，在這種情況下，也不應使保護裝置動作。~AC325 4B1Mk13QF圖34 選擇過電流保護啟動值及動作時間的說明考慮第二種情況時，定時限過電流保護的整定值應滿足：式中，Kss——電動機的自啟動系數(shù)，它表示自啟動時的最大負荷電流與正常運行的最大負荷電流之比。當無電動機時Kss=1，有電動機時Kss≥1?？紤]第一種情況，保護裝置在最大負荷時能返回，則定時限過電流保護的返回值應滿足 （33）考慮到，將式（33）它改寫為 （34）式中，——可靠系數(shù)，考慮繼電器整定誤差和負荷電流計算不準確等因素，取為 ～。考慮到Kre=Ire/Iop，所以 （35）為了保證選擇性，過電流保護的動作時間必須按階梯原則選擇（如圖35）。兩個相鄰保護裝置的動作時間應相差