【文章內(nèi)容簡介】 204 線路 101.)2( m .204. ???? I I IopKs e n IIK，靈敏度滿足要求。 保護(hù)動作時間整定 保護(hù)的時限按階梯原則，比相鄰元件后備保護(hù)最大動作時間大一個時間級差 t? 。 線路的電流保護(hù) 電力系統(tǒng)正常運行時，輸電線路上流過負(fù)荷電流，額定情況下， 母線電壓為額定電浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 壓。當(dāng)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(yīng)故障的發(fā)生，可構(gòu)成電流電壓保護(hù)。過電流保護(hù)就是在線路電流達(dá)到電流整定值時電流繼電器動作；低電壓保護(hù)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(hù)電流電壓保護(hù)有 無時限電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)、定時限過電流保護(hù)。 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，如 圖 所示。 A、 B、 C 都裝設(shè)有電流保護(hù)，在線路 L1上任意一點發(fā)生的短路故障， A 保護(hù) 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(hù) 3 分別起動并跳開 2QF、 3QF。 無 時 限 電流速斷保護(hù) 無時限 電流速斷保護(hù) 根據(jù)對繼電保護(hù)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(shè)快速動作的保護(hù)， 其動作不帶時限，僅有保護(hù)裝置固有動作時間。 以 圖 中線路 AB 的保護(hù) 1 為例，為保證選擇性，在相鄰線路 BC 出口短路時，保護(hù) 1 無時限 電流速斷保護(hù)不應(yīng)該起動，為此其動作電流應(yīng)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(hù) 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(hù)的短路電流來 整定，即： 圖 電流保護(hù)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(hù)的動作電流； relk —— 可靠系數(shù)，取 ～ ； (3), ,maxkBI —— 最大運行方式下，被保護(hù)線路末端發(fā)生金屬性三相短路時，流 過保護(hù)裝置的最 大短路電流； 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 從圖 中可以看出， 無時限 電流速斷不能保護(hù)線路全長，只能保護(hù)線路首段的一部分 。 最大運行方式發(fā)生三相短路時，保護(hù)區(qū)長度為 Lmax；最小運行方式下發(fā)生兩相短路時，保護(hù)區(qū)長度為 Lmin，保護(hù)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(hù)的選擇性是靠動作電流來保證的，靈敏性是用其最小保護(hù)范圍來衡量的， 一般要求最大保護(hù)范圍達(dá)線路全長的 50%，最小保護(hù)范圍達(dá)線路全長的 15%～ 20%。 電流速斷保護(hù)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(hù)的固有動作時間，躲過管型避雷器放電引起保護(hù)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(hù)單相原理接線 限時電流速斷保護(hù) 限時電流速斷保護(hù) 必須保護(hù) 線路全長， 這樣它的 保護(hù)范圍必然要延伸到 下一條 線路，以 保證其保護(hù)范圍不 超過相鄰線路的 無時限 電流速斷保護(hù) 的保護(hù)區(qū) ， 其動作時限則比相鄰線路無時限電流速斷保護(hù)高出一個時間級差， 它的動作電流應(yīng)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(hù) 1，應(yīng)為 , 1 , , 2 ,o p I I re l o p II k I? （ 32） 式中 ,1,opIII —— 保護(hù) 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(yīng)有時限，其動作時限 t1,Ⅱ 應(yīng)比相鄰線路 無時限 電流速斷保護(hù)的動作時間 t2,I 大一個 t? ，即 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 1 , 2 ,II It t t? ? ? （ 33） 為了保護(hù)線路全長，限時電流速斷保護(hù)必須在 最小運行方式下，被保護(hù)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(hù) 1 的 Ⅱ 段動作電流； (2),minkBI —— 在最小運行方式下被保護(hù)線路末端發(fā)生兩相金屬性短路故障 時流經(jīng)保護(hù)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(hù)配合， 其保護(hù)范圍不超過下一線路限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)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(hù) 限時電流速斷保護(hù)雖能保護(hù)線路的全長，但不能作為下一線路保護(hù)的后備。而定時限過電流保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，還能保護(hù)相鄰線路的全長，可以起到后備保護(hù)的作用。這是因此過電流保護(hù)不是按躲過某一短路電流，而是按躲過最大負(fù)荷電流來整定的，故 它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護(hù)范圍大。 以圖 11 為例。線路 L1 的過電流保護(hù)動作值 Iop 應(yīng)躲過正常運行最大負(fù)荷電流 ,maxLI ,1, , m axo p III LII? （ 35） 當(dāng)相鄰元件三相短路故障切除后，負(fù)荷自起動時，保護(hù) 1 在最大自起動電流 Ist 下應(yīng)可靠地返回。所以，保護(hù) 1 的返回電流 Ire 應(yīng)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(hù)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(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)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(luò)具體接線和負(fù)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(dāng) rgK 越小時，則保護(hù)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(yīng)有較高的返回系數(shù)。 這樣整定的過電流保護(hù)一般都很靈敏，當(dāng)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(hù)可能都會起動。按選擇性的要求，此時應(yīng)由保護(hù)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(hù)裝置都返回。為保證過電流保護(hù)的選擇性，各保護(hù)裝置應(yīng)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(hù)的動作時間，在滿足選擇性的前提下， t? 應(yīng)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)的動作電流。 過電流保護(hù)切除故障的時限愈靠近電源愈長，這是定時限過電流保護(hù)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(hù)作為線路的主保護(hù)。以快速切除故障，而用過電流保護(hù)保護(hù)來作為本線路和相鄰元件的后備保護(hù)。 為了迅速、可靠地切除線路故障，通常采用三段式電流保護(hù)。 無時限 電流速斷保護(hù)為 I 段，限時電流速斷保護(hù)為 II 段，定時限過電流保護(hù)為 III 段， I 段和 II 段保護(hù)共同組成線路的主保護(hù)， III 段保護(hù)作為本線路 I、 II 段保護(hù)的近后備，也作為下一線路保 護(hù)的遠(yuǎn)后備。 如 圖 所示 。 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 圖 三段式電流保護(hù)原理接線圖 線路的 接地 保護(hù) 在中性點直接接地電網(wǎng) （大接地電流系統(tǒng)） 中，當(dāng)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(hù)。 三段式零序電流保護(hù)是常用的中性點直接接地電網(wǎng)接地故障主保護(hù)。典型的配置是以 無時限 零序電流保護(hù) I 段位零序電流速斷保護(hù) ，限時零序電流速斷保護(hù)作為 零序 II 段，零序 過 電流保護(hù)為 零序電流保護(hù) III 段，根據(jù)具體需求，有時是四段保護(hù)。圖 是三段式零序電流保護(hù)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(yīng)此零序電流而分別起動。 圖 零序電流保護(hù)原理接線圖 無時限 零序電流速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)躲過 被保護(hù)線路末端接地短路故障時，流過本保護(hù)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(hù)的動作電流應(yīng)躲過下一級相鄰元件放入 無時限 零序電流速斷保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時流過保護(hù)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(yīng)按被保護(hù)線路末端接地故障時流過保護(hù)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(yīng)較相鄰線路零序 II 段時限大一浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)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(hù)。 定時限零序過電流保護(hù)動作電流應(yīng)躲過 相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時，流過保護(hù)的最大不平衡電流 ,maxdspI ，即 , ,m axo p III re l d spI k I? （ 314） 當(dāng)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(hù)： 無選擇性 絕緣監(jiān)視裝置，零序電流保護(hù)，零序功率方向保護(hù)。 線路的 距離 保護(hù) 距離保護(hù)是通過測量被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護(hù)，這個值被稱為測量阻抗 mZ ，用來完成這一測量任務(wù)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(fù)荷阻抗，其值較大；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，測量阻抗等于保護(hù)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(hù)安裝處，其值越小。當(dāng)測量阻抗小于預(yù)先規(guī)定的整定阻抗 setZ 時，保護(hù)動作。因此在短路時的測量阻抗反應(yīng)了短路點到保護(hù)安裝點之間距離的長短，所以稱這種原理的保護(hù)為 距離保護(hù)，也叫阻抗保護(hù)。其保護(hù)不受系統(tǒng)運行