【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 始值遠(yuǎn)超過(guò)無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)定值，造成一些變電所的10kV出線在檢修后恢復(fù)送電時(shí)，開(kāi)關(guān)合上即保護(hù)動(dòng)作跳閘或運(yùn)行過(guò)程中頻繁跳閘的情況發(fā)生。這些容易出現(xiàn)的問(wèn)題相關(guān)工作人員需要了解繼電保護(hù)的相關(guān)重要性，同時(shí)也要掌握解決常見(jiàn)問(wèn)題的方法，這需要不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)同時(shí)也要不斷的請(qǐng)教有資歷的老師傅才能得以解決問(wèn)題。第四章 10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù) 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運(yùn)行狀況供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行這種狀況是指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行； 供電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況； 供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)；如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理；不難看出，在10kV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過(guò)縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來(lái)達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。可以想象，在10kV系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)是不能滿(mǎn)足要求的。因?yàn)槿蹟嗥鞯陌裁胩匦圆簧跬晟?，熄滅高壓電路中?qiáng)烈電弧的能力不足，甚至有使故障進(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時(shí)還延長(zhǎng)了停電的歷時(shí)。只有采用繼電保護(hù)裝置才是最完美的措施。因此，在10kV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開(kāi)距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿(mǎn)足上述要求的，就稱(chēng)為有選擇性；否則就稱(chēng)為沒(méi)有選擇性。主保護(hù)和后備保護(hù)：10kV供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱(chēng)為主保護(hù)；而動(dòng)作比較慢的就稱(chēng)為后備保護(hù)。即：為滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱(chēng)為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱(chēng)為后備保護(hù)。后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動(dòng)作的主保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長(zhǎng),而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說(shuō)，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)不可。近后備和遠(yuǎn)后備：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備稱(chēng)為遠(yuǎn)后備保護(hù)；由本級(jí)電氣設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)；輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)，稱(chēng)為輔助保護(hù)。靈敏性靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對(duì)故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí),又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運(yùn)行方式和故障類(lèi)型進(jìn)行。靈敏系數(shù)為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝處的最小短路電流與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流的比值，即: （41）靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強(qiáng)。各類(lèi)保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護(hù)裝置的不同而不盡相同。對(duì)于多相保護(hù)，取兩相短路電流最小值。對(duì)于10kV不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單相接地電容電流最小值。速動(dòng)性速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障?？s短切除故障的時(shí)間，就可以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。所謂故障的切除時(shí)間是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器的跳閘時(shí)間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時(shí)間就已確定。所以實(shí)現(xiàn)速動(dòng)性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動(dòng)作?？煽啃员Ｗo(hù)裝置應(yīng)能正確的動(dòng)作，并隨時(shí)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿(mǎn)足可靠性的要求，保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試要正確無(wú)誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)化有效，以提高保護(hù)的可靠性。 繼電保護(hù)的常見(jiàn)類(lèi)型反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（1）什么是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（2）繼電器的構(gòu)成反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由GL15（25）感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛于一般工礦中，感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器（作為起動(dòng)元件）、電磁式時(shí)間繼電器（作為時(shí)限元件）、電磁式信號(hào)繼電器（作為信號(hào)元件）和電磁式中間繼電器（作為出口元件）的功能，用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無(wú)須裝設(shè)直流屏等設(shè)備；通過(guò)一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能（體現(xiàn)了繼電器的多功能性），也可以大大簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外部接線簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。（3）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的基本原理圖42反時(shí)限展電流展開(kāi)圖圖41 反時(shí)限過(guò)電流原理圖當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，感應(yīng)型繼電器KA1或（和）KA2達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或（和）YR2因有KA1或（和）KA2的常閉觸點(diǎn)分流（短路），而無(wú)電流通過(guò),故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作。但接著KA1或（KA2）的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，因YR1或（和）YR2因“去分流”而通電動(dòng)作，使斷路器跳閘，同時(shí)繼電器本身的信號(hào)牌掉下，給出信號(hào)。在這里應(yīng)予說(shuō)明，在采用“去分流”跳閘的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置中，如繼電器的常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)而常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)下列：①繼電器在其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)即先失電返回，因此其常開(kāi)觸點(diǎn)不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；②繼電器的常閉觸點(diǎn)如先斷開(kāi),CT的二次側(cè)帶負(fù)荷開(kāi)路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計(jì)量不準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。（4）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定計(jì)算式為： （42）式中：—反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流；—可靠系數(shù)，~；—返回系數(shù)，；—負(fù)荷自動(dòng)系數(shù)，~；—電流互感器接線系數(shù)；—電流互感器變比；—變壓器額定電流。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（1）什么是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來(lái)獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱(chēng)為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（2）繼電器的構(gòu)成定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器（作為時(shí)限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動(dòng)元件）、電磁式信號(hào)繼電器（作為信號(hào)元件）構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠、完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來(lái)獲得選擇性，上、下級(jí)的選擇性配合比較容易、時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)后獲取的參數(shù)來(lái)整定，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)作的靈敏性能夠滿(mǎn)足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在10～35kV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。（3）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的基本原理圖43 兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)，且時(shí)間繼電器的容量足大時(shí)，可用時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時(shí)，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。當(dāng)CT的二次電流大于電流繼電器的起動(dòng)值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作。由于兩只電流繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)的，故當(dāng)任一電流繼電器的觸點(diǎn)閉合，都能接通時(shí)間繼電器的線圈回路。這時(shí)，時(shí)間繼電器就按照預(yù)先整定的時(shí)間動(dòng)作使其接點(diǎn)吸合。這樣，時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)又接通了信號(hào)繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動(dòng)作。出口中間繼電器的觸點(diǎn)接通了跳閘線圈回路，從而使被保護(hù)回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續(xù)運(yùn)行。而信號(hào)繼電器的動(dòng)作使信號(hào)指示牌掉下并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。由上不難看出，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無(wú)關(guān)，所以這種過(guò)電流保護(hù)稱(chēng)為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（4）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流整定計(jì)算式為： （45）式中：—返回系數(shù)，~；—負(fù)荷自動(dòng)系數(shù)，~；—電流互感器接線系數(shù)；—電流互感器變比；—變壓器額定電流。（5）過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定原則為使過(guò)電流保護(hù)具有一定的選擇性，各相臨元件的過(guò)電流保護(hù)應(yīng)具有不同的動(dòng)作時(shí)間。圖44 元件動(dòng)作示意圖在線路LLL3的靠近電源端分別裝有過(guò)電流保護(hù)裝置3。當(dāng)D1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流由電源提供并流過(guò)保護(hù)裝置3，當(dāng)短路電流大于它們的整定值時(shí)，各套保護(hù)裝置均啟動(dòng)。但按選擇性的要求，應(yīng)只由保護(hù)裝置3（離故障點(diǎn)最近）動(dòng)作于跳閘。在故障切除后，保護(hù)裝置2返回。因此就必須使保護(hù)裝置1的動(dòng)作時(shí)間較保護(hù)裝置2長(zhǎng)一些；而保護(hù)裝置2又要比保護(hù)裝置3長(zhǎng)一些，并依次類(lèi)推，即：即：t1t2t3不難看出，各級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是由末端向電源端逐級(jí)增大的。也就是越靠近電源端，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，有如階梯一樣，故稱(chēng)為階梯性時(shí)限特性。各級(jí)之間的時(shí)限均差一個(gè)固定的數(shù)值，稱(chēng)其為時(shí)限級(jí)差Dt。對(duì)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限級(jí)差Dt對(duì)于反時(shí)限的時(shí)限級(jí)差Dt可是，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。也就是說(shuō)過(guò)電流保護(hù)存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護(hù)來(lái)彌補(bǔ)不可。（6）過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍過(guò)流保護(hù)可以保護(hù)設(shè)備的全部，也可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，還可以作為相臨下一級(jí)線路穿越性故障的后備保護(hù)。電流速斷保護(hù)（1）電流速斷保護(hù)的概念電流速斷保護(hù)是一種無(wú)時(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種。（2）電流速斷保護(hù)的構(gòu)成電流速斷保護(hù)是由電磁式中間繼電