【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ,T6只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，=20；當(dāng)T5,T6兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，=10. 因此保護(hù)4的最大分支系數(shù) ==，最小分支系數(shù)為== 圖212 BC段故障時(shí)變壓器的助增作用 圖213 AB段故障時(shí)變壓器的助增作用（4）保護(hù)1整定計(jì)算零序Ⅰ段： 根據(jù)前面的分析結(jié)果，母線B故障流過(guò)保護(hù)1的最大零序電流為 = 故Ⅰ段定值 ==3=為求保護(hù)1的零序Ⅱ段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3零序Ⅰ段定值，設(shè)在母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過(guò)保護(hù)3 的最大零序電流，因此有=（）||()==單相接地短路時(shí)，有 ==從而求得流過(guò)保護(hù)3的電流為 =連相接地短路時(shí)，有 ==正序電流 = 零序電流 =從而求得流過(guò)保護(hù)3 的電流 =這樣，流過(guò)保護(hù)3的最大零序電流 =保護(hù)3的零序Ⅰ段定值為 ==這樣，保護(hù)1的零序Ⅱ段定值為 ==校驗(yàn)靈敏度：母線B接地短路故障流過(guò)保護(hù)1 的最小零序電流 ==靈敏系數(shù) =保護(hù)4 整定計(jì)算：零序Ⅰ段 根據(jù)前面的分析結(jié)果，母線B故障流過(guò)保護(hù)4的最大零序電流為 = 故Ⅰ段定值 ==3=為求保護(hù)4的零序Ⅱ段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2零序Ⅰ段定值，設(shè)在母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過(guò)保護(hù)2 的最大零序電流，因此有=（）||()==單相接地短路時(shí)，有 ==從而求得流過(guò)保護(hù)2的電流為 =兩相接地短路時(shí)，有 ==正序電流 = 零序電流 =從而求得流過(guò)保護(hù)2的電流 =這樣，流過(guò)保護(hù)2的最大零序電流 =保護(hù)2的零序Ⅰ段定值為 ==這樣，保護(hù)4的零序Ⅱ段定值為 ==校驗(yàn)靈敏度：母線B接地短路故障流過(guò)保護(hù)4 的最小零序電流 ==靈敏系數(shù) = 系統(tǒng)示意圖如圖26所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開(kāi)機(jī)方式為4臺(tái)全開(kāi)，最小開(kāi)機(jī)方式為兩側(cè)各開(kāi)1臺(tái)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為：kV，= =5，==8，=5，=15,=15,=20，=60km，=40km，線路阻抗==，=，=，=。其相間短路的保護(hù)也采用電流保護(hù)，試完成：（1）分別求出保護(hù)4 的段Ⅰ、Ⅱ定值，并校驗(yàn)靈敏度；（2）保護(hù)4 的Ⅰ、Ⅱ段是否安裝方向元件；（3）分別畫(huà)出相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的交流接線。（4）相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的內(nèi)角有何不同；（5）功率方向判別元件必須正確地按照電壓、電流同名端接線后，才能正確工作，設(shè)想現(xiàn)場(chǎng)工程師是如何保證接線極性正確的。解：（1）保護(hù)1的Ⅰ、Ⅱ段整定。最大運(yùn)行方式為GG2全運(yùn)行，相應(yīng)的 =5 最小運(yùn)行方式為一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)的 =10母線B處三相短路流過(guò)保護(hù)1的最大電流 =保護(hù)1 的Ⅰ段定值為 ==母線C三相短路流過(guò)保護(hù)3的最大電流 =保護(hù)3 的Ⅰ段定值為 =保護(hù)1 的Ⅱ段定值為 =母線B兩相短路流過(guò)保護(hù)1的最小電流 =保護(hù)1電流Ⅱ斷的靈敏度系數(shù) == 靈敏度不滿足要求。保護(hù)4的Ⅰ、Ⅱ段整定。最大運(yùn)行方式為GG4全運(yùn)行，相應(yīng)的 = 最小運(yùn)行方式為一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)的 =13母線B處三相短路流過(guò)保護(hù)4的最大電流 =保護(hù)1 的Ⅰ段定值為 ==母線A三相短路流過(guò)保護(hù)2的最大電流 =保護(hù)2 的Ⅰ段定值為 =保護(hù)4 的Ⅱ段定值為 =母線B兩相短路流過(guò)保護(hù)4的最小電流 =保護(hù)4電流Ⅱ斷的靈敏度系數(shù) == 靈敏度不滿足要求。（2）計(jì)算母線A背側(cè)三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)1 的最大短路電流，即==由于＜=，并且＜=，故保護(hù)1 的Ⅰ、Ⅱ均不需要加裝方向元件。計(jì)算母線C背側(cè)三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)4的最大短路電流，即==由于＜=，并且＜=，故保護(hù)4的Ⅰ、Ⅱ均不需要加裝方向元件。（3）相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向元件的交流接線圖分別如圖214 、215所示.圖214 相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件交流接線圖圖 215 零序功率方向元件的交流接線圖（4）對(duì)相間短路電流保護(hù)功率方向判別元件而言，當(dāng)0176。＜＜90176。，使相間短路電流保護(hù)功率方向判別元件在一切故障時(shí)都能動(dòng)作的條件為：內(nèi)角應(yīng)滿足30176。＜＜60176。對(duì)某一已經(jīng)確定了阻抗角的送電線路而言，應(yīng)采用=90176。，以便短路時(shí)獲得最大靈敏角。而對(duì)零序功率方向判別元件而言，在保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，最大靈敏角=95176。~110176。，即內(nèi)角一般為95176。~110176。（5）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定互感器極性的常用原理圖如圖216 所示。一般采用直流電池組配合直流毫安表的簡(jiǎn)單工具，將電池正極接在互感器的一次同名端，直流電表的紅筆（正極）接在二次同名端，當(dāng)電路接通時(shí)一次電流由同名端流入，二次電流由同名端流出，指針向右擺動(dòng)，穩(wěn)定后電路斷開(kāi)是指針向左擺動(dòng)，則同名端標(biāo)識(shí)正確。若指針擺動(dòng)方向相反，則二次同名端應(yīng)在另一端。當(dāng)電壓、電流互感器的同名端（極性）被正確標(biāo)定以后，按照功率方向元件接線原理圖仔細(xì)地接入后，還可以采用電壓、電流、功率和相角一體化測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)以上電量的幅值、相位關(guān)系和各讀數(shù)值對(duì)接線校核。圖216 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定電流互感器極性的常用原理接線圖 ，設(shè)想保護(hù)工程師是如何完成保護(hù)定值計(jì)算的？如果你今后從事保護(hù)整定計(jì)算，如何借助現(xiàn)在計(jì)算工具提高你的勞動(dòng)效率？答：由于繼電保護(hù)整定計(jì)算多種不同的運(yùn)行方式，要對(duì)不同地點(diǎn)、不同類(lèi)型的故障進(jìn)行多次計(jì)算，既要計(jì)算出各個(gè)繼電保護(hù)元件不同段的動(dòng)作值，還要進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，計(jì)算的工作量非常的大，特別是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的實(shí)際電力系統(tǒng)中，人工計(jì)算幾乎不可能完成。保護(hù)工作者曾今發(fā)明了“直（交）流計(jì)算臺(tái)”，用集中的電阻（阻抗）代表電網(wǎng)元件的電（阻）抗，按照電網(wǎng)的實(shí)際連接關(guān)系連接成模擬的電網(wǎng)，在電源點(diǎn)接上直（交）流電壓，用儀表測(cè)量短路后的電流、電壓。因?yàn)榻泳€復(fù)雜、精度低，目前實(shí)際電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件，只要整定人員按要求輸入電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，就可以由計(jì)算機(jī)快速準(zhǔn)確的計(jì)算出需要的短路電流及不同保護(hù)裝置隔斷的動(dòng)作值，并可以由計(jì)算機(jī)完成靈敏度校驗(yàn)。今后繼電保護(hù)的整定計(jì)算主要由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，但整定計(jì)算人員必須了解計(jì)算的原理和原則，再出現(xiàn)一些整定計(jì)算軟件無(wú)法涵蓋的特殊情況時(shí)，還素人工手動(dòng)計(jì)算作為補(bǔ)充。 圖2—17所示系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)可以接地，也可以不接地。比較中性電直接接地系統(tǒng)與中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地以后，在下屬方面的異同：（1）零序等值網(wǎng)絡(luò)及零序參數(shù)的組成；（2）靈虛電壓分布規(guī)律；（3）零序電流的大小及流動(dòng)規(guī)律；（4）故障電路與非故障線路零序功率方向；（5）故障電流的大小及流動(dòng)規(guī)律；（6）故障后電壓方向機(jī)對(duì)稱(chēng)性變化；（7）故障對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的危害；（8）對(duì)保護(hù)切除故障速度的要求；圖217 系統(tǒng)接線圖答：（1）零序等值網(wǎng)絡(luò)及零序參數(shù)的組成：以線路AB末端發(fā)生單相接地為例，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序等值圖如圖2—18所示。由圖2—18可見(jiàn)，從故障點(diǎn)看進(jìn)去的零序阻抗為母線B引出的三個(gè)分支的并聯(lián)，等值阻抗值較小，出現(xiàn)單相接地后系統(tǒng)中會(huì)有較大的零序電流。 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，零序網(wǎng)絡(luò)由同級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對(duì)地的等值電容構(gòu)成通路，其零序等值圖如圖2—19所示。圖218 線路AB末端故障時(shí)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序等值圖圖219中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)零序等值圖由圖2—19可見(jiàn)，故障點(diǎn)的等值阻抗為三個(gè)對(duì)地容抗的并聯(lián)，由于分布電容的容值較小、阻抗較大，因此故障點(diǎn)的零序等值阻抗也較大，接地不會(huì)產(chǎn)生較大的零序電流。零序電壓分布規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障點(diǎn)零序電壓最高，距離距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)下降越多，在變壓器中性點(diǎn)處降為0。 在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，若不計(jì)微小的零序電容電流在線路阻抗上產(chǎn)生的微小壓降，則統(tǒng)一電壓等級(jí)的整個(gè)系統(tǒng)的零序電壓都一樣（及三相變壓器之間的一部分系統(tǒng)）。（3）零序電流的大小及流動(dòng)規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，零序電流的大小同系統(tǒng)的運(yùn)行方式和系統(tǒng)各部分的零序阻抗的大小都有關(guān)系，零序電流在故障點(diǎn)與變壓器中性點(diǎn)之間形成回路。 非直接接地系統(tǒng)中，零序電流的大小依賴(lài)于系統(tǒng)地相電動(dòng)勢(shì)和線路的對(duì)地電容。零序電流從故障點(diǎn)流出通過(guò)線路的對(duì)地電容流回大地。非故障元件的零序電流就是該線路本身的對(duì)地電容電流，故障元件中流過(guò)的零序電流，數(shù)值為全系統(tǒng)所有非故障元件對(duì)地電容電流值之和，再有消弧線圈的情況下，則是全系統(tǒng)所有非故障元件對(duì)地電容電流值與消弧線圈中的電感電流值相量和。（4）故障線路與非故障線路靈虛功率方向： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，在故障線路上零序功率方向表現(xiàn)為線路流向母線；在非故障線路上，靠近故障點(diǎn)的一側(cè)，零序功率方向由母線流向線路，而遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的一側(cè)，零序功率方向由線路流向母線。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障線路上電容性無(wú)功功率方向?yàn)榫€路流向母線；在非故障線路上，電容性無(wú)功功率方向?yàn)槟妇€流向線路。（5）故障電流的大小及流動(dòng)規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中變壓器中性點(diǎn)形成回路，因此故障相電流較大。故障電流有故障電流向中性點(diǎn)。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于不構(gòu)成短路回路而只經(jīng)過(guò)對(duì)地電容形成回路，因此接地相電流很小。由于接地電流相對(duì)于負(fù)荷電流較小，基本上不影響負(fù)荷電流的分布、（6）故障后電壓的變化及對(duì)稱(chēng)性變化： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障后三相的相電壓和線電壓都不在對(duì)稱(chēng)。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障后接地相電壓降為0，非接地相對(duì)于低電壓升高至原電壓的倍，但三相之間線電壓依然保持對(duì)稱(chēng)。（7）故障對(duì)電力系統(tǒng)的危害：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障相電流很大，對(duì)系統(tǒng)危害很大。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障相電流很小，而且三相之間的線電壓任然保持對(duì)稱(chēng)，對(duì)負(fù)荷的供電沒(méi)有影響，一般情況下，對(duì)系統(tǒng)危害不大。（8）對(duì)保護(hù)切除故障速度的要求： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于接地相電流很大，為防止損壞設(shè)備，應(yīng)迅速切除接地相甚至三相。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)電流很小，切三項(xiàng)之間的線電壓仍對(duì)稱(chēng)，可以允許再運(yùn)行1~2h，同時(shí)發(fā)出信號(hào)?！?7所示系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)全部不接地，如果發(fā)現(xiàn)單相接地，試回答：（1）比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。（2）如果在接地電流過(guò)的電容電流超過(guò)10A（35KV系統(tǒng)）、20A（10KV系統(tǒng)）、30A（3~6KV系統(tǒng)）時(shí)，將裝設(shè)消弧線圈，減小接地電流，敘述用零序電流實(shí)現(xiàn)選線的困難。（3）敘述用零序功率方向?qū)崿F(xiàn)選線的困難。（4）敘述拉路停電選線存在的問(wèn)題。答：（1）零序電流、零序電壓、零序功率的方向：零序電流：在非故障線路中流過(guò)的電流其數(shù)值等于本身的對(duì)地電容電流，在故障線路中流過(guò)的零序電流數(shù)值為全系統(tǒng)所有非故障元件對(duì)地電容電流之和。零序電壓：全系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)量值等于相電壓的零序電壓，個(gè)點(diǎn)零序電壓基本一樣。零序功率方向：在故障線路上，電容性無(wú)功功率方向?yàn)榫€路流向母線；在非故障線路上，電容性無(wú)功功率方向?yàn)槟妇€流向線路。（2）裝設(shè)消弧線圈后，上述零序電流的分布規(guī)律發(fā)生變化，接地線路中的零序電流為消弧線圈補(bǔ)償后的參與電流，其量值較小，零序過(guò)電流元件將無(wú)法整定；零序電流的量值有可能小于非故障線路的零序電流，所以零序電流群體比幅原理也將無(wú)法應(yīng)用。（3）用零序功率方向選線困難：由于一般采用的是過(guò)補(bǔ)償，流經(jīng)故障線路的的零序電流是流過(guò)消弧線圈的零序電流與非故障元件零序電流之差，而電容無(wú)功功率方向是由母線流向線路（實(shí)際上是電感性無(wú)功功率由線路流向母線），零序功率方向與非故障線路一致，因此無(wú)法利用功率方向來(lái)判斷故障線路。（4）拉路停電選線存在的問(wèn)題： 1）需要人工操作，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，自動(dòng)化程度低； 2）需要依次斷開(kāi)每一條線路，影響供電可靠性，若重合閘拒動(dòng)，可能造成較長(zhǎng)時(shí)間的停電。 小結(jié)下列電流保護(hù)的基本原理、使用網(wǎng)絡(luò)并闡述其優(yōu)缺點(diǎn)：（1）相間短路的三段式電流保護(hù)；（2）方向性電流保護(hù)；（3）零序電流保護(hù)；（4）方向性零序電流保護(hù)；（5）中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護(hù)。答：（1）相間保護(hù)的三段式保護(hù)：利用短路故障時(shí)電流顯著增大的故障特征形成判據(jù)構(gòu)成保護(hù)。其中速斷保護(hù)按照躲開(kāi)本線路末端最大短路電流整定，保護(hù)本線路的部分；限時(shí)速度按保護(hù)按躲開(kāi)下級(jí)速度按保護(hù)末端短路整定，保護(hù)本線路全長(zhǎng)；速斷和限時(shí)速斷的聯(lián)合工作，保護(hù)本線路短路被快速、靈敏切除。過(guò)電流保護(hù)躲開(kāi)最大負(fù)荷電流作為本線路和相鄰線路短路時(shí)的后備保護(hù)。主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，并且在一般情況下也能滿足快速切出故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在35KV及以下電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)是它的靈敏度受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化的影響。靈敏系數(shù)和保護(hù)范圍往往不能滿足要求，難以應(yīng)用于更高等級(jí)的復(fù)雜網(wǎng)路。（2）方向性電流保護(hù)：及利用故障是電流復(fù)制變大的特征，有利用電流與電壓間相角的特征，在短路故障的流動(dòng)方向正是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向，并且流動(dòng)幅值大于整定幅值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作跳閘。適用于多斷電源網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：多數(shù)情況下保證了保護(hù)動(dòng)作的選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求。缺點(diǎn)：應(yīng)用方向元件是接線復(fù)雜、投資增加，同時(shí)保護(hù)安裝地點(diǎn)附近正方向發(fā)生是你想短路時(shí)，由于母線電壓降低至零，方向元件失去判斷的依據(jù)，保護(hù)裝置據(jù)動(dòng)，出現(xiàn)電壓死區(qū)。（3）零序電流保護(hù)：正常運(yùn)行的三相對(duì)稱(chēng)，沒(méi)有零序電流，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì)有很大的零序電流。故障特征明顯，利用這一特征可以構(gòu)成零序電流保護(hù)。適用網(wǎng)絡(luò)與110KV及以上電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，可靠；整定值一般較低，靈敏度較高；受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較??；系統(tǒng)發(fā)生震蕩、短時(shí)過(guò)負(fù)荷是不受影響；沒(méi)有電壓死區(qū)。缺點(diǎn)：對(duì)于短路線路或運(yùn)行方式變化較大的情況，保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的要求。隨著相重合閘的廣泛應(yīng)用，在單項(xiàng)跳開(kāi)期間系統(tǒng)中可能有較大的零序電流，保護(hù)會(huì)受較大影響。自耦變壓器的使用使保護(hù)整定配合復(fù)