【文章內容簡介】 采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。 對繼電保護裝置的基本要求 對繼電保護裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性 （1） 選擇性 當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。系統(tǒng)中的繼電保護裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；否則就稱為沒有選擇性。 主保護和后備保護： 、10KV供電系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。 當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。 后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備，還可以起到當主保護雖已動作但最終未能達到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。 近后備和遠后備： 當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護； 輔助保護： 為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。 （2） 靈敏性 靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時,又不應該產(chǎn)生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護裝置的靈敏系數(shù)應根據(jù)不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數(shù)Km為被保護區(qū)發(fā)生短路時，即: 　　　Km=靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護裝置的不同而不盡相同。對于多相保護，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2)。 （3） 速動性 速動性是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。 縮短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。 所謂故障的切除時間是指保護裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時間就已確定。所以實現(xiàn)速動性的關鍵是選用的保護裝置應能快速動作。 （4） 可靠性 保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統(tǒng)應盡可能的簡化有效，以提高保護的可靠性。 繼電保護的基本原理 （1） 電力系統(tǒng)故障的特點 電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應屬各種類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故 障，就會伴隨其產(chǎn)生三大特點。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位 角將發(fā)生變化。 （2） 繼電保護的類型 在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎，利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如： 反映電流變化的電流保護，有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等； 反映電壓變化的電壓保護，有過電壓保護和低電壓保護；既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護； 反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護安裝處阻抗的距離保護；反映輸入電流與輸出電流之差的差動保護，其中又分為橫聯(lián)差動和縱聯(lián)差動保護。用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護；專門用于反映變壓器內部故障的氣體保護（即瓦斯保護），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護；專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護等。 另外，10KV系統(tǒng)中一般可在進線處裝設電流保護；在配電變壓器的高壓側裝設電流保護、溫度保護（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚應考慮裝設氣體保護）；高壓母線分段處應根據(jù)具體情況裝設電流保護等。 3 幾種常用電流保護的分析 反時限過電流保護 （1） 什麼是反時限過電流保護 繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。 （2） 繼電器的構成 反時限過電流保護是由GL15(25)感應型繼電器構成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業(yè)中，感應型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實現(xiàn)反時限過電流保護；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現(xiàn)電流速斷保護。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能(體現(xiàn)了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護裝置。但這種繼電器雖外 部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。 （3）反時限過電流保護的基本原理 當供電線路發(fā)生相間短路時，感應型繼電器KA1或(和)KA2達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給出信號。 在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現(xiàn)下列問題： 1）繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘； 2）繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側帶負荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。 定時限過電流保護 （1） 什麼是定時限過電流保護 繼電保護的動作時與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續(xù)可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。 （2）繼電器的構成 定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、 電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據(jù)計算后獲取的參數(shù)來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在10～35KV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。 （3）定時限過電流保護的基本原理 10KV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。 當被保護線路只設有一套保護，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。 當被保護線路中發(fā)生短路故障時，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CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯(lián)的，故當任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預先整定的時間動作使其接點吸合。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點接通了跳閘線圈回路，從而使被保護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)運行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發(fā)出警報信號。 由上不難看出，保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。 （4）動