【文章內(nèi)容簡介】 式（）式中 ——時刻的負荷電流； ——比t時刻提前一個周期的負荷電流； ——工頻信號的周期。 可得故障分量的計算式化為 式（）在非故障階段，測量電流等于負荷電流，即 式（）微機保護的采樣值計算公式為： 式（）故障分量電流的特點：（1）系統(tǒng)正常運行時，計算出來的值等于0；（2）當(dāng)系統(tǒng)剛發(fā)生故障的一周內(nèi)，求出的是純故障分量；（3）突變量電流算法受頻率偏移的影響。傅里葉級數(shù)算法簡稱傅氏算法。算法的基本思路來自于傅里葉級數(shù)，本身具有濾波作用。它假定被采樣的模擬信號是一個周期性的時間函數(shù)，除基波外還含有不衰減的直流分量和各次諧波，可表示為:（n=0,1,2,） 式（） 、分別為直流、基波和各次諧波的正弦項和余弦項的振幅。由于各次諧波的相位可能使任意的，所以把它們分解為有任意振幅的正弦和余弦之和。、分別為基波分量正余弦項的振幅，為直流分量的值。易求得 式（） 式（） 由積分過程可知，基波分量正、余弦項的振幅、已經(jīng)消除了直流分量和整次諧波分量的影響。中的基波分量為 式（） 式中 ——基波分量的有效值； ——時基波分量的相角。不難得出 式（） 式（）可用復(fù)數(shù)表示為 式（） 式（） 式（）在用微型機處理時，式（）和式（）中的積分可以用梯形法則得到： 式（） 式（）式中 ——基波信號的一周期采樣點數(shù)； ——第次采樣值； 、——分別為和時的采樣值。 R－L模型算法R－L算法僅用于計算線路阻抗。對于一般的輸電線路，從故障點到保護安裝處的線路段可用一電阻和電感串聯(lián)電路來表示，即把輸電線路等效為R－L模型。 式（） 其中，是線路正序電阻；是正序電感。由于三相線路間有互感的影響。對于不同的故障類型，選取不同的電壓、電流來構(gòu)成方程式。（1）對于相間短路，應(yīng)用， 。如AB相間短路時，取和。（2）對于單相接地短路，取增加零序電流補償?shù)南嚯妷杭跋嚯娏?。即? 式（） 其中，零序電阻補償系數(shù) 式（） 零序電感補償系數(shù) 式（）、分別為輸電線路每公里的零序和正序電阻和電感。本設(shè)計采用傅里葉級數(shù)算法，因其具有良好的濾波特性。傅氏算法從傅氏級數(shù)導(dǎo)出，它假定被采樣信號是周期性的。當(dāng)符合這種假定時，傅氏算法可以準確地求出基頻分量。實際上，傅氏算法不僅能夠完全濾掉各種整次諧波和純直流分量，對非整次諧波和按指數(shù)衰減的非周期分量包含的低頻分量也有一定的抑制能力。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 中壓配電網(wǎng)線路電流保護的整定及自動重合閘本章以10KV中壓配電網(wǎng)為列，著重介紹了幾種常用的電流保護。10KV及以下中性點非直接接地電網(wǎng)線路的相間短路保護必須動作于斷路器跳閘，單相接地時，由于接地電流較小，三相電壓仍能在一段時間內(nèi)保持平衡，對用戶沒有很大影響。故單相接地一般動作于信號，但當(dāng)其對人身和設(shè)備的安全產(chǎn)生危害時，應(yīng)動作于斷路器跳閘。實質(zhì)上，電流保護為相間短路的保護。 對于中壓配電網(wǎng)（10KV）線路的保護，由于線路多為饋線，且線路較短，一般采用有選擇性的電流速斷保護（電流Ⅰ段）和定時限過電流保護（電流Ⅲ段）的兩段式保護。同時在個別情況下，當(dāng)快速切除故障是首要條件時，采用無選擇性的電流速斷保護，然后通過自動重合閘予以糾正。對于不能滿足要求的特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負荷線路保護（如較長線路），可考慮增加其他保護，如保護Ⅱ段、零序保護等?，F(xiàn)針對一般保護進行分析并簡要介紹特殊情況下的保護。根據(jù)有關(guān)規(guī)程，相間短路保護應(yīng)按下列原則配置：①保護的電流回路的電流互感器采用不完全星形接線，各線路保護用電流互感器均裝設(shè)在A、C兩相上，以保證在大多數(shù)兩點接地情況下只切除一個故障地接點；②采用遠后備方式，主要體現(xiàn)在應(yīng)用電流Ⅲ段；③線路上發(fā)生短路時，應(yīng)快速切除故障，滿足速動性要求，以保證非故障部分能繼續(xù)運行。相間短路的電流保護通常是三段式保護。第Ⅰ段為瞬時電流速斷保護；第Ⅱ段為限時電流速斷保護；第Ⅲ段為過電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護。反應(yīng)電流增大而瞬時動作的電流保護稱為電流速斷保護。為了保證選擇性，一般只保護被保護線路的一部分。對單端電源輸電線路，在每回線路的電源側(cè)都裝有電流速斷保護，短路點距保護安裝地點越遠，流過保護安裝地點的短路電流越小。 瞬時電流速斷保護動作特性分析 對反應(yīng)于電流升高而動作的電流速斷保護而言，能使該保護裝置啟動的最小電流值稱為保護裝置的整定電流，以表示，顯然必須當(dāng)實際的短路電流時，保護裝置才能啟動。保護裝置的整定電流，是用電力系統(tǒng)一次側(cè)的參數(shù)表示的。它所代表的意義是當(dāng)在被保護線路的一次側(cè)電流達到這個數(shù)值時，安裝在該處的這套保護裝置就能夠動作。以保護2為例，為保證動作的選擇性，保護裝置的啟動電流必須大于下一條線路出口處短路時可能的最大短路電流，從而造成在本線路末端短路時保護不能啟動，保護不能啟動的范圍隨運行方式、故障類型的變化而變化。 現(xiàn)在來分析電流速斷保護的整定計算原則。根據(jù)電力系統(tǒng)短路的分析，當(dāng)電源電動勢—定時，短路電流的大小決定于短路點和電源之間的總阻抗，三相短路電流可表示為 式（） 式中——系統(tǒng)等效電源的相電勢； ——短路點至保護安裝處之間的阻抗；——保護安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗；——短路類型系數(shù)，三相短路取1，兩相短路取。在一定的系統(tǒng)運行方式下，和等于常數(shù)。此時將隨的變化而變化，因此可以經(jīng)計算后繪出＝的變化曲線，如圖41所示。當(dāng)系統(tǒng)運行方式及故障類型改變時，將隨之變化。對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最大的方式，本書中稱為系統(tǒng)最大運行方式，而短路電流為最小的方式則稱為系統(tǒng)最小運行方式。對不同安裝地點的保護裝置，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線的實際情況選取其最大和最小運行方式。在最大運行方式下三相短路時、通過保護裝置的短路電流為最大；在最小運行方式下兩相短路時，則短路電流為最小。這兩種情況下短路電流的變化如圖21中的曲線Ⅰ和Ⅱ所示。為了保證電流速斷保護動作的選擇性，對保護1來講，其整定的動作電流必須大于點短路時，可能出現(xiàn)的最大短路電流，即大于在最大運行方式下變電站C母線上三相短路時的電流 式（） 引入可靠系數(shù)，則動作電流為 式（） 對保護2來講，按照同樣的原則，其整定電流應(yīng)大于點短路時B母線上的最大短路電流，即 式（） 啟動電流與無關(guān)，它與曲線Ⅰ和Ⅱ各有一個交點。在交點以前短路時，由于短路電流大于啟動電流，保護裝置都能動作。而在交點以后短路時，由于短路電流小于啟動電流，保護將不能啟動，由此可見，有選擇性的電流速斷保護不可能保護線路的全長。因此，速斷保護對被保護線路內(nèi)部故障的反應(yīng)能力(即靈敏性)，只能用保護范圍的大小來衡量，此保護范圍通常用線路全長的百分數(shù)來表示。由圖41可見，當(dāng)系統(tǒng)為最大運行方式時，電流速斷的保護范圍為最大，當(dāng)出現(xiàn)其它運行方式或兩相短路時，速斷的保護范圍都要減小，而當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路時，電流速斷的保護范圍為最小。一般情況下，應(yīng)按這種運行方式和故障類型來校驗其保護范圍。 電流速斷保護的主要優(yōu)點是簡單可靠，動作迅速，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。它的缺點是不可能保護線路的全長，并且保護范圍直接受系統(tǒng)運行方式變化的影響。由于有選擇性的電流速斷不能保護本線路的全長，因此可考慮增加一段新的保護，用來切除本線路上速斷范圍以外的故障，同時也能作為電流速斷的后備，這就是限時電流速斷保護。對這個新的保護的要求，首先是在任何情況下都能保護本線路的全長，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快速切除全線路范圍以內(nèi)的故障，因此，稱之為限時電流速斷保護。 由于要求限時速斷保護必須保護本線路的全長，因此它的保護范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路時，它就要起動，在這種情況下，為了保證動作的選擇性，就必須使保護的動作帶有一定的時限，此時限的大小與其延伸的范圍有關(guān)。為了使這一時限盡量縮短，照例都是首先考慮使它的保護范圍不超出下一條線路速斷保護的范圍，而動作時限則比下一條線路的速斷保護高出一個時間階段，此時間階段以表示。 ，來說明限時電流速斷保護的整定方法。設(shè)保護1裝有電流速斷，其起動電流按式計算后為，它與短路電流變化曲線的交點M即為保護l電流速斷的保護范圍，當(dāng)在此點發(fā)生短路時，短路電流即為，瞬時速斷保護剛好能動作。根據(jù)以上分析保護2的限時電流速斷不應(yīng)超出保護1電流速斷的范圍。因此在單側(cè)電源供電的情況下，它的啟動電流就應(yīng)該整定為 式（） 限時電流速斷動作特性的分析在上式中能否選取兩個電流相等？如果選取的相等，就意味著保護2限時速斷的保護范圍正好和保護1瞬時速斷的范圍重合，這在理想的情況下雖是可以的，但是在實踐中是不允許的，因為保護2相保護1安裝在不同的地點，使用的是不同的電流互感器和繼電器，因此它們之間的特性很難完全一樣，如果正好遇到保護1的電流速斷出現(xiàn)正誤差，其保護范圍比計算值縮小，而保護2的限時速斷是負誤差，其保護范圍比計算值增大，那么實際上，當(dāng)計其的保護范圍末端短路時，就會出現(xiàn)保護1的電流速斷已不能動作，而保護2的限時速斷仍然會起動的情況。由于故障位于線路BC的范圍以內(nèi)，當(dāng)其電流速斷不動之后，本應(yīng)由保護1的限時速斷切除故障，而如果保護2的限時速斷也起動了，其結(jié)果就是兩個保護的限時速斷同時動作于跳閘，因而保護2失去了選擇性。為了避免這種情況的發(fā)生，就不能采用兩個電流相等的整定方法，而必須使，引入可靠系數(shù)，則得 式（）對于，考慮到短路電流中的非周期分量已經(jīng)衰減，故可選取得比速斷保護的小一些，一般取為。從以上分析中已經(jīng)得出，限時速斷的動作時限，應(yīng)選擇得比下一條線路速斷保護的動作時限高出一個時間階段，即 式（）從盡快切除故障的觀點來看，越小越好，但是為了保證兩個保護之間動作的選擇性其值又不能選擇得太小?，F(xiàn)以線路置BC上發(fā)生故障時，保護2與保護l的配合關(guān)系為說明確定的原則如下： ①應(yīng)包括故障線路斷路器QF的跳閘時間、滅弧時間 (即從操作電流送入跳閘線圈Y的瞬間算起，直到電弧熄滅的瞬間為止)，因為在這一段時間里，故障并末消除，因此保護2在故障電流的作用下仍處于啟動狀態(tài)。②應(yīng)包括故障線路保護1中時間繼電器的實際動作時間比整定時間大的正誤差。③應(yīng)包括保護2中時間繼電器可能比預(yù)定的時間提早動作的負誤差。④應(yīng)包括如果保護2中的測量元件（電流繼電器）在外部故障切除后，由于慣性的影響而不能立即返回的延時。⑤考慮一定的裕度。 對于通常采用的斷路器和間接作用的二次式繼電器而言，的數(shù)值位于s之間。為了能夠保護本線路的全長，限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時，具有足夠的反應(yīng)能力，這個能力通常用靈敏系數(shù)來衡量。對反應(yīng)于數(shù)值上升而動作的過量保護裝置。靈敏系數(shù)的含義是 式中故障參數(shù)(如電流、電壓等)的計算值，應(yīng)根據(jù)實際情況合理地采用最不利于保護動作的系線運行方式和故障類型來選定。但不必考慮可能性很小的特殊情況。對保護2的限時電流速斷而言，即應(yīng)采用系統(tǒng)最小運行方式下線路AB末端發(fā)生兩相短路時的短路電流作為故障參數(shù)的計算值。設(shè)此電流為，代入上式中則靈敏系數(shù)為 式（）為了保證在線路末端短路時，保護裝置一定能夠動作，對限時電流速斷保護應(yīng)要求。過電流保護通常是指其起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(yīng)該啟動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，則能反應(yīng)于電流的增大而動作，在一般情況下，它不僅