【導(dǎo)讀】繼電保護(hù)可以保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)，迅速，有選擇的將故障元件從系統(tǒng)中切除，以免故障元件繼續(xù)遭到破壞，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以平湖六店110KV變電站的輸電線路和電氣接線方式作為主?？v差保護(hù)和高頻保護(hù)，簡(jiǎn)單介紹了這幾種保護(hù)的工作原理組成部件，整定計(jì)算，影響因素等方面。

　　

【正文】 I W Z o p IZ Z Z?? （ 320） 式中 ,2,opIZ —— 相鄰線路距離 I 段動(dòng)作阻抗。 —— 可靠系數(shù) relK 在被保護(hù)線路末端校驗(yàn)距離 II 段靈敏度 Ks , ?? WZ IIIIse ts ZZK （ 321） 距離 II 段的動(dòng)作 時(shí)限也應(yīng)與下一條線路的 II 段的動(dòng)作時(shí)間配合，即比下一條線路 II 段的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)間級(jí)差，即 1, 2,III IIIt t t? ?? （ 222） 一般選擇 1, ? 。 （ 3） 距離 III 段 距離保護(hù) III 段測(cè)量元件一般由起動(dòng)元件兼任。當(dāng)采用阻抗元件時(shí)，可選擇全阻抗繼電器，若靈敏度不夠，也可選擇方向阻抗繼電器。距離保護(hù) III 段在正常運(yùn)行及外部故障切除后本線路最大負(fù)荷自起動(dòng)過程中，不能誤動(dòng)作。所以，其動(dòng)作阻抗 一般按躲開最小負(fù)荷阻抗 來整定， , , m i n , m a x0 . 911o p I I I Lr e l r e s t r e l r e s t LUZZk k k k k k I ??? （ 323） 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 采用全阻抗繼電器時(shí) ,set III op IIIZZ? （ 324） 采用方向阻抗繼電器時(shí) , cos ( )o p I I Iset I I I sLZZ??? ? （ 325） 由于負(fù)荷阻抗角 L? 較小，一般在 0o～ 25o 之間。 采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器的靈敏度要高，其靈敏系數(shù)是全阻抗繼電器的)cos( 1 loaset ?? ?倍。 距離 III 段的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比所有相鄰元件的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大至少一個(gè) t? 1, 2,III IIIt t t? ?? （ 326） 當(dāng)激勵(lì) III 段作近后備時(shí)，其靈敏度按本線路末端金屬性短路故障來校驗(yàn)， 靈敏度Ks， ,1 ,11 .5s e t IIIsWZZK Z?? （ 327） 當(dāng)距離 III 段作遠(yuǎn)后備時(shí)，其靈敏度按相鄰線路末端金屬性短路故障來校驗(yàn)，即,1 ,121 .2s e t IIIsW Z W ZZK ZZ??? （ 328） 線路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 距離保護(hù)的第 I 段，最多也只能瞬時(shí)切除被保護(hù)線路全長的 80%85%范圍以內(nèi)的故障，線路其余部分發(fā)生的短路，則要靠時(shí)限的保護(hù)來切除，這在高電壓大容量的電力系統(tǒng)中，往往不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，必須采用縱聯(lián)保護(hù)原理作為輸電線路保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)線路全長范圍內(nèi)故障無時(shí)限切除。 輸電線路的的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) （簡(jiǎn)稱縱差保護(hù)）隨著 采用的通道不同，在裝置原理、結(jié)構(gòu)、性能和適用范圍方面具有很大差別。縱聯(lián)光纖差動(dòng)保護(hù)是最簡(jiǎn)單的一種，它是用光導(dǎo)纖維作為通信信道的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，尤其對(duì)于整定配合比較困難的短線路優(yōu)越性更明顯。光纖差動(dòng)保護(hù)在線路保護(hù)中已經(jīng)應(yīng)用很廣泛了。 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 輸電線路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)就是用某種 通信通道將輸電線路兩端的保護(hù)裝置縱向連接起來，將各端的電氣量 （電流、功率的方向等） 傳送到對(duì)端，將兩端的電氣量 進(jìn)行 比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外，從而決定是否切斷被保護(hù)的線路。 因此，從理論上講這種縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)有絕對(duì)的選擇性。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理是基于比較被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相位原理構(gòu)成的。 下面以短線路為例來說明。 如 圖 所示。在線路的兩端裝設(shè)特性和變比完全相同的電流互感器，兩側(cè)電流互感器一次回路的正極性均接于靠近母線的一側(cè)，二次回路的同極性端子相連接，差動(dòng)繼電器則并聯(lián)在電 流互感器的二次端子上。 圖 線路縱聯(lián) 保護(hù)工作原理說明（正常運(yùn)行及區(qū)外故障） 當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障 （指在兩側(cè)電流互感器所包括的范圍之外故障）時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流是兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差，近似為零，也就是相當(dāng)于繼電器中沒有電流流過，即流入繼電器線圈的電流為 ()() MN Kg m n T A T AII II I I nn?? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 329） 式中 nTA—— 電流互感器變比。 但實(shí)際上，由于兩側(cè)電流互感器的勵(lì)磁特性不可能完全一致，因此，繼電器線圈會(huì)流入不平衡電流，繼 電器不動(dòng)作。為了保證差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流必須躲過最大不平衡電流。 如圖 所示，當(dāng) 被保護(hù) 線路內(nèi)部故障時(shí)，流入 差動(dòng) 繼電器線圈的電流為兩側(cè) 電流互感器二次側(cè)電流之和 ，大于繼電器的動(dòng)作電流，繼電器動(dòng)作，將線路兩側(cè)的斷路器跳開。即流入繼電器線圈的電流為 ()() MN Kg m n T A T AII II I I nn?? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 330） 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 式中 KI? —— 流入故障點(diǎn)總的短路電流。 圖 線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障圖 從 以上分析可知，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置的保護(hù)范圍就是線路兩側(cè)電流互感器之間的距離。保護(hù)范圍以外短路時(shí)，保護(hù)不動(dòng)作，故不需要與相鄰元件的保護(hù)在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上相互配合，因此，它可以實(shí)現(xiàn)全線瞬時(shí)動(dòng)作切除故障。 但不能作相鄰元件的后備保護(hù)。 在線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致，以致反映在電流互感器二次回路的電流不等，繼電器中將通過不平衡電流。 線路的高頻保護(hù) 電壓為 220kV 及以上的電力系統(tǒng)中，為了保證其并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和提高輸送功率，在很多情況下，都要求保護(hù)裝置能無延時(shí)地從線路兩側(cè) 切除被保護(hù)線路任何一點(diǎn)的故障 。電流保護(hù)、距離保護(hù)等僅反應(yīng)線路本段電氣量變化，很難同時(shí)滿足高壓線路在選擇性和速動(dòng)性上的要求。必須綜合反應(yīng)線路兩側(cè)故障電氣量，才能實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)。但必須把故障特征信息可靠地傳送到對(duì)端，就必須借助于某種介質(zhì)通道。高頻保護(hù)就是 以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護(hù)。高頻保護(hù)廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是比較成熟和完善的一種無時(shí)限快速原理保護(hù)。 高頻保護(hù)的工作原理是將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成高頻電流通道，將此信號(hào)送至對(duì)端，以比較兩端電流的 相位或功率方向的一種保護(hù)裝置。 高頻通道有 “ 相 — 相 ” 制和 “ 相 — 地 ” 制 兩種方式，前者以輸電線路的兩相作為高頻加工通道，它的傳輸效率 高，但用的高頻加工設(shè)備多，造價(jià)高 ；后者僅采用一相線路，設(shè)備少，投資少。目前，許多國家都采用這種后者。圖 所示為為 “ 相 — 地 ” 制高頻通道。它由輸電線路、高頻阻波器、結(jié)合電容器、連接濾波器、高頻電纜 、保護(hù)間隙、接地隔離開關(guān)、高頻收發(fā)信機(jī) 部分組成。 目前，廣泛采用的高頻保護(hù)按工作原理的不同可分為兩大類，既方向高頻保浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 護(hù)和相差高頻保護(hù)。 方向高頻保護(hù)的基本原理是以比較被保護(hù)線路兩端的功率 方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障 。 相差高頻保護(hù)的基本原理是比較兩端電流的相位的保護(hù) 。規(guī)定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負(fù)。若線路兩側(cè)電源電勢(shì)同相位，系統(tǒng)各元件阻抗角相等，則當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)電流同相位；當(dāng)外部故障時(shí)，兩側(cè)電流相位差為 180176。，它就是利用這種原理構(gòu)成的保護(hù)裝置。 圖 高頻通道的構(gòu)成示意圖 1— 阻波器 ； 2— 組合電容器 ； 3— 連接濾波器 ； 4— 高頻電纜 ； 5— 高頻收發(fā)信機(jī) ； 6— 刀閘 第 4 章 線路保護(hù)的選型 線路保護(hù)的選型 圖 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作特性分析圖 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 圖 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線圖 QFTAKA KT KSYT信號(hào) 圖 定時(shí)限過電流保護(hù)單相原理接線圖 1．本變電所線路的主保護(hù)采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作特性分析圖和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線 圖分別如圖 ， 所示。 2．本變電所線路的后備保護(hù)采用定時(shí)限過電流保護(hù)。 定時(shí)限過電流保護(hù)單相原理接線圖和定時(shí)限過電流保護(hù)工作原理圖分別如圖 所示。 總結(jié) 通過重點(diǎn)介紹了輸電線路的電流保護(hù)，并相應(yīng)進(jìn)行了輸電線路的短路計(jì)算，三段整定及最后對(duì)輸電線路選型保護(hù)。我又一次學(xué)習(xí)了繼電保護(hù)，既了解了繼電保護(hù)對(duì)于電網(wǎng)的重要性，又了解了輸電線路的電流保護(hù)，接地保護(hù)，距離保護(hù)，縱差保護(hù)和高頻保護(hù)。 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 29 參考文獻(xiàn) [1] 嘉興恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司組編 ． 《恒光電建安全生產(chǎn)規(guī)章制度匯編》 ． 恒光電建 ． 2020 [2] 嘉興恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司 ． 《嘉興恒光電建有限責(zé)任公司安全管理制度匯編》 ． 恒光電建 ． 2020 [3] 谷水清 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》 ． 中國電力出版社 ． 2020． 39~48 [4] 賀家李 ． 《電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)原理》 ． 中國電力出版社 ． 2020． 170~188 [5] 楊正理，黃其新，王士政 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及應(yīng)用》 ． 機(jī)械工業(yè)出版社 ． 2020． 134~153 [6] 郭培源 ． 《電力系統(tǒng)自動(dòng)控制新技術(shù)》 ． 科學(xué)出版社 ． 2020． 74~92 [7] 陳少華，陳衛(wèi)，何瑞文 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》 ． 機(jī)械工業(yè)出版社 ． 2020． 14~17 [8] 崔家佩 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算》 ． 中國電力出版社 ． 2020． 50~73 [9] 馬麗英 ． 《供用電網(wǎng)絡(luò)斷電保護(hù)》 ． 中國電力出版社 ． 2020． 12~48 [10] 馬永翔，王世榮 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》 ． 北京大學(xué)出版社，中國林業(yè)出版社 ． 2020． 151~153 附錄 1 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 30 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 31