【導(dǎo)讀】繼電保護可以保證電力系統(tǒng)正常運行，當(dāng)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時，能自動，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差保護和高頻保護，簡單介紹了這幾種保護的工作原理組成部件，整定計算，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 段動作阻抗。 —— 可靠系數(shù) relK 在被保護線路末端校驗距離 II 段靈敏度 Ks , ?? WZ IIIIse ts ZZK （ 321） 距離 II 段的動作 時限也應(yīng)與下一條線路的 II 段的動作時間配合，即比下一條線路 II 段的動作時限大一個時間級差，即 1, 2,III IIIt t t? ?? （ 222） 一般選擇 1, ? 。 （ 3） 距離 III 段 距離保護 III 段測量元件一般由起動元件兼任。當(dāng)采用阻抗元件時，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 III 段在正常運行及外部故障切除后本線路最大負荷自起動過程中，不能誤動作。所以，其動作阻抗 一般按躲開最小負荷阻抗 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） 24 采用全阻抗繼電器時 ,set III op IIIZZ? （ 324） 采用方向阻抗繼電器時 , cos ( )o p I I Iset I I I sLZZ??? ? （ 325） 由于負荷阻抗角 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 段的動作時間應(yīng)比所有相鄰元件的后備保護的動作時間大至少一個 t? 1, 2,III IIIt t t? ?? （ 326） 當(dāng)激勵 III 段作近后備時，其靈敏度按本線路末端金屬性短路故障來校驗， 靈敏度Ks， ,1 ,11 .5s e t IIIsWZZK Z?? （ 327） 當(dāng)距離 III 段作遠后備時，其靈敏度按相鄰線路末端金屬性短路故障來校驗，即,1 ,121 .2s e t IIIsW Z W ZZK ZZ??? （ 328） 線路的縱聯(lián)差動保護 距離保護的第 I 段，最多也只能瞬時切除被保護線路全長的 80%85%范圍以內(nèi)的故障，線路其余部分發(fā)生的短路，則要靠時限的保護來切除，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)保護原理作為輸電線路保護，以實現(xiàn)線路全長范圍內(nèi)故障無時限切除。 輸電線路的的縱聯(lián)差動保護 （簡稱縱差保護）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)光纖差動保護是最簡單的一種，它是用光導(dǎo)纖維作為通信信道的縱聯(lián)差動保護，尤其對于整定配合比較困難的短線路優(yōu)越性更明顯。光纖差動保護在線路保護中已經(jīng)應(yīng)用很廣泛了。 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 輸電線路的縱聯(lián)差動保護就是用某種 通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱向連接起來，將各端的電氣量 （電流、功率的方向等） 傳送到對端，將兩端的電氣量 進行 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的線路。 因此，從理論上講這種縱聯(lián)差動保護有絕對的選擇性。 縱聯(lián)差動保護的基本原理是基于比較被保護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) 保護工作原理說明（正常運行及區(qū)外故障） 當(dāng)線路正常運行或外部故障 （指在兩側(cè)電流互感器所包括的范圍之外故障）時，流入差動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。 但實際上，由于兩側(cè)電流互感器的勵磁特性不可能完全一致，因此，繼電器線圈會流入不平衡電流，繼 電器不動作。為了保證差動保護動作的選擇性，差動繼電器動作電流必須躲過最大不平衡電流。 如圖 所示，當(dāng) 被保護 線路內(nèi)部故障時，流入 差動 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 ，大于繼電器的動作電流，繼電器動作，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） 26 式中 KI? —— 流入故障點總的短路電流。 圖 線路縱聯(lián)差動保護區(qū)內(nèi)故障圖 從 以上分析可知，縱聯(lián)差動保護裝置的保護范圍就是線路兩側(cè)電流互感器之間的距離。保護范圍以外短路時，保護不動作，故不需要與相鄰元件的保護在動作值和動作時限上相互配合，因此，它可以實現(xiàn)全線瞬時動作切除故障。 但不能作相鄰元件的后備保護。 在線路正常運行或外部故障時，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 電壓為 220kV 及以上的電力系統(tǒng)中，為了保證其并列運行的穩(wěn)定性和提高輸送功率，在很多情況下，都要求保護裝置能無延時地從線路兩側(cè) 切除被保護線路任何一點的故障 。電流保護、距離保護等僅反應(yīng)線路本段電氣量變化，很難同時滿足高壓線路在選擇性和速動性上的要求。必須綜合反應(yīng)線路兩側(cè)故障電氣量，才能實現(xiàn)全線速動。但必須把故障特征信息可靠地傳送到對端，就必須借助于某種介質(zhì)通道。高頻保護就是 以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護。高頻保護廣泛應(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限快速原理保護。 高頻保護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，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成高頻電流通道，將此信號送至對端，以比較兩端電流的 相位或功率方向的一種保護裝置。 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 、保護間隙、接地隔離開關(guān)、高頻收發(fā)信機 部分組成。 目前，廣泛采用的高頻保護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） 27 護和相差高頻保護。 方向高頻保護的基本原理是以比較被保護線路兩端的功率 方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障 。 相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相位的保護 。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。若線路兩側(cè)電源電勢同相位，系統(tǒng)各元件阻抗角相等，則當(dāng)線路內(nèi)部故障時兩側(cè)電流同相位；當(dāng)外部故障時，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 ； 6— 刀閘 第 4 章 線路保護的選型 線路保護的選型 圖 瞬時電流速斷保護動作特性分析圖 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 28 圖 瞬時電流速斷保護原理接線圖 QFTAKA KT KSYT信號 圖 定時限過電流保護單相原理接線圖 1．本變電所線路的主保護采用瞬時電流速斷保護。 瞬時電流速斷保護動作特性分析圖和瞬時電流速斷保護原理接線 圖分別如圖 ， 所示。 2．本變電所線路的后備保護采用定時限過電流保護。 定時限過電流保護單相原理接線圖和定時限過電流保護工作原理圖分別如圖 所示。 總結(jié) 通過重點介紹了輸電線路的電流保護，并相應(yīng)進行了輸電線路的短路計算，三段整定及最后對輸電線路選型保護。我又一次學(xué)習(xí)了繼電保護，既了解了繼電保護對于電網(wǎng)的重要性，又了解了輸電線路的電流保護，接地保護，距離保護，縱差保護和高頻保護。 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 參考文獻 [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》 ． 中國電力出版社 ． 2020． 39~48 [4] 賀家李 ． 《電力系統(tǒng) 繼電保護原理》 ． 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)繼電保護原理及應(yīng)用》 ． 機械工業(yè)出版社 ． 2020． 134~153 [6] 郭培源 ． 《電力系統(tǒng)自動控制新技術(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》 ． 機械工業(yè)出版社 ． 2020． 14~17 [8] 崔家佩 ． 《電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算》 ． 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》 ． 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》 ． 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?？茖W(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 30 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)論文（設(shè)計） 31