【正文】 以后，AAT才能動(dòng)作，投入備用電源；（2）常用（工作）電源因負(fù)荷側(cè)故障被繼電保護(hù)切除或備用電源無(wú)電時(shí)，AAT均不應(yīng)動(dòng)作；（3）常用電源正常的停電操作時(shí)，AAT裝置不準(zhǔn)動(dòng)作，以防備用電源投入；（4）AAT裝置只能動(dòng)作一次；（5）AAT的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)使得負(fù)荷停電的時(shí)間最短。自動(dòng)重合閘裝置（ARC裝置）也是一種反事故裝置，它主要裝設(shè)在有架空線(xiàn)路出線(xiàn)的斷路器上。當(dāng)架空線(xiàn)路發(fā)生故障，由繼電保護(hù)裝置動(dòng)作斷開(kāi)后，同時(shí)啟動(dòng)ARC裝置，經(jīng)過(guò)一定時(shí)限ARC裝置使斷路器重新臺(tái)上，若線(xiàn)路的故障是瞬時(shí)性的，則重合成功又恢復(fù)供電，若線(xiàn)路故障是永久性的，再借助繼電保護(hù)將線(xiàn)路切斷。對(duì)其基本要求是：（1）在考慮保護(hù)裝置的復(fù)歸、故障點(diǎn)去游離后絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)、斷路器操作機(jī)構(gòu)的復(fù)歸及其準(zhǔn)備好再次合閘的時(shí)間的情況下，要求自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作時(shí)間愈短愈好。（2）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合。當(dāng)運(yùn)行人員手動(dòng)操作控制開(kāi)關(guān)或通過(guò)遙控裝置使斷路器跳閘時(shí)，屬于正常運(yùn)行操作，自動(dòng)重合閘裝置不應(yīng)動(dòng)作。（3）手動(dòng)合閘于故障線(xiàn)路時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘后，不應(yīng)重合。因?yàn)樵谑謩?dòng)合閘前，線(xiàn)路上還沒(méi)有電壓，如果合閘到故障線(xiàn)路，則線(xiàn)路故障多為永久性故障，即使重合也不會(huì)成功。（4）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作應(yīng)符合規(guī)定。對(duì)工廠而言，無(wú)特殊要求時(shí)，對(duì)架空線(xiàn)路只重合一次，對(duì)電纜線(xiàn)路不采用ARC，因?yàn)殡娎|瞬時(shí)性故障的機(jī)率較小。（5）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。這對(duì)于雷擊機(jī)會(huì)較多的線(xiàn)路是非常必要的。（6）自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)能在重合閘動(dòng)作后或重合閘動(dòng)作前，加速繼電保護(hù)的動(dòng)作。自動(dòng)重合閘裝置與繼電保護(hù)相互配合，可加速切除故障。（7）自動(dòng)重合閘裝置可自動(dòng)閉鎖。當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（如操作機(jī)構(gòu)氣壓或液壓低）不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘時(shí)，或某些保護(hù)動(dòng)作不允許自動(dòng)合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。民用建筑配電系統(tǒng)中，應(yīng)如何考慮采用的保護(hù)方案？答：一般民用建筑配電系統(tǒng)的高壓側(cè)為10kV小接地系統(tǒng)，低壓側(cè)為380V/220V中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。用電設(shè)備一般為380V動(dòng)力設(shè)備（也包括少部分低壓動(dòng)力設(shè)備，如電加熱設(shè)備）和220V照明設(shè)備（也包括部分36V安全電壓的照明設(shè)備）。此外，一些明用建筑配電系統(tǒng)中還有少量的大型動(dòng)力設(shè)備使用高壓（3kV或6kV）電動(dòng)機(jī)，這部分設(shè)備數(shù)量雖然很少，但負(fù)荷的性質(zhì)很重要，一般為一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷，且設(shè)備很貴重，也需要進(jìn)行保護(hù)。民用建筑配電系統(tǒng)中，對(duì)于不同的變配電設(shè)備應(yīng)采用不同的保護(hù)，主要有：（1）供電線(xiàn)路：過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、單相接地保護(hù)、雷電過(guò)電壓保護(hù)、操作過(guò)電壓保護(hù)等。（2）變壓器：過(guò)載保護(hù)、內(nèi)部短路保護(hù)、接線(xiàn)端子短路、雷電過(guò)電壓保護(hù)等。（3）各種用電負(fù)荷：過(guò)載保護(hù)、各種短路保護(hù)等。同樣，民用建筑配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)也要滿(mǎn)足選擇性、靈敏性、可靠性以及靈活性的要求。二、分析題畫(huà)出三段式電流保護(hù)歸總式原理圖，并說(shuō)明各段保護(hù)的構(gòu)成以及采用的接線(xiàn)方式。答：保護(hù)原理如圖71所示。在原理圖中，各保護(hù)元件線(xiàn)圈與觸點(diǎn)作為一個(gè)整體出現(xiàn)，圖71 保護(hù)原理通過(guò)各元件的連接關(guān)系說(shuō)明保護(hù)的動(dòng)作原理。圖中：電流I段：無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，包括圖中的電流繼電器KAKA2，中間繼電器KM和信號(hào)繼電器KS1，采用兩相兩繼電器不完全星形接線(xiàn)方式，KAKA2電流取自A、C兩相的電流互感器二次側(cè)；電流II段：限（延）時(shí)電流速斷保護(hù)，包括圖中的電流繼電器KAKA4，時(shí)間繼電器KT1和信號(hào)繼電器KS2，采用兩相兩繼電器不完全星形接線(xiàn)方式，KAKA4電流取自A、C兩相的電流互感器二次側(cè)；電流III段：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，包括圖中的電流繼電器KAKAKA7，時(shí)間繼電器KT2和信號(hào)繼電器KS3，采用兩相三繼電器接線(xiàn)方式，KAKA6電流取自A、C兩相的電流互感器二次側(cè)，KA7電流為A、C兩相的電流互感器二次側(cè)電流之和，等價(jià)于引入了B相電流，當(dāng)用于Y/d接線(xiàn)變壓器原后備時(shí)，可以提高保護(hù)的靈敏度。圖72所示中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，畫(huà)出在線(xiàn)路L3的k點(diǎn)發(fā)生單相金屬性接地時(shí)電容電流的分布，并指出電壓、電流有哪些特點(diǎn)？ 圖72 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)答：此時(shí)，電容電流的分布如圖所示：電壓、電流特點(diǎn)：故障相電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高為線(xiàn)電壓；同一電壓級(jí)的全電網(wǎng)均出現(xiàn)相同的零序電壓，大小等于相電壓；故障相電容電流為零，非故障相對(duì)地電容電流增大倍，使電網(wǎng)出現(xiàn)零序電流；非故障線(xiàn)路保護(hù)安裝處零序電流為本線(xiàn)路電容電流，故障線(xiàn)路保護(hù)安裝處零序電流為所有非故障線(xiàn)路電容電流總和；故障點(diǎn)接地電流為所有線(xiàn)路（包括故障以及非故障）對(duì)地電容電流之和；故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路零序電流大小不同，方向相反。 圖73所示網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)，裝設(shè)方向過(guò)電流保護(hù)，分析說(shuō)明哪些保護(hù)需要裝設(shè)方向元件。圖72 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意答:此類(lèi)問(wèn)題考慮時(shí)，首先，按照已裝設(shè)了方向元件，取網(wǎng)絡(luò)末端最靠近負(fù)荷處短路，計(jì)算此時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，同方向按照階梯原則計(jì)算，全部計(jì)算完之后，每個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間取計(jì)算中的大者；其次考慮方向元件裝設(shè)，對(duì)于背靠背（同一母線(xiàn)上，通過(guò)短路電流方向相異）的保護(hù)，若是二者動(dòng)作時(shí)間相同，則均需裝設(shè)方向元件，若是不等，則只需對(duì)小時(shí)限保護(hù)裝設(shè)方向元件。首先，計(jì)算保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限：，，，，；可見(jiàn)需要裝設(shè)方向元件的是保護(hù)保護(hù)7應(yīng)加方向元件。圖74所示為相間短路保護(hù)中功率方向繼電器的接線(xiàn)，判別其否為90176。接線(xiàn)方式，并指出錯(cuò)誤接線(xiàn)。圖74 相間短路保護(hù)中功率方向繼電器的接線(xiàn)答：按照90176。接線(xiàn)方式的定義（當(dāng)時(shí)，引入繼電器的電流與引入繼電器電壓相差為90176。，超前），KPKP3接線(xiàn)是錯(cuò)誤的；KP2雖然上理論上接線(xiàn)正確（引入為），但為防止接線(xiàn)錯(cuò)誤，不宜采用。確定圖75所示網(wǎng)絡(luò)中各斷路器相間短路及接地短路的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限,，并對(duì)兩類(lèi)保護(hù)進(jìn)行評(píng)判。圖75 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意答：對(duì)于相間短路的過(guò)電流保護(hù)，確定各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為：，，；對(duì)于接地短路的過(guò)電流保護(hù)，確定各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為：，。可以看出，由于零序網(wǎng)一般小于正序網(wǎng)，同一位置處，相間短路過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一般高于接地短路過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，因此，零序電流保護(hù)相比于全電流保護(hù)具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)作迅速和保護(hù)區(qū)穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)。三、計(jì)算題如圖76所示網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)，試求保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。圖中所示電壓為電網(wǎng)額定電壓，單位長(zhǎng)度線(xiàn)路阻抗為，可靠系數(shù)。如果線(xiàn)路長(zhǎng)度加減少到50km、25km，重復(fù)上述計(jì)算，分析計(jì)算結(jié)果，得出結(jié)論。圖76 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意解：AB線(xiàn)路長(zhǎng)75km時(shí)，保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流為：靈敏度校驗(yàn)考慮最小保護(hù)范圍：AB線(xiàn)路長(zhǎng)50km時(shí)，保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流為：靈敏度校驗(yàn)考慮最小保護(hù)范圍：AB線(xiàn)路長(zhǎng)25km時(shí)，保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流為：靈敏度校驗(yàn)考慮最小保護(hù)范圍：，由于長(zhǎng)度不可能為負(fù)值，此時(shí)已經(jīng)沒(méi)有最小保護(hù)范圍結(jié)論：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式確定時(shí)，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流以及保護(hù)范圍與線(xiàn)路長(zhǎng)度有關(guān)，線(xiàn)路越短，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍越小，甚至失去。如圖77所示網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)，線(xiàn)路裝設(shè)階段式電流保護(hù)，試對(duì)保護(hù)1的無(wú)時(shí)限以及延時(shí)電流速斷保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。圖中所示電壓為電網(wǎng)額定電壓，單位長(zhǎng)度線(xiàn)路阻抗為，可靠系數(shù)，時(shí)限級(jí)差。圖77 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意解：保護(hù)1的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)：1）動(dòng)作電流，按照躲過(guò)被保護(hù)線(xiàn)路末端發(fā)生短路的最大短路電流的原則進(jìn)行整定：一次側(cè)：繼電器側(cè)：2）動(dòng)作時(shí)限，只需考慮繼電器本身固有的時(shí)延：3）保護(hù)靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算最小保護(hù)范圍，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求：，可見(jiàn)，靈敏度滿(mǎn)足要求。保護(hù)1的延時(shí)電流速斷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流，按照與相鄰線(xiàn)路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合的原則進(jìn)行整定：一次側(cè)：繼電器側(cè)：（2）動(dòng)作時(shí)限：按照與相鄰I段配合的原則考慮：（3）靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求： 可見(jiàn)，靈敏度滿(mǎn)足要求。如圖78所示網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)，AB、BC、BD線(xiàn)路上均裝設(shè)三段式電流保護(hù),變壓器裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。圖中所示電壓為電網(wǎng)額定電壓，單位長(zhǎng)度線(xiàn)路阻抗為。已知可靠系數(shù)，，自起動(dòng)系數(shù)，返回系數(shù)，時(shí)限級(jí)差，其它參數(shù)如圖示。變壓器阻抗值為歸算至115kV的有名值。試對(duì)AB線(xiàn)路保護(hù)1的三段式電流保護(hù)進(jìn)行整定。 圖78 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意解：（一）無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。（1）動(dòng)作電流，按照躲過(guò)被保護(hù)線(xiàn)路末端發(fā)生短路的最大短路電流的原則進(jìn)行整定：（2）動(dòng)作時(shí)限，只需考慮繼電器本身固有的時(shí)延：3）保護(hù)靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算最小保護(hù)范圍，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求：，可見(jiàn)，靈敏度滿(mǎn)足要求。（二）延時(shí)電流速斷保護(hù)。（1）動(dòng)作電流，按照與相鄰線(xiàn)路的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合的原則進(jìn)行整定：與BC線(xiàn)路配合，與BD線(xiàn)路配合，取大者，（2）動(dòng)作時(shí)限：按照與相鄰I段配合的原則考慮：（3）靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求： 可見(jiàn)，靈敏度不滿(mǎn)足要求。重新整定電流II段。（1）動(dòng)作電流，考慮相鄰線(xiàn)路與變壓器構(gòu)成線(xiàn)路變壓器組，相鄰線(xiàn)路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)整定時(shí)，短路點(diǎn)取在變壓器末端。與BC線(xiàn)路配合，與BD線(xiàn)路配合，取大者，（2）動(dòng)作時(shí)限：相鄰元件保護(hù)為速斷保護(hù)，故而（3）靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求： 可見(jiàn)，靈敏度滿(mǎn)足要求。（三）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（1）動(dòng)作電流，按照保證被保護(hù)元件通過(guò)最大負(fù)荷電流時(shí)，過(guò)電流保護(hù)不誤動(dòng)，并且在外部故障切除后能夠可靠返回的原則整定：（2）動(dòng)作時(shí)限：按照階梯原則考慮，（3）靈敏度校驗(yàn)。計(jì)算靈敏度系數(shù)，判別靈敏度是否滿(mǎn)足要求：近后備，遠(yuǎn)后備（BC），遠(yuǎn)后備（BD），可見(jiàn)，靈敏度能夠要求。某大型給水泵高壓電動(dòng)機(jī)的參數(shù)為：，，自啟動(dòng)系數(shù)。已知，電動(dòng)機(jī)端子處兩相短路電流為6000A，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)間為8s，擬采用電磁型電流繼電器，按照不完全星形接線(xiàn)方式組成高壓電動(dòng)機(jī)的電流速斷以及過(guò)負(fù)荷保護(hù)，電流互感器變比為400/5，整定上述保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間并校驗(yàn)靈敏度。解：對(duì)于電動(dòng)機(jī)的電流速斷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流。按照躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)電流原則考慮：（2）動(dòng)作時(shí)限（3）靈敏度校驗(yàn)靈敏度系數(shù)，可見(jiàn)，靈敏度滿(mǎn)足要求。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)：（1）動(dòng)作電流，按照躲過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電流考慮：（2）動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)大于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與自起動(dòng)時(shí)間，取如圖79所示，降壓變壓器采用BCH2型繼電器構(gòu)成縱差保護(hù),已知變壓器容量為，電壓為，接線(xiàn)，圖上電抗均為歸算到高壓側(cè)的有名值，電壓為電網(wǎng)額定電壓，10kV側(cè)最大負(fù)荷電流1060Ａ。電流互感器有如下標(biāo)準(zhǔn)變比：200/400/500/1000/1500/5。試決定保護(hù)動(dòng)作電流，基本側(cè)工作線(xiàn)圈匝數(shù)，非基本側(cè)平衡線(xiàn)圈匝數(shù)及靈敏度。 圖79 網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)示意解：首先，計(jì)算變壓器各側(cè)的額定電流，選出電流互感器的變比，計(jì)算電流互感器二次連接臂中的電流。計(jì)算結(jié)果列于下表71：表71 變壓器的計(jì)算數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)名稱(chēng)各側(cè)數(shù)據(jù)110kV側(cè)10kV側(cè)變壓器的額定電流（kA）電流互感器的接線(xiàn)方式ΔY電流互感器的計(jì)算變比==電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)變比=200/5=40=1000/5=200電流互感器二次連接臂電流（A）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇11kV側(cè)作為基本側(cè)，平衡繞組WbI接于基本側(cè)，WbII接于110kV側(cè)。其次，計(jì)算差動(dòng)保護(hù)一次側(cè)的動(dòng)作電流（a）按照躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流考慮：==（A）（b）按照躲過(guò)電流互感器二次回路斷線(xiàn)考慮：=1060=1378（A）（c）躲過(guò)外部故障時(shí)的最大不平衡電流考慮：外部短路時(shí)，最大短路電流歸算至基本側(cè)（11kV）為=因此，=[（11++）]=（A）取這三個(gè)計(jì)算值中最大者即為差動(dòng)保護(hù)基本側(cè)的一次動(dòng)作電流，所以=，差動(dòng)繼電器基本側(cè)動(dòng)作電流為=（A）第三，確定差動(dòng)繼電器各繞組的匝數(shù)該繼電器在保持/=2時(shí)，其動(dòng)作安匝數(shù)為=60/=，實(shí)際取為7匝。這是基本側(cè)差動(dòng)線(xiàn)圈的實(shí)際匝數(shù)和一組平衡線(xiàn)圈的實(shí)用匝數(shù)的和，即=6+1=7非基本側(cè)的平衡繞組匝數(shù)為=7/=，選定整定匝數(shù)為2匝。相對(duì)誤差為=|（）/（+6）|=||5%，因此不必重新計(jì)算動(dòng)作電流。第四，靈敏度校驗(yàn)。負(fù)荷側(cè)短路時(shí)的最小三相短路電流為：=反應(yīng)到電源側(cè)繼電器中為：=電源側(cè)差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流為：=60/（6+2）=（A）計(jì)算差動(dòng)繼電器的最小靈敏度系數(shù)：=2可見(jiàn)靈敏度滿(mǎn)足要求。第八章 防雷與接地習(xí)題與解答一、簡(jiǎn)答題什么是工作接地、保護(hù)接地、防雷接地？答：（1）工作接地：為保證電力系統(tǒng)正常工作而采取的接地，即星型連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式。（2）保護(hù)接地：一切正常不帶電而由于絕緣損壞有可能帶電的金屬部分（電氣設(shè)備金屬外殼、配電裝置的金屬構(gòu)架等）的接地，目的是設(shè)備絕緣損壞而使金屬外殼沒(méi)有危及人身安全的電壓。（3）防雷接地：使用防雷保護(hù)裝置（如避雷針、避雷線(xiàn)、避雷器）導(dǎo)泄雷電流的接地。何為接觸電壓和跨步電壓？答：（1）接觸電壓：當(dāng)人觸及漏電外殼，加于人手與腳之間的電壓，稱(chēng)為接觸電壓，手觸設(shè)備所承受的電壓。（2）跨步電壓：當(dāng)人在分布電壓區(qū)域內(nèi)跨開(kāi)一步，兩腳間（）所承受的電壓稱(chēng)為跨步電壓。雷電是如何產(chǎn)生的？答：積云的形成：地面濕氣受熱上升，在空中與不同冷熱氣團(tuán)相遇，凝成水滴或冰晶，形成積云。雷云的形成：積云在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到強(qiáng)氣流的作用，形成了帶有正負(fù)電荷的兩部分積云，這種帶電