【正文】 級輸電線路的繼電保護(hù)要求做了原則性的規(guī)定，在選擇輸電線路的繼電保護(hù)時，應(yīng)以《規(guī)定》為參照，結(jié)合具體的電網(wǎng)進(jìn)行全面的考慮。 輸電線路發(fā)生相間短路故障時，最主要的特征之一就是故障相的電流增大，故障相間電壓降低。利用故障相的電流增大，并當(dāng)電流大到某一預(yù)定值時保護(hù)動作，可以構(gòu)成輸電線路的電流保護(hù)。根據(jù)整定值選取原則不同，電流保護(hù)分為無時限電流速斷、帶時限電流速斷和定時限過電流保護(hù)三種。利用故障相間電壓降低，并當(dāng)電壓低到某一預(yù)定值時保護(hù)動作，可以構(gòu)成輸電線路的欠電壓保護(hù)。1）相間短路的電流、電壓保護(hù)①無時限電流速斷保護(hù) 當(dāng)輸電線路出現(xiàn)短路故障時，繼電保護(hù)以盡可能短的動作時限切除故障線路，可以最大限度地減少設(shè)備損壞，縮小停電范圍。因此，輸電線路上裝設(shè)繼電保護(hù)時，在滿足選擇性、可靠性的條件下，應(yīng)該具有盡可能短的動作時間。無時限電流速斷保護(hù)（也稱為電流保護(hù)I段）就是這樣的保護(hù)裝置，它是反映電流增大并能瞬時動作的繼電保護(hù)，其工作原理可以用圖61所示的單側(cè)電源輻射式網(wǎng)絡(luò)來說明。圖61 無時限電流速斷保護(hù)動作特性分析②帶時限電流速斷保護(hù) 由于無時限電流速斷保護(hù)不能保護(hù)整條線路，就需要增設(shè)新的保護(hù)，用來切除本段范圍內(nèi)無時限電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，并能作為無時限電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。新增設(shè)的保護(hù)要求能保護(hù)整條線路，它的保護(hù)范圍就必然延伸到下一段線路，為了保證選擇性，新保護(hù)必須帶有一定的動作時限以便和無時限電流速斷保護(hù)進(jìn)行配合，動作時限的長短與延伸的范圍有關(guān)，為了使時限盡可能縮短，一般要求它的保護(hù)范圍不超過下一段線路的無時限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，這樣它的動作時限只要比下一段無時限電流速斷保護(hù)的動作時限大一個時間階梯Δt（）就可以了，這種帶有Δt動作時限且能保護(hù)整條線路，反映電流增大而動作的保護(hù)稱為帶時限電流速斷保護(hù)，也稱為電流保護(hù)Ⅱ段。帶時限電流速斷保護(hù)的工作原理及整定原則可用圖62進(jìn)行說明。圖62 帶時限電流速斷保護(hù)工作原理及整定說明圖③定時限過電流保護(hù) 無時限電流速斷保護(hù)動作迅速但卻不能保護(hù)整條線路，帶時限電流速斷保護(hù)能保護(hù)整條線路，但卻不能作為下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。定時限過電流保護(hù)的動作電流按躲過最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定，但為了保證選擇性，其動作時限較長，所以定時限過電流保護(hù)往往用作后備保護(hù)，它能作為本線路的近后備保護(hù)，同時也能作為下一段線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。定時限過電流保護(hù)簡稱為過電流保護(hù)，也稱為電流保護(hù)Ⅲ段。過電流保護(hù)的工作原理可用圖63來說明。圖63 過電流保護(hù)的工作原理及時限特性說明④反時限過電流保護(hù)保護(hù)的動作時限隨故障電流的增大而減小的過電流保護(hù)裝置稱為反時限過電流保護(hù)。這種保護(hù)主要是利用GL型感應(yīng)式電流繼電器的反時限特性構(gòu)成。反時限過電流保護(hù)與定時限過電流保護(hù)的區(qū)別在于動作時限隨流過保護(hù)安裝處的短路電流大小而變化，短路點(diǎn)距離電源越近，短路電流越大，保護(hù)裝置的動作時限就越短。反時限過電流保護(hù)動作電流的整定原則與定時限過電流保護(hù)相同，即按躲過線路的最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定。為了保證選擇性，反時限過電流保護(hù)的動作時限也應(yīng)按照時間階梯原則來確定。但由于反時限電流繼電器的動作時限與流過線圈的短路電流的大小有關(guān)，因而與相鄰線路之間的時限配合比較復(fù)雜，需要根據(jù)短路電流的實(shí)際數(shù)值大小進(jìn)行配合。下面以圖64所示的網(wǎng)絡(luò)來說明反時限電流保護(hù)動作時限的整定方法 圖64 反時限過電流保護(hù)的動作時限配合（短路點(diǎn)距離與動作時間的關(guān)系）⑤電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù) 在三段式電流保護(hù)中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大時，無時限電流速斷保護(hù)作為第I段電流主保護(hù)時，在最小運(yùn)行方式下其保護(hù)范圍很小，甚至沒有保護(hù)范圍。采用電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)代替無時限電流速斷保護(hù)作為三段式電流保護(hù)的第I段保護(hù)，可以在不增設(shè)保護(hù)動作時限的前提下，擴(kuò)大保護(hù)范圍。2） 相間短路的方向電流保護(hù) 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及用戶對用電可靠性的提供，出現(xiàn)了更多的雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)或者單側(cè)電 源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，由于線路兩側(cè)都存在電源，在線路上發(fā)生短路故障時，需要用斷路器將兩側(cè)電源全部斷開，才能切除故障。故障線路切除后，網(wǎng)絡(luò)中的其他部分通過單電源繼續(xù)供電，保障了用電的可靠性。 為此，需要在原有的電流保護(hù)基礎(chǔ)上加裝一個功率方向判別元件——功率方向繼電器，并且規(guī)定短路功率方向由母線流向線路時為正方向。只有當(dāng)線路中的短路功率方向與規(guī)定的正方向相同時，保護(hù)才動作。加裝了方向元件的電流保護(hù)稱為方向電流保護(hù)。3） 接地保護(hù) 反映輸電線路相間短路故障的保護(hù)能夠在輸電線路上發(fā)生相間短路時動作于斷路器的跳閘，但這些保護(hù)在輸電線路發(fā)生單相接地故障時偶爾會不反應(yīng)。所以，對于輸電線路的接地短路故障，應(yīng)裝設(shè)反映接地故障的保護(hù)裝置。 我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有兩種：一是中性點(diǎn)直接接地，這種系統(tǒng)稱為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或大接地電流系統(tǒng)；二是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地，這種系統(tǒng)稱為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)或小接地電流系統(tǒng)。 在我國，一般110KV及以上電壓等級的電網(wǎng)，均采用中性點(diǎn)直接接地的方式，而35KV及以下的電網(wǎng)，則采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。4） 距離保護(hù) 三段式電流、電壓保護(hù)，接線簡單、工作可靠，因而在電力系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用。但隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)的電壓等級不斷提高，輸電距離及傳輸功率不斷增長，系統(tǒng)的運(yùn)行方式也更加復(fù)雜，三段式電流、電壓保護(hù)在這種電網(wǎng)中應(yīng)用時難以滿足要求。例如，無時限電流速斷保護(hù)及帶時限電流速斷保護(hù)在運(yùn)行方式變化頻繁的復(fù)雜電網(wǎng)中應(yīng)用時，電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍變化較大，有時甚至沒有保護(hù)范圍，其選擇性和靈敏性難以保證；而過電流保護(hù)應(yīng)用于長距離、重負(fù)荷電網(wǎng)時，其最大負(fù)荷電流往往大于線路末端發(fā)生相間短路時的短路電流，所以其靈敏性難以滿足要求；對于多電源的復(fù)雜電網(wǎng)，方向過電流保護(hù)的動作時限往往不能按選擇性要求來整定，而且靠近電源側(cè)的保護(hù)的動作時限較長，不能滿足電力系統(tǒng)對保護(hù)快速性的要求。因此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用性能更加完善的保護(hù)裝置，距離保護(hù)就是其中的一種。5） 自動重合閘 電力系統(tǒng)的故障中，大多數(shù)是輸電線路（尤其是架空線路）的故障，而且故障大多是暫時性的。如由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)、大風(fēng)引起的短時碰線、鳥類以及樹枝等掉落在導(dǎo)線上引起的短路等。當(dāng)線路被繼電保護(hù)裝置迅速切除后，故障點(diǎn)的電弧即自行熄滅，絕緣強(qiáng)度也重新恢復(fù)，外界引起故障的物體被移開或因燒掉而消失。此時，如果把斷開的線路斷路器再合上，就能夠恢復(fù)正常供電。因此，稱這類故障是暫時性故障（或瞬時性故障）。除此之外，也有永久性故障，如由于線路倒桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在線路被斷開后，它們?nèi)匀皇谴嬖诘?。這時，即使再合上斷路器，由于故障依然存在，線路還會被繼電保護(hù)再次斷開，不能恢復(fù)正常供電。 由于線路中的暫時性故障具有短時性，因此，當(dāng)線路被斷開后再進(jìn)行一次重合閘以恢復(fù)供電，可顯著提高供電的可靠性。重新合上斷路器的工作可由人工手動操作，但手動操作較慢，停電時間較長，此時用戶的電動機(jī)多數(shù)可能已經(jīng)停轉(zhuǎn)，這樣重合閘的效果并不顯著，對于高壓和超高壓線路可能會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此，在電力系統(tǒng)中廣泛采用自動重合閘裝置（簡稱AAR）代替人工手動，當(dāng)斷路器跳閘后，它能自動將斷路器重新合閘。 自動重合閘的作用如下：1） 在輸電線路發(fā)生短時性故障時，可迅速恢復(fù)供電，從而大大提高供電的可靠性，對于單側(cè)電源的單向線路，效果尤為顯著。2） 對于雙側(cè)電源的高壓輸電線路，可以提高系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。3） 可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動作引起的無跳閘。4） 在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，有些情況下由于考慮重合閘的作用，可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資。 自動重合閘裝置不能識別瞬時性故障和永久性故障，因此，在線路斷開后，重新合閘不能保 證成功。當(dāng)重合于永久性故障時，電力系統(tǒng)將再次承受故障電流的沖擊。短時間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流會使斷路器的工作條件變壞，特別是油斷路器，在第一次跳閘時，電弧在油中燃燒，使油的絕緣強(qiáng)度降低，一般約降低為額定切斷容量的80%左右。因而，在短路容量比較大的電力系統(tǒng)中上述不利條件往往限制了重合閘的使用。 自動重合閘的基本要求1） 動作迅速 在滿足故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)及斷路器消弧室和傳動機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動作所必需的時間條件下，自動重合閘裝置應(yīng)盡快發(fā)出重新合閘脈沖，以縮短停電時間，減輕停電給用戶和系統(tǒng)帶來的損失。在斷路器跳開之后，~1s后發(fā)出重合閘脈沖。2） 可靠動作 在某些情況下，當(dāng)利用保護(hù)裝置來起動重合閘時，由于保護(hù)裝置動作很快，可能使重合閘來不及起動，因此，必須采取措施，來保證重合閘裝置的可靠動作。優(yōu)先采用的是利用位置不對應(yīng)原則來起動重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合閘位置而斷路器實(shí)際在斷開位置的情況下，使重合閘起動，這樣可以保證在非正常操作的情況下，重合閘裝置不會起動。在下列情況下，自動重合閘裝置不應(yīng)動作。 ①當(dāng)運(yùn)行人員手動操作或遙控操作使斷路器跳閘時，不應(yīng)自動重合。 ②手動合閘于故障線路時，繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘，這種故障一定是永久性故障，自動重合閘裝置不應(yīng)重合。 ③當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（如操動機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、液壓降低等）而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時，應(yīng)將自動重合閘裝置閉鎖。3） 重合次數(shù)符合預(yù)先設(shè)定 自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次重合閘就應(yīng)該只動作一次，當(dāng)重合于永久性故障而跳閘后，就不應(yīng)再動作；二次重合閘就只應(yīng)重合兩次，當(dāng)兩次重合失敗后，就不再進(jìn)行第三次重合。因?yàn)樵谟谰眯怨收蠒r，多次重合將使系統(tǒng)多次遭受故障電流沖擊，還可能會使斷路器損壞，擴(kuò)大事故范圍。4） 動作后自動恢復(fù) 自動重合閘裝置動作后應(yīng)能自動恢復(fù)，為下次動作做準(zhǔn)備。對于10KV及以下電壓等級的線路，如有人值班時，也可以采用手動復(fù)歸的方式。5） 與繼電保護(hù)相配合 自動重合閘裝置應(yīng)有可能在重合以前或重合以后加速繼電保護(hù)的動作，以便更好地和繼電保護(hù)相配合，加速故障的切除，提高供電的可靠性。 繼電保護(hù)裝置（以下簡稱繼電保護(hù)）屬于二次系統(tǒng)，但它是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分。它對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地運(yùn)行起著極為重要的作用。繼電保護(hù)整定計(jì)算是繼電保護(hù)工作中的一項(xiàng)重要工作。在電力生產(chǎn)運(yùn)行和電力工程設(shè)計(jì)工作中，繼電保護(hù)整定計(jì)算是一項(xiàng)必不可少的內(nèi)容。不同的部門其整定計(jì)算的目的不同。 電力系統(tǒng)的各級調(diào)度部門，其整定計(jì)算的目的是對電力系統(tǒng)中已配置安裝好的各種繼電保護(hù)，按照具體電力系統(tǒng)的參數(shù)和運(yùn)行要求，通過計(jì)算分析給出所需的各項(xiàng)整定值，使全系統(tǒng)各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)地布置，正確地發(fā)揮作用。 電力工程的設(shè)計(jì)部門，其整定計(jì)算的目的是對電力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析，選擇和論證繼電保護(hù)的配置及選型的正確性。 繼電保護(hù)是建立在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，它的構(gòu)成原則和作用必須符合電力系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律。繼電保護(hù)自身在電力系統(tǒng)中也構(gòu)成一個有嚴(yán)密配合關(guān)系的整體，從而形成了繼電保護(hù)的系統(tǒng)性。 繼電保護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)，就是對各種繼電保護(hù)給出整定值；而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護(hù)來說，則需編制出一個整定方案。整定計(jì)算方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級或設(shè)備來編制，還可按繼電保護(hù)的功能劃分方案分別進(jìn)行。 各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，因而繼電保護(hù)方案也不是一成不變。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化（包括建設(shè)發(fā)展和運(yùn)行方式變化），當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時，就需要對全部或部分繼電保護(hù)重新進(jìn)行整定，以滿足新的運(yùn)行需要。 必須注意，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，即任何一種保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。 當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時，必須考慮暫時改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時措施加以解決。 繼電保護(hù)整定計(jì)算既有自身的整定問題，又有繼電保護(hù)的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問題。因此，整定計(jì)算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運(yùn)用。 整定計(jì)算的具體任務(wù)有以下幾點(diǎn)：1） 繪制電力系統(tǒng)接線圖；2） 繪制電力系統(tǒng)阻抗圖；3） 建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表；4） 建立電流、電壓互感器參數(shù)表；5） 確定繼電保護(hù)整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運(yùn)行方式變化限度；6） 電力系統(tǒng)各點(diǎn)短路計(jì)算結(jié)果列表；7） 建立各種繼電保護(hù)整定計(jì)算表；8） 按繼電保護(hù)功能分類，分別繪制出整定值；9） 編寫整定方案報告書，著重說明整定原則、結(jié)果評價、存在的問題及采取的對策等。 繼電保護(hù)整定計(jì)算的步驟如下：1） 按繼電保護(hù)功能分類擬定短路計(jì)算的運(yùn)行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計(jì)算條件。2） 進(jìn)行短路故障計(jì)算，錄取結(jié)果。3） 按同一功能的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，選取整定值并做出定值圖；4） 對整定結(jié)果分析比較，以選出最佳方案；最后應(yīng)歸納出存在的問題，并提出運(yùn)行要求；5） 畫出定值圖；6） 編寫整定方案說明書，一般應(yīng)包括以下內(nèi)容： ①方案編制時間、電力系統(tǒng)概況； ②電力系統(tǒng)運(yùn)行方式選擇原則及變化限度； ③主要的、特殊的整定原則； ④方案存在的問題及對策； ⑤繼電保護(hù)的運(yùn)行規(guī)定，如保護(hù)的停、投，改變定值、改變使用要求以及對運(yùn)行方式的限制要求等； ⑥方案的評價及改進(jìn)方向。 對于變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算，根據(jù)先前的計(jì)算有： 基準(zhǔn)電流： （61） （62） （63） 三相短路： （64）