【正文】 當(dāng)采用單母線分段或雙母線時，延時可分為兩段，第I 段以短時限動作于分段斷路器或母聯(lián)斷路器；第II段再經(jīng)一時限動作跳開有電源的出線斷路器。當(dāng)母線上連接元件較多時，失靈判別元件可采用檢查母線電壓的低電壓繼電器，動作電壓按最大運行方式下線路末端短路時保護應(yīng)有足夠的靈敏性整定；當(dāng)母線上連接元件較少時，可采用檢查故障電流的電流繼電器，動作電流在滿足靈敏性的情況下，應(yīng)盡可能大于負(fù)荷電流。在 220～500kV 電力網(wǎng)中，以及110kV 電力網(wǎng)的個別重要部分，可按下列規(guī)定裝設(shè)斷路器失靈保護：（1） 線路保護采用近后備方式，對220～500KV 分相操作的斷路器，可只考慮斷路器單相拒動的情況；（2） 線路采用遠(yuǎn)后備方式，如果由其他線路或變壓器的后備保護切除故障將擴大停電范圍，并引起嚴(yán)重后果時；（3） 如斷路器與電流互感器之間發(fā)生故障，不能由該回路主保護切除，而由其他線路和變壓器后備保護將擴大停電范圍，并造成嚴(yán)重后果時；斷路器失靈保護主要由起動元件、時間元件、閉鎖元件和出口回路組成。 斷路器失靈保護高壓電網(wǎng)的保護裝置和斷路器都應(yīng)采取一定的后備保護，以便在保護裝置拒動或斷路器失靈時，仍能可靠切除故障。原則上是按照躲開在下一線路出口處相間短路時所出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，即為：IOP。當(dāng)X0ΣX1Σ時， 3I0(1) 3I0(1,1) ，單相接地作為整定條件，兩相接地短路作為校驗條件，按兩相接地短路來計算最小保護范圍由IOPI=可得Lmin＝[3(＋)]式中：：電源相電動勢；Z1：線路每公里正序阻抗值；Z0：線路每公里零序阻抗值； ：系統(tǒng)最小運行方式下的等值零序阻抗；：系統(tǒng)最小運行方式下的等值正序阻抗；當(dāng)X0ΣX1Σ時， 3I0(1) 3I0(1,1) ，兩相接地作為整定條件，單相接地短路作為校驗條件，按單相接地短路來計算最小保護范圍Lmin＝[3(＋)]3. 動作時間 零序電流 I段的動作時間為保護裝置的固有動作時限。1. 動作電流1）躲開非全相運行時的最大三倍零序電流整定IOPI=式中： —非全相運行時的最大零序電流此段稱為不靈敏Ⅰ2）按大于本線路末端接地故障的最大零序電流IOPI=式中： K rel —可靠系數(shù)，～；I0max —本線路末端接地故障的最大零序電流；此段稱為靈敏Ⅰ段2. 靈敏度校驗（保護范圍）零序電流 I 段的保護范圍計算，通常用圖解法確定，也可參照相間電流保護I 段的計算方法計算。靈敏 I段在第一次故障時動作，在單相重合閘時退出運行；在三相重合閘時，動作帶短暫延時，躲過重合閘時斷路器三相不同期合閘時間。不靈敏 I段躲非全相運行時的最大三倍零序電流；靈敏 I段躲區(qū)外接地故障時的最大三倍零序電流。在進行零序電流保護之前，必須了解所整定電力系統(tǒng)的運行方式及中性點的接地方式，了解所整定線路采用的重合閘方式；對于雙回線，要分析兩回線路之間的零序互感對零序電流、電壓的數(shù)值的影響；了解所整定電力系統(tǒng)的參數(shù)特征，特別是等值正序阻抗與等值零序阻抗的比值。其整定計算方法如下：1. 電流元件動作電流的計算Ⅲ=IL式中的：IL ：流過保護的正常負(fù)荷電流；2. 電壓元件動作電壓的計算UOP 2I=≈式中的： ：最小工作線電壓；Un ：額定線電壓；Kre ：返回系數(shù)，Krel ：可靠系數(shù)，；3. 電流元件的靈敏度校驗按 （1）作近后備時Ksen=≥～式中的：I ：被保護線路末端短路時，流經(jīng)被保護線路的最小短路電流；（2）作遠(yuǎn)后備時Ksen=≥進行校驗。3. 動作時限的整定當(dāng)與相鄰線路電流I 段保護配合時，動作時限為：topII= +△t當(dāng)與相鄰線路電流 II 段保護配合時，動作時限為：topII= +△t（四）定時限過電流保護的整定計算IopⅢ=式中的：Krel ：可靠系數(shù)，～； ：被保護線路的最大負(fù)荷電流；Kst ：負(fù)荷自啟動系數(shù)，取2～5；Kre ：返回系數(shù)，；2. 靈敏度校驗（1）作近后備時Ksen=≥～式中的： ：被保護線路末端短路時，流經(jīng)被保護線路的最小短路電流；（2）作遠(yuǎn)后備時Ksen=≥式中的：I ：相鄰元件末端短路時，流經(jīng)被保護線路的最小短路電流；3. 動作時限的整定按階梯原則整定，即topⅢ= tmax +△t式中的：t max ：相鄰元件過電流保護的最大延時。其中： 1）與電流元件配合時，可按式 IopⅡ＝去計算，但式中的 。它的整定計算與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和相鄰元件的保護類型有關(guān)。按保護范圍相等整定，此時低電壓元件也剛好動作，所以它的動作電壓為：UopI=IopIx1l1最大運行方式時的保護區(qū)計算公式為:LmaxI＝最小運行方式時的保護區(qū)計算公式為:LminI＝式中的：Kk——～；Ex——系統(tǒng)電源的等值相電勢（kV）；——主要運行方式時，保護安裝處的系統(tǒng)等值電抗（Ω）；Up——系統(tǒng)電源的平均額定電壓（kV）。根據(jù)保護區(qū)末端兩相短路時短路電流與動作電流相等可以得出最小保護范圍為：1min=（）E—系統(tǒng)等效相電動勢；X1—單位長度線路正序阻抗； —系統(tǒng)最小運行方式下的等值阻抗；同理可得最大運行方式下三相短路時的最大保護范圍為：1max=（）X ：系統(tǒng)最大運行方式下的等值阻抗；要求最小保護范圍不小于本線路全長的 15%～20%，最大保護范圍不小于本線路全長的50%3. 動作時限的整定瞬時電流速斷保護動作時間僅為保護固有動作時間，整定時限為0s（二）瞬時電流閉鎖電壓速斷保護的整定計算當(dāng)瞬時電流速斷保護的靈敏度不滿足要求時，可采用瞬時電流閉鎖電壓速斷保護，以提高保護的靈敏度。 （一）瞬時電流速斷保護的整定計算 按躲過本線路末端故障整定。但根據(jù)被保護線路在電網(wǎng)中的地位，在能滿足選擇性、靈敏性和速動性的前提下，也可裝設(shè) I、II段，II、III段或只裝設(shè)第 III段保護。 相間短路的電流、電壓保護 相間短路的電流電壓保護通常是三段式保護。四、線路保護裝置的選擇根據(jù) 110kV出線保護的配置要求，南瑞繼保公司的新型產(chǎn)品RCS941微機保護，包括完整的三段相間和接地距離保護、四段零序方向過流保護和低周保護；裝置配有三相一次重合閘功能、過負(fù)荷告警功能、頻率跟蹤采樣功能；裝置還帶有跳合閘操作回路以及交流電壓切換回路。有時也可以由電力系統(tǒng)有關(guān)部門提供。速動性是指保護裝置應(yīng)快速切除故障。故障參數(shù)的最大、最小值應(yīng)根據(jù)常見的最不利運行方式、短路類型和短路點來計算。靈敏性是指保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力。為保證選擇性，在設(shè)計保護時，對相鄰設(shè)備有配合要求的保護和同一保護內(nèi)的兩個元件之間的靈敏性與動作時間應(yīng)相互配合。選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，僅由故障的保護裝置將故障設(shè)備切除。可靠性是指被保護設(shè)備區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，保護裝置能可靠動作；系統(tǒng)正常運行或在區(qū)外故障時，保護應(yīng)不動作。三、對繼電保護裝置的基本要求 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置必須能可靠地、有選擇地、靈敏地和快速地將故障設(shè)備切除，以保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行。整定計算的具體任務(wù)有以下幾點：(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)確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化限度；(6)電力系統(tǒng)各點短路計算結(jié)果列表；(7)建立各種繼電保護整定計算表；(8)按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值；(9)編寫整定方案報告書，著重說明整定原則問題、整定結(jié)果評價、 存在的問題及采取的對策等。繼電保護整定計算即有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行問題。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時，該保護裝置便不能完成保護任務(wù)。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化(包括建設(shè)發(fā)展和運行方式變化)，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重新進行整定，以滿足新的運行需要。還可按繼電保護的功能劃分方案分別進行。設(shè)計各種電氣設(shè)備的保護時，應(yīng)綜合考慮：；；；； 繼電保護整定計算 一、基本任務(wù) 繼電保護整定計算的基本任務(wù)，就是要對各種繼電保護給出整定值；而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需編制出一個整定方案。選擇保護方式時，應(yīng)力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統(tǒng)的要求。選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。因此需要外部動穩(wěn)定校驗，即：Fy≥10 7N對于瓷絕緣的母線型電流互感器可按下式校驗Fy≥iy2 Ljα10 7N在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為： S≥m2第7章 電氣系統(tǒng)繼電保護 概述電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設(shè)計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設(shè)備安全事故。即：Se2≥S2＝Ie22Z2f Z2f＝Vy＋Vj＋Vd＋Vc（Ω） Vy—測量儀表電流線圈電阻 Vj—繼電器電阻 Vd—連接導(dǎo)線電阻 Vc—接觸電阻，按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右以保證測量儀表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足： Ve≤Vew Ie≥Igmax，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流 Vew — 電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓Ve Ie1— 電流互感器的一次額定電壓和電流Igmax — 電流互感器一次回路最大工作電流 種類和型式的選擇 選擇電流互感器種類和形式時，應(yīng)滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求，再根據(jù)安裝地點（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支持式、裝入式等）來選擇。電流互感器的10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗 Z2 f關(guān)系曲線。 電流互感器 10%誤差曲線：是對保護級（BlQ）電流互感器的要求與測量級電流互感器有所不同。對三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制； 6－220KV電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。電壓互感器的特點：容量很小，類似于一臺小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)；二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運行，即開路狀態(tài)。使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。隔離開關(guān)的配置：斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè) 1—2組接地刀閘或接地器。 即： idw≥icjiNcl — 斷路器額定關(guān)合電流idw — 額定動穩(wěn)定電流icj — 短路沖擊電流關(guān)于開合時間的選擇 對于 110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大于 ，用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間大于 ~ 。真空斷路器只適應(yīng)10kV電壓等級，10kV采用真空斷路器。1） 短路熱穩(wěn)定校驗 滿足熱穩(wěn)定條件為Qk≤QnIr2tk≤Ir2tQk—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) Qn —短路時導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng) In —t秒內(nèi)允許通過的短時熱電流 驗算熱穩(wěn)定所用的計算時間：tk = tpr+tbrtpr —斷電保護動作時間tbr —相應(yīng)斷路器的全開斷時間2）短路的動穩(wěn)定校驗 滿足動穩(wěn)定條件為Icj≤idwIcj≤IdfIcj — 短路沖擊直流峰值 （kA）Icj — 短路沖擊電流有效值 （kA）idw、Idw —電器允許的極限通過電流峰值及有效值（kA） 斷路器的選擇 變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運行方式任務(wù)，故障時，斷路器通常繼電保護的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按短路情況校驗 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩(wěn)定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度 Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度 Q0不等時，其長期允許電流 Iy Q可按下式修正：IyQ=Iy＝Kiy基中 K —修正系數(shù)Q y—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度 Q。二、技術(shù)條件 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣 1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓 Vymax不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運行電壓Vgmax即 Vymax≤Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在 220kV及以下時為 ，而實際電網(wǎng)運行的 Vgmax一般不超過 。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。在進行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在