【正文】 躲過某一短路電流，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍 大。 以圖 11 為例。線路 L1的過電流保護動作值 Iop 應躲過正常運行最大負荷電流,maxLI ,1, , m axop III LII? （ 35） 當相鄰元件三相短路故障切除后，負荷自起動時，保護 1 在最大自起動電流Ist下應可靠地返回。所以，保護 1 的返回電流 Ire 應滿足 。引入可靠系數 krel，可選擇返回電流滿足 re rel stI k I? 。動作電流與返回電流之間滿足關系 (2),minks opIk I? （ 36） 所以，過電流保護的動作電流可整定為 , 1 , , m a x1 r e l s to p I I I r e Lr e r ekkI I Ikk?? （ 37） re stII?浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 18 式中 relk —— 可靠系數，一般取 ～ ； stk —— 自起動系數， 其值大于 1，由網絡具體接線和負荷性質確定 ； rek —— 電流繼電器的 返回系數，一般取 。 由（ 37）可見，當 rgK 越小時，則保護裝置動作電流越大，因而其靈敏性就越差。故要求過電流繼電器應有較高的返回系數。 這樣整定的過電流保護一般都很靈敏，當線路 L3上 k3點短路時，短路電流由電源經線路 L L2至短路點。短路電流經過的各線路的線路過電流保護可能都會起動。按選擇性的要求，此時應由保護裝置 3 動作，使斷路器 3QF 跳閘。故障切除后，短路電流消失，各保護裝置都返回。為保證過電流保護的選擇性，各保護裝置應具有不同的動作時間，即 1, 2 , 3 ,III III IIIt t t?? （ 38） 引入時間級差 t? ，使 1, 2 ,III IIIt t t? ? ? （ 39） 2 , 3,III IIIt t t? ? ? （ 310） 為了降低整個電網保護的動作時間，在滿足選擇性的前提下， t? 應盡量小。根據斷路器和繼電器的型式不同， t? 在 ～ 之間，一般取 。 過電流保護的靈敏度是用靈敏系數來校驗的，靈敏系數就是在被保護元件靈敏度校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，流過繼電保護的最小短路電流與動作電流之比，即 (2),minks opIk I? （ 311） 式中 sk —— 靈敏系數； (2),minkI —— 靈敏度校驗點兩相短路時流過繼電器 的最小短路電流； opI —— 保護的動作電流。 過電流保護切除故障的時限愈靠近電源愈長，這是定時限過電流保護的主要缺點，正由于這個原因，在電網中采取無時限和限時電流速斷保護作為線路的主保護。以快速切除故障，而用過電流保護保護來作為本線路和相鄰元件的后備保護。 為了迅速、可靠地切除線路故障，通常采用三段式電流保護。 無時限 電流速斷浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 19 保護為 I 段，限時電流速斷保護為 II 段，定時限過電流保護為 III 段， I 段和 II 段保護共同組成線路的主保護， III 段保護作為本線路 I、 II 段保 護的近后備，也作為下一線路保護的遠后備。 如 圖 所示 。 圖 三段式電流保護原理接線圖 線路的 接地 保護 在中性點直接接地電網 （大接地電流系統(tǒng)） 中，當發(fā)生單相接地短路時，將出現(xiàn)大的短路電流，一般都裝有接地短路保護。 三段式零序電流保護是常用的中性點直接接地電網接地故障主保護。典型的配置是以 無時限 零序電流保護 I 段 位零序電流速斷保護 ，限時零序電流速斷保護作為零序 II 段，零序 過 電流保護為 零序電流保護 III 段，根據具體需求，有時是四段保護。圖 是三段式零序電流保護的原理接線圖。圖中三個電流互感器輸 出零序電流，零序電流繼電器反應此零序電流而分別起動。 圖 零序電流保護原理接線圖 無時限 零序電流速斷保護的動作電流應躲過 被保護線路末端接地短路故障時，流過本保護的最大的 3 倍零序電流 ，即： , 0 ,m ax3op I relI k I?? （ 312） 限時零序電流速斷保護的動作電流應躲過下一級相鄰元件放入 無時限 零序電浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 20 流速斷保護范圍末端發(fā)生接地短路時流過保護安裝處的三倍零序電流，即： ,03op II relI k I?? （ 313） 零序 II 段的靈敏度應按被保護線路末端接地故障時流過保護的最小 3 倍零序電流來校驗 ，要求 ? 。 若不能滿足 ： 1） 可考慮與相鄰線路零序 II 段配合 整定，其動作時限應較相鄰線路零序 II 段時限大一時間級差 。 2） 保留 的零序 II 段，同時增加一個按上訴原則與相鄰線路零序 II 段配合的1s 的零序 II 段。 的 II 段定值大，能在較大的運行方式下以較短的時 限切除本線路上的接地故障； 1s 的 II 段定值小，可以保證在各種運行方式下線路末端接地故障時有足夠的靈敏度。 3） 從電網全局考慮，改用接地距離保護。 定時限零序過電流保護動作電流應躲過 相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時，流過保護 的最大不平衡電流 ,maxdspI ，即 , ,maxop III rel dspI k I? （ 314） 當中性點不接地系統(tǒng) （小接地電流系統(tǒng)） 中發(fā)生單相接地短路故障時，整個電壓系統(tǒng)產生零序電壓；非故障線路零序電流 為本身對地電容電流之和， 容性無功功率是由母線指向非故障線路， 相位超前零序電流 90176。；故障線路零序電流為所有非故障元件對地電容電流之和， 容性無功功率是由故障線路指向母線（功率方向于非故障線路方向相反）， 相位滯后零序電壓 90176。因此，構成中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的常用電流電壓保護： 無選擇性 絕緣監(jiān)視裝置，零序電流保護，零序功率方向保護。 線路的 距離 保護 距離保護是通過測量被保護線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護，這個值被稱為測量阻抗 mZ ，用來完成這一測量任務的元件稱為阻抗繼電器 KI。在線路正常運行時的測量阻抗稱為負荷阻抗，其值較大；當系統(tǒng)發(fā)生短路時，測量阻抗等于保護安裝處到短路點之間的線路阻抗，其值較小，而且故障點越靠近保護安裝處，其值越小。當測量阻抗小于預先規(guī)定的整定阻抗 setZ 時，保護動作。因此在短路時的測量阻抗反應了短路點到保護安裝點之間距離的長短， 所以稱這浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 21 種原理的保護為 距離保護，也叫阻抗保護。其保護不受系統(tǒng)運行方式的影響，在選擇性、靈 敏性及可靠性上都十分優(yōu)良。距離保護的核心就是阻抗繼電器，其基本原理如圖 所示。常用的阻抗繼電器動作特性有圓特性、直線特性、多邊形特性等。 圖 是阻抗平面上的全阻抗特性。它是一個以原點為圓心、以 Zset 為半徑 所作的一個圓 ，圓內 為 動作區(qū)， 圓外為非動作區(qū)，圓周為動作邊界。 當 ZK指向圓上時， ZK等于動作阻抗 Zop，繼電器臨界動作。所以，全阻抗特性阻抗繼電器的動作方程就是： 幅值比較式： K setZZ? （ 315） 圖 阻抗繼電器基本原理 ? 圖 全阻抗特性 相位比較式： 009 0 a r g 9 0s e t Ks e t KZZZZ?? ? ?? （ 316） 全阻抗特性阻抗繼電器不具有方向性，即使與不在同一個半平面，只要滿足幅值式，繼電器也動作。 若距離保護采用全阻抗繼電器，還需增加功率方向元件以防止反方向短路時保護誤動作。 圖 是方向阻抗特性。它是一個以 Zset 為直徑、經過原點的圓面。所以，方向阻抗特性阻抗繼電器的動作方程就是： 浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 22 幅值比較式： 0 . 5 0 . 5K s e t s e tZ Z Z?? （ 317） 相位比較式： 009 0 a r g 9 0s e t KKZZZ?? ? ? （ 318） 方向阻抗特性阻抗繼電器具有方向性，必須在以 Zset 為法線的半平面里，繼電器才有可能動作。 距離保護的 構成 距離保護主要由起動部分、距離部分和邏輯執(zhí)行部分組成。起動部分完成整套保護的起動，有的起動元件可兼作震蕩閉鎖元件或距離 III 段的測量元件。距離部分是指距離 I、 ? 圖 方向阻抗特性 II 段阻抗繼電器，通常，距離保護 I、 II 段共用一個阻抗繼電器，在保護起動后 時，由起動元件實現(xiàn)整定值由 I 段到 II 段的切換。邏輯執(zhí)行部分主要完成延時和跳閘等功能。 距離保護的整定計算 距離保護一般采用三段式保護， I、 II 段構成主保護， III 段作為后備保護 。距離保護的整定需要確定各段保護的整定阻抗 Zset、靈敏度 s? 和動作時間，并要求校驗靈敏度。以圖 為例說明。 圖 距離保護的整定計算圖 （ 1） 距離 I 段 浙江水利水電?？茖W校畢業(yè)論文（設計） 23 動作阻抗應按躲過 下一 線路 出口 短路的條件選擇，即 ,1, 1op II rel W LZ k Z? （ 319） 式中 relk —— I 段可靠系數，取 ～ ； 1WLZ —— 被保護線路的阻抗。 I 段保護范圍為線路全長 80%～ 85%， 距離 I 段的動作時間等于保護裝置的固有動作時間，一般小于 。在選擇 I、 II 段阻抗繼電器靈敏角時，應盡量使靈敏角接近線路阻抗角 k? ，當 sk??? 時，整定阻抗與動作阻抗幅值相等，即 set opZZ? 。 （ 2） 距離 II 段 動作阻抗應 按躲過相鄰線路 I 段保護末端短路的條件選擇，即 ,1 , 1 , 2,0 .8 ( )o p I