《論文_淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)(定稿)》

1、淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)摘要：在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。山于其覆蓋的地域 極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的 特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扌ii、時時平衡、缺一不可，乂兒乎是在同一時間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng) 中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)發(fā)電變電輸電配電1. 1okv供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量 的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。市于其覆蓋的地域極

2、其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人 為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、吋 吋平衡、缺一不可，乂兒乎是在同一吋問內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力 系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重人影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)屮的某工礦企業(yè)的設(shè)備發(fā)生短路事故時，由于短路電流的熱效應(yīng) 和電動力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞；當(dāng) 1okv不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)牛一相接地時，就會造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運(yùn) 行就口j能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步發(fā)展為事故的可能。1okv供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一

3、部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)川電的 暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的佇關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以 及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。由于1okv系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設(shè)置 上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、口動裝置和二次回路。 所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)述行監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一 套專門的自動裝置。為了確保1okv供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。2. 1okv系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)按照工廠企業(yè)1okv

4、供電系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范要求，在1okv的供電線路、配電變壓器和分段母線上-般 應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：(1) 1okv線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)1okv線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時限不人于0.5s0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要 求時，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；自重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時電流速斷 保護(hù)不能滿足選擇性動作時，應(yīng)裝設(shè)略帶時限的電流速斷保護(hù)。(2) 10kv配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)1) 當(dāng)配電變壓器容量小于400kva時：一般采用高壓熔斷器保護(hù)；2) 當(dāng)配電變床器容量為400630kva,高圧側(cè)采用斷路器時，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時限大 于0.5s

5、時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；3) 當(dāng)配電變壓器容量為800kva及以上時，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時限大于0.5s時，還應(yīng)裝 設(shè)電流速斷保護(hù)；對于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；另外尚應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。(3) 10kv分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)對于不并列運(yùn)行的分段母線，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅衣斷路器合閘的瞬間投入，合閘灰自動解除； 另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。如采用的是反時限過電流保護(hù)時，其瞬動部分應(yīng)解除；對丁負(fù)荷等級較低的配電 所可不裝設(shè)保護(hù)。3. i0kv系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀1=1前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10kv系統(tǒng)。除早期建設(shè)的10kv

6、系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時限過電流保護(hù)和瞬時電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高 壓開關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時限過電流保護(hù)裝置。很多重耍企業(yè)為雙路10kv電源、高壓 母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動作的選 擇性、切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性、運(yùn)行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。 二繼電保護(hù)的基本概念1. 10kv供電系統(tǒng)的兒種運(yùn)行狀況（1）供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允 許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況；（2）供

7、電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的女全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn) 行狀況；（3）供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障吋的運(yùn)行狀況。2. 10kv供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)（1）在供電系統(tǒng)中運(yùn)行止常時，它應(yīng)能完整地、安金地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供 可靠的運(yùn)行依據(jù)；（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，它應(yīng)能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部 分繼續(xù)運(yùn)行；（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中岀現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時，它應(yīng)能及吋地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號或警報，通知值班人 員盡快做iii處理；不難看出，在10kv系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置

8、的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報事故的發(fā)牛，來 達(dá)到捉高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷?？梢韵脲瑁?0kv系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)是不能滿足耍求的。因為熔斷器的安秒特性不 甚完善，熄滅高壓電路中強(qiáng)烈電弧的能力不足，甚至有使故障進(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時還延長了停電的歷 時。只有采用繼電保護(hù)裝置才是最完美的措施。因此在10kv系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能 否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的里耍組成部分。3. 對繼電保護(hù)裝置的基本要求對繼電保護(hù)裝置的棊木要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈墩性、速動性和可靠性（1）選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)牛故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切

9、除。也就是它應(yīng)該首先斷開距 離故障點(diǎn)故近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)止常運(yùn)行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上 述要求的，就稱為有選擇性：否則就稱為沒有選擇性。主保護(hù)利后備保護(hù)：10kv供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必 要時可增設(shè)輔助保護(hù)。當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢， 動作比較快的就稱為主保護(hù)；而動作比較慢的就稱為后備保護(hù)。bp：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以 授快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，用以切 除故障的保護(hù)，就稱為

10、后備保護(hù)。后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅町以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動作而未動作 時的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此z外，它還有另外的 意義。為了使快速動作的主保護(hù)實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長，而只能保護(hù)線路的 部分。也就是說，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來彌補(bǔ)不可。近后備和遠(yuǎn)后備：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，市相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來實現(xiàn)的后備稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)；rti本級電氣設(shè)備或線 路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)；輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單

11、保護(hù)，稱為輔助保護(hù)。（2）靈敏性靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位 置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時，乂不應(yīng)該產(chǎn)生錯 誤動作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般川靈敏系數(shù)來衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運(yùn)行方式和故障 類型進(jìn)行計算。靈敏系數(shù)km為被保護(hù)區(qū)發(fā)牛短路時，流過保護(hù)女裝處的最小短路電流id.min a/'保護(hù)裝置 一次動作電流idz的比值，即：km=id.min/idz靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強(qiáng)。各類保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護(hù)裝置的不同而 不盡相同。對于多相保護(hù)，

12、idz取兩相短路電流最小值idz;對于10kv不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單 相接地電容電流最小值ic.min;（3）速動性速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障?？s短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè) 備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。所謂故障的切除時間是指保護(hù)裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。山于斷路器一經(jīng)選定，其跳 閘時間就已確定，忖前我國牛產(chǎn)的斷路器跳閘時間均在0.02s以下。所以實現(xiàn)速動性的關(guān)鍵是選用的保護(hù) 裝置應(yīng)能快速動作。（4）可靠性保護(hù)裝置應(yīng)能止確的動作，并隨時處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的

13、要求，保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事 故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計原理、整定計算、安裝 調(diào)試要正確無謀；同時要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量?？煽?、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡化 有效，以提高保護(hù)的可靠性。4. 繼電保護(hù)的基本原理（1）電力系統(tǒng)故障的特點(diǎn)電力系統(tǒng)屮的故障種類很多，但最為常見、危害最人的應(yīng)屬各種類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故障, 就會伴隨其產(chǎn)生三大特點(diǎn)。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流z間的相位角將發(fā)牛變化。（2）繼電保護(hù)的類型在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎(chǔ)，利用止常運(yùn)行和故障時各物理量的差別就町以構(gòu)成各種不 同原理利類

14、型的繼電保護(hù)裝置。如：反映電流變化的電流保護(hù)，有定時限過電流保護(hù)、反時限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和 零序電流保護(hù)等；反映電壓變化的電壓保護(hù)，有過電壓保護(hù)和低電壓保護(hù)；既反映電流的變化乂反映電壓與電流z間相 位角變化的方向過電流保護(hù)；反映電壓與電流z間比值，也就是反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處阻抗的距離保護(hù)；反映輸入電流與輸出電 流之差的差動保護(hù)，其中乂分為橫聯(lián)差動和縱聯(lián)差動保護(hù)；用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護(hù)；專門用于反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護(hù)（即瓦斯保護(hù)），其中又分為輕瓦斯和亜瓦斯保護(hù)；專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護(hù)等。另外，10kv系統(tǒng)中一般可在進(jìn)線處裝設(shè)電流保護(hù)；在配電變壓

15、器的高壓側(cè)裝設(shè)電流保護(hù)、溫度保護(hù)（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚應(yīng)考慮裝設(shè)氣體保護(hù)）；高壓母線分段處應(yīng)根據(jù)具體情況裝設(shè)電流保護(hù)等。 三幾種常用電流保護(hù)的分析1. 反時限過電流保護(hù)（1）什麼是反時限過電流保護(hù)繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越 k,這種保護(hù)就叫做反時限過電流保護(hù)。（2）繼電器的構(gòu)成反時限過電流保護(hù)是山gl-15（25憾應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于-般工礦企業(yè)中，感應(yīng) 型繼電器兼有電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式時間繼電器（作為時限元件）、電磁式信號繼電器（作 為信號元件）和電磁式中間繼電器（作為出口元件）的

16、功能，用以實現(xiàn)反時限過電流保護(hù)；另外，它還有電磁 速斷元件的功能，又能同時實現(xiàn)電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器,就可以采川交流操作，無須裝設(shè)直流屏等 設(shè)備；通過一種繼電器還對以完成兩種保護(hù)功能（體現(xiàn)了繼電器的多功能性），也可以大大簡化繼電保護(hù)裝 置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困艱 在靈敏度和動作的準(zhǔn)確性、速 動性等方而也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。（3）反時限過電流保護(hù)的皐木原理當(dāng)供電線路發(fā)牛相間短路時，感應(yīng)型繼電器ka1或（和）ka2達(dá)到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸 點(diǎn)閉合，這時斷路器的脫扣器yr1或（和）yr2因有ka1或（和）ka2的常閉觸點(diǎn)分

17、流（短路），而無電流通過, 故暫時不會動作。但接著ka1或（ka2）的常閉觸點(diǎn)斷開，因yr1或（和）yr2 i大1“去分流叩lj通電動作，使斷 路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給岀信號。在這里應(yīng)沖說明，在采用“去分流''跳閘的反時限過電流保護(hù)裝置中，如繼電器的常閉觸點(diǎn)先斷開而常開觸 點(diǎn)后閉合時，則會出現(xiàn)下列問題：1）繼電器在其常閉觸點(diǎn)斷開時即先失電返回，因此其常開觸點(diǎn)不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電 跳閘；2）繼電器的常閉觸點(diǎn)如先斷開,ct的二次側(cè)帶負(fù)荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不 準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。2. 定時限過電流

18、保護(hù)（1）什麼是定時限過電流保護(hù)繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間 繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定吋限過電流保護(hù)。（2）繼電器的構(gòu)成定時限過電流保護(hù)是rh電磁式時間繼電器（作為時限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁 式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直 流屏。定時限過電流保護(hù)簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容 易、時限山時間繼電器根據(jù)計算后獲取的參數(shù)來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要 求、

19、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在1035kv系統(tǒng)中比較重要的變配電所。（3）定時限過電流保護(hù)的基本原理10kv中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護(hù)的原理接線圖。它是由兩 只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構(gòu)成。當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點(diǎn)去直接接通跳閘回路, 而省去出口中間繼電器。當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增人。當(dāng) ct的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)的，故 當(dāng)任一電流繼電器的觸點(diǎn)

20、閉合，都能接通時間繼電器的線圈冋路。這時，時間繼電器就按照預(yù)先整定的時 間動作使其接點(diǎn)吸合。這樣，吋i、可繼電器的觸點(diǎn)乂接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點(diǎn)接通了跳閘線圈回路，從而使被保護(hù)回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非 故障回路的繼續(xù)運(yùn)行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發(fā)出警報信號。由上不難看出，保護(hù)裝置的動作時i'可只決定于時間繼電器的預(yù)先整定的時i'可，而與被保護(hù)冋路的短路電流 人小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時限過電流保護(hù)。（4）動作電流的整定計算過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出

21、現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來 考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時才丿p|動，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時不應(yīng)動作。為此必須滿足以下 兩個條：1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時（即電動機(jī)的啟動和口啟動電流，以及用戶負(fù)荷的突增和線 路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應(yīng)動作。即：idz> ifh.max式idz-過電流保護(hù)繼電器的一次動作電流；ifh.max最大負(fù)荷電流2）保護(hù)裝置在外部故障切除后應(yīng)能可靠地返冋。因為短路電流消失后，保護(hù)裝置有可能出現(xiàn)最大負(fù)荷電 流，為保證選擇性，已動作的電流繼電器在這時應(yīng)當(dāng)返回。因此保護(hù)裝置的一次返回電流if應(yīng)大于最大負(fù)荷電流fh.max。 即：if> ifh.max因此，定

22、時限過電流裝置電流繼電器的動作電流idz.j為：ldz.j=（kk.kjx/kf.nlh）.ifh.max式中kk-可靠系數(shù)，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設(shè)。一般取為1.151.25kjx-一由于繼電 器接入電流互感器二次側(cè)的方式不同而引入的一個系數(shù)。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接 線時kjx=l；如為三角形接線和兩相電流差接線時kjx= 1.732;kf-返回系數(shù)，一般小于1;nlh-iu流互感器的變比。（5）動作時限的整定原則為使過電流保護(hù)具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護(hù)應(yīng)具有不同的動作吋間。在線路xl-1、xl-2、xl-3的靠近電源端分別裝有過電流保護(hù)裝置

23、1、2、3。當(dāng)d1點(diǎn)發(fā)生短路時，短路 電流市電源提供并流過保護(hù)裝置1、2、3,當(dāng)短路電流大于它們的整定值時，各套保護(hù)裝置均啟動。但按 選擇性的要求，應(yīng)只中保護(hù)裝置3 （離故障點(diǎn)故近）動作于跳閘。在故障切除后，保護(hù)裝置1、2返回。因 此就必須使保護(hù)裝置2的動作時間較保護(hù)裝置1長一些；而保護(hù)裝置3又要比保護(hù)裝置2長一些，并依次 類推，qp：tl>t2> t3不難看出，各級保護(hù)裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的。也就是越靠近電源端，保護(hù)的動作時 限越反，有如階梯一樣，故稱為階梯性時限特性。各級z間的時限均差一個固定的數(shù)值，稱其為時限級差 d to對于定時限過電流保護(hù)的時限級差d t

24、 一般為0.5s;對于反時限的時限級差dt一般為0.7s。對是，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護(hù)的動作時間越長。也就是說 過電流保護(hù)存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護(hù)來彌補(bǔ)不可。（6）過電流保護(hù)的保護(hù)范圍過流保護(hù)可以保護(hù)設(shè)備的全部，也可以保護(hù)線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保 護(hù)。3. 電流速斷保護(hù)（1）什麼是電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護(hù)。它能在墳短的時間內(nèi)迅速切除短路故 障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴(kuò)人。電流速斷保護(hù)乂分為瞬時電流速斷保護(hù)和略帶時限的電流速斷保護(hù)兩種。（2）電流速斷保護(hù)的構(gòu)成電流速斷保護(hù)是由電磁

25、式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號 繼電器（作為信號元件）構(gòu)成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設(shè)置直流屏。電流速斷保 護(hù)簡單-可靠、完全依靠短路電流的人小來確定保護(hù)是否需要啟動。它是按一定地點(diǎn)的短路電流來獲得選擇 性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。（3）瞬時電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍瞬時電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大丁 保護(hù)范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)牛的三相最大短路電流來整定。從 而使速斷保護(hù)范圍被限制在被

26、保護(hù)線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當(dāng)在被保 護(hù)線路外部發(fā)生短路吋，它不會動作。所以不必考慮返冋系數(shù)。由于只有當(dāng)短路電流大于保護(hù)裝置的動作 電流時，保護(hù)裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護(hù)不能保護(hù)設(shè)備的全部，也不能保護(hù)線路的全長，而只 能保護(hù)線路的一部分。對于授大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍一般能達(dá)到線路全長的50%即認(rèn)為有此好的保護(hù)效 果；對于在最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍能保護(hù)線路全長的15%20%,即可裝設(shè)。保護(hù)范圍以外的區(qū)域稱 為“死區(qū)”。因此，瞬時電流速斷保護(hù)的任務(wù)是在線路始端短路時能快速地切除故障。當(dāng)線路故障時，瞬時電流速斷保護(hù)動作，運(yùn)行人員根據(jù)其保護(hù)范圍較小這一特點(diǎn),可以

27、判斷故障出在線 路首端，并且靠近保護(hù)安裝處；如為雙電源供電線路，則山兩側(cè)的瞬時電流速斷保護(hù)同時動作或同時都不 動作，可判斷故障在線路的中間部分。（4）瞬時電流速斷保護(hù)的基本原理瞬時電流速斷保護(hù)的原理與定時限過電流保護(hù)基本相同。只是山一只電磁式中間繼電器替代了時間繼 電器。中間繼電器的作用有兩點(diǎn)：其一是因電流繼電器的接點(diǎn)容量較小，不能垃接接通跳閘線圈，用以增大 接點(diǎn)容量；其二是當(dāng)被保護(hù)線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短 路。但當(dāng)放完電后，線路即恢復(fù)止常，因此要求速斷保護(hù)既不誤動，又不影響保護(hù)的快速性。利用中間繼 電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。

28、（5）略帶吋限的電流速斷保護(hù)瞬時電流速斷保護(hù)最人的優(yōu)點(diǎn)是動作迅速，但只能保護(hù)線路的首端。而定時限過電流保護(hù)雖能保護(hù) 線路的全長，但動作時限太長。因此，常用略帶時限的電流速斷保護(hù)來消除瞬時電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”。 要求略帶時限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)金線路。因此，它的保護(hù)范闌就必然會延伸到下一段線路的始端去。 這樣，當(dāng)下一段線路始端發(fā)生短路時，保護(hù)也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段 線路的瞬時電流速斷保護(hù)大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護(hù)的動作電流大 -些。略帶時限的電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保扒略帶時限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時 限過電流保護(hù)的

29、原理接線相同。4. 三段式過電流保護(hù)裝置山于瞬時電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線 路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，對作為本線路的主保護(hù)，但不能作 為下一段線路的厲備保護(hù)；定時限過電流保護(hù)既可作為木級線路的片備保護(hù)（當(dāng)動作時限短時，也可作為 主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時限的電流速斷保護(hù)。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護(hù)，但切除故障的 時限較長。一般情況下，為了對線路進(jìn)行對靠而有效的保護(hù)，也常把瞬時電流速斷保護(hù)（或略帶時限的電流速斷 保護(hù)）和定時限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。對于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時電流

30、速斷保護(hù)，還是采用略帶時限的電流速斷保護(hù)，對由具體情 況確定。如用在線路變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護(hù)為佳。因在變壓器高壓側(cè)故障時，切除變 壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許川線路的瞬時電流速斷保護(hù)，來切除變壓器高壓側(cè)的故障。 也就是說，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長并延仲到變壓器高壓側(cè)。這時的第一 段電流保護(hù)可以作為主保護(hù)； 第二段一般均采用定時限過流保護(hù)作為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍含線路變壓器組的全部。通常在被保護(hù)線路較短時，第一段電流保護(hù)均采用略帶時限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)；第二段采用 定時限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。在實際中還常'采用三段式電流保護(hù)。就是以瞬時電流速斷保護(hù)作為

31、第一段，以加速切除線路首端的故 障，用作輔助保護(hù)；以略帶時限的電流速斷保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長，用作主保護(hù)；以定時限 過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護(hù)。對于北京電信的10kv（含35kv） 供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護(hù)。因為這種保護(hù)的設(shè)置可以在相臨下一級線路的保護(hù)或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護(hù)可以 動作，起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用；如本級線路的主保護(hù)（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護(hù)）拒動時， 則木級線路的定時限過電流保護(hù)可以動作，以起到近后備的作用。5. 零序電流保護(hù)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消

32、弧線圈接地和中性點(diǎn)直 接接地三種方式。10kv系統(tǒng)采用的是中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。系統(tǒng)運(yùn)行止常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前 90。的電容電流流入地中。這三個電容電流數(shù)值相等、相位相差120°,其和為零.中性點(diǎn)電位為零。假設(shè)a相發(fā)生了一相金屬性接地時，則a相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電民 三個 線電壓不變。這時對負(fù)荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運(yùn)行2小時，而不必切斷電路。這也是采 用中性點(diǎn)不接地的主要優(yōu)點(diǎn)。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發(fā)展為兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的可 能。應(yīng)及時發(fā)出信號，通知值班人員進(jìn)行處理。10k

33、v中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)一相接地時，利用三相五鐵心柱的電壓互感器（pt）的開口三角形 的開口兩端有無零序電壓來實現(xiàn)絕緣監(jiān)察。它可以在pt柜上通過三塊相電壓表和-塊線電壓表（通過轉(zhuǎn) 換開關(guān)可觀察三個線電壓）看到“一低、兩高、三不變覽 接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作， 其常開接點(diǎn)接通信號繼電器，并發(fā)出預(yù)告信號。采用這種裝置比較簡單，但不能立即發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)，因為只 要網(wǎng)絡(luò)中發(fā)主一相接地，則在同一電壓等級的所有工礦企業(yè)的變電所母線上，均將出現(xiàn)零序電壓，接有帶 絕緣臨視電壓互感器的電力用戶都會發(fā)出預(yù)告信號。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查找接地點(diǎn)，需要 電氣人員按照預(yù)先制定的“拉路序位圖”依

34、次拉路査找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點(diǎn)為止。 可以看出，這種方法費(fèi)力、費(fèi)時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。因此，這種裝置存在一 定的缺陷。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置是不能滿足運(yùn)行要求時，可采用零序 電流保護(hù)裝置。它是利用接地故障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點(diǎn)構(gòu)成的一種保護(hù)裝 置。零序電流保護(hù)一般使用在有條件女裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路上。當(dāng)在電 纜出線上女裝零序電流互感器時，其一次側(cè)為被保護(hù)電纜的三相導(dǎo)線，鐵心套在電纜外，其二次側(cè)接零序 電流繼電器。當(dāng)正常運(yùn)行或發(fā)生相間短路時，一次側(cè)電流為零。二次側(cè)只有因

35、導(dǎo)線排列不對稱而產(chǎn)生的不 平衡電流。當(dāng)發(fā)主一相接地時，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出信號。在 安裝零序電流保護(hù)裝置時，特別注意的一點(diǎn)是：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵心。這是由 于被保護(hù)電纜發(fā)生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。否 則互感器二次側(cè)也就不能感應(yīng)出電流，因而繼電器也就不可能動作。不難理解，當(dāng)某一條線路上發(fā)生一相接地時，非接地線路上的零序電流為本身的零序電流。因此，為 了保證動作的選擇性，在整定吋，保護(hù)裝置的啟動電流idz應(yīng)大于木線路的電容電流，即：idz=kh.3uxan.w .co =kh.io式中idz

36、保護(hù)裝置的啟動電流； kh可靠系數(shù)，如無延時，考慮到不穩(wěn)定間歇性電弧所發(fā)生的振蕩涌流時，取45；如延時為0.5s時, 則取1.52;uxan相電壓值；co被保護(hù)線路每相的對地電容；io被保護(hù)線路的總電容電流。按上式幣定后，還需校驗在本線路上發(fā)生一相接地時的靈敏系數(shù)kim,山于流經(jīng)接地線路上的零序電流 為全網(wǎng)絡(luò)中非接地線路電容電流的總利，可用3uxan.w .（cs -co ）表示，因此靈敏系數(shù)為：klm=3uxan.w .（cs -co ）/kh. 3uxan.w .co=（cs -co ）/ kh. co 上式可改寫成： klm=i0s -to /kh. io = i0s -io/idz 式

37、屮cs同一電壓等級網(wǎng)絡(luò)屮，各元件每相對地電容之和； i0s與cs相對應(yīng)的對地電容電流z和。對電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對于架空線路，甫于沒有 特制的零序電流互感器，如欲安裝零序電流保護(hù)，町把三相三只電流互感器的同名端并聯(lián)在一起，構(gòu)成零 序電流過濾器，再接上零序電流繼電器。其動作電流整定值中，要考慮零序電流過濾器中不平衡電流的影 響。四對北京電信10kv系統(tǒng)中繼電保護(hù)的綜合評價1. 定時限過電流保護(hù)與反時限過電流保護(hù)的配置10kv系統(tǒng)中的上、下級保護(hù)之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當(dāng)，則會造成保護(hù)的 非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護(hù)的選擇性配合主要包括上、下級保護(hù)z間的電流和時限的配合兩 個方而。應(yīng)該指出，定時限過電流保護(hù)的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護(hù)的時限級差為0.5s, 選擇電網(wǎng)保護(hù)裝置的動作時限，一般是從灰電源端最遠(yuǎn)的一級保護(hù)裝置開始整定的。為了縮短保護(hù)裝置的 動作時限，特別是縮短多級電網(wǎng)靠近電源端的保護(hù)裝置的動作時限，其中時限級差起著決定的作用，因此 希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護(hù)裝置動作的選擇性，時限級差又不能太小。雖然反時限過電流 保護(hù)也是按