第一節(jié) 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)

第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)1第一節(jié)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路

的電流保護(hù)繼電器是一種能自動(dòng)執(zhí)行斷續(xù)控制的部件，當(dāng)其輸入量達(dá)到一定值時(shí)，能使其輸出的被控制量發(fā)生預(yù)計(jì)的狀態(tài)變化，如觸點(diǎn)打開、閉合或電平由高變低、由低變高等，具有對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的作用。21.繼電器的分類和要求按照動(dòng)作原理可分為：電磁型感應(yīng)型整流型電子型數(shù)字型

3按照反應(yīng)的物理量可分為：按照作用可分為：電流繼電器電壓繼電器功率方向繼電器阻抗繼電器頻率繼電器瓦斯（氣體）繼電器起動(dòng)繼電器量度繼電器時(shí)間繼電器中間繼電器信號(hào)繼電器出口繼電器4

量度繼電器過量繼電器欠量繼電器過電流繼電器過電壓繼電器高周波繼電器低電壓繼電器阻抗繼電器低周波繼電器返回系數(shù)<1返回系數(shù)>1反映故障參數(shù)增大而動(dòng)作反映故障參數(shù)降低而動(dòng)作52.過電流繼電器過電流繼電器是實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)的基本元件，也是反映于一個(gè)電氣量而動(dòng)作的簡(jiǎn)單繼電器的典型，它是一個(gè)量度繼電器。6電流繼電器電磁型過電流繼電器電磁型過電流繼電器可動(dòng)觸點(diǎn)5線圈1鐵心2空氣隙3被吸引的可動(dòng)舌片4固定觸點(diǎn)6彈簧7止檔87

鐵心,空氣隙,可動(dòng)舌片組成的磁路.舌片被磁化后與鐵心產(chǎn)生電磁吸力,吸引舌片向鐵心靠近,當(dāng)電磁吸力足夠大時(shí),即可吸動(dòng)舌片,并使觸點(diǎn)接通,稱為繼電器“動(dòng)作”.因此,由電磁力作用到舌片上的電磁轉(zhuǎn)矩為:512346788正常情況下,線圈中流入負(fù)荷電流,為保證繼電器不動(dòng)作可動(dòng)舌片受彈簧7拉力的控制而保持在原始位置.此時(shí),彈簧產(chǎn)生的力矩Mth1稱為初拉力矩.矩為則由彈簧產(chǎn)生的反抗力至減少由減小時(shí)故當(dāng)舌片向左移動(dòng)而使成正比彈簧的張力與其伸長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)此時(shí)的空氣隙長(zhǎng)度,,.,11ddddK3:比例常數(shù)此外,舌片轉(zhuǎn)動(dòng)須克服由摩擦力所產(chǎn)生的摩擦力矩Mm,其值認(rèn)為是一個(gè)常數(shù).故阻礙繼電器動(dòng)作的全部機(jī)械反抗轉(zhuǎn)矩就是Mth+Mm.512346789為使繼電器起動(dòng)并閉合其觸點(diǎn),須IJ變大,Mdc增大,繼電器能夠動(dòng)作的條件為:把能使繼電器動(dòng)作的最小電流值,稱為繼電器的動(dòng)作電流(起動(dòng)電流).以Idz.J表示,對(duì)應(yīng)此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩:10對(duì)應(yīng)這一電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器返回原位的最大電流值稱為繼電器的返回電流。以Ih.J表示，則此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為：在繼電器動(dòng)作之后,為使它重新返回原位，需使IJ減小以使Mdc減小，然后由彈簧的反作用力把舌片拉回，這時(shí)摩擦力又起阻礙返回的作用。故返回的條件是:11由此可知:繼電器根本不動(dòng)作繼電器能夠突然迅速地動(dòng)作閉合其觸點(diǎn)。繼電器又能突然地返回原位,觸點(diǎn)重新打開。12無論起動(dòng)和返回,繼電器的動(dòng)作都是明確干脆的，它不可能停留在某一個(gè)中間位置，這種特性稱為

“繼電特性”.返回電流與起動(dòng)電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)由于剩余轉(zhuǎn)矩以及摩擦轉(zhuǎn)矩的影響,Kh恒小于1,一般要求Kh=0.85~0.9Kh=0.85~0.91351234678常開觸點(diǎn)

51234678常閉觸點(diǎn)512346786多組觸點(diǎn)512346786既有常開觸點(diǎn)也有常閉觸點(diǎn)14晶體管型過電流繼電器R1UR1IJI2D1~D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID515電壓形成回路的作用是用中間交流器LB將加入繼電器的電流轉(zhuǎn)換成一個(gè)在電阻R1的電壓降UR1,以便與電流互感器的二次回路相隔離,并取得晶體管回路所需要的信號(hào)電壓.當(dāng)整流濾波回路以后的負(fù)載電阻遠(yuǎn)大于R1時(shí),R1UR1IJI2D1~D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5LB16整流濾波回路由二極管D1~D4和兀型濾波器(C1,C2,R2)組成,它將交流輸出電壓UR1變成一個(gè)比較平滑的直流電壓加于電位器R3上,從R3活動(dòng)頭取出的電壓以UR3表示,它與加入繼電器的電流IJ成正比.R1UR1IJI2D1~D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID517比較回路由R4和穩(wěn)壓管W組成,W兩端給出穩(wěn)定的電壓Ub(一般為3V左右),稱為比較電壓.繼電器能夠動(dòng)作的條件:故調(diào)節(jié)UR3就可調(diào)整Idz.JR1UR1IJI2D1~D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID5Ua=Ub+UR318執(zhí)行回路是由T1,T2組成單穩(wěn)觸發(fā)器.T2集電極輸出Uc2的變化,即表示繼電器的不同工作狀態(tài).R1UR1IJI2D1~D4C1C2R2R3R4R5R6R8R7R9D5D6T1T2W0V+E1UC2+-UR3abI1I2Ib1Ib2ID519正常工作時(shí),IJ<Idz.J,調(diào)節(jié)電位器R3使UR3<Ub，故觸頭輸入端的a點(diǎn)具有正電位.D5截止,I3=0,輸入信號(hào)回路對(duì)觸發(fā)器的工作不產(chǎn)生影響.此時(shí),T1的基極電流由兩部分組成:Ib1=I1+I2在Ib1的作用下:

T1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),其集電極電壓UC1=0.1~0.2V

不足以使T2導(dǎo)通,故T2處于截止?fàn)顟B(tài).

T2集電極輸出電壓UC2約等于E1,對(duì)應(yīng)于繼電器的不動(dòng)作狀態(tài)20當(dāng)IJ增大到Idz.J時(shí),UR3開始大于Ub,a點(diǎn)電位由正變?yōu)樨?fù),D5導(dǎo)通,故T1的Ib1被輸入回路所分流而開始減少,隨著Ib1的減少,T1開始由飽和經(jīng)放大區(qū)而向截止?fàn)顟B(tài)過渡.由于反饋電阻R9的存在,使這一過程進(jìn)行得很迅速,故具有觸發(fā)器特性.觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)過程Ib1T1進(jìn)入放大區(qū)Vc1升高Ib2T2由截止區(qū)向放大區(qū)過渡Vc2下降Ib1T1截止Vc2下降T2導(dǎo)通對(duì)應(yīng)于繼電器的動(dòng)作狀態(tài)21Ι

電流繼電器Ｕ<低電壓繼電器正常運(yùn)行及電壓高時(shí)繼電器不動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開，電壓低及停電時(shí)繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)Ｕ>過電壓繼電器正常運(yùn)行及電壓低時(shí)和停電時(shí)繼電器不動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，電壓高時(shí)繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開常閉觸點(diǎn)功率方向繼電器Z阻抗繼電器JJ極化繼電器I-I

電流差動(dòng)繼電器22t時(shí)間繼電器信號(hào)繼電器中間繼電器23電流繼電器

24主要作用是在繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置中用以增加觸點(diǎn)數(shù)量以及容量，該類繼電器一般都有幾對(duì)觸點(diǎn)，可以是常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)。

中間繼電器中間繼電器中間繼電器DZB-10B系列25其作用是建立必要的延時(shí)，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性和某種邏輯關(guān)系。其應(yīng)能延時(shí)動(dòng)作、瞬時(shí)返回。

時(shí)間繼電器t時(shí)間繼電器26

用作繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置動(dòng)作的信號(hào)指示，標(biāo)示裝置所處的狀態(tài)或接通燈光（音響）信號(hào)回路。信號(hào)繼電器動(dòng)作之后觸點(diǎn)自保持，不能自動(dòng)返回，需由值班人員手動(dòng)復(fù)歸或電動(dòng)復(fù)歸。信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器DX-30系列27數(shù)字型繼電器（微機(jī)保護(hù)）28數(shù)字型繼電器（微機(jī)保護(hù)）29電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)裝置I概念:對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù),稱為電流速斷保護(hù)30ACBD~12假設(shè)在每條線路上均裝有電流速斷保護(hù)，則當(dāng)線路A-B上發(fā)生故障時(shí),希望保護(hù)2能瞬時(shí)動(dòng)作，而當(dāng)線路B-C上故障時(shí),希望保護(hù)1能瞬時(shí)動(dòng)作，并且它們的保護(hù)范圍最好能達(dá)到本線路全長(zhǎng)的100%。

31以保護(hù)2為例，當(dāng)本線路末端k1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)希望保護(hù)2能夠瞬時(shí)動(dòng)作切除故障。而當(dāng)相鄰線路B~C的始端k2點(diǎn)短路時(shí)，按選擇性的要求，速斷保護(hù)2不應(yīng)動(dòng)作，而應(yīng)由速斷保護(hù)1動(dòng)作切除。ACBD~k1k212但實(shí)際上，k1點(diǎn)和k2點(diǎn)短路時(shí)從保護(hù)安裝2處看所流過的短路電流的數(shù)值幾乎一樣。因此，希望k1點(diǎn)短路時(shí)速斷保護(hù)2能動(dòng)作，而k2點(diǎn)短路時(shí)速斷保護(hù)2又不動(dòng)作的要求就不可能同時(shí)得到滿足。32解決方法優(yōu)先保證動(dòng)作的選擇性。即從保護(hù)裝置起動(dòng)參數(shù)的整定上保證下一線路出口處短路時(shí)不動(dòng)作(繼保中稱為按躲開下一條線路出口處短路的條件整定)采用無選擇性的速斷保護(hù)，而以自動(dòng)重合閘來糾正這種無選擇性動(dòng)作(繼保中稱按本線路末端處短路的條件整定)犧牲靈敏性保選擇性犧牲選擇性保靈敏性33對(duì)反應(yīng)電流升高而動(dòng)作的電流速斷保護(hù)而言，能使該保護(hù)裝置起動(dòng)的最小電流值稱為保護(hù)裝置的起動(dòng)電流。以I’dz或IIdz表示。保護(hù)裝置的起動(dòng)值I’dz

是用電力系統(tǒng)一次側(cè)的參數(shù)表示的。顯然必須當(dāng)實(shí)際的短路電流

保護(hù)裝置才能起動(dòng)。

它所表示的意義是：當(dāng)在被保護(hù)線路的一次側(cè)電流達(dá)到這個(gè)數(shù)值時(shí)，安裝在該處的保護(hù)裝置就能夠起動(dòng)。34根據(jù)電力系統(tǒng)短路分析，當(dāng)電源電勢(shì)一定時(shí)，短路電流的大小決定于短路點(diǎn)和電源之間的總阻抗，三相短路電流可表示為:系統(tǒng)等效電源的相電勢(shì)短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗保護(hù)安裝處至系統(tǒng)的等效阻抗在一定的系統(tǒng)運(yùn)行方式下，

和等于常數(shù)，可經(jīng)計(jì)算繪出的變化曲線。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式及故障類型改變時(shí)，Id均將隨之變化。03512d1ABCDd2d3d4321Il隨整個(gè)電力系統(tǒng)開機(jī)方式、保護(hù)安裝處到電源之間電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?fù)荷水平的變化，Zd和Zs都會(huì)變化，造成短路電流的變化。隨短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝處遠(yuǎn)近的變化和短路類型的不同，Zd和Zs的值不同，短路電流也不同。

36對(duì)每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最大(保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的系統(tǒng)等效阻抗最小,即Zs=Zs.min)的方式，稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式。而短路電流為最小(系統(tǒng)等值阻抗Zs最大,即Zs=Zs.max)的方式，則稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式。37在最大運(yùn)行方式下，三相短路時(shí)，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大，而在最小運(yùn)行方式下，兩相短路時(shí)，則短路電流為最小。(電流保護(hù)一般用于35kV以下配電網(wǎng)中。在35kV和10kV以下的低壓線路中，采用中性點(diǎn)不接地方式，所以當(dāng)單相接地，對(duì)系統(tǒng)影響不大)ACB~I系統(tǒng)運(yùn)行方式變化舉例開機(jī)方式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?8ACBD~12IdⅠ:最大運(yùn)行方式下三相短路

Ⅱ:最小運(yùn)行方式下二相短路Ⅰ

Ⅱ短路點(diǎn)的位置不同，流經(jīng)保護(hù)2的短路電流也不同運(yùn)行方式不同，同一地點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路電流也不同故障類型不同，同一地點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的短路電流也不同ZsZd=z1ld39四性中選擇性是第一位的

為保選擇性，對(duì)保護(hù)1，I’dz.1須整定得大于d4短路時(shí)，可能出現(xiàn)的最大短路電流（保選擇性）ACBD~d3d412下一線路出口處短路最大運(yùn)行方式三相短路引入可靠系數(shù):K’k=1.2-1.3,則有:由于I(3)d3.max=I(3)d4.max，I(2)d3.max<I(3)d4.max

只有高于I’dz保護(hù)才能動(dòng)作，故在d3點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)不動(dòng)作,兩相短路時(shí)保護(hù)也不動(dòng)作.40因此，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。選擇性:只要大于I’dz,故障肯定在被保護(hù)范圍以內(nèi),保護(hù)裝置一定動(dòng)作,以外不動(dòng)作.速動(dòng)性:t=0s,速度非?？?由于繼電器閉合,跳閘線圈的熄弧時(shí)間,其固有延時(shí)10~30ms)靈敏性:15%的范圍內(nèi),具有靈敏性.一般整定值選好后,再來校驗(yàn)靈敏性.可靠性:只要大于I’dz,肯定動(dòng)作,小于I’dz不動(dòng)作.評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn):非常簡(jiǎn)單,動(dòng)作速度快不足:保護(hù)范圍太小(15%),受故障類別,運(yùn)行方式影響大,不能單獨(dú)作為主保護(hù).在系統(tǒng)(輻射型網(wǎng)絡(luò))末梢線路,電流速斷滿足“四性”~D41單相原理接線I’dz.2=K’kI(3)d.B.maxIdAB12~Ι

TQ+-42保護(hù)范圍校驗(yàn)ACB~12IdNMI’dz.1在最大運(yùn)行方式的最小保護(hù)范圍為:最大運(yùn)行方式下兩相短路M點(diǎn)短路電流等于I’dz.1在M點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí):在M點(diǎn)發(fā)生二相短路時(shí):I(2)d.maxI(2)d.min最大運(yùn)行方式下兩相短路電流曲線43ACB~12IdNMI’dz.1M點(diǎn)為最大運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍未端I(2)d.maxI(2)d.min在這一點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，剛好能使保護(hù)裝置起動(dòng)44在最小運(yùn)行方式的最小保護(hù)范圍為：最小運(yùn)行方式下兩相短路N點(diǎn)短路電流等于I’dz.1在N點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí):在N點(diǎn)發(fā)生二相短路時(shí)N點(diǎn)為最小運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍未端.要求:45概念：有選擇性的電流速斷不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，增加一級(jí)保護(hù)，用來切除本線路上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷保護(hù)的后備，這就是限時(shí)速斷保護(hù)。限時(shí)速斷保護(hù)延時(shí)一段時(shí)間,啟動(dòng)繼電器動(dòng)作It46由于要求限時(shí)速斷必須保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，因此它的保護(hù)范圍必然要延伸到下一條線路中去。這樣，當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路時(shí)，它就要起動(dòng)，滿足不了選擇性。為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定的時(shí)限，為使這一時(shí)限盡量縮短，一般首先考慮使它的保護(hù)范圍不超出下一條線路速斷保護(hù)的范圍，而動(dòng)作的時(shí)限則比下一條線路的速斷保護(hù)延時(shí)一個(gè)時(shí)間階段△t。1.原理:47整定ACB~2IdI”dz.2tI’dz.2I’dz.11保護(hù)1，速斷保護(hù)起動(dòng)電流I’dz.1，從B至M為保護(hù)1電流速斷的保護(hù)范圍，保護(hù)2的限時(shí)速斷不應(yīng)超出I’dz.1，因此，保護(hù)2限時(shí)速斷的起動(dòng)電流應(yīng)整定為：I”dz.2>I’dz.1引入可靠系數(shù):Kk’’I”dz.2=Kk’’I’dz.1Kk’’=1.1~1.2(短路電流中的非周期分量已經(jīng)減少)I(3)d.max限時(shí)速斷電流速斷M保護(hù)1電流速斷48ACB~2IdIⅡset.2tMIⅠset.2IⅠset.11I(3)k.max限時(shí)速斷電流速斷d2d1

當(dāng)線路B-C的d2點(diǎn)故障時(shí)，保護(hù)1處的電流速斷和限時(shí)速斷以及保護(hù)2處的限時(shí)速斷均啟動(dòng)，這時(shí)由保護(hù)1的電流速斷以tⅠ1的時(shí)間切除d2點(diǎn)故障，在d2點(diǎn)故障切除短路電流消失后，保護(hù)1和保護(hù)2的限時(shí)速斷將自動(dòng)返回。d3線路A-B末端d1點(diǎn)故障時(shí)，只有保護(hù)2處的限時(shí)速斷啟動(dòng)，其以tⅡ2=tⅠ1+?t的時(shí)間切除d1點(diǎn)故障。當(dāng)線路B-C的d3點(diǎn)故障時(shí),哪些保護(hù)啟動(dòng)？由哪個(gè)保護(hù)動(dòng)作切除故障呢？49動(dòng)作時(shí)限選擇限時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)限tⅡ2,應(yīng)選擇比下一線路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限tⅠ1高出一個(gè)△t.即tⅡ2

=

tⅠ1+△t(△t:時(shí)限級(jí)差)從速動(dòng)性講,△t越小越好,為保證選擇性,△t又不能太少,通?！鱰=0.35~0.6s.多取△t=0.5s△t=tDL.1+tt.1+tt.2+tg.2+ty△ttDL.1:包括故障線路斷路器的跳閘時(shí)間、滅弧時(shí)間

tt.1:故障線路保護(hù)1中時(shí)間繼電器的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間比整定時(shí)間大的正誤差

tt.2:保護(hù)2中時(shí)間繼電器可能比預(yù)定時(shí)間提早動(dòng)作的負(fù)誤差tg.2:保護(hù)2中的測(cè)量元件（電流繼電器）在外部故障切除后， 由于慣性的影響而不能立即返回的延時(shí)

ty:考慮一定的裕度50當(dāng)線路上裝設(shè)了電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)后，它們的聯(lián)合工作就可以保證本線路范圍內(nèi)的故障都能夠在0.5s的時(shí)間內(nèi)予于切除，能夠滿足速動(dòng)性的要求，具有這種性能的保護(hù)稱為該線路的“主保護(hù)”。可見:51限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的反應(yīng)能力，用靈敏系數(shù)Klm來衡量。靈敏性校驗(yàn)對(duì)于反應(yīng)數(shù)值上升而動(dòng)作的過量保護(hù)裝置，靈敏系數(shù)Klm定義對(duì)保護(hù)2限時(shí)速斷，應(yīng)采用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路A~B末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流作為故障參數(shù)的計(jì)算值，設(shè)此電流為I(2)d.B.min，則：Klm＝保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)Klm＝I(2)d.B.minI”dz.1要求Klm≥1.3~1.552單相原理接線靈敏性不滿足怎么辦?若不滿足Klm≥1.3~1.5則:I”dz.2＝Kk’’I”dz.1t2”=t1”+△t限時(shí)速斷的單相原理接線圖TQtΙ

++信號(hào)LH2LJ2SJ2XJ-電流繼電器2LJ動(dòng)作后，觸點(diǎn)閉合，保護(hù)用直流經(jīng)其觸點(diǎn)加入時(shí)間繼電器2SJ繞組，啟動(dòng)時(shí)間繼電器2SJ，經(jīng)t’’時(shí)間后時(shí)間繼電器2SJ動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，保護(hù)用直流經(jīng)其觸點(diǎn)再經(jīng)信號(hào)繼電器繞組驅(qū)動(dòng)跳閘線圈跳閘。53定時(shí)限過電流保護(hù):概念:過電流保護(hù)通常指其起動(dòng)電流按照躲開流過本線路的最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)裝置，它不僅能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，以起到后備保護(hù)的作用。限時(shí)電流速斷不能作為下一條線路的遠(yuǎn)后備It54⑴原理整定:

為保證在正常運(yùn)行情況下過電流保護(hù)絕不動(dòng)作，保護(hù)裝置的起動(dòng)電流整定應(yīng)大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流If.max，在實(shí)際中還須考慮在外部故障切除后，保護(hù)裝置能否返回。當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí),短路電流將通過保護(hù)5,4,3.這些地方裝設(shè)的過電流保護(hù)都要起動(dòng).但按選擇性要求應(yīng)由保護(hù)3動(dòng)作切除故障，然后保護(hù)4,5由于電流減小而立即返回原位。實(shí)際上當(dāng)外部故障切除后，流經(jīng)保護(hù)4的電流是仍在繼續(xù)運(yùn)行中的負(fù)荷電流。~MM54321CBAd155由繼電器的返回系數(shù)定義:由于短路時(shí)電壓降低,變電所B母線上所接負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)被制動(dòng),因此在故障切除后電壓恢復(fù)時(shí),電機(jī)的自起動(dòng)電流要大于它正常的工作電流,故引入一個(gè)自起動(dòng)系數(shù)Kzq來表示自起動(dòng)時(shí)最大電流Izq.max,與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流之比.同時(shí)引入可靠系數(shù)Kk:得:Kh:電流繼電器返回系數(shù);Kh=0.85;Kk=1.15-1.25;Kzq:自啟動(dòng)系數(shù),大于1,應(yīng)視網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定.56⑵按選擇性要求,整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí),保護(hù)1~5在短路電流的作用下,均可能起動(dòng),但要滿足選擇性,應(yīng)只有保護(hù)1起動(dòng),切除故障,而保護(hù)2~5在故障切除后應(yīng)立即返回,這個(gè)要求只有靠各保護(hù)裝置不同的時(shí)限來滿足.~ABCDM45321d1t4△t△t△t△tt3t2t1t557保護(hù)1位于電網(wǎng)末端,只要電機(jī)內(nèi)部故障,它便可以瞬時(shí)動(dòng)作切除,t1為保護(hù)裝置本身的固有動(dòng)作時(shí)間,對(duì)保護(hù)2,為保證d1點(diǎn)短路時(shí)動(dòng)作的選擇性,則應(yīng)整定其動(dòng)作時(shí)限,t2>t1,引入時(shí)間階段△t,則應(yīng)保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)限為t2=t1+△t.保護(hù)2的時(shí)限確定后,當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí),它將以t2的時(shí)限切除故障,此時(shí),為了保證保護(hù)3動(dòng)作的選擇性,則必須整定t3>t2,t3=t2+△t.同理,t4=t3+△t,t5=t4+△t.~M45321ABCDd1t4△t△t△t△tt3t2t1t5d258任一過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限,應(yīng)選擇得比相鄰各元件保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限均高出至少一個(gè)△t,只有這樣才能充分保證動(dòng)作的選擇性.結(jié)論:當(dāng)故障越靠近電源端時(shí),短路電流越大,而此時(shí)過電流保護(hù)動(dòng)作切除故障的時(shí)間反而越長(zhǎng).故在電網(wǎng)中,廣泛采用電流速斷和限時(shí)電流速斷作為本線路的主保護(hù),以快速切除故障,利用過電流保護(hù)作為本線路和相鄰元件的后備保護(hù).由于它作為相鄰元件后備保護(hù)的作用是在遠(yuǎn)處實(shí)現(xiàn)的,因此屬于遠(yuǎn)后備保護(hù).59⑶過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)作為本線路的主保護(hù)和近后備作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)思考為什么Ⅰ、Ⅱ段不考慮Kzq、Kh而Ⅲ段要考慮？什么情況下，過電流動(dòng)作時(shí)限可以整定為0s？60概念:為了迅速可靠地切除被保護(hù)線路的故障,將三種電流保護(hù)組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù),稱為階段式電流保護(hù).電流速斷Ⅰ段,限時(shí)電流速斷Ⅱ段,由Ⅰ、Ⅱ段共同構(gòu)成主保護(hù).過電流Ⅲ段,近后備和遠(yuǎn)后備.注:不一定三段全用,也可只用兩段即用電流速斷或限時(shí)速斷做為1段，過電流作為2段一般對(duì)于電網(wǎng)末梢線路,只裝帶0.5s延時(shí)的過電流保護(hù),而對(duì)靠近電源處的線路,因過電流保護(hù)時(shí)限太長(zhǎng),需裝設(shè)三段式電流保護(hù).61具有電流速斷，限時(shí)電流速斷和過電流的單相原理接線圖+-+TATQ+++--++++123456789信號(hào)信號(hào)信號(hào)tⅡIⅠIⅡIⅢtⅢ電流Ⅰ段電流Ⅱ段電流Ⅲ段62++TAA

TQTAC

++----+++12456789111213DLLPLPLP310信號(hào)信號(hào)信號(hào)IⅠaIⅠcIⅡaIⅡcIⅢIⅢIⅢtⅡtⅢ具有電流速斷，限時(shí)電流速斷和過電流的三相原理接線圖63LP交流電流回路TAATACIⅠaIⅡaIⅢaIⅠcIⅡcIⅢcIⅢb電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)跳閘及信號(hào)回路IⅠaIⅠcIⅡaIⅡctⅡKⅠtⅢIⅢaIⅢbIⅢbKSⅠKSⅡKTⅢtⅡtⅢDL+-保護(hù)投入壓板64

電流保護(hù)的接線方式常用電流保護(hù)接線方式三相完全星形接線方式二相不完全星形接線方式保護(hù)中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式65⑴三相完全星形接線方式可反應(yīng)各種相間短路和中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相接地短路。Ι

Ι

Ι

+66⑵兩相不完全星形接線方式Ι

Ι

+可反應(yīng)各種相間短路,但不反應(yīng)B相單相接地短路67可反應(yīng)各種相間短路和中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相接地短路。⑶兩相三繼電器接線Ι

Ι

+Ι

回顧剛才的三相原理接線68⑷兩相電流差接線法把流入繼電器的電流與電流互感器的二次電流之比稱為接線系數(shù)。在求得保護(hù)的動(dòng)作電流之后則:正常運(yùn)行和三相短路時(shí):33==jxaJKIIAC兩相短路時(shí):AB和BC兩相短路時(shí):I69三段式電流保護(hù)整定計(jì)算試對(duì)線路AB進(jìn)行三段式電流保護(hù)整定，計(jì)算保護(hù)各段的一次動(dòng)作電流，二次動(dòng)作電流，最小保護(hù)范圍,靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限已知:采用兩相星形接線方式,Kzq=2線路的最大負(fù)荷電流Ifh.max=100A,互感器變比nl=300/5,保護(hù)2的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為2.2s,母線ABC等處三相短路時(shí)流過線路AB的短路電流值為(kA):ABC最大運(yùn)行方式下Id(3)5.341.5250.562最小運(yùn)行方式下Id(3)4.271.4240.548ABC~1225km80kmZ1=0.4Ω/km70解:Ⅰ段動(dòng)作電流:靈敏性校驗(yàn)最小運(yùn)行方式下：其中:37為35KV電網(wǎng)的平均線電壓.(35×1.05=37電網(wǎng)始端調(diào)高)最大運(yùn)行方式下Id最大根據(jù)A點(diǎn)短路數(shù)據(jù)可求出A點(diǎn)背后等效電源的