?？飘厴I(yè)論文淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)

1、 淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)第一章：繼電保護(hù)的重要性1.10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置2.10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) (1)10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)210KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)3. 10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀第二章：繼電保護(hù)的根本概念10KV供電系統(tǒng)的幾種運行狀況10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)對繼電保護(hù)裝置的根本要求四性繼電保護(hù)的根本原理第三章：總結(jié)淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)前言：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。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的，電氣故障的發(fā)生是不可防止的。由于電力系統(tǒng)的

2、特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內(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)的運行產(chǎn)生重大影響。 第一章：繼電保護(hù)的重要性1.1 10KV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、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供給到各用戶。為實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得平安、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源、電力網(wǎng)

3、絡(luò)和負(fù)荷中心。電源指各類發(fā)電廠、站，它將一次能源轉(zhuǎn)換成電能；電力網(wǎng)絡(luò)由電源的升壓變電所、輸電線路、負(fù)荷中心變電所、配電線路等構(gòu)成。它的功能是將電源發(fā)出的電能升壓到一定等級后輸送到負(fù)荷中心變電所，再降壓至一定等級后，經(jīng)配電線路與用戶相聯(lián)。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點千百個交織密布，有功潮流、無功潮流、高次諧波、負(fù)序電流等以光速在全系統(tǒng)范圍傳播。它既能輸送大量電能，創(chuàng)造巨大財富，也能在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故。為保證系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運行，必須在不同層次上依不同要求配置各類自動控制裝置與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。它成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息傳遞的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使電力系統(tǒng)具有可觀測性與可控性，從而保證電能生產(chǎn)

4、與消費過程的正常進(jìn)行以及事故狀態(tài)下的緊急處理。 系統(tǒng)的運行指組成系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)都處于執(zhí)行其功能的狀態(tài)。系統(tǒng)運行中，由于電力負(fù)荷的隨機變化以及外界的各種干擾如雷擊等會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓與頻率的波動，從而影響系統(tǒng)電能的質(zhì)量，嚴(yán)重時會造成電壓崩潰或頻率崩潰。系統(tǒng)運行分為正常運行狀態(tài)與異常運行狀態(tài)。其中，正常狀態(tài)又分為平安狀態(tài)和警戒狀態(tài)；異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。各種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移需通過不同控制手段來實現(xiàn)。 電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實現(xiàn)平安可靠供電的前提下，還應(yīng)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行，即努力調(diào)整負(fù)荷曲線，提高設(shè)備利用率，合理利用各種動力資

5、源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗，以取得最正確經(jīng)濟(jì)效益。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。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(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)生是不可防止的。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、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內(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)的運行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦企業(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)定運行遭到破壞；當(dāng)10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時，就會

6、造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步開展為事故的可能。10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一局部。它能否平安、穩(wěn)定、可靠地運行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。由于10KV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)比擬簡單、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、自動裝置和二次回路。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)進(jìn)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

7、動裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。1.2 10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) 按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：110KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)：10KV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時限不大于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)。過電流保護(hù)其起動電流按躲過最大負(fù)荷電流來整定,由10 kV 線路負(fù)荷變化較大,

8、假設(shè)過流定值整定大,靈敏度不夠;假設(shè)過電流定值整定小,在系統(tǒng)過負(fù)荷時那么容易誤動。所以,加裝低電壓起動元件來提高過電流保護(hù)靈敏度,以系統(tǒng)正常運行時,不管負(fù)荷電流多大,母線上的電壓都很高,低電壓繼電器不會動作,即使過電流繼電器動作,保護(hù)裝置也不會動作,所以計算電流元件的起動電流時,可以不躲過最大負(fù)荷電流,而只躲過正常工作電流,一般用電氣設(shè)備的額定電流Ie來計算即可,這樣,大大降低了保護(hù)裝置的起動電流,從而提高了靈敏度。  (2)時限按反時限配置。 反時限特性的保護(hù)元件,為了整體保護(hù)配合的完整性,采用反時限配置。反時限過電流保護(hù)也是按照時限的階梯原那么來整定,其時限級差一般為0.

9、0;7 s。而且反時限過電流保護(hù)的動作時限的選擇與動作電流的大小有關(guān)。也就是說,反時限過電流保護(hù)隨著短路電流與繼電器動作電流的比值而變,因此,整定反時限過電流保護(hù)時,所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。  另外,感應(yīng)型繼電器慣性較大,存在一定的誤差,它的特性不近相同,新、舊型的特性也不相同。所以,在實際運行整定時,就不能單憑特性曲線作為整定的依據(jù),還應(yīng)該作必要的實測與調(diào)試。故反時限過電流保護(hù)時限特性的整定和配合就相對復(fù)雜得多。 2.10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)：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)；當(dāng)配電變壓器容量為400630KV

10、A，高壓側(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)；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)：對于不并列運行的分段母線,應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；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，其瞬動局部應(yīng)解除；對于負(fù)荷等級較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)。1.3 10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀電力系統(tǒng)繼電

11、保護(hù)是保證電力系統(tǒng)平安運行、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效技術(shù)。計算機控制技術(shù)成功運用到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,使得未來繼電保護(hù)技術(shù)開展趨勢具有計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點。 目前一般企業(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。很多重要企業(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行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著

12、一些急待解決的問題。第二章：繼電保護(hù)的根本概念2章節(jié)前言小論 什么是繼電保護(hù)?英文名稱：relay protection 定義：對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障局部隔離、切除的一種措施，所屬學(xué)科：電力，繼電保護(hù)。研究電力系統(tǒng)及平安運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其開展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件發(fā)電機器、輸電線路、母線等使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)名稱解釋 研究電力系統(tǒng)故障和危及平安運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其開展過程中曾主要用有觸點的繼電器電力系統(tǒng)及其元件發(fā)電機、變壓器，使之免遭損害

13、，所以沿稱繼電保護(hù)。根本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或防止設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。繼電保護(hù)裝置根本原理：繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為根底來構(gòu)成。 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是： 電流增大。 短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和

14、接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°85°，而在保護(hù)反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角那么是180°+(60°85°)。 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。 不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如

15、兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。 利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。 此外，除了上述反響工頻電氣量的保護(hù)外，還有反響非工頻電氣量的保護(hù)組成一般情況而言，整套繼電保護(hù)裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三局部組成 。 測量比擬局部測量比擬局部是測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比擬，根據(jù)比擬的結(jié)果，給出“是“非性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動。 邏輯局部邏輯局部使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是不動

16、作及是否延時等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出局部。 執(zhí)行輸出局部執(zhí)行輸出局部根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護(hù)裝置所承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正常運行時不動作等。 分類繼電保護(hù)可按以下4種方式分類。 按被保護(hù)對象分類，有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù))。 按保護(hù)功能分類，有短路故障保護(hù)和異常運行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)；后者又可分為過負(fù)荷保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非全相運行保護(hù)等。 按保護(hù)裝置進(jìn)行比擬和運算處理的信號量有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機電型、整流晶體管型和集成電路放大器保護(hù)裝置，它們直接反映

17、輸入信號的連續(xù)模擬量，均屬模擬式保護(hù)；采用微處理機和微型計算機的保護(hù)裝置，它們反響的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)字式保護(hù)。 按保護(hù)動作原理分類，有過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)，動保護(hù)、高頻載波保護(hù)等。 繼電保護(hù)的系統(tǒng)保護(hù)實現(xiàn)繼電保護(hù)功能的設(shè)備稱為繼電保護(hù)裝置。雖然繼電保護(hù)有多種類型,其裝置也各不相同,但都包含著以下主要的環(huán)節(jié)： 信號的采集，即測量環(huán)節(jié)；信號的分析和處理環(huán)節(jié)；判斷環(huán)節(jié)；作用信號的輸出環(huán)節(jié)。以上所述僅限于組成電力系統(tǒng)的各元件發(fā)電機、變壓器、母線、輸電線等的繼電保護(hù)問題，而各國電力系統(tǒng)的運行實踐已經(jīng)證明，僅僅配置電力系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，還遠(yuǎn)不能防止

18、發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故，從電力系統(tǒng)的全局和整體出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置動作而切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。這些正是系統(tǒng)保護(hù)所需研究的內(nèi)容。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，符合時間減小到最短。 大電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運行，首先必須建立在電力系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)布局上，這是系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運行調(diào)度工作中必須重視的問題。在此根底上，系統(tǒng)保護(hù)的合理配置和正確整定，同時配合系統(tǒng)平安自動裝置如解列裝置、自動減負(fù)荷、切水輪發(fā)電機組汽輪發(fā)電機出力、自動重合閘、電氣等，到達(dá)電力系統(tǒng)平安運行的目

19、的。 鑒于機、爐、電諸局部構(gòu)成電力生產(chǎn)中不可分割的整體，任一局部的故障均將影響電力生產(chǎn)的平安，特別是大機組的不斷增加和系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，使大電力系統(tǒng)與大機組的相互影響和協(xié)調(diào)問題成為電能生產(chǎn)的重大課題。電力繼電保護(hù)配置方案應(yīng)考慮機、爐設(shè)備的承受能力，機、爐設(shè)備的設(shè)計制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)的實際需要。 為了巨型發(fā)電機組的平安，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)裝置，還應(yīng)積極研究和推廣故障預(yù)測技術(shù)，以期實現(xiàn)防患于未燃，進(jìn)一步提高大機組的平安可靠性。 繼電保護(hù)開展歷程:繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的開展而開展起來的。20世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的開展，繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)，這時期是繼電保護(hù)技術(shù)開展的

20、開端。最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護(hù)完成了開展的4個階段，即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機繼電保護(hù)裝置。 隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的飛速開展，人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向開展。 19世紀(jì)的最后25年里，作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的開展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，短路容量不斷增大，到20世紀(jì)初期產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。雖然在1928年電子器件已開始被

21、應(yīng)用于保護(hù)裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn)，只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速開展之后才得以實現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護(hù)簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計算機的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速開展,微處理機和微型計算機的普遍應(yīng)用,極大地推動了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)，目前微機數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗階段，并已有少量裝置正式運行。 研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，

22、研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運行等。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時間減到最短。此外，機、爐、電任一局部的故障均影響電能的平安生產(chǎn)，特別是大機組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能平安生產(chǎn)的重大課題。因此，系統(tǒng)的繼電保護(hù)和平安自動裝置的配置方案應(yīng)考慮機、爐等設(shè)備的承變能力，機、爐設(shè)備的設(shè)計制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)運行的實際需要。為了巨型發(fā)電機組的平安，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù)。根本任務(wù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的根本任務(wù)是： 自動

23、、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障局部迅速恢復(fù)正常運行。 反響電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的條件(如有無經(jīng)常值班人員)而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引起損壞或開展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。此時一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免暫短地運行波動造成不必要的動作和干擾而引起的誤動。 繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。2.1. 10KV供

24、電系統(tǒng)的幾種運行狀況供電系統(tǒng)的正常運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)的運行狀況；這時，電力系統(tǒng)中總的有功功率和無功功率出力能 和負(fù)荷總的有功功率和無功功率需求到達(dá)平衡(包括 電網(wǎng)損耗);電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運 行的允許偏移范圍內(nèi);各電源設(shè)備和輸變電設(shè)備均在 其各自規(guī)定的限額內(nèi)運行。在這種狀態(tài)下，發(fā)電及輸變 電設(shè)備均有足夠的備用容量，使系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)钠桨?水平，能承受正常的干擾(如無故障開斷一條線路或發(fā) 電機)而不產(chǎn)生有害的后果(如設(shè)備過載)。在這種正 常干擾下，系統(tǒng)能到達(dá)一個新的正常運行狀態(tài)。 在正常運行狀態(tài)下，電

25、力系統(tǒng)對不大的負(fù)荷變化 的反響，可以認(rèn)為是電力系統(tǒng)從一個正常運行狀態(tài)連 續(xù)變化到另一個正常運行狀態(tài)。 電力系統(tǒng)運行的目的就是要盡量維持電力系統(tǒng)處 于正常運行狀態(tài)，所以這時的重要任務(wù)是監(jiān)視不斷變 化著的電力系統(tǒng)運行條件，并根據(jù)負(fù)荷變化及運行計 劃的要求進(jìn)行正常的操作控制(如起停發(fā)電機，調(diào)節(jié)發(fā) 電機出力，調(diào)整變壓器分接頭等)，使系統(tǒng)運行參數(shù) (如發(fā)電機出力，母線電壓，頻率，功率潮流，系統(tǒng)間 的交換功率等)維持在規(guī)定范圍內(nèi)，以便滿足對負(fù)荷正 常供電的需要。在設(shè)有自動裝置的電力系統(tǒng)中，其中一 局部調(diào)節(jié)控制由相應(yīng)的自動裝置來完成。例如，利用自 動發(fā)電控制(automati。generation eont

26、rol，AGC)來自動調(diào)整出力和聯(lián)絡(luò)線功率，用以維持系統(tǒng)頻率;利用發(fā) 電機或調(diào)相機的自動勵磁調(diào)整裝置來調(diào)節(jié)電壓等。 在正常運行狀態(tài)，應(yīng)使系統(tǒng)中并列運行的發(fā)電機 組間合理地分配出力并根據(jù)負(fù)荷的變化相應(yīng)地開停發(fā) 電機，使全電力系統(tǒng)到達(dá)最大經(jīng)濟(jì)性(發(fā)電本錢為最 小)。在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行中，也必須考慮到電力系統(tǒng)的安 全可靠運行的約束條件，例如要使系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)男?轉(zhuǎn)備用和過負(fù)荷能力等。 為了保證電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)的平安性，應(yīng) 根據(jù)電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、出力及負(fù)荷分布，在計算 分析和實際運行經(jīng)驗的根底上，確定假設(shè)干平安界限。 在正常運行狀態(tài)應(yīng)保證相應(yīng)的運行參數(shù)滿足這些界 限的要求。這些參數(shù)為: 系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備

27、用出力; 系統(tǒng)的冷備用出力(即在短時間內(nèi)能動用的發(fā)電機 出力); 母線電壓;通過線路或變壓器等系統(tǒng)元件 的功率潮流等。當(dāng)確定這些運行參數(shù)的平安界限時， 均考慮了一定的平安儲藏，當(dāng)不滿足這些事先確定 的平安界限時，說明系統(tǒng)已進(jìn)人替戒狀態(tài)(見電力系 統(tǒng)勢戒狀態(tài))。 為防止正常運行狀態(tài)時可能出現(xiàn)的突發(fā)事故， 可以進(jìn)行預(yù)防性的平安分析和控制。它是以一組事 先確定(或由運行人員要求)的假想事故為根底，對 電力系統(tǒng)未來的平安性進(jìn)行估計。如果發(fā)現(xiàn)在某一 假想事故下，電力系統(tǒng)將進(jìn)人警戒狀態(tài)或緊急狀態(tài) (見電力系統(tǒng)贊急狀態(tài))，那就認(rèn)為電力系統(tǒng)在隨后可 能出現(xiàn)這種事故時將是不平安的。為防止這種潛在 的不平安因素，

28、應(yīng)及時采取相應(yīng)的控制措施(如進(jìn)行電 力系統(tǒng)接線方式和功率潮流的調(diào)整，改變發(fā)電機出力 和切換負(fù)荷等)，以保證即使出現(xiàn)這種假想的事故， 電力系統(tǒng)仍然是平安的，或者盡量減輕對電力系統(tǒng)安 全性的威脅。如果為預(yù)防這種可能出現(xiàn)但不一定出現(xiàn) 的不平安狀態(tài)，需要很大地改變正常運行方式和接線 方式，影響正常運行的經(jīng)濟(jì)性(例如要改變發(fā)電機的起 停方式，改變水火發(fā)電廠間的功率分配等)，那就要由 運行人員做出判斷，決定是否需要進(jìn)行這種控制。2供電系統(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)的平安運行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運行狀況；3供電系統(tǒng)的異常運行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成

29、故障時的運行狀況。2.2 . 10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應(yīng)能完整地、平安地監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)，監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)平安供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)平安時，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)平安供電的影響。如：單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等；反響電氣設(shè)

30、備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反響不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時動作。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局部，保證非故障局部繼續(xù)運行；實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應(yīng)能及時地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；不難看出，在10KV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事

31、故范圍或預(yù)報事故的發(fā)生，來到達(dá)提高系統(tǒng)運行的可靠性，并最大限度地保證供電的平安和不間斷?？梢韵胂?，在10KV系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力缺乏，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)能否平安可靠運行的不可缺少的重要組成局部。2.3. 對繼電保護(hù)裝置的根本要求對繼電保護(hù)裝置的根本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障局部切除。也就是它應(yīng)該首先斷開距離故

32、障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障局部能繼續(xù)正常運行。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；否那么就稱為沒有選擇性。主保護(hù)和后備保護(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)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護(hù)時，其中有一套動作比擬快，而另一套動作比擬慢，動作比擬快的就稱為主保護(hù)；而動作比擬慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最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)，就稱為后備保護(hù)。后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同

33、樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(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到達(dá)切除故障局部的作用。除此之外，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)線路的一局部。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)來彌補不可。近后備和遠(yuǎn)后備：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相臨設(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)；由本級電氣設(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)退出運行而增設(shè)的簡單保護(hù)，稱為輔助保護(hù)。靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對故障和異

34、常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不管短路的性質(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,又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(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)生短路時，流過保護(hù)安裝處的最小短路電流Id.min與保護(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，那么反映輕微故障的能力越強。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)，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對于10KV不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單相接地

35、電容電流最小值Ic.min;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)電機并列運行的穩(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。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產(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?？煽啃员Ｗo(hù)裝置應(yīng)能正確的動作，并隨時處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，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，那么要求保護(hù)裝置的

36、設(shè)計原理、整定計算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運行維護(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。2.4. 繼電保護(hù)的根本原理1電力系統(tǒng)故障的特點：電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應(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。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角將發(fā)生變化。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根底，利用正常運行和故障時各物理量的差異就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護(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)

37、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)；既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護(hù)；反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護(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)，其中又分為橫聯(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重瓦斯保護(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)

38、等。幾種常用電流保護(hù)的分析反時限過電流保護(hù)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，動作時間越長，這種保護(hù)就叫做反時限過電流保護(hù)。繼電器的構(gòu)成：反時限過電流保護(hù)是由GL-15(25)感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于一般工礦企業(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,就可以采用交流操作，無須裝設(shè)直流屏等設(shè)

39、備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能(表達(dá)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)試比擬困難；在靈敏度和動作的準(zhǔn)確性、速動性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。反時限過電流保護(hù)的根本原理：當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2到達(dá)整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信

40、號掉牌掉下，給出信號。在這里應(yīng)予說明，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先斷開而常開觸點后閉合時，那么會出現(xiàn)以下問題：繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；繼電器的常閉觸點如先斷開,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定時限過電流保護(hù)。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)方式就稱為定時限過電流保護(hù).。  繼

41、電器的構(gòu)成：定時限過電流保護(hù)是由電磁式時間繼電器(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)的根本原理：在10kV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護(hù)。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。保護(hù)裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預(yù)先整定的時間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時限過電流保護(hù)。  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

42、那么，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時才啟動，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)荷電流時即電動機的啟動和自啟動電流，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 式中 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)能可靠地返回。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

43、> Ifh.max 因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j 為： Idz.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-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=1；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-電流互感器的變比。 5動作時限的整定原那么 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)具有不同的動作時間。 在線路XL-1、XL-2

44、、XL-3的靠近電源端分別裝有過電流保護(hù)裝置1、2、3。當(dāng)D1點發(fā)生短路時，短路電流由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)只由保護(hù)裝置3離故障點最近動作于跳閘。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，即： t1> 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)的動作時限越長，有如階梯一樣，故稱為階梯性時限特性。各級之間的時限均差一個固定的數(shù)值，稱 其為時限級差D t。對于

45、定時限過電流保護(hù)的時限級差D t 一般為0.5S;對于反時限的時限級差D t 一般為0.7S。可是，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)。它能在最短的時間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴(kuò)大。 電流速斷保護(hù)又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

46、速斷保護(hù)的構(gòu)成 電流速斷保護(hù)是由電磁式中間繼電器(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大小來確定保護(hù)是否需要啟動。它是按一定地點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)試比擬準(zhǔn)確和方便。 3瞬時電流速斷保護(hù)的整定原那么和保護(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，而是必須大于保護(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)生的三相最大短路電流來整定。從

47、而使速斷保護(hù)范圍被限制在被保護(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)生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數(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)線路的一局部。對于最大運行方式下的保護(hù)范圍一般能到達(dá)線路全長的50%即認(rèn)為有良好的保護(hù)效果；對于在最小運行方式下的保護(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，運行人員根據(jù)其保護(hù)范圍較

48、小這一特點,可以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，那么由兩側(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局部。 4瞬時電流速斷保護(hù)的根本原理 瞬時電流速斷保護(hù)的原理與定時限過電流保護(hù)根本相同。只是由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：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；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)正常，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

49、電動作時間。 5略帶時限的電流速斷保護(hù) 瞬時電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點是動作迅速，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)全線路。因此，它的保護(hù)范圍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)的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保護(hù)。略帶時限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時限過電流

50、保護(hù)的原理接線相同。 4. 三段式過電流保護(hù)裝置 由于瞬時電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一局部，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，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時限過電流保護(hù)既可作為本級線路的后備保護(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)行可靠而有效的保護(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)，究竟采用瞬時電流速斷

51、保護(hù)，還是采用略帶時限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況確定。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，允許用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)到線路全長并延伸到變壓器高壓側(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)作為第一段，以加速切除

52、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)。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，那么本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)電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點不接地的運行方式。 系統(tǒng)運行正常時，三相是對

53、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.中性點電位為零。 假設(shè)A相發(fā)生了一相金屬性接地時，那么A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，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)運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優(yōu)點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有 開展 為兩點或多點接地的可能。應(yīng)及時發(fā)出信號，通知值班人員進(jìn)行處理。 10KV中性點不接地系統(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

54、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一塊線電壓表通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可觀察三個線電壓看到“一低、兩高、三不變。接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作，其常開接點接通信號繼電器，并發(fā)出預(yù)告信號。采用這種裝置比擬簡單，但不能立即發(fā)現(xiàn)接地點，因為只要 網(wǎng)絡(luò) 中發(fā)生一相接地，那么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，接有帶絕緣監(jiān)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，需要電氣人員按照預(yù)先制定的“拉路序位圖依次拉路查找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點為止?？梢钥闯觯@種 方法 費力、費時、平安性差，在某些情

55、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)比擬復(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)一般使用在有條件安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)在電纜出線上安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?qū)Ь€排列不對稱而產(chǎn)生的不平衡電流。當(dāng)發(fā)生一相接地時，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

56、。在安裝零序電流保護(hù)裝置時，特別注意的一點是：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。否那么互感器二次側(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，在整定時，保護(hù)裝置的啟動電流Idz應(yīng)大于本線路的電容電流，即： Idz=Kh.3Uxan.w .Co =Kh.Io 式中 Idz-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.

57、5S時，那么取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。 按上式整定后，還需校驗在本線路上發(fā)生一相接地時的靈敏系數(shù)Klm,由于流經(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和，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 -Io /Kh. Io = I0S -Io /Idz 式中 CS -同一電壓等級網(wǎng)絡(luò)中，各元件每相對地電容之和； I0S -與 CS 相對應(yīng)的對地電容電流之和。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，由于沒有特制的零序電流互感器，如欲安裝零序電流保護(hù)，可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。第三章：總結(jié)我國繼電保護(hù)學(xué)科、技術(shù)、繼電器制造和人才隊伍培養(yǎng)從無到有,在小活吸收國外先進(jìn)繼電保護(hù)設(shè)備和運行技術(shù)的根底上,建成了一支具有深厚理論功底和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護(hù)隊伍。經(jīng)過60年的開展和探索,我國已經(jīng)建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、加工制造、運行維護(hù)和教學(xué)的完整體系。目