工程機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)42第9章繼電裝置整定及二次保護(hù)9.1概述按GB500621992電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)366kV電力線路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。由于一般工廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此其繼電保護(hù)裝置通常比較簡(jiǎn)單。作為線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)。如果過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限不大于0.50.75時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)。相間短路保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷路器的跳閘機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。作為線路的單相接地保護(hù)，有兩種方式：絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)（將在第七章第三節(jié)介紹）。有選擇性的單相接地保護(hù)（零序電流保護(hù)），也動(dòng)作于信號(hào)，但是當(dāng)單相接地故障危及人身和設(shè)備安全時(shí)，則動(dòng)作于跳閘。對(duì)可能經(jīng)常過負(fù)荷的電纜線路，按GB50062規(guī)定，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。9.2繼電保護(hù)裝置的接線方式工廠高壓線路的繼電保護(hù)裝置中，起動(dòng)繼電器與電流互感器之間的連接方式，主要有兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式兩種。1、兩相兩繼電器式接線這種接線，如果一次電路發(fā)生三相短路或兩相短路時(shí)，都至少有一個(gè)繼電器要?jiǎng)幼?，從而使一次電路的斷路器跳閘。為了表述這種接線方式中繼電器電流KAI與電流互感器二次電流2I的關(guān)系，特引入一個(gè)接線系數(shù)Kw。兩相兩繼電器式接線在一次電路發(fā)生任意相間短路時(shí)，KW=1，即其保護(hù)靈敏度都相同。2、兩相一繼電器式接線這種接線又稱兩相電流差接線。正常工作時(shí)，流人繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。在一次電路發(fā)生三相短路時(shí)，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的3倍，即kw)3(=3。兩相一繼電器式接線能反應(yīng)各種相間短路故障，靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相兩繼電器式接線。但是它少用一個(gè)繼電器，較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。9.3繼電保護(hù)裝置的操作方式繼電保護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類由于交流操作工程機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)43電源具有投資少、運(yùn)行維護(hù)方便及二次回路簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中小工廠中應(yīng)用廣泛。交流操作電源供電的繼電保護(hù)裝置主要有以下兩種操作方式：1、直接動(dòng)作式利用斷路器手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過流脫扣器（跳閘線圈）YR作為直動(dòng)式過流繼電器，接成兩相一繼電器式或兩相兩繼電器式。正常運(yùn)行時(shí)，YR通過的電流遠(yuǎn)小于其動(dòng)作電流，因此不動(dòng)作。而在一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，YR動(dòng)作，使斷路器QF跳閘。這種操作方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但保護(hù)靈敏度低，實(shí)際上較少應(yīng)用。2、“去分流跳閘”的操作方式正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)將跳閘線圈YR短路分流，YR無電流通過，所以斷路器QF不會(huì)跳閘。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開，使跳閘線圈YR的短路分流支路被去掉（即所謂“去分流”)，從而使電流互感器的二次電流全部通過YR，致使斷路器QF跳閘，即所謂“去分流跳閘”。這種操作方式的接線也比較簡(jiǎn)單，且靈敏可靠，但要求電流繼電器KA觸點(diǎn)的分?jǐn)嗄芰ψ銐虼蟛判小，F(xiàn)在生產(chǎn)的GL-15、16、25、26等型電流繼電器，其觸點(diǎn)容量相當(dāng)大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)150A，完全能滿足短路時(shí)“去分流跳閘”的要求。因此這種去分流跳閘的操作方式現(xiàn)在在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。9.4電流速斷保護(hù)帶時(shí)限的過電流保護(hù)，有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，而短路電流則是越靠近電源越大，其危害也更加嚴(yán)重。因此，根據(jù)GB500621992規(guī)定，在過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間超過0.50.75時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)裝置(currentquick-breakprotector）。1、電流速斷保護(hù)的組成及速斷電流的整定電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)。對(duì)于采用DL系列電流繼電器的速斷保護(hù)來說，就相當(dāng)于定時(shí)限過電流保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器，即在起動(dòng)用的電流繼電器之后，直接接信號(hào)繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘回路。2、電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流躲過了線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的相當(dāng)長(zhǎng)一段線路上發(fā)生的不一定是最大短路電流（例如兩相短路電流）時(shí)，電流速斷保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。這說明，電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域，叫做“死區(qū)”(deadband)，為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺陷，所以凡是裝設(shè)有電流速斷保護(hù)的線路，必須配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷保護(hù)至少長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差75.05.0t，而且前后的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間又要符合“階梯原則”，以保證選擇性。工程機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)44在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過電流保護(hù)作為后備；而在電流速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)，則過電流保護(hù)為基本保護(hù)。3、電流速斷保護(hù)的靈敏度電流速斷保護(hù)的靈敏度按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流Ik)2(作為最小短路電流Ikmax.來檢驗(yàn)。因此電流速斷保護(hù)的靈敏度必須滿足的條件為Sp=Ikkkqbikw)2(1.52按GB500621992,Sp1.5；按JBJ61996,Sp2。9.5電力變壓器的繼電保護(hù)1、概述按GB500621992規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過電流；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；過負(fù)荷；油面降低；變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對(duì)于高壓側(cè)為610kV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)帶時(shí)限的過電流保護(hù)；如果過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.50.75時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在80OkVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定還應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（gasProtection，又稱氣體繼電保護(hù)）。容量在40OkVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或者單臺(tái)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)（通稱“輕瓦斯故障”)，動(dòng)作于信號(hào)，而其他保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)（通稱“重瓦斯故障”)，一般均動(dòng)作于跳閘。對(duì)于高壓側(cè)為35kV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時(shí)也應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在I0000kVA及以上或者并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300kVA及以上時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。2、變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)無論采用電流繼電器還是脫扣器，也無論是定時(shí)限還是反時(shí)限，變壓器過電流保護(hù)的組成、原理與前面講述的電力線路過電流保護(hù)的組成、原理完全相同。變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定也與電力線路過電流保護(hù)的整定基本相同。變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定也與電力線路過電流保護(hù)的整定相同，也按工程機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)45“階梯原則”整定。但對(duì)電力系統(tǒng)的終端變電所如車間變電所的變壓器來說，其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值（0.5）。變壓器過電流保護(hù)的靈敏度，按變壓器二次側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)換算到一次側(cè)的短路電流值來檢驗(yàn)，要求靈敏系數(shù)Sp1.5。如果Sp達(dá)不到要求，同樣可采用低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。變壓器的電流速斷保護(hù)變壓器電流速斷保護(hù)的組成、原理，也與前面講述的電力線路的電流速斷保護(hù)相同。變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（速斷電流）qbI的整定計(jì)算公式，也與電力線路電流速斷保護(hù)基本相同。變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏度，按保護(hù)裝置安裝處在系統(tǒng)最小系統(tǒng)方式