1、第第6章章 繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置6.1 概述概述什么是繼電保護(hù)裝置什么是繼電保護(hù)裝置?當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障（如短路）或者不正常運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)本身發(fā)生了故障（如短路）或者不正常運(yùn)行狀態(tài)（如過負(fù)荷）危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行（如過負(fù)荷）危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷，或者直接向所控制的斷路器路器發(fā)出跳閘命令發(fā)出跳閘命令以終止這些事件進(jìn)一步發(fā)展的一種以終止這些事件進(jìn)一步發(fā)展的一種自動(dòng)化裝置和設(shè)備，一般通稱為繼

2、電保護(hù)裝置。自動(dòng)化裝置和設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置則用以快速恢復(fù)電力系統(tǒng)則用以快速恢復(fù)電力系統(tǒng)的完整性，防止發(fā)生長(zhǎng)期大面積停電的重大系統(tǒng)的完整性，防止發(fā)生長(zhǎng)期大面積停電的重大系統(tǒng)事故，如系統(tǒng)失去穩(wěn)定、電壓崩潰和頻率崩潰等事故，如系統(tǒng)失去穩(wěn)定、電壓崩潰和頻率崩潰等 自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)重合閘裝置:是指斷路器跳閘之后，經(jīng)過整定的是指斷路器跳閘之后，經(jīng)過整定的動(dòng)作時(shí)限，能夠使斷路器重新合閘的自動(dòng)裝置。自動(dòng)動(dòng)作時(shí)限，能夠使斷路器重新合閘的自動(dòng)裝置。自動(dòng)重合閘裝置的英文名稱為重合閘裝置的英文名稱為Automatic Recloser，縮，縮寫為寫為AR。 備用電

3、源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置:將兩路電源線路分為工作電將兩路電源線路分為工作電源線路和備用電源線路。僅當(dāng)工作電源線路發(fā)生故障源線路和備用電源線路。僅當(dāng)工作電源線路發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，備用電源線路才自動(dòng)投入運(yùn)行。退出運(yùn)行時(shí)，備用電源線路才自動(dòng)投入運(yùn)行。6.1.1 繼電保護(hù)的作用繼電保護(hù)的作用繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)是什么繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)是什么? 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件，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（路器發(fā)出跳閘命令（自動(dòng)、迅速、有選

4、擇性自動(dòng)、迅速、有選擇性），使故），使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等)。1. 反映電氣設(shè)備的反映電氣設(shè)備的不正常工作情況不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同(例如有無經(jīng)常值班例如有無經(jīng)常值班人員人員)發(fā)出信號(hào)發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由

5、裝置，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整（減負(fù)荷）進(jìn)行調(diào)整（減負(fù)荷），或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除起事故的電氣設(shè)備予以切除（調(diào)閘）。（調(diào)閘）。反映不正常工反映不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。6.1.2 繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量常情況時(shí)的電氣量(電流增大、電壓降低、電流電電流增大、電壓降低、電流電壓間相位角、功率、頻率等壓間相位角、功率、頻率等)的變化，構(gòu)成繼電保的變化，構(gòu)

6、成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理護(hù)動(dòng)作的原理（過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、方向（過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、方向保護(hù)等），保護(hù)等），也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯（瓦斯保護(hù)）（瓦斯保護(hù)）和油流和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高、電機(jī)繞組溫度升速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高、電機(jī)繞組溫度升高高（過負(fù)荷保護(hù)）。（過負(fù)荷保護(hù)）。大多數(shù)情況下，不管反映哪大多數(shù)情況下，不管反映哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)量部分種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)量部分(和定值和定值調(diào)整部分調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分。、邏輯部分、執(zhí)行部分。測(cè)量部分測(cè)量部分:測(cè)量保

7、護(hù)對(duì)象輸入信號(hào)，并與整定值進(jìn)測(cè)量保護(hù)對(duì)象輸入信號(hào)，并與整定值進(jìn)行比較行比較(如如流入繼電保護(hù)裝置中的電流是通過電流流入繼電保護(hù)裝置中的電流是通過電流互感器與電流繼電器的連接來實(shí)現(xiàn)?；ジ衅髋c電流繼電器的連接來實(shí)現(xiàn)。)邏輯部分：邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分的輸出量進(jìn)行邏輯運(yùn)算根據(jù)測(cè)量部分的輸出量進(jìn)行邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控制指令產(chǎn)生控制指令執(zhí)行部分：執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分輸出的控制指令執(zhí)行相根據(jù)邏輯部分輸出的控制指令執(zhí)行相關(guān)保護(hù)動(dòng)作（跳閘、發(fā)出信號(hào)等）關(guān)保護(hù)動(dòng)作（跳閘、發(fā)出信號(hào)等）6.1.3 繼電保護(hù)的分類繼電保護(hù)的分類1. 按構(gòu)成原理分類按構(gòu)成原理分類電流保護(hù)；電壓保護(hù)；阻抗保護(hù)（距離保護(hù)）；電流保護(hù)；電壓保護(hù)

8、；阻抗保護(hù)（距離保護(hù)）；方向保護(hù)；縱聯(lián)保護(hù)；序分量保護(hù)；其他保護(hù)，方向保護(hù)；縱聯(lián)保護(hù)；序分量保護(hù)；其他保護(hù)，如瓦斯保護(hù)、行波保護(hù)。如瓦斯保護(hù)、行波保護(hù)。2. 按構(gòu)成元件分類按構(gòu)成元件分類電磁型保護(hù)、感應(yīng)型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、電磁型保護(hù)、感應(yīng)型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)和微機(jī)保護(hù)。集成電路型保護(hù)和微機(jī)保護(hù)。3. 按被保護(hù)設(shè)備分類按被保護(hù)設(shè)備分類線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)和電容線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)和電容補(bǔ)償裝置保護(hù)。補(bǔ)償裝置保護(hù)。4. 按職責(zé)分類按職責(zé)分類(1)主保護(hù)主保護(hù)；(2)后備保護(hù)（近后備和遠(yuǎn)后備保護(hù)）；后備保護(hù)（近后備

9、和遠(yuǎn)后備保護(hù)）；(3)輔輔助保護(hù)助保護(hù)6.1.4 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈可靠性、選擇性、靈敏性敏性和和速動(dòng)性速動(dòng)性的要求：這四的要求：這四“性性”之間緊之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。1. 可靠性可靠性是指在保護(hù)該動(dòng)作時(shí)（在保護(hù)范圍是指在保護(hù)該動(dòng)作時(shí)（在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或異常）應(yīng)可靠地動(dòng)作而不拒內(nèi)發(fā)生故障或異常）應(yīng)可靠地動(dòng)作而不拒絕動(dòng)作。不該動(dòng)作時(shí)（在正常時(shí)或保護(hù)范絕動(dòng)作。不該動(dòng)作時(shí)（在正常時(shí)或保護(hù)范圍外發(fā)生故障）應(yīng)可靠不動(dòng)作而不誤動(dòng)作。圍外發(fā)生故障）應(yīng)可靠不動(dòng)作而不誤動(dòng)作?？煽啃允菍?duì)繼電保護(hù)裝置性能的

10、最根本的可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。要求。如何保證繼電保護(hù)的可靠性如何保證繼電保護(hù)的可靠性?繼電保護(hù)的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能繼電保護(hù)的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來保優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來保證。任何電力設(shè)備證。任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等線路、母線、變壓器等)都不允許在都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。220kV及以上電網(wǎng)的所有及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電

11、保護(hù)裝置進(jìn)行保獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作護(hù)。當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除時(shí)，能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除故障。在所有情況下，要求這套繼電保護(hù)裝置和斷路故障。在所有情況下，要求這套繼電保護(hù)裝置和斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電。器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電。選擇性選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，以盡量減少停電范圍；當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或以盡量減少停電范圍；當(dāng)故障設(shè)備或線路

12、本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障（后備保護(hù)）。路器失靈保護(hù)切除故障（后備保護(hù)）。為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件（如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件（如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間在一與動(dòng)作元件）的選擇性，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間在一般情況下應(yīng)相互配合。般情況下應(yīng)相互配合。靈敏性靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或者是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或者異常時(shí)，保護(hù)

13、裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，不論短路點(diǎn)異常時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，不論短路點(diǎn)位置、類型、最大運(yùn)行方式或最小運(yùn)行方式都可正確靈位置、類型、最大運(yùn)行方式或最小運(yùn)行方式都可正確靈敏反映。敏反映。如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，即具有足夠的反應(yīng)能力，說明保護(hù)裝及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，即具有足夠的反應(yīng)能力，說明保護(hù)裝置的靈敏度高。保護(hù)裝置靈敏與否，一般都用靈敏系數(shù)置的靈敏度高。保護(hù)裝置靈敏與否，一般都用靈敏系數(shù)（ks）來衡量。靈敏系數(shù)標(biāo)志著在故障發(fā)生初期，繼電來衡量。靈敏系數(shù)標(biāo)志著在故障發(fā)生初期，繼電器保護(hù)反應(yīng)故障的能力。高靈敏度的保護(hù)裝置

14、使故障易器保護(hù)反應(yīng)故障的能力。高靈敏度的保護(hù)裝置使故障易于反應(yīng)，從而減少了故障對(duì)系統(tǒng)的影響和波及范圍。于反應(yīng)，從而減少了故障對(duì)系統(tǒng)的影響和波及范圍。各各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)時(shí)參數(shù)的最小計(jì)算值保護(hù)范圍末端發(fā)生故障靈敏系數(shù)對(duì)于對(duì)于過電流保護(hù)過電流保護(hù)裝置，靈敏度系數(shù)裝置，靈敏度系數(shù)ks為：為： 被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬短路時(shí)的最小短路電流被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬短路時(shí)的最小短路電流 保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流opnk

15、sIIk)()(nkIopI對(duì)于對(duì)于低電壓保護(hù)低電壓保護(hù)裝置，靈敏度系數(shù)裝置，靈敏度系數(shù)ks 被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬短路時(shí)的最高短路電壓被保護(hù)區(qū)末端發(fā)生金屬短路時(shí)的最高短路電壓 保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電壓保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電壓)(nkopsUUk )(nkUopU被保護(hù)的電氣設(shè)備被保護(hù)的電氣設(shè)備 繼電保護(hù)裝置類型繼電保護(hù)裝置類型 最低靈敏度最低靈敏度ks 變壓器、線路等變壓器、線路等所有電氣設(shè)備所有電氣設(shè)備 過電流保護(hù)過電流保護(hù) 5（如滿足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)，靈（如滿足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)，靈敏度可降為敏度可降為1.25）電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù) 2.0 后備保護(hù)后備保護(hù) 1.2（如滿足此要求

16、將使保護(hù)過分復(fù)雜（如滿足此要求將使保護(hù)過分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅按常見的或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅按常見的運(yùn)行方式和故障類型校驗(yàn)靈敏度）運(yùn)行方式和故障類型校驗(yàn)靈敏度） 變壓器變壓器 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 2.0 310kV電纜線路電纜線路 中性點(diǎn)不直接接地電力網(wǎng)中中性點(diǎn)不直接接地電力網(wǎng)中的零序電流保護(hù)的零序電流保護(hù) 1.25310kV架空線路架空線路 1.50我國(guó)電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的各類保護(hù)裝置的靈敏度系數(shù)我國(guó)電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的各類保護(hù)裝置的靈敏度系數(shù)有一個(gè)要求見表所示：有一個(gè)要求見表所示：速動(dòng)性速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障，其目的是提

17、高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。備自動(dòng)投入的效果等。切除故障時(shí)間保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間切除故障時(shí)間保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間(目前最快目前最快可達(dá)可達(dá)0.02s)斷路器跳閘時(shí)間斷路器跳閘時(shí)間(目前最快可達(dá)目前最快可達(dá)0.04s)6.2 電力線路的繼電保護(hù)電力線路的繼電保護(hù)繼電器繼電器是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。根據(jù)繼電器反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、根據(jù)繼電器反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電

18、壓繼電器、氣體繼電器等。電壓繼電器、氣體繼電器等。根據(jù)繼電器的工作原理分，有電磁式、感應(yīng)式根據(jù)繼電器的工作原理分，有電磁式、感應(yīng)式等。等。按其反應(yīng)參量變化情況分，有過電流繼電器、按其反應(yīng)參量變化情況分，有過電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器等。過電壓繼電器、欠電壓繼電器等。按其與一次電路的聯(lián)系分，有一次式和二次式：按其與一次電路的聯(lián)系分，有一次式和二次式：一次式繼電器的線圈與一次電路直接相連，二一次式繼電器的線圈與一次電路直接相連，二次式繼電器的線圈連接在電流互感器或電壓互次式繼電器的線圈連接在電流互感器或電壓互感器的二次側(cè)感器的二次側(cè) 。各種繼電器的表示符號(hào)和圖形符號(hào)各種繼電器的表示符號(hào)

19、和圖形符號(hào)電流繼電器是保護(hù)裝置主要起動(dòng)元件。電流繼電電流繼電器是保護(hù)裝置主要起動(dòng)元件。電流繼電器分為電磁式和感應(yīng)式的。器分為電磁式和感應(yīng)式的。電磁式繼電器的電流時(shí)間特性是電磁式繼電器的電流時(shí)間特性是定時(shí)限特性定時(shí)限特性，電流超，電流超過設(shè)定電流值就動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)限是固定的，與外加電過設(shè)定電流值就動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)限是固定的，與外加電流無關(guān)。流無關(guān)。感應(yīng)式繼電器是感應(yīng)式繼電器是反時(shí)限特性反時(shí)限特性，動(dòng)作時(shí)限與通入電流大，動(dòng)作時(shí)限與通入電流大小平方成反比。小平方成反比。6.2.1 三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)定時(shí)限和反時(shí)限過電流保護(hù)的比較定時(shí)限和反時(shí)限過電流保護(hù)的比較 定時(shí)限過電流保護(hù)的定時(shí)限過電流保護(hù)的

20、優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定。是：動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路電流大小，動(dòng)作時(shí)間是一定的，不會(huì)因短而且不論短路電流大小，動(dòng)作時(shí)間是一定的，不會(huì)因短路電流小而動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。路電流小而動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。定時(shí)限過電流保護(hù)的定時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：繼電器數(shù)目較多，接線比是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近電源處短路時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間太較復(fù)雜。在靠近電源處短路時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)。長(zhǎng)。 反時(shí)限過電流保護(hù)的反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：可采用交流操作，接線簡(jiǎn)是：可采用交流操作，接線簡(jiǎn)單，所用保護(hù)設(shè)備數(shù)量少，因此這種方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在單，所用保護(hù)設(shè)備數(shù)量少，因此這種方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在工

21、廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電線路上用得較多。工廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電線路上用得較多。 反時(shí)限過電流保護(hù)的反時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：整定、配合較麻煩，繼電是：整定、配合較麻煩，繼電器動(dòng)作時(shí)限誤差較大，當(dāng)距離保護(hù)裝置安裝處較遠(yuǎn)的地器動(dòng)作時(shí)限誤差較大，當(dāng)距離保護(hù)裝置安裝處較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了故障持續(xù)時(shí)間。方發(fā)生短路時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了故障持續(xù)時(shí)間。一一.電流繼電器電流繼電器電流繼電器是反映故障電流增大電流繼電器是反映故障電流增大而自動(dòng)動(dòng)作的電器，在此作為代而自動(dòng)動(dòng)作的電器，在此作為代表來分析繼電器原理和特性表來分析繼電器原理和特性電磁型電流繼電器電磁型電流

22、繼電器1.線圈通電流在鐵芯中產(chǎn)生磁線圈通電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通，通過鐵芯、空氣隙和轉(zhuǎn)通，通過鐵芯、空氣隙和轉(zhuǎn)動(dòng)舌片組成磁路，舌片磁化動(dòng)舌片組成磁路，舌片磁化產(chǎn)生電磁力偶產(chǎn)生電磁力偶Fdc所經(jīng)過的磁路的磁阻磁通繼電器線圈匝數(shù)比例常數(shù)；ck12121RW)(KRWIKKFckkdc若舌片力臂為若舌片力臂為L(zhǎng)k ，則電磁轉(zhuǎn)矩，則電磁轉(zhuǎn)矩Mdc為：為：（以上（以上Mf和和M分別為彈簧反抗力矩和摩擦力矩）分別為彈簧反抗力矩和摩擦力矩）因此調(diào)整繼電器啟動(dòng)電流方法可有：因此調(diào)整繼電器啟動(dòng)電流方法可有：改變線圈匝數(shù)改變線圈匝數(shù)Wk；改變彈簧的改變彈簧的Mf； 改變能引起磁阻改變能引起磁阻Rc變化的空氣隙變化的空

23、氣隙當(dāng)流過線圈的電流當(dāng)流過線圈的電流Ik減小時(shí)，舌片在彈簧作減小時(shí)，舌片在彈簧作用下將返回原位置，返回條件為：用下將返回原位置，返回條件為：返回系數(shù)恒小于返回系數(shù)恒小于1，一般取，一般取0.85繼電特性繼電特性繼電特性繼電特性為保證繼電器動(dòng)作后可靠地有輸出，為保證繼電器動(dòng)作后可靠地有輸出，防止當(dāng)輸入電流在整定值附防止當(dāng)輸入電流在整定值附近波動(dòng)時(shí)輸出不停地跳變近波動(dòng)時(shí)輸出不停地跳變，對(duì)繼電器有明確的動(dòng)作特性要求。，對(duì)繼電器有明確的動(dòng)作特性要求。 例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流I時(shí)不時(shí)不動(dòng)作，輸出高電平動(dòng)作，輸出高電平E0（或其觸點(diǎn)是開的）；只有其流（

24、或其觸點(diǎn)是開的）；只有其流過的電流大于動(dòng)作電流過的電流大于動(dòng)作電流Iop時(shí)才能夠迅速起動(dòng)、穩(wěn)定可時(shí)才能夠迅速起動(dòng)、穩(wěn)定可靠地輸出低電平靠地輸出低電平E1（或閉合其觸點(diǎn)）；一旦流過繼電（或閉合其觸點(diǎn)）；一旦流過繼電器的電流減小，并小于返回電流器的電流減小，并小于返回電流Ire（其值能夠確保繼（其值能夠確保繼電器復(fù)位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出電器復(fù)位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出高電平高電平E0（或觸點(diǎn)重新打開）。（或觸點(diǎn)重新打開）。無論起動(dòng)和返回，繼無論起動(dòng)和返回，繼電器的動(dòng)作都是明確的，它不可能停留在某一個(gè)中間電器的動(dòng)作都是明確的，它不可能停留在某一個(gè)中間位置，這種動(dòng)作特性

25、常稱之為位置，這種動(dòng)作特性常稱之為“繼電特性繼電特性”。 二二.定時(shí)限過電流保護(hù)定時(shí)限過電流保護(hù)過電流保護(hù)：過電流保護(hù)：通常指其啟動(dòng)電流按照躲開（大于）最大負(fù)荷通常指其啟動(dòng)電流按照躲開（大于）最大負(fù)荷電流來進(jìn)行整定的一種保護(hù)裝置。電流來進(jìn)行整定的一種保護(hù)裝置。即應(yīng)該使即應(yīng)該使 IstILmax，以保，以保證正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作證正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作時(shí)限特性：只要通過繼電器的電流大于其動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)時(shí)限特性：只要通過繼電器的電流大于其動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)就能按預(yù)定時(shí)間動(dòng)作（階梯原則），動(dòng)作時(shí)間一定，與電流就能按預(yù)定時(shí)間動(dòng)作（階梯原則），動(dòng)作時(shí)間一定，與電流大小無關(guān)大小無關(guān)為了滿足選擇性要求，可依靠各保護(hù)裝

26、置帶有不同的延時(shí)來為了滿足選擇性要求，可依靠各保護(hù)裝置帶有不同的延時(shí)來滿足。保護(hù)裝置滿足。保護(hù)裝置同時(shí)啟動(dòng)但不同時(shí)動(dòng)作跳閘同時(shí)啟動(dòng)但不同時(shí)動(dòng)作跳閘（YT跳閘線圈）跳閘線圈）工作原理：工作原理：正常情況下，斷路器正常情況下，斷路器QF閉合，閉合，保持正常供電，線路中流過正保持正常供電，線路中流過正常電流，此時(shí)電流繼電器不會(huì)常電流，此時(shí)電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故啟動(dòng)。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，線路中流過的電流迅速障時(shí)，線路中流過的電流迅速增加，使增加，使電流繼電器電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)瞬時(shí)動(dòng)作，啟動(dòng)作，啟動(dòng)時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器KT，經(jīng)過，經(jīng)過延時(shí)，延時(shí)，KT延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串延時(shí)觸點(diǎn)閉

27、合，使串聯(lián)的聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）信號(hào)繼電器（電流型）KS和和中間繼電器中間繼電器KM動(dòng)作，動(dòng)作，KS觸觸點(diǎn)閉合接通報(bào)警線路，點(diǎn)閉合接通報(bào)警線路，KM觸點(diǎn)觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈閉合，接通跳閘線圈YR回路，回路，使斷路器使斷路器QF跳閘，切除短路故跳閘，切除短路故障。障。在短路故障切除后，繼電在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼外的其他所有繼電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS需手動(dòng)復(fù)位需手動(dòng)復(fù)位。 按選擇性要求整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按選擇性要求整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 各級(jí)過電流保護(hù)中時(shí)間繼電器各級(jí)過電流保護(hù)中時(shí)間繼電器KT的延時(shí)時(shí)限是按階梯原則

28、來整定的的延時(shí)時(shí)限是按階梯原則來整定的 確定確定t時(shí)，考慮斷路器的動(dòng)作時(shí)間時(shí)，考慮斷路器的動(dòng)作時(shí)間tQF，前一級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限可能發(fā)生提，前一級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限可能發(fā)生提前動(dòng)作的負(fù)誤差前動(dòng)作的負(fù)誤差t(+) ；后一級(jí)保護(hù)裝置滯后的正誤差；后一級(jí)保護(hù)裝置滯后的正誤差t(+),還要一定的裕度儲(chǔ)備還要一定的裕度儲(chǔ)備時(shí)間時(shí)間tch，chQFttttt)()(過電流保護(hù)的接線方式過電流保護(hù)的接線方式可以完全反映各種短路，但設(shè)備最多，主要應(yīng)用于可以完全反映各種短路，但設(shè)備最多，主要應(yīng)用于110KV及以上電流及以上電流系統(tǒng)系統(tǒng)不能完全反映單相短路，但設(shè)備可減少不能完全反映單相短路，但設(shè)備可減少1/3，主要

29、用于，主要用于1035KV線路線路a)設(shè)備最簡(jiǎn)單，可靠性最低，主要用于不太重要的設(shè)備最簡(jiǎn)單，可靠性最低，主要用于不太重要的610KV線路線路過電流保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)過電流保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)整定計(jì)算：就是正確地選擇保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)，整定計(jì)算：就是正確地選擇保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)，主要是動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限（時(shí)限階段主要是動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限（時(shí)限階段t一般一般選選0.50.6s)動(dòng)作電流基本要求：當(dāng)被保護(hù)元件流過最大負(fù)荷動(dòng)作電流基本要求：當(dāng)被保護(hù)元件流過最大負(fù)荷電流時(shí)保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作跳閘，在外部短路切除電流時(shí)保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作跳閘，在外部短路切除后能可靠地返回（保護(hù)后能可靠地返回（保護(hù)1

30、啟動(dòng)后又會(huì)返回）。啟動(dòng)后又會(huì)返回）。 IstILmax1. IrILmax由于電壓恢復(fù)時(shí)，電機(jī)有個(gè)自啟動(dòng)過程，自啟動(dòng)由于電壓恢復(fù)時(shí)，電機(jī)有個(gè)自啟動(dòng)過程，自啟動(dòng)電流將大于電機(jī)正常工作電流，因此引入自啟動(dòng)電流將大于電機(jī)正常工作電流，因此引入自啟動(dòng)系數(shù)系數(shù)Kast (1) ，同時(shí)為確保，同時(shí)為確保Ir大于自啟動(dòng)時(shí)最大電大于自啟動(dòng)時(shí)最大電流，引入可靠系數(shù)流，引入可靠系數(shù)Krel(一般用一般用1.151.25) ，有，有Ir= Krel Kast ILmax考慮返回系數(shù)考慮返回系數(shù)Kr (一般用一般用0.85)有有Ist= Krel Kast ILmax / Kr靈敏度靈敏度Ksen = Ikmin/

31、Ist （ Ksen 1.2) Ikmin保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)流過保護(hù)裝置的最保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)流過保護(hù)裝置的最小短路電流小短路電流 定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的時(shí)限一經(jīng)整定便不能變動(dòng)，如下圖所示，定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的時(shí)限一經(jīng)整定便不能變動(dòng)，如下圖所示，當(dāng)當(dāng)k3處發(fā)生三相短路故障時(shí)，斷路器處發(fā)生三相短路故障時(shí)，斷路器QF3處繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間必須經(jīng)過處繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間必須經(jīng)過 才能動(dòng)作，達(dá)不到速動(dòng)性的目的。為了減小本段線路故障下的事故影響范圍，才能動(dòng)作，達(dá)不到速動(dòng)性的目的。為了減小本段線路故障下的事故影響范圍，當(dāng)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于當(dāng)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0.7s時(shí)，便需設(shè)置

32、反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電時(shí)，便需設(shè)置反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)即電流速斷保護(hù)，以保證本段線路的短路故障能迅速地被切除。流保護(hù)即電流速斷保護(hù)，以保證本段線路的短路故障能迅速地被切除。 02tt 三三.電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)為了滿足速動(dòng)性要求，保護(hù)動(dòng)作為了滿足速動(dòng)性要求，保護(hù)動(dòng)作應(yīng)越快越好，可取消時(shí)限特性。應(yīng)越快越好，可取消時(shí)限特性。如在右圖中，如在右圖中，k-2發(fā)生短路時(shí)，只發(fā)生短路時(shí)，只有保護(hù)有保護(hù)2動(dòng)作，讓保護(hù)動(dòng)作，讓保護(hù)1不動(dòng)作。不動(dòng)作。即無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定原則即無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定原則為：為：必須選擇保護(hù)必須選擇保護(hù)1的動(dòng)作電流的動(dòng)作電流大于其保護(hù)范圍外的最大短路電大

33、于其保護(hù)范圍外的最大短路電流流 Ist= Krel Ikmax特點(diǎn)：動(dòng)作迅速，但保護(hù)范特點(diǎn)：動(dòng)作迅速，但保護(hù)范圍較小，且受運(yùn)行方式影響圍較小，且受運(yùn)行方式影響電流速斷的靈敏度用保護(hù)范電流速斷的靈敏度用保護(hù)范圍來表示，不應(yīng)小于線路全圍來表示，不應(yīng)小于線路全長(zhǎng)的長(zhǎng)的15 201.無時(shí)限電流速斷保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)速斷保護(hù)動(dòng)作電流的確定速斷保護(hù)動(dòng)作電流的確定為了保證選擇性，在下一段線路發(fā)生最大短路電流時(shí)保護(hù)裝為了保證選擇性，在下一段線路發(fā)生最大短路電流時(shí)保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作置不應(yīng)動(dòng)作1.在本段線路內(nèi)發(fā)生最小短路電流時(shí)應(yīng)動(dòng)作在本段線路內(nèi)發(fā)生最小短路電流時(shí)應(yīng)動(dòng)作線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)線路電流速斷保護(hù)的保

34、護(hù)區(qū) 2.限時(shí)電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，為了能保護(hù)，為了能保護(hù)線路全長(zhǎng)，必須將保護(hù)范圍延伸到下線路全長(zhǎng)，必須將保護(hù)范圍延伸到下一個(gè)保護(hù)器的范圍，這樣為了保證動(dòng)一個(gè)保護(hù)器的范圍，這樣為了保證動(dòng)作的選擇性，就必須使保護(hù)動(dòng)作帶有作的選擇性，就必須使保護(hù)動(dòng)作帶有一定的時(shí)限，時(shí)限應(yīng)越小越好，通常一定的時(shí)限，時(shí)限應(yīng)越小越好，通常比過電流保護(hù)時(shí)限更?。ū冗^電流保護(hù)時(shí)限更?。?.350.6s）。）。一般應(yīng)使下段電流速斷和本段限時(shí)電一般應(yīng)使下段電流速斷和本段限時(shí)電流速斷保護(hù)配合工作：流速斷保護(hù)配合工作：四四.三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)三種電流保護(hù)區(qū)別三種電流保護(hù)區(qū)別

35、1.選擇動(dòng)作電流原則：選擇動(dòng)作電流原則：電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)按照躲電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)按照躲開某點(diǎn)的最大短路電流整定，其保護(hù)開某點(diǎn)的最大短路電流整定，其保護(hù)范圍必然是有限的；范圍必然是有限的；過電流保護(hù)是按照躲開最大負(fù)荷電流過電流保護(hù)是按照躲開最大負(fù)荷電流來整定的。來整定的。2.作用范圍：作用范圍：（無時(shí)限）電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線（無時(shí)限）電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)；路全長(zhǎng)；限時(shí)電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路全長(zhǎng)，但由于保護(hù)范圍仍然有限，不能作為但由于保護(hù)范圍仍然有限，不能作為相鄰元件的后備保護(hù)；相鄰元件的后備保護(hù)；過電流保護(hù)一旦超過最大負(fù)荷電流將過電流保

36、護(hù)一旦超過最大負(fù)荷電流將動(dòng)作，可作為相鄰元件的后備保護(hù)；動(dòng)作，可作為相鄰元件的后備保護(hù)；將三種保護(hù)組合構(gòu)成三段式電將三種保護(hù)組合構(gòu)成三段式電流保護(hù)，可同時(shí)滿足速動(dòng)、選流保護(hù)，可同時(shí)滿足速動(dòng)、選擇性和可靠性擇性和可靠性接線圖接線圖階段性電流保護(hù)總體評(píng)價(jià)階段性電流保護(hù)總體評(píng)價(jià)電流速斷、限時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升電流速斷、限時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于按照不同高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于按照不同的原則來選擇起動(dòng)電流，即速斷是按照躲開某一點(diǎn)的最大的原則來選擇起動(dòng)電流，即速斷是按照躲開某一點(diǎn)的最大短路電流來整定，限時(shí)速斷是按

37、照躲開前方各相鄰元件電短路電流來整定，限時(shí)速斷是按照躲開前方各相鄰元件電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流而整定。而過電流保護(hù)則是按照躲流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流而整定。而過電流保護(hù)則是按照躲開最大負(fù)荷電流來整定。開最大負(fù)荷電流來整定。電流速斷電流速斷(電流電流段段)、限時(shí)電流速斷、限時(shí)電流速斷(電流電流段段)和過和過電流保護(hù)電流保護(hù)(電流電流段段)組成的三段式電流保護(hù)組成的三段式電流保護(hù)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故是簡(jiǎn)單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。因此，在電網(wǎng)中特別是在障的要求。因此，在電網(wǎng)中特別是在35kV及以下的較低電壓及以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣

38、泛的應(yīng)用。的網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是它直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，是它直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，例如整定值必須按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來選擇，而靈敏性則必須例如整定值必須按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來選擇，而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn)，這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn)，這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍的要求?；虮Ｗo(hù)范圍的要求。6.2.2 方向電流保護(hù)方向電流保護(hù)1. 方向電流保護(hù)的提出方向電流保護(hù)的提出現(xiàn)代電力系統(tǒng)是多電源系統(tǒng)。三段式電流保護(hù)應(yīng)用于多電現(xiàn)代電力系統(tǒng)是多電源系統(tǒng)。三段式電流保護(hù)應(yīng)用于多電源網(wǎng)絡(luò)時(shí)，存在固有的選

39、擇性難題。源網(wǎng)絡(luò)時(shí)，存在固有的選擇性難題。如圖所示兩端有電源的線路上，為了切除線路上的故障必如圖所示兩端有電源的線路上，為了切除線路上的故障必須在線路兩側(cè)均裝設(shè)斷路器及其相應(yīng)的保護(hù)。須在線路兩側(cè)均裝設(shè)斷路器及其相應(yīng)的保護(hù)。 雙電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)的選擇性雙電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)的選擇性若兩個(gè)電源同時(shí)存在，若兩個(gè)電源同時(shí)存在，使得線路上短路電流的大小與短路使得線路上短路電流的大小與短路點(diǎn)位置的關(guān)系變復(fù)雜，速斷保護(hù)和過電流保護(hù)動(dòng)作電流難點(diǎn)位置的關(guān)系變復(fù)雜，速斷保護(hù)和過電流保護(hù)動(dòng)作電流難以整定。以整定。如當(dāng)如當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，按選擇性要求，應(yīng)由距故障點(diǎn)點(diǎn)短路時(shí)，按選擇性要求，應(yīng)由距故障點(diǎn)最近的保護(hù)最近的保護(hù)

40、2和和6動(dòng)作切除故障。距動(dòng)作切除故障。距k1點(diǎn)較近的保護(hù)點(diǎn)較近的保護(hù)1本是本是以電源以電源EI為起點(diǎn)整定的，然而此時(shí)由電源為起點(diǎn)整定的，然而此時(shí)由電源EII產(chǎn)生的短路電產(chǎn)生的短路電流將通過保護(hù)流將通過保護(hù)1，該短路電流可能會(huì)大于保護(hù)，該短路電流可能會(huì)大于保護(hù)1的起動(dòng)電流，的起動(dòng)電流，則保護(hù)則保護(hù)1的電流速斷或過電流保護(hù)會(huì)的電流速斷或過電流保護(hù)會(huì)誤動(dòng)作誤動(dòng)作。同理，其它地。同理，其它地點(diǎn)短路時(shí)，對(duì)有關(guān)的保護(hù)裝置也能得出相應(yīng)的結(jié)論。點(diǎn)短路時(shí)，對(duì)有關(guān)的保護(hù)裝置也能得出相應(yīng)的結(jié)論。誤動(dòng)作的保護(hù)都是在自己所保護(hù)的線路反方向發(fā)生故障時(shí)，誤動(dòng)作的保護(hù)都是在自己所保護(hù)的線路反方向發(fā)生故障時(shí)，由對(duì)側(cè)電源供給的短

41、路電流引起的。由對(duì)側(cè)電源供給的短路電流引起的。對(duì)誤動(dòng)作的保護(hù)而言，對(duì)誤動(dòng)作的保護(hù)而言，實(shí)際短路功率的方向都是由線路流向母線的。實(shí)際短路功率的方向都是由線路流向母線的。為了消除這種無選擇性的動(dòng)作，需要在可能誤為了消除這種無選擇性的動(dòng)作，需要在可能誤動(dòng)作的保護(hù)上裝設(shè)一個(gè)動(dòng)作的保護(hù)上裝設(shè)一個(gè)功率方向閉鎖元件功率方向閉鎖元件，該，該元件只當(dāng)短路功率方向由元件只當(dāng)短路功率方向由母線流向線路母線流向線路(規(guī)定規(guī)定此方向?yàn)檎朔较驗(yàn)檎?時(shí)時(shí)動(dòng)作動(dòng)作，由，由線路流向母線線路流向母線(規(guī)定此規(guī)定此方向?yàn)樨?fù)方向?yàn)樨?fù))時(shí)時(shí)不動(dòng)作不動(dòng)作，從而繼電保護(hù)的動(dòng)作具，從而繼電保護(hù)的動(dòng)作具有一定的方向性。有一定的方向性。方向性

42、過電流保護(hù)主要由方向性過電流保護(hù)主要由方向元件，電流元件方向元件，電流元件和和時(shí)間元件時(shí)間元件組成。方向元件和電流元件必須都組成。方向元件和電流元件必須都動(dòng)作以后，才能起動(dòng)時(shí)間元件，再經(jīng)過預(yù)定延動(dòng)作以后，才能起動(dòng)時(shí)間元件，再經(jīng)過預(yù)定延時(shí)后動(dòng)作于跳閘。時(shí)后動(dòng)作于跳閘。2. 方向電流保護(hù)的構(gòu)成方向電流保護(hù)的構(gòu)成圖中，圖中，TV為電壓互感器；為電壓互感器；TA為為電流互感器；電流互感器；KA為電流測(cè)量元為電流測(cè)量元件；件；KW為功率方向測(cè)量元件為功率方向測(cè)量元件，在保護(hù)線路正方向短路時(shí)動(dòng)作，在保護(hù)線路正方向短路時(shí)動(dòng)作，即短路功率為正即短路功率為正(由母線流向線由母線流向線路路)時(shí)動(dòng)作；時(shí)動(dòng)作；KT為

43、延時(shí)邏輯元件；為延時(shí)邏輯元件；KS為信號(hào)元件。為信號(hào)元件。為簡(jiǎn)化保護(hù)接線和提高保護(hù)的為簡(jiǎn)化保護(hù)接線和提高保護(hù)的可靠性，電流保護(hù)每相的第可靠性，電流保護(hù)每相的第I、II、III段可共用一個(gè)方向元件。一般段可共用一個(gè)方向元件。一般來說，電流保護(hù)的第來說，電流保護(hù)的第I段在動(dòng)作段在動(dòng)作電流滿足選擇性時(shí)，不加方向電流滿足選擇性時(shí)，不加方向元件；電流保護(hù)的第元件；電流保護(hù)的第II段在動(dòng)作段在動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間能滿足選擇性電流和動(dòng)作時(shí)間能滿足選擇性時(shí)，不加方向元件。時(shí)，不加方向元件。方向電流保護(hù)的構(gòu)成原理方向電流保護(hù)的構(gòu)成原理3. 功率方向元件功率方向元件功率方向元件是利用在保護(hù)功率方向元件是利用在保護(hù)正

44、、反方向短路時(shí)，保護(hù)安正、反方向短路時(shí)，保護(hù)安裝處母線電壓和流過保護(hù)的裝處母線電壓和流過保護(hù)的電流之間的相位變化構(gòu)成的電流之間的相位變化構(gòu)成的為了保證功率方向元件的方為了保證功率方向元件的方向性和靈敏度，相間短路的向性和靈敏度，相間短路的功率方向元件一般采用功率方向元件一般采用90接線方式。所謂接線方式。所謂90接線方接線方式是指系統(tǒng)在三相對(duì)稱且功式是指系統(tǒng)在三相對(duì)稱且功率因數(shù)為率因數(shù)為1的情況下，接入功的情況下，接入功率方向元件的電流超前所加率方向元件的電流超前所加電壓電壓90的接線。的接線。功率方向元件的動(dòng)作方程為功率方向元件的動(dòng)作方程為：90arg90oorrUI 功率方向元件的動(dòng)作特性

45、圖功率方向元件的動(dòng)作特性圖 (a) 動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū) (b) 角度特性角度特性 (c) 伏安特性伏安特性功率方向元件的動(dòng)作特性功率方向元件的動(dòng)作特性4. 三段式電流保護(hù)整定舉例三段式電流保護(hù)整定舉例【例【例6-1】圖】圖6-11所示網(wǎng)絡(luò)中，已知所示網(wǎng)絡(luò)中，已知 （1）線路裝有三段式電流保護(hù)）線路裝有三段式電流保護(hù)1、2、3和和4。流過線路。流過線路AB和線路和線路BC的最的最大負(fù)荷電流分別為大負(fù)荷電流分別為120A和和100A，負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)為，負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)為1.8； （2）保護(hù)）保護(hù)3的第的第II段保護(hù)的延時(shí)為段保護(hù)的延時(shí)為0.5s，第，第III段保護(hù)的延時(shí)為段保護(hù)的延時(shí)為1.0s；線路；

46、線路AB第第II段保護(hù)的延時(shí)允許大于段保護(hù)的延時(shí)允許大于1s； （3）A電源電抗電源電抗 ， ；B電源電抗電源電抗 ， ；線路電抗；線路電抗 ， ； （4）AB電源振蕩時(shí)，流過電源振蕩時(shí)，流過A側(cè)開關(guān)最大電流為側(cè)開關(guān)最大電流為1770A； （5）可靠系數(shù)）可靠系數(shù) ；躲開最大振蕩電流的可靠；躲開最大振蕩電流的可靠系數(shù)系數(shù) ；返回系數(shù)；返回系數(shù) ； 試對(duì)保護(hù)試對(duì)保護(hù)1進(jìn)行整定進(jìn)行整定(即計(jì)算其動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作即計(jì)算其動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限時(shí)限)。 min15sAXmax20sAXmin20sBXmax25sBX40ABX24BCX1.25,1.15,1.2IIIIIIrelrelr

47、elKKK1.15osrelK0.85reK (3)max115001210( )3(15 40)kBIA圖圖6-11 例例6-1網(wǎng)絡(luò)一次接線圖網(wǎng)絡(luò)一次接線圖【解解】(1) 電流電流I段整定段整定 AB線路接有雙電源，因此動(dòng)作電流必須大于流過線路接有雙電源，因此動(dòng)作電流必須大于流過A側(cè)開關(guān)的可側(cè)開關(guān)的可能最大電流。能最大電流。A電源最大運(yùn)行方式下，電源最大運(yùn)行方式下，B母線處最大三相短路電流母線處最大三相短路電流B電源最大運(yùn)行方式下，電源最大運(yùn)行方式下，A母線處最大三相短路電母線處最大三相短路電流流(3)max115001110( )3(20 40)kAIA 因?yàn)橐驗(yàn)?.151.151770=

48、20401.251770=20401.251210=1513 A1210=1513 A，所以動(dòng)作電流，所以動(dòng)作電流整定應(yīng)以躲過整定應(yīng)以躲過ABAB電源振蕩時(shí)流過電源振蕩時(shí)流過A A側(cè)開關(guān)最大電流為原則，即側(cè)開關(guān)最大電流為原則，即 其其靈敏度靈敏度(保護(hù)范圍保護(hù)范圍)應(yīng)通過最小運(yùn)行方式下兩相短路電應(yīng)通過最小運(yùn)行方式下兩相短路電流來校驗(yàn)。對(duì)應(yīng)動(dòng)作電流的最小保護(hù)范圍流來校驗(yàn)。對(duì)應(yīng)動(dòng)作電流的最小保護(hù)范圍(距離可用電抗距離可用電抗表示表示)可由式可由式(6-3)推得推得 用百分值表示的最小保護(hù)范圍用百分值表示的最小保護(hù)范圍 可見，滿足靈敏性要求。可見，滿足靈敏性要求。 電流電流I段的段的動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限

49、為為0s。 1max1.15 17702040 ( )IosoprelosIK IA3minmin1115 1020 8.19( )22 2040LsBIopEXXIminmin8.19100%20.5%15%40LABABlXlX(2) 電流電流II段整定段整定 電流電流II段的動(dòng)作電流按式段的動(dòng)作電流按式(6-4)整定，即整定，即 此處，此處， 最小分支系數(shù)最小分支系數(shù)(按電抗分流計(jì)算按電抗分流計(jì)算) 故故動(dòng)作電流：動(dòng)作電流： 靈敏系數(shù)：靈敏系數(shù)： 靈敏系數(shù)不滿足要求。靈敏系數(shù)不滿足要求。21m inIIIrelopIIopbKIIK(3)2max115001.251.25 1720215

50、0 ( )3(1540)/ /2024IIoprelkCIK IAmin15 40 253.225BCbABIKI21min1.15 2150773( )3.2IIIrel opIIopbK IIAK(2)3min11115 101.25 1.32 (20 40) 773IIkBrelIIopIKI 計(jì)算電流計(jì)算電流II段動(dòng)作時(shí)限。如前所述，當(dāng)該保護(hù)靈敏度不段動(dòng)作時(shí)限。如前所述，當(dāng)該保護(hù)靈敏度不滿足要求時(shí)，動(dòng)作電流可采用和相鄰線路電流保護(hù)第滿足要求時(shí)，動(dòng)作電流可采用和相鄰線路電流保護(hù)第段整段整定值配合方案，即定值配合方案，即 (3) 電流電流III段整定段整定 作作近后備近后備時(shí)的靈敏系數(shù)，同

51、時(shí)的靈敏系數(shù)，同(2)理求得理求得 120.50.51.0 ( )IIIIopopttts 1max1.2 1.8120305( )0.85IIIIIIrelssopLreK KIIAK(2)3min11115 103.141.52(2040) 305IIIkBrelIIIopIKI可見可見靈敏性靈敏性滿足要求。滿足要求。 作作遠(yuǎn)后備遠(yuǎn)后備時(shí)，應(yīng)以時(shí)，應(yīng)以C母線處兩相最小短路電流，并考慮母線處兩相最小短路電流，并考慮分支電流的影響，此時(shí)分支系數(shù)應(yīng)取最小運(yùn)行方式下的最分支電流的影響，此時(shí)分支系數(shù)應(yīng)取最小運(yùn)行方式下的最大值，即大值，即 20 40 20420BCbABIKI20 4020/ /40

52、39 ( )2040X3(2)min115101470 ()239kIA311470 115 101.21 1.24 305 2 39IIIsenK靈敏性靈敏性滿足要求。滿足要求。電流電流III段的段的動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限121.0 0.5 1.5( )IIIIIIopopttts 6.2.3 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)接地短路是電力系統(tǒng)中架空線路上出現(xiàn)最多的一類故障，接地短路是電力系統(tǒng)中架空線路上出現(xiàn)最多的一類故障，尤其是單相接地故障可能占所有故障中的尤其是單相接地故障可能占所有故障中的90%左右。前述左右。前述電流保護(hù)如果采用三相完全星形接線，雖然也可以反映中電流保護(hù)如果采用三相完全星形接線，雖

53、然也可以反映中性點(diǎn)接地電網(wǎng)的單相接地短路，但靈敏度不夠理想，時(shí)限性點(diǎn)接地電網(wǎng)的單相接地短路，但靈敏度不夠理想，時(shí)限也較長(zhǎng)，因此要考慮裝設(shè)專用的接地保護(hù)即零序電流保護(hù)。也較長(zhǎng)，因此要考慮裝設(shè)專用的接地保護(hù)即零序電流保護(hù)。 1. 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)當(dāng)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)當(dāng)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)(或者大接地電流系統(tǒng)或者大接地電流系統(tǒng))中發(fā)生接中發(fā)生接地短路時(shí)，地短路時(shí)，系統(tǒng)中將出現(xiàn)很大的零序電流，這在正常系統(tǒng)中將出現(xiàn)很大的零序電流，這在正常運(yùn)行時(shí)是不存在的運(yùn)行時(shí)是不存在的，因此利用零序電流來構(gòu)成接地保，因此利用零序電流來構(gòu)成接地保護(hù)就具有很大的

54、優(yōu)點(diǎn)。護(hù)就具有很大的優(yōu)點(diǎn)。在大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)，可以利用對(duì)稱在大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)，可以利用對(duì)稱分量法將電流、電壓分解為正序、負(fù)序和零序分量，分量法將電流、電壓分解為正序、負(fù)序和零序分量，并利用復(fù)合序網(wǎng)表示它們之間的關(guān)系。并利用復(fù)合序網(wǎng)表示它們之間的關(guān)系。單相接地時(shí)零序電流與零序電壓?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)零序電流與零序電壓從圖可以看出：當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)出現(xiàn)了零序電壓，規(guī)定零序電從圖可以看出：當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)出現(xiàn)了零序電壓，規(guī)定零序電壓的方向，是線路高于大地為正。壓的方向，是線路高于大地為正。零序電流可以看成是由故障點(diǎn)的零序電零序電流可以看成是由故障點(diǎn)的零序電壓所產(chǎn)生的

55、壓所產(chǎn)生的，它們經(jīng)過變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路。零序電流的正方向，仍然，它們經(jīng)過變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路。零序電流的正方向，仍然采用由母線流向故障點(diǎn)為正。采用由母線流向故障點(diǎn)為正。 由零序網(wǎng)絡(luò)圖可見，零序分量具有以下特點(diǎn)：由零序網(wǎng)絡(luò)圖可見，零序分量具有以下特點(diǎn)：(1)故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，到變壓故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，到變壓器接地的中性點(diǎn)處零序電壓為器接地的中性點(diǎn)處零序電壓為0。(2)由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的，因此零序電流的大小和相位由由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的，因此零序電流的大小和相位由零序電壓和電網(wǎng)中性點(diǎn)至接地故障點(diǎn)的零序阻抗所決定

56、。零序電壓和電網(wǎng)中性點(diǎn)至接地故障點(diǎn)的零序阻抗所決定。(3)零序功率的正方向與正序功率的正方向相反，是由故障點(diǎn)指向母線。零序功率的正方向與正序功率的正方向相反，是由故障點(diǎn)指向母線。(4)保護(hù)安裝處保護(hù)安裝處(例如例如A點(diǎn)點(diǎn))的零序電壓為的零序電壓為0010()ABUIZ 亦即接入保護(hù)裝置的零序電壓與零序電流的相位差，只取決于亦即接入保護(hù)裝置的零序電壓與零序電流的相位差，只取決于保護(hù)安裝處背后變壓器的零序阻抗而與被保護(hù)線路的零序阻抗及保護(hù)安裝處背后變壓器的零序阻抗而與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無關(guān)。故障點(diǎn)的位置無關(guān)。 2. 大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護(hù)大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護(hù) 在大接地

57、電流系統(tǒng)中的零序電流保護(hù)是利用中性點(diǎn)直接在大接地電流系統(tǒng)中的零序電流保護(hù)是利用中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)出現(xiàn)零序電流的特點(diǎn)而構(gòu)成。接地電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)出現(xiàn)零序電流的特點(diǎn)而構(gòu)成。在在110kV以上的單電源輻射形網(wǎng)絡(luò)，常常采用無方向的三以上的單電源輻射形網(wǎng)絡(luò)，常常采用無方向的三段式零序電流保護(hù)作為接地故障的主保護(hù)及后備保護(hù)。通段式零序電流保護(hù)作為接地故障的主保護(hù)及后備保護(hù)。通常三段式零序電流保護(hù)由以下三部分組成：常三段式零序電流保護(hù)由以下三部分組成：1)無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)，又稱零序，又稱零序I段保護(hù)；段保護(hù)；2)帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù)，又

58、稱零序，又稱零序段保護(hù)；段保護(hù)；3)零序過電流保護(hù)零序過電流保護(hù)，又稱零序，又稱零序段保護(hù)。段保護(hù)。從保護(hù)構(gòu)成情況看，三段式零序電流保護(hù)與三段式相間電從保護(hù)構(gòu)成情況看，三段式零序電流保護(hù)與三段式相間電流保護(hù)相類似，其流保護(hù)相類似，其主要區(qū)別在于零序電流保護(hù)的測(cè)量元件主要區(qū)別在于零序電流保護(hù)的測(cè)量元件(電流繼電器電流繼電器)接入的電流量的性質(zhì)不同接入的電流量的性質(zhì)不同，零序電流保護(hù)的，零序電流保護(hù)的測(cè)量元件是接在零序電流濾過器的出口。測(cè)量元件是接在零序電流濾過器的出口。3.中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)接地短路的零序方向電流保中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)接地短路的零序方向電流保護(hù)護(hù) 在雙側(cè)或多側(cè)電源中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)

59、中，電源處變壓在雙側(cè)或多側(cè)電源中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，電源處變壓器中性點(diǎn)一般至少有一臺(tái)是接地的。由于零序電流的實(shí)際器中性點(diǎn)一般至少有一臺(tái)是接地的。由于零序電流的實(shí)際流向是由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)接地的變壓器。因此在變流向是由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)接地的變壓器。因此在變壓器接地?cái)?shù)目比較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，如果僅配置無方向的壓器接地?cái)?shù)目比較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，如果僅配置無方向的零序電流保護(hù)，就可能失去選擇性，導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)作。零序電流保護(hù)，就可能失去選擇性，導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)作。為了解決這一矛盾，應(yīng)在零序電流保護(hù)的基礎(chǔ)上，加裝方為了解決這一矛盾，應(yīng)在零序電流保護(hù)的基礎(chǔ)上，加裝方向元件，以判別正、反方向的故障，這樣的

60、保護(hù)就稱之為向元件，以判別正、反方向的故障，這樣的保護(hù)就稱之為零序方向電流保護(hù)零序方向電流保護(hù)。取保護(hù)安裝處零序電流的正方向?yàn)橛赡妇€指向線路，零序取保護(hù)安裝處零序電流的正方向?yàn)橛赡妇€指向線路，零序電壓的方向是線路高于大地的電壓為正方向。通常保護(hù)背電壓的方向是線路高于大地的電壓為正方向。通常保護(hù)背側(cè)系統(tǒng)零序阻抗角約為側(cè)系統(tǒng)零序阻抗角約為7080 ，故零序電流超前零，故零序電流超前零序電壓的相角一般序電壓的相角一般95 110 。零序功率方向繼電器的電流線圈接于零序電流濾過器回路，零序功率方向繼電器的電流線圈接于零序電流濾過器回路，輸入電流輸入電流3I0；電壓線圈接于電壓互感器二次側(cè)開口三角；電壓