繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘要電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技 術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。因 此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在 40 余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的 4 個(gè)歷史階段： 繼電保護(hù)的萌芽期、 晶體管繼電保護(hù)、 集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)和計(jì)算機(jī) 繼電保護(hù)。 繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化， 網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、 測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展。繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信 號(hào)量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時(shí)， 起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)， 發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。 對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本

2、性能要求是有選擇性，速動(dòng)性，靈敏性，可靠性。這次課程設(shè)計(jì)以最常見(jiàn)的 110KV 電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析設(shè)計(jì)， 要 求對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)方面的課程有綜合的了解。特別是對(duì)繼電保 護(hù)、電力系統(tǒng)、 電路、發(fā)電廠的電氣部分有一定的研究。 重點(diǎn)進(jìn)行了電路的化簡(jiǎn)， 短路電流的求法，繼電保護(hù)中電流保護(hù)、距離保護(hù)的具體計(jì)算。關(guān)鍵字 ：繼電保護(hù)，電流保護(hù)，距離保護(hù)1. 系統(tǒng)初始條件1.1. 主接線圖下圖為某電力系統(tǒng)主接線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)三臺(tái)升壓變 壓器由 A 母線與單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連，其電能通過(guò)電網(wǎng)送至 B、C、D 三個(gè)降 壓變電所給用戶供電。1.2. 相關(guān)參數(shù)(1) 110KV

3、 網(wǎng)絡(luò)的接線如圖所示，部分參數(shù)如圖中所示(2) 網(wǎng)絡(luò)中個(gè)線路均采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，所有變壓器均 采用縱差保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器均為 Y，d11 接線(3) 發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為： 3*50MW ，最小容量為 2*50MW(4) 網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行(5) 110KV 斷路器均采用 SW6-110型斷路器； ta3的跳閘時(shí)間為 0.07s(6) 線路 AB、BC、AD 和CD 的最大負(fù)荷電流分別為 230、150、230和140A； 負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù) Kss=1.5(7) 各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖所示(8) 線路的正序電抗均為 X1=0.

4、4 /km(9) 電壓互感器的變比 nTA=110000/1002. 三段式電流保護(hù)整定計(jì)算2.1.計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選取基準(zhǔn)功率 B=100MVA 和基準(zhǔn)電壓為 VB=VavF1(B)*X F2(B)*X F3(B)*X F(N)*SBSN0.129100500.258B 1(B)*X B2(B)*X B1(N)*SBSN10 .5100100400.263B 3(B)*X B3(N)*SBSN10 .5100100 0.17560L1 (B) *XLSB2VN20.440100115 20.121L2(B)*XLSB2VN20.460100115 20.181L3(B)*XLSB2VN20.45

5、0100115 20.151L4(B) *XLSB2VN20.4501002115 20.151B 4(B)*X B5(B)*X B 6(B)*X B7(B)*B4(N)*SBSN10 .5100100200.525最大運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：X1 ( 0.258 0.263 )|(| 0.258 0.175) 0.261| 0.433 0.163 22最小運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：X10.258 0.2630.2612.2. 最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算為計(jì)算動(dòng)作電流，應(yīng)該計(jì)算最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，為校驗(yàn)靈 敏度要計(jì)算最小運(yùn)行運(yùn)行方式下兩相短路電流。為計(jì)算 2OF、4OF、 6QF、

6、 8QF的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知， 最大運(yùn)行方式要求 1QF 斷開(kāi)，等值阻抗 圖如下：圖 2.1.2 系統(tǒng)等值電抗圖2.2.1.K1 點(diǎn)發(fā)生三相短路1）電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖為：圖 2.2.1- K1 點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖最大運(yùn)行方式時(shí)：計(jì)算 K1 點(diǎn)短路時(shí)的短路電流，系統(tǒng)的等效阻抗為：X1 0.163 0.151 0.314由上面已經(jīng)計(jì)算出， 基準(zhǔn)電流為： I BSB0.502KVA ，基3 115 ，基準(zhǔn)電抗為： Z BV3BI3I B132.263 0.502(3) E 1.05 三相短路電流標(biāo)幺值為： Ik1max X1 0.314 3.34三相短路電流的有名值為 :I K 1max

7、(3) I k1max (3) I B 3.34 0.502 1.68KA最小運(yùn)行方式時(shí)：X10.2610.1510.412三相短路電流的標(biāo)幺值為：I (3) k1minE1.052.55X10.412三相短路電流的有名值為 :I K1min (3) Ik1min(3) I B2.550.5021.28KA（ 2）保護(hù) 8QF的整定對(duì)保護(hù) 8QF的三段式電流保護(hù)整定計(jì)算， 三段式包括 : 瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)、 限時(shí)電流速斷保護(hù)以及定時(shí)限電流速斷保護(hù)。下面首先對(duì) 8QF進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)的整定：Iset8 K rel I（K31）max 1.25 1.68 2.1KAt8 0s面對(duì)一段保護(hù)的

8、靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)：Lmin3E2 I set8X smaxz1代入已知數(shù)據(jù)得：Lmin3E2 I set8Xsmaxz13 1.052 1.2 3.34z10.261由于 Lmin0, 因此靈敏度不夠。8QF的限時(shí)電流速斷保護(hù)整定：I set8KrelI set6KrelIK rel I K2max1.15 1.25 1.29 1.85KAt8t8t 0.5s對(duì) 8QF的二段保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：sen8I K1min1.28I set81.850.691.3, 可知不滿足條件因此，針對(duì)上面的情況， 則 8QF與相鄰下一段的二段保護(hù)相互配合， 則得到其整定值為：I set8KrelI set6Kr

9、el Krel Krel I K3max 1.15 1.15 1.25 0.82 1.36KA靈敏度校驗(yàn) : Ksen8I K1minI set81.281.360.94 1.3, 仍然不能滿足要求由于所給條件有限，不能繼續(xù)對(duì)8QF 的二段保護(hù)進(jìn)行符合靈敏度系數(shù)的整8QF的定時(shí)限電流整定：由初始條件知道線路 AD的最大負(fù)載電流為 230A, 因此有下式：I set8 K rel K ss I L max 1.2 1.5 0.23 0.49KAK re 0.85t82.5 3 t4s對(duì) 8QF 的定時(shí)限速斷保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：近后備： K sen.8I K1minI set81.28 2.610

10、.491.5,滿足靈敏度要求。遠(yuǎn)后備： K sen.8I K 2minIset800.9449 1.9 1.2 ，也滿足靈敏性的要求?？偨Y(jié)：對(duì)于保護(hù)8QF的三段式電流保護(hù)的整定，由上面的計(jì)算過(guò)程可以看到，、段保護(hù)都不能滿足靈敏性要求，可以獲取更多條件來(lái)進(jìn)行整定 , 同時(shí) 也可以通過(guò)其他保護(hù)來(lái)整定， 例如距離保護(hù)等； 而段保護(hù)可以滿足靈敏性的要 求。2.2.2. K2 點(diǎn)發(fā)生三相短路1)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖如下：圖 5-3 K2 點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖最大運(yùn)行方式下有：系統(tǒng)的等效阻抗為： X1 0.163 0.1510.1510.465(3) 三相短路電流標(biāo)幺值為： I k2maxEX11.050

11、.4652.26而三相短路電流有名值為：I (3) I (3) I IK2max Ik2max I B2.560.5021.29KA最小運(yùn)行方式下：系統(tǒng)等效阻抗為： X1 0.261 0.151 0.151 0.563(3) E 1.05 三相短路電流的標(biāo)幺值為： I k2min X1 0.563 1.87三相短路電流的有名值為 :IK2min(3) Ik2min(3) I B 1.87 0.502 0.94KA2）保護(hù) 6QF的整定同 8QF的過(guò)程一樣對(duì) 6QF 進(jìn)行相同的整定計(jì)算 首先進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù) :I set.6K rel I K 2max1.25 1.29 1.61KAt60

12、s靈敏度校驗(yàn)：Lmin3E2 I set6X smax3 1.050.4122 1.2 2.26 0z1z1因此段保護(hù)不滿足靈敏度要求對(duì) 6QF進(jìn)行限時(shí)速斷保護(hù)I set.6K rel I set.4 K rel K rel I K3max 1.15 1.25 0.82 1.18KA靈敏性校驗(yàn)：sen.6I K2minI set60.941.180.80 1.3 ，不滿足靈敏性要求。由于缺乏必要的條件， 不能對(duì) 6QF進(jìn)行與相鄰下一段的二段保護(hù)進(jìn)行配合的整定計(jì)算定時(shí)限電流速斷保護(hù)：由初始條件可知線路 CD最大負(fù)荷電流為 120A,因此進(jìn)行下面的整定：K rel K ss 1.2 1.5I se

13、t8 I Lmax 0.12 0.25KA set8KreLmax 0.85t82.5 2 t 3.5s對(duì) 8QF的定時(shí)限速斷保護(hù)分別進(jìn)行近后備和遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗(yàn)：近后備靈敏度校驗(yàn) : K sen.6I K2min0.943.761.5I set80.25遠(yuǎn)后備靈敏度校驗(yàn)： K sen.6IK 3min0.712.841.2I set80.25總結(jié): 通過(guò)上面的整定計(jì)算，可以看到6QF的保護(hù)滿足靈敏度要求，可以對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)；而、段保護(hù)不能達(dá)到要求，由于缺乏必要的計(jì)算條件，沒(méi) 有繼續(xù)往下整定，而也可以采用距離保護(hù)等保護(hù)。2.2.3. K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路（1）本電力系統(tǒng)的等值電抗電路如下圖所

14、示 ：圖 5-4 K3 點(diǎn)短路時(shí)電抗圖最大運(yùn)行方式下有：0.646圖 5-3 所示的等效電抗為： X1 0.163 0.151 0.151 0.181則 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流為：三相短路電流的有名值為：I (3)I K 3max(3) k3maxEX11.050.6461.63Ik3max(3) I B 1.63 0.502 0.82KA最小運(yùn)行方式下：圖 5-3 所示的等效電抗為 : X1 0.261 0.151 0.151 0.181 所以 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)最小運(yùn)行方式下短路電流標(biāo)幺值為：0.744I (3)I k 3min三相短路電流有名值計(jì)算為：(3) (3) I K

15、 3min I k3minE1.051.41X10.744I B 1.41 0.502 0.71KA2）保護(hù) 4QF的整定對(duì)于 4QF的瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)整定有：I set.4 K relI K3max1.25 0.821.03KAt40s保護(hù) 4QF的靈敏性校驗(yàn)：Lmin2 I set.4smax3 1.052 1.2 1.63 0.5630.00303所以不能由以上計(jì)算知 4QF的段保護(hù)靈敏性要求不滿足。而對(duì)于 4QF的、段的保護(hù)， 因?yàn)轭}目中沒(méi)有給出詳細(xì)的數(shù)據(jù)， 進(jìn)行、段的整定計(jì)算同時(shí)針對(duì)于保護(hù) 4QF，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)有正向電流和反向電流流過(guò)，為了增 大其工作的可靠性， 可以增加一個(gè)功率

16、方向繼電器， 以防止線路 XL2上某一點(diǎn)發(fā) 生短路時(shí)流過(guò) 4QF的正向短路電流小于系統(tǒng)正常運(yùn)行是流過(guò) 4QF 的反向單電流 （注：這里正向電流方向是指由母線流向線路） 。2.2.4保護(hù) 2QF 的整定保護(hù) 2QF的整定，根據(jù)圖 2-1 的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可以看出， 當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行 時(shí)不可能有正向電流通過(guò)， 因此要是有正向電流通過(guò)， 則線路一定發(fā)生故障。 為 此只需要在保護(hù) 2QF處加一個(gè)功率方向繼電器就可以實(shí)現(xiàn)線路的保護(hù)， 而不用分 析線路的運(yùn)行方式。由以上計(jì)算可知電流保護(hù)的段保護(hù)靈敏度都不能滿足要求，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況 下，為了保證電力系統(tǒng)能更好的運(yùn)行，且考慮電壓等級(jí)為110KV ，所以可以

17、采用距離保護(hù)。3. 距離保護(hù)整定計(jì)算3.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖有下列參數(shù)：ZT 6 X T6Z L3XL 30.45020ZL4XL 40.45020ZL2XL 20.46024X T6(N)SN10 .5 115100 2069 .433.2 整定值計(jì)算3.2.1 8QF 距離保護(hù)整定值計(jì)算1)距離段整定阻抗Zset 8 KrelZL4 0.85 20 17t80s2 )距離段整定阻抗與相鄰下級(jí) L3 配合有：Zset 6 K relZL3 0.85 20 17X L4 20K bmin 1- 1 0.71XT 669 .431 set 8Kr(eL4K bminZset 6)0.

18、8 (20 0.71 17) 25.66按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定有：bmin1- XL4)(1X L32200)Z set8set 8Kr(elL4K bmin0.70 (16 0 69.431) 11.2取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為段整定值，因此8QF 的段整定值為：11.2進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)有：KsenZset 8L411.2200.56 1.25 ， 不滿足靈敏度要求由于上述不滿足靈敏度條件，所以改為相鄰下一段的段保護(hù)相配合。因 此 6QF 的段整定值為： Zset 6 22 .12則按照相鄰下一段整定有： set 8Kr(elL4KbminZset 6)0.8 (20 0.71 22.12

19、) 28.56KsenZset 8ZL428.56201.428 1.25， 滿足要求。所以延時(shí)整定為 :t8 t6 t 1s3.2.2 6QF 的距離保護(hù)整定同理， 6QF的整定計(jì)算過(guò)程同 8QF：1 ）距離段整定阻抗Zset 6 KrelZL3 0.85 20 17t6 0s2 ）距離段整定阻抗與相鄰下級(jí) L3 配合有：Zset 4 K relZL2 0.85 24 20.4bmin1-L3XT7/220 2169.4310.420.8 (20 0.42 20.4) 22.85按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定有：1X L3120K bmin(1-(1) 0.167bmin 2X L2224Zs

20、et 6K r(el X L3K bmin Zset 4)set 6Kr(el X L3K bmin ZT7)0.70 (20 0.167 69.431) 22.12取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為段整定值，因此8QF 的段整定值為：Zset622.12靈敏度校驗(yàn)有： KsenZset 6ZL322.12201.106 1.25 ，不滿足靈敏性要求，但由于缺少相鄰下一段的段整定值，故不能進(jìn)行校正3.2.3 4QF 的距離保護(hù)整定4QF的段距離整定為：Zset 4 K relZL2 0.85 24 20.4t4 0s因?yàn)?2QF 僅需要加裝一個(gè)功率方向繼電器或者方向阻抗繼電器即可，所以 4QF不需要和

21、2QF的距離保護(hù)裝置配合， 4QF僅需要和 T4 的保護(hù)配合： Zset 4 Krel (ZL2 KrelIZT4 /2) 0.7 (24 0.85 69 .431 / 2) 37 .46靈敏度校驗(yàn) ：KsenZset 4ZL237.46241.1.56 1.25 ，滿足靈敏度要求 。同三段式電流保護(hù)整定， 2QF 的距離保護(hù)只需增加一個(gè)功率繼電器或方向阻 抗繼電器即可。4. 電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)4.1 保護(hù)裝置配置1) 主保護(hù)的配置由系統(tǒng)可知 110KV 線路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線路上任意點(diǎn)故障都能快速切 除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。2) 后備保護(hù)的配置考慮保護(hù)性能優(yōu)越性： 110 線路

22、應(yīng)該配距離保護(hù) ，但是距離保護(hù)復(fù)雜而且價(jià) 格昂貴，維護(hù)困難。考慮經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配 三段式電流保護(hù)，同時(shí)由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行， 相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在 110KV 等級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)中， 三 段式電流 保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒(méi)有保護(hù)范圍， 如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行 的幾率不大的情況下， 而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)， 基本可 以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行?？紤]系統(tǒng)的運(yùn)行方式： 110KV 高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需 要配置零序保護(hù) 。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動(dòng)作。繼電保護(hù)保護(hù)裝置的配置不是一層不變的， 要考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況、 經(jīng)濟(jì)狀況

23、、 人員技能、 環(huán)境影響等等情況， 但是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)不變： 1.自動(dòng)、 迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除。 2.反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)， 并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。4.2 自動(dòng)裝置配置(1) 簡(jiǎn)述 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時(shí)起控制作用的設(shè)備， 主 要包括自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備， 電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的型號(hào)多、 邏輯千變?nèi)f化， 在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)暴露一些問(wèn)題。 電網(wǎng) 中自動(dòng)裝置的配置，需要我們進(jìn)行全面的考慮。（2）系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的配置配置重合閘： 在電力系統(tǒng)故障中， 打多數(shù)故障是輸電線路故障。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表

24、 明大多數(shù)線路故障是“瞬時(shí)性”故障，此時(shí)，如果把斷開(kāi)的線路在合上，就能恢 復(fù)正常供電。如圖所示：該系統(tǒng)為 110KV 輸電線路系統(tǒng)，按照要求，每一個(gè)斷路器都應(yīng) 該裝有 ARD 裝置，并與繼電保護(hù)后加速配合形成重合閘后加速保護(hù)，保證電力 系統(tǒng)最大限度的正常供電。配置備用電源自動(dòng)投入裝置： 當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)， 能夠自動(dòng)迅速、 準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上， 不至于讓用戶斷 電的一種裝置。如圖所示：該系統(tǒng)為 110KV 輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)要求，如果 B 變電站 或 C 變電站中的兩臺(tái)變壓器，為了保證負(fù)荷可以長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，應(yīng)該加入 AAT 裝置。配置低頻、低

25、壓減載裝置：它在電力系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額使電網(wǎng)頻率、 電壓急劇下降時(shí) ,自動(dòng)切除部分負(fù)荷 ,防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰 ,使系統(tǒng)恢復(fù)正常 保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)重要用戶的連續(xù)供電。如圖所示：該系統(tǒng)為 110KV 輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行狀況和系統(tǒng) 要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰應(yīng)該在變電站B、C、 D 中配置低頻、低壓減載裝置。4.3 電流、電壓互感器選擇（1）電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合， 在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)， 向 繼電裝置提供信號(hào)以此來(lái)切斷故障電路， 以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。 保護(hù)用互感器 只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有

26、效的工作。線路發(fā)生故障時(shí)的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力， 保護(hù)用電流互感器必須能夠承 受。二次繞組在短路情況下， 電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無(wú)損傷的一次電流有 效值，稱額定短時(shí)熱電流； 二次繞組短路情況下， 電流互感器能承受而無(wú)損傷的一次電流峰值，稱額定動(dòng)穩(wěn)定電流電流互感器的額定一次電壓應(yīng)等于或大于回路的額定一次電壓， 絕緣水平也 應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 電流互感器的額定一次電流應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流 或最大工作電流選擇， 并應(yīng)能承受該回路的額定連續(xù)熱電流、 額定短時(shí)熱電流及 動(dòng)穩(wěn)定電流。 同時(shí)， 額定一次電流的選擇， 應(yīng)使得在額定變流比條件下的二次電 流在正常運(yùn)行和短路情況下，滿足該回路保護(hù)裝置

27、的整定值選擇性和準(zhǔn)確性要 求。電流互感器額定二次電流有 1A 和 5A 兩類：各級(jí)電壓的電流互感器額定二 次電流選用 1A 時(shí)，可以減輕電流互感器二次負(fù)荷，二次電纜截面可減小，節(jié)約 投資。一個(gè)廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時(shí)采用 1A 和 5A。但同一 電壓等級(jí)的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。所以對(duì)電流互感器選擇如下：由于流過(guò)每個(gè)斷路器的 I g max 都一樣，所以它們的型號(hào)也一樣，標(biāo)準(zhǔn)電流互 感器的二次額定電流為 5A。（2）電壓互感器的配置電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成 100V 或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn) 二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感

28、器可以將高電壓 與電氣工作人員隔離。 電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備， 但它 的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回 路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載增大時(shí)時(shí)，二次電流增大， 使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來(lái)滿足一、 二次側(cè)的電磁平衡關(guān)系。 可以說(shuō)， 電 壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是“檢測(cè)元 件”。電壓互感器一般按以下原則配置。 （1）對(duì)于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式 電壓互感器；當(dāng)其出線上有電源， 需要重合閘鑒定同期或無(wú)壓， 需要同期并列時(shí)， 應(yīng)在線路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器

29、；（2）對(duì)于 3/2 主接線，常常在線路或變壓器側(cè)安裝三相電壓互感器，而在母線上安裝單相互感器以供同期并聯(lián)和重合閘鑒無(wú)壓、鑒同期使用；（3）內(nèi)橋接線的電壓互感器可以安裝在線路側(cè)，也可以安裝在母線上，一 般不同時(shí)安裝。安裝地點(diǎn)的不同對(duì)保護(hù)功能有所影響；（4）對(duì) 220kV 及以下的電壓等級(jí)，電壓互感器一般有兩個(gè)次級(jí)，一組接為 星形，一組接為開(kāi)口三角形。在 500kV 系統(tǒng)中，為了繼電保護(hù)的完全雙重化， 一般選用三個(gè)次級(jí)的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開(kāi)口三角形；（5）當(dāng)計(jì)量回路有特殊需要時(shí)，可增加專供計(jì)量的電壓互感器次級(jí)或安裝 計(jì)量專用的電壓互感器組；（6）在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線路

30、電壓或同期時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)裝設(shè)兩相 式電壓互感器或裝一臺(tái)電壓互感器接線間電壓。 在大接地電流系統(tǒng)中， 線路有檢 查線路電壓或同期要求時(shí)， 應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。 通過(guò)電流互感器或結(jié)合電 容器抽取電壓，盡量不裝設(shè)單獨(dú)的電壓互感器。 500kV 線路一般都裝設(shè)三只電容 式線路電壓互感器，作為保護(hù)、測(cè)量和載波通信公用；7）電壓互感器二次側(cè)繞組決不允許短路。5 電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置5.1 閉鎖裝置作用電壓互感器相當(dāng)于一個(gè)電壓源， 當(dāng)二次回路發(fā)生短路時(shí)將會(huì)出現(xiàn)很大的短路 電流，如果沒(méi)有合適的保護(hù)裝置將故障切除， 將會(huì)使電壓互感器及其二次線燒壞。電壓互感器二次回路在運(yùn)行中容易發(fā)生單相接地和相間短

31、路， 造成保護(hù)裝置 交流失壓， 失壓引起的保護(hù)裝置的誤動(dòng)， 造成不應(yīng)有的損失， 由于這種不利因素 的存在，許多保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)師都考慮了斷線閉鎖回路。 電壓互感器二次回路保 護(hù)設(shè)備，一般采用快速熔斷器或自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)。5.2 閉鎖裝置設(shè)計(jì)電壓回路保護(hù)方式的選擇， 主要取決于電壓回路所接的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 的特性。當(dāng)電壓回路故障不會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作的情況下， 首先采 用簡(jiǎn)單方便的熔斷器作為電壓回路的保護(hù)； 但是在電壓回路故障有可能造成繼電 保護(hù)和自動(dòng)裝置不正確動(dòng)作的場(chǎng)合， 應(yīng)采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)， 作為電壓回路的保護(hù)， 以 便在切除電壓回路故障的同時(shí)， 也閉鎖有關(guān)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。 在實(shí)際

32、工程 中，通常在 60kV 及以下沒(méi)有接距離保護(hù)的電壓互感器二次回路和測(cè)量?jī)x表專用 的電壓回路， 都采用快速熔斷器保護(hù)； 對(duì)于接有距離保護(hù)的電壓回路， 通常采用 自動(dòng)開(kāi)關(guān)作為保護(hù)設(shè)備。電壓互感器二次回路在運(yùn)行中容易發(fā)生單相接地短路和相間短路， 造成 保護(hù)裝置交流失壓， 而失壓引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作， 從而造成不必要的損失。 為此 針對(duì)于這種現(xiàn)象， 設(shè)計(jì)出一套電壓二次回路斷線閉鎖裝置， 它能夠在線路發(fā)生故 障時(shí)可以開(kāi)放保護(hù)，而在電壓互感器二次回路斷線時(shí)閉鎖保護(hù)。電壓二次回路斷線閉鎖裝置的原理是：在實(shí)際供電系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路、 兩相短路和兩相接地短路的非對(duì)稱性故障情況極其普遍， 因此利用電壓回路發(fā)生非對(duì)稱性故障或電壓回路被斷開(kāi)一相或二相時(shí)形成不平衡電壓來(lái)啟動(dòng)閉鎖裝置， 對(duì)保護(hù)實(shí)行閉鎖， 防止保護(hù)誤動(dòng)作； 同時(shí)可利用電壓互感器二次側(cè)斷線時(shí)的電流 小于設(shè)定的閉鎖電流值，這樣保護(hù)就閉鎖，也可以用來(lái)防止保護(hù)誤動(dòng)作。圖 5.2-1 PT 斷線綜合判別邏輯法圖6.保護(hù) 4 接線圖由前面的整定可知，對(duì)保護(hù) 4QF 采用三段式電流保護(hù)