第3章電網(wǎng)的電流保護(hù)修改1

1、3.1 常用繼電器3.2 相間短路的階段式電流保護(hù)3.3 接地保護(hù)3.4 其他保護(hù)第三章 線路保護(hù)第一節(jié) 常用繼電器1 電磁型電流繼電器作用：測量被保護(hù)元件電流的大小，作為保護(hù)的啟動(dòng)和測量元件。結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式（DL-10型）（動(dòng)合觸點(diǎn)：當(dāng)繼電器無輸入量時(shí)打開，繼電器動(dòng)作后閉合，也稱為常開接點(diǎn)，意思是常態(tài)時(shí)觸點(diǎn)為打開狀態(tài)。） 當(dāng)即電流減小到電磁力矩不足以反抗彈簧力矩時(shí)，繼電器返回，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開。電磁型繼電器工作原理 它是利用電磁鐵的鐵心與銜鐵間的吸力作用而工作它是利用電磁鐵的鐵心與銜鐵間的吸力作用而工作的繼電器。的繼電器。電磁型電流繼電器實(shí)物圖1.基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)電磁鐵電磁鐵可動(dòng)銜鐵可動(dòng)銜鐵線

2、圈線圈觸點(diǎn)觸點(diǎn)彈簧彈簧止擋止擋2.基本原理基本原理gI當(dāng)電磁力矩當(dāng)電磁力矩大于彈簧力大于彈簧力矩和摩擦力矩和摩擦力矩之和矩之和, ,繼繼電器動(dòng)作電器動(dòng)作, ,接點(diǎn)閉合接點(diǎn)閉合動(dòng)作原理：MeMsMf，其中與加入繼電器線圈電流的平方成正比 即：MeKI2。式中： Me電磁力矩 Ms彈簧力矩 Mf摩擦力矩 。w電磁轉(zhuǎn)矩滿足下面關(guān)系時(shí)，繼電器返回sfeMMMgMMWRMMRIWKfsmfsmact2I)(KMMWRMMRIWKfsmfsmre2I)(繼電器新舊符號對照帶常開觸點(diǎn)正常時(shí)其觸點(diǎn)斷開帶動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)閉合4 電流繼電器的特性參數(shù)1.動(dòng)作電流：能使電流繼電器剛好動(dòng)作的最

3、小電流，以Iact表示；2.返回電流：能使電流繼電器返回的最大電流，以Ir表示 。3.返回系數(shù)：返回電流與動(dòng)作電流之比，即電流繼電器返回系數(shù)小于1，一般為0.850.95。 Kr=Ire/Iact4.電流繼電器特性： 當(dāng)輸入電流IKIact時(shí)，繼電器動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合；若IK1；一般要求在1.051.2 。低電壓繼電器：調(diào)整電壓繼電器動(dòng)作值的方法： 調(diào)整整定把手位置； 改變線圈的連接方式。U串=2U并過電壓繼電器返回系數(shù)1：要求1.051.203 時(shí)間繼電器 用途：在繼保中作為時(shí)間元件，用來建立所需要的動(dòng)作延時(shí)。 結(jié)構(gòu)：螺管線圈式 DS-100系列（直流）DS-120系列（交流） 原理：由電磁

4、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鐘表機(jī)構(gòu)等組成 線圈無電壓彈簧1（螺管）壓縮彈簧2（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）拉伸 線圈加電壓連桿釋放傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦離合器主傳動(dòng)齒輪延時(shí)機(jī)構(gòu) 9a恒速轉(zhuǎn)動(dòng)（延時(shí)機(jī)構(gòu)擺卡擺錘作用）時(shí)間繼電器實(shí)物圖9a9b松動(dòng)固定螺絲時(shí)間繼電器的動(dòng)作電壓不大于70%Ue。 返回電壓不小于10%Ue。線圈電壓消失彈簧1作用銜鐵、連桿立即返回原位（摩擦離合器使主傳動(dòng)輪不能帶動(dòng)延時(shí)機(jī)構(gòu)，復(fù)歸不延時(shí)） 動(dòng)作時(shí)間整定：改變靜觸點(diǎn)位置（9a與9b之間距離） 特點(diǎn)：線圈短時(shí)通電（可縮小繼電器尺寸），若通電時(shí)間30s，需在線圈回路串接一個(gè)附加電阻。 正常起動(dòng)Rf被短接 動(dòng)作后Rf串接，保證熱穩(wěn)定舊符號及圖新符號及圖加入直流220V電

5、壓，注意方向不要接反。上下4 中間繼電器作用：增加觸點(diǎn)數(shù)量和增大觸點(diǎn)容量，動(dòng)作和返回可帶不大的延時(shí)，可以構(gòu)成自保持回路。 結(jié)構(gòu)：吸引銜鐵式（DZ-10系列）原理：線圈電壓6070%Ue時(shí)動(dòng)作 線圈無電壓或很低時(shí)返回5 信號繼電器作用：用來指示保護(hù)裝置的動(dòng)作狀態(tài)，同時(shí)接通燈光、音響信號回路。 結(jié)構(gòu)：吸引銜鐵式（DX-11型） 原理：線圈通電動(dòng)作（觸點(diǎn)閉合，掉牌） 自保持（機(jī)械自保持）,手動(dòng)復(fù)歸 類型：串聯(lián)信號繼電器（電流型） 并聯(lián)信號繼電器（電壓型） DXM-2A：磁力自保持燈光顯示代替機(jī)械掉牌 干簧觸點(diǎn)工作線圈、復(fù)歸線圈（極性不能反接）電流繼電器電流繼電器過電流繼電器過電流繼電器 電壓繼電器電

6、壓繼電器中間繼電器中間繼電器時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器信號繼電器信號繼電器低電流繼電器低電流繼電器 過電壓繼電器過電壓繼電器 低電壓繼電器低電壓繼電器 反應(yīng)被保護(hù)元件電流降低而動(dòng)反應(yīng)被保護(hù)元件電流降低而動(dòng)作的一種繼電器作的一種繼電器 反應(yīng)被保護(hù)元件電壓升高而動(dòng)反應(yīng)被保護(hù)元件電壓升高而動(dòng)作的一種繼電器作的一種繼電器 起橋梁作用起橋梁作用, ,接點(diǎn)多容量大接點(diǎn)多容量大, ,可實(shí)現(xiàn)短延時(shí)可實(shí)現(xiàn)短延時(shí), ,及自保持。及自保持。建立保護(hù)所需要的延時(shí)時(shí)間。建立保護(hù)所需要的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，明顯標(biāo)示出繼電器當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，明顯標(biāo)示出繼電器或保護(hù)裝置動(dòng)作狀態(tài)。或保護(hù)裝置動(dòng)作狀態(tài)。 反應(yīng)被保護(hù)元件電壓降低

7、而動(dòng)反應(yīng)被保護(hù)元件電壓降低而動(dòng)作的一種繼電器作的一種繼電器 反應(yīng)被保護(hù)元件電流升高而動(dòng)作反應(yīng)被保護(hù)元件電流升高而動(dòng)作的一種繼電器的一種繼電器 電流互感器正方向規(guī)定：按減極性規(guī)定：一次側(cè)電流由同名端流入；二次側(cè)電路從同名端流出。aZ1aZ2loaZZ1I2II比值誤差：角度誤差：%10%100112IIII7arg12II第二節(jié) 線路相間短路的三段式電流保護(hù)工作原理：1 反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。 2 整定原則：為了保護(hù)的選擇性，動(dòng)作電流按躲過本線路末端在最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)的最大短路電流整定。 Iact.1Ik.B.max引入可靠系數(shù)Krel=1.2-1.3,則上式

8、即可寫為 Iact.1=Krel*IK.B.max 考慮短路電流計(jì)算誤差、繼電器動(dòng)作誤差和非周期分量的影響二、瞬時(shí)電流速斷保護(hù) |I| 電流速斷最小保護(hù)范圍Lmin最大保護(hù)范圍LmaxIk.B.maxZsABK1K3K212CIact.1M最大運(yùn)行方式下三相短路電流曲線最小運(yùn)行方式下兩相短路電流曲線NESLKIKksskLZZEI1)3(3式中 Es系統(tǒng)等效電源的線電勢Z1單位長度正序阻抗0.4/kmLk 短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處的距離Zs保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗)3(1)2(23323kksskILZZEI三相短路計(jì)算公式兩相短路計(jì)算公式可見，Ik的大小與運(yùn)行方式、故障類型及故障點(diǎn)位置有

9、關(guān)最大運(yùn)行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式。（Zs.min）最小運(yùn)行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式。（Zs.max） 動(dòng)作電流與Lk無關(guān)，所以在圖上是直線，它與曲線I和曲線II各有一個(gè)交點(diǎn)。在交點(diǎn)之前短路時(shí)，由于短路電流大于動(dòng)作電流，保護(hù)裝置都能動(dòng)作。而在交點(diǎn)以后短路時(shí)，由于短路電流小于動(dòng)作電流，保護(hù)將不能起動(dòng)，由此可見，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長。 最大運(yùn)行方式：使短路電流為最大的方式，對應(yīng)于系統(tǒng)的阻抗最小Xs.min對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式，稱之為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方

10、式：使短路電流為最小的方式，對應(yīng)于系統(tǒng)的阻抗最大Xs.max對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式，稱之為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式。XLXTXF最小運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式：Xs.min=XF/4+XT/2+XL/2Xs.max=XF+XT+XLIKK速斷保護(hù)對被保護(hù)線路內(nèi)部故障的反應(yīng)能力（即靈敏性），只能用保護(hù)范圍的大小來衡量，此保護(hù)范圍通常用線路全長的百分?jǐn)?shù)來表示?？梢?，當(dāng)系統(tǒng)為最大運(yùn)行方式時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍為最大，當(dāng)出現(xiàn)其他運(yùn)行方式或兩相短路時(shí)，速斷的保護(hù)范圍都要減小，而當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍為最小。一般情況下，應(yīng)按這種運(yùn)行方式和故障類型來校

11、驗(yàn)其保護(hù)范圍。 3靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來衡量 lmax 、lmin 一般用lmin來校驗(yàn): 要求： lmin （1520） ;lmax 50保護(hù)范圍：（1550%）lAB3靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來衡量 lmax 、lmin 一般用lmin來校驗(yàn)、 要求： lmin （1520） ;lmax 50保護(hù)范圍：（1550%）lAB4 速動(dòng)性：動(dòng)作時(shí)間 t=0s實(shí)際上要計(jì)元件的固有動(dòng)作時(shí)間，一般為50100ms。方法： 圖解法 解析法：min1max1 .23lZZEIssact)23(1%100max1 .minsactSLABZIEZllKM的作用：1）增大接點(diǎn)容量，接通跳閘回路2）增大裝置

12、動(dòng)作時(shí)間（0.060.08s）3）防止管型避雷器放電（0.040.06s） 段誤動(dòng)作信號繼電器KS 的作用是，在整套保護(hù)裝置動(dòng)作后，指示并記錄該保護(hù)的動(dòng)作，供運(yùn)行人員查找和分析故障。跳閘回路中接入斷路器QF的輔助觸點(diǎn)QF，在斷路器跳閘時(shí)，其輔助觸點(diǎn)隨之打開，切斷跳閘回路電流。否則，由中間繼電器的觸點(diǎn)切斷跳閘回路，將會燒壞中間繼電器的觸點(diǎn)。 原理圖及元件作用說明見相關(guān)課件1整定值及保護(hù)范圍示意圖優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作迅速，簡單可靠；缺點(diǎn)：不能保護(hù)線路全長，單獨(dú)使用不能作為主保護(hù)，保護(hù)范圍隨運(yùn)行方式、故障類型的變化而變化1僅靠動(dòng)作電流值來保證其選擇性2能無延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分（不是一個(gè)完整的電流保護(hù)）。3

13、在短線路上或運(yùn)行方式變化較大的線路上使用時(shí)可能沒有保護(hù)范圍4 在線路-變壓器組接線中可能保護(hù)線路的全長。KAB二、限時(shí)電流速斷保護(hù) 段 限時(shí)速斷工作原理1、特點(diǎn)：既能保護(hù)線路全長，又能快速切除故障，兼作瞬時(shí)電流速斷的近后備。2、保護(hù)范圍：本線路全長及相鄰線路一部分（不超過相鄰線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍）要求任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性在滿足要求的前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。本線路限時(shí)速斷的保護(hù)范圍相鄰線路速斷保護(hù)范圍3、動(dòng)作電流及動(dòng)作時(shí)限的整定：與相鄰線路電流速斷保護(hù)配合。限時(shí)電流速斷保護(hù)整定原則 即整定值與相鄰線路第段配合。 考慮繼電器的動(dòng)作誤差和短路電流的計(jì)算誤差。引入可靠系數(shù)

14、Krel, 即： 其中Krel一般取為1.1-1.2 （不需考慮非周期分量影響） 從以上分析中已經(jīng)得出，限時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)限t2,應(yīng)選擇得比下一條線路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限t1高出一個(gè)時(shí)間階段，即動(dòng)作時(shí)間：t取0.5，稱時(shí)間階梯，2 .1 .actrelactIKItttactact2 .1 .t又不能選擇過小。影響 t的主要因素有： (1) 前一級保護(hù)動(dòng)作的負(fù)偏差(即保護(hù)可能延后動(dòng)作) t1 。 (2) 后一級保護(hù)動(dòng)作的正偏差(即保護(hù)可能提前動(dòng)作) t2 。 (3) 保護(hù)裝置的慣性誤差(即斷路器跳閘時(shí)間：從接通跳閘回路到觸頭間電弧熄滅的時(shí)間) t3 。 (4) 為保證有選擇性，再加一個(gè)時(shí)間裕度 t

15、4 (0.1 = 0.15)s，則時(shí)限級差為 t = t1 + t2 + t3 + t4 由此確定的t一般為 0.35s0.5s，實(shí)際應(yīng)用中取 t =0.5s。 靈敏性：為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時(shí)電流速斷保護(hù)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)，應(yīng)具有足夠的靈敏性，一般用靈敏系數(shù)來校驗(yàn)，即規(guī)程規(guī)定5 . 13 . 11 .)2(min.actBKsenIIK 一般規(guī)定：20km以下：Ksen1.52070km:Ksen1.470km以上:Ksen1.3Ik.B.min 最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路末端發(fā)生兩相金屬性短路時(shí)，流過本線路保護(hù)的電流； 本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流。actr

16、elactIKI2 .1 .ttt21若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第段配合，即動(dòng)作時(shí)間為動(dòng)作電流為1 .actI必須進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)的原因，主要是考慮下列因素：(1) 故障點(diǎn)存在過渡電阻，使實(shí)際短路電流比計(jì)算電流小，不利于保護(hù)動(dòng)作。(2) 實(shí)際的短路電流由于計(jì)算誤差或其他原因而小于計(jì)算值。(3) 由于電流互感器的負(fù)誤差，使實(shí)際流入保護(hù)裝置的電流小于計(jì)算值。3、靈敏系數(shù)（比瞬時(shí)電流速斷保護(hù)高，可保護(hù)線路全長，但速動(dòng)性略差）（三）原理接線：如圖根據(jù)歸總式原理圖畫出展開圖 瞬時(shí)電流速斷與限時(shí)電流速斷的配合 分析各區(qū)段保護(hù)動(dòng)作情況：AB、BC。結(jié)論：兩者配合，可在0.5s的短時(shí)間內(nèi)切除全線路范圍內(nèi)任

17、何點(diǎn)短路故障可作為線路的主保護(hù)原理圖說明小結(jié)：限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性與第段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第段的近后備保護(hù)。其起動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定，正常時(shí)不應(yīng)該起動(dòng)而在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，則能反應(yīng)于電流的增大而動(dòng)作，在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長，以起到后備保護(hù)的作用。a.工作原理及整定原則：為保證在正常運(yùn)行情況下過電流保護(hù)絕不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流IL.max。然而，在實(shí)際上確定保護(hù)裝置的起動(dòng)電流時(shí)，還必須考慮在外部故障切除后，保護(hù)裝置是

18、否能夠返回的問題。三、定時(shí)限過電流保護(hù) 段 過電流保護(hù)1、動(dòng)作電流的整定：（1）按躲過被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流整定（2）相鄰線路短路故障切除后保護(hù)能可靠返回max.1 .lMSactIKImax. lMSreIKI防止誤起動(dòng)保證外部故障切除后可靠返回Krel可靠系數(shù)，取1.15-1.25Kms電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)系數(shù)，取1.5-3Kre返回系數(shù)，取0.85要特別注意的確定?？膳e例說明。max.rellreMsactIKKKI max. lMSrelreIKKIactrereIIK顯然，應(yīng)按（2）式計(jì)算動(dòng)作電流，且由（2）式可見，Kre越大，Iact越小，Ksen越大。因此，為了提高靈敏系數(shù)，要求有較高

19、的返回系數(shù)。（過電流繼電器的返回系數(shù)為0.850.95）2、動(dòng)作時(shí)限的整定：按階梯原則整定保證動(dòng)作的選擇性，具有定時(shí)限特性，動(dòng)作時(shí)限與流過電流大小無關(guān)。ttt21ttt32ttt434321tttt注：當(dāng)相鄰有多個(gè)元件，應(yīng)選擇與相鄰時(shí)限最長的配合3、靈敏度：動(dòng)作值小靈敏性高保護(hù)范圍：作為本線路的后備保護(hù)（近后備），也可作為相鄰線路的后備保護(hù)（遠(yuǎn)后備）5 . 13 . 1)2(min.)1(actBksenIIK作為本線路的近后備：2 . 1)2(min.)2(actcksenIIK作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備： Ik.B.min本線路末端短路時(shí)的短路電流 Ik.C.min 相鄰線路末端短路時(shí)的短路電流

20、 四）原理接線： 采用電磁型繼電器構(gòu)成的定時(shí)限過電流保護(hù)組成：KA、KT、KS 特點(diǎn)：短路點(diǎn)離電源越近的線路IKt，但同一條線路動(dòng)作時(shí)限相同動(dòng)作時(shí)間比段長一些小結(jié)第段的動(dòng)作值比第、段的Iact小得多，其靈敏度比第、段更高；在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選擇性；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末端第段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作時(shí)間之和（可瞬時(shí)動(dòng)作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級線路保護(hù)亦可簡化（或），越接近電源，t越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。近后備靈敏度要求大于1.5；遠(yuǎn)后備靈敏度要求大于1.25。1、三相三繼電器接線（完全星形接線）如圖（1）特點(diǎn)：三

21、只KA接入各自相應(yīng)相別TA的二次側(cè)，兩星形中點(diǎn)連接 可反映各種類型短路（2）接線系數(shù)Kcon：繼電器線圈電流Ij與TA二次電流I2的比值 Kcon=Ij/I2 完全星形接線：Kcon=1 （3）適用：大接地電流系統(tǒng)相間短路保護(hù),變壓器、發(fā)電機(jī)過流保護(hù)（4）缺點(diǎn)：費(fèi)用高且小接地電流系統(tǒng)不適用例：兩條線路在不同相別發(fā)生接地且其保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相同兩條線路會同時(shí)斷開，而小接地電流系統(tǒng)允許短時(shí)單相接地運(yùn)行四、電流保護(hù)接線方式（KA線圈與TA二次線圈之間的連接方式)三相完全星形接線（5）應(yīng)用，發(fā)電機(jī)、變壓器過流保護(hù)采用。2、兩相兩繼電器接線（不完全星形接線）（1）特點(diǎn)：兩只KA和兩只TA均接成不完全星形，兩

22、中點(diǎn)之間有中線連接 能反映各種相間短路。（2）Kcon=1（3）適用：小接地電流系統(tǒng)作為相間短路保護(hù)、段采用（4）各處保護(hù)裝置的TA必須裝設(shè)在同名相上（5）2/3機(jī)會切除一個(gè)故障點(diǎn)，提高供電可靠性（6）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中。（注：所有線路上的保護(hù)裝置應(yīng)安裝在相同的兩相上。）不完全星形接線說明兩繼電器接線的優(yōu)點(diǎn)兩點(diǎn)接地時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作情況：（設(shè)兩套保護(hù)動(dòng)作時(shí)限相同） a、雙回線路保護(hù)裝置LH裝設(shè)在同名相A、C上 XL-1故障相別 A A B B C C XL-2故障相別 B C A C A B XL-1切除情況 + + - - + + XL-2切除情況 - + + + + - 停電

23、線路數(shù)目 1 2 1 1 2 1其中：“+”為切除；“-”為不切除 結(jié)論：2/3機(jī)會切除一個(gè)故障點(diǎn)；1/3機(jī)會切除兩個(gè)故障點(diǎn)串聯(lián)線路三相星形接線：保護(hù)1和保護(hù)2之間有配合關(guān)系，100切除NP線兩相星形接線：2/3機(jī)會切除NP線。（即1/3機(jī)會無選擇性動(dòng)作）并行線路上：（可能性大）三相星行接線：保護(hù)1和保護(hù)2同時(shí)動(dòng)作，切除線路、。兩相星行接線：2/3機(jī)會只切一條線路。Y接線降壓變壓器后d(2) 結(jié)論：滯后相電流是其它兩相電流的兩倍并與它們反相位Y11升壓變：Y側(cè)超前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它們反相位。經(jīng)濟(jì)性：兩相星行接線優(yōu)于三相星行接線三相星行接線靈敏度是兩相星行接線的兩倍針對措施：在兩

24、相星行接線的中線上再接入一個(gè)KA，其電流為lYBlYCYAnInII/ )(.以提高靈敏性。3、兩相三繼電器接線（不完全星形接線） （1）特點(diǎn)：回路比不完全星形接線多接一只繼電器 （2）Kcon=1（對于Y/-11變壓器保護(hù)，靈敏系數(shù)與完全星形接線相同）（3）適用：小接地電流系統(tǒng)作為相間短路保護(hù)4、兩相單繼電器接線（兩相電流差接線）（1）特點(diǎn)：一只繼電器，兩只TA反極性連接（2）缺點(diǎn)： a、短路形式不同，保護(hù)靈敏系數(shù)不同 正常、三相短路：Kcon= IJ= Ia兩相短路：CA Kcon=2 （A、C相裝TA） AB或 BC Kcon=1b、在Y/-11變壓器后發(fā)生兩相短路時(shí)，保護(hù)可能拒動(dòng) 例：

25、Y/-11變壓器，a、b短路 （3）應(yīng)用：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)作為相間短路保護(hù) 33五、階段式電流保護(hù)的應(yīng)用及評價(jià)1. 階段式電流保護(hù)的構(gòu)成 無時(shí)限電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流增大而動(dòng)作的保護(hù)，它們之間的區(qū)別主要在于按照不同的原則來整定動(dòng)作電流。 電流速斷保護(hù)是按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定，它雖能無延時(shí)動(dòng)作，但卻不能保護(hù)本線路全長； 限時(shí)電流速斷保護(hù)是按照躲開下級線路各相鄰元件電流速斷保護(hù)的最大動(dòng)作范圍來整定，它雖能保護(hù)本線路的全長，卻不能作為相鄰線路的后備保護(hù)； 定時(shí)限過電流保護(hù)則是按照躲開本線路最大負(fù)荷電流來整定，可作為本線路及相鄰線路的后

26、備保護(hù)，但動(dòng)作時(shí)間較長。 為保證迅速、可靠而有選擇性地切除故障，可將這三種電流保護(hù)，根據(jù)需要組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù)，稱為階段式電流保護(hù)。 具體應(yīng)用時(shí)，可以采用電流速斷保護(hù)加定時(shí)限過電流保護(hù)，或限時(shí)電流速斷保護(hù)加定時(shí)限過電流保護(hù)，也可以三者同時(shí)采用。應(yīng)用較多的就是三段式電流保護(hù)，其各段的動(dòng)作電流、保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)限的配合情況如圖2.8 所示。當(dāng)被保護(hù)線路始端短路時(shí)，由第I段瞬時(shí)切除；該線路末端附近的短路，由第II 段經(jīng)0.5s 延時(shí)切除；而第III 段只起后備作用，所以裝有三段式電流保護(hù)的線路，一般可在0.5s 左右時(shí)限內(nèi)切除故障。階段式電流保護(hù)的配合現(xiàn)以圖2.8 為例來說明階段式電流保護(hù)的配

27、合。在電網(wǎng)最末端的線路上，保護(hù)4 采用瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)即可滿足要求，其動(dòng)作電流按躲過本線路最大負(fù)荷電流來整定，與電網(wǎng)中其他保護(hù)的定值和時(shí)限上都沒有配合關(guān)系。在電網(wǎng)的倒數(shù)第二級線路上，保護(hù)3 應(yīng)首先考慮采用0.5s 動(dòng)作的過電流保；如果在電網(wǎng)中線路CD 上的故障沒有提出瞬時(shí)切除的要求，則保護(hù)3 只裝設(shè)一個(gè)0.5s 動(dòng)作的過電流保護(hù)也是完全允許的；但如果要求線路CD上的故障必須快速切除，則可增設(shè)一個(gè)電流速斷保護(hù)，此時(shí)保護(hù)3 就是一個(gè)速斷保護(hù)加過電流保護(hù)的兩段式保護(hù)。而對于保護(hù)2 和1，都需要裝設(shè)三段式電流保護(hù)，其過電流保護(hù)要和下一級線路的保護(hù)進(jìn)行配合，因此動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一級線路中動(dòng)作時(shí)限最長的

28、再長一個(gè)時(shí)限級差，一般要整定為1s1.5s。所以，越靠近電源端，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就越長。因此必須裝設(shè)三段式電流保護(hù)。 兩段式電流保護(hù)：較短的線路或運(yùn)行方式變化大線路：、段。線路變壓器接線：、段。對繼電保護(hù)的評價(jià)，主要是從選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)方面出發(fā)，看其是否滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求，是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。 1) 選擇性 在三段式電流保護(hù)中，電流速斷保護(hù)的選擇性是靠動(dòng)作電流來實(shí)現(xiàn)的；限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)則是靠動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限來實(shí)現(xiàn)的。它們在 35kV 及以下的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中具有明顯的選擇性，但在多電源網(wǎng)絡(luò)或單電源環(huán)網(wǎng)中，則只有在某些特殊情 況下才能滿足選擇性

29、要求。 2) 速動(dòng)性 電流速斷保護(hù)以保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作于跳閘；限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限一般在0.5s 以內(nèi)，因而動(dòng)作迅速是這兩種保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限較長，特別是靠近電源側(cè)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限可能長達(dá)幾秒，這是過電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)。 三段式電流保護(hù)的評價(jià) 3) 靈敏性 電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路全長，且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大；限時(shí)電流速斷保護(hù)雖能保護(hù)本線路全長，但靈敏性依然要受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響；過電流保護(hù)因按最大負(fù)荷電流整定，靈敏性一般能滿足要求，但在長距離重負(fù)荷線路上，由于負(fù)荷電流幾乎與短路電流相當(dāng)，則往往難以滿足要求。受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大、靈敏性差是三段式電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)

30、。 4) 可靠性 由于三段式電流保護(hù)中繼電器簡單，數(shù)量少，接線、調(diào)試和整定計(jì)算都較簡便，不易出錯(cuò)，因此可靠性較高。 總之，使用一段、二段或三段而組成的階段式電流保護(hù)，其最主要的優(yōu)點(diǎn)就是簡單、可靠，并且在一般情況下能滿足快速切除故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在 35kV 及以下的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是受電網(wǎng)的接線及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，使其靈敏性和保護(hù)范圍不能滿足要求。1保護(hù)保護(hù)I1段段保護(hù)保護(hù)范圍范圍1保護(hù)保護(hù)1段段保護(hù)保護(hù)范圍范圍2保護(hù)保護(hù)I段保護(hù)范圍段保護(hù)范圍1 1保護(hù)保護(hù)II1段范圍段范圍P1mBn2IAI1K2K 三段式電流保護(hù)保護(hù)范圍示意圖三段式電流保護(hù)保

31、護(hù)范圍示意圖 繼電保護(hù)二次接線圖n 按照用途分 原理接線圖 安裝接線圖微機(jī)型保護(hù) 邏輯框圖表明其工作 交流回路展開圖歸總式原理接線圖展開式原理接線圖分立元件構(gòu)成的三段式電流保護(hù)裝置接線圖電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的接線圖一般有框圖、原理圖和安裝圖三種。對于采用機(jī)電型繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置，用得最多的是原理圖。原理圖又分為歸總式原理圖(簡稱原理圖)和展開式原理圖(簡稱展開圖)。 原理圖能展示出保護(hù)裝置的全部組成元件及其他們之間的聯(lián)系和動(dòng)作原理。在原理圖上所有元件都以完整的圖形符號表示， 所以能對整套保護(hù)裝置的構(gòu)成和工作原理給出直觀、完整的概念，易于閱讀。三段式電流保護(hù)的原理接線圖如圖 2.13(a)所示

32、。圖中的保護(hù)采用不完全星形接線方式(因?yàn)槭窍嚅g短路保護(hù))，可實(shí)現(xiàn)各種類型的相間短路保護(hù)。 三段式電流保護(hù)接線原理圖三段式電流保護(hù)接線原理圖 It信號KA1KT1KS1IIItIIIKS2KS31XBKA2KA3KA4KA5KA6KA7TCQFKT22XB3XBKCOTA1TA3KA1KA6KA7QFI I段段IIII段段IIIIII段段WCWCKA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KT1KT2KCOQFKS2KS3KS1KCOKT1KT2TQ直流回路FU12KS1KS2KS3起動(dòng)信號信號回路701716控制電源小母線熔斷器出口繼電器段電流及I段電流II段電流III段信號繼電器II段信號繼電

33、器III跳閘回路KA1KA3KA5KA6KA4KA2KA7TA1TA3 三三段段式式電電流流保保護(hù)護(hù)接接線線展展開開 圖圖 P1mNn2IMI2KI I段段KA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KT1KT2KCOQFKS2KS3KS1KCOKT1KT2TQ直流回路WCWCFU12KS1KS2KS3起動(dòng)信號信號回路701716控制電源小母線熔斷器出口繼電器段電流及I段電流II段電流III段信號繼電器II段信號繼電器III跳閘回路KA1KA3KA5KA6KA4KA2KA7TA1TA3 三三段段式式電電流流保保護(hù)護(hù)接接線線展展開開 圖圖 P1mNn2IMI1KIIII段段展開圖是將交流回路和直流

34、回路分開畫出的。各繼電器的線圈和觸點(diǎn)分別畫在各自所屬的回路中，并用相同的文字符號標(biāo)注，以便閱讀和查對。在連接上按照保護(hù)的動(dòng)作順序，自上而下、從左到右依次排列線圈和觸點(diǎn)。 閱讀展開圖時(shí)，一般應(yīng)按先交流后直流，由上而下、從左至右的順序閱讀。展開圖的接線簡單，層次清楚，繪制和閱讀都比較方便，且便于查線和調(diào)試，特別是對于復(fù)雜的保護(hù)，其優(yōu)越性更加顯著，所以在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。圖中繼電器觸點(diǎn)的位置，對應(yīng)于被保護(hù)線路的正常工作狀態(tài)。 三段式電流保護(hù)原理展開圖電流速斷限時(shí)速斷定時(shí)限過流出口跳閘回路三段式電流保護(hù)整定計(jì)算舉例1 電流速斷整定計(jì)算L1線路末端K1點(diǎn)三相短路電流：kALXXEIABSsBk47

35、5. 1804 . 01331151min.)3(max.電流速斷保護(hù)整定kAIKIBkrelact77. 1457. 12 . 1)3(max.1 .靈敏性校驗(yàn)kmXIXlSact3 .46)1477. 1311523(4 . 01)311523(1max.1 .1min最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍：%15%9 .57%100%minminABlll滿足要求動(dòng)作時(shí)間： 10t2 限時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算BC線路末端三相短路最大短路電流：kALXXEIACSsCk863. 01604 . 01331151min.)3(max.相鄰線路電流速斷整定：kAIKICkrelact034. 1863. 0

36、2 . 1)3(max.2 .本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)整定138. 1034. 11 . 12 .1 .actrelactIKI校驗(yàn)限時(shí)速斷靈敏性計(jì)算BC線路末端在最小運(yùn)行方式下的最小短路電流為提高靈敏性，只有減小動(dòng)作電流，因此，本線路限時(shí)電流速度與相鄰線路的限時(shí)電流速度配合計(jì)算CD線路末端在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流kALXXEIABSsBk25. 1804 . 014311523231max.)2(min.3 . 110. 1138. 125. 11 .min.)2(actBKIIKsen不滿足要求kALXXEIADSsDk609. 02404 . 01331151min.)3(max.C

37、D線路電流速斷整定：kAIKIDkrelact67. 0609. 02 . 1)3(max.3 .AB線路限時(shí)電流速斷整定：KAIKIactrelact803. 067. 02 . 13 .2 .BC線路限時(shí)電流速斷整定：KAIKIactrelact883. 0803. 01 . 12 .1 .校驗(yàn)限時(shí)電流速斷靈敏性3 . 1416. 1883. 025. 11 .min.)2(actBKIIKsen滿足要求時(shí)限整定 2 .1 .0 . 15 . 05 . 0tttactact3 本線路定時(shí)限過電流保護(hù)整定：kAIKKKIRrastrelact373. 012. 085. 02 . 22 .

38、1max.3 .作為本線路近后備的靈敏性校驗(yàn)5 . 1351. 3373. 025. 11 .min.)2(1 .actBKIIKsen滿足要求作為相鄰線路遠(yuǎn)后備的靈敏性校驗(yàn)計(jì)算AC線路末端最小運(yùn)行方式下最小短路電流K2kALXXEIACSsCk737. 01604 . 014311523231max.)2(min.2 . 1976. 1373. 0737. 01 .min.)2(1 .actCKIIKsen過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定 0 . 35 . 00 . 221ttt對于單電源輻射形供電的網(wǎng)絡(luò)，每條線路上只在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)裝置就可以了。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，只要相應(yīng)的保護(hù)裝置動(dòng)作于斷路器跳閘，便

39、可以將故障元件與其他元件斷開，但卻要造成一部分變電所停電。為了提高電網(wǎng)供電的可靠性，在電力系統(tǒng)中多采用雙側(cè)電源供電的輻射形電網(wǎng)或單側(cè)電源環(huán)形電網(wǎng)供電。此時(shí)采用階段式電流保護(hù)將難以滿足選擇性要求，應(yīng)采用方向性電流保護(hù)五 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)一、電流保護(hù)方向問題的提出（1）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)無選擇性動(dòng)作 （2）定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限無法整定 雙電源網(wǎng) 單電源環(huán)網(wǎng)IactactIII3 .12 .速斷：過流：32tt 只讓正方向的元件動(dòng)作和配合IactIactIII2 .23 .23tt 速斷：過流：只是正向元件間配合2、原因：反方向短路時(shí)出現(xiàn)由線路流向母線的短路電流。3、解決方法：電流元件K

40、A起動(dòng)； 采用方向電流保護(hù)：功率方向元件KP判別（正方向：母線線路），反應(yīng)短路時(shí)大小和方向的保護(hù)（其中方向?yàn)殡娏骱碗妷褐g的夾角） 由此引入短路功率方向的概念：短路電流方向由母線流向線路稱為正方向故障，允許保護(hù)動(dòng)作；短路電流方向由線路流向母線稱為反方向故障，不允許保護(hù)動(dòng)作。如當(dāng) k1 點(diǎn)短路時(shí)，流過保護(hù) 3的短路功率方向由母線流向線路，保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作；而流過保護(hù) 2 的短路功率方向則由線路流向母線，保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作。同樣對于 k2點(diǎn)短路，流過保護(hù) 2 的短路功率方向由母線流向線路，保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作；而流過保護(hù) 3 的則由線路流向母線，保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。 正方向短路時(shí)， 超前 的角度為銳角，反方向短路時(shí)，

41、超前 的角度為鈍角。因此，功率方向繼電器的工作原理實(shí)際上就是通過測量 和 之間的相位角來判別正、反方向短路的，正方向短路時(shí)，功率方向繼電器動(dòng)作，反方向短路時(shí)，功率方向繼電器不動(dòng)作。 BUkIBUkIBUkI工作原理（方向過電流保護(hù)） 1、動(dòng)作參數(shù)的整定 根據(jù)動(dòng)作方向?qū)⒈Ｗo(hù)分成兩組。例：在圖2-15（P71）將1、3、5分成一組；2、4、6分成一組再分別按單側(cè)電源線路過電流保護(hù)同樣的原則整定參數(shù)，保證動(dòng)作的選擇性。 2、特點(diǎn)： 在原有保護(hù)上增設(shè)一個(gè)功率方向判別元件反向故障時(shí)，閉鎖保護(hù)。二、功率方向繼電器（二）要求：1、判斷方向與故障類型無關(guān)（U和I之間的相位）。2、靈敏度高（動(dòng)作功率?。?。3、消

42、除死區(qū)目前廣泛應(yīng)用的功率方向繼電器有感應(yīng)型、整流型和半導(dǎo)體型。盡管形式多樣，但都是按相位比較或幅值比較原理構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)：輸入：（5、6電流端子） （7、8電壓端子）（5、7為同極性端）輸出 ：KP接點(diǎn)（11、12端子）電壓形成回路（電流換器UR，電壓變換器UV）比較回路（整流橋1U，2U） 執(zhí)行元件（極化繼電器KP） 56組成:1電壓形成2整流濾波3 環(huán)形比較4 極化繼電器90arg90KKIU相位比較式幅值比較式KIKUKIKUIKUKIKUK動(dòng)作即動(dòng)作條件實(shí)際動(dòng)作條件：電壓死區(qū)及其消除。解決方法：在電壓回路采用記憶電路。（串接構(gòu)成串聯(lián)諧振記憶回路）超前電壓超前電流muUKmuUK90mUT

43、XmI9090max.max.sensen繼電器動(dòng)作范圍繼電器靈敏角max.sen內(nèi)角與轉(zhuǎn)移阻抗角的關(guān)系90TX線路阻抗角與轉(zhuǎn)移阻抗角的關(guān)系KTX60120表明動(dòng)作范圍是：電流超前電壓120 和電流滯后電壓60 五、功率方向繼電器的接線方式1、要求：（1）能正確反應(yīng)故障方向,與故障類型無關(guān)：正方向故障繼電器動(dòng)作；反方向故障，繼電器不動(dòng)作。（2）動(dòng)作靈敏性高，電流超前電壓。（3）能消除死區(qū)，引入的電壓盡可能大。 2、接線；90特點(diǎn)（1）接相間電壓，不對稱短路時(shí)動(dòng)作靈敏。（2）可消除正向出口兩相短路的電壓死區(qū)。（3）不能消除正向出口三相短路的電壓死區(qū)。（4）接線應(yīng)注意KP電壓電流線圈極性與TA、T

44、V極性的正確連接。1適當(dāng)選擇繼電器內(nèi)角，任何相間短路，均能正確動(dòng)作。動(dòng)作條件：2KP靈敏動(dòng)作條件：3對兩相短路均無死區(qū)，近點(diǎn)三相短路，繼電器有死區(qū)。 按相起動(dòng)非故障相電流：電網(wǎng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，在非故障相中流過的電流。1、兩相短路：K點(diǎn)AB短路。2、單相接地短路， 解決方法：（1）提高起動(dòng)元件的動(dòng)作電流，使之大于非故障相電流（負(fù)荷電流與零序電流相量和）。（2）接線采用按相起動(dòng)。按相起動(dòng)。七、 方向電流保護(hù)的整定計(jì)算 （一）方向過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。 1、躲過被保護(hù)線路中的最大負(fù)荷電流。 須考慮開環(huán)時(shí)的增加。（二）方向過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)。 方向元件：不須校驗(yàn)。 電流元件：與不帶方向元件

45、的過電流保護(hù)相同。（三）方向過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定。 同一動(dòng)作方向的過電流保護(hù)：按階梯原則。 裝設(shè)方向元件的原則：同一母線兩側(cè)，動(dòng)作時(shí)限短且相等須裝方向元件。同一母線兩側(cè)，動(dòng)作時(shí)限長者可不裝方向元件。（三）方向過電流保護(hù)接線圖。課堂練習(xí)：畫展開圖。 注意此處電壓接線有錯(cuò)誤，第三節(jié) 電網(wǎng)的接地保護(hù)（一）電網(wǎng)接地方式： 中性點(diǎn)直接接地方式： 110kV及以上大電流接地系統(tǒng)。 中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地： 35kV及以下小電流接地系統(tǒng)。（二）零序保護(hù)（接地保護(hù)）。 接地故障：出現(xiàn)零序電流和零序電壓構(gòu)成保護(hù)。 優(yōu)：接線簡單，靈敏度高，動(dòng)作迅速，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定。 （三）保護(hù)特點(diǎn)：電壓等 接地方式 保護(hù)特

46、點(diǎn)110kV及以上 中性點(diǎn)直接接地 零序保護(hù)多用于跳閘 335kV以下 中性點(diǎn)不接地 零序保護(hù)多用于信號66kv 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 邊界條件：000CBKAACCBBAIIIIEUEUUACBCBAEEEUUUU31)(31)(310KAACBAIIIIII3131)(310中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)接地故障的特點(diǎn)總結(jié)零序分量只在單相接地或兩相接地短路時(shí)出現(xiàn)。1、在故障點(diǎn)最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越小。2、零序電流的分布，取決于輸電線路和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗。3、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，如果輸電線路和中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就不變。但正序阻抗和負(fù)序阻抗要隨著系統(tǒng)運(yùn)行方

47、式而變化，從而間接影響零分量大小。4、零序電流超前零序電壓95110。零序電流的實(shí)際流向，由線路流向母線。零序分量的獲取1零序電流濾過器3零序電壓濾過器2零序電流互感器ABCabcnUnl階段式零序電流保護(hù)1、構(gòu)成：零序段（瞬時(shí)零序電流速斷） 零序段（限時(shí)零序電流速斷）零序段（零序過電流）（一）瞬時(shí)零序電流速斷（零序段）保護(hù) 優(yōu)點(diǎn)：與反應(yīng)相間短路的段比保護(hù)范圍長且穩(wěn)定 （1）躲過被保護(hù)線路末端單相或兩相電流接地時(shí)的最大零序電流 （2）躲過QF三相不同時(shí)合閘時(shí)，流過保護(hù)的最大零序電流max. 01 .3BrelIactIKImax. 01 .3unbrelIactIKI說明：按上述原則整定時(shí)，應(yīng)

48、選取其中較大者作為零序電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流；若零序段的動(dòng)作時(shí)間(保護(hù)固有時(shí)間)大于斷路器三相不同時(shí)合閘的時(shí)間，則不需考慮 I0.unb 的影響，只按原則(1)整定；在有些情況下，若按原則(2)整定將使起動(dòng)電流過大，保護(hù)范圍過小，這時(shí)可采用：合閘時(shí)(手動(dòng)或自動(dòng))使零序 段帶有一個(gè)小的延時(shí)(0.15s)，以躲過三相不同時(shí)合閘的時(shí)間，這樣整定時(shí)也不需要考慮原則(2)了。 仍按上述原則整定，因動(dòng)作值小，保護(hù)范圍大，所以靈敏。主要任務(wù)是對全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)單相自動(dòng)重合閘啟動(dòng)時(shí)(即開始切除單相接地故障時(shí))將其自動(dòng)閉鎖，待恢復(fù)全相運(yùn)行時(shí)再重新投入。 不靈敏的段：其整定原則為 ：躲過非全相

49、振蕩時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流因動(dòng)作值大，保護(hù)范圍小，所以稱為不靈敏段。主要任務(wù)是專為非全相運(yùn)行狀態(tài)下(如單相自動(dòng)重合閘過程中)，其他兩相又發(fā)生了單相接地故障時(shí)的保護(hù)，以便盡快地將故障切除。當(dāng)然，它也能反應(yīng)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障，只是其保護(hù)范圍比靈敏的段要小。靈敏段、不靈敏段說明：max. 0 unbrelopIKI靈敏的段：（二）限時(shí)零序電流速斷（零序段）保護(hù)。與相鄰線路零序段配合 IactrelIIactIKI2 .1 .tttIactIIact2 .1 .限時(shí)零序電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)按被保護(hù)線路末端發(fā)生接地短路時(shí)的最小零序電流來校驗(yàn)。設(shè) B母線接地短路時(shí)流過 AB線路的最小零序電流為 3

50、Ik0.B.min 。則靈敏系數(shù)為：5 . 13 . 13.min. 0actBkIIsenIIK（三）零序過電流（零序段）保護(hù)。按躲過下一線路末端三相短路時(shí)出現(xiàn)的最大零序不平衡電流整定。max.0.unb1 .IKIrelactmax.max.0.unb.%10KstapIKKI時(shí)限按階梯原則整定：注意只在有零序電流流通的電路中配合ttt21 定時(shí)限零序過電流保護(hù)作為本線路近后備保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)按本線路末端接地短路時(shí)流過保護(hù)的最小零序電流校驗(yàn)，要求 Ksen 1.3； 當(dāng)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)按相鄰線路末端接地短路時(shí)流過本保護(hù)的最小零序電流來檢驗(yàn)，要求 Ksen 1.2 。 當(dāng)兩個(gè)保

51、護(hù)之電力系統(tǒng)繼電保護(hù)間具有分支線路時(shí)，應(yīng)考慮分支線路的影響。同時(shí)還必須要求各保護(hù)的零序三段保護(hù)之間的靈敏系數(shù)的相互配合，即本級的靈敏系數(shù)一定要小于下一級的靈敏系數(shù)。靈敏性校驗(yàn)：定時(shí)限零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則確定，必須注意的是，在Y,d-11 接法的變壓器低壓側(cè)的任何故障都不會在高壓側(cè)引起零序電流，因此保護(hù) 3 的零序過電流可以是瞬時(shí)動(dòng)作的，所以對零序過電流保護(hù)來說，動(dòng)作時(shí)限可從保護(hù) 3 開始逐級配合，為便于比較，將反應(yīng)相間短路的過電流保護(hù)的時(shí)限特性也畫在同一圖中，它是從保護(hù) 4 開始逐級配合的。由圖可見，同一線路上零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限小于相間短路過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。這是零序過電

52、流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)之一 實(shí)踐表明，在 220kV500 kV的輸電線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，往往會有較大的過渡電阻存在，當(dāng)導(dǎo)線對位于其下面的樹木等放電時(shí)，接地過渡電阻可能達(dá)到100300。此時(shí)通過保護(hù)裝置的零序電流很小，上述的零序電流保護(hù)均難以動(dòng)作。為了在這種情況下能夠切除故障，可考慮采用零序反時(shí)限過電流保護(hù)，繼電器的動(dòng)作電流可按照躲過正常情況下出現(xiàn)的不平衡電流進(jìn)行整定。零序方向電流保護(hù)1、在線路兩側(cè)的變壓器中性點(diǎn)均接地運(yùn)行，發(fā)生故障時(shí)電流分為兩個(gè)支路。2、必須使用方向元件來區(qū)分區(qū)、內(nèi)外故障以保證選擇性。零序功率方向繼電器為判別零序功率的方向，在零序電流保護(hù)裝置中應(yīng)接入零序功率方向繼電器，它反應(yīng)于零

53、序功率方向而動(dòng)作，其整流型的零序功率方向繼電器與反應(yīng)相間短路的整流型功率方向繼電器的工作原理和構(gòu)成方法基本相同，差別僅在于接線方式不同。因?yàn)榱阈蚬β史较蚶^電器反應(yīng)的是零序功率的方向，所以需要接入零序電壓 3U0和零序電流 3I0,又因?yàn)榻拥毓收宵c(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，零序電壓越高，所以零序功率方向繼電器不存在電壓“死區(qū)”問題。這里僅說明零序功率方向繼電器的接線方法。 零序功率繼電器的動(dòng)作特性靈敏角：反接3U0為70 或全部正向接入為110特點(diǎn)：不存在死區(qū)零序電流保護(hù)的評價(jià)1 靈敏性高 由于線路的零序阻抗較正序阻抗大，所以線路始端和末端接地短路時(shí)，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序電流 I段和零序

54、電流 II 段保護(hù)范圍較長。 此外，零序過電流保護(hù)按躲過最大不平衡電流來整定，繼電器的動(dòng)作電流一般為2A3A。而相間短路的過電流保護(hù)要按最大負(fù)荷電流來整定，動(dòng)作電流值通常都大于零序過電流保護(hù)的動(dòng)作電流值。所以，零序過電流保護(hù)靈敏性高。 另外，零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響要小，保護(hù)范圍較穩(wěn)定。因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，零序網(wǎng)絡(luò)不變或變化不大，所以零序電流的分布基本不變。2速動(dòng)性好 零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比相間短路過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限要短。尤其是對于兩側(cè)電源的線路，當(dāng)線路內(nèi)部靠近任一側(cè)發(fā)生接地短路時(shí)，本側(cè)零序電流保護(hù)段動(dòng)作跳閘后，對側(cè)零序電流將增大，可使對側(cè)零序電流保護(hù)一段也相繼動(dòng)作跳閘，

55、因而使總的故障切除時(shí)間更加縮短。3. 不受過負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩的影響 當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運(yùn)行狀態(tài)，如系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷時(shí)，三相仍然是對稱的，不產(chǎn)生零序電流，因此零序電流保護(hù)不受其影響，而相間短路電流保護(hù)可能受其影響而誤動(dòng)作，所以需要采取必要的措施予以防止。4. 方向零序電流保護(hù)在保護(hù)安裝處接地時(shí)無電壓死區(qū) 零序電流保護(hù)較之其他保護(hù)實(shí)現(xiàn)簡單、可靠，在110kV及以上的高壓和超高壓電網(wǎng)中，單相接地故障約占全部故障的70%90%，而且其他的故障也都是由單相故障發(fā)展起來的，所以零序電流保護(hù)就為絕大多數(shù)的故障提供了保護(hù)，具有顯著的優(yōu)越性，因此在中性點(diǎn)直接接地的高壓和超高壓系統(tǒng)中獲得普遍應(yīng)用。(1) 受

56、變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和分布的影響顯著。對于運(yùn)行方式變化很大或接地點(diǎn)變化很大的電網(wǎng)，保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求。 (2) 隨著單相自動(dòng)重合閘的廣泛應(yīng)用，在重合閘動(dòng)作的過程中將出現(xiàn)非全相運(yùn)行狀態(tài)，再考慮到系統(tǒng)兩側(cè)的發(fā)電機(jī)發(fā)生搖擺，可能會出現(xiàn)較大的零序電流，因而影響零序電流保護(hù)的正確工作，此時(shí)應(yīng)從整定計(jì)算上予以考慮，或在單相重合閘動(dòng)作過程中使其短時(shí)退出工作。 (3) 當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個(gè)不同電壓等級的電網(wǎng)(如110kV和220kV電網(wǎng))時(shí)， 則在任一電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí)都會在另一電網(wǎng)中產(chǎn)生零序電流，這使得零序電流保護(hù)的整定配合復(fù)雜化，并增大了零序三段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)是

57、：三段式零序電流保護(hù)原理圖中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)所謂小電流接地系統(tǒng)，是指中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，即指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，因構(gòu)不成短路回路，在故障點(diǎn)上流過比負(fù)荷電流小得多的電流，所以稱為小電流接地系統(tǒng)。在我國，3kV35 kV的電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)非直接接地方式。 在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，除故障點(diǎn)電流很小外，三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負(fù)載的供電沒有影響，所以在一般情況下都允許再繼續(xù)運(yùn)行 2h。在此期間，其他兩相的對地電壓要升高 3倍。 為了防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大造成兩相或三相短路，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號，以便運(yùn)行人員查找發(fā)生接

58、地的線路，采取措施予以消除。這也是采用小電流接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn) 所以在單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能選出發(fā)生接地的線路并及時(shí)發(fā)出信號，而不必跳閘。但當(dāng)單相接地對人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。 要求：A 相接地時(shí)，A 相對地電容電流為零，而非故障相在對地電壓的作用下，分別產(chǎn)生超前 90 的電容電流，即： 增大增大.3.30150150CeEUCICeEUCIUCIjACCjABBAAANjAACjAABBAEUeEEcEUeEEEUU150150330AABABCBAEEEEEUUUU)(31)(31000333)()(UCjECjUUCjUUUCjIIIIACBCBACBA其有效

59、值為 I0= 3 I C0EA ，是正常運(yùn)行時(shí)單相電容電流的3倍。 由上可知，在發(fā)生單相接地短路時(shí)，非故障相電壓升高至原來的 3倍，電源中性點(diǎn)對地電壓等于零序電壓，零序電壓的相量與故障相電勢的相量大小相等方向相反。各線路零序電流分布圖：中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)1 接地相電壓為零，非故障相電壓升高為線電壓，中性點(diǎn)電壓偏移為正常對相電壓。全系統(tǒng)均出現(xiàn)零序電壓且處處相等。3U0=-3EA 相電壓不對稱，線電壓對稱。2 非故障線路的零序電流由本線路非故障相對地電容電流形成，方向由母線流向線路，零序電流超前零序電壓90 。3 故障線路的零序電流為全系統(tǒng)非故障線路的零序電流之和，方向由線路流向母線，零序電流滯后零序電壓90。 1、絕緣監(jiān)視裝置原理：單相接地時(shí)同一電壓級的全電網(wǎng)出現(xiàn)相同零序電壓。 適用：簡單且允許短時(shí)停電的電網(wǎng)，無選擇性在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓互感器本身有誤差以及高次諧波電壓的存在，開口三角形處會有