畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-淺論10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)淺論10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案摘 要電力系統(tǒng)是由發(fā)電變電輸電配電和用電等五個(gè)環(huán)節(jié)組成的在電力系統(tǒng)中各種類型的大量的電氣設(shè)備通過(guò)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(yùn)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)的特殊性上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣時(shí)時(shí)平衡缺一不可又幾乎是在同一時(shí)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(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響AbstractThe power system is composed by the five aspects of pow

2、er generation substation transmission distribution and electricity In the electrical power system each kind of type the massive electrical equipment through the electrical line joins closely in together Because its cover region is extremely vast the movement environment is extremely complex as well

3、as each human factor the electrical failure occurrence is inevitable As a result of the electrical power system particularity the above five links should be are linked together balance at times indispensably also is nearly completes during the same period of time Has the accident in electrical power

4、 system any all has the possibility to have the significant influence to the electrical power system movementThis article 10kV power supply relay settings are as follows phase fault protection using remote backup two-stage current protection limit of instantaneous flow rate off protection delay limi

5、ts the flow rate circuit protection over current protection ground protection zero sequence current protection accelerated three-phase 10 kV distribution lines using a heavy closing 10kV line installed two-stage current protection without a time limit of the current instantaneous over current protec

6、tion and over-current protection with time limit single line for connecting the power plant bus and 10kV installed with the direction or without the direction of current instantaneous over current protection and over current protection For 10kV should not be running out of line using longitudinal tr

7、ansverse and poor protection 10kV power supply system of the transformer low voltage side of the installation of short-circuit protection and overload protection Short-circuit protection as the protection of busbars transformers Route protection and backup protection of distribution lines 10kV opera

8、tion and maintenance of the protection device is an important part of the power system whether it can secure stable and reliable operation is directly related to the normal operation of the entire systemKey words 10kV replay Protection equipment of relay Operation and maintenance目 錄摘 要IAbstractII第一章

9、 緒論11110kV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置112 繼電保護(hù)的開(kāi)發(fā)研究概況113 本文安排3第二章 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置方案421 反映相間故障的保護(hù)422 反映接地故障的保護(hù)523 本章小結(jié)5第三章 10kV配電線路與系統(tǒng)的整定計(jì)算631 10kV配電線路632 配電線路的整定計(jì)算6com 重合閘7com護(hù)選型733 本章小結(jié)7第四章 10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)941 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運(yùn)行狀況942 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)943 對(duì)繼電保護(hù)裝置的根本要求944 繼電保護(hù)的常見(jiàn)類型1145 本章小結(jié)18第五章 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的選擇性應(yīng)用1951

10、 10kV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)19com 10kV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)19com 10kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)19com 10kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)1952 10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置情況1953 10kV配電保護(hù)配置的比擬2254 本章小結(jié)23第六章 提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的措施2461 加強(qiáng)可靠性管理2462 重視技術(shù)進(jìn)步2463本章小結(jié)25結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27致謝28第一章 緒論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五個(gè)環(huán)節(jié)組成的在電力系統(tǒng)中各種類型的大量的電氣設(shè)備通過(guò)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(yùn)行環(huán)境

11、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(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣時(shí)時(shí)平衡缺一不可又幾乎是在同一時(shí)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(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響例如當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦的設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)由于短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)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?chē)?yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(shí)就會(huì)造成接地相的電壓降低其他兩相的電壓升高常此運(yùn)行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞也有進(jìn)一步為事故的可能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(yùn)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)

12、能否正常的運(yùn)行因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門(mén)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)速動(dòng)性能以最短時(shí)限將故障或異常從系統(tǒng)中切除或隔離選擇性在自身整定的范圍內(nèi)切除故障保證最大限度地向無(wú)故障局部繼續(xù)供電不越級(jí)跳閘靈敏性反映故障的能力通常以靈敏系數(shù)表示不拒動(dòng)不誤動(dòng)是關(guān)鍵3繼電保護(hù)的根本概念在電力系統(tǒng)運(yùn)行中外界因素如雷擊鳥(niǎo)害內(nèi)部因素絕緣老化損壞等及操作等都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)常見(jiàn)的故障有單相接地三相接地兩相接地相間短路短路等 電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有過(guò)負(fù)荷過(guò)電壓非全相運(yùn)行振蕩次同步諧振同步發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁異步運(yùn)行等 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況

13、時(shí)用于快速切除故障消除不正常狀況的重要自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及其平安運(yùn)行的事件時(shí)他們能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)或直接發(fā)出跳閘命令以終止事件4繼電保護(hù)的根本任務(wù)自動(dòng)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(wú)故障局部迅速恢復(fù)正常運(yùn)行 反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件如有無(wú)經(jīng)常值班人員而動(dòng)作于信號(hào)以便值班員及時(shí)處理或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或開(kāi)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)以免暫短地運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾而引起的誤動(dòng) 繼電保護(hù)裝置還可以與電力

14、系統(tǒng)中的其他自動(dòng)化裝置配合在條件允許時(shí)采取預(yù)定措施縮短事故停電時(shí)間盡快恢復(fù)供電從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性5電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的根本要求繼電保護(hù)裝置為了完成自動(dòng)迅速有選擇的跳開(kāi)特定的斷路器以及反映電氣原件的不正常運(yùn)行狀態(tài)必須在技術(shù)上滿足選擇性速動(dòng)性靈敏性和可靠性四個(gè)根本要求對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)應(yīng)同時(shí)滿足四個(gè)根本要求而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置這四個(gè)根本要求中有些要求可以降低2繼電保護(hù)開(kāi)展史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(kāi)始應(yīng)用電力系統(tǒng)的開(kāi)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192

15、8年電子器件已開(kāi)始被應(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(kāi)展之后才得以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動(dòng)作速度維護(hù)簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)體積小消耗功率小等優(yōu)點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(kāi)展微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗(yàn)階段并已有少量裝置正式運(yùn)行3我國(guó)繼電保護(hù)開(kāi)展史我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用華中理工大學(xué)東南大學(xué)華北電力學(xué)院西安交通大學(xué)天津大學(xué)上海交通大學(xué)重慶大學(xué)

16、和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)開(kāi)展史上新的一頁(yè)為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路在主設(shè)備保護(hù)方面東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)也相繼于19891994年通過(guò)鑒定投入運(yùn)行南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于19931996年通過(guò)鑒定至此不同原理不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保

17、護(hù)各具特色為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良功能齊全工作可靠的繼電保護(hù)裝置隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究在微機(jī)保護(hù)軟件算法等方面也取得了很多理論成果可以說(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代一般企業(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(shí)限過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)外近些年來(lái)飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時(shí)限過(guò)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(dòng)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(dòng)作的選擇性切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性運(yùn)行人員的熟練性

18、上都存在著一些急待解決的第二章 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置方案21 反映相間故障的保護(hù)1相間故障的保護(hù)裝置由電流繼電器構(gòu)成應(yīng)接于兩相電流互感器上并在同一電網(wǎng)的所有線路上均接于相同的兩相上通常都是接到AC兩相保證在大局部?jī)牲c(diǎn)接地故障時(shí)只切除1個(gè)故障點(diǎn)根據(jù)靈敏度的不同要求保護(hù)裝置可由1個(gè)或2個(gè)繼電器構(gòu)成后備保護(hù)和主保護(hù)合為一套保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)后備方式10kV線路一般應(yīng)裝設(shè)兩段式電流保護(hù)不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)和帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)當(dāng)過(guò)流保護(hù)的時(shí)限為05-07s且沒(méi)有保護(hù)配合上的要求時(shí)可只裝過(guò)流保護(hù)當(dāng)采用兩段式電流保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)應(yīng)裝設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)2對(duì)于帶電抗器的線路由于斷路

19、器遮斷容量的限制不應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)而應(yīng)由母線保護(hù)或其它保護(hù)切除電抗器前的故障一般在電抗器后短路時(shí)母線的剩余電壓很高能夠保證系統(tǒng)非故障局部的連續(xù)運(yùn)行故采用簡(jiǎn)單的過(guò)流保護(hù)就可以滿足要求3對(duì)于連接發(fā)電廠母線和另一電源的電壓為10kV的單回線應(yīng)裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷保護(hù)和過(guò)流保護(hù)假設(shè)選擇性靈敏度不滿足要求時(shí)可采用以下保護(hù)方式1對(duì)于短線路其長(zhǎng)度為12km時(shí)可以采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)2并聯(lián)的電纜線路用橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作為后備保護(hù)3對(duì)于并列運(yùn)行的平行線路采用橫聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)作主保護(hù)帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后備保護(hù)410kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)對(duì)于不并列運(yùn)行的分段母

20、線在分段斷路器處應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)但只在斷路器合閘的瞬間投入合閘后自動(dòng)解除另外裝設(shè)過(guò)流保護(hù)如采用的是反時(shí)限過(guò)流保護(hù)時(shí)其瞬動(dòng)局部應(yīng)解除對(duì)于負(fù)荷等級(jí)較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)對(duì)于10kV復(fù)雜結(jié)構(gòu)線路閉合的環(huán)形電路等為了簡(jiǎn)化保護(hù)可采用故障時(shí)先將網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解列而后恢復(fù)的方法對(duì)于不宜解列的線路可采用縱差橫差等保護(hù)510kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)1當(dāng)配電變壓器容量小于400kVA時(shí)一般采用高壓熔斷器保護(hù)2當(dāng)配電變壓器容量為400630kVA高壓側(cè)采用斷路器時(shí)應(yīng)裝設(shè)過(guò)流保護(hù)而當(dāng)過(guò)流保護(hù)時(shí)限大于05s時(shí)還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)對(duì)于車(chē)間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)3當(dāng)配電變壓器容量為800kVA及以上時(shí)應(yīng)裝設(shè)

21、過(guò)流保護(hù)而當(dāng)過(guò)流保護(hù)時(shí)限大于05s時(shí)還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)4油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)和溫度保護(hù)22 反映接地故障的保護(hù)當(dāng)出線不多時(shí)一般裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置即當(dāng)出現(xiàn)一相接地時(shí)利用Tv的開(kāi)口兩端有無(wú)零序電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)察它可以在Tv柜上通過(guò)3塊相電壓表和1塊線電壓表通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可觀察3個(gè)線電壓看到一低兩高三不變接在開(kāi)口三角形開(kāi)口兩端的過(guò)壓繼電器動(dòng)作其常開(kāi)接點(diǎn)接通信號(hào)繼電器并發(fā)出預(yù)告信號(hào)采用這種裝置比擬簡(jiǎn)單但不能發(fā)現(xiàn)是哪條線路故障為了查找故障線路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(diǎn)為止可以看出這種裝置適合出線回路少的線路當(dāng)出線回線較多時(shí)往往采用零序電

22、流保護(hù)方式該方式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(diǎn)構(gòu)成的零序電流保護(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(shí)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(yùn)行或發(fā)生相間短路時(shí)一次側(cè)電流均為零二次側(cè)只有因?qū)Ь€排列不對(duì)稱而產(chǎn)生的不平衡電流當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)零序電流反映到二次側(cè)并流入零序電流繼電器使其動(dòng)作發(fā)出信號(hào)在安裝零序電流保護(hù)裝置時(shí)應(yīng)特別注意的一點(diǎn)是電纜頭的接地線必須穿過(guò)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(shí)全靠穿過(guò)零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過(guò)零序電流起作用否那么

23、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(dòng)作23 本章小結(jié)由于l0kV系統(tǒng)中包含一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)一次系統(tǒng)比擬簡(jiǎn)單直觀并在考慮和設(shè)置上較為容易而二次系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜且包括了大量的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)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(lái)對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)視測(cè)量控制和保護(hù)為確保10kV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置 第三章 10kV配電線路與系統(tǒng)的整定計(jì)算31 10kV配電線路10kV配電線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一致性差如有的為用戶專線只接帶一二個(gè)用戶類似于輸電線路有的呈放射狀幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)變壓器T接于同一條線路的各個(gè)分支上有的線路短到幾百m有的線路長(zhǎng)到幾十km有的線路由

24、35kV變電所出線有的線路由110kV變電所出線有的線路上的配電變壓器很小最大不過(guò)100kVA有的線路上卻有幾千kVA的變壓器有的線路屬于最末級(jí)保護(hù)有的線路上設(shè)有開(kāi)關(guān)站或有用戶變電所等對(duì)于輸電線路由于其比擬標(biāo)準(zhǔn)一般無(wú)T接負(fù)荷至多有一二個(gè)集中負(fù)荷的T接點(diǎn)因此利用標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)整定計(jì)算方法各種情況均可一一計(jì)算一般均可滿足要求對(duì)于配電線路由于以上所述的特點(diǎn)整定計(jì)算時(shí)需做一些具體的特殊的考慮以滿足保護(hù)的要求我國(guó)的10kV配電線路的保護(hù)一般采用電流速斷過(guò)電流及三相一次重合閘構(gòu)成特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負(fù)荷線路保護(hù)不能滿足要求時(shí)可考慮增加其它保護(hù)如保護(hù)段電壓閉鎖等下面的討論是針對(duì)一般保護(hù)配置而言的 3-1式中過(guò)電流

25、保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流可靠系數(shù)取1213返回系數(shù)取085自啟動(dòng)系數(shù)可根據(jù)計(jì)算試驗(yàn)或?qū)嶋H運(yùn)行數(shù)據(jù)確定電流互感器接線系數(shù)對(duì)于兩相兩繼電器的接線方式對(duì)于兩相單繼電器接線方式電流互感器變比最大負(fù)荷電流2電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算式為 3-2式中速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流可靠系數(shù)取1213電流互感器接線系數(shù)電流互感變比 被保護(hù)線路末端故障時(shí)流過(guò)保護(hù)出的最大短路電流3零序電流接地保護(hù)零序電流保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算式為 3-3式中 零序電流互感器變比可靠系數(shù)瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)取45延時(shí)動(dòng)作取152電流互感器接線系數(shù)電流互感器變比線路相電壓com 重合閘10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘由于安裝于末級(jí)保護(hù)

26、上所以不需要與其他保護(hù)配合重合閘所考慮的主要為重合閘的重合成功率及縮短重合停電時(shí)間以使用戶負(fù)荷盡量少受影響重合閘的成功率主要決定于電弧熄滅時(shí)間外力造成故障時(shí)的短路物體滯空時(shí)間如樹(shù)木等電弧熄滅時(shí)間一般小于05s但短路物體滯空時(shí)間往往較長(zhǎng)因此對(duì)重合閘重合的連續(xù)性重合閘時(shí)間采用0815s農(nóng)村線路負(fù)荷多為照明及不長(zhǎng)期運(yùn)行的小型電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷供電可靠性要求較低短時(shí)停電不會(huì)造成很大的損失為保證重合閘的成功率一般采用20s的重合閘時(shí)間證明將重合閘com將使重合閘成功率由40以下提高到60左右10kV線路保護(hù)裝置的配置雖然較簡(jiǎn)單但由于線路的復(fù)雜性和負(fù)荷的多變性保護(hù)裝置的選型還是值得重視的根據(jù)諸城電網(wǎng)保護(hù)配置情況

27、及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)建議在新建變電所中應(yīng)采用保護(hù)配置全面的微機(jī)保護(hù)微機(jī)保護(hù)在具備電流速斷過(guò)電流及重合閘的根底上還應(yīng)具備低壓或復(fù)壓閉鎖時(shí)限速斷等功能以適應(yīng)線路及負(fù)荷變化對(duì)保護(hù)方式的不同要求第四章 10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)41 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運(yùn)行狀況1供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行這種狀況是指系統(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(hào)指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行供電系統(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(yùn)行并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)它應(yīng)能完整地平安地監(jiān)視

28、各種設(shè)備的運(yùn)行狀況為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)它應(yīng)能自動(dòng)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(yùn)行當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)它應(yīng)能及時(shí)地準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)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(guò)縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生來(lái)到達(dá)提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性并最大限度地保證供電的平安和不間斷可以想象在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?yàn)槿蹟嗥鞯陌裁胩匦圆簧跬晟葡绺邏弘娐分袕?qiáng)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(shí)還延長(zhǎng)了停電的歷時(shí)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

29、保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否平安可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成局部對(duì)繼電保護(hù)裝置的根本要求有四點(diǎn)即選擇性靈敏性速動(dòng)性和可靠性選擇性當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)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(kāi)距離故障點(diǎn)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(yùn)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(méi)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(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)其中有一套動(dòng)作比擬快而另一套動(dòng)作比擬慢動(dòng)作比擬快的就稱為主保護(hù)而動(dòng)作比擬慢的就稱為后備保護(hù)即為滿

30、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(dòng)時(shí)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(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)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(dòng)作的主保護(hù)實(shí)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(zhǎng)而只能保護(hù)線路的一局部也就是說(shuō)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(lái)彌補(bǔ)不可近后備和遠(yuǎn)后備當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)由本級(jí)電氣設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)就叫近后

31、備保護(hù)輔助保護(hù)為補(bǔ)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(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)稱為輔助保護(hù)靈敏性靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對(duì)故障和異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(diǎn)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(dòng)作但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來(lái)衡量保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運(yùn)行方式和故障類型進(jìn)行靈敏系數(shù)為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的最小短路電流與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流的比值即 4-1靈敏系數(shù)越高那么反映輕微故障的能力越強(qiáng)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(duì)于多相保護(hù)取兩相短路電流最小值對(duì)于10k

32、V不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單相接地電容電流最小值速動(dòng)性速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障縮短切除故障的時(shí)間就可以減輕短路電流對(duì)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(dòng)創(chuàng)造了有利條件同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性所謂故障的切除時(shí)間是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器的跳閘時(shí)間之和由于斷路器一經(jīng)選定其跳閘時(shí)間就已確定目前我國(guó)生產(chǎn)的斷路器跳閘時(shí)間均在002s以下所以實(shí)現(xiàn)速動(dòng)性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動(dòng)作可靠性保護(hù)裝置應(yīng)能正確的動(dòng)作并隨時(shí)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(dòng)作的可靠性那么要求保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理整定

33、計(jì)算安裝調(diào)試要正確無(wú)誤同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)化有效以提高保護(hù)的可靠性是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)短路電流越大動(dòng)作時(shí)間越短短路電流越小動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電器的構(gòu)成反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由GL-1525感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的這種保護(hù)方式廣泛于一般工礦中感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器作為起動(dòng)元件電磁式時(shí)間繼電器作為時(shí)限元件電磁式信號(hào)繼電器作為信號(hào)元件和電磁式中間繼電器作為出口元件的功能用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)另外它還有電磁速斷元件的功能又能同時(shí)實(shí)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(wú)須裝設(shè)直流屏

34、等設(shè)備通過(guò)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(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置但這種繼電器雖外部接線簡(jiǎn)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(dòng)作的準(zhǔn)確性速動(dòng)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(shí)限過(guò)電流保護(hù)的根本原理當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)感應(yīng)型繼電器KA1或和KA2到達(dá)整定的一定時(shí)限后動(dòng)作首先使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或和YR2因有KA1或和KA2的常閉觸點(diǎn)分流短路而無(wú)電流通過(guò)故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作但接著KA1或KA2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)因YR1或和YR2因去分流而通電動(dòng)作使斷路器跳閘同時(shí)繼電器本身的信號(hào)牌掉下給出信號(hào)在這里應(yīng)予說(shuō)明在采用去分流跳閘的反時(shí)限過(guò)電流保

35、護(hù)裝置中如繼電器的常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)而常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合時(shí)那么會(huì)出現(xiàn)以下繼電器在其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)即先失電返回因此其常開(kāi)觸點(diǎn)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(diǎn)如先斷開(kāi)CT的二次側(cè)帶負(fù)荷開(kāi)路將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓比差角差增大計(jì)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 4-2式中反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流可靠系數(shù)取12513返回系數(shù)取08負(fù)荷自動(dòng)系數(shù)一般取12513電流互感器接線系數(shù)電流互感器變比變壓器額定電流2定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)1什么是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān)時(shí)間是恒定的時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來(lái)獲得的時(shí)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

36、就稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電器的構(gòu)成定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器作為時(shí)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(dòng)元件電磁式信號(hào)繼電器作為信號(hào)元件構(gòu)成的它一般采用直流操作須設(shè)置直流屏定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來(lái)獲得選擇性上下級(jí)的選擇性配合比擬容易時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)后獲取的參數(shù)來(lái)整定動(dòng)作的選擇性能夠保證動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求整定調(diào)試比擬準(zhǔn)確和方便這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在1035kV系統(tǒng)中比擬重要的變配電所3定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的根本原理兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖它是由

37、兩只電流互感器和兩只電流繼電器一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)且時(shí)間繼電器的容量足大時(shí)可用時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)去直接接通跳閘回路而省去出口中間繼電器當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時(shí)電流互感器的一次電流急劇增加其二次電流隨之成比例的增大當(dāng)CT的二次電流大于電流繼電器的起動(dòng)值時(shí)電流繼電器動(dòng)作由于兩只電流繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)的故當(dāng)任一電流繼電器的觸點(diǎn)閉合都能接通時(shí)間繼電器的線圈回路這時(shí)時(shí)間繼電器就按照預(yù)先整定的時(shí)間動(dòng)作使其接點(diǎn)吸合這樣時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)又接通了信號(hào)繼電器和出口中間繼電器的線圈使其動(dòng)作出口中間繼電器的觸點(diǎn)接通了跳閘線圈回路從而使被保護(hù)回路的斷路器跳閘切斷了故障回路保證了

38、非故障回路的繼續(xù)運(yùn)行而信號(hào)繼電器的動(dòng)作使信號(hào)指示牌掉下并發(fā)出警報(bào)信號(hào)由上不難看出保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間而與被保護(hù)回路的短路電流大小無(wú)關(guān)所以這種過(guò)電流保護(hù)稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算 4-5式中返回系數(shù)取08085負(fù)荷自動(dòng)系數(shù)一般取1215電流互感器接線系數(shù)電流互感器變比變壓器額定電流5過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定原那么為使過(guò)電流保護(hù)具有一定的選擇性各相臨元件的過(guò)電流保護(hù)應(yīng)具有不同的動(dòng)作時(shí)間在線路的靠近電源端分別裝有過(guò)電流保護(hù)裝置12當(dāng)點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)短路電流由電源提供并流過(guò)保護(hù)裝置12當(dāng)短路電流大于它們的整定值時(shí)各套保護(hù)裝置均啟動(dòng)但按選擇性的要求應(yīng)只由保護(hù)裝置離故障點(diǎn)最

39、近動(dòng)作于跳閘在故障切除后保護(hù)裝置1返回因此就必須使保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間較保護(hù)裝置長(zhǎng)一些即t1 t2不難看出各級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是由末端向電源端逐級(jí)增大的也就是越靠近電源端保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)有如階梯一樣故稱為階梯性時(shí)限特性各級(jí)之間的時(shí)限均差一個(gè)固定的數(shù)值稱其為時(shí)限級(jí)差Dt對(duì)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限級(jí)差Dt一般為05對(duì)于反時(shí)限的時(shí)限級(jí)差Dt一般為07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(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)也就是說(shuō)過(guò)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(lái)彌補(bǔ)不可過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍過(guò)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(zhǎng)還可以作為相臨下一級(jí)線路穿越性故障的后備保護(hù)電流速斷保護(hù)

40、電流速斷保護(hù)是一種無(wú)時(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障減小故障持續(xù)時(shí)間防止事故擴(kuò)大電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種電流速斷保護(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(dòng)元件電磁式信號(hào)繼電器作為信號(hào)元件構(gòu)成的它一般不需要時(shí)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(jiǎn)單可靠完全依靠短路電流的大小來(lái)確定保護(hù)是否需要啟動(dòng)它是按一定地點(diǎn)的短路電流來(lái)獲得選擇性動(dòng)作動(dòng)作的選擇性能夠保證動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求整定調(diào)試比擬準(zhǔn)確和方便瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定原那么和保護(hù)范圍瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過(guò)電流保護(hù)的區(qū)別在于它的動(dòng)

41、作電流值不是躲過(guò)最大負(fù)荷電流而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流即按躲過(guò)被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來(lái)整定從而使速斷保護(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(shí)跳閘當(dāng)在被保護(hù)線路外部發(fā)生短路時(shí)它不會(huì)動(dòng)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(dòng)作電流時(shí)保護(hù)裝置才能動(dòng)作所以瞬時(shí)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(zhǎng)而只能保護(hù)線路的一局部對(duì)于最大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍一般能到達(dá)線路全長(zhǎng)的50即認(rèn)為有良好的保護(hù)效果對(duì)于在最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍能保護(hù)線路全長(zhǎng)的1520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(shí)電流速斷保護(hù)的任務(wù)是在線路始

42、端短路時(shí)能快速地切除故障當(dāng)線路故障時(shí)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作運(yùn)行人員根據(jù)其保護(hù)范圍較小這一特點(diǎn)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(shí)電流速斷保護(hù)同時(shí)動(dòng)作或同時(shí)都不動(dòng)作可判斷故障在線路的中間局部瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的根本原理瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理與定時(shí)限過(guò)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(shí)間繼電器中間繼電器的作用有兩點(diǎn)其一是因電流繼電器的接點(diǎn)容量較小不能直接接通跳閘線圈用以增大接點(diǎn)容量其二是當(dāng)被保護(hù)線路上裝有熔斷器時(shí)在兩相或三相避雷器同時(shí)放電時(shí)將造成短時(shí)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(dòng)又不保護(hù)的快速性利用中間繼電器的固有動(dòng)

43、作時(shí)間就可避開(kāi)避雷器的放電動(dòng)作時(shí)間略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速但只能保護(hù)線路的首端而定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)雖能保護(hù)線路的全長(zhǎng)但動(dòng)作時(shí)限太長(zhǎng)因此常用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)來(lái)消除瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的死區(qū)要求略帶時(shí)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(huì)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(shí)保護(hù)也會(huì)起動(dòng)為了保證選擇性的要求須使其動(dòng)作時(shí)限比下一段線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)限級(jí)差其動(dòng)作電流也要比下一段線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流大一些略帶時(shí)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(shí)限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理接線相同 4-

44、6式中變壓器低壓側(cè)三相短路電流的最大值可靠系數(shù)取13電流互感器接線系數(shù)電流互感器變比4三段式過(guò)電流保護(hù)裝置由于瞬時(shí)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(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)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(shí)限過(guò)電流保護(hù)既可作為本級(jí)線路的后備保護(hù)當(dāng)動(dòng)作時(shí)限短時(shí)也可作為主保護(hù)而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)還可以作為相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)但切除故障的時(shí)限較長(zhǎng)一般情況下為了對(duì)線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)也常把瞬時(shí)電流速斷保護(hù)或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)對(duì)于第一段電流保護(hù)

45、究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)還是采用略帶時(shí)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(shí)電流速斷保護(hù)為佳因在變壓器高壓側(cè)故障時(shí)切除變壓器和切除線路的效果是一樣的此時(shí)允許用線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)來(lái)切除變壓器高壓側(cè)的故障也就是說(shuō)其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長(zhǎng)并延伸到變壓器高壓側(cè)這時(shí)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(shí)限過(guò)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(shí)第一段電流保護(hù)均采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)第二段采用定時(shí)限過(guò)流保護(hù)作為后備保護(hù)在實(shí)際中還常采用三段式電流保護(hù)就是以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)作為第一段以加速切除線路首端的故障用作輔助保

46、護(hù)以略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為第二段以保護(hù)線路的全長(zhǎng)用作主保護(hù)以定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為第三段以作為線路全長(zhǎng)和相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式10kV系統(tǒng)采用的是中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)三相是對(duì)稱的三相對(duì)地間均勻分布有電容在相電壓作用下每相都有一個(gè)超前90°的電容電流流入地中這三個(gè)電容電流數(shù)值相等相位相差120°其和為零中性點(diǎn)電位為零假設(shè)A相發(fā)生了一相金屬性接地時(shí)那么A相對(duì)地電壓為零其他兩相對(duì)地電壓升高為線電壓三個(gè)線電壓不變這時(shí)對(duì)負(fù)荷的供電沒(méi)有影響按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)而

47、不必切斷電路這也是采用中性點(diǎn)不接地的主要優(yōu)點(diǎn)但其他兩相電壓升高線路的絕緣受到考驗(yàn)有為兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的可能應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)通知值班人員進(jìn)行處理10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中當(dāng)出現(xiàn)一相接地時(shí)利用三相五鐵心柱的電壓互感器PT的開(kāi)口三角形的開(kāi)口兩端有無(wú)零序電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)察它可以在PT柜上通過(guò)三塊相電壓表和一塊線電壓表通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可觀察三個(gè)線電壓看到一低兩高三不變接在開(kāi)口三角形開(kāi)口兩端的過(guò)電壓繼電器動(dòng)作其常開(kāi)接點(diǎn)接通信號(hào)繼電器并發(fā)出預(yù)告信號(hào)采用這種裝置比擬簡(jiǎn)單但不能立即發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)因?yàn)橹灰邪l(fā)生一相接地那么在同一電壓等級(jí)的所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(huì)發(fā)出預(yù)告信號(hào)也就是說(shuō)

48、該裝置沒(méi)有選擇性為了查找接地點(diǎn)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(diǎn)為止可以看出這種費(fèi)力費(fèi)時(shí)平安性差在某些情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(yùn)行要求時(shí)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(diǎn)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(shí)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(yùn)行或發(fā)生相間短路時(shí)一次側(cè)電流為零二次側(cè)

49、只有因?qū)Ь€排列不對(duì)稱而產(chǎn)生的不平衡電流當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)零序電流反映到二次側(cè)并流入零序電流繼電器使其動(dòng)作發(fā)出信號(hào)在安裝零序電流保護(hù)裝置時(shí)特別注意的一點(diǎn)是電纜頭的接地線必須穿過(guò)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(shí)全靠穿過(guò)零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過(guò)零序電流起作用的對(duì)繼電保護(hù)裝置的根本要求有四點(diǎn)即選擇性靈敏性速動(dòng)性和可靠性我們必須在日常工作中掌握正確的維護(hù)方法而當(dāng)設(shè)備出現(xiàn) 故障時(shí)也能做出正確的判斷和處理方法加強(qiáng)對(duì)10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查和維護(hù)按時(shí)巡檢其運(yùn)行狀況及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做好處理到達(dá)提高供電可靠性的目的保障電網(wǎng)平安穩(wěn)定運(yùn)行第五章 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的

50、選擇性應(yīng)用51 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(jì)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com 10kV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)10kV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限不大于05s07s并沒(méi)有保護(hù)配合上的要求時(shí)可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)com 10kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)1變壓器的低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)短路保護(hù)作為保護(hù)母線變壓器干線的主保護(hù) 并作為配電線路的后備保護(hù) 2變壓器低壓側(cè)主保護(hù)應(yīng)與高壓側(cè)主保護(hù)

51、和低壓配電線路保護(hù)有良好的選擇性并保證系統(tǒng)出現(xiàn)正常的尖峰電流 如電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流 時(shí)不會(huì)引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作 3變壓器低壓側(cè)主保護(hù)也可兼作單相接地保護(hù) 可采用帶單相接地保護(hù)的低壓斷路器作變壓器低壓側(cè)的主保護(hù) 如DW16型低壓斷路器 如靈敏度不夠時(shí)應(yīng)增設(shè)零序保護(hù)4為了與出線保護(hù)取得動(dòng)作時(shí)限配合 變壓器低壓側(cè)短路保護(hù)一般采用瞬時(shí)或短延時(shí)脫扣器動(dòng)作于斷開(kāi)低壓側(cè)斷路器 過(guò)負(fù)荷保護(hù)采用帶有長(zhǎng)延時(shí)脫扣器低壓斷路器或給值班人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)com 10kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)對(duì)于不并列運(yùn)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(dòng)解除另外應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)如采用的是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)其瞬動(dòng)

52、局部應(yīng)解除對(duì)于負(fù)荷等級(jí)較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)52 10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置情況大局部工廠企業(yè)及居民小區(qū)用電是10kV供電并設(shè)置配電房一般情況下一個(gè)配電房安裝一臺(tái)或二臺(tái)10kV400V的配電變壓器用380V220V電壓供用戶用電一次系統(tǒng)接線圖如圖5-1用電單位的保護(hù)配置存在下面幾種情況110kV配電房單臺(tái)變壓器容量小于800kVA時(shí)為了簡(jiǎn)化和節(jié)省費(fèi)用10kV側(cè)往往只裝環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)配設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器不裝設(shè)斷路器和繼電保護(hù)裝置所以當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)只能靠熔斷器熔斷來(lái)保護(hù)變壓器這種配置的缺點(diǎn)一是變壓器沒(méi)有過(guò)載保護(hù)二是熔斷器熔斷電流有分散性時(shí)限不穩(wěn)定容易發(fā)生越級(jí)跳閘造成停電擴(kuò)大2當(dāng)變壓器單臺(tái)容量大于80

53、0kVA及以上時(shí)10kV側(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)均裝設(shè)斷路器并配置繼電保護(hù)裝置配置保護(hù)的型式有兩種1裝設(shè)GL-10系列反時(shí)限過(guò)電流繼電器構(gòu)成過(guò)電流保護(hù)電流定值可以從端子上做階梯狀調(diào)節(jié)缺點(diǎn)是時(shí)限調(diào)節(jié)誤差較大構(gòu)成上下級(jí)保護(hù)時(shí)限配合難度大2裝設(shè)微機(jī)保護(hù)比擬完善具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)信號(hào)過(guò)電流保護(hù)和速斷保護(hù)作用跳閘保護(hù)定值和時(shí)間調(diào)整比擬精確和方便建議推廣選用3有些10kV專線工業(yè)用戶主要用電負(fù)載是高壓電動(dòng)機(jī)如軋鋼和穿孔行業(yè)其高壓電動(dòng)機(jī)容量較大有的達(dá)2500kW及以上在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)連續(xù)不斷地發(fā)生電動(dòng)機(jī)短時(shí)12s的過(guò)載因過(guò)載有隨機(jī)性所以過(guò)電流保護(hù)常因定值及時(shí)限配合不當(dāng)使上一級(jí)即變電所出線開(kāi)關(guān) 如圖5-1中B1 跳閘造成整條

54、10kV線路停電如某鋼鐵企業(yè)一臺(tái)2500kW軋鋼電動(dòng)機(jī)在軋鋼過(guò)程中10kV側(cè)瞬間最大尖峰電流高達(dá)800A以上遠(yuǎn)超過(guò)該線路變電所開(kāi)關(guān)處的過(guò)流保護(hù)定值和時(shí)限電力部門(mén)只好根據(jù)用戶生產(chǎn)的特點(diǎn)調(diào)整保護(hù)定值和時(shí)限以保證用戶用電的平安可靠有的用戶使用大容量冷凍機(jī)其10kV電動(dòng)機(jī)容量達(dá)5001000kW起動(dòng)電流經(jīng)限流后仍到達(dá)35倍額定電流過(guò)電流保護(hù)的起動(dòng)電流和時(shí)限也要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定所以對(duì)于10kV配電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同容量和不同用電負(fù)載性質(zhì)來(lái)選配保護(hù)裝置和進(jìn)行定值計(jì)算54 10kV饋電線路保護(hù)配置對(duì)10kV饋電線路在變電所內(nèi)的出現(xiàn)開(kāi)關(guān)處一般裝設(shè)微機(jī)型三階段式電流相間保護(hù)裝置即過(guò)電流保護(hù)限時(shí)電流速斷保護(hù)和電流速斷保護(hù)

55、1過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)大于線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)載電流要考慮外部故障切除后電壓恢復(fù)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)及短時(shí)過(guò)載電力繼電器能可靠返回等因素其二次動(dòng)作電流由公式3-1得可靠系數(shù)115125電動(dòng)器自啟動(dòng)系數(shù)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量大小及啟動(dòng)方式一般取153對(duì)于兩相兩繼電器的接線方式取1線路最大負(fù)荷電流電流繼電器返回系數(shù)085電流互感器變比2限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)保護(hù)線路全長(zhǎng)的100動(dòng)作電流取小于該線路末端二項(xiàng)短路電流值時(shí)限比過(guò)電流保護(hù)小一個(gè)一般可取03s05s二次動(dòng)作電流由公式3-2得1315可靠系數(shù)5500100MVA下10kV時(shí)的基準(zhǔn)線電流系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的阻抗標(biāo)幺值10kV饋電線路全長(zhǎng)的阻抗標(biāo)幺值電流互感器

56、的變比3三階段式電流保護(hù)的時(shí)間配合同時(shí)還要滿足55 用戶10kV配電變壓器保護(hù)裝置一般用戶單臺(tái)配電壓變壓器在10kV側(cè)開(kāi)關(guān) 同 處裝設(shè)保護(hù)為1過(guò)負(fù)荷保護(hù)二次動(dòng)作電流應(yīng)躲開(kāi)變壓器的最大負(fù)荷電流時(shí)限選擇應(yīng)大于瞬時(shí)過(guò)載時(shí)間防止短時(shí)過(guò)載時(shí)發(fā)信號(hào)由公式3-1得可靠系數(shù)105返回系數(shù)085t 59s發(fā)警告信號(hào)應(yīng)根據(jù)變壓器過(guò)載原那么確定的最大負(fù)荷電流2過(guò)電流保護(hù)防御低壓側(cè)400V側(cè)發(fā)生相間短路引起變壓器的過(guò)電流一般避開(kāi)最大負(fù)荷電流就可以了由公式3-1得 125可靠系數(shù)保護(hù)時(shí)限t 05s保護(hù)動(dòng)作時(shí)斷開(kāi)變壓器兩端電源開(kāi)關(guān)保護(hù)范圍為變壓器上下壓線圈如果負(fù)載有出現(xiàn)像上述軋鋼電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載那樣的情況應(yīng)把定值和時(shí)限適當(dāng)

57、放大防止正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生跳閘電流速斷保護(hù)作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)整定值應(yīng)大于400V出現(xiàn)母線短路電流僅保護(hù)變壓器的內(nèi)部大局部和變壓器瓦斯保護(hù)配合二次動(dòng)作電流由公式3-2得保護(hù)時(shí)限t 0s斷開(kāi)配變二端電源開(kāi)關(guān)可靠系數(shù)5000A100MVA下10kV時(shí)的基準(zhǔn)線電流由電力部門(mén)提供每公里電抗數(shù)電流互感器變比53 10kV配電保護(hù)配置的比擬10kV配電保護(hù)配置主要有斷路器負(fù)荷開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器等負(fù)荷開(kāi)關(guān)投資省但不能開(kāi)斷短路電流很少采用斷路器技術(shù)性能好但設(shè)備投資較高使用復(fù)雜廣泛應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組合的保護(hù)配置方式既可防止采用操作復(fù)雜價(jià)格昂貴的斷路器彌補(bǔ)負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能開(kāi)斷短路電流的缺點(diǎn)又可滿足實(shí)際運(yùn)行的需要高壓斷路器的開(kāi)斷時(shí)間大約為50ms滅弧時(shí)間也大約為50ms那么斷路時(shí)間100ms如果變電站使用油浸式變壓器發(fā)生短路故障時(shí)電弧產(chǎn)生的壓力升高和油氣化形成的氣泡會(huì)占據(jù)原屬于油的空間油會(huì)將壓力傳給變壓器油箱體隨短路狀態(tài)的繼續(xù)壓力進(jìn)一步加大致使箱體變形或開(kāi)裂因此必須在30ms內(nèi)切除故障而采用斷路器無(wú)法滿足要求而負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器由于熔斷器的限流和反時(shí)限特性可以在20ms內(nèi)切除故