繼電保護(hù)-(第2部分)

第二部分2/1/20231第一節(jié)繼電保護(hù)裝置的操作方式操作電源：直流電源、交流電源1.直接動作式

2.“去分流跳閘”的操作方式2/1/20232一.帶時限的過電流保護(hù)裝置

帶時限的過電流保護(hù)，按其動作時限特性分，有定時限過電流保護(hù)和反時限過電流保護(hù)兩種。定時限就是保護(hù)裝置的動作時限是按預(yù)先整定的動作時間固定不變的，與短路電流大小無關(guān)；而反時限就是保護(hù)裝置的動作時限原先是按10倍動作電流來整定的，而實際的動作時間則與短路電流呈反比關(guān)系變化，短路電流越大，動作時間越短。第二節(jié)高壓輸電線路的過電流保護(hù)裝置

輸電線路發(fā)生短路時電流突然增大電壓降低。利用電流突然增大使保護(hù)動作而構(gòu)成的保護(hù)裝置稱為電流保護(hù)。它包括：瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)、定時限過電流保護(hù)、反時限過電流保護(hù)。2/1/20233

定時限過電流保護(hù)裝置的原理電路如下圖所示，其中圖a為集中表示的原理電路圖，稱為接線圖，這種圖的所有電器的組成部件是各自歸總在一起的。圖b為分開表示的原理電路圖，稱為展開圖，這種圖的所有電器的組成部件按各部件所屬回路來分開繪制。從原理分析的角度來說，展開圖簡明清晰，在二次回路中應(yīng)用最為普遍。（1）組成及工作原理1.定時限過電流保護(hù)裝置（又稱第Ⅲ段電流保護(hù)）2/1/20234a)歸總式原理圖b)展開式原理圖

工作原理如下：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時，KA瞬時動作，觸點閉合，使KT動作。KT經(jīng)過延時后，其延時觸點閉合，使KS和KM動作。KS動作后，其指示牌掉下，同時接通信號回路，給出燈光信號和音響信號。KM動作后，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。QF跳閘后，其輔助觸點QFl-2隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器均自動返回起始狀態(tài)，而KS可手動復(fù)位。2/1/20235（2）動作電流的整定整定原則：線路的最大工作電流應(yīng)該小于保護(hù)裝置的返回電流，即式中，為可靠系數(shù)，DL型取1.15~1.25，GL型取1.3。寫成等式：2/1/20236按返回系數(shù)的定義：所以繼電器動作電流為：式中，Kre為返回系數(shù)，DL型取0.85，GL型取0.8；Ki電流互感器變比；繼電器的動作電流。第一個整定值2/1/20237如果無法確定時，可取：=（1.5~3）I30

線路最大負(fù)荷電流的確定：繼電保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流為：第二個整定值2/1/20238（3）動作時限的整定如圖，按階梯整定原則，上一級動作時限應(yīng)比下一級大一個時限階段Δt，即：t1=t2+Δt。時限階段Δt：定時限保護(hù)取0.5s。a)電路b)定時限過電流保護(hù)的時限整定說明動作時限，可利用時間繼電器（KT）來整定。第三個整定值2/1/20239（4）靈敏度校驗應(yīng)以系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端兩相短路電流來校驗，即校驗原則：解釋：系統(tǒng)的最大、最小運(yùn)行方式。2.反時限過電流保護(hù)裝置必須校驗的值近后備保護(hù)（本線路）時取1.25；遠(yuǎn)后備保護(hù)（下一級線路）時取1.5。2/1/202310（1）組成及工作原理a)歸總式原理圖b)展開式原理圖由GL型感應(yīng)式電流繼電器組成，其原理如圖。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時，KA動作，經(jīng)過一定延時后(反時限特性)。常開觸點閉合，常閉觸點斷開，這時斷路器QF因其跳閘線圈YR被“去分流”而跳閘，切除短路故障。在繼電器KA去分流跳閘的同時，其信號牌掉下，指示保護(hù)裝置已經(jīng)動作。在短路故障切除后，繼電器自動返回，其信號牌可利用外殼上的旋鈕手動復(fù)位。要求，繼電器這兩對觸點的動作程序必須是常開觸點先閉合，常閉觸點后斷開的轉(zhuǎn)換觸點。2/1/202311（3）動作時限的整定如圖，按階梯整定原則，上一級動作時限應(yīng)比下一級大一個時限階段Δt，即：t1=t2+Δt。時限階段Δt：對于反時限保護(hù)，取0.7s。（2）動作電流的整定

整定方法：與定時限相同。動作時限，由于GL型電流繼電器的時限調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按“10倍動作電流的動作時限”來標(biāo)度的，因此要根據(jù)前后兩級保護(hù)的GL型繼電器的動作特性曲線來整定，方法及步驟如下：2/1/202312反時限過電流保護(hù)的時限整定說明現(xiàn)在是：根據(jù)已經(jīng)整定完的2號過電流保護(hù)裝置，來整定1號過電流保護(hù)裝置。2/1/202313①計算WL2首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到繼電器KA2中的電流值②計算對KA2的動作電流的倍數(shù)，即③確定KA2的實際動作時間在下圖KA2的動作特性曲線的橫坐標(biāo)上，找出n2，然后向上找到該曲線上a點，該點在縱坐標(biāo)上對應(yīng)的動作時間就是KA2在通過時的實際動作時間。該曲線為已知2/1/202314⑤計算WL2首端的三相短路電流Ik

反應(yīng)到KA1中的電流值，即：④計算KA1必需的實際動作時間：根據(jù)選擇性的要求，KA1的實際動作時間；取，故。⑥計算對KA1的動作電流的倍數(shù)，即：⑦確定KA1的10倍動作電流的動作時限：從上圖KA1的動作特性曲線的橫坐標(biāo)上找出n1，從縱坐標(biāo)上找出，然后找到n1與相交的坐標(biāo)b點，這b點所在曲線所對應(yīng)的10倍動作電流的動作時間t1即為所求值。2/1/202315已知曲線找到的曲線加0.7s時間整定簡單示意圖如下：（4）靈敏度校驗同定時限保護(hù)。2/1/2023163.定時限過電流保護(hù)與反時限過電流保護(hù)的比較

定時限過電流保護(hù)的優(yōu)點是：動作時間比較精確，整定簡便，靈敏度高，保護(hù)范圍大，可以作為下一段線路的遠(yuǎn)后備，同時作為本線路的近后備。但缺點是：所需繼電器多，接線復(fù)雜，且需直流操作電源，投資較大。此外，越靠近電源處的保護(hù)裝置，其動作時間越長，這是定時限過電流保護(hù)共有的一大缺點。

反時限過電流保護(hù)的優(yōu)點是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護(hù)，加之可采用交流操作，因此相當(dāng)簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低，故它在中小工廠供電系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但缺點是：動作時限的整定比較麻煩，而且誤差較大；當(dāng)短路電流小時，其動作時間可能相當(dāng)長，延長了故障持續(xù)時間；同樣存在越靠近電源、動作時間越長的缺點。2/1/202317二.瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)裝置

帶時限的過電流保護(hù)，有一個明顯的缺點，就是越靠近電源側(cè)的過電流保護(hù)，其動作時間越長，而短路電流則越大，其危害也更加嚴(yán)重。因此規(guī)定，在過電流保護(hù)動作時間超過0.5～0.7s時，應(yīng)裝設(shè)瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)裝置，作為快速動作的主保護(hù)，如圖所示。線路的定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)電路圖（又稱第Ⅰ段電流保護(hù)）2/1/202318（1）瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)的組成及工作原理如圖：①線路正常時；②線路短路時a）定時限保護(hù)區(qū)（延時、跳閘、信號）b）速斷保護(hù)區(qū)（跳閘、信號）。整定原則：動作電流應(yīng)躲過系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端三相短路電流Ik1max，即：（2）動作電流的整定寫成等式，有：式中，Ik1max：系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端三相短路電流；：速斷保護(hù)裝置一次動作電流；可靠系數(shù)Krel：DL型取1.2~1.3，GL型取1.4~1.5。2/1/202319繼電器動作電流為：（3）靈敏度校驗校驗原則：應(yīng)以系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，速斷保護(hù)裝置安裝處兩相短路電流來校驗，即：（4）死區(qū)問題及彌補(bǔ)死區(qū)：由整定原則可知，瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)缺點是不可能保護(hù)線路的全長。即存在不動作區(qū)，叫它為死區(qū)。彌補(bǔ)：由定時限過流保護(hù)裝置或限時電流速斷保護(hù)裝置來彌補(bǔ)，在速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)，定時限過流保護(hù)或限時電流速斷保護(hù)是速斷保護(hù)的后備保護(hù)。2/1/202320三.限時電流速斷保護(hù)裝置由于瞬時電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長，因此可增加帶限時的電流速斷保護(hù)。用以保護(hù)瞬時電流速斷保護(hù)保護(hù)不到的那段線路的故障，同時也能作為速斷保護(hù)的后備保護(hù)，這就是限時電流速斷保護(hù)。要求：①是在任何情況下都能保護(hù)本線路的全長，并且具有足夠的靈敏性；②是在滿足上述要求的前提下，力求具有最小的動作時限；在下級線路短路時，保證下級保護(hù)優(yōu)先切除故障，滿足選擇性要求。（又稱第Ⅱ段電流保護(hù)）2/1/202321（1）限時電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖2/1/202322（2）限時電流速斷保護(hù)的整定計算

1）動作電流的整定整定原則：保護(hù)裝置1時限電流速斷保護(hù)的動作電流必須大于保護(hù)裝置2的瞬時電流速斷保護(hù)的動作電流，即2/1/202323寫成等式：——可靠系數(shù)，取1.1~1.2。若考慮相鄰變壓器速斷保護(hù)，則有——配合系數(shù)，取1.3。——變壓器低壓母線D點短路流過保護(hù)裝置安裝處最大短路電流。

應(yīng)取以上兩個中較大者作為保護(hù)裝置1的時限電流速斷保護(hù)的動作電流。2/1/202324

2）動作時限的整定為了保證選擇性，時限電流速斷保護(hù)的動作時限要大于下一級線路瞬時電流速斷保護(hù)的動作時限一個時限階段，即Δt取0.5s。2/1/202325

3）靈敏度校驗靈敏度校驗原則：應(yīng)以系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端兩相短路電流來校驗，即

——系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端兩相短路電流?！槐Ｗo(hù)線路的時限速斷保護(hù)的動作電流。2/1/202326例題：p136【例7-1】2/1/202327例題：如圖及表所示，已知線路WL的總負(fù)荷為S30=1100kVA，該線路設(shè)有定時限過流保護(hù)及瞬時電流速斷保護(hù)。試進(jìn)行整定計算及靈敏度校驗。（TA按兩相V形接線，Ki在15/5、100/5和600/5中選?。?。短路點k1k2130029705702850SJL-75000.4s0.4s0.5sWL電源35kV10kVk1k2解：1、定時限過流保護(hù)2/1/202328選DL型，有：，取9.5A

所以：時限為：靈敏度為：滿足靈敏度要求。2、瞬時電流速斷保護(hù)2/1/202329，取85A靈敏度為：不滿足靈敏度的要求。2/1/202330四.三段式（階段式）電流保護(hù)裝置1.三段式電流保護(hù)原理接線圖去信號回路2/1/2023312.三段式電流保護(hù)展開圖2/1/2023323.三段式電流保護(hù)原理圖及展開圖2/1/2023334.三段式電流保護(hù)的配合和動作時間示意圖

2/1/2023345.三段式電流保護(hù)的整定計算示例

如圖，已知線路WL2的負(fù)荷電流為110A，最大過負(fù)荷倍數(shù)為2，線路WL2上的電流互感器變比為300/5，線路WL1上定時限過電流保護(hù)的動作時限為2.5s，其短路數(shù)據(jù)如下表。擬在線路WL2上裝設(shè)兩相V形接線的三段式電流保護(hù)，試計算各段保護(hù)的動作電流、動作時限及靈敏度校驗，并選出主要繼電器型號。短路點k-1k-2k-3最大運(yùn)行方式下的三相短路電流（A）34001310520最小運(yùn)行方式下的三相短路電流（A）298011504902/1/202335解：1.線路WL2瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)①繼電器動作電流為：②選取動作電流整定范圍為12.5~50A的DL-21/50型電流繼電器。③靈敏度校驗滿足靈敏度要求整定為28A2/1/2023362.

線路WL