電力電氣專業(yè)必考知識點

第一章電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知知知識繼電保護、自動動動裝置對對電力力系統(tǒng)起起到保保護和安安全控控制的作作用，因因此首先先應(yīng)明明確所要要保護護和控制制對象象的相關(guān)關(guān)情況況，涉及及的內(nèi)內(nèi)容包括括：電電力系統(tǒng)統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)成，電電力系系統(tǒng)中性性點接接地方式式及其其特點，電電力力系統(tǒng)短短路電電流計算算及其其相關(guān)概概念。這這是學(xué)習(xí)習(xí)繼電電保護、自自動動裝置等等本書書內(nèi)容的的基礎(chǔ)礎(chǔ)。>>第一節(jié)電電力系統(tǒng)基基基本概念念變電站站站(所)。變電站站是是電力系系統(tǒng)中中聯(lián)系發(fā)發(fā)電廠廠與用戶戶的中中間環(huán)節(jié)節(jié)，具具有匯集集電能能和分配配電能能、變換換電壓壓和交換換功率率等功能能，是是一個裝裝有多多種電氣氣設(shè)備備的場所所。根根據(jù)在電電力系系統(tǒng)中所所起的的作用，可可分分為升壓壓變電電站和降降壓變變電站；；根據(jù)據(jù)設(shè)備安安裝位位置，可可分為為戶外變變電站站、戶內(nèi)內(nèi)變電電站、半半戶外外變電站站和地地下變電電站。變電站站站內(nèi)一次次電氣氣設(shè)備主主要有有變壓器器、斷斷路器、隔隔離離開關(guān)、避避雷雷器、電電流互互感器、電電壓壓互感器器、高高壓熔斷斷器、負負荷開關(guān)關(guān)等。變變電站內(nèi)內(nèi)還配配備有繼繼電保保護和自自動裝裝置、測測量儀儀表、自自動控控制系統(tǒng)統(tǒng)及遠遠動通信信裝置置等。輸電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)。輸電電網(wǎng)是是通過高高壓、超超高壓輸輸電線線將發(fā)電電廠與與變電站站、變變電站與與變電電站連接接起來來，完成成電能能傳輸?shù)牡碾娏αW(wǎng)絡(luò)，又又稱稱為電力力網(wǎng)中中的主網(wǎng)網(wǎng)架。配電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)。配電電網(wǎng)是是從輸電電網(wǎng)或或地區(qū)發(fā)發(fā)電廠廠接受電電能，通通過配電電設(shè)施施將電能能分配配給用戶戶的電電力網(wǎng)。配配電電設(shè)施包包括配配電線路路、配配電變壓壓器、配配電設(shè)備備等。配配電網(wǎng)按按照電電壓等級級，可可分為高高壓配配電網(wǎng)、中中壓壓配電網(wǎng)網(wǎng)和低低壓配電電網(wǎng)；；按照地地域服服務(wù)對象象，可可分為城城市配配電網(wǎng)和和農(nóng)村村配電網(wǎng)網(wǎng)；按按照配電電線路路類型，可可分分為架空空配電電網(wǎng)和電電纜配配電網(wǎng)。我國配配配電網(wǎng)電電壓等等級劃分分為，高高壓配電電網(wǎng)電電壓：35kV、66kY、110kkV；中壓配配電電網(wǎng)電壓壓：10(2200)kV；低壓配配電電網(wǎng)電壓壓：380／220V。負荷。電電力負荷荷是用用戶的用用電設(shè)設(shè)備或用用電單單位總體體所消消耗的功功率，可可以表示示為功功率(kW)、容量(kVAA)或電流(A)。發(fā)電廠廠對對外供電電所承承擔(dān)的負負荷的的總和稱稱為供供電負荷荷，包包括這一一時刻刻用電負負荷(用戶在某某一一時刻對對電力力系統(tǒng)的的功率率需求)以及能量量在在傳輸過過程中中的功率率損失失(網(wǎng)損)。變壓器器器。變壓壓器利利用電磁磁感應(yīng)應(yīng)原理，把把一一種交流流電壓壓和電流流轉(zhuǎn)換換成相同同頻率率的另一一種或或幾種交交流電電壓和電電流。在在電力系系統(tǒng)中中，由于于傳輸輸電能和和用戶戶用電的的需要要，無論論是發(fā)發(fā)電廠還還是變變電站，都都可可以看到到各種種型式和和不同同容量的的電力力變壓器器。斷路器器器。斷路路器是是一種開開關(guān)設(shè)設(shè)備，既既能關(guān)關(guān)合、承承載、開開斷運行行回路路的負荷荷電流流，又能能關(guān)合合、承載載、開開斷短路路等異異常電流流。斷斷路器的的形式式較多，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)也不盡盡相同同，但從從原理理上看，均均由由動觸頭頭、靜靜觸頭、滅滅弧弧裝置、操操動動機構(gòu)、絕絕緣緣支架等等構(gòu)成成。隔離開開開關(guān)。隔隔離開開關(guān)是將將電氣氣設(shè)備與與電源源進行電電氣隔隔離或連連接的的設(shè)備，因因為為沒有特特殊的的滅弧裝裝置，一一般只能能在無無負荷電電流的的情況下下進行行分、合合操作作，與斷斷路器器配合使使用。隔隔離開關(guān)關(guān)由導(dǎo)導(dǎo)電回路路、絕絕緣支架架、操操作系統(tǒng)統(tǒng)及底底座支架架等組組成。負荷開開開關(guān)。負負荷開開關(guān)是另另一種種開關(guān)設(shè)設(shè)備，既既能關(guān)合合、承承載、開開斷運運行線路路的正正常電流(包括規(guī)定定的的過載電電流)，并能關(guān)關(guān)合合、承載載短路路等異常常電流流，但不不能開開斷短路路故障障電流。負負荷荷開關(guān)可可以看看成是斷斷路器器功能的的簡化化，或隔隔離開開關(guān)功能能的延延伸。負負荷開開關(guān)由滅滅弧裝裝置、操操動機機構(gòu)和絕絕緣支支架等組組成。主接線線線。主接接線是是以電源源和引引出線為為基本本環(huán)節(jié)，以以母母線為中中間環(huán)環(huán)節(jié)構(gòu)成成的電電能通路路。變變電站主主接線線將變壓壓器、斷斷路器、隔隔離離開關(guān)、互互感感器、母母線等等一次電電氣設(shè)設(shè)備，按按照一一定的順順序連連接，實實現(xiàn)匯匯集和分分配電電能，按按有無無匯流母母線分分為有母母線接接線和無無母線線接線兩兩大類類。變電電站主主接線圖圖一般般用單線線圖表表示?；ジ衅鳌；ジ衅髌髌饔须娏髁骰ジ懈衅?TA)和電壓互互感感器(TV)。電流互互感感器是—種變流設(shè)設(shè)備備，將交交流一一次側(cè)大大電流流轉(zhuǎn)換成成二次次電流，供供給給測量、保保護護等二次次設(shè)備備使用，一一般般二次額額定電電流為5A或1A；電壓互互感感器是—種變壓設(shè)設(shè)備備，將交交流一一交側(cè)高高電壓壓轉(zhuǎn)換成成二電壓，供給控制制制、測量量、保保護等二二次設(shè)設(shè)備使用用，—般二次額額定定的相電電壓為為100//V。二、電電電力系統(tǒng)統(tǒng)中性性點運行行方式式電力系系系統(tǒng)中性性點運運行方式式即中中性點接接地方方式，是是指電電力系統(tǒng)統(tǒng)中發(fā)發(fā)電機或或變壓壓器的中中性點點的接地地方式式，是一一種工工作接地地。目目前，我我國電電力系統(tǒng)統(tǒng)中性性點接地地方式式分為中中性點點直接接接地與與非直接接接地地兩大類類，具具體有；；中性性點不接接地、經(jīng)經(jīng)電阻接接地、經(jīng)經(jīng)電抗接接地、經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接接地和直直接接接地等。1．中中中性點直直接接接地方式式中性點直接接地地地是指電電力系系統(tǒng)中至至少有有一個中中性點點直接與與接地地設(shè)施相相連接接，如圖1-2中的N點接地，通通通常應(yīng)用用于500kkV、330kkV、220kkV、110kkV電網(wǎng)。中性點點點直接接接地系系統(tǒng)保持持接地地中性點點零電電位，發(fā)發(fā)生單單相接地地故障障時如圖1-2所示，非非故故障相對對地電電壓數(shù)值值變化化較小。由由于于高壓、尤尤其其是超高高壓電電力變壓壓器中中性點的的絕緣緣水平、電電氣氣設(shè)備的的絕緣緣水平都都相對對較低，采采用用中性點點直接接接地方方式，對對保證變變壓器器及其電電氣設(shè)設(shè)備的安安全尤尤其重要要。但但由于中中性點點直接接接地，與與短路點點構(gòu)成成直接短短路通通路，故故障相相電流很很大，造造成接于于故障障相的電電氣設(shè)設(shè)備過電電流。為為此，需需要通通過繼電電保護護和斷路路器動動作，切切斷短短路電流流。2．中中中性點不不接地地方式中性點不接地系系系統(tǒng)指電電力系系統(tǒng)中性性點不不接地。中中性性點不接接地系系統(tǒng)發(fā)生生單相相接地故故障時時如圖1-3所示，中中性性點電壓壓發(fā)生生位移，但但是是三相之之間的的線電壓壓仍然然對稱，且且數(shù)數(shù)值不變變；由由于沒有有直接接的短路路通路路，接地地故障障電流由由線路路和設(shè)備備對地地分布電電容回回路提供供，是是容性電電流，通通常數(shù)值值不大大，一般般不需需要立即即停電電，可以以帶故故障運行行一段段時間(一般不超超過2h)；但非故故障障相對地地電壓壓升高，數(shù)數(shù)值值最大為為額定定相電壓壓的倍倍，因此此用電電設(shè)備的的絕緣緣水平需需要按按線電壓壓考慮慮。中性性點不不接地方方式具具有跳閘閘次數(shù)數(shù)少的優(yōu)優(yōu)點，因因此普遍遍應(yīng)用用于接地地電容容電流不不大的的系統(tǒng)，例例如如66kV、35kV電網(wǎng)?！耙坏蛢筛呷徊徊蛔儭碑?dāng)中性點不接地地地系統(tǒng)發(fā)發(fā)生一一相接地地情況況時,該相的對對地地電壓變變低,甚至為零,此為一低;此時其它它兩兩相的對對地電電壓升高,最大可為為系系統(tǒng)線電電壓.此為兩高;由于中性性點點沒有接接地,此時接地地相相沒有形形成電電流通路,接地時三三相相對地電電流基基本不變(先前有每每相相的對地地電容容電流,一般很小)當(dāng)為三不不變變了.正因如此,線電壓是是肯肯定不變變的了了。3．中性點經(jīng)消消消弧線圈接接地地方式當(dāng)電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)的電容容電流流不大時時，單單相接地地故障障點的電電弧可可以自行行熄滅滅；如果果電容容電流較較大，接接地故障障點的的電弧不不會自自行熄滅滅，并并且產(chǎn)生生間歇歇性電弧弧，引引起過電電壓，可可能導(dǎo)致致絕緣緣損壞，使使故故障擴大大。因因目前，10kV電網(wǎng)采用用的的中性點點接地地低值電電阻一一般為10Ω。對于666kV和10kV主要由架架空空線構(gòu)成成的系系統(tǒng)，單單相接接地故障障電流流較小時(接地故障障電電流小于10A)，為了防防止止諧振、間間歇歇性電弧弧接地地過電壓壓等對對設(shè)備的的損害害，可以以采用用中性點點經(jīng)高高值電阻阻接地地。此時時發(fā)生生單相接接地故故障時，不不立立即跳閘閘，可可運行一一段時時間。>>第二節(jié)電力系統(tǒng)統(tǒng)短短路故障障一、短路的一般般般概念電力系統(tǒng)應(yīng)該正正正常不間間斷地地供電，保保證證用戶生生產(chǎn)和和生活的的正常常進行。但但是是當(dāng)發(fā)生生短路路故障時時，可可能破壞壞電力力系統(tǒng)正正常運運行，從從而影影響用戶戶的生生產(chǎn)和生生活。“短路”是指電電力系統(tǒng)統(tǒng)中相相與相之之間或或相與地地之間間，通過過電弧弧或其他他較小小阻抗形形成的的一種非非正常常連接。電電力力系統(tǒng)中中發(fā)生生短路的的原因因有多種種，歸歸納如下下：1)電電電氣設(shè)備備絕緣緣損壞。其其原原因有設(shè)設(shè)計不不合理、安安裝裝不合格格、維維護不當(dāng)當(dāng)?shù)龋€還有外界界原因因如架空空線斷斷線、倒倒桿及及挖溝時時損壞壞電纜、雷雷擊擊或過電電壓等等。2)運運運行人員員誤操操作。如如帶負負荷拉合合隔離離開關(guān)(刀閘)、帶地線線合合閘、誤誤將帶帶地線的的設(shè)備備投入等等。3)其其其他原因因。如如鳥獸跨跨接導(dǎo)導(dǎo)體造成成短路路等。電力系統(tǒng)短路的的的基本類類型有有：三相相短路路、兩相相短路路、單相相接地地短路、兩兩相相接地短短路等等。各種種短路路故障示示意圖圖和代表表符號號如表1-1所示，其其中中三相短短路為為對稱短短路，其其他為不不對稱稱短路。運行經(jīng)經(jīng)經(jīng)驗和統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)表明明，電電力系統(tǒng)統(tǒng)中各各種短路路故障障發(fā)生的的幾率率是不同同的，其其中發(fā)生生三相相短路的的幾率率最少，發(fā)發(fā)生生單相接接地短短路的幾幾率最最大。在實際際際工程問問題中中，經(jīng)常常需要要計算短短路電電流，計計算中中涉及到到如下下概念：：(1)))無限大容容量量系統(tǒng)。無無限限大容量量電力力系統(tǒng)指指，容容量相對對于被被供電系系統(tǒng)容容量大得得多的的電力系系統(tǒng)，其其特征是是，當(dāng)當(dāng)被供電電系統(tǒng)統(tǒng)中負荷荷變動動甚至發(fā)發(fā)生短短路故障障，電電力系統(tǒng)統(tǒng)母線線電壓及及頻率率基本維維持不不變。一一般，電電力系統(tǒng)統(tǒng)等值值電源阻阻抗不不超過短短路電電路阻抗抗的5％～10％，或電電力力系統(tǒng)容容量超超過被供供電系系統(tǒng)容量50倍時，可可視視為無限限大容容量電力力系統(tǒng)統(tǒng)，簡稱稱無限限大系統(tǒng)統(tǒng)或無無窮大系系統(tǒng)。實實際應(yīng)用用中對對11OkkV配電網(wǎng)，可可可將供電電變壓壓器看作作無窮窮大系統(tǒng)統(tǒng)對11OkkV配電網(wǎng)供供電電。(2)))短路電流流周周期分量量。電電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生生短路故故障時時，與正正常負負荷狀態(tài)態(tài)相比比，供電電回路路的阻抗抗大為為減小，因因此此出現(xiàn)數(shù)數(shù)值很很大的短短路電電流。顯顯然，短短路電流流的大大小由電電源電電壓和短短路回回路阻抗抗決定定，電源源電壓壓是正弦弦周期期分量，與與之之對應(yīng)，產(chǎn)產(chǎn)生生的是短短路電電流中的的周期期分量。在在計計算中，通通常常求取的的就是是這個短短路電電流周期期分量量，即在在非周周期分量量衰減減完畢后后的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)短路路電流流。(3)))短路電流流非非周期分分量。電電力系統(tǒng)統(tǒng)正常常運行時時，線線路和設(shè)設(shè)備上上流過負負荷電電流，當(dāng)當(dāng)發(fā)生生短路時時，在在短路回回路中中將流過過短路路電流。由由于于短路回回路存存在電感感，導(dǎo)導(dǎo)致電流流不能能突變，因因此此，在電電流變變化的過過渡過過程中，將將出出現(xiàn)一個個隨時時間衰減減的非非周期分分量電電流，即即短路路電流中中的非非周期分分量。(4)))短路沖擊擊電電流。短短路全全電流中中的最最大瞬時時值稱稱為短路路沖擊擊電流，其其數(shù)數(shù)值約為為短路路電流周周期分分量的1.8倍。二、三三三相對稱稱短路路在電力力力系統(tǒng)的的各種種短路故故障中中，雖然然三相相短路發(fā)發(fā)生的的幾率最最小，但但其對電電力系系統(tǒng)的影影響和和危害最最大。無無窮大系系統(tǒng)發(fā)發(fā)生三相相短路路示意圖圖如圖圖1-9所示。三相短短短路時，三三相相仍然對對稱，三三相的短短路回回路完全全相同同，短路路電流流相等，相相位位互差120o因此只計計算算一相即即可。根根據(jù)電路路計算算原理，采采用用有名值值計算算三相短短路電電流周期期分量量如下：：（1-1）式中——三相短短短路電流流周期期分量有有效值值；——等值電源線線電電動勢，實實實際計算算時可可采用平平均額額定電壓壓；——短路回路總總電電抗，通常常常計算時時不考考慮回路路的電電阻。例1-1某電力系系統(tǒng)統(tǒng)如圖1-10所示，在在母母線B和母線C分別發(fā)生生三三相短路路，試試求短路路點的的短路電電流周周期分量量。（等等值電源源電抗抗為，線路路單單位電抗抗為，變變壓器T1、T2的額定容容量量為10000kkVA、短路電電壓壓為）解：（1）母線線線B三相短路路。（2）母線C三三相相短路。計計計算時需需要將將等值電電源電電抗和線線路電電抗折算算到0.4kkV側(cè)，并計計算算變壓器器電抗抗（詳細細論述述請參考考電力力系統(tǒng)故故障分分析計算算的有有關(guān)書籍籍）。三、不對稱短路路路電力系統(tǒng)不對稱稱稱短路包包括兩兩相短路路、兩兩相接地地短路路和單相相接地地短路。（一）序分量的的的概念當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生生生不對稱稱短路路時，三三相不不再對稱稱，三三相的電電流和和電壓數(shù)數(shù)值也也不再相相等。如如果將此此不對對稱的電電流或或電壓進進行分分解，可可以分分解出正正序分分量、負負序分分量，對對于接接地短路路還有有零序分分量，分分別用下下標(biāo)1、2和0表示。以以電電流為例例，各各序分量量電流流相量圖圖如圖圖1-11所示，對對于于工頻50Hz，正序電電流流三相對對稱，即即大小相相等，相相位互差120o；負序電電流流三相對對稱，即即大小相相等，相相位互差120o；但相序序與與正序電電流相相反；零零序電電流三相相大小小相等，相相位位相同。三三相相短路電電流為為（1-2）可得零序電流為為為用瞬時值表示為為為顯然，電力系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)正常運運行時時僅有正正序分分量。（二）短路電流流流1、兩相短路無窮大系統(tǒng)供電電電發(fā)生BC兩相短路路示示意圖如如圖1-12所示。電電力力系統(tǒng)發(fā)發(fā)生兩兩相短路路，經(jīng)經(jīng)故障相相和短短路點構(gòu)構(gòu)成短短路回路路，由由故障相相電源源的線電電動拋拋產(chǎn)生短短路電電流，流流過故故障線路路，非非故障線線路沒沒有短路路電流流，因此此出現(xiàn)現(xiàn)三相不不對稱稱。不在在計負負荷電流流的情情況下，三三相相的短路路電流流分別為為（1-4）可見兩相短路時時時的特點點是，三三相不對對稱，出出現(xiàn)負序序電流流；只有有故障障相存在在短路路電流，且且兩兩相的短短路電電流數(shù)值值相等等，相位位相反反。根據(jù)圖1-1222，短路電電流流數(shù)值可可計算算如上：：（1-5）式中——兩相短短短路電流流周期期分量有有效值值?！戎惦娫淳€線電電動勢，實實實際計算算進可可以采用用平均均額定電電壓；；——一相短路回回路路總電抗。將式（1-5）與與式（1-1）比較可可得得（1-6）式（1-6）說說明明，兩相短短短路電流流數(shù)值值為同一一地點點三相短短路電電流的0.8666倍，在實實際際計算中中，常常常求出出三相相短路電電流后后，直接接用以以上關(guān)系系得到到兩相短短路電電流。2、單相接地短短短路（1）中性點直直接接接地系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)。中性點直接接地地地的無窮窮大系系統(tǒng)供電電，發(fā)發(fā)生A相單相接接地地短路示示意圖圖如圖1-13所示。中性點直接接地地地電力系系統(tǒng)發(fā)發(fā)生單相相接地地時，經(jīng)經(jīng)直接接接地的的中性性點、故故障相相和短路路點構(gòu)構(gòu)成短路路回路路，由故故障相相電源電電動勢勢產(chǎn)生短短路電電流，流流過故故障線路路，非非故障線線路沒沒有短路路電流流，因此此出現(xiàn)現(xiàn)三相不不對稱稱，在不不計負負荷電流流的情情況下，三三相相的短路路電流流分別為為（1-7）可見單相接地短短短路時的的特點點是，三三相不不對稱，出出現(xiàn)現(xiàn)負序電電流和和零序電電流；；故障相相存在在短路電電流，在在圖1-13（b）中的數(shù)數(shù)值值為3I。關(guān)于單相接地短短短路電流流計算算及兩相相接地地短路問問題需需要用到到復(fù)合合序網(wǎng)等等概念念，在此此不作作介紹。（2）中性點不不接接地系統(tǒng)。中性點不接地的的的無窮大大系統(tǒng)統(tǒng)供電，發(fā)發(fā)生生單相接接相短短路時的的特點點和短路路電流流分布見見第三三章的第第三節(jié)節(jié)。（三）短路特征征征根據(jù)以上分析，歸歸納不對稱短短路的部分特特征如表1-2。表1-2不對稱短短路路部分特特征短路類型兩相短路單相接地短路（中中性點直接接接地系統(tǒng)）兩相接地短路對稱性三相不對稱三相不對稱三相不對稱負序電流有負序電流有負序電流有負序電流零序電流無零序電流有零序電流有零序電流第二章電力二次系統(tǒng)概概概述本章介紹電力系系系統(tǒng)繼電電保護護、安全全自動動裝置(以下簡稱稱自自動裝置)、二次回回路路的相關(guān)關(guān)概念念，使讀讀者掌掌握其作作用和和三者之之間的的關(guān)系；；介紹紹電力系系統(tǒng)對對繼電保保護和和自動裝裝置的的四個基基本要要求、繼繼電保保護和自自動裝裝置的基基本組組成，為為讀者者學(xué)習(xí)和和分析析繼電保保護、自自動裝置置的具具體問題題打下下基礎(chǔ)。>>第一節(jié)節(jié)節(jié)繼電保護護、自自動裝置置、二二次回路路一、繼繼繼電保護護電力系系系統(tǒng)在運運行中中會發(fā)生生故障障，最常常見的的故障是是各種種類型的的短路路。當(dāng)短短路故故障發(fā)生生時，將將伴隨出出現(xiàn)很很大的短短路電電流和部部分地地區(qū)電壓壓降低低，對電電力系系統(tǒng)可能能產(chǎn)生生以下后后果：：(1)))破壞電力力系系統(tǒng)并聯(lián)聯(lián)運行行的穩(wěn)定定性，引引發(fā)電力力系統(tǒng)統(tǒng)振蕩，甚甚至至造成系系統(tǒng)瓦瓦解、崩崩潰；；(2)))故障點通通過過很大的的短路路電流和和燃燒燒電弧，損損壞壞或燒毀毀故障障設(shè)備；；(3)))在電源到到短短路點之之間，短短路電流流流過過非故障障設(shè)備備，產(chǎn)生生發(fā)熱熱和電動動力，造造成非故故障設(shè)設(shè)備損壞壞或縮縮短使用用壽命命；(4)))故障點附附近近部分區(qū)區(qū)域電電壓大幅幅度下下降，用用戶的的正常工工作遭遭到破壞壞或影影響產(chǎn)品品質(zhì)量量。電力系系系統(tǒng)運行行中還還可能出出現(xiàn)異異常運行行狀態(tài)態(tài)，使電電力系系統(tǒng)的正正常工工作受到到干擾擾，運行行參數(shù)數(shù)偏離正正常值值。最常常見的的電力系系統(tǒng)異異常狀態(tài)態(tài)是過過負荷，過過負負荷使電電力系系統(tǒng)元件件或設(shè)設(shè)備溫度度升高高，加速速絕緣緣老化，甚甚至至發(fā)展成成故障障。另外外，電電力系統(tǒng)統(tǒng)異常常狀態(tài)還還有電電辦系統(tǒng)統(tǒng)振蕩蕩、頻率率降低低、過電電壓等等。故障和和和異常運運行如如果得不不到及及時處理理，都都可能在在電力力系統(tǒng)中中引起起事故。電電力力系統(tǒng)事事故是是指整個個系統(tǒng)統(tǒng)或部分分的正正常運行行遭到到破壞，造造成成對用戶戶少送送電或電電能質(zhì)質(zhì)量嚴(yán)重重惡化化，甚至至造成成人身傷傷亡、電電氣設(shè)備備損壞壞或大面面積停停電等事事故。針對電電電力系統(tǒng)統(tǒng)可能能發(fā)生的的故障障和異常常運行行狀態(tài)．．需要要裝設(shè)繼繼電保保護裝置置。繼繼電保護護裝置置是在電電力系系統(tǒng)故障障或異異常運行行情況況下動作作的一一種自動動裝置置，與其其他輔輔助設(shè)備備及相相應(yīng)的二二次回回路一起起構(gòu)成成繼電保保護系系統(tǒng)。因因此，繼繼電保護護系統(tǒng)統(tǒng)是保證證電力力系統(tǒng)和和電氣氣設(shè)備的的安全全運行，迅迅速速檢出故故障或或異常情情況，并并發(fā)出信信號或或向斷路路器發(fā)發(fā)跳閘命命令，將將故障設(shè)設(shè)備從從電力系系統(tǒng)切切除或終終止異異常運行行的一一整套設(shè)設(shè)備。繼電保護的任務(wù)務(wù)務(wù)是：1)反映電力系系統(tǒng)統(tǒng)元件和電電電氣設(shè)備備故障障,自動、有有選選擇性、迅迅速速地將故故障元元件或設(shè)設(shè)備切切除，保保證非非故障部部分繼繼續(xù)運行行，將將故障影影響限限制在最最小范范圍·2)反映電力系系統(tǒng)統(tǒng)的異常運運運行狀態(tài)態(tài)，根根據(jù)運行行維護護條件和和設(shè)備備的承受受能力力．自動動發(fā)出出信號，減減負負荷或延延時跳跳閘。二、自動裝置保障電力系統(tǒng)安安安全經(jīng)濟濟運行行、提高高供電電可靠性性和保保證電能能質(zhì)量量，電力力系統(tǒng)統(tǒng)自動裝裝置是是必不可可少的的。電力力系統(tǒng)統(tǒng)自動裝裝置可可分為自自動調(diào)調(diào)節(jié)裝置置和自自動操作作裝置置。自動調(diào)節(jié)裝置一一一般是為為了保保證電能能質(zhì)量量、消腧腧系統(tǒng)統(tǒng)異常運運行狀狀態(tài)等對對某些些電量實實施自自動地調(diào)調(diào)節(jié)，例例如同步步發(fā)電電機勵磁磁自動動調(diào)節(jié)、電電力力系統(tǒng)頻頻率自自動調(diào)節(jié)節(jié)等。自自動操作作裝置置的作用用對象象往往是是某些些斷路器器，自自動操作作的目目的是提提高電電力系統(tǒng)統(tǒng)的供供電可靠靠性和和保證安安全運運行，例例如備備用電源源自動動投入裝裝置、線線路自動動重合合閘裝置置、低低頻減載載裝置置等；還還有某某些自動動操作作裝置用用來提提高電力力系統(tǒng)統(tǒng)的自動動化程程度，例例如發(fā)發(fā)電機自自動并并列裝置置等。三、二次回路發(fā)電廠、變電站站站的龜氣氣系統(tǒng)統(tǒng)，按其其作用用分為一一次系系統(tǒng)和二二次系系統(tǒng)。一一次系系統(tǒng)是直直接生生產(chǎn)、傳傳輸和和分配電電能的的設(shè)備及及相互互連接的的電路路。在電電能生生產(chǎn)和使使用的的過程中中，對對一次電電力系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)電、輸輸配電以以及用用電的全全過程程進行監(jiān)監(jiān)視、控控制、調(diào)調(diào)節(jié)、調(diào)調(diào)度，以以及必必要時的的保護護等作用用的設(shè)設(shè)備稱為為二次次設(shè)備，二二次次設(shè)備及及其相相互問的的連接接電蹄稱稱為二二次系統(tǒng)統(tǒng)或二二次回路路。可可見，二二次回回路也是是電力力系統(tǒng)正正常、安安全運行行的必必不可少少的部部分。二次系系系統(tǒng)或二二次回回路主要要包括括繼電保保護、自自動裝置置、測測量儀表表、控控制、信信號和和操作電電源等等子系統(tǒng)統(tǒng)。(1)))繼電保護護和和自動裝裝置系系統(tǒng)。由由互感感器、變變換器器，各種種繼電電保護裝裝置和和自動裝裝置、選選擇開關(guān)關(guān)及其其回路接接線構(gòu)構(gòu)成,實現(xiàn)電力力系系統(tǒng)故障障和異異常運行行時的的自動處處理。(2)))控制系統(tǒng)統(tǒng)。由由各種控控制開開關(guān)和控控制對對象(斷路器、隔隔隔離開關(guān))的操動機機構(gòu)構(gòu)組成，實實現(xiàn)現(xiàn)對開關(guān)關(guān)設(shè)備備的就地地和遠遠方跳、合合閘閘操作，滿滿足足改變一一次系系統(tǒng)運行行方式式和故障障處理理的需要要。(3)))測量及監(jiān)監(jiān)測測系統(tǒng)。由由各各種電氣氣測量量儀表、監(jiān)監(jiān)測測裝置、切切換換開關(guān)及及其回回路接線線構(gòu)成成，實現(xiàn)現(xiàn)指示示或記錄錄一次次系統(tǒng)和和設(shè)備備的運行行狀態(tài)態(tài)和參數(shù)數(shù)。(4)))信號系統(tǒng)統(tǒng)。由由信號發(fā)發(fā)送機機構(gòu)、接接收顯顯示元件件及其其回路接接線構(gòu)構(gòu)成，實實現(xiàn)準(zhǔn)準(zhǔn)確、及及時顯顯示一次次系統(tǒng)統(tǒng)和設(shè)備備的工工作狀態(tài)態(tài)。(5)))調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)。由由測量機機構(gòu)、傳傳送設(shè)備備、執(zhí)執(zhí)行元件件及其其回路接接線構(gòu)構(gòu)成，實實現(xiàn)對對某些設(shè)設(shè)備工工作參數(shù)數(shù)的調(diào)調(diào)節(jié)。(6)))操作電源源系系統(tǒng)。由由直流流電源設(shè)設(shè)備和和供電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)構(gòu)成，實實現(xiàn)供供給以上上二次次系統(tǒng)工工作電電源。>>第二節(jié)節(jié)節(jié)對繼電保保護護自動裝裝置的的基本要要求電力系系系統(tǒng)對反反映故故障、動動作于于跳閘的的繼電電保護有有選擇擇性、快快速性性、靈敏敏性、可可靠性四四個基基本要求求。對對反映異異常運運行狀態(tài)態(tài)、作作用于信信號的的繼電保保護，則則不要求求同時時滿足這這四個個基本要要求，例例如快速速性要要求可以以降低低。一、選選選擇性選擇性性性是指繼繼電保保護裝置置動作作時．僅僅將故故障元件件或設(shè)設(shè)備切除除，使使非故障障部分分繼續(xù)運運行，停停電范圍圍盡可可能小。繼電保護動作具具具有選擇擇性，要要求首先先由故故障元件件或設(shè)設(shè)備本身身的保保護切除除故障障，即最最靠近近故障點點的保保護和斷斷路器器動作；；當(dāng)故故障元件件或設(shè)設(shè)備本身身的保保護或斷斷路器器拒動時時，才才允許由由相鄰鄰元件或或設(shè)備備的保護護動作作(通常稱為為后后備保護)。所以，選選選擇性有有兩個個含義：：笫一一，應(yīng)由由裝設(shè)設(shè)在故障障元件件或設(shè)備備上的的繼電保保護動動作切除除故障障，第二二，考考慮繼電電保護護或斷路路器存存在拒動動的可可能，由由后備備保護切切除故故障時，也也應(yīng)應(yīng)保證停停電范范圍盡可可能小小。因此此，選選擇性要要求系系統(tǒng)中的的繼電電保護之之間，在在動作時時必須須滿足一一定的的配合關(guān)關(guān)系。以以圖2-l為例．說說明明繼電保保護的的選擇性性。當(dāng)klll點發(fā)生故故障障時，應(yīng)應(yīng)該由由保護1和保護2動作使斷斷路路器IQF和2QF跳閘，切切除除故障線線路L1，保證系系統(tǒng)統(tǒng)其他部部分繼繼續(xù)運行行；k2點發(fā)生故故障障時，應(yīng)應(yīng)該由由保護4動作使斷斷路路器4QF跳閘切除除故故障線路L4，保證系系統(tǒng)統(tǒng)其他部部分繼繼續(xù)運行行。這這種按照照電力力系統(tǒng)安安全性性要求，故故障障發(fā)生后后首先先動作的的繼電電保護是是主保保護。故故障元元件的主主保護護正確動動作的的結(jié)果，將將故故障范圍圍限制制在最小小，甚甚至可以以保證證所有母母線都都不停電(例如上述kl點故障的的情情況)，這是選選擇擇性的第第一個個含義。如果線線線路L4在k2點故障時時，其其主保護護拒動動，則應(yīng)應(yīng)由線線路L4的另一套套具具有后備備作用用的保護護動作作，使斷斷路器器4QF跳閘切除除故故障，這這就是是近后備備保護護}如果線路L4的主保護護和和近后備備保護護都拒動動或斷斷路器4QF拒動，則則應(yīng)應(yīng)由上一一級線線路L3的后備保保護護動作，使使斷斷路器3QF跳閘切除除故故障，實實現(xiàn)保保護3對線路L4的遠后備備保保護作用用。這這種當(dāng)故故障時時主保護護拒動動或斷路路器拒拒動，由由后備備保護動動作切切除故障障，也也是具有有選擇擇性的，即即選選擇性的的第二二個含義義。綜上所所所述繼電電保護護根據(jù)所所承擔(dān)擔(dān)的任務(wù)務(wù)分為為主保護護和后后備保護護。電電力系統(tǒng)統(tǒng)故障障時，主主保護護按照電電力系系統(tǒng)的安安全性性要求·以最短的的時時限和最最小的的停電范范圍動動作切除除故障障，保證證電力力系統(tǒng)和和設(shè)備備的安全全；后后備保護護一般般動作延延時較較長，是是當(dāng)主主保護拒拒動或或斷路器器拒動動時，以以大于于主保護護的動動作時限限動作作切除故故障。近近后備保保護是是在主保保護拒拒動時。由由本本設(shè)備的的另—保護實現(xiàn)現(xiàn)的的后備保保護；；遠后備備保護護是在保保護拒拒動或斷斷路器器拒動時時，由由上一級級設(shè)備備或線路路保護護實現(xiàn)的的后備備保護?？梢姡^繼電保護護動作作的選擇擇性是是為了提提高供供電的可可靠性性，而繼繼電保保護無選選擇性性動作，必必將將擴大停停電范范圍，帶帶來不不應(yīng)有的的損失失。二、快快快速性快速性性性是指繼繼電保保護裝置置應(yīng)以以盡可能能快的的速度動動作切切除故障障元件件或設(shè)備備。繼電保保保護快速速動作作切除故故障，可可以控制制故障障影響程程度，減減少設(shè)備備損傷傷，避免免造成成設(shè)備無無法修修復(fù)的損損壞；；減小故故障影影響時間間，城城少用戶戶在低低電壓情情況下下的工作作時間間，避免免用戶戶電動機機轉(zhuǎn)速速嚴(yán)重下下降、甚甚至自啟啟動失失??；防防止系系統(tǒng)穩(wěn)定定性破破壞，提提高電電力系統(tǒng)統(tǒng)運行行的穩(wěn)定定性。故障切切切除時聞聞等于于保護裝裝置動動作時間間和斷斷路器動動作時時間之和和。實實際中，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)具體體電網(wǎng)網(wǎng)對故障障切除除時間的的不同同要求，設(shè)設(shè)計計繼電保保護的的動作延延時。三、靈敏性靈敏性是指繼電電電保護裝裝置對對保護范范圍內(nèi)內(nèi)故障的的反應(yīng)應(yīng)能力,通常用靈靈敏敏系數(shù)Ksen來衡衡量,也稱為靈靈敏敏度。衡量繼繼繼電保護護的靈靈敏度，需需考考慮繼電電保護護在保護護范圍圍內(nèi)，應(yīng)應(yīng)該反反映的各各種故故障類型,即保證在在最最不利于于保護護動作的的條件件下仍能能夠可可靠動作作。在在被保護護元件件或設(shè)備備故障障時，保保護的的靈敏度度用保保護裝置置反應(yīng)應(yīng)的故障障參數(shù)數(shù)(例如短路路電電流)與保護裝裝置置的動作作參數(shù)數(shù)(例如動作作電電流)之比表示示。對于反應(yīng)故障參參參數(shù)上升升而動動作的過過量保保護裝置置，如如過流保保護、過過壓保護護等靈敏系數(shù)計算式式式為((2--1)例如反應(yīng)故障時時時電流增增大動動作的過過電流流保護，要要使使保護動動作，流流過保護護的短短路電流流必須須大于保保護的的動作電電流，即即靈敏系系數(shù)必必須大于1。對于反應(yīng)故障參參參數(shù)降低低而動動作的欠欠量保保護裝置置，如如電動機機的欠欠壓保護護靈敏系數(shù)計算式式式為（2-2）例如反應(yīng)故障時時時電壓降降低動動作的低低電壓壓保護，要要使使保護動動作，保保護安裝裝處的的母線殘殘壓必必須小于于保護護的動作作電壓壓，同樣樣靈敏敏系數(shù)必必須大大于1。式(222-1)和式(2-22)中，故障障參參數(shù)計算算值根根據(jù)保護護類型型和保護護范圍圍，采用用最不不利于保保護動動作的系系統(tǒng)運運行方式式、短短路類型型和短短路點，計計算算實際可可能的的最小靈靈敏度度，故式(2-11)用故障參參數(shù)數(shù)的最小小計算算值，式(2-22)用故障參參數(shù)數(shù)的最大大計算算值。在在繼電電保護的的相關(guān)關(guān)規(guī)程中中，對對各類保保護的的靈敏系系數(shù)都都作了具具體的的規(guī)定。另外,對上、下下級保保護之間間的靈敏敏性和和動作時時限還還有配合合的要要求，一一般用用在后備備保護護(例如過電電流流保護)，指下一一級級保護的的靈敏敏度應(yīng)高高于上上一級保保護的的靈敏度度，下下一級保保護的的動作延延時應(yīng)應(yīng)小于上上一級級保護的的動作作延時，如如圖圖2-2所示．各各保保護的靈靈敏度度之問應(yīng)應(yīng)滿足足關(guān)系Ksen..11>Ksenn..2>Ksenn..3；動作作時時限之間間應(yīng)滿滿足關(guān)系系t1<t2<t3。繼電保護的選擇擇擇性要求求，首首先由故故障元元件或設(shè)設(shè)備本本身的保保護切切除故障障。當(dāng)當(dāng)故障元元件或或設(shè)備本本身的的保護或或斷路路器拒動動時，才才允許由由上一一級相鄰鄰元件件或設(shè)備備的保保護動作作?？煽梢姡蠛髠浔１Ｗo靈敏敏度和和動作時時限的的配合要要求是是防止上上一級級相鄰元元件或或設(shè)備的的保護護越級動動作跳跳閘的措措施之之一，也也是保保證選擇擇性的的條件之之一。四、可可可靠性可靠性性性是指繼繼電保保護裝置置在需需要它動動作時時可靠動動作(不拒動)，不需要要它它動作時時可靠靠不動作(不誤動)。將繼電電保保護裝置置應(yīng)該該動作時時不拒拒動也稱稱為繼繼電保護護的可可依賴性性，不不應(yīng)該動動作時時不誤動動也稱稱為繼電電保護護的安全全性。繼電保保保護的可可靠性性是對繼繼電保保護最根根本的的要求。當(dāng)當(dāng)電電力系統(tǒng)統(tǒng)中故故障或異異常運運行狀態(tài)態(tài)出現(xiàn)現(xiàn)時，繼繼電保保護必須須具有有迅速且且正確確的判斷斷能力力，按照照預(yù)定定方案動動作；；而當(dāng)電電力系系統(tǒng)正常常時，不不能做出出錯誤誤判斷，產(chǎn)產(chǎn)生生誤動作作。電電力系統(tǒng)統(tǒng)常用用繼電保保護的的正確動動作率率衡量其其可靠靠性，表示如下：：：式中，保護實際際際動作次次數(shù)包包括保護護正確確動作次次數(shù)和和誤動作作次數(shù)數(shù)。繼電保保保護的可可靠性性主要由由配置置合理、質(zhì)質(zhì)量量和技術(shù)術(shù)性能能優(yōu)良的的繼電電保護裝裝置，以以及運行行維護護和管理理來保保證。為為了提提高繼電電保護護的可靠靠性，選選擇保護護裝置置時，在在滿足足電力系系統(tǒng)要要求的前前提下下，盡可可能選選擇簡單單保護護，應(yīng)力力求接接線簡單單、元元件性能能可靠靠、回路路觸點點盡可能能少。需要指指指出的是是．電電力系統(tǒng)統(tǒng)對繼繼電保護護的四四個基本本要求求，是分分析研研究繼電電保護護的基礎(chǔ)礎(chǔ)，是是設(shè)計評評價繼繼電保護護的依依據(jù)。四四個基基本要求求既相相互依賴賴又存存在矛盾盾，例例如靈敏敏性是是實現(xiàn)保保護可可靠動作作的前前提，保保護之之間靈敏敏度和和動作時時限的的配合又又是選選擇性的的基礎(chǔ)礎(chǔ)，而在在某些些情況下下又不不得不犧犧牲快快速性來來保證證保護的的選擇擇性。所所以，針針對實際際問題題，需要要具體體處理基基本要要求之間間的關(guān)關(guān)系，取取得合合理統(tǒng)一一。電力系系系統(tǒng)對自自動裝裝置的要要求，參參照以上上基本本要求。>>第三節(jié)繼電保護護和和自動裝裝置的的基本構(gòu)構(gòu)成及及發(fā)展一、繼繼繼電保護護和自自動裝置置的基基本構(gòu)成成繼電保護和自動動動裝置的的形式式雖然多多樣，而而且具有有不問問功能，但但就就一般情情況而而言，整整套裝裝置總是是由測測量部分分、邏邏輯部分分和執(zhí)執(zhí)行部分分構(gòu)成成。繼電電保護護原理結(jié)結(jié)構(gòu)框框圖如圖2-3所示。(1)))測量部分分。繼繼電保護護的基基本原理理，是是利用電電力系系統(tǒng)正常常運行行與故障(包括異常常狀狀態(tài))時，各運運行行參數(shù)的的差別別判斷故故障(或異常運運行)，因此需需要要將輸入入量與與鑒別系系統(tǒng)運運行狀態(tài)態(tài)的基基準(zhǔn)量比比較，這這個基準(zhǔn)準(zhǔn)量即即繼電保保護動動作整定定值。測量部分的作用用用是測量量被保保護對象象的各各類運行行參數(shù)數(shù)，在故故障情情況下測測得的的是故障障參數(shù)數(shù)，與給給定的的整定值值進行行比較，將將比比較結(jié)果(即對系統(tǒng)統(tǒng)運運行狀態(tài)態(tài)的判判斷結(jié)果)輸出給邏邏輯輯部分。根根據(jù)據(jù)繼電保保護的的實現(xiàn)原原理，作作為輸人人量的的各類運運行參參數(shù)可能能是單單一的，如如電電流、電電壓等等或者包包括多多個運行行參數(shù)數(shù)，如電電流和和電壓。(2)))邏輯部分分。電電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生生故障時時，不不是所有有測量量到故障障的繼繼電保護護都動動作使斷斷路器器跳閘，而而是是按照選選擇性性要求有有選擇擇地切除除故障障。邏輯部部部分的作作用是是根據(jù)測測量部部分的輸輸出(可能有不不止止一個輸輸出)，按照繼繼電電保護預(yù)預(yù)先設(shè)設(shè)置的邏邏輯關(guān)關(guān)系進行行判斷斷，確定定保護護是否應(yīng)應(yīng)該使使斷路器器跳閘閘或者發(fā)發(fā)出信信號，并并將判判斷結(jié)果果輸出出給執(zhí)行行部分分。繼電電保護護常用的的邏輯輯包括“或”、“與”、“否”、“延時”、“記憶”等。(3)))執(zhí)行部分分。執(zhí)執(zhí)行部分分的作作用是根根據(jù)邏邏輯部分分的輸輸出，完完成繼繼電保護護發(fā)出出斷路器器跳閘閘命令或或信號號。例如如，針針對保護護區(qū)內(nèi)內(nèi)的故障障，保保護發(fā)出出跳閘閘命令；；針對對異常狀狀態(tài)，保保護發(fā)出出告警警信號。二、繼繼繼電保護護和自自動裝置置的發(fā)發(fā)展繼電保保保護和自自動裝裝置是隨隨著電電力系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)發(fā)展和科科學(xué)技技術(shù)的進進步而而發(fā)展起起來的的。電力力系統(tǒng)統(tǒng)電壓等等級的的提高和和容量量的擴大大，不不斷對繼繼電保保護和自自動裝裝置提出出更高高的要求求，科科學(xué)技術(shù)術(shù)的進進步為繼繼電保保護、自自動裝裝置的改改進及及性能提提高創(chuàng)創(chuàng)造了條條件。就就繼電保保護技技術(shù)而言言，其其發(fā)展過過程經(jīng)經(jīng)歷了機機電型型、整流流型、晶晶體管型型、集集成電路路型和和微機型型等階階段，目目前在在電力系系統(tǒng)中中運行著著大量量的微機機型繼繼電保護護。與與以往各各類繼繼電保護護相比比，微機機型繼繼電保護護在構(gòu)構(gòu)成原理理上有有很大的的靈活活性。由由于采采用了微微處理理器和超超大規(guī)規(guī)模集成成電路路以及數(shù)數(shù)字計計算技術(shù)術(shù)，微微機型保保護的的性能更更加完完善，能能夠?qū)崒崿F(xiàn)復(fù)雜雜原理理保護，并并且且除常規(guī)規(guī)的保保護功能能外，還還能同時時實現(xiàn)現(xiàn)故障錄錄波、故故障測距距和通通信等功功能。第三章線路保護本章介紹應(yīng)用于于于11OkkV及以下電電網(wǎng)網(wǎng)、反應(yīng)應(yīng)輸電電線路各各種短短路故障障的主主要繼電電保護護，包括括反應(yīng)應(yīng)相間短短路的的三段式式電流流保護、中中性性點直接接接地地系統(tǒng)階階段式式零序電電流保保護、距距離保保護和縱縱差動動保護。其其中中三段式式電流流保護是是最簡簡單、最最基礎(chǔ)礎(chǔ)的線路路保護護，其分分析問問題的方方法和和思路同同樣適適用于其其他類類型的保保護。在在講述繼繼電保保護之前前，首首先介紹紹幾種種常用的的電磁磁型繼電電器。>>第一節(jié)常用繼電電器器一、電流繼電器器器電流繼電器在繼繼繼電保護護裝置置中作為為測量量和起動動元件件，反應(yīng)應(yīng)電流流增大超超過某某一整定定數(shù)值值叫動作作。電電流繼電電器接接在電流流互感感器的二二次側(cè)側(cè)，因此此可以以反應(yīng)電電力系系統(tǒng)故障障或異異常運行行時的的電流異異常增增大。電流繼電器反應(yīng)應(yīng)應(yīng)電流增增大而而動作，能能夠夠使繼電電器開開始動作作的最最小電流流稱為為電流繼繼電器器的動作作電流流；繼電電器動動作后，再再減減小電流流，使使繼電器器返回回到原始始狀態(tài)態(tài)的最大大電流流稱為電電流繼繼電器的的返回回電流；；返回回電流與與動作作電流之之比稱稱為電流流繼電電器的返返回系系數(shù)，即即（3-1）式中——電電流流繼電器的的的動作電電流；；——電流繼電器器的的返回電流流流；——電流繼電器器的的返回系數(shù)數(shù)數(shù)。由電流繼電器的的的動作原原理可可知，電電流繼繼電器的的動作作電流恒恒大于于返回電電流，顯顯然電流流繼電電器的返返回系系數(shù)恒小小于1，一般不不小小于0.85。電流繼電器的文文文字符號號和圖圖形符號號如表表3-1所示。當(dāng)當(dāng)通通入電流流繼電電器線圈圈的電電流增大大到繼繼電器的的動作作電流時時，繼繼電器動動作，動動合觸點點閉合合；當(dāng)電電流減減小達到到繼電電器的返返回電電流時，繼繼電電器返回回，動動合觸點點打開開。二、電壓繼電器器器電壓繼電器反應(yīng)應(yīng)應(yīng)電壓變變化而而動作，分分過過電壓繼繼電器器和低電電壓繼繼電器兩兩種。電電壓繼電電器接接在電壓壓互感感器的二二次側(cè)側(cè)，醫(yī)此此可以以反應(yīng)電電力系系統(tǒng)故障障或異異常運行行時的的電壓異異常變變化。過電壓壓壓繼電器器反映映電壓增增大而而動作，動動作作電壓、返返回回電壓和和返回回系數(shù)的的概念念與電流流繼電電器類似似。即即能夠使使繼電電器開始始動作作的最小小電壓壓稱為過過電壓壓繼電器器的動動作電壓壓；繼繼電器動動作后后減小電電壓，使使繼電器器返回回到原始始狀態(tài)態(tài)的最大大電壓壓稱為過過電壓壓繼電器器的返返回電壓壓；返返回電壓壓與動動作電壓壓之比比稱為過過電壓壓繼電器器的返返回系數(shù)數(shù)，顯顯然其返返回系系數(shù)也恒恒小于于1。低電壓繼電器反反反映電壓壓降低低而動作作，能能夠使繼繼電器器開始動動作的的最大電電壓稱稱為低電電壓繼繼電器的的動作作電壓；；繼電電器動作作后升升高電壓壓，使使繼電器器返回回到原始始狀態(tài)態(tài)盼最小小電壓壓稱為低低電壓壓繼電器器的返返回電壓壓；同同樣返回回電壓壓與動作作電壓壓之比稱稱為返返回系數(shù)數(shù)，即即（3-222）式中———低低電壓繼電電電器的動動作電電壓；——低電壓繼電電器器的返回電電電壓；——低電壓繼電電器器的返回系系系數(shù)。由低電電電壓繼電電器的的動作原原理可可知，其其動作作電壓恒恒小于于返回電電壓，顯顯然低電電壓繼繼電器的的返回回系數(shù)恒恒大于于1。電壓繼繼繼電器的的文字字符號和和圖形形符號如如表3-1所示。對對于于低電壓壓繼電電器，當(dāng)當(dāng)加入入繼電器器線圈圈的電壓壓降低低到繼電電器的的動作電電壓時時，繼電電器動動作，動動斷觸觸點閉合合；當(dāng)當(dāng)電壓升升高達達到繼電電器的的返回電電壓時時，繼電電器返返回，動動斷觸觸點打開開?？煽梢?，低低電壓壓繼電器器的動動作、返返回過過程與電電流繼繼電器或或過電電壓繼電電器正正好相反反。三、時時時間繼電電器時間繼繼繼電器在在繼電電保護中中用作作時間元元件，用用于建立立繼電電保護需需要的的動作延延時。因因此對時時間繼繼電器的的要求求是動作作時間間必須準(zhǔn)準(zhǔn)確。時間繼繼繼電器的的文字字符號和和圖形形符號如如表3-l所示。時時間間繼電器器一般般是直流流電源源操作的的，當(dāng)當(dāng)繼電器器線圈圈接通直直流電電源，繼繼電器器起動，但但只只有達到到預(yù)先先整定的的時閫閫延時其其延時時動合觸觸點才才閉合，接接通通后續(xù)電電路。四、中中中間繼電電器和和信號繼繼電器器在繼電電電保護中中中間間繼電器器用于于增加觸觸點數(shù)數(shù)量和觸觸點容容量，所所以中中間繼電電器一一般帶有有多付付觸點，可可能能同時具具有動動臺觸點點和動動斷觸點點，其其觸點容容量較較大。有的中中中間繼電電器具具有觸點點延時時閉合或或延時時打開的的功能能，可以以用于于建立繼繼電保保護需要要的短短的延時時；有有的中間間繼電電器具有有自保保持功能能，可可以實現(xiàn)現(xiàn)電流流自保持持或電電壓自保保持。中中間繼電電器的的文字符符號和和帶有動動合觸觸點的中中間繼繼電器圖圖形符符號如表3-1所示。信號繼繼繼電器用用于發(fā)發(fā)出繼電電保護護動作信信號，便便于值班班人員員發(fā)現(xiàn)事事故和和統(tǒng)計繼繼電保保護動作作次數(shù)數(shù)。信號號繼電電器的文文字符符號是KS。根據(jù)需需要要將信號號繼電電器串聯(lián)聯(lián)或并并聯(lián)接人人二次次回路，分分別別應(yīng)選擇擇串聯(lián)聯(lián)電流型型信號號繼電器器、并并聯(lián)電壓壓型信信號繼電電器。在微機機機保護中中，電電流、電電壓繼繼電器由由軟件件算法實實現(xiàn)，觸觸點可理理解為為邏輯電電平；；時間繼繼電器器由計數(shù)數(shù)器實實現(xiàn)，通通過對對計數(shù)脈脈沖進進行計數(shù)數(shù)獲得得需要的的延時時。>>第二節(jié)節(jié)節(jié)相間短路路的的階段式式電流流保護相間短短短路通常常僅考考慮兩相相短路路和三相相短路路的情況況。電電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生生相間短短路的的主要特特征是是電流明明顯增增大，利利用這這一特點點可以以構(gòu)成反反應(yīng)電電流增大大的階階段式電電流保保護。一、瞬時電流速速速斷保護護1、瞬時電流速速速斷保護的的工工作原理理從故障切除時間間間考慮，原原則則上繼電電保護護的動作作時間間越短越越好，即即在被保保護元元件或設(shè)設(shè)備上上裝設(shè)快快速保保護，瞬瞬時電電流速斷斷保護護就是這這樣的的快速保保護。下下面用如如圖3-1所示單電電源源線路，說說明明瞬時電電流速速斷保護護的工工作原理理。對于圖3-1所所所示單側(cè)側(cè)有電電源的輻輻射形形電網(wǎng)，電電流流保護裝裝設(shè)在在線路始始端，當(dāng)當(dāng)線路發(fā)發(fā)生三三相短路路時，短短路電流流計算算如下（3-3）式中——系系統(tǒng)統(tǒng)等效電源源源的相電電動勢勢；——系統(tǒng)電源到到保保護安裝點點點的電抗抗；——短路電抗（保保保護安裝點點到到短路點點的電電抗。則Xs+Xk為為系統(tǒng)統(tǒng)電源至至短路點點之間間的總電電抗。顯顯然，當(dāng)當(dāng)短路路點距離離保護護安裝點點越遠遠時，Xk越大，短短路路電流越越小；；當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)電抗抗越大時時，短短路電流流越小??；而且且短路路電流與與短路路類型有有關(guān)，同同一點。短短路路電流與與短路路點的關(guān)關(guān)系如如圖3-1的曲線，曲曲線1為最大運運行行方式（系系統(tǒng)統(tǒng)電抗為為，短短路時出出現(xiàn)最最大短路路電流流）下三三相短短路故障障時的的，曲線2為最小運運行行方式（系系統(tǒng)統(tǒng)電抗為為，短短路時出出現(xiàn)最最小短路路電流流）下兩兩相短短路故障障時的的。瞬時電電電流速斷斷保護護反應(yīng)線線路故故障時電電流增增大動作作，并并且沒有有動作作延時，所所以以必須保保證只只有在被被保護護線路上上發(fā)生生短路時時才動動作，例例如圖圖3-1的保護1必須只反反應(yīng)應(yīng)線路Ll上的短路路，而而對L1以外的短短路路故障均均不應(yīng)應(yīng)動作。這這就就是保護護的選選擇性要要求，瞬瞬時電流流速斷斷保護是是通過過對動作作電流流的合理理整定定來保證證選擇擇性的。2．整整整定計算算一般把把把對繼電電保護護裝置動動作值值、動作作時間間的計算算和靈靈敏度的的校驗驗稱為繼繼電保保護整定定計算算，將計計算條條件稱為為整定定原則。按照選擇性要求求求，圖3-1保護1的動作電電流流，應(yīng)該該大于于線路L2始端短路路時時的最大大短路路電流。實實際際上，線線路L2始端短路路與與線路L1末端短路路時時反應(yīng)到到保護護l的短路電電流流幾乎沒沒有區(qū)區(qū)別，因因此，線線路L1的瞬時電電流流速斷保保護動動作電流流的整整定原則則為：：躲過本本線路路末端短短路的的可能出出現(xiàn)的的最大短短路電電流，計計算如如下：（3-4）式中——線路L1的瞬時電電流流速斷保保護一一次動作作電流流；——瞬時電流速速斷斷保護的可可可靠系數(shù)數(shù)，考考慮短路路電流流的計算算誤差差、測量量誤差差、短路路電流流非周期期分量量等因素素對保保護的影影響，一一般?。?.2～1.3；——系統(tǒng)最大運運行行方式下，在在線路L1末端(母線)發(fā)生三相短短路時流過保保護1(即線路U)的短路電流流。按照式(3-444)計算出保保護l的動作電電流流與短路路電流流的關(guān)系系如圖圖3-1所示，動動作作電流與與短路路電流曲曲線的的交點確確定了了保護能能夠反反應(yīng)故障障的范范圍，即即保護護范圍?？煽梢娨?，由于于短路路電流與與系統(tǒng)統(tǒng)的運行行方式式—和短路類類型型有關(guān)，在在系系統(tǒng)運行行方式式變化或或短路路類型不不同時時，保護護范圍圍隨之發(fā)發(fā)生變變化，因因此有有最小保保護范范圍Lmin和最最大大保護范范圍Lmax瞬時電電電流速斷斷保護護的靈敏敏度用用最小保保護范范圍衡量量。規(guī)規(guī)程規(guī)定定：瞬瞬時電流流速斷斷保護的的最小小保護范范圍Lmin不小小于于本線路路全長長的15％～20%。在某些特殊情況況況下，瞬瞬時電電流速斷斷保護護可以保保護線線路的全全長，即即保護范范圍可可以延伸伸到本本線路以以外。例例如圖3-2所示，通通過過線路一一變壓壓器組接接線直直接向負負荷供供電，不不論故故障發(fā)生生在線線路還是是變壓壓器，都都應(yīng)該該使斷路路器QP跳閘，將將線線路和變變壓器器同時切切除。因因此，保保護l瞬時電流流速速斷保護護動作作電流的的整定定原則，可可以以按照躲躲過變變壓器低低壓側(cè)側(cè)母線短短路時時，流過過保護護的最大大短路路電流整整定，結(jié)結(jié)果其保保護范范圍必然然延伸伸到變壓壓器內(nèi)內(nèi)部，即即可以以保護線線路L的全長。3．原原原理接線線圖電磁繼電器構(gòu)成成成的瞬時時電流流速斷保保護的的原理接接線如如圖3-3所示。圖圖中中電流繼繼電器器KAl和KA2是保護的的測測量元件件，保保護范圍圍內(nèi)相相間短路路故障障時動作作，動動合觸點點閉合合，起動動中間間繼電器KM，中間繼繼電電器是保保護的的執(zhí)行元元件(也稱為保保護護的出口口繼電電器)，動作后后動動合觸點點閉合合，經(jīng)信信號繼繼電器KS線圈和斷斷路路器QP的輔助觸觸點點，使斷斷路器器跳閘線線圈YT帶電，斷斷路路器QF跳閘切除除故故障，同同時信信號繼電電器發(fā)發(fā)出保護護動作作信號。圖圖中中XB是保護出出口口連接片(或稱為壓壓板)，用于投投入入或退出出保護護時，接接通或或斷開保保護的的出口回回路。圖中中中中間繼電電器的的作用有有二，其其一，增增加觸觸點容量量、接接通斷路路器的的跳閘回回路；；其二，增增大大保護的的固有有動作時時間，避避免避雷雷器放放電造成成保護護誤動。圖中斷斷斷路器QF的輔助觸觸點點的狀態(tài)態(tài)與斷斷路器QF主觸頭狀狀態(tài)態(tài)相同。在在保保護動作作斷路路器QF跳閘后，輔輔輔助觸點點打開開，斷開開跳閘閘回路，避避免免跳閘線線圈YT長時間通通電電而燒壞壞；同同時避免免用中中間繼電電器KM觸點斷開開跳跳閘回路路，起起到保護護中間間繼電器KM觸點的作作用用。瞬時電電電流速斷斷保護護的主要要優(yōu)點點是動作作迅速速、簡單單可靠靠，缺點點是不不能保護護線路路的全長長，并并且保護護范圍圍受系統(tǒng)統(tǒng)運行行方式影影響。在在最小運運行方方式下，其其保保護范圍圍可能能很小，嚴(yán)嚴(yán)重重時可能能沒有有保護區(qū)區(qū)。二、限限限時電流流速斷斷保護1．限限限時電流流速斷斷保護的的工作作原理瞬時電電電流速斷斷保護護的保護護范圍圍不能達達到線線路的全全長，在在本線路路末端端附近發(fā)發(fā)生短短路時不不會動動作，因因此需需要增設(shè)設(shè)另一一套保護護，用用于反應(yīng)應(yīng)本線線路瞬時時電流流速斷保保護范范圍以外外的故故障，同同時作作為瞬時時電流流速斷保保護的的后備，這這就就是限時時電流流速斷保保護。對對限時電電流速速斷保護護的要要求是，其其保保護范圍圍在任任何情況況下必必須包括括本線線路的全全長，并并具有規(guī)規(guī)定的的靈敏度度；同同時，在在保證證選擇性性的前前提下，動動作作時間最最短。如圖3-4所示示，說說明限時時電流速速斷保保護的工工作原原理。以以線路路Ll的保護1為例，限限時時電流速速斷保保護的保保護范范圍需包包括本本線路Ll的全長，則則則必然延延伸到到相鄰線線路L2，但不應(yīng)應(yīng)超超出保護2的瞬時電電流流速斷保保護的的保護范范圍，即即>，顯然，保保保護1的限時電電流流速斷保保護的的保護范范圍，與與保護2的瞬時電電流流速斷保保護的的保護范范圍出出現(xiàn)重疊疊區(qū)。為為了保證證保護護的選擇擇性，即即在線路L2始端短路路時時，仍然然由保保護2動作使斷斷路路器QF2跳閘，保保護1的限時電電流流速斷保保護必必須增加加動作作延時，即即>>。2、整定計算（1）動作電流流。線線路L1的限時電電流流速斷保保護動動作電流流的整整定原則則為：：與相鄰鄰線路路瞬時電電流速速斷保護護配合合，計算算如下下：(3-5)))式中————線路L1的限時電電流流速斷保保護的的一次動動作電電流；——限時電流速速斷斷保護的可可可靠系數(shù)數(shù)，考考慮短路路電流流的計算算誤差差、測量量誤差差等因素素對保保護的影影響，一一般取=11..1~11.22；——相鄰線路LL22瞬時電流流速速斷保護護的一一次動作作電流流。按照式（3-555）計算出出保保護1的限時電電流流速斷保保護的的動作電電流、保保護2的瞬時電電流流速斷保保護的的動作電電流，關(guān)關(guān)系如圖3-4所示。（2）動作時間間。線線路L1的限時電電流流速斷保保護動動作時間間，應(yīng)應(yīng)與線路L2的瞬時電電流流速斷保保護動動作時間間配合合，整定定如下下：（3-6）式中————線路L1的限時電電流流速沁保保護的的動作時時間；；——線路L2的的瞬時電電流速速斷保護護的動動作時間間；——時限級差。圖3---4可見，線線路L2始端一定定范范圍內(nèi)發(fā)發(fā)生故故障時，短短路路電流同同時大大于和，能夠使使保保護1限時電流流速速斷保護護起動動、保護2瞬時電流流速速斷保護護動作作。而此此時應(yīng)應(yīng)由保護2的瞬時電電流流速斷保保護動動作，斷斷路器器QP2跳閘，當(dāng)當(dāng)其其拒動時時，才才允許保保護1的限時電電流流速斷保保護動動作。斷斷路器器QF2跳閘后，保保保護1限時電流流速速斷保護護應(yīng)可可靠返回回。因因此，時時限級級差A(yù)2具體應(yīng)該該包包括瞬時時電流流速斷保保護固固有動作作時間間、斷路路器分分閘時間間、保保護動作作時間間誤差等等，再再考慮一一定的的時間裕裕度，一一般取△t=0..55s。與關(guān)系如圖3---4所示，一一般般＝0s，所以=△t＝0.5s。(3)靈敏度。限限限時電流流速斷斷保護的的保護護范圍是是本線線路的全全長，則則靈敏度度應(yīng)該該考慮系系統(tǒng)的的各種運運行方方式下，保保護護對全線線路范范圍內(nèi)各各種故故障的反反應(yīng)能能力，選選擇對對保護動動作最最不利的的情況況進行校校驗。限時電流速斷保保保護的靈靈敏度度校驗條條件為為，以本本線路路末端兩兩相短短路時，流流過過保護的的最小小短路電電流進進行校驗驗。圖圖3-4保護l限時電流流速速斷保護護的靈靈敏系數(shù)數(shù)計算算如下：：(3-7)式中——限限時時電流速斷斷斷保護的的靈敏敏系數(shù)，規(guī)規(guī)程程要求>11..3～1.5；——限時電流速速斷斷保護的一一一次動作作電流流；——系統(tǒng)最小運運行行方式下，本本線路末端母母線(對保護1即B母線)兩相短路時時，流過保護護的短路電流流。如果按式(3---7)校驗靈敏敏度度不滿足足規(guī)程程要求，則則限限時電流流速斷斷保護達達不到到保護線線路全全長的目目的。由由式(3-77)可知，減減小小保護的的動作作電流可可以提提高靈敏敏度，所所以通常常解決決靈敏度度不足足的方法法是，限限時電流流速斷斷保護的的動作作電流及及動作作時間與與相鄰鄰線路的的限時時電流速速斷保保護配合合，例例如圖3-4中保護1具體整定定如如下：=（3---8）=+（3--9）式中———線線路L1的限時電電流流速斷保保護的的一次動動作電電流；——限時電流速速斷斷保護的可可可靠系數(shù)數(shù)，一一般取=11..1~11.22；——相鄰線路LL22限時電流流速速斷保護護的一一次動作作電流流；——線路L1的的限時電電流速速斷保護護的動動作時間間；——線路L2的的限時電電流速速斷保護護的動動作時間間；——時限級差。顯然，按式（333-8）、式（3-9）整定，動動動作電流流降低低、靈敏敏度提提高、保保護范范圍增長長，但但動作時時間延延長了。3、原理接線圈圈圈電磁繼電器構(gòu)成成成的限時時電流流速斷保保護的的原理接接線如如圖3-5所示(與圖3-3相比較，相相相當(dāng)于用KT代替了KM)。圖中電電流流繼電器KAl和KA2是保護的的測測量元件件，保保護范圍圍內(nèi)相相間短路路故障障時動作作，動動合觸點點閉合合起動時時間繼繼電器KT，時間繼繼電電器是保保護的的邏輯及及執(zhí)行行元件，起起動動后動合合觸點點延時閉閉合，經(jīng)經(jīng)信號繼繼電器器KS線圈和斷斷路路器QF的輔助觸觸點點，使斷斷路器器跳閘線線圈YT帶電，斷斷路路器QF跳閘切除除故故障，同同時信信號繼電電器發(fā)發(fā)出保護護動作作信號。顯然當(dāng)電流繼電電電器KAl或KA2動作起動動時時間繼電電器KT后，如果果在在其整定定時間間內(nèi)故障障被其其他保護護動作作切除，那那么么，在時時間繼繼電器延延時動動合觸點點閉合合之前，電電流流繼電器KAl或KA2由于故障障電電流消失失而返返回，時時間繼繼電器也也隨之之失去電電源返返回，則則整套套保護不不會動動作出口口。這這就是在在相鄰鄰線路始始端發(fā)發(fā)生故障障的情情況。限時電流速斷保保保護的特特點是是能夠保保護線線路的全全長，簡簡單可靠靠，一一般只有0.5s延時(有時為1s)，但保護護范范圍受系系統(tǒng)運運行方式式影響響。三、定時限過電電電流保護護1．定時限過電電電流保護的的工工作原理理綜合瞬時電流速速速斷保護護和限限時電流流速斷斷保護的的作用用，可以以對全全線路范范圍內(nèi)內(nèi)的任何何故障障實現(xiàn)瞬瞬時或或較短延延時地地切除故故障。為為了防止止由于于繼電保保護拒拒動或斷斷路器器拒動無無法切切除故障障的情情況，還還需要要裝設(shè)具具有近近后備和和遠后后備作用用的后后備保護護，定定時限過過電流流保護就就是這這樣的后后備保保護。如圖3-6所示示，在在保護1瞬時電流流速速斷保護護和限限時電流流速斷斷保護拒拒動時時，線路L1的定時限限過過電流保保護作作為本線線路的的近后備備保護護，動作作于跳跳閘；同同時作作為線路12的遠后備備保保護，在在保護護2拒動或斷斷路路器QF2拒動時動動作作。顯然然，線線路Ll的定時限限過過電流保保護的的保護范范圍應(yīng)應(yīng)該包括括線路路L1和L2的全部，必必必然延伸伸到線線路L3。保護范范圍圍長，動動作電電流必然然較小小，但必必須保保證在系系統(tǒng)正正常運行行最大大負荷電電流下下不動作作，而而在L1或L2發(fā)生短路路時時保護起起動，實實現(xiàn)后備備作用用。2．整定計算(1)動作電流流流。定時時限過過電流保保護的的動作電電流應(yīng)應(yīng)滿足以以下兩兩個條件件：1)在系統(tǒng)正常常運運行時不動動動作，動動作電電流應(yīng)該該大于于該線路路的最最大負荷荷電流流，即>(3-10))2)外部故障切切除除后，應(yīng)能能能夠可靠靠返回回。例如如圖3-6中，線路L2或L3上故障時時，線線路L1定時限過過電電流保護護會起起動，按按照選選擇性要要求，應(yīng)應(yīng)由線路L2或L3的保護動動作作，在2QF或3QF跳閘后，故故故障電流流消失失，線路L1定時限過過電電流保護護應(yīng)立立即返回回。注注意，此此時需需要考慮慮可能能存在負負荷中中電動機機自起起動過程程造成成的負荷荷電流流增大，所所以以應(yīng)滿足足關(guān)系系>(3-11))式中———電動機的的自自起動系系數(shù)，一一般為1.5～3。綜合考慮式(333-100)和式(3-111)，定時限限過過電流保保護的的動作電電流整整定為(3-12)式中————定時限過過電電流保護護的一一次動作作電流流；——定時限過電電流流保護的可可可靠系數(shù)數(shù)，一一般取＝1.15～1.25；——電流繼電器器的的返回系數(shù)數(shù)數(shù)，一般般取0.85；——流過被保護護線線路的最大大大負荷電電流。確定最大負荷電電電流，需需要根根據(jù)具體體電網(wǎng)網(wǎng)的實際際情況況，考慮慮最嚴(yán)嚴(yán)重情況況下，可可能出現(xiàn)現(xiàn)的最最大負荷荷電流流。考慮到上、下級級級過電流流保護護靈敏度度配合合要求，圖圖3-6所示定時時限限過電流流保護護的動作作電流流，應(yīng)滿滿足關(guān)關(guān)系。(2)動作時時時間。如如圖3-7的定時限限過過電流保保護動動作時間間整定定示意圖圖所示示，當(dāng)k1點發(fā)生故故障障時，保保護1和保護2的定時限限過過電流繼繼電器器同時起起動，按按照繼電電保護護選擇性性要求求，此時時應(yīng)該該由保護2動作，使使斷斷路器2QF跳閘，在在保保護2或斷路器2QP拒動時，才才才允許保保護1動作，使使斷斷路器lQP跳閘，即即保保護1和保護2定時限過過電電流保護護的動動作時間間應(yīng)該該滿足關(guān)關(guān)系。同同理，當(dāng)k2點發(fā)生故故障障時，應(yīng)應(yīng)由保保護3動作，使使斷斷路器3QF跳閘，在在保保護3或斷路器3QF拒動時，才才才允許保保護2動作，使使斷斷路器2QF跳閘，即即按按照繼電電保護護選擇性性要求求，保護2和保護3定時限過過電電流保護護的動動作時間間應(yīng)該該滿足關(guān)關(guān)系。線路L1、L22和L3的定時限過過電電流保護動動動作時間間整定定如下：：式中、、———分別為線線路Ll、L2和L3的定時限限過過電流保保護的的動作時時間；；△t——時限級級差。以上整定原則可可可見，定定時限限過電流流保護護越靠近近電源源處，動動作時時間越長長：越越靠近負負荷端端，動作作時間間越短；；并且且相鄰線線路動動作時間間相差差一個時時限級級差。一一般將將定時限限過電電流保護護動作作時間整整定原原則稱為為階梯梯時限原原則。顯顯然，定定時限限過電流流保護護是通過過動作作電流間間的靈靈敏度配配合、時時限階梯梯特性性保證動動作選選擇性的的。實際中，電流保保保護的動動作時時限有定定時限限和反時時限兩兩種實現(xiàn)現(xiàn)方法法。以上上電流流保護的的動作作時間一一經(jīng)整整定，則則不隨隨通入保保護的的電流變變化，保保護起動動后按按照預(yù)先先整定定值延時時動作作，因此此稱為為定時限限過電電流保護護。如如果電流流保護護的動作作時間間與通人人保護護的電流流有關(guān)關(guān)，保護護起動動后，當(dāng)當(dāng)電流流大時動動作時時間短，電電流流小時動動作時時間長，則則稱稱為反時時限電電流保護護。即即定時限限過電電流保護護的動動作時限限一經(jīng)經(jīng)整定則則固定定不再變變化，而而反時限限過電電流保護護的動動作時間間則隨隨通入保保護的的電流呈呈反時時限變化化。(3)靈敏度。定定定時限過過電流流保護的的靈敏敏度校驗驗需考考慮近后后備和和遠后備備兩種種情況，靈靈敏敏系數(shù)計計算如如下：(3---13))式中——定時限過過電電流保護護的一一次動作作電流流；——系統(tǒng)最小運運行行方式下，保保護范圍末端端兩相短路流流過保護的短路路電流，作為為近后備保護護，故障點為為本線路末端母線線短路，作為為遠后備保護護，故障點為為最長相鄰線線路末端母線線短路；——定時限過電電流流保護的靈靈靈敏系數(shù)數(shù)。規(guī)程要求：作為為為近后備備保護護，≥1.3～1.5；作為遠遠后后備保護護，≥≥1.2。如果靈敏系數(shù)不不不滿足規(guī)規(guī)程要要求，可可以考考慮采用用其他他保護。3．原理接線圖圖圖由定時限過電流流流保護原原理可可知，保保護的的構(gòu)成元元件與與限時電電流速速斷保護護相同同，所以以接線線圖與圖3-5相同。定時限過電流保保保護的主主要優(yōu)優(yōu)點是靈靈敏度度高，簡簡單可可靠，但但由于于按照階階梯時時限原則則整定定動作時時限，動動作時間間長，尤尤其是靠靠近電電源端動動作時時間更長長，因因此一般般作為為后備保保護。四、三段式電流流流保護如前所述，瞬時時時電流速速斷保保護無動動作延延時，通通過動動作電流流的整整定保證證選擇擇性，只只能保保護本線線路始始端一部部分；；限時電電流速速斷保護護帶有有短延時(一般為0.5ss)，通過動動作作電流的的整定定和短延延時保保證選擇擇性，可可以保護護本線線路的全全長；；定時限限過電電流保護護帶有有較長的的延時時，通過過動作作電流間間的靈靈敏度配配合、動動作時限限的配配合保證證選擇擇性，能能夠保保護本線線路的的全長和和相鄰鄰線路的的全長長。通常，將瞬時電電電流速斷斷保護護、限時時電流流速斷保保護和和定時限限過電電流保護護組合合在一起起，構(gòu)構(gòu)成三段段式電電流保護護。瞬瞬時電流流速斷斷保護稱稱為工工段保護護，或或電流保保護I段；限時時電電流速斷斷保護護稱為Ⅱ段保護，或或或電流保保護Ⅱ段；定時時限限過電流流保護護稱為Ⅲ段保護，或或或電流保保護Ⅲ段。其中中，電電流保護護工段段和電流流保護護Ⅱ段組成線線路路的主保保護，電電流保護Ⅲ段作為本本線線路的近近后備備保護和和相鄰鄰線路的的遠后后備保護護。三段式電流保護護護的原理理邏輯輯框圖如如圖3-8所示。用用于于反應(yīng)相相間故故障的電電流保保護通常常可以以有選擇擇地接接人兩相相電流流，一般般接入入A相和C相電流，則則則任何相相間短短路至少少有一一相的電電流元元件可以以反應(yīng)應(yīng)。但需需要注注意，在在同一一電壓等等級中中，兩相相電流流應(yīng)取自自同名名相。圖3-8中I、Ⅱ、Ⅲ分別為電電流流保護I段、Ⅱ段、Ⅲ段的電流流測測量元件(可以采用用電電流繼電電器)，T1、T2分別為電電流流保護Ⅱ段、Ⅲ段的時間間元元件(可以采用用時時間繼電電器)。圖中Hl、H2、H3、H4是或門。在工程應(yīng)用中，三三段式電流保保護不一定三三段全部投入入。例如，當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)運行方方式變化很大大，I段保護范圍圍太小或沒有有保護區(qū)時，則則不投入I段；對于線線路一變壓器器接線，工段段可以保護線線路全長時，則則可以不投入入Ⅱ段；在末端端線路，可能能Ⅱ段和Ⅲ段的動作時時間相同，則則也可以不投投入Ⅱ段。五、方向電流保保保護上述三段式電流流流保護的的選擇擇性是通通過動動作電流流、動動作時間間整定定來保證證的，對對于雙側(cè)側(cè)有電電源的線線路或或環(huán)網(wǎng)線線路，在在有些情情況下下通過動動作電電流、動動作時時限整定定不能能保證保保護的的選擇性性。如如圖3-9所示雙側(cè)側(cè)電電源線路路，當(dāng)當(dāng)k1點發(fā)生故故障障時，要要使斷斷路器5QF跳閘、4QF不跳閘，則則則應(yīng)該滿滿足tt4>t5當(dāng)k2發(fā)生故障障時時，要使使斷路路器4QF跳閘、5QF不跳閘，則則則應(yīng)該滿滿足tt4<t5。顯然上上述述時限是是無法法整定的的。分析k1和k22點發(fā)生故障障時時，流過保保保護4和保護5的功率方方向向是不同同的。k1點故障時時，流流過保護5的功率方方向向是母線線到線線路(稱為正功功率)，流過保保護4的功率方方向向是線路路到母母線(稱為負功功率)；k2點故障時時，流流過保護4的功率方方向向是母線線到線線路(正功率)，流過保保護5的功率方方向向是線路路到母母線(負功率)。因此，利利利用短路路時功功率方向向的這這一特征征，在在電流保保護的的基礎(chǔ)上上加裝裝功率方方向元元件，反反應(yīng)短短路功率率的方方向，使使保護護只有在在短路路功率從從母線線流向被被保護護線路時時動作作，由此此構(gòu)成成方向電電流保保護，則則保護護4和保護5無須時限限配配合，解解決以以上問題題。對圖3-8所示示三三段式電流流流保護加加裝功功率方向向元件件后，即即可構(gòu)構(gòu)成三段段式方方向電流流保護護。方向向電流流保護的的單相相原理邏邏輯框框圖如圖3-10所示，圖圖中Y1、Y2和Y3是雙輸入入與與門，保保護必必須在電電流元元件和功功率方方向元件件同時時滿足動動作條條件時才才能使使本段保保護起起動?？煽梢?，加加裝功率率方向向元件后后，雙雙電源線線路的的保護問問題被被轉(zhuǎn)化為為單電電源問題題。需要指出的是，三三段式方向電電流保護的應(yīng)應(yīng)用中需要考考慮克服功率率方向繼電器器死區(qū)并遵循循按相起動接接線。功率方方向元件反應(yīng)應(yīng)保護安裝處處的功率方向向而動作，當(dāng)當(dāng)保護安裝處處發(fā)生三相短短路時，電壓壓為零，功率率方向繼電器器無法判斷故故障方向，無無法動作，出出現(xiàn)電壓死區(qū)區(qū)，因此，功功率方向繼電電器對電壓應(yīng)應(yīng)有“記憶”作用，從而而消除電壓死死區(qū)。按相起起動接線指各各相電流元件件應(yīng)與該相方方向元件串聯(lián)聯(lián)(即相“與”)后再起動該該段時間元件件，如圖3-10，以防止非非故障相方向向電流保護誤誤動作。>>第三節(jié)節(jié)節(jié)接地保護護一、中性點直接接接接地系系統(tǒng)的的零序電電流保保護中性點直接接地地地系統(tǒng)發(fā)發(fā)生接接地短路路時產(chǎn)產(chǎn)生很大大的短短路電流流，要要求繼電電保護護必須及及時動動作切除除故障障，保證證設(shè)備備和系統(tǒng)統(tǒng)的安安全。(一)接地短短路特點點及零零序電流流測量量1．接地短路特特特點電力系統(tǒng)發(fā)生接接接地故障障，包包括單相相接地地故障和和兩相相接地故故障，在在三相中中出現(xiàn)現(xiàn)大小相相等、相相位相同同的零零序電壓壓和零零序電流流。對對于中性點直接接地系系系統(tǒng)，零零序電電流具有有以下下特點：：(1)零序電流流流通過系系統(tǒng)接接地中性性點和和短路故故障點點形成短短路通通路，因因此零零序電流流通過過變壓器器接地地中性點點構(gòu)成成回路；；(2)零序電流流流的大小小不僅僅與中性性點接接地變壓壓器的的多少、分分布布有關(guān)，而而且且與系統(tǒng)統(tǒng)運行行方式有有關(guān)；；(3)線路零序序序電流的的大小小與短路路故障障位置有有關(guān)，短短路點越越靠近近保護安安裝地地點，零零序電電流數(shù)值值越大大，零序序電流流的大小小與短短路故障障位置置的關(guān)系系如圖圖3-14所示。另外注意，接地地地故障點點的零零序電壓壓最高高。根據(jù)以上零序電電電流的特特點，可可以構(gòu)成成中性性點直接接接地地系統(tǒng)的的線路路零序電電流保保護。2．變壓器中性性性點接地考考慮慮考慮變壓器中性性性點接地地的多多少、分分布時時，應(yīng)使使電網(wǎng)網(wǎng)中對應(yīng)應(yīng)零序序電流的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)盡可能能保持持不變或或變化化較小，以以保保證零序序電流流保護有有較穩(wěn)穩(wěn)定的保保護區(qū)區(qū)和靈敏敏度，同同時防止止單相相接地故故障時時非故障障相出出現(xiàn)危險險過電電壓。3．零序電壓和和和零序電流流測測量接地短路時三相相相的零序序電