供配電技術(shù)（第4版）（微課版）課件 項(xiàng)目五 供配電二次回路和繼電保護(hù)

項(xiàng)目五二次回路和繼電保護(hù)內(nèi)容：供配電系統(tǒng)的二次回路是實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。繼點(diǎn)保護(hù)是變電站二次回路的重要組成部分，也是供配電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。重點(diǎn)：供配電系統(tǒng)的二次回路；繼電保護(hù)的基本知識(shí)和理論；電力變壓器的繼電保護(hù)；電力線路的繼電保護(hù)；繼電保護(hù)的整定計(jì)算方法。項(xiàng)目概述一、供配電系統(tǒng)的二次回路二次回路由二次設(shè)備組成，用來對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路，又稱作二次接線系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。隨著變電站自動(dòng)化水平的提高，二次回路將起到越來越大的作用。二次回路接線圖可為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢修、試驗(yàn)、查線等提供重要技術(shù)資料。二次回路可反映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài)及控制、調(diào)整一次設(shè)備。當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，能夠立即動(dòng)作，使故障部分退出運(yùn)行。二、供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)繼電保護(hù)是用來提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的反事故自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)與其他自動(dòng)裝置配合工作時(shí)，還可提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，所以，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要內(nèi)容之一。任務(wù)一認(rèn)識(shí)供配電系統(tǒng)的二次回路【任務(wù)陳述】二次回路是由繼電保護(hù)、安全自動(dòng)控制、系統(tǒng)通訊、調(diào)度自動(dòng)化、DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成的系統(tǒng)，是供配電系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)人與一次系統(tǒng)的聯(lián)系監(jiān)視、控制，使一次系統(tǒng)能安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。通過本任務(wù)，學(xué)習(xí)者應(yīng)了解供配電系統(tǒng)二次回路操作電源的組成及作用；理解二次回路中電測(cè)量儀表與絕緣監(jiān)察裝置的布置與用途；理解各種信號(hào)回路的分析方法；了解高壓斷路器控制及信號(hào)回路，掌握二次回路的相關(guān)技能。型變電站任務(wù)的不同，掌握工廠變電站位置的選擇原則。一、二次回路的操作電源操作電源主要供電給控制、保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置回路以及操動(dòng)機(jī)械和調(diào)節(jié)機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；供事故照明、直流油泵及交流不停電電源用電，以保證事故保安負(fù)荷的工作。直流操作電源主要用于大、中型變配電所；交流操作電源通常用于小型變電站?！局R(shí)準(zhǔn)備】1.直流操作電源大中型變電站中的直流操作電源，主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種。（1）鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池由二氧化鉛的正極板、鉛的負(fù)極板和密度1.2~1.3g/cm3的稀硫酸電解液組成。其放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為：優(yōu)點(diǎn)：工作性能可靠。缺點(diǎn)：危險(xiǎn)、腐蝕、維護(hù)量大和占用空間等。（2）鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池由正極板、負(fù)極板、電解液組成。正極板為氫氧化鎳或三氧化鎳，負(fù)極板為鎘，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉等堿溶液。特點(diǎn)：工作性能可靠、腐蝕性小、大電流放電性能好、強(qiáng)度高和壽命長等，不需專門的蓄電池室，在大中型變電站應(yīng)用普遍。鎘鎳蓄電池組的放電和充電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式為：（3）蓄電池的運(yùn)行方式蓄電池的運(yùn)行方式有充電—放電運(yùn)行方式和浮充電運(yùn)行方式兩種。①充電-放電運(yùn)行方式②浮充電運(yùn)行方式蓄電池組通常采用浮充電法，即先將蓄電池充好電，然后將浮充電設(shè)備和蓄電池并聯(lián)工作，浮充電設(shè)備既給直流母線上的經(jīng)常性負(fù)荷供電，又以不大的電流向蓄電池浮充電，用來補(bǔ)償蓄電池由于自放電而損失的能量，使蓄電池經(jīng)常處于滿充電狀態(tài)，延長了蓄電池的壽命。2.硅整流直流操作電源平時(shí)硅整流電源將廠用交流電變?yōu)橹绷麟姽┙o操作、保護(hù)及信號(hào)回路，并向電容器組充電。采用硅整流電容儲(chǔ)能裝置后，一般應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，一個(gè)接硅整流裝置，一個(gè)備用。特點(diǎn)：價(jià)格便宜，占地面積小、維護(hù)量小、不需充電裝置。但可靠性差，需加裝補(bǔ)償電容和交流電源自動(dòng)投切裝置，二次回路復(fù)雜。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)若引起廠用電源電壓下降，則整流直流電壓也相應(yīng)下降，但充足電的電容器組可對(duì)繼電保護(hù)裝置和斷路器跳閘線圈放電，使斷路器可靠跳閘，從而保證電站運(yùn)行的安全。硅整流電容儲(chǔ)能直流系統(tǒng)原理圖WO-合閘小母線WC-控制小母線WF-閃光小母線1C和2C-儲(chǔ)能電容器3.閃光裝置直流母線上還接有直流絕緣星宿裝置和閃光裝置。當(dāng)某一母線對(duì)地絕緣電阻降低時(shí)，檢測(cè)繼電器動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，閃光裝置提供閃光電源，工作原理如圖所示：正常工作時(shí)，閃光小母線+WF不帶電，當(dāng)系統(tǒng)或二次回路發(fā)生故障時(shí)，繼電器1K動(dòng)作，使信號(hào)燈HL接于閃光小母線+WF上，閃光裝置工作，利用與繼電器K并聯(lián)的電容器C的充放電，使繼電器交替動(dòng)作和釋放，從而閃光小母線+WF電壓交替升高和降低，信號(hào)燈發(fā)出閃光信號(hào)。2.交流操作電源交流操作電源可取自于所用電變壓器，當(dāng)保護(hù)、控制、信號(hào)回路的容量不大時(shí)，也可取自于電流互感器、電壓互感器的二次側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、投資小，維護(hù)方便。缺點(diǎn)：不完善、不能構(gòu)成復(fù)雜的保護(hù)。(1)站用變壓器及其供電系統(tǒng)交流操作電源一般由主變壓器供電，如圖所示。這種交流操作電源適用于小型變電站。站用變一般都接在電源的進(jìn)線處。一般情況下，采用一臺(tái)站用變即可，但對(duì)一些重要的變電站，要求有可靠的站用電源，此電源不僅在正常情況下能保證供電給操作電源，而且應(yīng)考慮在全站停電或站用電源發(fā)生故障時(shí)，仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)電源進(jìn)線斷路器的操作和事故照明的用電，這時(shí)一般設(shè)有兩臺(tái)互為備用的站用主變。二、

電測(cè)量儀表與絕緣監(jiān)視裝置供配電系統(tǒng)中的電氣測(cè)量有三個(gè)目的：一是計(jì)費(fèi)測(cè)量；；二是對(duì)供電系統(tǒng)中運(yùn)行狀態(tài)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析所進(jìn)行的測(cè)量；；三是對(duì)交、直流系統(tǒng)的安全狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目的不同，對(duì)測(cè)量儀表的要求也不一樣。

1.電測(cè)量儀表配置①供配電系統(tǒng)的每一條電源進(jìn)線上，必須裝設(shè)計(jì)費(fèi)用的有功電度表和無功電度表及反映電流大小的電流表。通常采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量柜，計(jì)量柜內(nèi)有計(jì)量專用電流、電壓互感器。②在變電站的每一段3~10kV母線上，必須裝設(shè)電壓表4只，其中一只測(cè)量線電壓，其它三只測(cè)量相電壓。③35/6kV～10kV變壓器應(yīng)在高壓側(cè)或低壓側(cè)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表和無功電度表各一只；6～10/0.4kV的配電變壓器，應(yīng)在高壓側(cè)或低壓側(cè)裝設(shè)一只電流表和一只有功電度表，如為單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算的單位變壓器還應(yīng)裝設(shè)一只無功電度表。有功電度表無功電度表電壓表電流表④3~10kV配電線路應(yīng)裝設(shè)電流表，有功電度表，無功電度表各一只，如不是單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算單位時(shí)，無功電度表可不裝設(shè)。當(dāng)線路負(fù)荷大于5000kVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)一只有功功率表。⑤低壓動(dòng)力線路上應(yīng)裝一只電流表。55kW及以上電動(dòng)機(jī)回路應(yīng)裝一只電流表。照明和動(dòng)力混合供電的線路上，照明負(fù)荷占總負(fù)荷的15%及以上時(shí)，應(yīng)在每相上裝一只電流表。如需電能計(jì)量，一般還應(yīng)裝設(shè)一只三相四線有功電能表。⑥三相負(fù)荷不平衡程度大于10%的高壓線路和大于5%的低壓線路應(yīng)裝3只電流表，照明變壓器、照明與動(dòng)力公用的變壓器應(yīng)裝3只電流表。⑦電容器組總回路的每相應(yīng)裝設(shè)一只電流表，并應(yīng)裝設(shè)一只無功電能表。（2）儀表的準(zhǔn)確度要求

①電測(cè)量奘置的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于表6-1的規(guī)定。指針式儀表選用1.5級(jí)，數(shù)字式儀表選用0.5級(jí)。交流指示儀表的綜合準(zhǔn)確度不應(yīng)低于2.5級(jí),直流指示儀表的綜合準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1.5級(jí)，接于電測(cè)量變送器二次側(cè)儀表的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1.0級(jí)。用于電測(cè)量奘置的電流、電壓互感器及附件、配件的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于表8-3的規(guī)定。②電能計(jì)量裝置按其計(jì)量對(duì)象的重要程度和計(jì)量電能的多少分為五類：Ⅰ類電能計(jì)量裝置：月用電量5000MWh及以上或變壓器容量為10MVA及以上的高壓用戶；Ⅱ類電能計(jì)量裝置：月用電量1000MWh及以上或變壓器容量為2MVA及以上的高壓用戶；Ⅲ類電能計(jì)量裝置：月用電量100MWh及以上或負(fù)荷容量為315kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶、用戶內(nèi)部用于承包考核用的計(jì)量點(diǎn)；Ⅳ類電能計(jì)量裝置：負(fù)荷容量為315kVA及以下的計(jì)費(fèi)用戶、用戶內(nèi)部技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、考核用的電能計(jì)量裝置；Ⅴ類電能計(jì)量裝置：單相電力用戶計(jì)費(fèi)用的電能計(jì)量裝置。電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于表6-3的規(guī)定。2.

直流絕緣監(jiān)察回路兩點(diǎn)接地的危害如圖中A、B兩點(diǎn)接地時(shí)，就會(huì)使跳閘線圈YR得電而造成誤跳閘事故。因此，直流系統(tǒng)中應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)的接地故障，盡快找出接地點(diǎn)，隔離故障點(diǎn)并排除故障。直流系統(tǒng)中，正、負(fù)母線對(duì)地是懸空的，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，并不會(huì)引起任何危害，但必須及時(shí)消除，否則當(dāng)另一點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)回路和自動(dòng)裝置回路的誤動(dòng)作。正常狀態(tài)下，直流母線正極和負(fù)極的對(duì)地絕緣良好，電阻R+和R-相等，繼電器KE線圈中只有微小的不平衡電流通過，繼電器不動(dòng)作。直流絕緣監(jiān)視裝置回路圖當(dāng)某極絕緣電阻下降到一定值時(shí)，流過繼電器KE線圈的電流增大，繼電器KE動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，發(fā)出預(yù)告信號(hào)，光字牌亮，同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)。利用轉(zhuǎn)換開關(guān)ST和電壓表2V，可判別哪一極接地。利用轉(zhuǎn)換開關(guān)1SL和電壓表1V，讀直流系統(tǒng)總的絕緣電阻，計(jì)算每極對(duì)地絕緣電阻。供配電系統(tǒng)中，保護(hù)裝置或監(jiān)測(cè)裝置動(dòng)作后都要通過信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)提示運(yùn)行人員。這個(gè)信號(hào)系統(tǒng)稱為中央信號(hào)系統(tǒng)。中央信號(hào)有以下幾種類型：斷路器發(fā)生事故跳閘時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器（或電笛）發(fā)出聲響，同時(shí)斷路器的位置指示燈發(fā)出閃光，事故類型光字牌亮，指示故障的位置和類型。①事故信號(hào)當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)警鈴發(fā)出聲響信號(hào)，同時(shí)標(biāo)有故障性質(zhì)的光字牌點(diǎn)亮，指示不正常運(yùn)行狀態(tài)的類型，如變壓器過負(fù)荷、控制回路斷線等。②預(yù)告信號(hào)三、

中央信號(hào)回路位置信號(hào)包括斷路器位置（如燈光指示或操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘位置指示器）和隔離開關(guān)位置信號(hào)等。③位置信號(hào)用于主控制室向其它控制室發(fā)出操作命令和控制室之間的聯(lián)系。④指揮信號(hào)和聯(lián)系信號(hào)①中央事故信號(hào)裝置應(yīng)保證在任一斷路器事故跳閘后，立即發(fā)出音響信號(hào)和燈光信號(hào)；1.對(duì)中央信號(hào)回路的要求②中央預(yù)告信號(hào)裝置應(yīng)保證在任一電路發(fā)生故障時(shí)，能按要求（瞬時(shí)或延時(shí)）發(fā)出音響信號(hào)和燈光信號(hào)；③中央事故音響信號(hào)與預(yù)告音響信號(hào)應(yīng)有區(qū)別。一般事故音響信號(hào)電笛或蜂鳴器，預(yù)告音響信號(hào)用電鈴；④中央信號(hào)裝置在發(fā)出音響信號(hào)后，應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸（解除）音響，而燈光信號(hào)及其它指示信號(hào)應(yīng)保持到消除故障為止。⑤接線應(yīng)簡單、可靠，應(yīng)能監(jiān)視信號(hào)回路的完好性。⑥應(yīng)能對(duì)事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)及其光字牌是否完好進(jìn)行試驗(yàn)。⑦中央信號(hào)一般采用重復(fù)動(dòng)作的信號(hào)裝置，變配電所主接線比較簡單時(shí)可采用不重復(fù)動(dòng)作的中央信號(hào)裝置。2.中央事故信號(hào)回路中央事故信號(hào)按操作電源分為交流和直流兩類。按復(fù)歸方法，可分為就地復(fù)歸和中央復(fù)歸兩種。按其能否重復(fù)動(dòng)作分為不重復(fù)動(dòng)作和重復(fù)動(dòng)作兩種。（1）集中復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作的信號(hào)回路設(shè)斷路器1QF因事故跳閘，事故信號(hào)回路起動(dòng)，蜂鳴器HB發(fā)出聲響。按2SB復(fù)歸按鈕解除音響。若此時(shí)2QF又發(fā)生了事故跳閘，蜂鳴器將不會(huì)發(fā)出聲響，這就叫做“不能重復(fù)動(dòng)作”。能在控制室手動(dòng)復(fù)歸稱中央復(fù)歸。1SB為試驗(yàn)按鈕，用于檢查事故音響是否完好。(2)中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作的事故信號(hào)回路“重復(fù)動(dòng)作”是利用控制開關(guān)與斷路器輔助觸點(diǎn)之間不對(duì)應(yīng)回路中的附加電阻和信號(hào)沖擊繼電器實(shí)現(xiàn)的。3.中央預(yù)告信號(hào)回路中央預(yù)告信號(hào)指在供電系統(tǒng)中出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)發(fā)出的音響信號(hào)。中央預(yù)告信號(hào)裝置分有直流和交流，也有不重復(fù)動(dòng)作和重復(fù)動(dòng)作兩種。(1)中央復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作預(yù)告信號(hào)回路系統(tǒng)發(fā)生不正常工作狀態(tài)時(shí)，反映系統(tǒng)不正常狀態(tài)的繼電器常開觸點(diǎn)

不正常工作狀態(tài)未消除之前KS、HL、KM線圈一直是接通的，當(dāng)另一設(shè)備發(fā)生不正常工作狀態(tài)時(shí)，不能重復(fù)發(fā)出音響信號(hào)，只有相應(yīng)的光字牌亮。光字牌亮

(2)中央復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作預(yù)告信號(hào)回路系統(tǒng)發(fā)生不正常工作狀態(tài)時(shí)電鈴聲響

光字牌亮預(yù)告信號(hào)音響部分的重復(fù)動(dòng)作也是靠突然并入啟動(dòng)回路電阻，使流過沖擊繼電器的電流發(fā)生突變實(shí)現(xiàn)的。啟動(dòng)回路的電阻是光字牌中的燈泡。四、

高壓斷路器控制及信號(hào)回路1.高壓斷路器控制回路的要求為了實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的控制，必須有發(fā)出跳、合閘命令的控制機(jī)構(gòu)；執(zhí)行操作命令的操動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及傳送命令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間傳送機(jī)構(gòu)等。由這幾部分構(gòu)成的電路，即為高壓斷路器的控制回路。對(duì)斷路器控制回路的基本要求如下：1.能手動(dòng)和自動(dòng)跳閘與合閘；2.應(yīng)能監(jiān)視控制回路操作電源及跳、合閘回路的完好性；應(yīng)對(duì)二次回路短路

或過負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)；3.在跳閘或合閘完成后，應(yīng)能自動(dòng)解除命令脈沖，切斷合閘或電源；4.應(yīng)有反應(yīng)斷路器手動(dòng)和自動(dòng)跳、合閘的位置信號(hào)；5.應(yīng)具有防止斷路器多次跳閘的“防跳”措施；6.斷路器的事故跳閘回路，應(yīng)按不對(duì)應(yīng)原理接線。7.對(duì)于采用氣壓、液壓和彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常、彈簧

是否拉緊到位的監(jiān)視和閉鎖回路。2.電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路控制開關(guān)共有6個(gè)位置，其中“跳閘后”和“合閘后”為固定位置，其他為操作時(shí)的過渡位置。有時(shí)用字母表示6種位置，如“C”表示合閘中，“T”表示跳閘中，“P”表示預(yù)備合閘

，“D”表示合閘后。

(1)控制開關(guān)控制開關(guān)是斷路器控制回路的主要控制元件，由運(yùn)行人員操作使斷路器跳、合閘，在變電所中常用的是LW2型系列自動(dòng)復(fù)位控制開關(guān)，如下圖示：6個(gè)位置(2)控制回路手動(dòng)合閘閉合控制開關(guān)SA處于跳閘后位置

此時(shí)1QF接通，HG綠燈亮，表明斷路器為斷開狀態(tài)，同時(shí)表明控制回路的兩個(gè)熔斷器完好，但是由于電阻1R的存在，流過合閘接觸器線圈KM的電流很小，因此KM并不動(dòng)作。

此時(shí)將SA順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°至預(yù)備合閘PC位置，使9、12接通，讓信號(hào)燈與閃光小母線（+）WF相連。綠燈HG閃光，表明SA的位置雖然與“合閘后”位置相同，但斷路器仍處于“跳閘后”狀態(tài)，從而提醒運(yùn)行人員核對(duì)操作對(duì)象是否有誤。無誤時(shí)，將SA繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，置于合閘C。SA的5、8接通，使KM接通于+MC和-MC之間，KM1、KM2觸點(diǎn)閉合，合閘線圈YO得電，斷路器合閘。斷路器手動(dòng)合閘后，斷路器輔助觸點(diǎn)1QF斷開使綠燈熄滅，2QF閉合，紅燈亮16-13接通。但由于2R的存在，流過跳閘線圈YR的電流很小，不足以其觸點(diǎn)動(dòng)作。2.電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路SA繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°而置于跳閘位置6-7通，使跳閘線圈YR接電，斷路器跳閘，紅燈熄滅，綠燈發(fā)平光?？刂崎_關(guān)SA逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°置于預(yù)備跳閘位置，13-14接通閃光母線，使紅燈HR發(fā)出閃光。當(dāng)松開SA后，SA自動(dòng)回到跳閘后位置，10-11通，綠燈發(fā)出平光，表明斷路器手動(dòng)跳閘，又表明合閘回路完好。手動(dòng)跳閘自動(dòng)裝置的繼電器觸點(diǎn)1K和2K的閉合分別實(shí)現(xiàn)合、跳閘控制。紅燈發(fā)出閃光，表明斷路器自動(dòng)合閘，同時(shí)表明跳閘回路完好。綠燈發(fā)出閃光，表明斷路器自動(dòng)跳閘，又表明合閘回路完好。斷路器的自動(dòng)控制當(dāng)斷路器因故障跳閘時(shí)，保護(hù)出口繼電器觸點(diǎn)3K閉合，YR通電，斷路器跳閘，HG發(fā)出閃光，運(yùn)行人員須將SA旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上，相應(yīng)的信號(hào)燈發(fā)平光。出現(xiàn)多次“跳閘—合閘”現(xiàn)象，稱為“跳躍”。跳閘電流流過防跳繼電器KTL的電流線圈，使其啟動(dòng)，KTL1常開觸點(diǎn)閉合自鎖，

KTL2常閉觸點(diǎn)打開，其KTL電壓線圈也動(dòng)作，自保持。防止了跳躍現(xiàn)象。斷路器的防跳［任務(wù)實(shí)施］識(shí)讀二次回路圖二次回路圖主要有二次回路原理接線圖、二次回路原理展開圖、二次回路安裝接線圖。某10kV線路的過電流保護(hù)原理接線如圖所示。1.原理接線圖其余參看課本。任務(wù)總結(jié)1.二次回路操作電源分為直流和交流兩大類。直流操作電源又分為蓄電池供電和硅整流直流操作電源兩種。交流操作電源取自變電站主變壓器和電壓互感器，主要供電給繼電保護(hù)和跳閘回路。2.電氣測(cè)量儀表是監(jiān)視供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況、計(jì)量電能消耗必不可少的設(shè)備，在裝設(shè)和使用過程中應(yīng)家的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。絕緣監(jiān)察裝置的作用是專門用于監(jiān)視中央信號(hào)屏上的對(duì)地絕緣狀況的裝置，一般裝設(shè)在小電流接地系統(tǒng)。3.中央信號(hào)回路和斷路器控制回路是二次回路的重要部分，斷路器的控制有電磁式自動(dòng)控制和手動(dòng)控制等方式。信號(hào)系統(tǒng)包括燈光監(jiān)視系統(tǒng)、音響監(jiān)視系統(tǒng)和閃光裝置等。任務(wù)二供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)【任務(wù)陳述】繼電保護(hù)裝置是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本條件，要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的作用，就必須要具備有科學(xué)先進(jìn)、行之有效的繼電保護(hù)裝置，所謂“工欲善其事、必先得其器”，有了設(shè)備的支持，才真正具備了維護(hù)供配電系統(tǒng)的能力。然而要掌握和做好繼電保護(hù)工作，學(xué)習(xí)者就必須掌握繼電保護(hù)的相關(guān)知識(shí)和技能。通過本任務(wù)，學(xué)習(xí)者應(yīng)首先熟悉和了解繼電保護(hù)的類型與繼電保護(hù)裝置，其次應(yīng)理解和掌握繼電保護(hù)裝置的接線方式，理解過電流保護(hù)類型及其原理，掌握過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定及保護(hù)靈敏度校驗(yàn)，了解高頻保護(hù)裝置的原理及作用。一、

繼電保護(hù)的任務(wù)1.能自動(dòng)迅速且有選擇性地將被保護(hù)線路的故障元件從供配電系統(tǒng)中切除，保證其他非故障線路迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，并且避免故障元件繼續(xù)遭到破壞。2.能夠正確反映電氣設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，以便操作人員采取措施，恢復(fù)電器設(shè)備的正常工作。3.與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置（如自動(dòng)重合閘裝置，備用電源自動(dòng)投入裝置等）配合，提高供配電系統(tǒng)的供電可靠性。繼電保護(hù)是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行不可或缺的重要環(huán)節(jié)【知識(shí)準(zhǔn)備】繼電保護(hù)選擇性示意圖

2.繼電保護(hù)的要求繼電保護(hù)在其所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)應(yīng)動(dòng)作準(zhǔn)確不拒動(dòng)；發(fā)生任何保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，不應(yīng)誤動(dòng)作。如上圖所示系統(tǒng)K點(diǎn)發(fā)生短路，保護(hù)3不應(yīng)該拒動(dòng)，保護(hù)1和保護(hù)2不應(yīng)該誤動(dòng)。

1.可靠性當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，只切除故障設(shè)備，使停電范圍最小，保證系統(tǒng)中無故障部分仍能正常工作。2.選擇性3.速動(dòng)性供配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)能盡快動(dòng)作切除故障，以減小故障引起的損失，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性靈敏性是指繼電保護(hù)在其保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。在繼電保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi)，不論系統(tǒng)的運(yùn)行方式、短路的性質(zhì)和短路的位置如何，保護(hù)都應(yīng)正確動(dòng)作。

4.靈敏性繼電保護(hù)的靈敏性通常用靈敏度KS來衡量，靈敏度愈高，反應(yīng)故障的能力愈強(qiáng)。靈敏度Ks按下式計(jì)算：

不同作用的保護(hù)裝置和被保護(hù)設(shè)備，所要求的靈敏度是不同的，在《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中都有規(guī)定。三、繼電保護(hù)的基本原理供配電系統(tǒng)中具有各種各樣的保護(hù)裝置，但基本上都是由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。如下圖所示。故障量測(cè)量比較單元邏輯判斷單元執(zhí)行輸出單元跳閘或信號(hào)整定值測(cè)量被保護(hù)設(shè)備的某物理量，并和保護(hù)裝置的整定值進(jìn)行比較，判斷被保護(hù)設(shè)備是否發(fā)生故障，保護(hù)裝置是否應(yīng)該起動(dòng)。根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，輸出信號(hào)到執(zhí)行部分。執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分信號(hào)驅(qū)動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作，使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)。三、

常見的繼電保護(hù)類型與繼電保護(hù)裝置1.常見的繼電保護(hù)類型(1)按繼電器的結(jié)構(gòu)原理分，有電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字式、微機(jī)式等繼電器；(2)按繼電器反應(yīng)的物理量分有電流繼電器、電壓繼電器、功率方向繼電器、氣體繼電器等；(3)按繼電器反應(yīng)的物理量變化分，有過量繼電器和欠量繼電器，如過電流繼電器、欠電壓繼電器；(4)按繼電器在保護(hù)裝置中的功能分，有起動(dòng)繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器等。目前，供配電系統(tǒng)的一般用戶常用的繼電器主要是電磁式和感應(yīng)式繼電器。2.繼電保護(hù)裝置DL電磁式過電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

1─線圈2─電磁鐵3─Z型鋼舌片4─軸5─反作用彈簧6─軸承7─靜觸點(diǎn)8─動(dòng)觸點(diǎn)9─動(dòng)作電流調(diào)整桿10─標(biāo)度盤（銘牌）圖示為DL電磁式電流繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、內(nèi)部接線圖和圖形符號(hào)。文字符號(hào)是KA。(1)電磁式繼電保護(hù)裝置①電磁式電流繼電器DL系列電磁式過電流繼電器用于電機(jī)變壓器及輸電線的過負(fù)荷及短路保護(hù)。工作原理當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，銜鐵克服反作用力矩處于動(dòng)作狀態(tài)，當(dāng)電流升高到整定值時(shí)，繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合、動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；當(dāng)電流降低到0.8倍整定值時(shí)，繼電器觸點(diǎn)復(fù)歸。使過電流繼電器動(dòng)作的最小電流稱為繼電器的動(dòng)作電流，用Iop.kA表示。使繼電器返回到起始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用Ire.KA表示。繼電器的返回電流與動(dòng)作電流之比稱為返回系數(shù)Kre，即：電磁式電流繼電器的返回系數(shù)通常為0.85。②電磁式電壓繼電器DJ型電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與DL型電磁式電流繼電器基本相同。不同之處僅是電壓繼電器的線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，且與電壓互感器的二次繞組并聯(lián)。電壓繼電器的文字符號(hào)用KV表示。電磁式電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種。過電壓繼電器返回系數(shù)小于1，通常為0.8，欠電壓繼電器返回系數(shù)大于1，通常為1.25。③電磁式時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器用于繼電保護(hù)裝置中，使繼電保護(hù)獲得需要的延時(shí)，以滿足選擇性要求。DS型電磁式時(shí)間繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電磁系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、鐘表機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和時(shí)間調(diào)整系統(tǒng)組成。如圖所示。DS型電磁式時(shí)間繼電器的內(nèi)部接線如圖左示。圖右為它的圖形符號(hào)。④電磁式信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器在繼電保護(hù)裝置中用于發(fā)出指示信號(hào)，表示保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)接通信號(hào)回路，發(fā)出燈光或者音響信號(hào)。中間繼電器觸頭容量較大，觸頭數(shù)量較多，在繼電保護(hù)裝置中用于彌補(bǔ)主繼電器觸頭容量或觸頭數(shù)量的不足。(5)電磁式中間繼電器

(2)感應(yīng)式繼電保護(hù)裝置GL系列感應(yīng)式過電流繼電器

1─線圈2─鐵心3─短路環(huán)4─鋁盤5─鋼片6─框架

7─調(diào)節(jié)彈簧8─制動(dòng)永久磁鐵9─扇形齒輪10─渦桿

11─扁桿12─繼電器觸頭13─時(shí)間調(diào)節(jié)螺桿

14─速斷電流調(diào)節(jié)螺桿15─銜鐵16─動(dòng)作電流調(diào)節(jié)插銷感應(yīng)式電流互感器用于電動(dòng)機(jī)、變壓器與輸電線的過負(fù)荷短路及短路保護(hù)中作為反時(shí)限元件。圖示GL系列具有反時(shí)限及瞬時(shí)動(dòng)作特性，結(jié)構(gòu)為凸出式，有板前和板后兩種接線形式。工作原理：反時(shí)限動(dòng)作：從繼電器感應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作到觸頭閉合的時(shí)間為繼電器的動(dòng)作時(shí)限。繼電器線圈中電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)速越快，扇形齒輪上升速度也越快，動(dòng)作時(shí)限越短。這就是感應(yīng)式電流繼電器的反時(shí)限特性。感應(yīng)式電流繼電器由感應(yīng)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成GL系列感應(yīng)式過電流繼電器感應(yīng)式電流繼電器鋁盤受力示意圖1-線圈；2-電磁鐵；3-短路環(huán)；4-鋁盤；5-鋼片；6-鋁框架；7-調(diào)節(jié)彈簧；8-制動(dòng)永久磁鐵；9-軸速斷動(dòng)作：繼電器線圈中的電流增大到繼電器的速斷電流整定值時(shí)，電磁鐵將銜鐵瞬時(shí)吸下。（5）繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)以史無前例的速度迅猛發(fā)展，趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。我國常規(guī)繼電保護(hù)起始于50年代，到2000年繼電保護(hù)就基本實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，而綜合自動(dòng)化只經(jīng)過了2年的時(shí)間就過渡到了數(shù)字自動(dòng)化階段，數(shù)字自動(dòng)化只經(jīng)歷了1年的時(shí)間，我國出臺(tái)的繼電保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范又提出了智能化，繼電保護(hù)技術(shù)出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。繼電保護(hù)的技術(shù)革新，引領(lǐng)了繼電保護(hù)的智能化。近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。電流保護(hù)的接線方式是指電流繼電器與電流互感器的連接方式。繼電保護(hù)裝置可靠動(dòng)作的前提是電流互感器能否正確反映外部情況，這與電流保護(hù)的接線方式有很大的關(guān)系。接線方式不同，流入繼電器線圈中的電流也不一樣。工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，常用的接線方式有以下3種。1.三相三繼電器接線方式三相三繼電器接線方式中，當(dāng)任何形式的短路發(fā)生時(shí)，都有相應(yīng)的二次故障電流流入繼電器，因此可以保護(hù)各種形式的相間短路和單相接地短路故障。由于這種接線方式所用設(shè)備較多，接線復(fù)雜，因此主要用于大接地電流系統(tǒng)的保護(hù)。四、

繼電保護(hù)裝置的接線方式2.兩相兩繼電器接線方式這種接線方式能保護(hù)各種相間短路，但不能保護(hù)兩相接地短路和未裝電流互感器的單相接地短路故障。兩相兩繼電器接線方式設(shè)備較少、接線方式簡單。多用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中。3.兩相一繼電器接線方式兩相一繼電器接線方式的電流互感器通常接在A相和C相，繼電器中流過的電流為兩相電流相量之差，因此又稱為兩相電流差式接線。這種接線的接線系數(shù)隨短路種類不同而不同，保護(hù)靈敏度也不同，主要用于高壓小容量電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。為便于分析和保護(hù)的整定計(jì)算，引入接線系數(shù)Kw，它是流入繼電器的電流IKA與電流互感器二次繞組電流I2的比值，即：4.

接線系數(shù)三相三繼電器接線方式和兩相兩繼電器接線方式中，KW=1。對(duì)于兩相一繼電器接線方式，當(dāng)三相短路時(shí)，KW=1.732；只有一相裝電流互感器的兩相短路時(shí)，KW=1；對(duì)于兩相都裝有電流互感器的兩相短路時(shí)，KW=2。1.定時(shí)限過電流保護(hù)及其保護(hù)原理當(dāng)通過線路的電流大于繼電器的動(dòng)作電流，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性，這種繼電保護(hù)裝置稱為過電流保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間不隨短路電流的大小而變化的一種保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)常用作工廠配電線路的保護(hù)。五、

過電流保護(hù)及保護(hù)原理定時(shí)限過電流保護(hù)的接線圖QF-斷路器；TA-電流互感器；KA-電流繼電器；YR-跳閘線圈KT-時(shí)間繼電器；KS-信號(hào)繼電器；KM-中間繼電器；定時(shí)限過電流保護(hù)的原理圖中，所有元件的組成部分都集中表示出來；展開圖中所有元件的組成部分按所屬回路分開表示。顯然展開圖簡明清晰，因此工廠配電線路的二次回路圖通常采用展開圖說明。當(dāng)電力系統(tǒng)的一次線路發(fā)生短路時(shí)，通過線路的電流突然增大，與一次線路中的電流互感器相連的過電流繼電器1KA（或2KA）中的電流也相應(yīng)突然增大，當(dāng)大于其設(shè)定的動(dòng)作電流值時(shí)，就會(huì)引起過流繼電器1KA（或2KA）動(dòng)作，使其連接在二次回路中的常開觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器KT線圈得電，經(jīng)過一定的延時(shí)，KT延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使信號(hào)繼電器KS線圈得電，指示牌掉下，KS常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)信號(hào)回路，發(fā)出燈光和音響信號(hào)；中間繼電器KM的線圈與KS同時(shí)得電，其常開觸點(diǎn)閉合，接通斷路器跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障線路。反時(shí)限過電流保護(hù)的原理圖和展開圖QF-斷路器；TA-電流互感器；KA-電流繼電器；YR-跳閘線圈2.反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的接線和工作原理反時(shí)限過電流保護(hù)的原理圖中，由GL型感應(yīng)式電流繼電器作為反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。該繼電器具有反時(shí)限特性：當(dāng)短路電流越大時(shí)，繼電器動(dòng)作的時(shí)限就越短。反時(shí)限過電流保護(hù)采用交流操作的去分流跳閘原理。由展開圖可知，當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)，跳閘線圈被1KA和2KA的常閉觸點(diǎn)短路，電流互感器二次側(cè)電流經(jīng)繼電器線圈及常閉觸點(diǎn)直接構(gòu)成回路，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，1KA(或2KA)繼電器動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開、常開觸點(diǎn)閉合，電流互感器二次側(cè)電流流經(jīng)跳閘線圈YR1(或YR2)，由原理圖可看出，YR1和YR2直接控制斷路器QF的跳閘，因此當(dāng)過電流直接流經(jīng)YR1(或YR2)時(shí)，就會(huì)使斷路器跳閘切除故障線路。3.定時(shí)限和反時(shí)限過電流保護(hù)的比較定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)間較為準(zhǔn)確，容易整定，誤差小。缺點(diǎn)是：所用繼電器數(shù)目較多，因此接線復(fù)雜，繼電器觸點(diǎn)容量較小，需要直流操作電源，投資較大，另外靠近電源處保護(hù)動(dòng)作時(shí)間太長。通過以上比較可知，反時(shí)限過電流保護(hù)裝置具有繼電器數(shù)目少，接線簡單，以及可直接采用交流操作跳閘等優(yōu)點(diǎn)，常用于大容量電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：繼電器的數(shù)量大大減少，其接線簡單，只用一套GL系列繼電器就可實(shí)現(xiàn)不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)和帶時(shí)限的過電流保護(hù)。由于GL繼電器觸點(diǎn)容量大，因此可直接接通斷路器的跳閘線圈，而且適用于交流操作。缺點(diǎn)是：運(yùn)作時(shí)間的整定和配合比較麻煩，而且誤差較大，尤其是瞬動(dòng)部分，難以進(jìn)行配合；而且當(dāng)短路電流較小時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間可能會(huì)很長，延長了故障持續(xù)的時(shí)間。由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流大于線路末端的最大三相短路電流，所以電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長，只能保護(hù)線路的一部分，線路不能被保護(hù)的部分稱為保護(hù)死區(qū)，線路能被保護(hù)的部分稱為保護(hù)區(qū)。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)區(qū)說明為了彌補(bǔ)速斷存在死區(qū)的缺陷，一般規(guī)定，凡裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路，都必須裝設(shè)帶時(shí)限的過電流保護(hù)。而且，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷保護(hù)至少長一個(gè)時(shí)間級(jí)差Δt=0.5~0.7s，前后級(jí)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間符合前面所說的“階梯原則”，以保證選擇性。4.

速斷保護(hù)②為保證保護(hù)裝置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，防止發(fā)生誤動(dòng)作，以保護(hù)裝置的返回電流Ire1>IL.max也作為動(dòng)作電流整定依據(jù)，同時(shí)引入可靠系數(shù)Kre1。即繼電器動(dòng)作電流：1.動(dòng)作電流的整定帶時(shí)限過電流保護(hù)，包括定時(shí)限和反時(shí)限兩種的動(dòng)作電流Iop，是指繼電器動(dòng)作的最小電流。過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定，必須滿足下面兩個(gè)條件。①為避免在最大負(fù)荷通過時(shí)保護(hù)裝置誤動(dòng)作，過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定應(yīng)該躲過線路的最大負(fù)荷電流（包括正常過負(fù)荷電流和尖峰電流）IL.max。即：Iop1>IL.max。六、

過電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定及保護(hù)靈敏度校驗(yàn)?zāi)掣邏壕€路的計(jì)算電流為100A，線路末端的三相短路電流為1200A?，F(xiàn)采用GL15/10型電流繼電器，組成兩相電流差式接線的相間短路保護(hù)，電流互感器變流比為320/5。試整定此繼電器的動(dòng)作電流。解即此繼電器的動(dòng)作電流可取整數(shù)9A。查Kre=0.8，Kw=，Krel=1.3，IL.max=2Ii=2×100A=200A由過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定公式可得：［任務(wù)實(shí)施］工程實(shí)例分析當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，根據(jù)選擇性要求，應(yīng)該距k點(diǎn)最近的保護(hù)裝置2KA動(dòng)作，因此保護(hù)裝置2KA的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)最?。槐Ｗo(hù)裝置1KA的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比2KA的動(dòng)作時(shí)限增加

t，即：t2=t0

t1=t2+Δt考慮到斷路器動(dòng)作和滅弧時(shí)間，定時(shí)限級(jí)差Δt取0.5秒，反時(shí)限Δt取0.7秒。動(dòng)作時(shí)限整定（定時(shí)限）當(dāng)線路2WL的k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流遠(yuǎn)大于正常最大負(fù)荷電流，所以沿線路的過電流保護(hù)裝置1KA、2KA都要啟動(dòng)。在正確動(dòng)作情況下，應(yīng)該是靠近故障點(diǎn)k的保護(hù)裝置2KA首先斷開2QF，切除故障線路2WL。保護(hù)裝置的返回電流也必須躲過線路的最大負(fù)荷電流，即過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)從距離電源最遠(yuǎn)的保護(hù)裝置開始，按階梯原則整定。動(dòng)作時(shí)限整定（反時(shí)限）整定反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限時(shí)，應(yīng)指出某一動(dòng)作電流倍數(shù)(通常為10倍)時(shí)的動(dòng)作時(shí)限。為保證動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)限整定也應(yīng)按照階梯原則來確定，時(shí)限級(jí)差為Δt=0.7s。動(dòng)作時(shí)限整定具體步驟如下：①計(jì)算線路2WL首端K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)2的動(dòng)作電流倍數(shù)n2：式中，IK.KA2為K點(diǎn)三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)2繼電器的電流IK.KA2=Kw2?IK/Ki.2，Kw2和Ki.2分別為保護(hù)2的接線系數(shù)和電流互感器變比。②由n2從特性曲線2求K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)限t2，即：③計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)保護(hù)1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)限t1，t1應(yīng)較t2大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt，以保證動(dòng)作的選擇性，即：④計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)，保護(hù)1的實(shí)際動(dòng)作電流倍數(shù)n1。式中，IK.KA1為K點(diǎn)三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)1繼電器的電流IK.KA1=Kw1?IK/Ki.1，Kw1和Ki.1分別為保護(hù)1的接線系數(shù)和電流互感器變比。2.保護(hù)靈敏度校驗(yàn)若過電流保護(hù)的靈敏度達(dá)不到要求，可采用帶低電壓閉鎖的過電流保護(hù)，此時(shí)電流繼電器動(dòng)作電流按線路的計(jì)算電流整定，以提高保護(hù)的靈敏度。過電流保護(hù)的靈敏度用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端的兩相短路電流IK(2)min進(jìn)行校驗(yàn)。式中Iop1——保護(hù)裝置的一次側(cè)動(dòng)作電流整定值；I（2）kmin是系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下被保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路的最小短路電流值。試整定下圖所示線路1WL的定時(shí)限過電流保護(hù)。已知1TA的變比為750/5A，線路最大負(fù)荷電流（含自啟動(dòng)電流）670A，保護(hù)采用兩相兩繼電器接線，線路2WL定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限0.7s，最大運(yùn)行方式時(shí)K1點(diǎn)三相短路電流4kA，K2點(diǎn)三相短路電流2.5kA，最小運(yùn)行方式時(shí)K1和K2點(diǎn)三相短路電流分別為3.2kA和2kA。解例①整定動(dòng)作電流：(擬選DL繼電器，所以kW=1，kre1=1.2，kre=0.85)選DL-11/10電流繼電器，線圈并聯(lián)，整定動(dòng)作電流取整數(shù)7A。過電流一次側(cè)動(dòng)作電流為：②整定動(dòng)作時(shí)限線路1WL定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)較線路2WL定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt：③校驗(yàn)靈敏度按規(guī)定：主保護(hù)SP1≥1.5，后備保護(hù)的SP2≥1.25；保護(hù)線路1WL的靈敏度按線路1WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)：線路2WL后備保護(hù)靈敏度，用線路2WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)：由此可見，保護(hù)整定滿足靈敏度要求。由于電流速斷保護(hù)動(dòng)作不帶時(shí)限，為了保證速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，在下一級(jí)線路首端發(fā)生最大短路電流時(shí)電流速斷保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，即速斷保護(hù)動(dòng)作電流Iop1＞IK.max，從而，速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流整定值為：式中，IK.max為線路末端最大三相短路電流；Kre1為可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.3，GL型繼電器取1.5；Kw為接線系數(shù)；Ki為電流互感器變比。由上式可求得的動(dòng)作電流整定計(jì)算值，整定繼電器的動(dòng)作電流。對(duì)GL型電流繼電器，還要整定速斷動(dòng)作電流倍數(shù)，即式中：IOP.KA（ioc）為電流速斷保護(hù)繼電器動(dòng)作電流整定值；Iop.KA(oc)為過電流保護(hù)繼電器動(dòng)作電流整定值。電流速斷保護(hù)的靈敏度，按規(guī)定其保護(hù)裝置安裝處的最小短路電流可作為校驗(yàn)值，即電流速斷保護(hù)的靈敏度必須滿足條件：圖中，1KA、2KA為定時(shí)限過電流保護(hù)繼電器，3KA、4KA為電流速斷保護(hù)繼電器。在速斷保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，由速斷保護(hù)繼電器動(dòng)作，瞬時(shí)跳閘；在線路末端發(fā)生短路時(shí)，則由過電流保護(hù)繼電器動(dòng)作。

階段式電流保護(hù)圖示為三段式電流保護(hù)接線圖瞬時(shí)電流速斷保護(hù)雖然能迅速切除短路故障，但不能保護(hù)線路全長，而時(shí)限電流速斷保護(hù)雖能保護(hù)線路全長，卻不能作為相鄰線路的后備保護(hù)，過電流保護(hù)可以保護(hù)本級(jí)線路和相鄰線路的短路故障，作為本級(jí)線路的近后備保護(hù)和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)，但動(dòng)作時(shí)間往往較長。因此，三種保護(hù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。為了保證快速而有選擇性地可靠切除故障，常常將瞬時(shí)電流速斷、時(shí)限電流速斷和過電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)，使之相互配合和補(bǔ)充。圖中，電動(dòng)機(jī)M保護(hù)4可采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，動(dòng)作電流按電動(dòng)機(jī)最大起動(dòng)電流整定，電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路故障保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，切除故障。線路3WL保護(hù)3采用瞬時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)構(gòu)成的二段式保護(hù)，過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限0.5s，若線路3WL發(fā)生短路故障無瞬時(shí)切除的要求，也允許只裝設(shè)過電流保護(hù)。線路1WL和2WL的保護(hù)1和保護(hù)2，裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷、時(shí)限速斷和過電流保護(hù)的三段式保護(hù)，時(shí)限速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限0.5s；瞬時(shí)電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，時(shí)限速斷保護(hù)為輔助保護(hù)，過電流保護(hù)為近后備保護(hù)。在同一網(wǎng)絡(luò)的所有線路上，電流繼電器應(yīng)接于相同兩相的電流互感器上。由圖可見，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)任意點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，都可以在0.5s以內(nèi)切除故障。七、

高頻保護(hù)裝置1.

高頻保護(hù)的基本原理定義：高頻保護(hù)是指將線路兩端的電氣量轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)，利用輸電線距構(gòu)成的高頻通道，將高頻信號(hào)傳送至對(duì)端進(jìn)行比較，從而決定是否動(dòng)作的一種繼電保護(hù)。(1)高頻閉鎖方向保護(hù)基本原理通過高頻通道傳送兩側(cè)的功率方向，在每側(cè)借助于高頻信號(hào)判別故障是處于保護(hù)范圍之內(nèi)還是之外。一般規(guī)定：從母線流向線路的功率方向?yàn)檎较?，從線路流向母線的功率方向?yàn)樨?fù)方向。比較被保護(hù)線路兩端的短路功率方向，即傳送來的高頻信號(hào)代表對(duì)側(cè)的功率方向信號(hào)，當(dāng)線路兩端的功率方向都是由母線指向線路時(shí)，稱為方向相同，保護(hù)裝置動(dòng)作；當(dāng)線路外部發(fā)生故障時(shí)，一側(cè)的功率方向指向母線，說明故障，該側(cè)保護(hù)啟動(dòng)收發(fā)信機(jī)，發(fā)出閉鎖信號(hào)。利用高頻信號(hào)將電流的相位傳送到對(duì)側(cè)，比較被保護(hù)線路兩側(cè)的電流相位，根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生速斷動(dòng)作或不動(dòng)作。(2)相差動(dòng)高頻保護(hù)的基本原理2.

高頻保護(hù)的結(jié)構(gòu)(1)繼電部分對(duì)反映工頻電氣量的高頻保護(hù)來說，這類高頻保護(hù)是在原有的保護(hù)原理上發(fā)展起來的，如方向高頻保護(hù)、距離高頻保護(hù)、電流相位差動(dòng)高頻保護(hù)等，他們的繼電部分與原有的保護(hù)原理相似，而對(duì)于不反映工頻電氣量的高頻保護(hù)來說，則其繼電部分則是根據(jù)新原理構(gòu)成的。(2)繼電部分將高頻收發(fā)信機(jī)與輸電線路連接，用輸電線路作為高頻通道有兩種選擇方式：一種是利用“導(dǎo)線-大地”作為高頻通道，另一種是利用“導(dǎo)線-導(dǎo)線”作為高頻通道。前一種只需要在一相上裝設(shè)構(gòu)成通道的設(shè)備，因而投資少，但高頻通道對(duì)高頻信號(hào)的衰減以及干擾都較大。后一種需要在兩相上裝設(shè)構(gòu)成通道的設(shè)備，因而投資較多，但高頻信號(hào)的衰減及干擾均比前一種要小。在我國的電力系統(tǒng)中，目前廣泛采用投資較小的“導(dǎo)線-大地”的通道方式，這種高頻通道如下圖所示。3.

高頻通道的工作方式和高頻信號(hào)的作用高頻保護(hù)按通道工作方式可分為正常有高頻電流通過時(shí)的長期發(fā)信方式和正常無高頻電流通過時(shí)的故障再啟動(dòng)發(fā)信方式。(1)高頻電流與高頻信號(hào)①對(duì)于長期發(fā)信的高頻保護(hù)，線路在正常運(yùn)行時(shí)一直有高頻電流，但這連續(xù)的高頻電流不給任何信號(hào)，即沒有閉鎖信號(hào)，又沒有允許跳閘信號(hào)。當(dāng)線路上發(fā)生故障后，由操作電源調(diào)制高頻電流，以使高頻電流出現(xiàn)中斷間隙信號(hào)。因此對(duì)長期發(fā)信的高頻保護(hù)來說，有高頻電流，表示無信號(hào)，而無高頻電流卻是表明有信號(hào)。②對(duì)于故障時(shí)啟動(dòng)發(fā)信的高頻保護(hù)，線路在正常運(yùn)行時(shí)沒有高頻電流，一旦發(fā)生故障，線路上才會(huì)有高頻信號(hào)。①閉鎖信號(hào)：是能阻止保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)。無閉鎖信號(hào)存在是可保護(hù)動(dòng)作與跳閘的必要條件，但必須同時(shí)滿足本端保護(hù)元件運(yùn)作和沒有閉鎖信號(hào)兩個(gè)條件時(shí)，保護(hù)才能作用于跳閘。(2)傳遞高頻信號(hào)的性質(zhì)②允許信號(hào)：允許信號(hào)是保護(hù)能動(dòng)作跳閘的必要條件，欲使保護(hù)動(dòng)作于跳閘，必須滿足本端保護(hù)元件動(dòng)作和有允許信號(hào)存在這兩個(gè)條件。③跳閘信號(hào)：能直接使斷路器跳閘的信號(hào)稱為跳閘信號(hào)。跳閘信號(hào)與保護(hù)元件是否動(dòng)作無關(guān)，跳閘信號(hào)是保護(hù)能動(dòng)作跳閘的充分條件。跳閘信號(hào)與允許信號(hào)相比，除直接動(dòng)作于跳閘外，其他性質(zhì)與允許信號(hào)相同。4.

高頻保護(hù)的特點(diǎn)線路兩端的廠站運(yùn)行值班員，應(yīng)在調(diào)度員的命令下同時(shí)執(zhí)行高頻保護(hù)投入、退出運(yùn)行操作。高頻保護(hù)投入、退出運(yùn)行的操作應(yīng)通過操作保護(hù)壓板來執(zhí)行，除特殊情況外一般不關(guān)閉收發(fā)信機(jī)的電源。當(dāng)高頻通道衰耗超過規(guī)定范圍時(shí)，規(guī)定當(dāng)收信電平較正常值降低6dB時(shí)，應(yīng)將高頻保護(hù)退出運(yùn)行。①高頻保護(hù)應(yīng)定期交換信號(hào)回路，以檢查兩側(cè)保護(hù)和通道情況。②為防止信號(hào)衰減，使受端收信可靠。檢查高頻通道的規(guī)定裕量范圍為0.7～1.5