35kv的輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計

25 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 35KV輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 20093096 51 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級 20093096 指導(dǎo)教師 評閱教師 完成日期 二零一一年十一月十一日目 錄摘 要 前 言 1繼電保護(hù)概論 1.1繼電保護(hù)的作用 1.2電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的組成 1.3對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 1.4 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展簡史 2.35KV線路故障分析 2.1常見故障原因分析 2.2 35KV線路繼電保護(hù)的配置 4.電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù) 4.1瞬時電流速斷保護(hù) 4.2限時電流速斷電流保護(hù) 4.3定時限過電流保護(hù) 4.4電流三段保護(hù)小結(jié) 5.輸電線路三段式電流保護(hù)的構(gòu)成及動作過程 5.1零序電流保護(hù) 6.中性點非直接接地電網(wǎng)中的接地保護(hù) 6.1、中性點不接地系統(tǒng)單相接地時的電流和電壓6.2中性點不接地電網(wǎng)的保護(hù)6.3絕緣監(jiān)視裝置6.4零序電流保護(hù) 6.5零序功率方向保護(hù)7.電流三段保護(hù)小結(jié)結(jié) 論 致 謝 參考文獻(xiàn) 35KV線路繼電保護(hù)設(shè)計學(xué)生：張向輝指導(dǎo)老師：陜春玲（三峽電力職業(yè)學(xué)院）摘 要： 力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源之一，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對國民經(jīng)濟(jì)、人民生活乃至社會穩(wěn)定都有著極為重大的影響。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本作用是：全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實時地檢測各種故障和不正常運行狀態(tài)，快速及時地采取故障隔離或告警信號等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、保持供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展。大量機(jī)組、超高壓輸變變電的投入運行，對繼電保護(hù)不斷提出新的更高要求。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，被稱為電力系統(tǒng)的安全屏障，同時又是電力系統(tǒng)事故擴(kuò)大的根源，做好繼電保護(hù)工作是保證電力系統(tǒng)安全運行的必不可少的重要手段，電力系統(tǒng)事故具有連鎖反應(yīng)、速度快、涉及面廣、影響大的特點，往往會給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成社會性的災(zāi)難。本次畢業(yè)設(shè)計的題目是35kv線路繼電保護(hù)的設(shè)計。主要任務(wù)是為保證電網(wǎng)的安全運行,需要對電網(wǎng)配置完善的繼電保護(hù)裝置.根據(jù)該電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電壓等級、線路長度、運行方式以及負(fù)荷性質(zhì)的要求，給35KV的輸電線路設(shè)計合適的繼電保護(hù)。關(guān)鍵詞：35kv繼電保護(hù)、整定計算、故障分析、設(shè)計原理 前言電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電、用電等設(shè)備和技術(shù)組成的一個將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的統(tǒng)一系統(tǒng)。電能是現(xiàn)代社會中最重要、也最為方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換為適合用戶需要的其他形式的能量。再輸送電能的過程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性，因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時，保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時的保護(hù)動作，從而切斷故障點極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個目的而設(shè)置的。本次設(shè)計的任務(wù)主要包括:繼電保護(hù)運行方式的選擇、電網(wǎng)各個元件參數(shù)及負(fù)荷電流計算、短路電流計算、距離保護(hù)的整定計算和校正、零序電流保護(hù)整定計算和校正、對所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評價。1、繼電保護(hù)概論1.1繼電保護(hù)的作用1.1.1繼電保護(hù)的概念及任務(wù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、快速、有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證非故障設(shè)備繼續(xù)運行，盡量縮小停電范圍;電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，根據(jù)運行維護(hù)的要求能自動、及時、有選擇地發(fā)出告警信號或者減負(fù)荷、跳閘。1.2繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的組成1.2.1反應(yīng)系統(tǒng)正常運行與故障時電器元件（設(shè)備）一端所測基本參數(shù)的變化而構(gòu)成的原理（單端測量原理，也稱階段式原理）運行參數(shù)：I、U、Z 反應(yīng) I過電流保護(hù) 反應(yīng) U低電壓保護(hù)反應(yīng) Z低阻抗保護(hù)(距離保護(hù)) 1.2.2 反應(yīng)電氣元件內(nèi)部故障與外部故障（及正常運行）時兩端所測電流相位和功率方向的差別而構(gòu)成的原理（雙端測量原理，也稱差動式原理） 以A-B線路為例： 規(guī)定電流正方向：電流從母線流向線路規(guī)定電壓正方向：母線指向線路 利用以上差別，可構(gòu)成差動原理保護(hù)。 如：縱聯(lián)差動保護(hù)； 方向高頻保護(hù)； 相差高頻保護(hù)等。1.2.3保護(hù)裝置的組成部分 輸入測量邏輯執(zhí)行 輸出信號 信號 整定值1.3對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求1.3.1選擇性 繼電保護(hù)動作的選擇性是指保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。d3點短路：6動作：有選擇性； 5動作：無選擇性 如果6拒動，5再動作：有選擇性(5作為6的遠(yuǎn)后備保護(hù)) d1點短路：1、2動作：有選擇性； 3、4動作：無選擇性后備保護(hù)（本元件主保護(hù)拒動時）： (1)由前一級保護(hù)作為后備叫遠(yuǎn)后備. (2)由本元件的另一套保護(hù)作為后備叫近后備. 1.3.2速動性繼電保護(hù)的速動性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)以盡可能快的速度切除故障設(shè)備。故障后,為防止并列運行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。(快速保護(hù):幾個工頻周期，微機(jī)保護(hù)：30ms以下)故障切除總時間等于保護(hù)裝置和斷路器動作時間之和。一般快速保護(hù)的動作時間為0.06-0.12s,最快的可達(dá)0.02-0.04s;一般斷路器動作時間為0.06-0.15s，最快的有0.02-0.06s。目前常用的無時限整套保護(hù)的動作時間表帶方向或不帶方向的電流電壓速斷保護(hù)裝置0.06-0.1s各型距離保護(hù)裝置0.1-1.25s高頻保護(hù)裝置0.04-0.15s線路橫差或縱差保護(hù)裝置0.06-0.1s元件縱差保護(hù)裝置0.06-0.1s1.3.3靈敏性繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護(hù)不該動作情況與應(yīng)該動作情況所測電氣量相差越大靈敏度）。 一般用靈敏系數(shù)Klm來衡量靈敏度。1.3.4可靠性繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運行時不誤動;再規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)可靠動作;而在不屬于該保護(hù)動作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動作。（主保護(hù)對動作快速性要求相對較高；后備保護(hù)對靈敏性要求相對較高。）1.4繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展簡史上世紀(jì)90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式的電磁型過電流繼電器，本世紀(jì)初，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器才開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)。這個時期可認(rèn)為是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。1901年出現(xiàn)了感應(yīng)型過電流繼電器。1908年提出了比較被保護(hù)元件兩端的電流差動保護(hù)原理。1910年方向性電流保護(hù)開始得到應(yīng)用，在此時期也出現(xiàn)了將電流與電壓比較的保護(hù)原理，并導(dǎo)致了本世紀(jì)29年代初距離保護(hù)的出現(xiàn)。隨著電力系統(tǒng)載波通訊的發(fā)展，在1927年前后，出現(xiàn)了利用高壓輸電線上高頻載波電流傳送和比較輸電線兩端功率或相位的高頻保護(hù)裝置。在50年代，微波中繼通訊開始應(yīng)用與電力系統(tǒng)，從而出現(xiàn)了利用微波傳送和比較輸電線兩端故障電氣量的微波保護(hù)。早在50年代就出現(xiàn)了利用故障點產(chǎn)生的行波實現(xiàn)快速繼電保護(hù)的設(shè)想。經(jīng)過20余年的研究，終于誕生了行波保護(hù)裝置。顯然，隨著光纖通訊將在電力系統(tǒng)中的大量采用，利用光纖通道的繼電保護(hù)必將得到廣泛的應(yīng)用。以上是繼電保護(hù)原理的發(fā)展過程。與此同時，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的元件、材料、保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)型式和制造工藝也發(fā)生了巨大的變革.50年代以前的繼電保護(hù)裝置都是由電磁型感應(yīng)型或電動型繼電器組成的這些繼電器統(tǒng)稱為機(jī)電式繼電器.本世紀(jì)50年代初由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展開始出現(xiàn)了晶體管式繼電保護(hù)裝置稱之為電子式靜態(tài)保護(hù)裝置.70年代是晶體管繼電保護(hù)裝置在我國大量采用的時期滿足了當(dāng)時電力系統(tǒng)向超高壓大容量方向發(fā)展的需要.80年代后期標(biāo)志著靜態(tài)繼電保護(hù)從第一代(晶體管式)向第二代(集成電路式)的過渡.目前后者已成為靜態(tài)繼電保護(hù)裝置的主要形式.在60年代末有人提出用小型計算機(jī)實現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)想由此開始了對繼電保護(hù)計算機(jī)算法的大量研究對后來微型計算機(jī)式繼電保護(hù)(簡稱微機(jī)保護(hù))的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ).70年代后半期比較完善的微機(jī)保護(hù)樣機(jī)開始投入到電力系統(tǒng)中試運行.80年代微機(jī)保護(hù)在硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術(shù)方面已趨于成熟并已在一些國家推廣應(yīng)用這就是第三代的靜態(tài)繼電保護(hù)裝置.微機(jī)保護(hù)裝置具有巨大的優(yōu)越性和潛力因而受到運行人員的歡迎.進(jìn)入90年代以來它在我國得到了大量的應(yīng)用將成為繼電保護(hù)裝置的主要型式.可以說微機(jī)保護(hù)代表著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的未來將成為未來電力系統(tǒng)保護(hù)控制運行調(diào)度及事故處理的統(tǒng)一計算機(jī)系統(tǒng)的組成部分.2.35KV線路故障分析2.1常見故障分析2.1.1相間短路這里的“相”指三相對稱制交流電源，是由三個單相交流電源所組成的電源系統(tǒng)簡稱三相交流電源。我國所采用的供電方式稱為三相四線制交流電源，三相發(fā)電機(jī)的繞組作星形連接。各繞組的首端稱端線，端線與端線之間的電壓稱為線電壓。各繞組的末端連接在一起稱中線，與端線之間的電壓稱為相電壓。相間短路是指端線與端線之間未經(jīng)過負(fù)載（即用電器）而相連接所造成的電源短路。2.1.2接地短路在接地系統(tǒng)中，一相接地較大，可能構(gòu)成系統(tǒng)短路。這時的接地電流叫做接地短路電流。在高壓接地系統(tǒng)中，接地短路電流可能很大。接地短路電流在500A及500A以下者稱為小接地短路電流系統(tǒng)；接地短路電流500A以上者均為大接地短路電流系統(tǒng)。3、35KV線路繼電保護(hù)的配置相間短路保護(hù)采用兩相兩繼電流保護(hù)，它是一種階段式電流保護(hù)。以第段、第段電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，以第段過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。2、單相接地故障的保護(hù)方式之一： 4.電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù)在電網(wǎng)中35kv及以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中主要采用三段式電流保護(hù)，最主要的優(yōu)點就是簡單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。三段式過流保護(hù)包括：1、瞬時電流速斷保護(hù)（簡稱電流速斷保護(hù)或電流段）2、限時電流速斷保護(hù)（電流段）3、過電流保護(hù)（電流段）。電流速斷、限時電流速斷和過電流保護(hù)都是反應(yīng)電流增大而動作的保護(hù)，它們相互配合構(gòu)成 一整套保護(hù)，稱做三段式電流保護(hù)，它們的不同是保護(hù)范圍不同。三段的區(qū)別主要在于起動電流的選擇原則不同。其中速 斷和限時速斷保護(hù)是按照躲開某一點的最大短路電流來整定的，而過電流保護(hù)是按照躲開最 大負(fù)荷電流來整定的。 1、瞬時電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍小于被保護(hù)線路的全長一般設(shè)定為被保護(hù)線路的全長的85% 2、限時電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍是被保護(hù)線路的全長或下一回線路的15% 3、過電流保護(hù)：保護(hù)范圍為被保護(hù)線路的全長至下一回線路的全長 4.1瞬時電流速斷保護(hù)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)。 通常輸電線路電流保護(hù)采用階段式電流保護(hù)，采用三套電流保護(hù)共同構(gòu)成三段式電流保護(hù)?？梢愿鶕?jù)具體的情況，只采用速斷加過流保護(hù)或限時速斷加過流保護(hù)，也可以三段同時采用。4.1.1 瞬時電流速斷保護(hù)的工作原理 瞬時電流速斷保護(hù)又稱段電流保護(hù)，它是反應(yīng)電流增大而能瞬時動作切除故障的電流保護(hù)。圖形符號： 當(dāng)系統(tǒng)電源電勢一定，線路上任一點發(fā)生短路故障時，短路電流的大小與短路點至電源之間的電抗（忽略電阻）及短路類型有關(guān)，三相短路和兩相短路時，流過保護(hù)安裝地點的短路電流可用下式表示 2-1 2-2 式中 系統(tǒng)等電源相電勢；系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的電抗；線路千米長度的正序電抗； 短路點至保護(hù)安裝處距離。由式（2.1-1）、式（2.1-2）可見，當(dāng)系統(tǒng)運行方式一定時，和是常數(shù)，流過保護(hù)安裝處的短路電流，是短路點至保護(hù)安裝處距離的函數(shù)。短路點距離電源越遠(yuǎn)（越大），短路電流值越小。4.1.2原理接線圖2.11 瞬時電流速斷保護(hù)原理接線圖 瞬時電流速斷保護(hù)單相原理接線，如圖（2.11）所示，它是由電流繼電器KA（測量元件）、中間繼電器KM、信號繼電器KS組成。 正常運行時，流過線路的電流是負(fù)荷電流，其值小于其動作電流，保護(hù)不動作。當(dāng)在被保護(hù)線路的速斷保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時，短路電流大于保護(hù)的動作值，KA常開觸電閉合，啟動中間繼電器KM，KM觸電閉合，啟動信號繼電器KS，并通過斷路器的常開輔助觸電，接到跳閘線圈YT構(gòu)成通路，斷路器跳閘切除故障線路。 因電流繼電器的觸電容量比較小，若直接接通跳閘回路，會被破壞，而KM的觸點容量較大，可直接接通跳閘回路。另外，考慮當(dāng)線路上裝有管型避雷器時，當(dāng)雷擊線路使避雷器放電時，而避雷器放電的時間約為0.01s，相當(dāng)于線路發(fā)生順勢短路，避雷器放電完畢，線路即恢復(fù)正常工作。在這個過程中，瞬時電流速斷保護(hù)不應(yīng)誤動作，因此可利用帶延時0.060.08s中間繼電器來增大保護(hù)裝置固有動作時間，以防止管型避雷器放電引起瞬時電流速斷保護(hù)的誤動作。信號繼電器繼電器KS的作用以指示保護(hù)動作，以便運行人員處理和分析故障。4.1.3瞬時電流速斷保護(hù)的整定計算 在繼電保護(hù)裝置的整定計算中，一般考慮兩種極端的運行方式，即最大運行方式和最小運行方式。 流過保護(hù)安裝處的短路電流最大時的運行方式稱為系統(tǒng)最大運行方式，此時系統(tǒng)阻抗為最?。环粗?，當(dāng)流過保護(hù)安裝處的短路電流最小的運行方式稱為系統(tǒng)最小運行方式，此時系統(tǒng)阻抗為最大。圖2.21中曲線表示最大運行方式下三相短路電流隨的變化曲線，曲線表示最小運行方式下兩相短路電流隨 的變化曲線。 設(shè)保護(hù)1、2分別為線路曲線和的瞬時電流速斷保護(hù)。在線路AB瞬時電流速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)1應(yīng)瞬時動作；在線路BC瞬時保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)2應(yīng)瞬時動作。 圖表2.21曲線表示最大運行方式 曲線表示最小運行方式為保證選擇性，對保護(hù)1而言，本線路末端短路時應(yīng)瞬時動作切除故障；在相鄰線路首端點短路時，不應(yīng)動作，而應(yīng)由保護(hù)2動作跳開斷路器切除故障但由于被保護(hù)線路末端短路與相鄰線路出口處短路的短路電流幾乎相等，保護(hù)1無法區(qū)別被保護(hù)線路末端短路故障和點的短路故障。因此，瞬時電流速斷保護(hù)1的動作電流應(yīng)按大于本線路末端短路時流過保護(hù)安裝處的最大短路電流來整定，即 （23）式中 保護(hù)1無時限電流速斷保護(hù)的動作電流，又稱一次動作電流； 可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計算誤差和非周期分量的影響等而引入的大于1的系數(shù)，一般取1.21.3。 被保護(hù)線路末端末端B母線上三相短路時保護(hù)安裝測量到的最大短路電流，一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。瞬時電流速斷保護(hù)按式（2.21）確定整定值時，保證了在相鄰線路上發(fā)生短路故障保護(hù)1不會誤動作。當(dāng)然這樣選擇保護(hù)動作電流之后，瞬時電流速斷保護(hù)必然不能保護(hù)線路全長。同時從圖（2.21）還可以看出，瞬時電流速斷保護(hù)范圍隨系統(tǒng)運行方式和短路類型而變。在最大運行方式下三相短路時，保護(hù)范圍最大為；在最小運行方式下兩相短路時，保護(hù)范圍最小為。對于短線路，由于線路首末端短路時，短路電流數(shù)值相差不大，在最小運行方式下保護(hù)范圍可能為零。瞬時電流速斷保護(hù)的選擇性是依靠保護(hù)整定值保證的瞬時電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)，是用其最小保護(hù)范圍來衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長的。圖（2.21）中在最小保護(hù)區(qū)末端（交點N）發(fā)生短路故障時，短路電流等于由式（2.21）所決定的保護(hù)的動作電流，即 （24）解得最小保護(hù)長度 （25）式中 系統(tǒng)最小運行方式下，最大等值電抗； 輸電線路千米正序電抗。同理，最大保護(hù)區(qū)末端短路時，即 （26）解得最大保護(hù)長度 （27）式中 系統(tǒng)最大行方式下，最小等值電抗。通常規(guī)定，最大保護(hù)范圍不應(yīng)小于被保護(hù)線路的，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于被保護(hù)線路全長。整定計算：1） 、動作電流 Iop.1 =Krel*Ikl.max =Krel* = =3.052KA二次側(cè)電流 2） 、最大保護(hù)范圍為 滿足要求。 最小保護(hù)范圍為滿足要求。3)、動作時限：T1=04.1.4總結(jié)（1） 瞬時電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路部分，動作的選擇性依靠動作值來保證。對于線路變壓組，可使全線處于速動保護(hù)范圍之內(nèi)。（2） 瞬時電流速斷保護(hù)的靈敏度以保護(hù)區(qū)的長度來確定。4.2限時電流速斷電流保護(hù) 由于瞬時電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長，當(dāng)被保護(hù)線路末端附近短路時，必須由其他的保護(hù)來切除。為了滿足速動的要求，保護(hù)的動作時間應(yīng)盡可能的短。為此，可增加一套帶時限的電流速斷保護(hù)，用以切除瞬時電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，這種帶時限的電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，稱為限時電流速斷保護(hù)。要求限時電流速斷保護(hù)被保護(hù)線路的全長。4.2.1限時電流速斷保護(hù)的工作原理 限時電流速斷保護(hù)的工作原理，可用圖3.11說明。線路L1和L2上分別裝有瞬時電流速斷保護(hù)，其動作電流分別為、，保護(hù)范圍如圖3.11所示。設(shè)在線路L1和L2的保護(hù)裝置還裝有限時電路速斷保護(hù)，以保護(hù)1的限時電路速斷保護(hù)為例，要使其能保護(hù)L1的全長，即線路L1末端短路時應(yīng)該可靠地動作，則其動作電流必須小于線路末端的短路電流最小短路電流。圖3.11 限時電流速斷保護(hù)的工作原理由以上分析可知，若要是限時電路速斷保護(hù)能夠保護(hù)線路全長，其保護(hù)范圍必然要延伸到相鄰線路以部分。為滿足選擇性必須給限時電流速斷保護(hù)增加一定的時限，此時限既能保證選擇性又能滿足速動性的要求，即盡可能短。鑒于此，可首先考慮使它的保護(hù)范圍不超出相鄰線路瞬時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，而動作時限則比相鄰線路的無時限電速斷保護(hù)長一個時限級差，用表示?？梢娤迺r電流速斷保護(hù)是通過動作值和動作時限來保證選擇性的。4.2.2 限時電流速斷保護(hù)的整定計算為了滿足選擇性，保護(hù)1限時電流速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)大于保護(hù)2的瞬時電流速斷保護(hù)的動作電流，圖2.22 寫成等式 （31） （32）式中 變壓器低壓母線D點發(fā)生短路故障時，流過保護(hù)安裝最大短路電流。 為了保證選擇性，保護(hù)1的限時電流速斷保護(hù)的動作時限，還要與保護(hù)2的瞬時電流速斷保護(hù)、保護(hù)3的差動（或瞬時電流速斷保護(hù)）動作時限、相配合，即 （3 -5）式中 時限級差。對于不同型式的斷路器及保護(hù)裝置，在0.30.6范圍內(nèi)。靈敏度 （34）對靈敏度的要求： 1.31.5如果靈敏系數(shù)不能滿足要求時，一般可用降低保護(hù)動作電流的方法來解決，即本線路限時電流速斷保護(hù)的啟動電流與相鄰線路的限時速斷相配合。即 （35）整定計算：1） 、動作電流二次側(cè)電流：2）、動作時限：3） 、靈敏度： 其中取4.2.3 限時電流速斷保護(hù)的單相原理接線 限時電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖3.31所示。它與瞬時電流速斷保護(hù)相似，只是時間繼電器KT代替了中間繼電器KM。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時，電流繼電器KA動作后，必須經(jīng)時間繼電器的延時，啟動信號繼電器，動作于斷開斷路器。圖3.31 限時電流速斷保護(hù)單相原理接線圖限時電流速斷保護(hù)靈敏性較高，能保護(hù)線路的全長，并且還可作為本線路瞬時電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。這樣，瞬時電流速斷保護(hù)與限時電流速斷保護(hù)配合使用，可以使全線路范圍的短路故障都能在0.5s內(nèi)動作于跳閘，切除故障。所以，這兩種保護(hù)可組合構(gòu)成線路的主保護(hù)。4.2.4 總結(jié)（1） 限時電流速斷保護(hù)作為線路的主保護(hù)，要求應(yīng)能保護(hù)被保護(hù)線路全長。為了縮短保護(hù)的動作時間，動作值與相鄰線路、元件速斷保護(hù)配合（2） 限時電流速斷保護(hù)的選擇性是依靠動作值、動作時間來保證。（3） 當(dāng)靈敏度不滿足要求時，可與相鄰線路限時電流速斷保護(hù)配合。4.3定時限過電流保護(hù)4.3.1定時限過電流保護(hù)的工作原理定時限過電流保護(hù)是指按躲過最大負(fù)荷電流整定，并以動作時限保證其選擇性的一種保護(hù)。輸電線路正常運行時它不應(yīng)啟動，發(fā)生短路且短路電流大于其動作電流時，保護(hù)啟動延時動作于斷路器跳閘。過電流保護(hù)不僅能保護(hù)本線路的全長，也能保護(hù)相鄰線路的全長，是本線路的近后備和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。圖4.11 定時限過電流保護(hù)的工作原理及時限特性以圖4.11為例分析過電流保護(hù)的工作原理。此圖為單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，圖中線路保護(hù)1、保護(hù)2、保護(hù)3裝有定時限過電流保護(hù)。當(dāng)線路L3上點發(fā)生短路時，短路電流將流過保護(hù)1、2、3，一般均大于保護(hù)1、2、3均將同時啟動。但根據(jù)選擇性的要求，應(yīng)該由距離故障點最近的保護(hù)3動作，使斷路器QF3跳閘，切除故障，而保護(hù)1、2則在故障切除后立即返回。顯然要滿足故障切除后，保護(hù)1、2立即返回的要求，必須依靠各保護(hù)裝置具有不同的動作時限來保證。用、分別表示保護(hù)裝置1、2、3的動作時限，則有寫成等式 （41）從上式可見，保護(hù)裝置動作時間是從用戶到電源逐漸增加，越靠近電源，保護(hù)動作時間越長。特點：形狀象一個階梯，故稱為梯形時限特性。由于保護(hù)時間是固定的，與短路電流大小無關(guān)，故此種保護(hù)稱為定時限過電流保護(hù)。4.3.2定時限時電流保護(hù)的整定計算圖4.21定時限過電流保護(hù)的動作電流需按以下兩個原則整定：（1） 在被保護(hù)線路流過最大負(fù)荷電流時，保護(hù)裝置不應(yīng)動作。 （2） 相鄰線路短路故障切除后，保護(hù)應(yīng)可靠返回過電流保護(hù)的動作電流為 （42）4.3.3 定時限過電流保護(hù)的靈敏度校驗和保護(hù)動作時間（1）靈敏度校驗 （43）最小短路電流的確定：（1）運行方式：短路電流最小的運行方式 （2）短路點位置：保護(hù)區(qū)末端 （3）短路類型：兩相短路 （4）電網(wǎng)連接方式：考慮開環(huán)運行，還是閉環(huán)運行。定時限過電流保護(hù)應(yīng)分別校驗作本線路近后備保護(hù)和作相鄰線路及元件遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏系數(shù)。當(dāng)定時限過電流保護(hù)作為主線路主保護(hù)的近后備保護(hù)時，要求 1.31.5；當(dāng)定時限過電流保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時，1.2；作為作為Y,d連接的變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)時，短路類型應(yīng)根據(jù)過電流保護(hù)接線而定。（2）保護(hù)動作時間為了保證選擇性，過電流保護(hù)的動作時間按階梯原則整定，即從用戶到電源的各保護(hù)動作時間逐漸增加一個時限級差。 其表達(dá)式為 （44） 若本線路的下一級有多條線路時，則本級過電流保護(hù)的動作時間應(yīng)比下級保護(hù)中動作時間最長的多出一個（3）單相式原理接線圖圖4.31 定時限過電流保護(hù)單相式原理接線圖整定計算：1） 、動作電流：二次側(cè)電流：2) 、靈敏度：作為本線路的后備保護(hù)即近后備時：作為相鄰線路的后備保護(hù)即遠(yuǎn)后備時：3） 、動作時限：5.輸電線路三段式電流保護(hù)的構(gòu)成及動作過程線路三段式電流保護(hù)的原理接線圖及展開圖如圖5所示。其中KA1、KA2、KS1構(gòu)成第段瞬時電流速斷；KA3、KA4、KT1、KS2構(gòu)成第段限時電流速斷；KA5、KA6、KT2、KS3構(gòu)成第段定時限過電流。三段保護(hù)均作用于一個公共的出口中間繼電器KOM，任何一段保護(hù)動作均啟動KOM，使斷路器跳閘，同時相應(yīng)段的信號繼電器動作掉牌，值班人員便可從其掉牌指示判斷是哪套保護(hù)動作，進(jìn)而對故障的大概范圍作出判斷。圖5三段式電流保護(hù)接線圖 （a）原理圖 （b）展開圖圖5三段式電流保護(hù)接線圖 （a）原理圖 （b）6.中性點非直接接地電網(wǎng)中的接地保護(hù)6.1、中性點不接地系統(tǒng)單相接地時的電流和電壓 A B C L16.1.1正常情況下，三相對稱。電源中點電壓為零，各相對地電壓為相電壓。無零序電流和零序電壓。不考慮負(fù)荷電流，各相有電容電流。電容電流超前相電壓90 6.1.2單相接地時 a、接地相對地電壓為零，電容電流為零。系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓零序電流。 b、非故障相電壓升高為線電壓值。c、非故障線路零序電流為非故障相電容電流相量和，相位超前零序電壓90。故障線路始端的零序電流為全部非故障線路對地電容電流和，相位滯后零序電壓906.2中性點不接地電網(wǎng)的保護(hù)中性點不接地電網(wǎng)單相接地時，故障點電流很小不會很快造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞；三相線電壓仍然對稱，不影響對用戶供電。因而只需發(fā)出接地信號 ，不必立即跳閘，可以繼續(xù)運行1到2小時，只在必要 時跳閘。6.3絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置利用單相接地時出現(xiàn)零序電壓的特點來構(gòu)成。 其主要構(gòu)成部分為發(fā)接地故障信號的零序電壓繼電器和三個指示單相母線電壓的母線電壓表。 正常時，無零序電壓，零序電壓繼電器不動作；母線電壓表指示為相電壓。接地故障時，出現(xiàn)零序電壓，零序電壓繼電器動作，接通信號回路，發(fā)出接地信號。接地相母線的電壓表指示為零，非接地相母線電壓表指示為線電壓值。6.4零序電流保護(hù)接地時，接地線路零序電流為非故障相電容電流和，當(dāng)出線較多時，故障電流較大，利用這個特點構(gòu)成有選擇性的零序電流保護(hù)。6.5零序功率方向保護(hù)非故障線路零序電流相位超前零序電壓90 ，故障線路的零序電流相位滯后零序電壓90，根據(jù)這個特點構(gòu)成零序功率方向保護(hù)。中性點經(jīng)消弧線圈接地通常對于10KV電網(wǎng)，I20A時，中性點要接入消弧線圈。消弧線圈常采用過補(bǔ)償?shù)慕尤敕绞健?.電流三段保護(hù)小結(jié) 使用段、段或段組成的階段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點是簡單、可靠，并且在一般情況下能夠滿足快速切除故障的要求，因此在35kv及以下的中、低壓網(wǎng)絡(luò)中得到了