淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計方案

1、淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計方案淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計方案本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 淺論10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計 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)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時 時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng) 的運行產(chǎn)生重大影響。本文10kV供電繼電保護(hù)設(shè)置方案如下：相間故障

2、保護(hù)采用遠(yuǎn)后備方式、兩段式電流保護(hù)、瞬時限流 速斷保護(hù)、延時限流速斷保護(hù)、過流保護(hù)；接地保護(hù)采用零 序電流保護(hù)方式；10kV配電線路采用后加速的三相一次重 合閘；10kV線路裝設(shè)兩段式電流保護(hù)，不帶時限的電流速 斷保護(hù)和帶時限的過流保護(hù)；對于連接發(fā)電廠母線和10kV的單回線，裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷保護(hù)和過流保 護(hù)。對于10kV不宜解列的線路，采用縱差、橫差等保護(hù)。10kV供電系統(tǒng)中變壓器的低壓側(cè)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(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)。10kV繼電保護(hù)裝置的運行維護(hù)是電力系統(tǒng)的一個重要部 分，它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，直接關(guān)系

3、到整個系統(tǒng) 的正常運行。關(guān)鍵詞：10kV繼電器；繼電保護(hù)裝置；運行維護(hù)Abstract The powersystem is composed by the five aspects of power 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 to

4、gether. Because its cover region is extremely vast, the movement environment is extremely complex as well 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 ti

5、mes, indispensably, also is nearly completes during the same period of time. Has the accident in electrical power system any, all has the possibility to have the significant influence to the electrical power system movement. This article 10kV power supply relay settings are as follows: phase fault p

6、rotection using remote backup, two-stage current protection limit of instantaneous flow rate off protection, delay limits the flow rate circuit protection, over current protection; ground protection zero sequence current protection; accelerated three-phase 10 kV distribution lines using a heavy clos

7、ing; 10kV line installed two-stage current protection, without a time limit of the current instantaneous over current protection 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 insta

8、ntaneous over current protection and over current protection. For 10kV should not be running out of line, using longitudinal, transverse and poor protection. 10kV power supply system of the transformer low voltage side of the installation of short-circuit protection and overload protection. Short-ci

9、rcuit protection as the protection of busbars, transformers Route protection and backup protection of distribution lines. 10kV operation 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

10、normal operation of the entire system. Key words: 10kV replay; Protection equipment of relay; Operation and maintenance I 目 錄摘要I Abstract!第一章 緒論1 1,110kV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中 的重要位置1 1.2繼電保護(hù)的開發(fā)研究概況1 1.3本文安排3第二章10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置方案4 2.1反映相間故障的保護(hù)4 2.2反映接地故障的保護(hù)5 2.3本章小結(jié)5第三章10kV配電線路與系統(tǒng)的整定計算6 3.1 10kV配電線路6 3.2配電線路的整定計算

11、 6 3.2.1重合閘7 3.2.2有關(guān)保護(hù)選 型7 3.3本章小結(jié)7第四章10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)94.1 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運行狀況9 4.2 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù) 9 4.3對繼電保護(hù)裝置的基本要求9 4.4繼電保護(hù)的常見類型 11 4.5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19 5.1 10kV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)19 5.1.1 10kV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)19 5.1.2 10kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)19 5.1.3 10kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)19 5.2 10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置情況19 5.310kV配電保護(hù)配置的比

12、較 22 5.4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24 6.1加強(qiáng)可靠性管理24 6.2重視技術(shù)進(jìn)步24 6.3本章小結(jié)25結(jié)束語26參考 文獻(xiàn)27致謝28 III第一章 緒論 第一章 緒論1.1 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、運行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種 人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時 時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中

13、的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng) 的運行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的奧工礦的設(shè)備發(fā)生短路事故時，由于短 路電流的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線 路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行遭到破壞； 當(dāng)10kV不接地系統(tǒng)中的奧處發(fā)生一相接地時，就會造成接 地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使 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)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，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)能否正常的運行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī) 程以及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。1.2繼電保護(hù)

14、的開發(fā)研究概況1、繼電保護(hù)的基本介紹(1)繼電保護(hù)名詞解析：研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常狀況，以探討其 對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等） 損害，所以也稱繼電保護(hù)?；救蝿?wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間 和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)生信號 由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和 對相鄰地區(qū)供電的影響。（2）繼電保護(hù)裝置必須具備以下 5項基本性能：安全性：在不該動作時，不誤動；可靠性：在該動作時，不拒動；速動性：能以最短時限將故障或異常從系統(tǒng)中切除或隔

15、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故障部分繼續(xù)供電，不越級跳閘；靈敏性。反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示；不拒動不誤動是關(guān)鍵。（3）繼電保護(hù)的基本概念 在電力系統(tǒng)運行中，外界因 素（如雷擊、鳥害）、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行的狀態(tài)由現(xiàn)，常見 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)非正常運行狀態(tài)有: 過負(fù)荷，過電壓，非全相運行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā) 電機(jī)短時失磁異步運行等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故 障和不正常運行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀 況的重要自動化技術(shù)和

16、設(shè)備。電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及其安全運行的事件時，他們能及 時發(fā)生告警信號，或直接發(fā)生跳閘命令以終止事件。(4)繼電保護(hù)的基本任務(wù) 自動、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，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的 條件(如有無經(jīng)常值班人員)而動作于信號，以便值班員及 時處理，或由裝置自動進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引 起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。此時一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其 元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免暫短地運行波動造成 不必要的動作和干擾而引起的誤動。繼電保護(hù)裝置還可以

17、與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置 配合，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間， 盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。(5)電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求繼電保護(hù)裝置為 了完成自動迅速，有選擇的跳開特定的斷路器；以及反映電 氣原件的不正常運行狀態(tài)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動 性、靈敏性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時滿足四個基本 要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼 電保護(hù)裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。2、繼電保護(hù)發(fā)展史 19世紀(jì)的最后25年里，作為最早的 繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，短路容量不

18、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1928年電子器件已開始被應(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)元器件迅速發(fā)展之后才得以實現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護(hù)簡單、壽命 長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但較易受環(huán)境溫度和外界 干擾的影響。1965年由現(xiàn)了應(yīng)用計算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理機(jī)和微型計算機(jī)的普遍應(yīng)用，極大地推動了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)，目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗階段，并已有少量 裝置正式運行。3、我國繼電保護(hù)發(fā)展史我國從70年代末即已開始了計算機(jī)繼電

19、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)和南京電力自動化研究 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 先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā) 展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。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 1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作

20、研制的微機(jī)相電 壓補償式方向高頻保護(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1993、1996年通過鑒定。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?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保 護(hù)的時代。1.3本文安排本次畢業(yè)論文是淺論 10kV供電系統(tǒng)的繼 電保護(hù)。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i0kV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定 時限過電流保護(hù)和瞬時電流速斷保護(hù)外，近些

21、年來飛速建設(shè) 的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護(hù) 方式多為交流操作的反時限過電流保護(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)動作的選 擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員 的熟練性上都存在著一些急待解決的。其次配電系統(tǒng)在整個供電系統(tǒng)中是非常重要的組成部 分，因為它的任何故障都會直接影響到為用戶服務(wù)，文章中 也會單獨一章寫10kV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，也是10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計方案中不可缺少的重要部分。27本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第二章10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的

22、配置方案2.1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A、C兩相，保證在大部分兩點接地故障時，只切除1個故障點。根據(jù)靈敏度的不同要求，保護(hù)裝置可由1個或2個繼電器構(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)，不帶時限的電流 速斷保護(hù)和帶時限的過流保護(hù)。當(dāng)過流保護(hù)的時限為0.5-0.7S,且沒有保護(hù)配合上的要求時，可只裝過流保護(hù)。當(dāng)采用兩段式電流保護(hù)，瞬時電流速斷保護(hù)不能滿足選擇 性動作時，應(yīng)裝設(shè)限時電流速斷保護(hù)。2、對于帶電抗器的線路，由于斷路器

23、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，母線的殘余電壓很高，能夠保證 系統(tǒng)非故障部分的連續(xù)運行。故采用簡單的過流保護(hù)就可以滿足要求。3、對于連接發(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)和過流保護(hù)。若選擇性、靈敏度不滿足要求時，可采用下列保護(hù)方式：(1)對于短線路，其長度為 12km時，可以采用縱聯(lián)差動保護(hù)。(2)并聯(lián)的電纜線路，用橫聯(lián)差動保護(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)對于并列運行的平行線路，采用橫聯(lián)電流差動保護(hù) 作主保護(hù)，帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后

24、備保護(hù)。4、10kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)。對于不并列運行的分段母線，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，合閘后自動解除；另外裝設(shè)過流保護(hù)。如采用的是反時限過流保護(hù)時，其瞬動部分應(yīng)解除；對于 負(fù)荷等級較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)。對于10kV復(fù)雜結(jié)構(gòu)線路(閉合的環(huán)形電路等)，為了簡化 保護(hù)，可采用故障時先將網(wǎng)絡(luò)自動解列而后恢復(fù)的方法。對于不宜解列的線路，可采用縱差、橫差等保護(hù)。5、10kV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，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，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)，

25、而當(dāng)過流保護(hù)時限大于0.5s時,還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對于車間內(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，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時限大于 0.5s時，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)。2.2 反映接地故障的保護(hù)當(dāng)曲線不多時，一般裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，即當(dāng)由現(xiàn)一相接地時，利用 Tv的開口兩端有無 零序電壓來實現(xiàn)絕緣監(jiān)察。它可以在Tv柜上通過3塊相電壓表和1塊線電壓表(通 過轉(zhuǎn)換開關(guān)可觀察 3個線電壓)看到低、兩高、三不變 接在開口三角形開口兩端的過壓繼電器動作，其常開接點 接通信號繼電器，并發(fā)生預(yù)告信號。采用這種裝

26、置比較簡單，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 地點為止?？梢钥瓷?，這種裝置適合曲線回路少的線路。當(dāng)曲線回線較多時，往往采用零序電流保護(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)電纜引由的架空線路上。當(dāng)在電纜由線上安裝零序電流互感器時，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)正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側(cè)電流均為零。二次側(cè)只有因?qū)Ь€排列不對稱而產(chǎn)生的不平衡電

27、流。當(dāng)發(fā)生一相接地時，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序 電流繼電器，使其動作發(fā)生信號。在安裝零序電流保護(hù)裝置時，應(yīng)特別注意的一點是： 電纜頭的接地線必須穿過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，全靠穿過零序電流 互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用，否則互感 器二次側(cè)也就不能感應(yīng)由電流，因而繼電器也就不可能動 作。2.3 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)比較簡單、直觀，并在考慮和設(shè)置上較為容易； 而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，且包括了大量的繼電保護(hù)裝置、 自動裝置和二次回路，所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中 用來對一次系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)視、測量、控制和保

28、護(hù)。為確保10kV供電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設(shè)置繼電 保護(hù)裝置。本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 第三章10kV配電線路與 系統(tǒng)的整定計算 3.1 10kV配電線路10kV配電線路結(jié)構(gòu)特 點是一致性差，如有的為用戶專線，只接帶一、二個用戶，類似于輸電線路；有的呈放射狀，幾十臺甚至上百臺變壓器T接于同一條線路的各個分支上；有的線路短到幾百m,有的線路長到幾十km;有的線路由35kV變電所由線，有的線 路由110kV變電所由線；有的線路上的配電變壓器很小，最 大不過100kVA,有的線路上卻有幾千 kVA的變壓器；有的 線路屬于最末級保護(hù)，有的線路上設(shè)有開關(guān)站或有用戶變電 所等。對于輸電線路，由于其

29、比較規(guī)范，一般無 T接負(fù)荷，至 多有一、二個集中負(fù)荷的 T接點。因此，利用規(guī)范的保護(hù)整定計算方法，各種情況均可一一 計算，一般均可滿足要求。對于配電線路，由于以上所述的特點，整定計算時需做一 些具體的特殊的考慮， 以滿足保護(hù)選擇性、 快速性、靈敏性、 可靠性的要求。3.2配電線路的整定計算 我國的10kV配電線路的保護(hù)， 一般采用電流速斷、過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，可 考慮增加其它保護(hù)（如：保護(hù)n段、電壓閉鎖等）。下面的討論，是針對一般保護(hù)配置而言的。1、過電流保護(hù)。過電流保護(hù)動作電流計算式為：(3-1) 式中：一過電流保護(hù)繼電器的動作電流；一

30、可靠系數(shù)，取1.21.3;一返回系數(shù)，取0.85;一自啟動系數(shù)，可根據(jù)計算、試驗、或?qū)嶋H運行數(shù)據(jù)確定；一電流互感器接線系數(shù)，對于兩相兩繼電器的接線方式，；對于兩相單繼電器接線方式；一電流互感器變比；最大負(fù)荷電流。2、電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)動作電流計算式為：(3-2)式中：一速斷保護(hù)繼電器的動作電流；一可靠系數(shù)，取1.21.3;一電流互感器接線系數(shù)；一電流互感變比；一被保護(hù)線路末端故障時，流過保護(hù)曲的最大短路電流。3、零序電流接地保護(hù)。零序電流保護(hù)動作電流計算式為：(3-3) 式中：一零序電流互感器變比； 一可靠系數(shù)，瞬時動作時，取45; 延時動作，取1.5-2;一電流互感器接線系數(shù)； 一電

31、流互 感器變比； 一線路相電壓。3.2.1 重合閘10kV配電線路一般采用后加速的三相一次 重合閘，由于安裝于末級保護(hù)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間、外力造成故障 時的短路物體滯空時間（如：樹木等）。電弧熄滅時間一般小于0.5s,但短路物體滯空時間往往較長。因此，對重合閘重合的連續(xù)性， 重合閘時間采用0.81.5s； 農(nóng)村線路，負(fù)荷多為照明及不長期運行的小型電動機(jī)等負(fù) 荷，供電可靠性要求較低，短時停電不會造成很大的損失。為保證重合閘的成功率，一般采用2.0s的重合閘時間。

32、資料證明，將重合閘時間由0.8s延長到2.0s,將使重合閘成功率由40%以下提高到60%左右。3.2.2 有關(guān)保護(hù)選型10kV線路保護(hù)裝置的配置雖然較簡 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)配置情況及運行經(jīng)驗資料，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、過電流及重合閘的基礎(chǔ)上，還 應(yīng)具備低壓（或復(fù)壓）閉鎖、時限速斷等功能，以適應(yīng)線路 及負(fù)荷變化對保護(hù)方式的不同要求。3.3本章小結(jié) 有關(guān)10kV繼電保護(hù)的一些問題： 勵磁涌流對變電所10kV線路保護(hù)的影響電流速斷保護(hù)作為10kV配電線路的主要保護(hù)，是按照最大運行方

33、式下線路末端三相短路電流來整定的，由于考慮到靈敏度大于1.2,因此動作電流值往往取得較小，特別是在線路較長，配電變壓 器較多時，即系統(tǒng)阻抗較大時，動作電流取值會更小。因此在整定時沒有考慮到配電變壓器投入時的勵磁涌流 對無時限電流速斷保護(hù)的影響，即勵磁涌流的起始值遠(yuǎn)超過 無時限速斷保護(hù)定值，造成一些變電所的10kV曲線在檢修后恢復(fù)送電時，開關(guān)合上即保護(hù)動作跳閘或運行過程中頻繁 跳閘的情況發(fā)生。這些容易由現(xiàn)的問題相關(guān)工作人員需要了解繼電保護(hù)的 相關(guān)重要性，同時也要掌握解決常見問題的方法，這需要不 斷的學(xué)習(xí)新知識同時也要不斷的請教有資歷的老師傅才能 得以解決問題。第四章10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)第

34、四章10kV供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù) 4.1 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)運行狀況 1、供電系統(tǒng)的正常運行 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、指示和儀表均工 作在允許范圍內(nèi)的運行；2、供電系統(tǒng)的故障 這種狀況系指莫些設(shè)備或線路由現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行，并 有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運行狀況；3、供電系統(tǒng)的異常運行 這種狀況系指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，但尚未 構(gòu)成故障時的運行狀況。4.2 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)1、在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運行 狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)；2、如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，它應(yīng)能

35、自動地、迅速地、有選擇性地切除故障 部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；3、當(dāng)供電系統(tǒng)中由現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應(yīng)能及時地、準(zhǔn)確地發(fā)生信號或警報， 通知值班人員盡快做由處理；不難看生，在10kV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報事 故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運行的可靠性，并最大限度地保 證供電的安全和不間斷?？梢韵胂?，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。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強(qiáng)烈電 弧的能力不足，甚至有使故障進(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時還延 長了停電的歷時。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)中的繼電保護(hù)裝置就成了供

36、電系統(tǒng)能 否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。4.3 對繼電保護(hù)裝置的基本要求對繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性1、選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證 系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。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；否則就稱為沒有選擇性。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)，必要時可增設(shè)輔助 保護(hù)。當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護(hù)時，其 中有一套動作比較快，而另一套動

37、作比較慢，動作比較快的 就稱為主保護(hù)；而動作比較慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(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 斷路器拒動時，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)該動作而未動作時的 后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動作但最終未能達(dá)到切除故 障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護(hù)實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保 護(hù)不能保護(hù)線路的全長，而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說，由現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來彌補不可。近后備和遠(yuǎn)后備：

38、當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來實 現(xiàn)的后備稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)；由本級電氣設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)；輔助保護(hù)：為補充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退 由運行而增設(shè)的簡單保護(hù)，稱為輔助保護(hù)。2、靈敏性 靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對故障和異常工作 狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論 短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運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，流過保護(hù)安裝處的最小短路電

39、流與保護(hù)裝置一次動作電流的比值，即：（4-1）靈敏系數(shù)越高，則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。對于多相保護(hù)，取兩相短路電流最小值 ；對于10kV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 ；3、速動性 速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障?？s短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設(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 創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機(jī)并列運行的穩(wěn)定性。所謂故障的切除時間是指保護(hù)裝置的動作時間與斷路器 的跳閘時間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產(chǎn)的斷路器跳閘時間均在

40、0.02s以下。所以實現(xiàn)速動性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動作。4、可靠性保護(hù)裝置應(yīng)能正確的動作，并隨時處于準(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)裝置動作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計原 理、整定計算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時要求組成保護(hù)裝 置的各元件的質(zhì)量要可靠、運行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能 的簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。4.4 繼電保護(hù)的常見類型 1、反時限過電流保護(hù)（1）什么是反時限過電流保護(hù)繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的 大小有關(guān)，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小, 動作時間越長，這種保護(hù)就叫做反時限過電流保護(hù)。（2

41、）繼電器的構(gòu)成 反時限過電流保護(hù)是由 GL-15 （25） 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（作為起動元件）、電磁式時間繼電器（作為 時限元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）和電磁式 中間繼電器（作為由口元件）的功能，用以實現(xiàn)反時限過電 流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現(xiàn) 電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器，就可以采用交流操作，無須裝設(shè)直流屏等 設(shè)備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能（體現(xiàn)了繼 電器的多功能性），也可以大大簡化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào) 試比較困難；在靈敏度和動作的準(zhǔn)確

42、性、速動性等方面也遠(yuǎn) 不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。（3）反時限過電流保護(hù)的基本原理圖4-2反時限展電流展開圖 圖4-1反時限過電流原理圖當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時，感應(yīng)型繼電器 KA1或（和）KA2達(dá)到整定的一定 時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器 YR1或（和）YR2因有KA1或（和）KA2的常閉觸點分流（短路），而無電流通過，故暫時不會動作。但接著KA1或（KA2）的常閉觸點斷開，因 YR1或（和）YR2因 去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本 身的信號牌掉下，給由信號。在這里應(yīng)予說明，在采用 去分流”跳閘的反時限過電流保 護(hù)裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷

43、開而常開觸點后閉合 時，則會由現(xiàn)下列：繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側(cè)帶負(fù)荷開路，將產(chǎn)生 數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有 可能燒毀絕緣等，這是不允許的。(4)反時限過電流保護(hù)。反時限過電流保護(hù)整定計算式為：(4-2) 式中：一反時限過電流保護(hù)繼電器的動作電流；一可靠系數(shù)，取1.251.3;一返回系數(shù)，取0.8;一負(fù)荷自動系數(shù)，一般取 1.251.3;一電流互感器接線系數(shù)；一電流互感器變比； 一變壓器額定電流。2、定時限過電流保護(hù) (1)什么是定時限過電流保護(hù)繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，時間是恒定的， 時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范