10kv配電系統(tǒng)繼電保護分析

1、10KV配電系統(tǒng)繼電保護分析摘要：本文對10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護配置方案及運行情況進行分 析，對10kV系統(tǒng)的繼電保護配置中出現(xiàn)的問題提出解決措施。 關鍵詞：10kV配網(wǎng) 保護 運行 一 .10KV配電系統(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、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯(lián) 結在一起。因為其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復雜以及各種 人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。因為電力系統(tǒng)的特 殊性，上述五個環(huán)節(jié)應是環(huán)環(huán)相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是 在同一時間內完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故， 都有可能

2、 對電力系統(tǒng)的運行產生重大影響。 例如，當系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設 備發(fā)生短路事故時，因為短路電流的熱效應和電動力效應， 往往造成 電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行 遭到破壞；當10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(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，也有進一步發(fā)展為事故的可能。10KV配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠 地運行，不但直接關系到企業(yè)用電的暢通， 而且涉及到電力系統(tǒng)能否 正常運行。因此要全面地理解和執(zhí)行行業(yè)內有關標準和規(guī)程以及相應 的國家標準和規(guī)范 因為10KV系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二

3、次系統(tǒng)。又因為一次系統(tǒng)比較 簡單、更為直觀，在考慮和設置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復 雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。 所謂繼電保護裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進行監(jiān)視、測 量、控制和保護，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保 10KV配電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設置繼電保護裝置。二.繼電保護的基本概念1. 10KV配電系統(tǒng)的幾種運行狀況（1）供電系統(tǒng)的正常運行這種狀況系指系統(tǒng)中各種設備或線路均在其額定狀態(tài)下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；（1）供電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行

4、，并有可能使事態(tài)進一步擴大的運行狀況；（1）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， 但尚未構成故障時的 運行狀況。2. 10KV配電系統(tǒng)繼電保護裝置的任務（1）在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應能完整地、安全地監(jiān)視各種設 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，它應能自動地、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) 當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確 地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；不難看出，在10KV系統(tǒng)中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過 縮小事故范圍或預防事故的發(fā)生， 來達到提高系統(tǒng)運行的

5、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，熄滅高壓電路中強烈電 弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電 的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運行的不可缺 少的重要組成部分。3. 對繼電保護裝置的基本要求對繼電保護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)選擇性當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障 部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證 系

6、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。主保護和后備保護：10KV配電系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時， 其中有一套 動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而 動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備的要求， 能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護， 就稱為主 保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備 保護。后備保護不應理解為次要保護， 它同樣是重要

7、的。 后備保護不僅 可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備， 還可以起到當主保護 雖已動作但最終未能達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實現(xiàn)選擇性， 從而就造成了主保 護不能保護線路的全長 , 而只能保護線路的一部分。也就是說，出現(xiàn) 了保護的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。 近后備和遠后備：當主保護或斷路器拒動時， 由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后 備稱為遠后備保護； 由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的 保護，就叫近后備保護；輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運 行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。（

8、 2） 靈敏性靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。 在 保護裝置的保護范圍內， 不管短路點的位置如何、 不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保 護裝置的靈敏系數(shù)應根據(jù)不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數(shù)Km為被保護區(qū)發(fā)生短路時，流過保護安裝處的最小短路電流 Id.min與保護裝置一次動作電流Idz的比值，即：Km=ld.mi n/ldz靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護裝置靈敏 系數(shù)的大小，根據(jù)保護裝置的不同而不盡相同。對于多相保護，Idz取兩相短路電流最小值

9、ldz（2）;對于10KV不接地系統(tǒng)的單相短路保 護取單相接地電容電流最小值Ic.mi n;（3）速動性速動性是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。 縮短切除故障的 時間，就可以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度， 加快系統(tǒng)電壓的 恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件， 同時還提高了發(fā)電 機并列運行的穩(wěn)定性。所謂故障的切除時間是指保護裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。因為斷路器一經選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生 產的斷路器跳閘時間均在0.02S以下。所以實現(xiàn)速動性的關鍵是選用 的保護裝置應能快速動作。（4）可靠性保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態(tài)。如不能滿足可 靠性的要求，

10、保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。 為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計原理、整定計 算、安裝調試要正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量要 可靠、運行維護要得當、系統(tǒng)應盡可能的簡化有效，以提高保護的可 靠性。4. 繼電保護的基本原理（1）電力系統(tǒng)故障的特點電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應屬各種 類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故 障，就會伴隨其產生三大特點。 即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角將發(fā)生變化。（2）繼電保護的類型在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎， 利用正常運行和故障 時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和

11、類型的繼電保護裝置。 如：反映電流變化的電流保護，有定時限過電流保護、反時限過電流 保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等；反映電壓變化 的電壓保護，有過電壓保護和低電壓保護；既反映電流的變化又反映 電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護安裝處阻抗的距離保護； 反映輸 入電流與輸出電流之差的差動保護，其中又分為橫聯(lián)差動和縱聯(lián)差動 保護；用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護； 專門用于反映變壓器內 部故障的氣體保護（即瓦斯保護），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護； 專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護等。另外，10KV系統(tǒng)中一般可在進線處裝設電流

12、保護；在配電變壓 器的高壓側裝設電流保護、溫度保護（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚 應考慮裝設氣體保護）；高壓母線分段處應根據(jù)具體情況裝設電流保 護等。三.幾種常用電流保護的分析1. 反時限過電流保護（1）什麼是反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限 過電流保護。（2）繼電器的構成反時限過電流保護是由GL-15（25）感應型繼電器構成的。這種保 護方式廣泛應用于一般工礦企業(yè)中， 感應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

13、中間繼電器（作為出口元件）的功 能，用以實現(xiàn)反時限過電流保護；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。采用這種繼電器，就可以采用交流操作， 無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能 （體現(xiàn)了繼電器的多功能性），也可以大大簡化繼電保護裝置。 但這種 繼電器雖外 部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在 靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的 繼電保護裝置。（1）反時限過電流保護的基本原理當供電線路發(fā)生相間短路時，感應型繼電器 KA1或（和）KA2達到 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）

14、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 器本身的信號掉牌掉下，給出信號。在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝 置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現(xiàn)下 列問題：1）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；2）繼電器的常閉觸點如先斷開，CT的二次側帶負荷開路，將產生數(shù) 千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕 緣等，這是不允許

15、的。2. 定時限過電流保護（1）什麼是定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，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圍內是連續(xù) 可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。（2）繼電器的構成定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器 （作為時限元件 ）、 電 磁式中間繼電器 （作為出口元件 ） 、電磁式電流繼電器 （作為起動元 件） 、電磁式信號繼電器 （作為信號元件 ）構成的。它一般采用直流操 作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作 時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼 電器根據(jù)計算后獲取的參數(shù)來整定， 動作

16、的選擇性能夠保證、 動作的 靈敏性能夠滿足要求、 整定調試比較準確和方便。 這種保護方式一般 應用在1035KV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。（ 3）定時限過電流保護的基本原理10KV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限 過電流保護的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電 器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。 當被保護線路只設有一 套保護，且時間繼電器的容量足大時， 可用時間繼電器的觸點去直接 接通跳閘回路， 而省去出口中間繼電器。 當被保護線路中發(fā)生短路故 障時，電流互感器的一次電流急劇增加， 其二次電流隨之成比例的增 大。當CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時， 電

17、流繼電器動作。 因為兩只電流繼電器的觸點是并聯(lián)的， 故當任一電流繼電器的觸點閉 合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預先 整定的時間動作使其接點吸合。 這樣，時間繼電器的觸點又接通了信 號繼電器和出口中間繼電器的線圈， 使其動作。 出口中間繼電器的觸 點接通了跳閘線圈回路， 從而使被保護回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續(xù)運行。而信號繼電器的動作使信號指 示牌掉下并發(fā)出警報信號。由上不難看出，保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先 整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。（1）動作電流的整定計算過流保護裝置

18、中的電流繼電器動作電流的整定原則， 是按照躲過 被保護線路中可能出現(xiàn)的最大負荷電流來考慮的。 也就是只有在被保 護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現(xiàn)時不應動作。為此必須 滿足以下兩個條：1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應動作。即：ldz> Ifh.max式中Idz-過電流保護繼電器的一次動作電流；Ifh.max 最大負荷電流2）保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。因為短路電流消失 后，保護裝置有可能出現(xiàn)最大負荷電流，為保證選擇性，已動作的電 流繼電器在這時應當返回。因此保護裝置的一次返回電流If應大于

19、最大負荷電流fh.max。即：If> Ifh.max因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：ldz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh)fh.max式中Kk 可靠系數(shù)，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差 而設。一般取為1.151.25Kjx-因為繼電器接入電流互感器二次側的方式不同而引入的一個系數(shù)。電流互感器為三相完全星形接線 和不完全星形接線時Kjx=1 ;如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx= 1.732;Kf- 返回系數(shù)，一般小于1;Nlh電流互感器的變比。(5)動作時限的整定原則為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應 具有不同的動作時間。在線路

20、XL-1、XL-2、XL-3的靠近電源端分別裝有過電流保護裝置1、2、3。當D1點發(fā)生短路時，短路電流由電源提供并流過保護 裝置1、2、3,當短路電流大于它們的整定值時，各套保護裝置均啟 動。但按選擇性的要求，應只由保護裝置3 (離故障點最近)動作于跳閘。在故障切除后，保護裝置1、2返回。因此就必須使保護裝置2的動作時間較保護裝置1長一些；而保護裝置3又要比保護裝置2 長一些，并依次類推，即：t1> t2> t3不難看出，各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的。也就是越靠近電源端，保護的動作時限越長，有如階梯一樣，故 稱為階梯性時限特性。各級之間的時限均差一個固定的數(shù)值，

21、稱其 為時限級差Dt。對于定時限過電流保護的時限級差 Dt 一般為0.5S; 對于反時限的時限級差 Dt 一般為0.7S?？墒?，越靠近電源端線路的 阻抗越小，短路電流將越大，而保護的動作時間越長。 也就是說過 電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。（6）過電流保護的保護范圍過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以 作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。3. 電流速斷保護（1）什麼是電流速斷保護電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障， 減小故障持續(xù)時間，防止事故 擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略

22、帶時限的電流速斷 保護兩種。（2）電流速斷保護的構成電流速斷保護是由電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電 流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）構成 的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電 流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要 啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。（3）瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍瞬時電流速斷保護與過電流保護的區(qū)別， 在于它的動作電流值不 是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路 電流。即按躲過被

23、保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來整 定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部， 從整定值上保 證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發(fā)生短路時， 它不會動作。所以不必考慮返回系數(shù)。因為只有當短路電流大于保護 裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能 保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。 對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長 的15%-20%即可裝設。保護范圍以外的區(qū)域稱為“死區(qū)”。因此， 瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除

24、故障。當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據(jù)其保護范 圍較小這一特點，可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護安裝處； 如為雙電源供電線路，則由兩側的瞬時電流速斷保護同時動作或同時 都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。(4) 瞬時電流速斷保護的基本原理瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由 一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。中間繼電器的作用有兩 點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈， 用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時， 在兩相或 三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不

25、誤動，又不影響保護的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。（5）略帶時限的電流速斷保護瞬時電流速斷保護最大的優(yōu)點是動作迅速， 但只能保護線路的首 端。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長，但動作時限太長。因 此，常用略帶時限的電流速斷保護來消除瞬時電流速斷保護的“死 區(qū)”。要求略帶時限的電流速斷保護能保護全線路。因此，它的保護 范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。 這樣，當下一段線路始端 發(fā)生短路時，保護也會起動。 為了保證選擇性的要求，須使其動作 時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差， 其動作電流 也要比下一段 線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些

26、。略帶時限 的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。 略帶時限的電流速斷保 護的原理接線和定時限過電流保護的原理接線相同。4. 三段式過電流保護裝置因為瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分， 所以不能作為線 路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護； 略帶時 限的電流速斷保護能保護線路的全長， 可作為本線路的主保護，但不 能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路 的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時 限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但 切除故障的時限較長。一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護， 也常把瞬時電

27、 流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配 合構成兩段式電流保護。對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略 帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路 -變壓器 組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時， 切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。 此時，允許用線路的瞬時電 流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可 保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。 這時的第一段電流保護可以 作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路-變壓器組的全部。通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限

28、的電 流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。在實際中還常米用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護 作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時 限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以 定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的 后備保護。對于北京電信的10KV（含35KV供電線路今后宜選用兩 段式或三段式電流保護。因為這種保護的設置可以在相臨下一級線路的保護或斷路器拒 動時，本級線路的定時限過流保護可以動作，起到遠后備保護的作用； 如本級線路的主保護（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護） 拒 動時，則本級線路的定

29、時限過電流保護可以動作， 以起到近后備的作 用。5. 零序電流保護電力系統(tǒng)中發(fā)電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點不接地的運行方式。系統(tǒng)運行正常時，三相是對稱的， 三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前 90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數(shù)值相等、相位相差 120°，其和為零.中性點電位為零。假設A相發(fā)生了一相金屬性接 地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個 線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運行 2小時，而不必切斷電路。這

30、也是采用中性點不接地的主要優(yōu)點。但 其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發(fā)展為兩點或多點接地 的可能。應及時發(fā)出信號，通知值班人員進行處理。10KV中性點不接地系統(tǒng)中，當出現(xiàn)一相接地時，利用三相五鐵 心柱的電壓互感器（PT）的開口三角形的開口兩端有無零序電壓來實 現(xiàn)絕緣監(jiān)察。它可以在PT柜上通過三塊相電壓表和一塊線電壓表 （通 過轉換開關可觀察三個線電壓）看到“一低、兩高、三不變”。接在 開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作， 其常開接點接通信號繼電 器，并發(fā)出預告信號。采用這種裝置比較簡單，但不能立即發(fā)現(xiàn)接地 點，因為只要網(wǎng)絡中發(fā)生一相接地，則在同一電壓等級的所有工礦企 業(yè)的變電所母線上

31、，均將出現(xiàn)零序電壓，接有帶絕緣監(jiān)視電壓互感器 的電力用戶都會發(fā)出預告信號。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查 找接地點，需要電氣人員按照預先制定的“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。可以看出，這 種方法費力、費時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。 因此，這種裝置存在一定的缺陷。當網(wǎng)絡比較復雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置 是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護裝置。它是利用接地故 障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點構成的一種保 護裝置。零序電流保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線 路或經電纜引出的架空線路上。當在

32、電纜出線上安裝零序電流互感器 時，其一次側為被保護電纜的三相導線，鐵心套在電纜外，其二次側 接零序電流繼電器。當正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側電流為零。 二次側只有因導線排列不對稱而產生的不平衡電流。 當發(fā)生一相接地 時，零序電流反映到二次側，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出 信號。在安裝零序電流保護裝置時，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。 這是因為被保護電纜發(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 起作用的。否則互感器二次側也就不能感應出電流，因而繼電器也就不可能動作。不難理解，當某一條線路上發(fā)生一相接地時，非接地線路上的零序

33、電流為本身的零序電流。因此，為了保證動作的選擇性，在整定時，保護裝置的啟動電流Idz應大于本線路的電容電流，即：Idz二Kh.3Uxan.w .Co 二Kh.lo式中Idz 保護裝置的啟動電流；Kh 可靠系數(shù)，如無延時，考慮到不穩(wěn)定間歇性電弧所發(fā)生的振蕩涌流時，取45;如延時為0.5S時，則取1.52;Uxan 相電壓值；Co 被保護線路每相的對地電容；Io 被保護線路的總電容電流。按上式整定后，還需校驗在本線路上發(fā)生一相接地時的靈敏系數(shù)Kim,因為流經接地線路上的零序電流為全網(wǎng)絡中非接地線路電容電流的總和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此靈敏系數(shù)為：=(CS-Co)/ Kh. C

34、o上式可改寫成：Klm=I0S-Io /Kh. Io=I0S -Io /Idz式中CS 同一電壓等級網(wǎng)絡中，各元件每相對地電容之和；I0S與CS相對應的對地電容電流之和。對電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對于架空線路，因為沒有特制的零序電流互感器，如 欲安裝零序電流保護，可把三相三只電流互感器的同名端并聯(lián)在一起，構成零序電流過濾器，再接上零序電流繼電器。其動作電流整定 值中，要考慮零序電流過濾器中不平衡電流的影響。四.10KV系統(tǒng)中應配置的繼電保護按照工廠企業(yè)10KV配電系統(tǒng)的設計規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置以下保護裝置：1. 10KV配電線

35、路應配置的繼電保護（1）.10kV配電線路的特點10kV配電線路結構特點是一致性差，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變電所出線，有的線路由110kV 變電所出線；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，有的線 路上設有開關站或有用戶變電所等。對于輸電線路，因為其比較規(guī)范，一般無 T接負荷，至多有一、二個集中負荷的T接點。因此，利用規(guī)范的保護整定計算方法，各種 情況均可一一計算，一般均

36、可滿足要求。對于配電線路，因為以上所 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"四 性"的要求。（2）.整定計算方案我國的10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過電流及三 相一次重合閘構成。特殊線路結構或特殊負荷線路保護，不能滿足要 求時，可考慮增加其它保護（如：保護H段、電壓閉鎖等）。下面的討 論，是針對一般保護配置而言的。1）電流速斷保護：因為10kV線路一般為保護的最末級，或最末級用戶變電所保護 的上一級保護。所以，在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用 戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證。在以下兩種計算結果中選 較大值作為速斷整定值。 按躲過

37、線路上配電變壓器二次側最大短路電流整定。實際計算時，可按距保護安裝處較近的線路最大變壓器低壓側故障整定。Idzl二Kk x Id2max式中Idzl-速斷一次值Kk-可靠系數(shù)，取1.5Id2max-線路上最大配變二次側最大短路電流 當保護安裝處變電所主變過流保護為一般過流保護時（復合電壓閉鎖過流、低壓閉鎖過流除外），線路速斷定值與主變過流定值相 配合。lk=Kn x （|g|-le）式中Idzl-速斷一次值Kn-主變電壓比，對于35/10降壓變壓器為3.33Igl-變電所中各主變的最小過流值（一次值）le-為相應主變的額定電流一次值 特殊線路的處理：a. 線路很短，最小方式時無保護區(qū)；或下一級

38、為重要的用戶變電所時，可將速斷保護改為時限速斷保護。 動作電流與下級保護速斷 配合（即取1.1倍的下級保護最大速斷值），動作時限較下級速斷大一 個時間級差（此種情況在城區(qū)較常見，在新建變電所或改造變電所時， 建議保護配置用全面的微機保護，這樣改變保護方式就很容易了 ）。 在無法采用其它保護的情況下，可靠重合閘來保證選擇性。b. 當保護安裝處主變過流保護為復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流 時，不能與主變過流配合C.當線路較長且較規(guī)則，線路上用戶較少，可采用躲過線路末 端最大短路電流整定，可靠系數(shù)取 1.31.5。此種情況一般能同時 保證選擇性與靈敏性。d.當速斷定值較小或與負荷電流相差不大時，應校驗速

39、斷定值 躲過勵磁涌流的能力，且必須躲過勵磁涌流。 靈敏度校驗。按最小運行方式下，線路保護范圍不小于線路長 度的15灌定。允許速斷保護保護線路全長。ldmim(15%)/ldzl > 1式中l(wèi)dmim(15%)-線路15%b的最小短路電流Idzl-速斷整定值2)過電流保護：按下列兩種情況整定，取較大值。 按躲過線路最大負荷電流整定。隨著調度自動化水平的提高， 精確掌握每條線路的最大負荷電流成為可能，也變得方便。此方法應考慮負荷的自啟動系數(shù)、保護可靠系數(shù)及繼電器的返回系數(shù)。為了計算方便，將此三項合并為綜合系數(shù) K乙即: KZ=KB Kzp/Kf式中KZ-綜合系數(shù)KK-可靠系數(shù)，取1.11.2

40、Izp-負荷自啟動系數(shù)，取13Kf-返回系數(shù)，取0.85微機保護可根據(jù)其提供的技術參數(shù)選擇。而過流定值按下式選擇：Idzl=KZ x Ifhmax式中Idzl-過流一次值Kz-綜合系數(shù)，取1.75,負荷電流較小或線路有啟動電流較大 的負荷（如大電動機）時，取較大系數(shù)，反之取較小系數(shù)Ifhmax-線路最大負荷電流，具體計算時，可利用自動化設備采集最大負荷電流 按躲過線路上配變的勵磁涌流整定。變壓器的勵磁涌流一般為額定電流的46倍。變壓器容量大時，涌流也大。因為重合閘裝置 的后加速特性（10kV線路一般采用后加速），如果過流值不躲過勵磁 涌流，將使線路送電時或重合閘重合時無法成功。因此，重合閘線路

41、,需躲過勵磁涌流。因為配電線路負荷的分散性，決定了線路總勵磁涌 流將小于同容量的單臺變壓器的勵磁涌流。因此，在實際整定計算中，勵磁涌流系數(shù)可適當降低。式中Idzl-過流一次值Kcl-線路勵磁涌流系數(shù)，取15,線路變壓器總容量較少或配 變較大時，取較大值Sez-線路配變總容量Ue-線路額定電壓，此處為10kV 特殊情況的處理：a. 線路較短，配變總容量較少時，因為滿足靈敏度要求不成問 題，Kz或Klc應選較大的系數(shù)。b. 當線路較長，過流近后備靈敏度不夠時（如15km以上線路）,可采用復壓閉鎖過流或低壓閉鎖過流保護，此時負序電壓取0.06Ue,低電壓取0.60.7Ue,動作電流按正常最大負荷電流

42、整定，只考慮可 靠系數(shù)及返回系數(shù)。當保護無法改動時，應在線路中段加裝跌落式熔 斷器，最終解決辦法是網(wǎng)絡調整，使 10kV線路長度滿足規(guī)程要求。c. 當遠后備靈敏度不夠時（如配變?yōu)?10kVA或線路極長）， 因為每臺配變高壓側均有跌落式熔斷器，因此可不予考慮。d. 當因躲過勵磁涌流而使過流定值偏大，而導致保護靈敏度不 夠時，可考慮將過流定值降低，而將重合閘后加速退出（因10kV線路 多為末級保護，過流動作時限一般為 0.3s，此段時限也是允許的）。 靈敏度校驗:近后備按最小運行方式下線路末端故障，靈敏度大于等于 1.5 ; 遠后備靈敏度可選擇線路最末端的較小配變二次側故障， 接最小方式 校驗，靈

43、敏度大于或等于1.2。Km1=ldmin1/ldzl > 1.25Km2=ldmin2/ldzl > 1.2式中Idmin1-線路末端最小短路電流Idmin2-線路末端較小配變二次側最小短路電流Idzl-過流整定值(3).重合閘10kV配電線路一般采用后加速的三相一次重合閘，因為安裝于 末級保護上，所以不需要與其他保護配合。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 ;農村線路，負荷多為照明及不長期運行的小型電 動機等負荷，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。實踐證明， 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 咼到60%左右。(4).有關保護選型10kV線路保護裝置的配置雖然較簡單，但因為線路的復雜性和負荷的多變性，保護裝置根據(jù)墊江電網(wǎng)保護配置情況及運行經驗，在桂南變電站技改中采用保護配置全面的微機保護。除具備電流速斷、 過電流及重合閘的基礎上，還具備低壓(或復壓)閉鎖、時限速斷等功 能，以適應線路及負荷變化對保護方