第2章電流保護(hù)2

課程內(nèi)容：第2章輸電線路短路電流保護(hù)

2.1.3定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

2.1.4電流保護(hù)接線1、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作用：一般作為主保護(hù)的后備保護(hù)。（1）工作原理要求：應(yīng)能保護(hù)被保護(hù)線路的全長(zhǎng)，也能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)及相鄰元件的全部。即應(yīng)能起到近后備與遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。如圖在線路L3上發(fā)生短路：一般短路電流大于保護(hù)裝置1、2、3的動(dòng)作電流，保護(hù)1、2、3將起動(dòng)。按選擇性要求，斷開QF3后，保護(hù)1、2應(yīng)立即返回。

為滿足選擇性的要求，必須依靠各保護(hù)裝置具有不同的動(dòng)作時(shí)限來(lái)保證。即保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)滿足：從上式可見，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間是從用戶到電源逐級(jí)增加，越靠近電源，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。特點(diǎn)：形狀象一個(gè)階梯，故稱為梯形時(shí)限特性。

由于保護(hù)動(dòng)作時(shí)限是固定的，與短路電流大小無(wú)關(guān)，稱定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。（2）整定計(jì)算1）在被保護(hù)線路流過(guò)最大負(fù)荷電流時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，即2）相鄰線路短路故障切除后，保護(hù)應(yīng)可靠返回根據(jù)可靠返回條件，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值為（3）靈敏度校驗(yàn)

要求：作為近后備保護(hù)時(shí)，靈敏度要達(dá)到1.3~1.5；遠(yuǎn)后備保護(hù)要達(dá)到1.2。最小短路電流的確定：1）系統(tǒng)運(yùn)行方式；2）短路點(diǎn)位置；3）短路類型；4）電網(wǎng)聯(lián)接方式。（4）保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為了保證選擇性，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定，即從用戶到電源的各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間逐級(jí)增加一個(gè)時(shí)限級(jí)差。其表達(dá)式為：既要與相鄰線路配合，也要與相鄰元件配合。（5）單相式原理接線反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作原理和組成（圖）圖反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理圖和展開圖a）原理圖b）展開圖定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：說(shuō)明：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間取決于時(shí)間繼電器預(yù)先整定的時(shí)間，與短路電流的大小無(wú)關(guān)；反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間需要根據(jù)前后兩級(jí)保護(hù)的電流繼電器的動(dòng)作特性曲線來(lái)整定。圖過(guò)電流保護(hù)整定說(shuō)明圖a）電路b）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限整定c）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限整定即動(dòng)作時(shí)限：應(yīng)按“階梯原則”整定反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)設(shè)上圖a中，KA2的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間已整定為t2，則KA1的10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間t1的整定方法步驟如下（見圖）：計(jì)算WL2首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到KA2中去的電流值：計(jì)算對(duì)KA2的動(dòng)作電流

的倍數(shù)，即圖反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)確定KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：由n2點(diǎn)→a點(diǎn)→。計(jì)算WL1首端的三相短路電流Ik反應(yīng)到KA1中去的電流值：計(jì)算對(duì)KA2的動(dòng)作電流

的倍數(shù)，即確定KA2的10倍動(dòng)作時(shí)間：由n1點(diǎn)和找到交點(diǎn)b點(diǎn)，從過(guò)點(diǎn)b所在的曲線上找出n=10時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間t1即為所求。

計(jì)算KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間：（取）

反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)靈敏度校驗(yàn)：式中，為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下本線路末端（作近后備時(shí)）或相鄰線路末端（作遠(yuǎn)后備時(shí)）的兩相短路電流。作遠(yuǎn)后備時(shí)，要求Ks≥1.2；作近后備時(shí)，要求Ks≥1.3~1.5。過(guò)電流保護(hù)的評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：既可作本級(jí)近后備，又可作下級(jí)遠(yuǎn)后備。缺點(diǎn)：越靠近電源端，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限反而越長(zhǎng)，因此不能作為主保護(hù)；反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的接線簡(jiǎn)單，但動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜。若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)來(lái)提高其靈敏度。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)線路相間短路的三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)是由瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)組成。6三段式電流保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例如圖所示單側(cè)電源放射狀網(wǎng)絡(luò)，AB和BC均設(shè)有三段式電流保護(hù)。已知：1）線路AB長(zhǎng)20km，線路BC長(zhǎng)30km，線路電抗每公里0.4歐姆；2)變電所B、C中變壓器連接組別為Y，d11，且在變壓器上裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)；3）線路AB的最大傳輸功率為9MW，功率因數(shù)0.9，自起動(dòng)系數(shù)取1.3；4）T1、T2變壓器歸算至被保護(hù)線路電壓等級(jí)的阻抗為28歐姆5）系統(tǒng)最大電抗7.9歐，系統(tǒng)最小電抗5.4歐。試對(duì)AB線路的保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算并校驗(yàn)其靈敏度。解（1）短路電流計(jì)算B母線短路三相、兩相最大和最小短路電流為=1590（A）=1160（A）C母線短路電流為(2)整定計(jì)算1）保護(hù)1的Ⅰ段定值

計(jì)算E母線短路電流為%17.5%×1002049.3min==L2）保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)按躲過(guò)變壓器低壓側(cè)母線短路電流整定與相鄰線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合選上述計(jì)算較大值為動(dòng)作電流計(jì)算值。保護(hù)靈敏系數(shù)由上述可知靈敏度不滿足要求。改為與相鄰變壓器配合。7.16801160II1op(2)minBK===×IIKsen按基本配合原則，要計(jì)算出BC線路Ⅱ段動(dòng)作電流，由于從網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可以看出，與相鄰變壓器配合的動(dòng)作電流大于與相鄰線路配合的動(dòng)作電流，所以可以直接選取與相鄰變壓器配合，但應(yīng)注意的是，此配合方式已經(jīng)是Ⅱ段與Ⅱ段配合了

動(dòng)時(shí)間取1s3)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)計(jì)算式中的0.95系數(shù)考慮電壓降低5%時(shí)，輸送最大功率靈敏度校驗(yàn)1）按本線路末端最小二相短路電流校驗(yàn)＞1.52）按相鄰線路末端最小兩相短路電流校驗(yàn)＞1.53）按相鄰元件變壓器低壓側(cè)母線短路校驗(yàn)（電流保護(hù)接線按兩相三繼電器方式）

保護(hù)采用兩相三繼電器接線時(shí)，靈敏校驗(yàn)值應(yīng)采用三相短路電流值保護(hù)時(shí)限按階梯原則，比相鄰元件后備保護(hù)最大動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)限級(jí)差△ｔ。64.33191160==senK85.1319660==senK54.1319490==senK

五、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)（圖6-19）整定原則：和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)一樣，按躲過(guò)線路末端故障來(lái)整定。通常按經(jīng)常運(yùn)行方式下電流元件和電壓元件的保護(hù)范圍相等來(lái)進(jìn)行整定計(jì)算。設(shè)經(jīng)常運(yùn)行方式下的保護(hù)區(qū)為，則電流繼電器的動(dòng)作電流為：

圖6-19電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)原理說(shuō)明圖電壓繼電器的動(dòng)作電壓為：

當(dāng)下一級(jí)線路首端發(fā)生短路時(shí)：保護(hù)范圍由電流繼電器決定保護(hù)范圍由電壓繼電器決定可見，在這兩種情況下都能保證選擇性，且保護(hù)范圍均比正常情況下的保護(hù)范圍小。由圖6-19知，電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍比瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大，即，所以靈敏度比瞬時(shí)速斷保護(hù)高。2、電流保護(hù)接線為了能反映各種類型的相間短路故障，應(yīng)合理選擇保護(hù)的接線方式。電流保護(hù)接線是指電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組之間的連接方式。作為相間短路電流保護(hù)有三種基本接線方式。（1）三相三繼完全星形接線特點(diǎn):三相電流互感器二次繞組與三個(gè)電流繼電器分別按相連接，三個(gè)繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)。(2)兩相兩繼電器接線特點(diǎn):只有兩相裝設(shè)電流互感器，按相連接繼電器。應(yīng)用范圍：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。原因：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，單相接地屬于不正常運(yùn)行，允許繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。作用：可提高供電可靠性。要求：所有線路的電流互感器必須安裝在同名相上。只切除一回路示意圖切除兩回路示意圖1K保護(hù)拒動(dòng)示意圖擴(kuò)大停電范圍示意圖結(jié)論:在兩回路上不同地點(diǎn)、不同相別發(fā)生兩點(diǎn)接地短路時(shí)，若保護(hù)具有相同的動(dòng)作時(shí)間，采用兩相式接線有2/3的機(jī)會(huì)只切除一條回路，這是兩相式接線的優(yōu)點(diǎn)。若在串聯(lián)線路上發(fā)生兩點(diǎn)接地短路，有1/3機(jī)會(huì)誤切除近電源的故障點(diǎn)，擴(kuò)大了停電范圍，這是兩相式接線的缺點(diǎn)。（3）兩相三繼電器接線特點(diǎn)：中性上的電流繼電器測(cè)量到B相電流。采用此接線的目的：為了提高Y，d變壓器后發(fā)生兩相短路的靈敏度。因?yàn)樽儔浩骱髢上喽搪?，電源?cè)三相短路電流大小不相等，最大相是最小相的2倍。若采用兩相兩繼電器接線，有可能無(wú)法測(cè)量到最大相的電流，保護(hù)的靈敏度將受到影響。假設(shè)變壓器線電壓比為1.用作圖法分析變壓器短路電流分布相量法分析結(jié)