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1、 畢業(yè)設(shè)計（論文） 輸電線路繼電保護(hù)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱: 輸電線路繼電保護(hù)一.課題來源:三峽電力職業(yè)學(xué)院系部老師下達(dá)了輸電線路繼電保護(hù)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，主要是給電力網(wǎng)配置完善的繼電保護(hù)裝置，并通過設(shè)計，加深對供用電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)知識理解，鞏固和提高學(xué)過的理論與專業(yè)知識，并予以適當(dāng)?shù)纳罨?。?研究的目的和意義:為了保證整個電力系統(tǒng)供電的可靠性與穩(wěn)定性,同時讓我們能夠把三年所學(xué)的知識串接起來,并用這些知識來解決實際問題,通過設(shè)計此課題綜合鍛煉自我學(xué)習(xí)及查資料的能力,同時增強了和同學(xué)們的合作能力從個人長遠(yuǎn)方向考慮,此課題設(shè)計可為以后工作打下良好的基礎(chǔ).三.、研究內(nèi)容1、35kv輸電

2、線路故障分析2、35kv輸電線路繼電保護(hù)的配置3、35kv輸電線路繼電保護(hù)的整定計算4、說明各種保護(hù)功能的工作原理四.國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護(hù)技術(shù)隊伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)

3、研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運行于葛洲壩500 kV線路上，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主

4、導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用，天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運行。 我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護(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、不同型式的微機保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機保護(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，為微機保護(hù)的推廣開辟了

5、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)電機失磁保護(hù)、發(fā)電機保護(hù)和發(fā)電機?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)備廠合作研制的微機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、不同機型的微機線路和主設(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。隨著微機保護(hù)裝置的研究，在微機保護(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

6、我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機保護(hù)的時代。五、工作進(jìn)度：起止日期要求完成的內(nèi)容1、2012.09.012012.9.52、 2012.9。62012.9.303、 2012。10.12012.10.74、 2012.10.82012.10.95、 201210.102012.10.131、 完成開題報告。2、 完成畢業(yè)設(shè)計（論文）初稿，指導(dǎo)老師審核。3、 完成畢業(yè)設(shè)計（論文），裝訂成冊，連同電子文檔一并上交指導(dǎo)老師。4、 指導(dǎo)老師完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的批閱，評閱小組完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的評閱。10、畢業(yè)答辯。六.本次研究的主攻方向通過設(shè)計35kv輸電線路的繼電保護(hù),主要對相間短路的三段式電流保護(hù)

7、進(jìn)行分析。七：參考文獻(xiàn)：1.供電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù) 主編:馬英麗 2.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南-繼電保護(hù)分冊主編：韓笑3.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 主編:賀家李,宋從矩 4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 主編: 許建安，陜春玲5.電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動裝置整定計算 張舉 華北電力大學(xué)6.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用 王維儉 中國電力出版社7.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運行分析（上冊） 張志竟，黃玉錚合編 摘要：輸電線路發(fā)生短路時，電流突然增大。電壓減低。利用電流增加的特點，可以構(gòu)成反映電流增大而動作的電流保護(hù)，通常輸電線路電流保護(hù)采用階段式電流保護(hù)，采用無時限電流速斷，限時電流速斷和定時限過電流保護(hù)構(gòu)成三段式電流保護(hù)，

8、無時限電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)共同構(gòu)成電流的主保護(hù)，定時限過電流保護(hù)是本線路的近后備保護(hù)和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。設(shè)計首先是對保護(hù)原理進(jìn)行分析，保護(hù)的整定計算及靈敏性效驗。設(shè)計內(nèi)容包括原理分析、保護(hù)整定計算和靈敏性校驗。 關(guān)鍵詞 ：三段式 靈敏度前言：繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的，電力系統(tǒng)雖然經(jīng)常是出于正常運行狀態(tài)，但一旦發(fā)生故障電力系統(tǒng)的正常運行就會被破壞，將對正常供電，人身安全和設(shè)備造成危害，因此要求電力系統(tǒng)一旦發(fā)生短路故障，應(yīng)將故障部分切除，以保證正常部分恢復(fù)正常運行，發(fā)生異常運行狀態(tài)一般動作于信號，以便分析處理它與電力系統(tǒng)對運行的可靠性要求的不斷挺高密切相關(guān)。熔斷器就是

9、最初出現(xiàn)的簡單過電流保護(hù)，時至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，用電設(shè)備的功率、發(fā)電機的容量不斷增大，發(fā)電廠、變電站和供電網(wǎng)的結(jié)線不斷復(fù)雜化，電力系統(tǒng)中正常工作電流和短路電流都不斷增大，熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求，于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置的過電流繼電器，本世紀(jì)處，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)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。幾十年來，隨著我國電力系統(tǒng)向高電壓、大機組、大電網(wǎng)發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)及裝置應(yīng)用水平獲得很大提高，在20世紀(jì)50年代以前，繼電保護(hù)是用電磁型的機械元件構(gòu)成的。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，利用整流二極管構(gòu)成的整流型

10、元件和由半導(dǎo)體分立元件組成的保護(hù)裝置得到了推廣利用。20世紀(jì)70年代以后，利用集成電路構(gòu)成的裝置在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。到80年代后，計算機發(fā)展很快，利用計算機強大的的計算分析能力來分析電力系統(tǒng)的有關(guān)電量，判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障。目前沒在電力系統(tǒng)中，微機型繼電保護(hù)及自動裝置得到了廣泛應(yīng)用，它與傳統(tǒng)保護(hù)相比有明顯的優(yōu)越性，如：綜合判斷能力強；性能穩(wěn)定，可靠性高；體積小，功能全；靈活性強；易于解決常規(guī)保護(hù)難于解決的問題，使保護(hù)功能得到改善；運行維護(hù)得到改善；運行維護(hù)工作量小，現(xiàn)場調(diào)試方便等。概括來說，繼電保護(hù)裝置經(jīng)歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微機處理式等不同的發(fā)展階段。滿足電

11、力系統(tǒng)安全運行的要求是繼電保護(hù)發(fā)展的基本動力?？焖傩?、靈敏性、選擇性和可靠性是對繼電保護(hù)的四項基本原則。第一章 故障分析輸電線路由于地處曠野，所經(jīng)路段地形復(fù)雜多樣，運行環(huán)境較為惡劣，因此引起故障的原因也是多方面的，從近幾年的運行經(jīng)驗來看，雷擊、鳥害、外力破壞是引起線路故障的主要原因。1. 雷擊事故雷擊10kV架空線路事故有很多種，有絕緣子擊穿或爆裂、斷線、過橋線燒毀等。雷擊事故，固然與雷擊線路原因有較大關(guān)系，而設(shè)備的缺陷也是導(dǎo)致事故的另一原因，分析其設(shè)備原因主要有：(1) 絕緣子質(zhì)量不過關(guān)。尤其是P15、P20針式絕緣子質(zhì)量存在缺陷，近幾年，在雷雨季節(jié)時本地區(qū)時常有發(fā)生雷擊針式絕緣子爆裂事故，

12、引起10kV線路接地或相間短路。(2) 10kV線路防雷措施不足。從2002年分公司改制開始，很多地區(qū)的配電變壓器都更換了氧化鋅避雷器，但一些較長的10kV架空線路卻沒有安裝或很少安裝線路型氧化鋅避雷器。(3) 導(dǎo)線連接器接觸不良。很多地區(qū)以前都習(xí)慣使用并溝線夾作為10kV線路的連接器，甚至連并溝線夾都不用而纏繞接線，并溝線夾連接或纏繞接線都不是導(dǎo)線的最佳連接，導(dǎo)線連接不良，會經(jīng)受不住強大雷擊電流的沖擊。(4) 避雷器接地裝置不合格。不合格的接地裝置，接地電阻大于10歐，卸流能力低，雷擊電流不能快速流入大地。2. 外力破壞事故外力破壞也是10kV架空線路的多發(fā)事故之一，這類事故，根據(jù)破壞形式可

13、分為：(1) 車輛碰撞引起10kV架空線路倒桿斷線；(2) 空中漂浮物觸碰引起10kV架空線路相間短路速斷跳閘(3) 鐵塔的塔材、金具被盜引起桿塔傾斜或倒桿(塔)(4) 桿塔基礎(chǔ)或拉線基礎(chǔ)被掏空、破壞，引起倒桿(塔)(5) 違章建筑的工具或材料碰觸導(dǎo)線引起相間短路速斷跳閘3. 線路地理位置特殊性，形成了巡視的盲點區(qū)域：(1) 對于距離較長的線路，由于架設(shè)的地理環(huán)境特殊，導(dǎo)致巡視難度加大，一些地點難以巡視到位，隱患排查不及時(2) 長距離輸電線路，監(jiān)管難度大，若發(fā)生桿基附件的偷盜行為，將不能第一時間被發(fā)現(xiàn)。4. 線路周邊環(huán)境惡劣，臨近廠區(qū)的線路，由于受到惡劣環(huán)境的影響，事故發(fā)生率增大，從而增加事

14、故的發(fā)生率：(1) 一些線路由于靠近廠區(qū)附近，廠區(qū)排放出的煙塵以及化學(xué)性顆粒漂浮物長時間游離在空氣中，會附著在線路以及金具上，對線路及金具造成腐蝕，金器具使用年限將會大大減少，從而影響使用壽命。5. 線路過載運行或?qū)Ь€連接器接觸不良引起發(fā)熱、斷線事故(1) 某些線路外掛負(fù)載較多，線路負(fù)荷較重，若金器具連接點連接不牢固，在負(fù)荷高峰期時會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，長時間如此，將導(dǎo)致線路因發(fā)熱燒斷6. 線路設(shè)備殘舊，使用年限長，設(shè)備存在缺陷，引發(fā)相關(guān)事故：(1) 線路上一些設(shè)備，如真空開關(guān)，變壓器等，由于使用時間長，加上維護(hù)不到位，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞，生銹等狀況。長時間運行，將出現(xiàn)人身觸電以及接地等故障。7.

15、 線路周邊樹木生長迅速，砍伐不及時，導(dǎo)致樹枝觸碰線路造成短路及接地故障：(1) 由于架空線路架設(shè)范圍廣，輻射面積大，線路周圍的樹木多，生長迅速。在春季和夏季的交叉季節(jié)，一些樹木高度達(dá)不到與線路的安全距離，大風(fēng)或下雨天氣，會導(dǎo)致樹枝或樹葉接觸到導(dǎo)線，造成線路接地以及短路事故。以上分析的是一些常見的10kV架空線路事故，這些事故，對線路的危害極大，給當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大的損失，給當(dāng)?shù)鼐用裆顜聿槐?。下面就如何減少10kV線路的事故，保障線路安全運行談?wù)劮词鹿蚀胧６?處理故障的措施1. 防雷擊故障處理措施：(1) 更換、安裝支柱式絕緣子。雷擊10kV架空線路針式絕緣子事故，是最多見的設(shè)備事故

16、，造成這類事故的原因除了本地區(qū)雷暴日多之外，針式絕緣子質(zhì)量不過關(guān)也是主要原因，前幾年我們采用和安裝的P-15、P-20針式絕緣子，經(jīng)運行證明，該產(chǎn)品質(zhì)量低劣，耐雷水平低，可以將這類絕緣子更換為支柱式絕緣子，新架10kV線路亦應(yīng)選用支柱式絕緣子，運行經(jīng)驗證明，支柱式絕緣子的耐雷水平及產(chǎn)品質(zhì)量比P15和P20針式絕緣子好得多；綜合長遠(yuǎn)經(jīng)濟成本，選用支柱式絕緣子更為合適。(2) 安裝氧化鋅避雷器。在空曠的地區(qū)，由于沒有高大建筑物引雷，雷直擊線路是常有的事，所以宜在空曠的10kV架空線路上安裝線路型氧化鋅避雷器，新安裝的配網(wǎng)設(shè)備如配變、柱上開關(guān)、電纜頭等也必須安裝氧化鋅避雷器，以加強對10kV線路及設(shè)

17、備的防雷保護(hù)。對距離遠(yuǎn)的線路，重點巡視氧化鋅避雷器處，若發(fā)現(xiàn)有損壞的，應(yīng)及時更換，每年做好避雷器的預(yù)防性試驗工作。(3) 選用質(zhì)量好的并溝線夾。在今后的10kV線路改造和檢修中，逐步更換年限使用久遠(yuǎn)的并溝線夾作導(dǎo)線連接器，并嚴(yán)禁不用線夾而纏繞接線，應(yīng)選用連接性能較好，質(zhì)量較好的并溝線夾。(4) 檢查、整改接地裝置。定期檢查測量10kV線路上接地裝置的接地電阻，不合格的給予整改，保證接地電阻值不大于10歐。新安裝的10kV線路接地裝置接地電阻也不宜大于10歐，與1kV以下設(shè)備共用的接地裝置接地電阻不大于4歐。2. 防外力破壞措施。根據(jù)上面提到的10kV線路外力破壞事故類型及原因，采用如下措施：(

18、1) 為杜絕或減少車輛碰撞桿塔事故，可以在交通道路邊的桿塔上涂上醒目的反光漆，以引起車輛駕駛員的注意。(2) 加強對線路周圍居民的宣傳教育，在10kV線路旁設(shè)置醒目的禁止警示牌，禁止在10kV線路兩旁300m范圍內(nèi)放風(fēng)箏以及堆放垃圾物。(3) 加強打擊破壞盜竊10kV線路塔材及金具的力度，與當(dāng)?shù)毓矙C關(guān)、社區(qū)、村委會等積極的配合，制定有效的措施和具體防范方案，設(shè)置專門部門負(fù)責(zé)對破壞、盜竊10kV電力設(shè)施的破壞分子進(jìn)行嚴(yán)厲的打擊。(4) 檢修班組定期巡視檢查10kV線路的桿塔基礎(chǔ)、拉線基礎(chǔ)和違章建筑物，對掏空的桿塔基礎(chǔ)、拉線基礎(chǔ)進(jìn)行及時維修，對存在缺陷的設(shè)備及時處理和檢修，對違章建筑物進(jìn)行清理整

19、頓。3. 針對某些線路地理位置的特殊性，根據(jù)天氣情況和利用現(xiàn)有交通工具，將組織人員進(jìn)行有針對性地巡視和檢查，將此線路段作為重點巡視對象。4. 對于環(huán)境惡劣的廠區(qū)周邊線路，定期進(jìn)行金器具、絕緣子以及瓷瓶的清掃，對線路連接點進(jìn)行緊固，加大巡視力度。5. 檢修班組應(yīng)密切注意各10kV饋線的負(fù)荷情況，在負(fù)荷高峰期運用紅外線測溫儀測量導(dǎo)線連接器的溫度，一旦溫度異常，立即進(jìn)行處理，避免高溫熔斷導(dǎo)線。6. 對電桿駁接口、鐵塔、配變臺架進(jìn)行周期除銹上油，加強桿塔及金具的防護(hù)，提高10kV線路的安全運行水平。7. 針對某些線路周圍樹木較多的情況，在巡視線路中，應(yīng)把這些區(qū)域重點記錄，每年定期對線路周邊樹木進(jìn)行砍樹

20、修枝，避免因樹木過高接觸線路，造成線路接地故障。若發(fā)現(xiàn)枯樹，應(yīng)及時處理，避免因枯樹斷裂砸傷線路或者傷及路人。第二章 配置裝置在輸電線路繼電保護(hù)中我們要根據(jù)突發(fā)情況的要求選取合理的裝置。從而有了電流互感器、電壓互感器。并且還要配備自動裝置，主保護(hù)的配置和后備保護(hù)的配置，以及自動裝置的配置和系統(tǒng)安全自動裝置的配置。相間短路階段試電流保護(hù)無時限電流速斷保護(hù)的原理：無時限電流速斷保護(hù) 根據(jù)對繼電保護(hù)速動性的要求，在簡單、可靠和保證選擇性的前提下，原則上力求裝設(shè) 快速動作的保護(hù)。無時限電流速斷保護(hù)（又稱段電流保護(hù)）就是這樣的保護(hù)，它是反應(yīng)電 流升高而不帶時限動作的一種電流保護(hù)。 其工作原理可用圖 3-1

21、 所示單側(cè)電源線路的無時限 電流保護(hù)為例來說明。 第三章 相間短路-階段式電流保護(hù)輸電線路發(fā)生短路時，電流突然增大。電壓減低。利用電流增加的特點，可以構(gòu)成反映電流增大而動作的電流保護(hù)，通常輸電線路電流保護(hù)采用階段式電流保護(hù)，采用無時限電流速斷，限時電流速斷和定時限過電流保護(hù)構(gòu)成三段式電流保護(hù)，無時限電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)共同構(gòu)成電流的主保護(hù)，定時限過電流保護(hù)是本線路的近后備保護(hù)和相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。3-1無時限電流速斷保護(hù)工作原理當(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

22、電流可用下式表示圖 3-1 單側(cè)電源線路無時限電流保護(hù)作用原理保護(hù)的整定計算 2、1（1）無時限電流保護(hù)的整定計算B母線短路時流過線路AB的最大三相短路電流為線路AB的無時限電流速斷保護(hù)的動作電流為其最大保護(hù)范圍可見，最大保護(hù)范圍滿足要求。校驗，最小保護(hù)范圍可見，最小保護(hù)范圍滿足要求。 2、2（2）限時電流速斷保護(hù)的整定計算與變壓器T1配合，按躲過變壓器的低壓側(cè)母線三相短路時，流過線路AB的最大三相短路電流整定，與相鄰線路的電流速斷保護(hù)相配合取較大值作為動作電流。靈敏度校驗。B母線短路時，流過線路AB的最小兩相短路電流靈敏系數(shù)為由于靈敏系數(shù)不滿足要求，所以改用與T1低壓側(cè)母線配合動作時間 2、

23、3（3）定時限過電流保護(hù)的整定計算動作電流為靈敏度校驗。過電流保護(hù)作為本線路的近后備時過電流保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備時線路BC末端發(fā)生兩相短路時流過線路AB的最小兩相短路電流變壓器T1低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時，流過線路AB的最小兩相短路電流（采用兩相三繼電器接線時）當(dāng)線路上發(fā)生三相短路時，流過保護(hù) 1 的短路電流為( I K3 ) =EM EM = Z ZM + ZK（31）式中 E M 系統(tǒng)等效電源的相電動勢；Z M 系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的正序阻抗； Z K 保護(hù)安裝處至短路點之間的正序阻抗。由式（3-1）可見，當(dāng)系統(tǒng)運行方式一定時， E M 和 Z M 是常數(shù)，則流過保護(hù)的三 相短路電

24、流，是短路點至保護(hù)安裝處間距離 L 的函數(shù)。短路點距電源越遠(yuǎn)流過保護(hù)的 三相短路電流越小。圖 3-1 中曲線 1 表示，系統(tǒng)在最大運行方式下三相短路時，流過保( 護(hù)的最大三相短路電流 I K3) 隨 L 的變化曲線。曲線 2，是系統(tǒng)在最小運行方式下兩相短 ( 路時，流過保護(hù)的最小兩相短路電流 I K2 ) 隨 L 的變化曲線。對于反應(yīng)電流升高而動作的電流保護(hù)裝置而言，能使保護(hù)裝置起動的最小電流稱為保護(hù)裝置的動作電流，以 I oper 表示。當(dāng)流過保護(hù)裝置的電流達(dá)到這個值時，保護(hù)裝 置就能起動。顯然，僅當(dāng)通過被保護(hù)線路的電流 I k I oper 時，保護(hù)裝置才會起動。 在圖 3-1 中，以 M

25、 處保護(hù)為例，當(dāng)本線路（LMN）末端發(fā)生短路故障時，希望 M 處無時限電流速斷保護(hù)能瞬時動作切除故障，而當(dāng)相鄰線路首端（或稱出口處）發(fā)生短 路故障時，按照選擇性要求，M 處保護(hù)不應(yīng)動作，應(yīng)由 N 處保護(hù)動作切除故障。但實 際上，本線路末端和相鄰線路首端發(fā)生短路故障時，流經(jīng) M 處保護(hù)的短路電流是一樣 的，M 側(cè)保護(hù)無法區(qū)分這兩處的短路故障。為了保證選擇性，電流速斷保護(hù)的動作電 流應(yīng)躲過下一線路首端 （或本線路末端） 短路故障時流過本保護(hù)的短路電流， 即取 I oper I K N max 寫成等式，則有( I oper = K rel I K3)N max（32）式中 I K3)N max 最

26、大運行方式下，被保護(hù)線路末端 N 發(fā)生金屬性三相短路時，流過保護(hù)裝置的最大短路電流。K rel 可靠系數(shù)，它是考慮短路電流計算誤差、繼電器動作電流誤差、短路電流中非周期分量的影響和必要的裕度而引入的大于 1 的系數(shù)， 一般 取 K rel =1.2 1.3 在圖 3-1 中，通過動作電流畫一平行于橫坐標(biāo)的直線 3，此直線 3 與曲線 1 和 2 各有一個交點， 在交點至保護(hù)安裝處的線路上發(fā)生短路故障時， 由于流經(jīng)保護(hù)的短路電 流均大于動作電流，所以保護(hù)裝置處于動作狀態(tài)，而在兩交點以后短路時，流經(jīng)保護(hù)的 短路電流小于動作值，保護(hù)不動作。對應(yīng)這兩點，保護(hù)有最大和最小保護(hù)范圍，即 Lmax 和 Lm

27、in 。這說明無時限電流速斷保護(hù)，不能保護(hù)線路全長，且保護(hù)范圍受運行方式的 影響。 無時限電流速斷保護(hù)的選擇性是靠動作電流來保證的， 靈敏性是用其最小保護(hù)范 圍來衡量的，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長的 15% 20%。 無時限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍可以用解析法求得。 忽略系統(tǒng)各元件阻抗的電阻分 量，按式（3-2）計算出保護(hù)的動作電流為：I oper =EM 3 2 X M max + X 1 Lmin83解得最小保護(hù)范圍為Lmin =1 3 EM X M max ) X 1 2 I oper （33）X1 被保護(hù)線路單位長度的正序電抗；X M max M 側(cè)系統(tǒng)等值的最大系統(tǒng)電抗。圖 3-2

28、無時限電流速斷保護(hù)單相原理接線無時限電流速斷保護(hù)單相原理接線，如圖 32 所示，它是由電流繼電器 KA、中 間繼電器 KC 和信號繼電器 KS 組成。 正常運行時，負(fù)荷電流流過線路，反應(yīng)到電流繼電器中的電流小于 KA 的動作電 流，KA 不動作，其常開觸點是斷開的，KC 常開觸點也是斷開的，信號繼電器線圈和 跳閘線圈 TQ 中無電流，斷路器主觸頭閉合處于正常送電狀態(tài)。當(dāng)線路短路時，短路電 流超過保護(hù)動作電流，KA 常開觸點閉合起動中間繼電器，中間繼電器常開觸點閉合將 正電源接入 KS 線圈， 并通過斷路器的常開輔助觸點 QF1， 接到跳閘線圈 TQ 構(gòu)成通路， 斷路器跳閘后切除故障線路。 中間

29、繼電器的作用，一方面是利用中間繼電器的常開觸點代替電流繼電器小容量 觸點，接通 TQ 線圈；另一方面是利用帶有 0.060.08s 延時的中間繼電器，以增大保 護(hù)的固有動作時間，躲過管型避雷器放電引起保護(hù)誤動作。信號繼電器 KS 的作用是用 以指示該保護(hù)動作， 以便運行人員處理和分析故障。 QF1 用以代替中間繼電器常開觸點， 斷開跳閘線圈 TQ 中的電流，以防 KC 觸點斷弧而燒壞。2.1.3 限時電流速斷保護(hù)限時電流速斷保護(hù)（也稱電流段）：能以較小的時限快 速切除全線路范圍內(nèi)的故障的保護(hù)。 一、保護(hù)的要求及基本工作原理 - 1、要- 1）在任何情況下能保護(hù)本線路的全長，并具有足夠的靈敏性，

30、 - 2）在滿足上述要求的前提下，具有最小的動作時限。- 2、特點- 能保護(hù)本線路的全長，快速切除故障，兼做電流速斷保護(hù)的后備。- 3、工作原理- 保護(hù)范圍必須要延伸到下一條線路中去，當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生 短路時，保護(hù)起動； - 為了保證動作的選擇性，就必須使保護(hù)的動作帶有一定的時限。 - 為了盡量縮短時限，其保護(hù)范圍不超出下一條線路速斷保護(hù)的范圍。2.1.3 限時電流速斷保護(hù)- 3、工作原理- 保護(hù)范圍必須要延伸到下一條線路中去，當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生 短路時，保護(hù)起動； - 為了保證動作的選擇性，就必須使保護(hù)的動作帶有一定的時限。 - 為了盡量縮短時限, 其保護(hù)范圍不超出下一條線路速斷保

31、護(hù)的范圍。2.1.3 限時電流速斷保護(hù)二、整定計算的基本原則- 1、動作電流整定原則：保護(hù)裝置的起動電流應(yīng)按躲過下一線路電流速斷保護(hù) 范圍末端發(fā)生短路時最大短路電流（或躲過下一線路電流段的 整定值）來整定。 即可靠系數(shù) - 2、動作時限選擇限時速斷的動作時限應(yīng)選擇的比下一線路電流速斷保護(hù)的動作 時限高出一個時間階段。 t的大小與斷路器跳閘時間、時間繼電器動作時間的誤差、延時 返回的慣性時間等有關(guān)，一般取0.5 s。2.1.3 限時電流速斷保護(hù) 3、限時電流速斷保護(hù)動作的配合 當(dāng)線路上裝設(shè)了電流速斷和限時電流速斷保護(hù)以后，它們的聯(lián)合工作就可以保證全線路范圍內(nèi)的故障都能夠在0.5s的時間以內(nèi)予以切

32、除。2.1.3 限時電流速斷保護(hù) 4、保護(hù)裝置靈敏性校驗 為了能夠保護(hù)本線路的全長, 限時電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最 小運行方式下,下路末端發(fā)生兩相短路時,具有足夠的反應(yīng)能力. 通常用靈敏系數(shù)來衡量. 1） 靈敏系數(shù)的計算 一般采用最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的短路電流來計算。即：2.1.3 限時電流速斷保護(hù) 保證靈敏系數(shù)大于 1 的原因（1）可能為非金屬性短路，使短路電流減小； （2）實際的短路電流小于計算值； （3）電流互感器引起的負(fù)誤差； （4）保護(hù)裝置中的繼電器可能具有正誤差； （5）考慮一定裕度。 2）靈敏度不滿足要求時的調(diào)整動作電流：動作時限：2.1.3 限時電流速斷保護(hù)三、限時電流

33、速斷保護(hù)的 單相原理接線圖 四、小結(jié) 限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長 依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性 與第段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作 第段的后備保護(hù)。定時限過電流保護(hù)原理一、開式電網(wǎng)的定時限過電流保護(hù)1、保護(hù)裝置的工作原理1）接線：圖8-142）組成： 3）原理：過流電流繼電器動作KT延時閉合KS顯示KM動作YR跳閘。、保護(hù)裝置的時限特性 圖8-141）時限配合：采用階梯原則。2）時限級差：定時限t =0.50.7s 反時限t=0.70.9s3、保護(hù)裝置的整定計算動作電流、動作時限。1）動作電流的整定（1）躲過最大工作電流。計算公式： （2）返回電流Ire應(yīng)大于最大

34、工作電流：2）靈敏度校驗（1）最小的短路電流大于動作電流（2）計算公式：8-13。 （3）要求：保護(hù)裝置靈敏度系數(shù)的最小允許值，對于主保護(hù)還要求Kr1.5，對于后備保護(hù)區(qū)Kr1.2。當(dāng)保護(hù)裝置靈敏度度不滿足是，要通過改變接線方式、降低繼電器的動作電流、提高繼電器的返回系數(shù)和增大線路的短路電流等方法來提高保護(hù)裝置的靈敏度。 3）保護(hù)裝置的時限整定（1）原則：階梯原則。（2）位于電網(wǎng)末端的過電流保護(hù)裝置不設(shè)延時元件。（3）t不可過小，否則可能造成誤動。二、開式電網(wǎng)的反時限過電流保護(hù) 圖8-16基本元件：GL型感應(yīng)式電流繼電器或晶體管繼電器也可組成反時限過電流保護(hù)裝置。1、動作電流的整定整定計算、靈

35、敏度校驗、類同定時限過電流保護(hù)裝置。2、動作時限整定1）階梯原則要符合時限的配合點:t1.s1= t2.s1tt=0.70.9(s)2）優(yōu)缺點：P197例8-2 =*解題步驟：（1）求電流保護(hù)裝置中電流繼電器的動作電流top1k: （2）計算保護(hù)裝置2的電流和動作電流倍數(shù):（3）查表得 t2s1（4） 求t1s1=t2s1t（5） 求（6） 求 （7）查表求出10倍動作電流的動作時限。三、電流電壓聯(lián)鎖的過電流保護(hù)1、引入： 圖：8-212、欠電壓繼電器動作電壓的整定 3、電流繼電器動作電流4、靈敏性校驗四、電流速斷保護(hù)一般要求，當(dāng)過電流保護(hù)裝置的動作時限如果超時1s。還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。種類

36、；瞬時（無時限）電流速斷保護(hù)和限時（有時限）電流速斷保護(hù)。1、無時限電流速斷保護(hù)（瞬動保護(hù)）1）動作電流的整定為了實現(xiàn)前后保護(hù)動作的選擇性，速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)大于被保護(hù)線路末端的最大短路電流。公式： 2）電流速斷的“死區(qū)”由于電流速斷保護(hù)的動作電流時按躲過線路末端的最大短路電流整定的，所以電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，沒有得到保護(hù)的一段線路就稱為電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”。無時限電流速斷裝置的保護(hù)范圍不但與短路故障的種類有關(guān)，還與電力系統(tǒng)的運行方式有關(guān)。在正常運行方式下，其最小保護(hù)范圍應(yīng)不小于被保護(hù)線路全長的15%20%。3）靈敏度效驗公式2、限時電流速斷保護(hù)裝置1）限時電流速斷保護(hù)裝置比無

37、時限速斷保護(hù)大一時限差t（0.5s）即可。2）兩階段速斷保護(hù)裝置：無時限速斷、限時電流速斷保護(hù)裝置。第一級速斷裝置；瞬時電流速斷保護(hù)裝置第二級速斷裝置：限時電流速斷保護(hù)裝置第一段線路的限時電流速斷保護(hù)的動作電流要比下一段線路的瞬時速斷裝置的動作電流大。 3）限時電流速斷裝置的靈敏度應(yīng)按線路末端最小兩相短路電流校驗，其值不應(yīng)小于1.25。 4）三段式電流保護(hù)裝置 （1）三段式電流保護(hù)裝置：瞬時電流速斷稱為第一段保護(hù)，限時電流速斷稱為第二段，定時限過電流保護(hù)稱為第三段保護(hù)。（2）應(yīng)用310kV：一般用兩段式電流保護(hù)裝置。353kV ：三段式電流保護(hù)裝置。小結(jié)：1、開式電網(wǎng)的定時限過電流保護(hù)的接線、組成、原理、時限整定、電流整定、校驗。2、開式電網(wǎng)的反時限過電流保護(hù)。接線、組成、原理、時限整定、電流整定。3、電流電壓聯(lián)鎖的過電流保護(hù)接線、組成、原理、整定、校驗。4、電流速斷保護(hù)。種類、整定、死區(qū)、校驗。5、三段式電流保護(hù)裝置：接線、組成、原理、應(yīng)用等。結(jié)論：我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了4個階段。隨著電力系統(tǒng)的高度發(fā)展和計算機技術(shù)、通訊技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)未來的趨勢是向微機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通訊一體化方向發(fā)展，因此，對從事繼電保護(hù)工作的工程技術(shù)人員提出了更高的要求。致謝： 35