電力系統(tǒng)繼電保護(hù)-(第2版)第二章-電流保護(hù)

第二節(jié)雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)第三節(jié)中性點(diǎn)直接電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù)第一節(jié)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)第四節(jié)中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)第一節(jié)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)對(duì)于單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的相間短路保護(hù)主要采用三段式電流保護(hù)，即第一段為無時(shí)限電流速斷保護(hù)，第二段為限時(shí)電流速斷保護(hù)，第三段為定時(shí)限過電流保護(hù)。其中第一段、第二段共同構(gòu)成線路的主保護(hù)，第三段作為后備保護(hù)電流互感器和電流繼電器是實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)的根本元件。當(dāng)輸電線路發(fā)生短路時(shí)，故障相電流增大。根據(jù)這一特征，可以構(gòu)成反響故障時(shí)電流增大而動(dòng)作的電流保護(hù)。一、保護(hù)用電流互感器〔一〕電流互感器極性端極性端一次側(cè)同名端流進(jìn)二次側(cè)同名端流出等值電路相量圖由等值電路可見：將電力系統(tǒng)的一次電流按一定的變比變換成二次較小電流，供給測(cè)量表計(jì)和繼電器，同時(shí)還可以使二次設(shè)備與一次高壓隔離，保證工作人員的平安。由電磁平衡原理：所以電流互感器變比1、電流互感器存在誤差的原因比值誤差角度誤差由于勵(lì)磁電流的存在，使一次電流折算值與二次電流不等，即兩者的大小和相位不同。小于10%小于7o2、電流互感器10%誤差曲線電流互感器比值誤差為10%，角度誤差小于7°，電流互感器一次電流倍數(shù)與允許的二次負(fù)載阻抗之間的關(guān)系曲線。0二、電壓互感器三相五柱用于線電壓和相電壓的測(cè)量。在開口三角接有電壓繼電器，用于監(jiān)視開口三角電壓，用來反映系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)的零序電壓。當(dāng)開口三角電壓到達(dá)啟動(dòng)值時(shí)，提供給保護(hù)需要的零序電壓。小接地電流系統(tǒng)通常用于發(fā)信號(hào)。電流繼電器過電流繼電器

電壓繼電器中間繼電器時(shí)間繼電器信號(hào)繼電器低電流繼電器

過電壓繼電器

低電壓繼電器

反響被保護(hù)元件電流降低而動(dòng)作的一種繼電器反響被保護(hù)元件電壓升高而動(dòng)作的一種繼電器起橋梁作用,接點(diǎn)多容量大,可實(shí)現(xiàn)短延時(shí),及自保持。建立保護(hù)所需要的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，明顯標(biāo)示出繼電器或保護(hù)裝置動(dòng)作狀態(tài)。

反響被保護(hù)元件電壓降低而動(dòng)作的一種繼電器反響被保護(hù)元件電流升高而動(dòng)作的一種繼電器三、常用電磁型繼電器的類型

電磁型繼電器在電流保護(hù)中用作測(cè)量和起動(dòng)元件，它是反映電流超過某一整定值而動(dòng)作的繼電器。主要有三種不同的結(jié)構(gòu)型式，即螺管線圈式、吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式。1.根本結(jié)構(gòu)電磁鐵可動(dòng)銜鐵線圈觸點(diǎn)彈簧止擋2.根本原理當(dāng)電磁力矩大于彈簧力矩和摩擦力矩之和,繼電器動(dòng)作,接點(diǎn)閉合旋轉(zhuǎn)舌片式電流繼電器電磁型過電流繼電器的參數(shù)當(dāng)電流消失或降低至某一電流值時(shí)，繼電器可動(dòng)系統(tǒng)在游絲的反作用力矩的作用下返回原來位置，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開。動(dòng)作電流：使電流繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合的最小電流。返回電流：使電流繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)翻開的最大電流。返回系數(shù)：返回電流與動(dòng)作電流之比，即電流繼電器返回系數(shù)小于1，一般0.85～0.9〔克服阻力〕。電磁力矩與電流平方成正比，與通入線圈中電流方向無關(guān)，為一恒定旋轉(zhuǎn)方向。繼電特性：無論動(dòng)作或返回，繼電器從起始位置到終止位置是突發(fā)的，它不可能停留在某一中間位置。反響電氣量增加而動(dòng)作的繼電器，稱過量繼電器。其返回系數(shù)小于1，但要求其不小于0.85。反響電氣量降低而動(dòng)作的繼電器，稱欠量繼電器。其返回系數(shù)大于1，但要求其不大于1.2。階段式電流保護(hù)包括無時(shí)限電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)三種。都是反響于電流增大而動(dòng)作的保護(hù)，它們之間的區(qū)別主要在于按照不同的原那么來整定動(dòng)作電流。為保證迅速、可靠而有選擇性地切除故障，可將這三種電流保護(hù)，根據(jù)需要組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù)，稱為階段式電流保護(hù)。廣泛應(yīng)用在35kV及以下電力線路。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、可靠，在一般情況下也能滿足快速切除故障的要求。缺點(diǎn)：受電網(wǎng)的接線及運(yùn)行方式的影響。2.1.2單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)電流值特征保護(hù)裝置的起動(dòng)值：對(duì)因電流升高而動(dòng)作的電流保護(hù)來講，使保護(hù)裝置能起動(dòng)的最小電流值稱保護(hù)裝置的起動(dòng)電流。通常指一次側(cè)電流。保護(hù)裝置的整定：根據(jù)繼電保護(hù)要求，確定保護(hù)裝置的起動(dòng)值、靈敏性、動(dòng)作時(shí)限。最大運(yùn)行方式：指系統(tǒng)投入運(yùn)行的電源容量最大，系統(tǒng)的等值阻抗最小，以致發(fā)生故障時(shí)，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大的運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式：是指系統(tǒng)投入運(yùn)行的電源容量最小，系統(tǒng)的等值阻抗最大，以致發(fā)生故障時(shí)，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。最大短路電流：在最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流為最大，稱為最大短路電流。短路類型系數(shù)短路類型系數(shù)最小短路電流：在最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流為最小，稱為最小短路電流。E——系統(tǒng)等效電源的相電勢(shì)，也可以是母線上的電壓；Zs——保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗，即系統(tǒng)阻抗；Z1——線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗，單位為/kmΩ；Lk——短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離。、電流速斷保護(hù)〔無時(shí)限電流速斷保護(hù)〕作用：作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)原理：反映被保護(hù)元件電流升高而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)單側(cè)電源電流曲線最大負(fù)荷電流問題的提出：電流速斷保護(hù)應(yīng)該按最大短路電流還是最小短路電流？當(dāng)保護(hù)線路A-B發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置2的電流I段能否保護(hù)A-B全長(zhǎng)？在同一運(yùn)行方式下，d1點(diǎn)和d2點(diǎn)短路時(shí)，從保護(hù)2安裝處流過的短路電流幾乎相同，如何解決？結(jié)論：系統(tǒng)運(yùn)行方式越大，短路電流也越大；保護(hù)安裝處距離短路點(diǎn)越近，短路電流越大；在某種運(yùn)行方式下，對(duì)同一短路點(diǎn)，三相短路電流大于兩相短路電流。一、起動(dòng)電流的整定原那么：為保證選擇性，保護(hù)1的動(dòng)作電流應(yīng)大于被保護(hù)線路B-C末端最大的外部短路電流—躲開下一條線路出口處短路電流。動(dòng)作電流由于理論計(jì)算與實(shí)際情況之間存在著一定的差異；對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作，還應(yīng)考慮非周期分量使總電流變大的影響；保護(hù)裝置中電流繼電器的實(shí)際啟動(dòng)電流可能小于整定值；考慮一定的裕度，從最不利的情況出發(fā)?？煽肯禂?shù)結(jié)論：有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)全長(zhǎng)。動(dòng)作電流與短路點(diǎn)的阻抗無關(guān)，其整定后是不變的。在交點(diǎn)以前的線路上發(fā)生最大短路故障時(shí)，保護(hù)1的電流速斷保護(hù)能夠動(dòng)作；在交點(diǎn)以后的線路上短路時(shí)，保護(hù)不能動(dòng)作；系統(tǒng)最大運(yùn)行方式保護(hù)范圍最大，最小運(yùn)行方式最小。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式保護(hù)范圍最大，最小運(yùn)行方式最小。二、保護(hù)的靈敏性電流速斷〔I段〕保護(hù)范圍通常用線路全長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)表示，一般要求最大保護(hù)范圍≥50%，最小保護(hù)范圍≥15%-20%?！脖ＷC選擇性和可靠性，犧牲一定的靈敏性，獲得速動(dòng)性〕問題：靈敏性是按有利還是不利情況考慮？三、保護(hù)實(shí)現(xiàn)原理圖電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速、簡(jiǎn)單可靠。缺點(diǎn)是不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式和線路結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大或被保護(hù)線路很短時(shí)，甚至沒有保護(hù)范圍。在個(gè)別情況下，有選擇性的電流速斷也可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，如當(dāng)電網(wǎng)終端采用線路-變壓器組的接線方式。由于線路和變壓器可以看成一個(gè)元件，加之變壓器的阻抗較大，因此短路電流大為減小，這樣速斷保護(hù)就可以按照躲開變壓器低壓側(cè)線路出口處短路整定，使該速斷保護(hù)可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，并能保護(hù)變壓器的一局部。、限時(shí)電流速斷保護(hù)作用：與無時(shí)限電流速斷保護(hù)配合作為被保護(hù)線路相間短路的主保護(hù)，兼作電流速斷保護(hù)的后備。問題的提出：由于有選擇性的電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，為快速切除本線路其余局部的短路，應(yīng)增設(shè)第二套保護(hù)。要求：①任何情況下能保護(hù)線路全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏性②在滿足要求①的前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。整定原那么：為保證選擇性和快速性，該保護(hù)應(yīng)與下一線路〔相鄰線路〕的電流速斷保護(hù)在保護(hù)范圍和動(dòng)作時(shí)限上相配合，即保護(hù)范圍不超過下一線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，動(dòng)作時(shí)限比下一線路電流速斷保護(hù)高出一個(gè)時(shí)限級(jí)差△t。---因動(dòng)作帶有延時(shí)，故稱限時(shí)電流速斷保護(hù)。在下級(jí)線路短路時(shí)，保證下級(jí)保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作切除故障，滿足選擇性要求。一、工作原理保護(hù)范圍必須要延伸到下一條線路中，當(dāng)下一條線路出口處發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)起動(dòng)；為保證選擇性，就必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定的延時(shí)；為盡量縮短時(shí)限，且其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍，即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。二、動(dòng)作電流的及動(dòng)作時(shí)限的整定值計(jì)算起動(dòng)電流按躲過下一條線路電流速斷保護(hù)范圍末端最大短路電流來整定。

動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作電流：為保證選擇性，動(dòng)作時(shí)限要高于下一線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一個(gè)時(shí)限級(jí)差△t〔Δt一般取0.5s〕(1)前一級(jí)保護(hù)動(dòng)作的負(fù)偏差(即保護(hù)可能提前動(dòng)作)；(2)后一級(jí)保護(hù)動(dòng)作的正偏差(即保護(hù)可能延后動(dòng)作)；(3)保護(hù)裝置的慣性誤差(即斷路器跳閘時(shí)間：從接通跳閘回路到觸頭間電弧熄滅的時(shí)間)；(4)再加一個(gè)時(shí)間裕度。三、靈敏性校驗(yàn)：假設(shè)靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第Ⅱ段配合。此時(shí)：動(dòng)作時(shí)間：靈敏性為了能夠保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，應(yīng)具有足夠的靈敏性，一般用靈敏系數(shù)來校驗(yàn)要求：≥1.3～1.5動(dòng)作電流：必須進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)的原因，主要是考慮以下因素：(1)故障點(diǎn)存在過渡電阻，使實(shí)際短路電流比計(jì)算電流小，不利于保護(hù)動(dòng)作。(2)實(shí)際的短路電流由于計(jì)算誤差或其他原因而小于計(jì)算值。(3)由于電流互感器的負(fù)誤差，使實(shí)際流入保護(hù)裝置的電流小于計(jì)算值。(4)繼電器實(shí)際動(dòng)作電流比整定電流值高，即存在正誤差等。(5)考慮一定的裕度。當(dāng)靈敏系數(shù)不能滿足要求時(shí)，在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，在上述不利因素的影響下，將導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)，達(dá)不到保護(hù)線路全長(zhǎng)的目的。保護(hù)原理圖限時(shí)電流速斷保護(hù)的單線原理接線與電流速斷保護(hù)根本相同，不同的是用時(shí)間繼電器KT代替了中間繼電器KM。原理接線圖限時(shí)電流速斷保護(hù)的單線原理接線與電流速斷保護(hù)根本相同，不同的是用時(shí)間繼電器KT代替了中間繼電器KM。限時(shí)電流速斷保護(hù)單相原理接線當(dāng)電流繼電器KA動(dòng)作后，需經(jīng)KT建立延時(shí)tⅡ后才能動(dòng)作于跳閘。假設(shè)在tⅡ之前故障已被切除，那么已經(jīng)啟動(dòng)的KA返回，使KT立即返回，整套保護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作，即為保護(hù)的返回。小結(jié)：限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長(zhǎng)；依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性；與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的后備保護(hù)。問題：我們知道I段拒動(dòng)有II段作為后備，但如果II段拒動(dòng)或斷路器拒動(dòng)怎么辦？作用：正常運(yùn)行時(shí)，不會(huì)動(dòng)作；發(fā)生短路時(shí)，能反響于電流的增大而動(dòng)作。由于短路電流一般比最大負(fù)荷電流大得多，所以保護(hù)的靈敏性較高，不僅能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，作本線路的近后備保護(hù)，而且還能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)，作相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。、定時(shí)限過電流保護(hù)〔第Ⅲ段〕起動(dòng)電流按躲過最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)稱為過電流保護(hù)。一種是保護(hù)啟動(dòng)后出口的動(dòng)作時(shí)間是固定的整定時(shí)間，稱為定時(shí)限過電流保護(hù)；另一種是出口動(dòng)作時(shí)間與過電流的倍數(shù)有關(guān)，電流越大，出口動(dòng)作越快，稱為反時(shí)限過電流保護(hù)。定時(shí)限過電流保護(hù)〔第Ⅲ段〕整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)：1〕動(dòng)作電流：①躲最大負(fù)荷電流②在外部故障切除后，保護(hù)返回，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，確?？煽糠祷?。電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動(dòng)系數(shù)Kss自啟動(dòng)時(shí)最大電流二、動(dòng)作時(shí)間的整定當(dāng)k點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1～4在短路電流的作用下，都可能啟動(dòng)，為滿足選擇性要求，應(yīng)該只有保護(hù)4動(dòng)作切除故障，而保護(hù)1～3在故障切除后應(yīng)立即返回。如何來滿足這個(gè)要求呢？只能依靠選擇不同的動(dòng)作時(shí)限來保證。即

這就是階梯時(shí)間特性。注：當(dāng)相鄰有多個(gè)元件，應(yīng)選擇與相鄰時(shí)限最長(zhǎng)的保護(hù)配合。Ik2.min―――本線路末端短路時(shí)的短路電流Ik1min―――相鄰線路末端短路時(shí)的短路電流遠(yuǎn)后備：3〕靈敏性校驗(yàn)近后備：運(yùn)行方式：最小短路類型：兩相原理接線圖過流保護(hù)原理接線圖與限時(shí)電流速斷保護(hù)的原理接線相同。過流保護(hù)單相原理接線小結(jié)：第Ⅲ段的Iset比第Ⅰ、Ⅱ段的Iset小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選擇性；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長(zhǎng)；電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作時(shí)間之和〔可瞬時(shí)動(dòng)作〕，故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級(jí)線路保護(hù)亦可簡(jiǎn)化〔Ⅰ＋Ⅲ或II+III〕，越接近電源，tⅢ越長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。、反時(shí)限過電流保護(hù)〔供了解〕反時(shí)限電流保護(hù)：也是一種過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限與電流的大小有關(guān)。電流越小，動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)；電流越大，動(dòng)作時(shí)限越短。在一定程度上具有階段式電流保護(hù)的功能，可同時(shí)滿足速動(dòng)性和選擇性要求。防止動(dòng)作時(shí)間太長(zhǎng)！反時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)間配合關(guān)系構(gòu)成一個(gè)比較自然的時(shí)間配合，最長(zhǎng)的時(shí)間不至于太長(zhǎng)。定時(shí)限特性反時(shí)限特性正常情況下，電流繼電器不動(dòng)作，由它輸出的高電平使T1導(dǎo)通，電容C被短接，T2截止。定義：指電流保護(hù)中電流互感器二次繞組與電流繼電器線圈之間的連接方式。2.1.8電流保護(hù)的接線方式主要有三種接線方式：三相三繼電器的完全星形接線兩相兩繼電器的不完全星形接線兩相一繼電器的兩相電流差接線。接線系數(shù)：流入電流繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值。前兩種應(yīng)用較廣泛。保護(hù)裝置的起動(dòng)電流與流過繼電器的電流關(guān)系三相星形接線的特點(diǎn)：1、每相上均裝有CT和LJ、均為Y形接線2、LJ的觸點(diǎn)并聯(lián)〔或〕3、接線系數(shù)為1；4、可以反響各種相間短路和中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地短路。兩相星形接線的特點(diǎn)：1、僅在兩相上裝設(shè)CT和LJ、構(gòu)成不完全Y形接線2、LJ的觸點(diǎn)并聯(lián)〔相或〕〔通常為A、C相〕3、接線系數(shù)為1；4、可以反響各種相間短路和有電流互感器相的接地故障。兩種接線方式在各種故障時(shí)的性能分析比較〔1〕對(duì)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)的各種相間短路兩種接線方式都能正確反響，但完全星形接線動(dòng)作可靠性較高?！?〕對(duì)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地故障完全星形接線可以反響各種單相接地故障不完全星形接線不能反響全部的單相接地短路〔如B相接地〕，所以不適用中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)。1、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中的各種相間短路：2、中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的兩點(diǎn)接地短路〔小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地〕的反響能力在小接地電流電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過接地點(diǎn)的僅為零序電容電流，相間電壓/線電壓仍然對(duì)稱，允許小接地電流電網(wǎng)一點(diǎn)接地繼續(xù)運(yùn)行一短時(shí)間。在不同地點(diǎn)發(fā)生兩點(diǎn)接地短路時(shí)，要求保護(hù)動(dòng)作只切除一個(gè)接地故障點(diǎn)，以提高供電可靠性。不完全星形接線：由于B相不裝電流互感器和相應(yīng)的電流繼電器，當(dāng)線路Ⅱ上發(fā)生B相接地，而線路I上發(fā)生A相或C相接地時(shí)，保護(hù)2不能動(dòng)作，只能由保護(hù)1動(dòng)作，即只能保證2/3時(shí)機(jī)切除后一條線〔即1/3時(shí)機(jī)無選擇性動(dòng)作〕。完全星形接線：由于兩個(gè)保護(hù)在定值和時(shí)限上都按選擇性要求而配合整定的，因此，能夠保證100％地只切除線路Ⅱ。1〕異地兩點(diǎn)接地發(fā)生在相互串聯(lián)的兩條線路上線路II故障相別AABBCC線路III故障相別BCACAB保護(hù)2動(dòng)作情況++--++保護(hù)3動(dòng)作情況-++++-1切除線路數(shù)121121“+〞動(dòng)作“-〞不動(dòng)作2〕異地兩點(diǎn)接地發(fā)生在相互并聯(lián)的兩條線路上三相星形接線：當(dāng)兩套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間相同時(shí)，將同時(shí)動(dòng)作，而切除兩條線路。兩相星形接線：能保證有2/3的時(shí)機(jī)只切除一條線路。注意：兩LH必須裝在同名的兩相上，否那么可能出現(xiàn)兩套保護(hù)均不動(dòng)作的情況。以Y／△－11接線降壓變?yōu)槔?、對(duì)Yd11接線變壓器后兩相短路的反響能力在故障點(diǎn)△側(cè)各繞組的電流可以求出高壓側(cè)電流結(jié)論：當(dāng)在Y/△變壓器的△側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，滯后相電流是其它兩相電流的兩倍并與它們反相位。當(dāng)在Y/△變壓器的Y側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)：超前相電流是其它兩相電流的兩倍，并與它們反相位。當(dāng)采用兩相不完全星形接線時(shí)，因B相上沒有電流繼電器，不能反響B(tài)相的最大電流，只依賴A、C相電流，故靈敏度只有三相完全星形接線時(shí)的一半。當(dāng)過電流保護(hù)接于降壓變壓器高壓側(cè)作為低壓側(cè)線路的后備保護(hù)時(shí)，假設(shè)保護(hù)采用三相完全星形接線，那么接于B相的電流繼電器的電流是其他兩相電流的兩倍，故靈敏度最高。為克服這一缺點(diǎn)，可在不完全星形接線的中性線上接入一個(gè)電流繼電器，流過這個(gè)繼電器的電流大小與B相電流相等，間接反響B(tài)相電流，稱為二相三繼電器接線。兩種接線方式的應(yīng)用三相星形接線：發(fā)電機(jī)、變壓器等大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)，提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性和靈敏性。作為大電流接地系統(tǒng)的相間保護(hù)和單相接地短路的保護(hù)〔實(shí)際單相接地短路一般采用零序電流保護(hù)〕。兩相星形接線：因該接線方式較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)或非直接接地電網(wǎng)中，都廣泛的用作相間短路。在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，并聯(lián)線路兩點(diǎn)接地故障發(fā)生比串聯(lián)兩點(diǎn)接地故障普遍，采用兩相星形接線有2/3的時(shí)機(jī)只切除一條線路，這一點(diǎn)比用三相星形更具有優(yōu)越性〔注：所有線路上的保護(hù)裝置應(yīng)安裝在相同的兩相上。〕如圖所示的網(wǎng)絡(luò)，試對(duì)保護(hù)1進(jìn)行三段式電流保護(hù)整定計(jì)算，并計(jì)算繼電器的動(dòng)作電流。Z1=0.4Ω/km，KIrel=1.3，KⅡrel=1.1，KⅢrel=1.2，KSS=2，Kre=0.85，電流互感器KTA=600/5。2.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)一、問題的提出為了提高供電可靠性，電力系統(tǒng)中多采用雙側(cè)電源供電的輻射形電網(wǎng)或單側(cè)電源環(huán)形電網(wǎng)供電，此時(shí)簡(jiǎn)單的電流保護(hù)已不能滿足要求。對(duì)電流速斷保護(hù)：d1處短路，應(yīng)要求，否那么保護(hù)3誤動(dòng)；d2處短路，應(yīng)要求，否那么保護(hù)2誤動(dòng)。對(duì)過電流保護(hù)：d1處短路，要求;d2處短路，要求，顯然是矛盾的。2.2.1雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的功率方向二、幾個(gè)概念1、短路功率：指系統(tǒng)短路時(shí)某點(diǎn)電壓與電流相乘所得到的感性功率。在無串聯(lián)電容也不考慮分布電容的線路上發(fā)生短路時(shí)，認(rèn)為短路功率從電源流向短路點(diǎn)。結(jié)論：采用階段式電流保護(hù)將難以滿足選擇性要求，給動(dòng)作值的整定和保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定造成困難。2、故障方向：指故障發(fā)生在保護(hù)安裝處的哪一側(cè)，通常有正向故障和反向故障之分，它實(shí)際上是根據(jù)短路功率的流向進(jìn)行區(qū)分的。正方向故障：從保護(hù)安裝處看出去，在“母線指向線路〞方向上發(fā)生的故障。反方向故障：從保護(hù)安裝處看出去，在“線路指向母線〞方向上發(fā)生的故障。三、原因分析反方向故障時(shí)對(duì)側(cè)電源提供的短路電流引起保護(hù)誤動(dòng)。四、解決方法加裝方向元件——功率方向繼電器。當(dāng)方向元件和電流測(cè)量元件均動(dòng)作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。利用方向元件和電流元件結(jié)合就構(gòu)成了方向電流保護(hù)。由于元件動(dòng)作有一定的方向，可在反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖。正方向故障時(shí)方向電流保護(hù)才可能動(dòng)作，按正方向分組。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)變成針對(duì)兩個(gè)單側(cè)電源的子系統(tǒng)。保護(hù)1、3、5只反映由左側(cè)電源提供的短路電流，它們之間應(yīng)相互配合。而保護(hù)2、4、6僅反映由右側(cè)電源提供的短路電流，它們之間應(yīng)相互配合，矛盾得以解決?！惨弧硺?gòu)成方向元件電流元件時(shí)間元件〔二〕工作原理方向元件和電流元件都必須動(dòng)作后，才能去起動(dòng)時(shí)間元件，再經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后動(dòng)作于跳閘。、方向過流保護(hù)的原理接線圖功率方向繼電器：用于判別短路功率方向或測(cè)定電壓電流之間的夾角的繼電器，簡(jiǎn)稱方向元件。由于正、反向故障時(shí)短路功率方向不同，它將使保護(hù)的動(dòng)作具有一定的方向性。2.2.3功率方向判別元件電流本身無法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn)—母線電壓。母線電壓參考方向?yàn)椤澳妇€指向大地〞，電流參考方向?yàn)椤澳妇€指向線路〞利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。1.對(duì)方向繼電器的根本要求：應(yīng)有明確的方向性，即在正方向發(fā)生各種故障時(shí)〔包括故障點(diǎn)有過渡電阻的情況時(shí)〕，能可靠動(dòng)作、而在反方向故障時(shí)，可靠不動(dòng)作。故障時(shí)繼電器的動(dòng)作有足夠的靈敏性。k1短路〔對(duì)保護(hù)2為正方向〕

2短路〔對(duì)保護(hù)2為反方向〕2.功率方向繼電器的動(dòng)作特性3、功率方向繼電器的實(shí)現(xiàn)1、最大靈敏角：一般的功率方向繼電器，當(dāng)輸入電壓和電流幅值不變時(shí)，其輸出〔轉(zhuǎn)矩或電壓〕值隨兩者之間相位差的大小而改變，輸出為最大時(shí)的相位差稱為最大靈敏角。為了在最常見的短路情況下使方向元件最靈敏，功率方向元件的最大靈敏角多為60°。正方向短路時(shí)，U超前同一相Ik的角度為銳角，反方向短路時(shí)，U超前Ik的角度為鈍角。因此，功率方向繼電器的工作原理實(shí)際上就是通過測(cè)量U和Ik之間的相位角來判別正、反方向短路的，正方向短路時(shí)，功率方向繼電器動(dòng)作，反方向短路時(shí)，功率方向繼電器不動(dòng)作。2、動(dòng)作范圍：短路點(diǎn)有過渡電阻，為了保證線路阻抗角在0°~90°變化時(shí)正方向故障繼電器都能可靠動(dòng)作，繼電器動(dòng)作角度通常為動(dòng)作方程：或3.死區(qū)：當(dāng)正方向出口短路時(shí)，GJ不動(dòng)——電壓死區(qū)。消除方法：采用90度接線方式，加記憶回路。3集成電路型功率方向繼電器整流型方向繼電器的根本環(huán)節(jié)包括：電壓形成回路、移相、整流濾波回路、比較回路和執(zhí)行元件等幾局部。動(dòng)作方程1、電壓形成回路變換成適合集成運(yùn)算放大器所需的電壓并與電壓、電流互感器的二次回路相隔離2、移相形成，以便于與Ir比較。3、整流濾波回路濾去諧波分量形成方波?！苍谳斎胄盘?hào)正半周時(shí)，輸出為高電平；輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，輸出為低電平〕4、比較回路由與門、或非門、延時(shí)5ms+展寬20ms組成延時(shí)5ms+展寬20ms：5ms對(duì)應(yīng)角度為90°，延時(shí)超過5ms說明電壓與電流夾角小于90°。保護(hù)動(dòng)作潛動(dòng)：在只參加電流或只參加電壓的情況下，繼電器就能動(dòng)作的現(xiàn)象。只參加電流-------電流潛動(dòng)只參加電壓-------電壓潛動(dòng)危害：在反方向出口處發(fā)生三相短路時(shí)，此時(shí)UJ≈0，而IJ很大，方向繼電器本應(yīng)該將保護(hù)裝置閉鎖，如果此時(shí)出現(xiàn)了潛動(dòng)，就可能使保護(hù)裝置失去方向性而誤動(dòng)。造成潛動(dòng)的原因：形成方波的開環(huán)運(yùn)算放大器的零點(diǎn)漂移措施：采用與門輸出的方式，就能可靠的防止?jié)搫?dòng)的發(fā)生。、功率方向繼電器的接線方式方向繼電器與電流互感器和電壓互感器的之間的連接方式。因方向繼電器才有電壓線圈、電流線圈，其同名端的極性接錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致正方向拒絕動(dòng)作，而反方向短路時(shí)誤動(dòng)作。對(duì)功率方向繼電器接線方式的要求：〔1〕正方向任何形式的故障都能動(dòng)作，而當(dāng)反方向時(shí)不動(dòng)作〔2〕故障以后參加繼電器的電流Ir和電壓Ur應(yīng)盡可能的大一些，并盡可能使φr接近于最大靈敏角φsen，以便消除和減小方向繼電器的死區(qū)。P36中段如何消除k(1)，k(2)，k(1,1)的“電壓死區(qū)〞影響？？90o接線方式：指系統(tǒng)三相對(duì)稱且cosφ=1時(shí)，的接線方式。實(shí)際系統(tǒng)不可能純電阻電路，僅僅是為了稱呼的方便，沒有什么實(shí)際的物理意義三相星形接線且按相起動(dòng)〔指接入同名相電流的測(cè)量元件和功率方向元件的結(jié)點(diǎn)串聯(lián)，而后于其他元件相并聯(lián)后啟動(dòng)邏輯元件。〕90°接線時(shí)，三相式方向過流保護(hù)的原理圖接線圖注意：繼電器電流線圈和電壓線圈的極性90°接線方式時(shí)發(fā)生相間故障的行為分析〔1〕正方向三相短路：由于三相對(duì)稱，三只繼電器動(dòng)作情況相同，故以A相為例分析：從圖中可見，為使功率方向繼電器動(dòng)作最靈敏由圖A相繼電器的工作條件為：所以,在三相短路時(shí),選擇,可保證GJ動(dòng)作。內(nèi)角的選擇為使PrA>0〔2〕正方向兩相短路以BC兩相短路為例，且假設(shè)空載運(yùn)行。有兩種極限情況:出口和遠(yuǎn)處出口處BC相短路分析，故A相繼電器不動(dòng)作；對(duì)于B相繼電器，那么動(dòng)作條件為對(duì)于C相繼電器，那么動(dòng)作條件為同三相短路，應(yīng)選，使得GJ能動(dòng)作。注：出口BC兩相短路，、幅值很大，B、C相功率方向繼電器動(dòng)作。該接線方式可消除各種兩相短路的死區(qū)。、遠(yuǎn)處BC相短路分析對(duì)A相繼電