配電柜三段式電流保護(hù)的整定及計算

第1章 輸電線路保護(hù)配置與整定計算



主保護(hù)：反映整個保護(hù)元件上的故障并能以最短的延時有選擇地切除故障的保護(hù)稱為主保護(hù)。


后備保護(hù)：主保護(hù)拒動時，用來切除故障的保護(hù)，稱為后備保護(hù)。


輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)或后備保護(hù)的不足而增設(shè)的簡單保護(hù)。


一、線路上的故障類型及特征：
相間短路（三相相間短路、二相相間短路）
接地短路（單相接地短路、二相接地短路、三相接地短路）
其中，三相相間短路故障產(chǎn)生的危害最嚴(yán)重；單相接地短路最常見。相間短路的最基本特征是：故障相流動短路電流，故障相之間的電壓為零，保護(hù)安裝處母線電壓降低；接地短路的特征：


1、中性點不直接接地系統(tǒng)
特點是：
①全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓，且零序電壓全系統(tǒng)均相等。
②非故障線路的零序電流由本線路對地電容形成，零序電流超前零序電壓90°。
③故障線路的零序電流由全系統(tǒng)非故障元件、線路對地電容形成，零序電流滯后零序電壓90°。顯然，當(dāng)母線上出線愈多時，故障線路流過的零序電流愈大。
④故障相電壓（金屬性故障）為零，非故障相電壓升高為正常運(yùn)行時的相間電壓。

⑤故障線路與非故障線路的電容電流方向和大小不相同。


因此中性點不直接接地系統(tǒng)中，線路單相故障可以反應(yīng)零序電壓的出現(xiàn)構(gòu)成零序電壓保護(hù)；可以反應(yīng)零序電流的大小構(gòu)成零序電流保護(hù)；可以反應(yīng)零序功率的方向構(gòu)成零序功率方向保護(hù)。

2、中性點直接接地系統(tǒng)


接地時零序分量的特點：


①故障點的零序電壓最高，離故障點越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，中性點接地變壓器處零序電壓為零。


②零序電流的分布，主要決定于輸電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目和位置無關(guān)。


③在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時，如果輸電線路和中性點接地的變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就是不變的。但電力系統(tǒng)正序阻抗和負(fù)序阻抗要隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式而變化，將間接影響零序分量的大小。


④對于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反，零序功率方向?qū)嶋H上都是由線路流向母線的。

二、保護(hù)的配置
小電流接地系統(tǒng)（35KV及以下）輸電線路一般采用三段式電流保護(hù)反應(yīng)相間短路故障；由于小電流接地系統(tǒng)沒有接地點，故單相接地短路僅視為異常運(yùn)行狀態(tài)，一般利用母線上的絕緣監(jiān)察裝置發(fā)信號，由運(yùn)行人員“分區(qū)”停電尋找接地設(shè)備。對于變電站來講，母線上出線回路數(shù)較多，也涉及供電的連續(xù)性問題，故一般采用零序電流或零序方向保護(hù)反應(yīng)接地故障。


對于短線路、運(yùn)行方式變化較大時，可不考慮Ⅰ段保護(hù)，僅用Ⅱ段+Ⅲ段保護(hù)分別作為主保護(hù)和后備保護(hù)使用。

110KV輸電線路一般采用三段式相間距離保護(hù)作為相間短路故障的保護(hù)方式，采用階段式零序電流保護(hù)作為接地短路的保護(hù)方式。對極個別非常短的線路，如有必要也可以考慮采用縱差保護(hù)作為主保護(hù)。
注意：
1、在雙側(cè)電源的輸電線路上，當(dāng)反方向短路時，如果保護(hù)可能失去選擇性的話，就應(yīng)該增設(shè)方向元件，構(gòu)成方向電流保護(hù)。
2、變壓器——線路組接線時，將線路視為變壓器繞組的引出線，不再單獨(dú)設(shè)置保護(hù)。
3、保護(hù)的配置沒有定則，只要能反應(yīng)對象上可能出現(xiàn)的所有故障且滿足保護(hù)的四個基本要求的方案都可以，最經(jīng)濟(jì)的方案就是最好的。無論那種保護(hù)，其靈敏度都應(yīng)滿足規(guī)程要求，否則應(yīng)改換其它保護(hù)方式。


三、三段式電流保護(hù)的整定計算
1、瞬時電流速斷保護(hù)

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