繼電保護(hù)中A電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u28090繼電保護(hù)中A電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì)案例 192911.1電網(wǎng)的接地保護(hù) 1261421.2電網(wǎng)的距離保護(hù) 2268161.2.1距離保護(hù)的作用和基本原理 2241801.2.2三段式距離保護(hù)的組成 2170841.3自動(dòng)裝置保護(hù)配置 4192431.3.1高壓廠用工作變壓器保護(hù) 4168221.3.2高壓廠用備用及起動(dòng)變壓器保護(hù) 4244461.3.3低壓廠用工作和備用變壓器的保護(hù)配置 5120591.3.4廠用備用電抗器的保護(hù)配置 61.1電網(wǎng)的接地保護(hù)根據(jù)繼電保護(hù)要求、弱電通信線路干擾及系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，確定了電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式。這里的電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。當(dāng)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，通過(guò)中性點(diǎn)接地形成單相接地短路。因此，這種電網(wǎng)又稱(chēng)大接地網(wǎng)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行中的統(tǒng)計(jì)，電網(wǎng)發(fā)生單相接地短路的機(jī)會(huì)是很多的，約占總故障的70~80%，所以，中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的接地保護(hù)就顯得十分重要。零序電流保護(hù)與相間電流保護(hù)一樣，也采用階段是保護(hù)，通常采用三階段。圖5-1中所示是三階段零序電流保護(hù)的接線圖。第一段為瞬時(shí)零序電流速斷，由電流繼電器3、中間繼電器4和信號(hào)繼電器9組成。此部分只能保護(hù)部分線條長(zhǎng)度。第二部分為零序電流速斷帶時(shí)限。它由電流繼電器5、時(shí)間繼電器6和信號(hào)繼電器10組成。它可以保護(hù)整條線。其工作時(shí)間一般為0.5秒。第三部分為零序過(guò)流保護(hù)，由電流繼電器7、時(shí)間繼電器8和信號(hào)繼電器11組成。可作為本線及相鄰線路的后備保護(hù)[11]。圖5-1三段式零序電流保護(hù)原理接線圖1.2電網(wǎng)的距離保護(hù)1.2.1距離保護(hù)的作用和基本原理在長(zhǎng)距離重載輸電線路中，線路的最大負(fù)載電流有時(shí)會(huì)接近線路末端的短路電流，因此，這種線路的過(guò)電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求。另外，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是按階梯原則來(lái)整定的，往往具有較長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)限，因此，滿足不了系統(tǒng)快速切除故障的要求；至于電流或電壓開(kāi)關(guān)，盡管它們能迅速排除故障，但它們的保護(hù)區(qū)受到系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的極大影響。在某些情況下，這些保護(hù)區(qū)可能變得非常小；對(duì)瞬時(shí)電流速斷，有時(shí)甚至保護(hù)區(qū)縮為零。所謂距離保護(hù)，就是指反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)這距離遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)限的一種保護(hù)裝置。保護(hù)感應(yīng)的距離越近，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越短，可以保證在任何形狀的電網(wǎng)中有選擇性地切除故障線路。三段式距離保護(hù)第一段的保護(hù)范圍一般為線路全長(zhǎng)的80~85%，動(dòng)作時(shí)限為各繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間。約為0.1秒左右。第二段保護(hù)范圍為保護(hù)線和下一段線路總長(zhǎng)的30-40%。第二段動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與下線保護(hù)第一段動(dòng)作時(shí)限相匹配，一般為0.5秒左右。第三部分是后備保護(hù)。一般情況下，其保護(hù)范圍較長(zhǎng)，包括本線和下一線的全長(zhǎng)，甚至更長(zhǎng)。其工作時(shí)限按階梯原則設(shè)置。1.2.2三段式距離保護(hù)的組成圖5-2是用電流繼電器作啟動(dòng)元件的距離保護(hù)裝著的單相原理接線圖。它是按三段式時(shí)限特性構(gòu)成的。圖5-2三段式距離保護(hù)單相原理接線圖一般情況下，距離保護(hù)由啟動(dòng)元件、測(cè)量元件、時(shí)間元件及方向元件四個(gè)主要元件組成，并且：（1）啟動(dòng)元件3的作用是在發(fā)生短路瞬間啟動(dòng)保護(hù)裝置，通常用電流繼電器或阻抗繼電器作氣動(dòng)元件，有時(shí)為了提高靈敏度，也可用反應(yīng)負(fù)序分量和零序分量的元件。（2）測(cè)量元件5和6的作用是測(cè)量保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的距離（阻抗），一般用阻抗繼電器作測(cè)量元件。（3）時(shí)間元件11和12的作用是建立相應(yīng)與各段的動(dòng)作時(shí)限。通常用時(shí)間繼電器作時(shí)間元件。（4）定向元件4的功能是確定短路電源的方向。距離保護(hù)中的方向元件可以是普通功率繼電器，也可以是具有方向性的方向阻抗繼電器。（5）保護(hù)區(qū)無(wú)論哪一段發(fā)生短路，啟動(dòng)元件電流繼電器3及功率繼電器4瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其接點(diǎn)，把操作回路的正電源加到阻抗繼電器5、6的接點(diǎn)上，同時(shí)加到時(shí)間繼電器12的線圈上使其起動(dòng)。（6）如果短路發(fā)生在第Ⅰ段保護(hù)范圍內(nèi)，阻抗繼電器5動(dòng)作（阻抗繼電器6也動(dòng)作），于是通過(guò)信號(hào)繼電器7的線圈立即使出口中間繼電器的動(dòng)作，整套保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限僅為各繼電器動(dòng)作的固有時(shí)間，因不用事件原件，故常稱(chēng)“瞬時(shí)”跳閘。（7）如果短路發(fā)生在第二段的保護(hù)范圍內(nèi)，阻抗繼電器5感應(yīng)的阻抗大于其動(dòng)作阻抗，因此它不工作，而阻抗繼電器6動(dòng)作，使時(shí)間繼電器11動(dòng)作以建立第二段的延遲，并且通過(guò)信號(hào)繼電器8和出口中間繼電器10的動(dòng)作終止跳閘脈沖。當(dāng)故障發(fā)生在第三保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，距離元件5和6不動(dòng)作，但啟動(dòng)元件3和4仍動(dòng)作，時(shí)間繼電器12動(dòng)作，跳閘脈沖延時(shí)。1.3自動(dòng)裝置保護(hù)配置1.3.1高壓廠用工作變壓器保護(hù)高壓廠用工作變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：高壓廠用工作變壓器容量為6300kVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)變壓器容量為6300kVA及以下時(shí)，若電流速斷靈敏度不夠，可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)和變壓器，如果高壓廠用變壓器的高壓側(cè)沒(méi)有斷路器，則應(yīng)在發(fā)電機(jī)和變壓器的主出口繼電器上進(jìn)行保護(hù)，該繼電器使發(fā)電機(jī)和變壓器上的斷路器和滅磁開(kāi)關(guān)跳閘。保護(hù)靈敏度系數(shù)不小于2。（2）電流速斷保護(hù)：當(dāng)變壓器容量為6300kVA及以下時(shí)，如果靈敏度足夠，可采用電流速斷保護(hù)。保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于各側(cè)斷路器跳閘。以防御變壓器內(nèi)部及高壓側(cè)引出線上的多相和單相接地短路。（3）瓦斯保護(hù)：容量為800kVA以上的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低。對(duì)于容量為400kVA及以上的車(chē)間油浸式變壓器，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（4）過(guò)流保護(hù)：用于防止變壓器外部和相鄰元件之間短路引起的過(guò)流，作為氣體保護(hù)和縱向保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)。變壓器分兩段供電時(shí)，應(yīng)分別在每一分支上安裝過(guò)流保護(hù)，并采用兩相和兩繼電器接線，限時(shí)使分支斷路器跳閘。保護(hù)靈敏度系數(shù)不小于1.5。對(duì)分裂變壓器，過(guò)流保護(hù)靈敏度系數(shù)不夠時(shí)，應(yīng)采取措施加以解決。采用低壓起動(dòng)過(guò)流保護(hù)時(shí)，低壓繼電器可分別由兩段廠用母線電壓互感器連接。（5）單相接地保護(hù)：當(dāng)變壓器高壓側(cè)通過(guò)電纜與10-35kV電壓的主母線連接，主母線與單相接地饋線連接時(shí)，變壓器還配有單相接地保護(hù)，以選擇性地進(jìn)行接地。c）變壓器高壓側(cè)單相接地故障。當(dāng)變壓器高壓側(cè)通過(guò)硬母線或軟線與10-35kV主母線連接時(shí)，由于距離較短、概率較低，即使饋線配備單相接地保護(hù)，變壓器也不配備單相接地保護(hù)。硬母線或軟線單相接地故障的可靠性。（6）低壓側(cè)分支縱差保護(hù)：當(dāng)高壓廠用變壓器低壓側(cè)分為兩段時(shí)，如變壓器與配電裝置之間的電纜兩端均裝設(shè)斷路器，各有故障。分支將引起發(fā)變組斷路器動(dòng)作，縱向差動(dòng)保護(hù)應(yīng)分別安裝在各分支上。保護(hù)由兩相兩繼電器接線方式組成，該支路兩側(cè)斷路器瞬間跳閘。保護(hù)靈敏度系數(shù)不小于2。1.3.2高壓廠用備用及起動(dòng)變壓器保護(hù)高壓廠用備用變壓器及起動(dòng)變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)。（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：對(duì)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求的變壓器，對(duì)10000kVA及以上或6300kVA及以上有公共負(fù)荷的變壓器，以及變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。具有電流速斷保護(hù)靈敏度的變壓器，不含分支。保護(hù)構(gòu)成方式同工作變壓器。（2）電流速斷保護(hù)：對(duì)10000kVA以下或帶公共負(fù)荷的6300kVA以下的變壓器，如靈敏系數(shù)滿足要求，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)。保護(hù)一般采用三相三繼電器式接線，保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。對(duì)于分裂變壓器，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)不夠時(shí)，可采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，此時(shí)低電壓繼電器一般由變壓器低壓側(cè)的電壓互感器引接。此種方案所需元件多，接線復(fù)雜。工程上有采用復(fù)合電流保護(hù)方案的，保護(hù)由負(fù)序電流元件和單相電流元件組成。此保護(hù)方案所使用元件少，接線簡(jiǎn)單。（3）瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)及高壓側(cè)的接地保護(hù)（保護(hù)構(gòu)成方式同工作變壓器）。（4）備用分支過(guò)電流保護(hù)（其保護(hù)構(gòu)成方式同備用電抗器）。1.3.3低壓廠用工作和備用變壓器的保護(hù)配置低壓廠用和備用變壓器應(yīng)安裝以下保護(hù)裝置。（1）電流速斷保護(hù)：用于防止繞組與引出線之間短路。保護(hù)由兩相和雙繼電器接線方式組成。在高壓側(cè)斷路器和所有空氣開(kāi)關(guān)上瞬間動(dòng)作，低壓側(cè)跳閘帶備用電源自動(dòng)切換裝置。（2）縱差保護(hù)：當(dāng)容量在2000kVA以上，電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。變壓器斷路器每側(cè)跳閘時(shí)，保護(hù)裝置瞬間動(dòng)作。（3）氣體保護(hù)：室外變壓器安裝在800kVA及以上，室內(nèi)變壓器安裝在400kVA及以上。輕瓦斯作用于信號(hào)，重瓦斯作用于跳閘，跳閘范圍由同一電流的速斷保護(hù)。（4）過(guò)流保護(hù)：除電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)外，當(dāng)對(duì)低壓側(cè)單相短路足夠敏感時(shí)，也可作為變壓器低壓側(cè)單相接地短路的保護(hù)。變壓器的電壓側(cè)。為了提高靈敏度，采用了兩相三繼電器接線方式。保護(hù)帶在跳閘時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，跳閘范圍與電流速斷保護(hù)相同。（5）零序過(guò)流保護(hù)：變壓器低壓側(cè)單相短路保護(hù)。當(dāng)變壓器高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)對(duì)低壓側(cè)單相短路靈敏度不足時(shí)，在低壓側(cè)中性點(diǎn)設(shè)零序電流保護(hù)，零序過(guò)流保護(hù)開(kāi)啟。（6）單相接地保護(hù)：當(dāng)所連接的高壓廠用電系統(tǒng)的出線上安裝單相接地保護(hù)時(shí)，變壓器的高壓側(cè)也安裝單相接地保護(hù)。保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)堆單相接地保護(hù)相同。（7）低壓側(cè)分支線路過(guò)流保護(hù)和零序電流保護(hù)。對(duì)于有兩條或兩條以上支線的低壓廠用變壓器和低壓廠用變壓器，為了不影響一條支線故障時(shí)另一條支線的