配電柜三段式電流保護的整定及計算

第1章 輸電線路保護配置與整定計算



主保護：反映整個保護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稱為主保護。


后備保護：主保護拒動時，用來切除故障的保護，稱為后備保護。


輔助保護：為補充主保護或后備保護的不足而增設的簡單保護。


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生的危害最嚴重；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
特點是：
①全系統都出現零序電壓，且零序電壓全系統均相等。
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中，線路單相故障可以反應零序電壓的出現構成零序電壓保護；可以反應零序電流的大小構成零序電流保護；可以反應零序功率的方向構成零序功率方向保護。

2、中性點直接接地系統


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，而與電源的數目和位置無關。


③在電力系統運行方式變化時，如果輸電線路和中性點接地的變壓器數目不變，則零序阻抗和零序等效網絡就是不變的。但電力系統正序阻抗和負序阻抗要隨著系統運行方式而變化，將間接影響零序分量的大小。


④對于發生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反，零序功率方向實際上都是由線路流向母線的。

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


對于短線路、運行方式變化較大時，可不考慮Ⅰ段保護，僅用Ⅱ段+Ⅲ段保護分別作為主保護和后備保護使用。

110KV輸電線路一般采用三段式相間距離保護作為相間短路故障的保護方式，采用階段式零序電流保護作為接地短路的保護方式。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作為主保護。
注意：
1、在雙側電源的輸電線路上，當反方向短路時，如果保護可能失去選擇性的話，就應該增設方向元件，構成方向電流保護。
2、變壓器——線路組接線時，將線路視為變壓器繞組的引出線，不再單獨設置保護。
3、保護的配置沒有定則，只要能反應對象上可能出現的所有故障且滿足保護的四個基本要求的方案都可以，最經濟的方案就是最好的。無論那種保護，其靈敏度都應滿足規程要求，否則應改換其它保護方式。


三、三段式電流保護的整定計算
1、瞬時電流速斷保護

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