发布时间 : 星期四 文章项目二 输电线路的保护及自动重合闸 - 图文更新完毕开始阅读
瞬时电流速断保护（以下简称速断保护）、限时电流速断保护和过电流保护都是反应电流升高而动作的保护。它们之间的区别在于按照不同的原则来选择动作电流。速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定；限时速断是按照躲开下级各相邻线路电流速断保护的最大动作范围来整定；而过电流保护则是按照躲开本元件最大负荷电流来整定。
由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将电流速断保扩、限时电流速断保护和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断保护加过电流保护，或限时速断保护加过电流保护，也可以三者同时采用。阶段式电流保护的逻辑框图如图2-4-6所示。其工作流程图如图2-4-7所示。
电流保护在35kV及以下的单电源辐射状网络中广泛应用；电流第Ⅰ段也有在110kV电网中应用，作为辅助保护。
图2-4-6 阶段式电流保护的逻辑框图
KA1、KA2、KA3-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护的电流测量元件；S-信号元件；XS-连接片，投退各段保护；
t、t-Ⅱ、Ⅲ段保护时限元件的时限；H-出口跳闸元件
Ⅱ
Ⅲ
图2-4-7 阶段式电流保护的工作流程
（五）电流保护的接线方式
电流保护的接线方式是指保护中电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。流入电流继电器的电流IK与电流互感器的二次侧流出电流I2的比值称为接线系数
Kcon。
1.下面介绍电流保护常用的接线方式
（1）三相完全星形接线（如图2-4-8所示）的特点： ① 每相上均装有TA和KA，Y形接线； ② KA的触点并联（或门逻辑关系）。
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?n?I?a?I?b?I?cI
图2-4-8 三相完全星形接线方式的原理接线图
（2）两相两继电器不完全星形接线（如图2-4-9所示）的特点： ① 某一相上不装设TA和KA，Y形接线； ② KA的触点并联（通常接A、C相）。
?a?I?c)??(I图2-4-9 两相两继电器不完全星形接线方式的原理接线图
上述两种接线方式中，流入电流继电器的电流IK与电流互感器的二次电流I2相等。接线系数： Kcon?IK?1 I2对上述两种接线方式进行性能分析比较如下： ① 对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映；
② 在小接地电流系统中，在不同线路的不同相上发生两点接地时，一般只要求切除
一个接地点，而允许带一个接地点继续运行一段时间； ③ 经济性：两相星形接线优于三相星形接线； ④ 三相星形接线灵敏度是两相星形接线的两倍。 （3）Y／△接线变压器后面的两相短路
以Y／△－11接线降压变为例KAB，见图2-4-10。
(2)
图2-4-10 Y，d11接线降压变压器两相短路时的电流分析及过电流保护的接线图
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（a）接线图；（b）电流分布图；（c）三角形侧电流矢量图；（d）星形侧电流矢量图
从上图Y，d11接线降压变压器AB两相短路时的电流分布图中可知：
IA??IB IC?0
.1.?2.?Ia?Ic?IA Ib??IA （2-4-16）
33...Y.Y.Y.Y.?.?.? IA?IC IB??2IA
同此可知，Y，d11接线降压变压器滞后相电流是其它两相电流的两倍并与它们反相位。 Y，d11升压变：超前相电流是其它两相电流的两倍，并与它们反相位。
对于Y，d11变压器可采取针对措施：在两相星形接线的中线上再接入一个KA，其电流为：
(IA?IC)/nl??IB/nl （2-4-17）
其中，nl为电流互感器的变比，以提高灵敏性（见图2-4-11）。
.Y.Y.Y
图2-4-11 两互感器三继电器不完全星形接线
2.应用情况说明
（1）三相星形接线：广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备的保护中及大电流接地电网系统中输电线路的电流保护中（要求较高的可靠性和灵敏性）。
（2）两相星形接线：广泛用于小电流接地电网中输电线路的电流保护。（注：所有线路上的保护装置应安装在相同的两相上。）
二、双侧电源线路的方向性电流保护 （一）方向问题的提出
采用图2-4-12所示的两侧供电辐射形电网或单电源环形电网可以提高供电可靠性，但必须在线路两侧都装设断路器和保护装置，以便在线路故障时，两侧断路器可以跳闸切除故障。当在图2-4-12（a）和（b）中的kl点发生相间短路时，要求保护3和4动作，断开3QF和4QF两个断路器，即切除故障元件，保证非故障设备继续运行。在这种电网中，如果还采用一般的电流保护作为相间短路保护，往往不能满足选择性的要求。
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（a）双侧电源供电的辐射形电网
（b）单电源供电的环形电网 图2-4-12 电网示意图
例如：在图2-4-12（a）的保护3的1段范围内k1点短路，则M侧电源供给的短路电
?，N侧电源供给的短路电流为I??I，则保护2和3的无时限电流速?，若I流为IKMKMact.2KN断保护同时动作，错误地将断路器2QF跳开，造成变电站P全部停电。所以对电流速断保护来说，在双电源线路上难于满足选择性的要求。
对电流保护第Ⅲ段而言，k1点短路故障时，为保证选择性，要求保护5的时限大于保护4的时限，即t5?t4；而当k2点短路故障时，又要求t4?t5，显然这是无法整定的。
（二）解决问题的措施
为此，应在k1点短路时，保护2、5不反应，而k2点短路时，保护4不反应。根据k1点、k2点短路时，流经保护的短路功率方向不同是可以实现的。k1点短路时，流经保护2、5的短路功率方向是被保护线路流向母线，保护不应该动作；而流经保护3、4的短路功率方向是母线流向被保护线路，保护应该动作。所以若在过电流保护2、3、4、5上各加一功率方向元件，则只有当短路功率是由母线流向线路时，才允许保护动作，反之不动作。这样，就解决了保护动作的选择性问题。这种在过电流保护中加一方向元件的保护称为方向性电流保护。
图2-4-13所示为一双侧电源辐射形电网，电网中装设了方向过电流保护，图中所示箭头方向，即为各保护的动作方向，这样就可将两个方向的保护拆开看成两个单电源辐射形电网的保护。其中，保护1、3、5为一组，保护2、4、6为另一组，如各同方向保护的时限仍按阶梯原则来整定，它们的时限特性如图2-4-13（b）所示。当L2上发生短路时，保护2和5处的短路功率方向是由线路流向母线，功率为负，保护不动作。而保护l、3、4、6处短路功率方向为由母线流向线路，即功率为正，故保护1、3、4、6都启动，但由于t1?t3，t6?t4，故保护3和4先动作跳开相应断路器，短路故障消除，保护1和6返回，从而保证了保护动作的选择性。
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