第五節(jié)　電流保護(hù)及電壓保護(hù)

一、電流保護(hù)

（一）電流保護(hù)

電流保護(hù)是一種反應(yīng)電流上升而動(dòng)作的保護(hù)裝置。主要由電流繼電器組成。這種保護(hù)簡(jiǎn)單易行所以得到廣泛應(yīng)用。

電流保護(hù)原理接線圖如圖1-22所示。

當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)IK↑→IK>IDZ后KA動(dòng)作常開接點(diǎn)閉合，KT線圈經(jīng)“+”→KA常開接點(diǎn)→“-”回路受電動(dòng)作，經(jīng)一定延時(shí)KT延時(shí)閉合常開接點(diǎn)閉合，KS、YR經(jīng)“+”→KT延時(shí)接點(diǎn)→KS線圈→QF1→YR→“-”回路受電動(dòng)作，斷路器QF跳閘，切除一次回路故障，信號(hào)繼電器KS發(fā)信號(hào)→QF1斷開→YR跳閘斷電。保護(hù)回路返回。

（二）電流保護(hù)的接線方式

1.三相完全星形接線

如圖1-23（a）所示，優(yōu)點(diǎn)是：任何相間短路或接地故障時(shí)，至少有一個(gè)繼電器能反應(yīng)短路電流而動(dòng)作。但是這種接線的設(shè)備多，投資較大，所以只用于某些重要元件的保護(hù)。

2.兩相兩繼電器不完全星形接線

如圖1-23（b）所示，特點(diǎn)是B相不裝設(shè)電流互感器和電流繼電器，因此不能反應(yīng)B相接地故障。當(dāng)變壓器為Y，d或d，Y接線時(shí)，在變壓器后面某兩相短路時(shí)靈敏度大大降低。但此接線簡(jiǎn)單又能保護(hù)各種相間短路故障，所以在10kV線路廣泛應(yīng)用。

3.兩相三繼電器不完全星形接線

兩相三繼電器不完全星形接線中，第三個(gè)繼電器里的電流是前兩個(gè)繼電器電流的相量和，所以靈敏度比兩相兩繼電器不完全星形接線提高了1倍。

（三）電流保護(hù)的分類

電流保護(hù)分：過電流保護(hù)；瞬時(shí)電流速斷保護(hù)；限時(shí)電流速斷保護(hù)。

1.過電流保護(hù)（也稱定時(shí)限保護(hù)）

電流保護(hù)的動(dòng)作電流Iop，動(dòng)作電流是指根據(jù)線路情況給保護(hù)裝置設(shè)定一個(gè)整定值，當(dāng)線路電流超過這個(gè)定值，保護(hù)就動(dòng)作。

電流保護(hù)的返回電流Ire，在保護(hù)裝置動(dòng)作后，如果線路電流下降降到一定值時(shí)保護(hù)裝置返回，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為返回電流，動(dòng)作電流大于返回電流。

返回電流比上動(dòng)作電流為返回系數(shù)Kre：

過電流保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過線路最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定，為可靠起見一般動(dòng)作電流比最大負(fù)荷電流大一個(gè)系數(shù)。不管在線路的任何一點(diǎn)，只要線路電流超過保護(hù)裝置的動(dòng)作電流保護(hù)裝置就啟動(dòng)。

為保證選擇性，避免擴(kuò)大事故范圍，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限必須按階梯形原則整定，如圖1-24所示，即每一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間較下一級(jí)線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)限級(jí)差Δt，一般Δt取0.5。顯然越靠近電源側(cè)，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。這個(gè)時(shí)限由時(shí)間繼電器來執(zhí)行。

過電流保護(hù)不僅保護(hù)本線路還要作為相鄰線路的后備保護(hù)，所以要求按兩種情況校驗(yàn)靈敏度，作為本線路末端發(fā)生相間短路時(shí)，靈敏系數(shù)為：

作為相鄰線路末端發(fā)生相間短路時(shí)，靈敏系數(shù)為：

分別是最小運(yùn)行方式下K1、K2的兩相短路電流。

靈敏度若不滿足就得采用其他保護(hù)。

2.瞬時(shí)電流速斷保護(hù)

可以看出過電流保護(hù)在靠近電源側(cè)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，很難滿足速動(dòng)性，為此需要和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)就是保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間是瞬時(shí)的，不設(shè)時(shí)間繼電器不延時(shí)。為避免超范圍誤動(dòng)作，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不能超過本線路80％。最小運(yùn)行方式時(shí)可能會(huì)更小，但最小不能小于本線路的15％。

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，大于本線路末端最大短路電流1.2～1.3倍。

3.限時(shí)電流速斷保護(hù)

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最多只能保護(hù)本線路的80％，剩下的部分線路動(dòng)作時(shí)間還是很長(zhǎng)，和限時(shí)電流速斷保護(hù)配合，一般線路既能滿足速動(dòng)性又能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。

限時(shí)電流速斷保護(hù)在線路每個(gè)區(qū)段的動(dòng)作時(shí)限為固定值，都比瞬時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)Δt，不會(huì)隨著線路的增長(zhǎng)時(shí)間增加。

限時(shí)速斷的保護(hù)范圍延伸至下一段線路一部分，但不超過下一段線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)范圍。

限時(shí)速斷的動(dòng)作電流應(yīng)大于下一段線路瞬時(shí)速斷的動(dòng)作電流1.1～1.2倍。

（四）三段電流保護(hù)

由瞬時(shí)電流速斷、限時(shí)電流速斷、過電流保護(hù)相互配合組成的一套保護(hù)稱之為三段電流保護(hù)。它們的時(shí)限配合和保護(hù)范圍如圖1-25所示，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)Ⅰ段：動(dòng)作電流最大，每個(gè)區(qū)段線路的Ⅰ段動(dòng)作時(shí)限相等為保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間。選擇性靠整定電流的大小來滿足。隨著運(yùn)行方式的不一樣Ⅰ段的保護(hù)范圍在變化。保護(hù)范圍最大只有本線路（AB線路）的80％左右，最小不能小于AB線路的15％。

限時(shí)電流速斷保護(hù)Ⅱ段：動(dòng)作電流比Ⅰ段小，每個(gè)區(qū)段的動(dòng)作時(shí)限為固定值，比Ⅰ段時(shí)限大一個(gè)Δt，保護(hù)范圍比Ⅰ段大，為本線路的全長(zhǎng)延至相鄰線路BC一部分（即Ad之間）。

Ⅲ段：過電流保護(hù)，保護(hù)范圍最大為整個(gè)線路的全長(zhǎng)，動(dòng)作時(shí)限最長(zhǎng)為階梯形，即線路末端時(shí)限最短，離電源最近的保護(hù)時(shí)限最長(zhǎng)。三段保護(hù)相互配合就可構(gòu)成一套完整的保護(hù)。

二、電壓保護(hù)

（一）電壓保護(hù)的分類

1.過電壓保護(hù)

過電壓保護(hù)是一種反應(yīng)線路電壓增高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。

2.低電壓保護(hù)

低電壓保護(hù)是一種反應(yīng)線路電壓降低而動(dòng)作的保護(hù)。低電壓保護(hù)可以與電流保護(hù)配合構(gòu)成低壓?jiǎn)?dòng)過電流保護(hù)。

（二）低壓?jiǎn)?dòng)過電流保護(hù)

過電流保護(hù)是根據(jù)線路最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定的，動(dòng)作電流很大，靈敏度很低，為提高靈敏度，可降低電流繼電器的動(dòng)作電流來，動(dòng)作電流按被保護(hù)線路額定電流IN進(jìn)行整定。為防止負(fù)荷電流較大時(shí)電流保護(hù)誤動(dòng)作，采用了低電壓繼電器進(jìn)行閉鎖。正常時(shí)即使負(fù)荷電流大，電流繼電器誤動(dòng)，但線路電壓正常，電壓繼電器的常閉接點(diǎn)斷開將其閉鎖，保護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作。短路時(shí)電流上升電流繼電器動(dòng)作，電壓下降，低電壓繼電器銜鐵返回常閉接點(diǎn)閉合，解除對(duì)電流繼電器的閉鎖，保護(hù)裝置可靠動(dòng)作。低壓?jiǎn)?dòng)過電流保護(hù)接線圖如圖1-26所示。