繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)---中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)的設(shè)計(jì)</p><p>　　班級(jí)： 電氣084班 </p><p>　　姓名： 　 　</p><p>　　學(xué)號(hào)：　　　 　　</p>

2、<p>　　指導(dǎo)教師：　　　　 　 　</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間：　 2012年3月4日 　</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　系統(tǒng)示意圖如圖2.58所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)—變

3、壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺(tái)機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為：</p><p>　　，，，，，，，，，線路阻抗，,、。</p><p>　　試對(duì)1、2、3、4進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.2 完成內(nèi)容</b></p><p>　　(1)

4、 請(qǐng)畫出所有元件全運(yùn)行時(shí)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；</p><p>　　(2) 所有元件全運(yùn)行時(shí)，計(jì)算B母線發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時(shí)的零序電流分布；</p><p>　　(3) 分別求出保護(hù)1、4零序II段的最大、最小分支系數(shù)；</p><p>　　(4) 分別求出保護(hù)1、4零序I、II段的定值，并校驗(yàn)靈敏度；</p><p>　　

5、(5) 保護(hù)1、4零序I、II段是否需要安裝方向元件；</p><p>　　(6) 保護(hù)1處裝有單相重合閘，所有元件全運(yùn)行時(shí)發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護(hù)1不靈敏I段定值。</p><p><b>　　2分析課題設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)規(guī)程 </b></p><p>　　正常

6、運(yùn)行的而電力系統(tǒng)是三相對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流和電壓理論上為零；多數(shù)的短路故障是三相不對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流和電壓會(huì)很大；利用故障的不對(duì)稱性可以找到正常和故障間的差別，并且這種差別是零與很大值的比較，差異更為明顯。利用三相對(duì)稱性的變化特征，可以構(gòu)成反應(yīng)負(fù)序分量原理的各種保護(hù)。</p><p>　　當(dāng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的零序電壓和電流，利用零序電壓和零序電流構(gòu)成的接地短路保護(hù)，具有顯著

7、的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在110Kv及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。</p><p><b>　　2.2保護(hù)配置</b></p><p>　　2.2.1主保護(hù)配置</p><p>　　零序保護(hù)的主保護(hù)是零序保護(hù)Ⅰ段和零序保護(hù)Ⅱ段。</p><p><b>　　圖1 網(wǎng)絡(luò)接線圖</b></p><

8、;p>　　(1) 零序保護(hù)第Ⅰ段</p><p>　　在發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)，也可以求出零序電流隨線路長度變化的關(guān)系曲線，然后相似于相間短路電流保護(hù)的原則，進(jìn)行保護(hù)的整定計(jì)算。零序電流速斷保護(hù)的整定原則如下：</p><p>　?、?躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流3，引入可靠系數(shù)(一般取為1.2～1.3)，即</p><p><

9、;b>　　(1) </b></p><p>　?、?躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流3，引入可靠系數(shù)，即為</p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　③ 按躲開非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流整定。</p><p>　　為此可以設(shè)置兩個(gè)零序電

10、流Ⅰ段保護(hù)，一個(gè)是按條件(1)和(2)整定(由于其定值較小，保護(hù)范圍較大，因此，稱為靈敏Ⅰ段)，它的主要任務(wù)是對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障起作用，具有較大的保護(hù)范圍，而當(dāng)單相重合閘起動(dòng)時(shí)，則將其自動(dòng)閉鎖，需待恢復(fù)全相運(yùn)行時(shí)才能重新投入；另一個(gè)是按條件(3)整定(由于其定值較大，因此稱為不靈敏Ⅰ段)，裝設(shè)它的主要目的是為了在單相重合閘過程中，其它兩相又發(fā)生接地故障時(shí)，用以彌補(bǔ)失去靈敏Ⅰ段的缺陷，盡快地將故障切除，當(dāng)然，不靈敏Ⅰ段也能反應(yīng)全相

11、運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障，只是其保護(hù)范圍較靈敏Ⅰ段小。</p><p><b>　　④ 特殊情況的整定</b></p><p>　　線路末端變壓器低壓側(cè)有電源的情況，零序保護(hù)Ⅰ段一般可按不伸出變壓器范圍整定。我的。如末端的變壓器為兩臺(tái)及以上時(shí)，是否仍按上述原則整定可視具體情況比較優(yōu)缺點(diǎn)后再?zèng)Q定。</p><p>　　端變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，只按躲

12、開變壓器低壓側(cè)母線相間短路的最大不平衡電流整定，即</p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　式中，——可靠系數(shù)，取1.3；</p><p>　　——不平衡系數(shù)，取0.1；</p><p>　　——非周期分量系數(shù)，取2；</p><p>　　——變壓器低壓側(cè)三相短路最

13、大短路電流。</p><p>　　(2) 零序保護(hù)第Ⅱ段</p><p>　　零序電流Ⅱ段保護(hù)整定是按躲過下段線路第Ⅰ段保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)，通過本保護(hù)裝置的最大零序電流。同時(shí)還帶有高出一個(gè)的時(shí)限，以保證動(dòng)作的選擇性。</p><p>　?、?按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅰ段配合整定，即</p><p><b>　　(4) &

14、lt;/b></p><p>　　式中，——可靠系數(shù)，取1.15～1.2；</p><p>　　——分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最大值；</p><p>　　——相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅰ段整定值。當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏度數(shù)時(shí)，可改為與按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅱ段配合整定。</p><p>　?、?按躲開本線路末端母

15、線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時(shí)流過的最大零序電流整定，即</p><p><b>　　(5) </b></p><p>　?、?當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開該段相間保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流，即</p><p>　　(6) </p&g

16、t;<p>　　引入零序電流的分支系數(shù)，則保護(hù)1的零序Ⅱ段整定為</p><p>　　(7) </p><p>　　當(dāng)變壓器切除或中性點(diǎn)改為不接地運(yùn)行時(shí)，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開，此時(shí)。</p><p>　?、?靈敏性的校驗(yàn)。為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有

17、足夠的反應(yīng)能力。這個(gè)能力通常用靈敏系數(shù)來衡量。對(duì)反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過量保護(hù)裝置，靈敏系數(shù)的含義是</p><p>　　式中故障參數(shù)的計(jì)算值，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理地采用最不利于保護(hù)動(dòng)作的系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障類型來選定。但不必考慮可能性很小的特殊情況。設(shè)此電流為，代入上式中則靈敏系數(shù)為</p><p>　　(8) </p><p>　　為了保證在線路

18、末端短路時(shí)，保護(hù)裝置一定能夠動(dòng)作，在考慮實(shí)際短路時(shí)存在的過渡電阻以及測量誤差等的影響，對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)要求。</p><p>　?、?零序電流Ⅱ段保護(hù)的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流來檢驗(yàn)，并滿足≥1.5的要求。當(dāng)由于線路比較短或運(yùn)行方式變化比較大，靈敏度不滿足要求時(shí)，可考慮用下列方式解決：</p><p>　?、?使零序電流Ⅱ段保護(hù)與下一條線路的零序電流Ⅱ段保護(hù)配合

19、，時(shí)限再抬高一級(jí)，可以取為1s。 </p><p>　?、?保留0.5s的零序電流Ⅱ段保護(hù)，同時(shí)再增設(shè)一個(gè)與下一條線路的零序電流Ⅱ段保護(hù)配合的動(dòng)作時(shí)限為1s的零序Ⅱ段。這樣保護(hù)裝置中，就具有兩個(gè)定值和時(shí)限均不相同的零序Ⅱ段，一個(gè)定值較大，能在正常運(yùn)行方式和最大運(yùn)行方式下，以較短的延時(shí)切除本線路上所發(fā)生的接地故障；另一個(gè)具有較長的延時(shí)，能保證在各種運(yùn)行方式下線路末端接地短路時(shí)，保護(hù)裝置具有足夠的靈敏系數(shù)。</

20、p><p>　　2.2.2后備保護(hù)配置</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護(hù)一般情況是作為本線路和相鄰線路的后備保護(hù)，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的終端線路上，它也可以作為主保護(hù)使用。</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護(hù)按如下原則整定：</p><p>　　(1) 按躲開在下一條線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，引入可靠系數(shù)，即為&l

21、t;/p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　(2) 與下一條線路零序Ⅲ段相配合,就是本保護(hù)零序Ⅲ段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序Ⅲ段的保護(hù)范圍。當(dāng)兩個(gè)保護(hù)之間具有分支電路時(shí)(有中性點(diǎn)接地變壓器時(shí))，起動(dòng)電流整定為</p><p><b>　　(10)</b></p><p>　

22、　式中，——可靠系數(shù)，一般取為1.1～1.2</p><p>　　——分支系數(shù)，即在相鄰的零序Ⅲ段保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時(shí)，故障線路中零序電流與流過本保護(hù)裝置中零序電流之比。</p><p>　　保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)，當(dāng)作為本條線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端發(fā)生接地故障時(shí)的最小零序電流來校驗(yàn)，要求； 當(dāng)作為相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰元件保護(hù)范圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過本保護(hù)的最小零序電

23、流(應(yīng)考慮圖3-2所示的分支電路使電流減小的影響)來校驗(yàn)，要求。</p><p>　　(3) 當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開該段相間保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流，即</p><p><b>　　(11)</b></p><p>　　按上述原則整定的零序過電流保護(hù)，其起動(dòng)電流一般都很小(在二

24、次側(cè)約為2～3A)，因此，在本電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地短路時(shí)，它都可能起動(dòng)，這時(shí)，為了保證保護(hù)的選擇性，各零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也應(yīng)按圖2所示的階梯原則來選擇。</p><p>　　3短路電流及殘壓計(jì)算</p><p>　　3.1等效電路的建立</p><p>　　所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖3 (a）、(b)、(c) 所示。</p><

25、p><b>　　求出線路參數(shù)，即</b></p><p><b>　　，,,</b></p><p><b>　　，,</b></p><p><b>　　(a) 正序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　(b) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</b&

26、gt;</p><p><b>　　(c) 零序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　圖3 三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　3.2 保護(hù)短路點(diǎn)的選取</p><p>　　母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)2的最大零序電流。</p><p>　　母線B處分別發(fā)生單相接地短路

27、和兩相接地短路，求出流過保護(hù)1和4的最大零序電流。</p><p>　　母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)3的最大零序電流。</p><p>　　3.3 短路電流的計(jì)算</p><p>　　先求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖。</p><p>　　(1) 單相接地短路時(shí)，故障端

28、口正序阻抗為</p><p><b>　　故障端口負(fù)序阻抗為</b></p><p><b>　　故障端口零序阻抗為</b></p><p>　　則B母線分別發(fā)生單相接地時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖4所示。</p><p>　　因?yàn)?，可以?dǎo)出 是一個(gè)串聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。</p><p&g

29、t;　　圖4 復(fù)合序網(wǎng)等值圖</p><p><b>　　故障端口零序電流為</b></p><p>　　在零序網(wǎng)中分流從而得到此時(shí)流過保護(hù)1、4的零序電流分別為</p><p>　　畫出B母線發(fā)生單相接地時(shí)零序電流分布圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 零序電流分布圖</p><p>　　

30、(2) B母線兩相接地短路時(shí)，故障端口各序阻抗和單相接地短路時(shí)相同，即， </p><p>　　因?yàn)椋梢詫?dǎo)出 是一個(gè)并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)，則復(fù)合序網(wǎng)圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)圖</p><p><b>　　故端口正序電流為</b></p><p><b>　　故障端口零序電流為&l

31、t;/b></p><p>　　同樣的，流過保護(hù)1、4的零序電流分別</p><p>　　從而得到如圖7所示B母線兩相接地短路時(shí)的零序電流分布圖。</p><p>　　圖7 零序電流分布圖</p><p>　　(3) 先求保護(hù)1的分支系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖8

32、所示。</p><p>　　對(duì)，當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大 ，有</p><p>　　當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有</p><p>　　對(duì),當(dāng)、只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，；當(dāng)、兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，。因此，保護(hù)1的最大分支系數(shù)</p><p><b>　　最小分支系數(shù) </b></p><p&

33、gt;　　同樣地分析保護(hù)4的分支系數(shù)。當(dāng)AB段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖9所示。</p><p>　　對(duì),當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大,有</p><p>　　當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有</p><p><b>　　最小分支系數(shù)</b></p><p>　　4 保護(hù)的配合及整定計(jì)算</

34、p><p>　　4.1 保護(hù)1距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>　　4.1.1 保護(hù)1零序保護(hù)第I段整定</p><p>　　(1) 保護(hù)1整定計(jì)算</p><p>　　零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)1的最大零序電流為</p><p><b>　　故I段定值</b></p&

35、gt;<p>　　為求保護(hù)1的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3的零序一段定值，設(shè)在母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)3的最大零序電流。此時(shí)有</p><p>　　母線C單相接地短路時(shí)，有</p><p>　　從而求得母線C單相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的電流</p><p>　　母線C處兩相接地短路時(shí)，有</p><p

36、><b>　　正序電流</b></p><p><b>　　零序電流</b></p><p>　　從而求得流過保護(hù)3的電流</p><p>　　這樣，母線C處兩相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的最大零序電流</p><p>　　(2) 保護(hù)3的零序I段定值為</p><p>　　

37、這樣，保護(hù)1的零序II段定值為</p><p>　　校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)1的最小零序電流</p><p>　　靈敏系數(shù) </p><p>　　(3) 保護(hù)4整定計(jì)算</p><p>　　零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)4的最大零序電流為</p><p><

38、b>　　，</b></p><p><b>　　故I段定值</b></p><p>　　為求保護(hù)4的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2的零序一段定值，設(shè)在母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)2的最大零序電流。此時(shí)有</p><p><b>　　A處單相接地時(shí)，有</b></p>

39、<p>　　從而求得流過保護(hù)2的電流</p><p><b>　　A處兩相接地時(shí)，有</b></p><p><b>　　正序電流</b></p><p><b>　　零序電流</b></p><p>　　從而求得流過保護(hù)2的電流</p><p

40、>　　這樣，流過保護(hù)2的最大零序電流</p><p>　　(4) 保護(hù)2的零序I段定值為</p><p>　　這樣，保護(hù)4的零序II段定值為</p><p>　　校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)4的最小零序電流</p><p><b>　　靈敏系數(shù)</b></p><p>　　(5) 計(jì)算

41、母線A發(fā)生接地短路時(shí)(最大運(yùn)行方式、單相及兩相接地)流過保護(hù)1的最大零序電流，然后將該零序電流值與保護(hù)1的I、II段定值相比較，如果零序電流小于定值，則A母線接地短路時(shí)保護(hù)1的零序電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)，所以不必加方向元件；如果零序電流大于定值，則必須加裝方向元件。對(duì)保護(hù)1而言：由第(4)問分析知道：當(dāng)母線A在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)1的零序電流最大，為：，大于保護(hù)1的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。</p>&

42、lt;p>　　對(duì)保護(hù)4而言：當(dāng)母線C在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)4的零序電流最大，為：，大于保護(hù)4的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。</p><p>　　(6) 不靈敏I段按躲過非全相振蕩整定，即按在1處斷路器單相斷開、兩側(cè)電勢角為180°時(shí)流過保護(hù)1的零序電流整定。此時(shí)有</p><p>　　單相斷開時(shí)，故障端口正序電流</p><p>

43、;　　故障端口也是流過保護(hù)1的零序電流，即</p><p>　　接地短路時(shí)流過保護(hù)1的最大零序電流為，二者中取大者，故保護(hù)1的不靈敏I段的定值為</p><p>　　5 繼電保護(hù)設(shè)備選擇</p><p>　　5.1 互感器的選擇</p><p>　　互感器分為電流互感器TA和電壓互感器TV，它們既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，同

44、時(shí)也是一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的隔離元件。它們將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流，轉(zhuǎn)變成二次系統(tǒng)的低電壓、小電流，供測量、監(jiān)視、控制及繼電保護(hù)使用?；ジ衅鞯木唧w作用是：(1) 將一次系統(tǒng)各級(jí)電壓均變成100以下的低電壓，將一次系統(tǒng)各回路電流變成5A以下的小電流，以便于測量儀表及繼電器的小型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。(2) 講一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時(shí)互感器二次側(cè)有一點(diǎn)可靠接地，從而保證了二次設(shè)備及人員安全。</p><p&g

45、t;　　5.1.1 電流互感器的選擇</p><p>　　(1) 電流互感器的選擇</p><p>　　① 電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇。電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應(yīng)滿足：</p><p>　　(12) </p><p>　　(13)

46、 </p><p>　　式中，、—電流互感器一次額定電壓和電流。</p><p>　　為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。</p><p>　?、?二次額定電流的選擇</p><p>　　電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強(qiáng)電系統(tǒng)用5A， 弱電系統(tǒng)用1A。</p><p

47、>　　③ 電流互感器種類和型式的選擇</p><p>　　在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇相適應(yīng)的類別和型式。選用母線型電流互感器時(shí)，應(yīng)注意校核窗口尺寸。</p><p>　?、?電流互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇</p><p>　　為保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級(jí)。例如:裝于重

48、要回路(如發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器、廠用饋線、出線等)中的電能表和計(jì)費(fèi)的電能表一般采用0.5~1級(jí)表，相應(yīng)的互感器的準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)低于0.5級(jí)；對(duì)測量精度要求較高的大容量發(fā)電機(jī)、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級(jí)宜用0.2級(jí)。供運(yùn)行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表一般皆用1~1.5級(jí)的，相應(yīng)的電流互感器應(yīng)為0.5~1級(jí)。供只需估計(jì)電參數(shù)儀表的互感器可用3級(jí)的。當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)最高級(jí)別來確定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。</p&

49、gt;<p>　?、?二次容量或二次負(fù)載的校驗(yàn)</p><p>　　為了保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，互感器二次側(cè)所接實(shí)際負(fù)載Z2l或所消耗的實(shí)際容量荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定負(fù)載ZN2或額定容量SN2(ZN2及SN2均可從產(chǎn)品樣本查到)，即 </p><p><b>　　或(14) </b></p><p>　　式中，—

50、電流互感器二次回路中所接儀表內(nèi)阻的總和與所接繼電器內(nèi)阻的總和，可由產(chǎn)品樣本中查得；—電流互感器二次聯(lián)接導(dǎo)線的電阻；—電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為0.1。</p><p><b>　　(15) </b></p><p><b>　　因?yàn)锳=，所以A </b></p><p>　　式中 ，A 、一電流互感器二次

51、回路連接導(dǎo)線截面積(mm2)及計(jì)算長度（mm）。</p><p>　　按規(guī)程要求聯(lián)接導(dǎo)線應(yīng)采用不得小于1.5mm2的銅線，實(shí)際工作中常取2.5mm2的銅線。當(dāng)截面選定之后，即可計(jì)算出聯(lián)接導(dǎo)線的電阻Rwi。有時(shí)也可先初選電流互感器，在已知其二次側(cè)連接的儀表及繼電器型號(hào)的情況下，確定連接導(dǎo)線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時(shí)電阻的計(jì)算長度應(yīng)取連接長度2倍，如用三只電流互感器接成完全星形接線時(shí)，由于中線電流近于零

52、，則只取連接長度為電阻的計(jì)算長度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結(jié)線時(shí)，其二次公用線中的電流為兩相電流之向量和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應(yīng)取連接長度的倍為電阻的計(jì)算長度。所以本題中電流互感器的型號(hào)為LCWB6-110B。</p><p>　　5.1.2 電壓互感器的選擇</p><p>　　(1) 電壓互感器一次回路額定電壓選擇</p><p>　　為

53、了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.1-0.9)范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足下列條件</p><p><b>　　> >(16)</b></p><p>　　式中，—電壓互感器一次側(cè)額定電壓。選擇時(shí)，滿足即可。 </p><p>　　(2) 電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇</p>

54、<p>　　電壓互感器二次側(cè)額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應(yīng)。</p><p>　　(3) 電壓互感器種類和型式的選擇</p><p>　　電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，例如：在6-35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式；110-220kV配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)

55、滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。</p><p><b>　　(4) 準(zhǔn)確級(jí)選擇</b></p><p>　　和電流互感器一樣，供功率測量、電能測量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的，只供估計(jì)被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。</p><p>　　(5) 按準(zhǔn)確級(jí)和額定二次容量選擇</p>

56、<p>　　首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)額定容量。有關(guān)電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇原則，可參照電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇。一般供功率測量、電能測量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的，只供估計(jì)被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。</p><p>　　電壓互感

57、器的額定二次容量(對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí))，應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷，即。 </p><p><b>　　(17) </b></p><p>　　式中，—各儀表的視在功率、有功功率和無功功率?！鲀x表的功率因數(shù)。</p><p>　　如果各儀表和繼電器的功率因數(shù)相近，或?yàn)榱撕喕?jì)算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，得出大于的近似

58、值，它若不超過，則實(shí)際值更能滿足式子的要求。</p><p>　　由于電壓互感器三相負(fù)荷常不相等，為了滿足準(zhǔn)確級(jí)要求，通常以最大相負(fù)荷進(jìn)行比較。計(jì)算電壓互感器各相的負(fù)荷時(shí)，必須注意互感器和負(fù)荷的接線方式。</p><p>　　所以本題中的電壓互感器的型號(hào)為JDZJ-3。</p><p>　　5.2 繼電器的選擇</p><p>　　5.2.1

59、 按使用環(huán)境選型</p><p>　　使用環(huán)境條件主要指溫度(最大與最小)、濕度(一般指40攝氏度下的最大相對(duì)濕度)、低氣壓(使用高度1000米以下可不考慮)、振動(dòng)和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異，超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高一級(jí)的條件選用。</p><p>

60、　　對(duì)電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵(lì)的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵(lì)及對(duì)尖峰信號(hào)比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。</p><p>　　5.2.2 按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類</p><p>　　按輸入信號(hào)是電、溫度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁、溫度、時(shí)間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明

61、電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。</p><p>　　5.2.3 輸入?yún)⒘康倪x定</p><p>　　與用戶密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓，而吸合電壓則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶來講，它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓(電流)吸合電壓(電流)，如果在吸合值下使用繼電

62、器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù)，而應(yīng)將線圈接入作為負(fù)載來計(jì)算實(shí)際電壓，特別是電源內(nèi)阻大時(shí)更是如此。當(dāng)用三極管作為開關(guān)元件控制線圈通斷時(shí)，三極管必須處于開關(guān)狀態(tài)，對(duì)6VDC以下工作電壓的繼電器來講，還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當(dāng)然，并非工作值加得愈高愈好，超過額定工作值太高會(huì)增加銜鐵的沖擊磨損，增加觸點(diǎn)回跳次數(shù)，縮短電氣壽命，一般，工作值為吸

63、合值的1.5倍，工作值的誤差一般為±10%。</p><p>　　5.2.4 根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類和容量</p><p>　　國內(nèi)外長期實(shí)踐證明，約70%的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點(diǎn)非常重要。</p><p>　　觸點(diǎn)組合形式和觸點(diǎn)組數(shù)應(yīng)根據(jù)被控回路實(shí)際情況確定。動(dòng)合觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)合觸點(diǎn)對(duì)，由于接通時(shí)觸點(diǎn)回跳次數(shù)

64、少和觸點(diǎn)燒蝕后補(bǔ)償量大，其負(fù)載能力和接觸可靠性較動(dòng)斷觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)要高，整機(jī)線路可通過對(duì)觸點(diǎn)位置適當(dāng)調(diào)整，盡量多用動(dòng)合觸點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)負(fù)載容量大小和負(fù)載性質(zhì)(阻性、感性、容性、燈載及馬達(dá)負(fù)載)確定參數(shù)十分重要。認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷小一定比切換負(fù)荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負(fù)荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75%最好。電流小于100mA會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加，可靠

65、性下降，故100mA稱作試驗(yàn)電流，是國內(nèi)外專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內(nèi)容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力，用于切換50mV、50μA以下負(fù)荷的繼電器訂貨，用戶需注明，必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。</p><p>　　繼電器的觸點(diǎn)額定負(fù)載與壽命是指在額定電壓、電流下，負(fù)載為阻性的動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)超出額定電壓時(shí)，可參照觸點(diǎn)負(fù)載曲線選用。當(dāng)負(fù)載性質(zhì)改變時(shí)，其觸點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生變動(dòng)。</p>

66、;<p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，采用專門的零序電流保護(hù)，與利用三相星形接線的電流保護(hù)來保護(hù)單相短路相比較，具有一系列優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1) 相間短路的過電流保護(hù)是按躲開最大負(fù)荷電流整定，二次起動(dòng)電流一般為57A；而零序過電流保護(hù)則按躲開不平衡電流整定，其值一般為23A。由于發(fā)生單相接地短

67、路時(shí)，故障相的電流與零序電流相等，零序過電流保護(hù)有較高的靈敏度。</p><p>　　(2) 相間短路的電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響很大，而零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響要小得多。而且，由于線路零序阻抗遠(yuǎn)較正序阻抗為大，X0=(23.5)X1，故線路始端與末端接地短路時(shí)，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序Ⅰ段的保護(hù)范圍較大，也較穩(wěn)定，零序Ⅱ段的靈敏系統(tǒng)也易于滿足要求。</p

68、><p>　　(3) 當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等，三相是對(duì)稱的，相間短路的電流保護(hù)均受它們的影響而可能誤動(dòng)作，需要采取必要的措施予以防止，而零序電流保護(hù)則不受它們的影響。</p><p>　　(4) 在110kV及以上的高壓和超高壓系統(tǒng)中，單相接地故障約占全部故障的70%90%，而且其它的故障也往往是由單相接地發(fā)展起來的。</p><p>

69、;　　零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：</p><p>　　(1) 對(duì)于短線路或運(yùn)行方式變化很大的情況，零序電流保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求。 </p><p>　　(2) 零序電流保護(hù)受中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和分布的影響。因此電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，因保證零序網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p>&

70、lt;p>　　[1] 譚秀炳編.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　[2] 李俊年主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,1993.</p><p>　　[3] 尹項(xiàng)根主著.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　[4] 張保會(huì)主編.電力