山东科技大学学士学位论文 10kV线路保护原理分析
从以上分析中已经得出，限时速断的动作时限t2''，应选择得比下一条线路速断保护的动作时限t1'高出一个时间阶段?t，即
t2=t1'+?t （2- 7）
''从尽快切除故障的观点来看，?t越小越好，但是为了保证两个保护之间动作的选择其值又不能选择得太小。现以线路置BC上发生故障时，保护2与保护l的配合关系为说明确定?t的原则如下：
（1）?t应包括故障线路断路器QF的跳闸时间tQF1(即从操作电流送入跳闸线圈Y的瞬间算起，直到电弧熄灭的瞬间为止)，因为在这一段时间里，故障并末消除，因此保护2在故障电流的作用下仍处于起动状态。
（2）?t应包括故障线路保护1中时间继电器的实际动作时间比整定值t1'要大tt.1才能动作。(当保护1为速断保护时，保护装置中不用时间继电器，即可以不考虑这一项的影响)。
（3）?t应包括保护2中时间继电器可能比预定的时间提早tt.2动作闭合它的触点。
（4）如果保护2中的测量元件(电流继电器)在外部故障切除后，由于惯性的影响而不能立即返回时，则?t中还应包括测量元件延迟返回惯性时间tin.2。
（5）考虑一定的裕度，再增加一个裕度时间tr，就得到t2''和t1'之间的关系为 t2''?t1'?tQF1?tt.1?tt.2?tin.2?tr （2-8） 或 ?t?tQF1?tt.1?tt.2?tin.2?tr （2-9）
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对于通常采用的断路器和间接作用的二次式继电器而言，?t的数值位于0.35~0.6s之间，通常多取为0.5s。
为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，具有足够的反应能力，这个能力通常用灵敏系数Ksen来衡量。对反应于数值上升而动作的过量保护装置。灵敏系数的含义是
Ksen?保护范围内发生金属性短路时保护所反应的故障量的计算值保护装置的动作整定值
（2-10）
式中故障参数(如电流、电压等)的计算值，应根据实际情况合理地采用最不利于保护动作的系线运行方式和故障类型来选定。但不必考虑可能性很小的特殊情况。
对保护2的限时电流速断而言，即应采用系统最小运行方式下线路AB末端发生两相短路时的短路电流作为故障参数的计算值。设此电流
Ik.B.min代入上式中则灵敏系数为Ksen?Ik.B.minIact.2'' （2- 11）
为了保证在线路末端短路时，保护装置一定能够动作，对限时电流速断保护应要求Ksen?1.25~1.5。 2.1.3 III段过电流保护
过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它在正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。
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为保证在正常运行情况下过电流保护绝不动作，显然保护装置的起动电流必须整定得大于该线路上可能出现的最大负荷电流IL.max。然而，在实际上确定保护装置的起动电流时，还必须考虑在外部故障切除后，保护装置是否能够返回的问题。例如在图2- 3所示的网络接线中，当k1点短路时，短路电流将通过保护5、4、3，这些保护都要起动，但是按照选择性的要求应由保护3动作切除故障，然后保护4和5由于电流已经减小而立即还回原位。
B5A41Mk1C32M
图2- 3选择过电流保护动作电流和动作时间的网络图
实际上当外部故障切除后，流经保护4的电流是仍然在继续运行中的负荷电流。还必须考虑到，由于短路时电压降低，变电所B母线上所接负荷的电动机被制动，因此，在故障切除后电压恢复时，电动机要有一个自起动的过程。电动机的自起动电流要大于它正常工作的电流，因此，引入一个自起动系数KMs来表示自起动时最大电流IMs.max与正常运行时最大负荷电流LL.max之比，即IMs.max?KMsLL.max
保护4和5在这个电流的作用下必须立即返回。为此应使保护装置的返回电流Ire大于IMs.max。引入可靠系数段Krel，则有
Ire?KrelIMs.max?KrelKMsIL.max （2- 12）
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由于保护装置的起动与返回是通过电流继电器来实现的，因此，继电器返回电流与起动电流之间的关系也就代表着保护装置返回电流与起动电流之间的关系。引入继电器的返回系数Kre，则保护装置的起动电流即为
Iact?1KreIre?KrelKMsKreLL.max （2- 13）
式中 Krel——可靠系数，一般采用1.25 ~1.5；
KMs——自起动系数，数值大于l，应由网络具体接线和负荷性质确定；
Kre——电流继电器的返回系数，一般采用0.85
由这一关系可见，当Kre越小时，则保护装置的起动电流越大，因而其灵敏性就越差，这是不利的。这就是为什么要求过电流继电器应有较高的返回系数的原因。
如图2-4所示，假定在每个电气元件上均装有过电流保护，各保护装置的起动电流均按照躲开被保护元件上各自的最大负荷电流来整定。这样当k1点短路时，保护l~5在短路电流的作用下都可能起动，但要满足选择性的要求，应该只有保护1动作，切除故障，而保护2~5在故障切除之后应立即返回。这个要求只有依靠使各保护装置带有不同的时限来满足。
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5At54B?t3C2k21Dk1Mt?tt3?tt2?tt1
图2- 4 单侧电源发射形网络中过电流保护
保护l位于电网的最末端，只要电动机内部故障，它就可以瞬时动作予以切除，t1即为保护装置本身的固有动作时间。对保护2来讲，为了保证k1点短路时动作的选择性，则应整定其动作时限t2?t1。引入时间级差?t，则保护2的动作时限为 t2?t1??t
保护2的时限确定以后，当k2点短路时，它将以t2的时限切除故障， 此时为了保证保护3动作的选择性，又必须整定t3?t2。引入?t以后则得保护3的动作时限应为 t3?t2??t
依次类推，保护4、5的动作时限分别为 t4?t3??t t5?t4??t。 当故障越靠近电源端时，短路电流越大。而由以上分析可见，此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长，因此，这是一个很大的缺点。正是由于达个原因，所以在电网中广泛采用电流速断和限时电流速断来作为本线路的主保护，以快速切除故障，利用过电流保护来作为本线路和相邻元件的后备保护。由于它作为相邻元件后备保护的作用是在远处实现的，因此是属于远后备保护。
由以上分析也可以看出，处于电网终端附近的保护装置(如1和2)，
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