一、無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)又稱電流Ⅰ段保護(hù)，是反應(yīng)電流升高而不帶時(shí)限（瞬時(shí)）動(dòng)作的保護(hù)，簡(jiǎn)稱電流速斷保護(hù)。

1、工作原理

上圖所示為單側(cè)電源供電線路電流速斷保護(hù)。線路AB末端K1點(diǎn)短路時(shí)，希望保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)作；線路BC始端K2點(diǎn)短路時(shí)，希望保護(hù)2動(dòng)作，按照選擇性的要求，保護(hù)1不應(yīng)動(dòng)作。但實(shí)際上K1和K2點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)1的短路電流值幾乎是一樣的，保護(hù)1無(wú)法區(qū)分K1點(diǎn)短路還是K2點(diǎn)短路。

為使保護(hù)1在K2點(diǎn)短路時(shí)不動(dòng)作，必須使保護(hù)1的動(dòng)作電流大于K2點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)1的最大短路電流。這樣K2點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1不動(dòng)作，保護(hù)2動(dòng)作切除故障，保證了保護(hù)1、2的選擇性。所以電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)本段線路末端（下段線路始端）最大短路電流的條件整定。

這樣保護(hù)范圍受系統(tǒng)影響方式的影響較大。曲線1是最大運(yùn)行方式下短路電流的變化曲線，曲線2是最小運(yùn)行方式下短路電流的變化曲線。直線3是保護(hù)1的最小動(dòng)作電流，直線3與曲線1的交點(diǎn)為M，從保護(hù)1安裝出到M點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1能動(dòng)作。M點(diǎn)以后短路保護(hù)1不能動(dòng)作，保證的保護(hù)1的選擇性，也使M-B段線路短路時(shí)無(wú)電流速斷保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)的死區(qū)。

由此可知，電流速斷保護(hù)的選擇性是靠動(dòng)作電流來(lái)保證的，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。N點(diǎn)是直線3與曲線2的交點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)在最小方式下運(yùn)行時(shí)，保護(hù)1的范圍為A-N，變小了，說(shuō)明電流速斷保護(hù)的范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響很大。保護(hù)3按躲過(guò)變壓器低壓側(cè)短路電流整定，電流速斷保護(hù)也可以保護(hù)從C變電所線路到變壓器組線路全長(zhǎng)并深入變壓器內(nèi)高壓側(cè)。

2、整定原則

為了保證選擇性，電流速斷保護(hù)的一次動(dòng)作電流按躲過(guò)被保護(hù)線路末端三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處最大短路電流整定。可靠系數(shù)一般取1.2～1.3，即保護(hù)的一次動(dòng)作電流取最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置最大短路電流的1.2~1.3倍。

3、接線原理

如上圖，單相電流速斷保護(hù)由電流繼電器KA、出口中間繼電器KCO和信號(hào)繼電器KS組成。正常時(shí)負(fù)荷電流小于KA的啟動(dòng)電流，KA不動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)在斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)，短路電流超過(guò)KA的動(dòng)作電流，KA動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合啟動(dòng)KCO，KCO觸點(diǎn)閉合將正電源經(jīng)過(guò)信號(hào)繼電器線圈、斷路器QF輔助觸點(diǎn)接通斷路器跳閘線圈Y，斷路器跳閘切除故障線路。同時(shí)信號(hào)繼電器KS動(dòng)作發(fā)出信號(hào)。

中間繼電器KCO的作用：

1）增大接點(diǎn)容量；

2）利用其具有0.06~0.08s延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，躲過(guò)管形避雷器放電時(shí)引起速斷保護(hù)誤動(dòng)作。

電流速斷保護(hù)具有可靠的選擇性和快速性，多用作線路的主保護(hù)。

二、限時(shí)電流速斷保護(hù)

1、工作原理

由于無(wú)時(shí)限的電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，為此增設(shè)帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，用來(lái)切除本線路電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，同時(shí)作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。對(duì)它的要求是能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏性，其次是動(dòng)作時(shí)間盡量短，其結(jié)果必然要延伸到相鄰的下一級(jí)線路。為保證選擇性和速動(dòng)性，必須與下一級(jí)線路的電流速斷保護(hù)在動(dòng)作時(shí)限和保護(hù)范圍上相配合。為使動(dòng)作盡量縮短，限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比下一級(jí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)間級(jí)差△t。

上圖為單側(cè)電源輻射線路，保護(hù)2電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流直線3與短路電流變化曲線的交點(diǎn)為N，B-N為保護(hù)2電流速斷的保護(hù)范圍。保護(hù)1的限時(shí)電流速斷要保護(hù)AB線路全長(zhǎng)，其動(dòng)作電流必須小于AB線路末端的最小短路電流，則其保護(hù)范圍必然會(huì)延伸到BC線路，但不能超過(guò)保護(hù)2電流速斷的保護(hù)范圍即N點(diǎn)。為此，保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流直線2應(yīng)大于保護(hù)2電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流直線3。

為保證選擇性，保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)限必須要比保護(hù)2電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)間級(jí)差△t。這樣當(dāng)B-C段故障時(shí)，保護(hù)2電流速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘，保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)的時(shí)間未到，不動(dòng)作，故障切除后保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)返回。所以限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不應(yīng)超過(guò)下一級(jí)相鄰線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，動(dòng)作時(shí)限比下一級(jí)相鄰線路電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)間級(jí)差△t，否則將與下一級(jí)線路的限時(shí)電流速斷保護(hù)搶動(dòng)。

2、整定原則

1）動(dòng)作電流

按與相鄰下一級(jí)線路的電流速斷保護(hù)相配合，可靠性配合系數(shù)一般取1.1~1.2，即本線路限時(shí)電流速斷動(dòng)作電流取下一級(jí)線路電流速斷動(dòng)作電流的1.1一～1.2倍。

2）動(dòng)作時(shí)限

應(yīng)比下級(jí)線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)時(shí)間基差△t，從保護(hù)快速性來(lái)講△t越小越好，從保護(hù)選擇性來(lái)講，△t又不能太小。

3、接線原理

限時(shí)電流速斷保護(hù)的單相原理接線如上圖所示，動(dòng)作過(guò)程與電流速斷保護(hù)基本相同，不同的是增加了時(shí)間繼電器KT，這樣當(dāng)電流繼電器KA啟動(dòng)后，還必須經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器KT的延時(shí)才能跳閘。

三、時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

時(shí)限過(guò)電流保護(hù)簡(jiǎn)稱過(guò)電流保護(hù)，其動(dòng)作電流是按躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的。過(guò)電流保護(hù)靈敏度高，保護(hù)范圍大，不僅能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，而且能保護(hù)下一級(jí)線路的全長(zhǎng)甚至更遠(yuǎn)，可作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)和下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。

1、過(guò)電流保護(hù)分類

過(guò)電流保護(hù)有兩種：一種是保護(hù)啟動(dòng)后動(dòng)作時(shí)間是固定的整定時(shí)間，稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)；另一種是動(dòng)作時(shí)間與過(guò)電流值的大小有關(guān)，電流越大，動(dòng)作越快，電流越小，動(dòng)作越慢，稱為反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

1）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不隨短路電流的大小而變化。定時(shí)限是將線路各段的保護(hù)按時(shí)間階梯原則整定，離電源方向越遠(yuǎn)，時(shí)限越短，越近則時(shí)限越長(zhǎng)。每段時(shí)限級(jí)差大于0.5s。時(shí)限與短路電流的大小無(wú)關(guān)。電磁式過(guò)電流保護(hù)裝置就是按定時(shí)限工作設(shè)定的。

2）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間隨短路電流的增大而自動(dòng)減小。反時(shí)限的特點(diǎn)是保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間，隨短路電流的大小而變化，短路電流大，則動(dòng)作時(shí)間短，反之，則動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。感應(yīng)式過(guò)電流保護(hù)裝置就是按反時(shí)限原理工作的，但當(dāng)短路電流的增加超過(guò)一定值時(shí)，動(dòng)作時(shí)間不再縮短，此時(shí)電流速斷裝置動(dòng)作，表現(xiàn)為定時(shí)限特性。

2、整定原則

1）動(dòng)作電流

過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流必須大于負(fù)荷電流，在最大負(fù)荷電流時(shí)保護(hù)裝置不動(dòng)作，當(dāng)下一級(jí)線路發(fā)生外部短路時(shí)，如果本級(jí)電流繼電器已經(jīng)啟動(dòng)，則在下級(jí)保護(hù)切除故障電流之后，本級(jí)保護(hù)應(yīng)能可靠地返回。

2）動(dòng)作時(shí)限

在單電源輻射形線路上，為滿足選擇性要求，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與下一級(jí)相鄰線路配合，即離電源較近的上一級(jí)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相鄰的離電源較遠(yuǎn)的下一級(jí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)△t。各級(jí)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如此整定，好似一個(gè)階梯，這就是通常所說(shuō)的階梯形時(shí)限特性。

四、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)

1、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地特點(diǎn)

1）未接地兩相的對(duì)地電壓升高到√3倍相電壓，即等于線電壓，故相對(duì)地的絕緣水平應(yīng)根據(jù)線電壓來(lái)設(shè)計(jì)。

2）各相間的電壓大小和相位不變，三相系統(tǒng)的平衡沒(méi)有遭到破壞，可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，但不許長(zhǎng)期接地運(yùn)行，尤其是發(fā)電機(jī)直接供電的電力系統(tǒng)，因?yàn)槲唇拥叵鄬?duì)地電壓升高到線電壓，一相接地運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)造成兩相短路。所以在這種系統(tǒng)中，一般應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視或接地保護(hù)裝置。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)能發(fā)出信號(hào)，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地系統(tǒng)允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，最長(zhǎng)不得超過(guò)2h。

3）接地點(diǎn)通過(guò)的電流為電容性的，其大小為原來(lái)相對(duì)地電容電流的3倍，不容易熄滅，可能會(huì)在接地點(diǎn)引起弧光間歇、周期性地熄滅和重新發(fā)生電弧。弧光接地的持續(xù)間歇性電弧較危險(xiǎn)，可能會(huì)引起線路的諧振現(xiàn)象而產(chǎn)生過(guò)電壓，損壞電氣設(shè)備或發(fā)展成相間短路。故在這種系統(tǒng)中，若接地電流大于5A時(shí)，發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)都應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù)裝置。

2、利用零序電流互感器構(gòu)成接地保護(hù)

1）工作原理

在采用電纜出線或經(jīng)電纜引出的架空線路上，廣泛采用套在電纜外面的零序電流互感器構(gòu)成接地保護(hù)，如下圖所示：

穿過(guò)零序電流互感器鐵芯窗口的電力電纜間做零序電流互感器的一次繞組，正常及發(fā)生相間短路時(shí)，零序電流互感器二次繞組只輸出不平衡電流，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流互感器鐵芯中出現(xiàn)零序磁通，該磁通在二次繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，故有電流流過(guò)電流繼電器，當(dāng)流過(guò)電流繼電器的電流大于動(dòng)作電流時(shí)，繼電器動(dòng)作。

2）零序電流互感器的安裝

在安裝零序電流互感器時(shí)，應(yīng)注意將固定電纜頭的鐵支架對(duì)地絕緣，并將電纜頭的接地線穿過(guò)零序電流互感器的鐵芯窗口后再接地。原因是有些電力電纜具有鉛包、鋁包、鎧裝，如果電纜頭接地線沒(méi)有穿過(guò)零序電流互感器的鐵芯窗口接地，在線路正常運(yùn)行時(shí)，地中的雜散電流也在導(dǎo)電的電纜外皮上流動(dòng)，可能引起零序電流保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，接地電流可通過(guò)電纜外皮和線路中的電容電流相抵消，致使保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作。

3）零序電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定

當(dāng)某一線路上發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)故障線路的零序電流為系統(tǒng)總的接地電容電流；流過(guò)非故障線路的零序電流為本身的電容電流。為了保證動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流按躲過(guò)其他線路發(fā)生單相接地故障時(shí)流過(guò)本線路的電容電流整定。可靠系數(shù)不帶時(shí)限取4～5，帶時(shí)限取1.5～2。