電流保護(hù)(currentprotection)根據(jù)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)故障電流增大的原理而構(gòu)成的保護(hù)。電流保護(hù)由電流、時(shí)間、中間、信號(hào)等繼電器按一定的邏輯組成,當(dāng)通過電流繼電器的電流大于整定值時(shí)動(dòng)作。電流保護(hù)是電力系統(tǒng)最基本的幾點(diǎn)保護(hù)方式,可作為書店線路和發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等電力元件相間短路故障的保護(hù)。有效接地電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱接地短路故障時(shí),會(huì)出現(xiàn)零序電流,據(jù)以可構(gòu)成零序電流保護(hù)。零序電流保護(hù)也是電力系統(tǒng)基本的繼電保護(hù)方式,可作為輸電線路、變壓器等電力元件接地短路故障的保護(hù)。
電流保護(hù)用于各種電壓等級(jí)輸電線路及電力元件相同短路故障的保護(hù)。輸電線路電流保護(hù)一般采用三段式結(jié)構(gòu),即無延時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)。某些情況下,保護(hù)僅由其中一段或二段構(gòu)成。例如在單側(cè)電源的終端線路,通常僅需裝設(shè)無延時(shí)電流速斷和過電流保護(hù);而在超高壓電網(wǎng)中,雖然主保護(hù)配置如高頻保護(hù)等高級(jí)保護(hù),但通常仍裝設(shè)快速切除近端短路故障的無延時(shí)電流速斷保護(hù),以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行能力。電流保護(hù)可以和方向判別元件一起構(gòu)成方向電流保護(hù),以保證雙端供電或環(huán)網(wǎng)線路電流保護(hù)的選擇性;還可與電壓繼電器協(xié)同動(dòng)作,構(gòu)成電流電壓連鎖速斷保護(hù),以滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大的需要。
變壓器和發(fā)電機(jī)通常采用過電流保護(hù)作為其相間短路故障的后備保護(hù)。為了提高靈敏度,可利用低電壓繼電器閉鎖構(gòu)成低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù);或利用低電壓繼電器、負(fù)序過電壓繼電器聯(lián)合閉鎖,構(gòu)成復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。
無延時(shí)電流速斷保護(hù)僅以電流繼電器和出口繼電器本身固有時(shí)間動(dòng)作,其電流繼電器的動(dòng)作電流按大于被保護(hù)線路末端時(shí)間短路時(shí)通過保護(hù)的最大電流整定,保證在下一相鄰元件首端短路故障事不誤動(dòng)。因此無延時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作迅速,但遠(yuǎn)離上不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。無延時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度用保護(hù)范圍魚線路長(zhǎng)度的百分比表示,其值恒小于1。電源阻抗比(電源阻抗魚線路阻抗之比)愈小,它的保護(hù)范圍愈長(zhǎng)。
延時(shí)電流速斷保護(hù)依靠電流繼電器動(dòng)作電流、時(shí)間繼電器動(dòng)作延時(shí)與下一相鄰元件保護(hù)的配合,來滿足選擇性的要求。例如魚下一相鄰線路無延時(shí)電流速斷保護(hù)配合時(shí),電流繼電器的動(dòng)作電流按大于下一相鄰元件無延時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍末端發(fā)生時(shí)間短路時(shí)通過本線路保護(hù)的最大電流來整定,即確保延時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不超出下一相鄰線路無延時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍以外;而時(shí)間繼電器按增加一個(gè)△t=0.5s延時(shí)整定。延時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度用被保護(hù)線路末端反生相同短路時(shí)通過保護(hù)的最小電流魚電流繼電器整定動(dòng)作電流之比表示。保護(hù)整定后必須進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)以確保滿足規(guī)程要求,一般規(guī)程要求該值大于1.2。因此靈敏度合格的延時(shí)電流速斷保護(hù)能夠比嬌小的延時(shí)保護(hù)線路全長(zhǎng)。
過電流保護(hù)有定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)兩種。
定時(shí)限過電流保護(hù)依靠時(shí)間繼電器延時(shí)的配合來滿足選擇性要求。其電流繼電器的動(dòng)作電流按大于本線路的最大負(fù)荷電流來整定;時(shí)間繼電器延時(shí)tr整定與下一相鄰元件過電流保護(hù)延時(shí)ts配合,通常tr=ts+△t,△t=0.5s,即大于下一相鄰元件過電流保護(hù)延時(shí)一個(gè)△t=0.5s。定時(shí)限過電流保護(hù)通常作為后備保護(hù),其近后備靈敏度唄保護(hù)線路末端發(fā)生相間短路時(shí)通過保護(hù)的最小電流與電流繼電器整定動(dòng)作電流之比表示。保護(hù)整定后必須進(jìn)行靈敏度效驗(yàn),以滿足規(guī)程的要求,一般規(guī)程要求該值大于1.5。定時(shí)限過電流保護(hù)除作為本線路的近后備外,還可作為下一相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)。因此定時(shí)限過電流保護(hù)一般具有較高靈敏度,但動(dòng)作延時(shí)較長(zhǎng)。
反時(shí)限過電流保護(hù)一般利用反時(shí)限電流繼電器構(gòu)成。反時(shí)限電流繼電器動(dòng)作時(shí)間自動(dòng)隨通過電流的變小而相應(yīng)變化,即電流愈大,動(dòng)作時(shí)間愈短,電流愈小,動(dòng)作時(shí)間愈長(zhǎng)的過電流保護(hù)。由于故障點(diǎn)離保護(hù)安裝處愈近,通過保護(hù)的故障電流愈大,反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間也愈短,因此恰當(dāng)?shù)剡x擇反時(shí)限特性可以獲得較定時(shí)限過電流保護(hù)好的保護(hù)性能。
零序電流保護(hù)作為輸電線路、變壓器等電力元件接地短路故障的保護(hù),其原理結(jié)構(gòu)魚電流保護(hù)基本相同。輸電線路零序電流保護(hù)一般也采用三段式結(jié)構(gòu),急無延時(shí)零序電流速斷、延時(shí)零序電流速斷和零序過電流保護(hù)。零序電流保護(hù)也可與零序功率方向元件配合,構(gòu)成零序功率方向電流保護(hù)。由于系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),理論上不會(huì)出現(xiàn)零序分量,所以零序電流保護(hù)具有較高的靈敏度;零序電流保護(hù)不反映系統(tǒng)震蕩和過負(fù)荷,接線簡(jiǎn)單可靠,其速度保護(hù)范圍相對(duì)穩(wěn)定,過電流保護(hù)延時(shí)小。上述諸多優(yōu)點(diǎn)使得零序電流保護(hù)在有效地電網(wǎng)中得到時(shí)分廣泛的應(yīng)用。有效地電力系統(tǒng)中的變壓器一般也要求裝設(shè)零序過電流保護(hù),作為變壓器接地短路故障后備保護(hù)和相鄰元件接地短路故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
過負(fù)荷保護(hù)帶延時(shí)作用于信號(hào)。一般發(fā)電機(jī)、變壓器和饋電線路續(xù)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù);對(duì)50MW及以上It≥10的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)變壓器過負(fù)荷保護(hù),所選保護(hù)的安裝地點(diǎn)應(yīng)能反映變壓器所有繞組的過符合情況。例如,對(duì)雙繞組降壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝設(shè)于高壓側(cè);對(duì)兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器,在三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。