定時(shí)限過電流保護(hù)和帶時(shí)限電流速斷保護(hù)方式

電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，其特征之一是線路中的電流劇增。過電流保護(hù)就是利用這一特征，在電流增長(zhǎng)到超過事先按最大負(fù)荷電流整定的數(shù)值而引起動(dòng)作的一種保護(hù)裝置。它按時(shí)限特性可分為定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)。所謂定時(shí)限過電流保護(hù)是指不管故障電流超過整定值多少，其動(dòng)作時(shí)間總是一定的；若動(dòng)作時(shí)間與故障電流值成反比，即故障電流超過整定值越多，動(dòng)作便越快，則稱為反時(shí)限過電流保護(hù)。如果故障電流超過整定值若干倍(一般約為6倍)以后，動(dòng)作時(shí)間不再成反比例關(guān)系而趨于恒定者，則稱為有限反時(shí)限過電流保護(hù)。過電流保護(hù)的接線方式有三相星形接線、兩相不完全星形接線、兩相差接線，常用的是兩相不完全星形接線。

一、定時(shí)限過電流保護(hù)

定時(shí)限過電流保護(hù)兩相不完全星形的接線方式如下圖所示。

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當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生兩相短路或三相短路時(shí)，視具體故障情況，上圖(a)中電流繼電器KA1和KA2 兩塊繼電器中有一塊動(dòng)作或兩塊同時(shí)動(dòng)作，繼電器觸點(diǎn)閉合，接通時(shí)間繼電器KT的電源，時(shí)間繼電器啟動(dòng)，經(jīng)過預(yù)先整定的時(shí)間后，時(shí)間繼電器觸點(diǎn)閉合，接通中間繼電器KM的電源，中間繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR的電源，斷路器QF跳閘，將故障線路停電。在中間繼電器觸點(diǎn)閉合接通YR的同時(shí)，也接通了信號(hào)繼電器KS的電源，其觸點(diǎn)閉合給出信號(hào)。

在上圖(b)的展開圖中，上部為電流互感器線圈與電流繼電器接線的展開圖，下部為保護(hù)動(dòng)作展開圖，“+”和“-”為繼電保護(hù)的直流操作電源，在中間繼電器觸點(diǎn)KM 及信號(hào)繼電器線圈KS回路中串接斷路器QF的輔助觸點(diǎn)，當(dāng)QF跳閘后可保證YR斷電。

二、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)的接線方式如下圖所示。

電流速斷保護(hù)是防止相間短路故障的保護(hù)，故按不完全星形的兩相兩繼電器接線方式構(gòu)成。由于電流繼電器1、2的觸點(diǎn)容量小，不能直接閉合斷路器的跳閘線圈YR回路，必須經(jīng)過中間繼電器3。由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，線路末端的死區(qū)必須依靠過電流保護(hù)。但有的線路過電流保護(hù)因整定時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)末端發(fā)生三相短路時(shí)要依靠它來切除故障速度太慢，這時(shí)可裝設(shè)帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為線路末端的主保護(hù)。

帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的接線方式與定時(shí)限過電流保護(hù)的接線方式完全相同。帶時(shí)限電流速斷保護(hù)必須和下一相鄰線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)相配合，其動(dòng)作時(shí)間比下一相鄰線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)限階差0.5s。

三、反時(shí)限過電流保護(hù)

若采用GL型繼電器構(gòu)成過電流保護(hù)，則由于它本身兼有速斷元件，因此電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)可共用一套繼電器而不必另裝電流速斷保護(hù)裝置，其接線方式見下圖。

由上圖(a)和(d)可見，當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生短路事故時(shí)，電流互感器一、二次側(cè)流過很大的電流，電流互感器TA U 、TAW二次側(cè)電流經(jīng)KA1、KA2的常閉觸點(diǎn)和電流線圈構(gòu)成回路。繼電器電流線圈流過的電流達(dá)到繼電器的整定電流后，繼電器動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開。于是TA U 、TAW的二次電流經(jīng)過閉合的常開觸點(diǎn)、跳閘線圈YR1、YR2和繼電器的電流線圈構(gòu)成回路，于是YR1、YR2動(dòng)作，斷路器跳閘。

上圖(b)為兩相差接線方式的過電流保護(hù)，動(dòng)作原理與圖(a)相似。只是當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生三相短路時(shí)，流過繼電器電流線圈和跳閘線圈的電流為兩相電流的向量之差(為一相電流的√3倍)，而當(dāng)發(fā)生U、W相兩相短路時(shí)，流過電流繼電器的電流為一相電流的兩倍，其余情況均與圖(a)的動(dòng)作情況相同。采用兩相差接線可以節(jié)省一只繼電器和一只跳閘線圈。

四、低電壓閉鎖的過電流保護(hù)

過流保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過最大負(fù)荷電流來整定的，但在某些情況下不能滿足靈敏度要求。為提高保護(hù)動(dòng)作的靈敏度和改善躲過負(fù)荷電流的條件，可采用低電壓閉鎖的過流保護(hù)裝置，其接線原理見下圖。

低電壓閉鎖的過電流保護(hù)由低電壓繼電器、中間繼電器及信號(hào)繼電器構(gòu)成低電壓閉鎖回路，由電流繼電器、時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器構(gòu)成過電流保護(hù)回路。正常情況下(電壓正常且沒有過負(fù)荷)，低電壓繼電器1、2、3和電流繼電器5、6觸點(diǎn)都處于斷開位置，保護(hù)不動(dòng)作。若有大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流會(huì)使最大負(fù)荷電流超過電流繼電器的整定值并使其動(dòng)作，但由于母線電壓不會(huì)有顯著下降，故低電壓繼電器觸點(diǎn)不會(huì)閉合，中間繼電器4不啟動(dòng)，因此也不會(huì)啟動(dòng)出口中間繼電器8，保護(hù)裝置不動(dòng)作。只有當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生短路故障時(shí)，既產(chǎn)生大電流，又伴有母線電壓下降，這時(shí)低電壓繼電器1、2、3閉合，中間繼電器4觸點(diǎn)閉合且電流繼電器5、6觸點(diǎn)也閉合，經(jīng)過一定時(shí)限后時(shí)間繼電器7觸點(diǎn)閉合。此時(shí)，便啟動(dòng)出口中間繼電器8，其觸點(diǎn)閉合發(fā)出跳閘脈沖，將斷路器 QF跳開。

可見裝設(shè)了低壓閉鎖元件后，過流保護(hù)的整定值便可不按躲過最大負(fù)荷電流來整定，而按正常持續(xù)負(fù)荷電流整定即可，這就提高了過流保護(hù)的靈敏度及保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。中間繼電器4的另一對(duì)觸點(diǎn)可啟動(dòng)信號(hào)繼電器器9，其作用是除了保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)出信號(hào)外，還可在電壓回路斷線或熔絲熔斷時(shí)也發(fā)出信號(hào) 以便及時(shí)處理此類故障。為保證低電壓閉鎖元件在發(fā)生各種相間短路時(shí)能可靠動(dòng)作，三只低電壓繼電器均接于線電壓并將它們的觸點(diǎn)并聯(lián)。低電壓閉鎖過電流保護(hù)的動(dòng)作展開圖中，“+”和“-”為繼電保護(hù)的直流操作電源，在中間繼電器觸點(diǎn)KM及信號(hào)繼電器線圈KS回路中，串接的QF觸點(diǎn)是斷路器QF的輔助觸點(diǎn)，當(dāng)QF跳閘后可保證YR斷電。