继电保护 接线方式及灵敏度分析

继电保护 接线方式及灵敏度分析

高辞中

中石化安庆分公司 安徽省安庆市 246002

摘要：通过对继电保护装置不同CT接线方式流过保护电流继电器电流大小及与一次侧故障电流的关系接线分析，得出不同的接线系数，由于接线系数的不同，则保护装置对不同短路故障形式的灵敏度不同。同时对一起典型的继电保护装置接线错误进行了分析。

关键词：继电保护装置 CT接线形式 过电流保护 灵敏度系数 分析

一、保护CT接线方式

在电力系统中，继电保护的接线方式与系统的电压等级、中性点接地形式、负荷的性质等均密切相关，不同的低压等级不同的负荷性质决定了系统中性点接地形式，同时也决定了采用不同的保护类别和不同的继电保护CT接线方式。电力系统中几种常用的保护CT接线方案：

一相式接线（图一）：电流线圈通过的电流反应一次线路相应的电流，通常应用于负荷平衡的三相线路中（如低压动力线路），主要用于过负荷保护。

两相V形接线（图二）：也称之为两相三继电器接线，主要用于中性点不接地的三相线路中（6~10kV线路），主要用作过电流保护。

两相电流差接线（图三）：也称之为两相一继电器接线，主要用于中性点不接地的三相线路中（6~10kV线路），主要用作过电流保护。

三
相星形接线（图四）：主要用于三相负荷不平衡的三相四线制线路或三相三线制线路（如低压TN系统和35kV及以上中性点接地系统及6~10kV中性点不接地的三相负荷不平衡线路），适用于各类线路，应用比较广泛。

二、各种接线方式下继电器流过的故障电流分析

以10kV中性点不接地系统为例，在系统发生各种短路故障时，对各种接线方式下继电器流过的故障电流进行分析。（见表一）

假设线路三相负荷电流为0，系统发生AB、BC、CA、ABC相短路。I_A 、I_B、I_C为一次侧故障电流，I_a I_b I_c为二次侧流过继电器电流。

表一：三种接线方式发生各种短路时流过继电器故障电流

通过以上分析，当系统发生故障时，继电保护采用不同的接线方式其二次侧电流继电器流过的故障电流是不同的。当采用两相V形接线和三相星形接线时，流过继电器的电流为CT 二次侧相电流；当采用两相电流差接线时，流过电流继电器的故障电流与CT二次电流是不一致的。这就是我们在进行过电流保护整定计算中为什么要引入接线系数。通过以上分析，当电流继电器中流过的电流为相电流时，接线系数为K_W=1；当电流继电器中流过的电流为相电流差时，接线系数为:AB、BC相短路时K

_W=1，AC相短路时K_W=2，ABC三相短路时K_W= 。

三、各种接线方式对保护灵敏度的影响分析

继电保护的设置应以合理的系统运行方式和可能的故障类型为依据，并应该满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。

灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路内，保护装置应具备必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，但可以不考虑可能性很小的情况。灵敏性在实际中以灵敏度系数K_SEN大小进行衡量。K_SEN越大，表示保护装置对故障反应的灵敏性越高。

灵敏度系数K_SEN为被保护区域内发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流I_kmin与保护装置一次动作电流的比值。即：K_SEN=K_WI_kmin/nI_OP

对多相短路保护，I_kmin取两相短路电流最小值I_k2min，对35kV、6~10kV中性点不接地系统的单相短路保护，取单相接地电容电流最小值I_Cmin；对220/380V中性点接地系统的单相短路保护，取单相接地最小电流I_k1min。

以10kV中性点不接地系统为例，在系统发生各种短路故障时，对各种接线方式下保护装置灵敏度进行分析。（见表二）

表二：三种接线方式对应各种短路的灵敏度

由上表分析可知，两相电流差接线能反应各种相间短路故障，但不同短路的保护灵敏度不同，有点甚至相差一倍，而其它两种接线方式对各种短路故障保护的灵敏度是相同的。

近年来由于技术进步，电力系统微机综合保护装置得到大量的应用，它具有可靠性、准确性高，功能强大、使用灵活、维护调试方便，并且具有远方监控等特点。两相CT不完全星形和三相CT星形接线更适合微机综合保护装置接线。

四、两CT微机综合保护装置接线调试中一起典型故障分析

某35KV总变新增一10kV馈出回路，所有安装接线工作结束，对该馈出柜综保装置（RCS9611）进行调试。过流保护I_OP=10A，T_OP=0.5S ，做分相过流保护动作跳闸试验。在CT二次端子通电流，分别在A相、C相通10A电流，保护装置动作，面板有故障电流显示及报警，在A、C端子通入同向电流5A(CT采用两相V接线，I_b=I_a+I_C,在AC相加同向5A电流，则I_b=10A)，保护装置不动作，面板无显示和报警。检查装置接线，发现电流保护接线如图（五）；保护装置背板电流端子B相未接线,则说明B相电流未引入保护装置，所有保护装置不动作。对保护装置接线改接线如图（六）。将AC相电流和引入B相接线。

重复做分相过流保护动作跳闸试验，保护装置动作报警正常。针对此次试验中发现的问题在该变电所接线普查，发现所有馈线接线出现相同错误。当B相发生故障时，保护将拒动，使故障范围扩大，严重影响变电所的安全运行。

参考文献

刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2014.

中国航空工业规划设计院.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力

出版社，2005.