電力RTU基礎(chǔ)知識(shí)

1、電力遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng) RTU基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn) 1.RTU 英文全稱 Remote Terminal Unit ，中文全稱為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)。RTU（ Remote Terminal Unit ）是一種遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工業(yè)設(shè)備的監(jiān) 測(cè)和控制。與常用的可編程控制器 PLC相比，RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲(chǔ) 容量，適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境，提供更多的計(jì)算功能。正是由于RTU完善的功能，使得RTU產(chǎn)品在SCAD/系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。RTU具有的特點(diǎn)是：1、通訊距離較長(zhǎng)2、用于各種環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)3、模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)展4、在具有遙信、遙測(cè)、遙控領(lǐng)域的水利，電

2、力調(diào)度，市政調(diào)度等行業(yè)廣泛使用。遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的電子設(shè)備，用來(lái)監(jiān)視和測(cè)量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的傳 感器和設(shè)備。RTU將測(cè)得的狀態(tài)或信號(hào)轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中 央計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的功能控制。監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集是一個(gè)含義較廣的術(shù)語(yǔ)， 應(yīng)用于可對(duì)安裝在遠(yuǎn)距離場(chǎng)地的設(shè)備進(jìn)行中央 控制和監(jiān)視的系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)滿足各種應(yīng)用（水、電、氣、報(bào)警、通信、保安等 等），并滿足顧客要求的設(shè)計(jì)指標(biāo)和操作概念。SCADA系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單到只需通過(guò)一對(duì)導(dǎo)線連在遠(yuǎn)端的一個(gè)開關(guān)，也可復(fù)雜到一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它由許多無(wú)線遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU組成并與安裝在中控

3、室的功能強(qiáng)大的微機(jī)通信。SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以用各種不同的硬件和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這取決于被控現(xiàn)場(chǎng)的性質(zhì)、 系統(tǒng)的復(fù)雜性、 對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求、 實(shí)時(shí)報(bào)警 報(bào)告、模擬信號(hào)測(cè)量精度、狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備的調(diào)節(jié)控制和開關(guān)控制。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它的安全可靠運(yùn)行是電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本保 證。當(dāng)前變電站正以分項(xiàng)自動(dòng)化向著綜合自動(dòng)化方向發(fā)展，綜合自動(dòng)化的近期目標(biāo)是把變電站的保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)等融為一體，取得數(shù)據(jù)共享，資源共享，大幅度提高自動(dòng)化的 功效。對(duì)于電力系統(tǒng)，為了進(jìn)行現(xiàn)代化管理，往往實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，雖然省、地、縣各級(jí)調(diào)度 有不同的職能和責(zé)任，但其組成基本相同，一般是由主站和

4、遠(yuǎn)動(dòng)終端（RTU組成。遠(yuǎn)動(dòng)終端就是電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置，它負(fù)責(zé)采集所在發(fā)電廠或變電站電力運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量， 執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。然而， 隨著煤礦現(xiàn)代化管理的飛速發(fā)展， 實(shí)施煤礦安全生產(chǎn)微機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)已是大勢(shì)所趨， 該系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置在礦調(diào)度室的 主計(jì)算機(jī)能實(shí)時(shí)地監(jiān)視煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境安全參數(shù)和全礦重要機(jī)電設(shè)備的工況，從而對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)的指揮管理和控制融為一體，成為礦井生產(chǎn)的中樞。由于礦調(diào)度室遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，因此，礦井上下需要設(shè)置多個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)分站。毋庸置疑，煤礦變電站是企業(yè)

5、生產(chǎn)的核心和動(dòng)力源泉，它關(guān)系著安全生產(chǎn)和人體安危。變電站的安全管理也是煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通常變電站與煤礦生產(chǎn)調(diào)度中心往往相距較遠(yuǎn)，必須采用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，在變電站設(shè)置遠(yuǎn)動(dòng)終端即RTU與調(diào)度中心計(jì)算機(jī)通過(guò)信道相連接，RTU與調(diào)度中心之間通過(guò)遠(yuǎn)距離信息傳輸完成RTU的遠(yuǎn)方監(jiān)控功能。RTU與主站配合可以實(shí)現(xiàn)三遙功能，即:遙測(cè)、遙信、遙控。RTU的主要功能(1) 采集狀態(tài)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送，帶有光電隔離，遙信變位優(yōu)先傳送；(2) 采集數(shù)據(jù)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送，帶有光電隔離； 直接采集系統(tǒng)工頻電量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、有功、無(wú)功的測(cè)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送，可計(jì)算正反向電度；(4)采集脈沖電度量并向遠(yuǎn)方發(fā)送，帶有光電隔離

6、；(5)接收并執(zhí)行遙控及返校；程序自恢復(fù)；(7) 設(shè)備自診斷(故障診斷到插件級(jí))；(8) 設(shè)備自調(diào)；(9) 通道監(jiān)視；(10) 接收并執(zhí)行遙調(diào)；(11) 接收并執(zhí)行校時(shí)命令(包括GPS對(duì)時(shí)功能 選配)；(12) 與兩個(gè)及兩個(gè)以上的主站通訊；(13) 采集事件順序記錄并向遠(yuǎn)方發(fā)送；(14) 提供多個(gè)數(shù)字接口及多個(gè)模擬接口；(15) 可對(duì)每個(gè)接口特性進(jìn)行遠(yuǎn)方 /當(dāng)?shù)卦O(shè)置；(16) 提供若干種通信規(guī)約，每個(gè)接口可以根據(jù)遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)卦O(shè)置傳輸不同規(guī)約的數(shù)據(jù)；(17) 接受遠(yuǎn)方命令,選擇發(fā)送各類信息；(18) 可轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)子站遠(yuǎn)動(dòng)信息；(19) 當(dāng)?shù)仫@示功能，當(dāng)?shù)亟涌谟懈綦x器；(20) 支持與擴(kuò)頻、微波、衛(wèi)星

7、、載波等設(shè)備的通訊；(21) 選配及多規(guī)約同時(shí)運(yùn)行，如DL451-91 CDT規(guī)約，同進(jìn)應(yīng)支持 POLLING規(guī)約和其他國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(如DNP3.0, SC1801 101規(guī)約)；(22) 可通過(guò)電信網(wǎng)和電力系統(tǒng)通道進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置。RTU產(chǎn)品目前與無(wú)線設(shè)備，工業(yè)TCP/IP產(chǎn)品結(jié)合使用，正在發(fā)揮越來(lái)越大的作用。知識(shí)點(diǎn)2.四遙功能由遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)終端 RTU實(shí)現(xiàn)，它包括：1. 遙測(cè)(遙測(cè)信息):遠(yuǎn)程測(cè)量，采集并傳送運(yùn)行參數(shù)，包括各種電氣量和負(fù)荷潮流等。遙測(cè) 信息是RTU采集到的電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)，如發(fā)電機(jī)出力，母線電壓，系統(tǒng)中的潮流， 有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷，線路電流，電度量等測(cè)量量信息。2. 遙信(遙

8、信信息):遠(yuǎn)程信號(hào),采集并傳送各種保護(hù)和開關(guān)量信息.遙信信息是RTU采集到的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的動(dòng)作信息，斷路器的狀態(tài)信息，告警信號(hào)等狀態(tài)量信息。3. 遙控(遙控信息):遠(yuǎn)程控制，接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘.遙控信息是指從電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心發(fā)出的對(duì)斷路器執(zhí)行分合閘操作的狀態(tài)量信息。4. 遙調(diào)（遙調(diào)信息）:遠(yuǎn)程調(diào)節(jié),接受并執(zhí)行遙調(diào)命令， 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出功率.遙調(diào)信息是指從 電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心發(fā)出的對(duì)發(fā)電機(jī)有功和無(wú)功出力進(jìn)行調(diào)整的測(cè)量量信息。知識(shí)點(diǎn)3.定值定值一般指為完成具體保護(hù)功能根據(jù)整定計(jì)算結(jié)果設(shè)定/修改的數(shù)據(jù)值，如速斷電流的大小，延遲時(shí)間等。對(duì)于多CPU保護(hù)，一般每個(gè) CPU都有自己

9、的定值，而且每個(gè)CPU同時(shí)有多套定值（即，多個(gè)定值區(qū)），根據(jù)需要選擇某套定值作為當(dāng)前運(yùn)行定值！ 定值一般有召喚，下傳，切換，固化等幾種操作。定值按照“召喚-下傳（如需要）-固化（如需要）-切換（如需要）”過(guò)程進(jìn)行，后三個(gè)過(guò)程視需要而定。知識(shí)點(diǎn)4.錄波 錄波是故障錄波，進(jìn)行故障分析用的。 可以把故障啟動(dòng)前，啟動(dòng)后，返回前, 返回后的波形錄出來(lái)，進(jìn)行故障分析保護(hù)自身帶的故障錄波是加在主程序里面的。做的好的廠家，可以根據(jù)錄波的數(shù)據(jù)還原故障曲線動(dòng)作軌跡。比如說(shuō)差動(dòng)保護(hù)，是怎么樣進(jìn)入動(dòng)作區(qū)的，都有很好的描述。還有一種方式是故障錄波器是采用上下位機(jī)，通過(guò)工控機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)采集卡。ETX等最新的方式，就是

10、采用嵌入式方式，將上下位機(jī)（采集+分析）合二為一。采集和分析都是通過(guò)DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如許繼的WGL-800.WGL-800故障錄波分析裝置用于記錄當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā) 生各種故障如短路、振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰時(shí)，各種參量如電流、電壓、頻率等及其導(dǎo) 出量如有功功率、無(wú)功功率等電氣量、以及相關(guān)非電量變化的全過(guò)程。故障錄波屏是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控的一種自動(dòng)化設(shè)備。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，錄波裝置不啟動(dòng)錄波，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 通過(guò)啟動(dòng)裝置迅速啟動(dòng)錄波器錄波，直接記錄反映故障裝置安裝處系統(tǒng)故障的電氣量。知識(shí)點(diǎn)5. SOE SOE記錄即事件順序記錄，當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生遙信變位如開關(guān)變位時(shí)，電力保 護(hù)設(shè)備或智能電力

11、儀表會(huì)自動(dòng)記錄下變位時(shí)間、變位原因、開關(guān)跳閘時(shí)相應(yīng)的遙測(cè)量值 （如相應(yīng)的三相電流、有功功率等），形成SOE記錄，以便于事后分析。許多繼電保護(hù)設(shè)備以及智能電力儀表，如 GE電力、施奈德電氣、 ABB西門子等廠家的電力保護(hù)儀表、專用電力 RTU設(shè)備等等均有 SOB己錄功能。與遙信是有區(qū)別的 ：遙信：要求采用無(wú)源接點(diǎn)方式 ，即某 一路遙信量的輸入應(yīng)是一對(duì)繼電器的觸點(diǎn)，或者是閉合，或者是斷開。通過(guò)遙信端子板將繼電器觸點(diǎn)的閉合或斷開轉(zhuǎn)換成為低電平或高電平信號(hào)送入RTU的YX模塊。遙信功能通常用于測(cè)量下列信號(hào),開關(guān)的位置信號(hào)、變壓器內(nèi)部故障綜合信號(hào)、保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)、通信設(shè) 備運(yùn)行狀況信號(hào)、調(diào)壓變壓器抽

12、頭位置信號(hào)。自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和其它可提供繼 電器方式輸出的信號(hào)；事故總信號(hào)及裝置主電源停電信號(hào)等。知識(shí)點(diǎn)6.平衡傳輸/非平衡傳輸：SCADA系統(tǒng)采用非平衡模式傳輸就是說(shuō)控制站（主站）通過(guò)不斷查詢被控站（子站）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換.這種通信模式被廣泛采用，特別是在多點(diǎn)共線的模 式下必須采用非平衡模式！而平衡模式就意味著子站也能主動(dòng)發(fā)起談話.知識(shí)點(diǎn)7.總召喚，通常在主站完成初始化后，主站必須獲得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的所有狀態(tài)量和所有的 模擬量數(shù)據(jù).所以主站就必須發(fā)出一個(gè)總召喚命令.在平時(shí)，如果一個(gè)通信鏈路故障后又恢復(fù)則控制站需要發(fā)送總召喚命令.還有，當(dāng)主站發(fā)現(xiàn)子站發(fā)生事件隊(duì)列溢出，也可通過(guò)總召喚命令獲得該

13、溢出隊(duì)列中的所有事件信息！1電力系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的劃分 電力網(wǎng)：由變電所和不同電壓等級(jí)輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。 電力系統(tǒng)：由發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備和用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。 動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分包含在內(nèi)的系統(tǒng)。2電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn) 電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)： 電能不能大量存儲(chǔ)； 各環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一整體不可分割； 過(guò)渡過(guò)程非常迅速 （百分之幾秒到十 分之幾秒） ；電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)；對(duì)電能質(zhì)量的要求頗為嚴(yán)格；與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門 和人民生活關(guān)系極其密切3電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 保證供電的可靠性： 減少停電損失， 要求元件有足夠的可靠性， 要求提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性 保證良好的供電質(zhì)量

14、：電壓、頻率、波形提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：降低能耗4發(fā)電廠的類型 發(fā)電廠的類型： 常規(guī)能源發(fā)電（主要發(fā)電形式）：火力發(fā)電廠，水力發(fā)電廠，核能電廠 新能源發(fā)電：地?zé)犭姀S、潮汐電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、太陽(yáng)能電站、海洋能發(fā)電、磁流體發(fā)電、 氫能發(fā)電、核聚變發(fā)電5電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式 四種中性點(diǎn)接地方式：（前兩種屬于小電流接地，后兩種屬于大電流接地） 中性點(diǎn)不接地；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地；中性點(diǎn)直接接地；中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地6日負(fù)荷曲線、年最大負(fù)荷曲線的用途。 日負(fù)荷曲線對(duì)電力系統(tǒng)有很重要的意義， 它是安排日發(fā)電計(jì)劃， 確定各發(fā)電廠發(fā)電任務(wù)以及 確定系統(tǒng)運(yùn)行方式等的重要依據(jù)。每日的最大負(fù)荷不盡相同， 一般是

15、年初底，年末高。 夏季 小于冬季。把每天的最大負(fù)荷抽取出來(lái)按年繪成曲線， 成為年最大負(fù)荷曲線。 年最大曲線的用途： 安排 各發(fā)電廠檢修計(jì)劃的依據(jù)；安排新裝機(jī)組計(jì)劃的依據(jù)。7電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)。 我國(guó)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)分為： 電力系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓3、6、10、35、60、 110 、220、 330、 500 、750 KV 對(duì)應(yīng)的最高電壓3.6 、7.2 、12、 40.5 、72.5 、 126、 252、 363 、550、800 KV8架空線路的結(jié)構(gòu)組成 架空線路由導(dǎo)線，避雷線（架空地線），絕緣子，金具，桿塔等主部件組成。9. 架空線路換位的目的 消除由于位置原因引起的不對(duì)稱電抗，從而消除

16、產(chǎn)生的電流畸變。10. 分裂導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn) 增大導(dǎo)線的有效半徑，減少導(dǎo)線的電暈損耗，減少導(dǎo)線的電抗 11導(dǎo)納陣的特點(diǎn)稀疏矩陣，對(duì)稱矩陣 12潮流計(jì)算的目的、在潮流的計(jì)算機(jī)算法中，節(jié)點(diǎn)的劃分。 潮流計(jì)算的目的：電力系統(tǒng)規(guī)劃中用于選擇系統(tǒng)的接線方式、 選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)線的截面； 在電力系統(tǒng)的運(yùn)行 中，用于確定運(yùn)行方式和合理的供電方案，確定電壓調(diào)整措施等； 提供繼電保護(hù)、 自動(dòng)裝置 的設(shè)計(jì)與整定依據(jù)。節(jié)點(diǎn)的劃分：PQ節(jié)點(diǎn)，PV節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)13電壓降落、電壓損耗、電壓偏移的定義電壓降落： 電力網(wǎng)中任意兩點(diǎn)電壓的相量差。電壓損耗： 電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓有效值之差，近似等于電壓降落的縱分量。電壓偏移： 網(wǎng)絡(luò)中

17、某點(diǎn)的實(shí)際電壓有效值與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓的差值稱之為該點(diǎn)的電壓偏移。 14斷路器的作用、種類、斷路器和隔離開關(guān)的區(qū)別、倒閘操作時(shí)應(yīng)遵循的操作原則。 斷路器的作用：斷開或接通電路中的正常工作電流及故障電流。斷路器的種類：多油 /少油斷路器利用絕緣油作為滅弧介質(zhì) 壓縮空氣斷路器利用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)SF6斷路器一一利用 SF6作為滅弧介質(zhì)真空斷路器利用真空作為滅弧介質(zhì) 斷路器和隔離開關(guān)的區(qū)別：斷路器具有完善滅弧裝置， 在有電流的情況下切斷電路； 而隔離開關(guān)沒(méi)有滅弧裝置， 是在有 電壓無(wú)電流的情況下進(jìn)行分合閘操作的。倒閘操作時(shí)應(yīng)遵循的操作原則：分開線路時(shí)， 首先斷開斷路器， 然后斷開相應(yīng)的隔離開關(guān)；

18、 合閘操作時(shí)， 首先合上隔離開關(guān)， 然后合上相應(yīng)的斷路器。15電力系統(tǒng)的備用容量。 電力系統(tǒng)的備用容量是指可用發(fā)電出力的后備補(bǔ)充力量，能夠隨時(shí)調(diào)整投入運(yùn)行。 根據(jù)滿足的需求不同分為以下幾種：負(fù)荷備用，事故備用，檢修備用，國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用 16電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻與二次調(diào)頻。一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器 （所有發(fā)電機(jī)組均裝有調(diào)速器， 所以除已滿載的機(jī)組外， 每臺(tái)機(jī)組均參 加頻率的一次調(diào)整）來(lái)完成，按發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的靜態(tài)頻率特性自動(dòng)完成。二次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器完成， 使發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)特性平行上移， 以保證頻率偏差在允許范圍內(nèi)。 由主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠來(lái)完成。17等微增率準(zhǔn)則。 按各機(jī)組微增率相等的

19、原則分配發(fā)電機(jī)發(fā)電功率，能源消耗就最小，稱為等微增率準(zhǔn)則。18電力系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓的調(diào)節(jié)方式：逆調(diào)壓，恒調(diào)壓，順調(diào)壓 19電力系統(tǒng)的無(wú)功電源、電壓調(diào)整的措施 無(wú)功電源：發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器、靜電電容器 電壓調(diào)整的措施：改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)壓； 改變變壓器變比； 改變電力網(wǎng)的無(wú)功功率分布； 改變輸電線路參數(shù)。 但是， 需要注意的是， 在無(wú)功不足的系統(tǒng)中， 不能用改變變壓器變比的辦法來(lái)改善用戶的電 壓質(zhì)量，否則會(huì)顧此失彼，不能從根本上解決全系統(tǒng)的調(diào)壓?jiǎn)栴}。20暫態(tài)穩(wěn)定的概念、提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 暫態(tài)穩(wěn)定的定義：電力系統(tǒng)受到大的干擾后，經(jīng)過(guò)暫態(tài)過(guò)程，達(dá)到新的（或恢復(fù)到原來(lái)的） 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)

20、。提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施： 故障的快速切除和自動(dòng)重合閘裝置的應(yīng)用； 發(fā)電機(jī)采用快速?gòu)?qiáng)行勵(lì)磁 裝置；采用電氣制動(dòng)；變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；通過(guò)快關(guān)和切機(jī)減小原動(dòng)機(jī)出力；高壓直流（HVDC輸電聯(lián)絡(luò)線的控制。21等面積定則 加速面積等于減速面積，即轉(zhuǎn)子在減速過(guò)程中動(dòng)能的減少正好等于加速過(guò)程中動(dòng)能的增加。 22電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定、提高靜態(tài)穩(wěn)定的措施靜態(tài)穩(wěn)定的定義： 發(fā)電機(jī)組在遭受微小干擾后能自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)運(yùn)行狀態(tài)（或相近狀態(tài)）的能力。 提高靜態(tài)穩(wěn)定的措施：采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置； 采用分裂導(dǎo)線； 提高線路的額定電壓等級(jí)；改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減小電 氣距離；采用串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備；采用并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備。繼電保護(hù)知識(shí)一基本概念

21、1，起動(dòng)電流：對(duì)反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的電流速斷保護(hù)而言，能使該保護(hù)裝置起動(dòng)的最小 電流值稱為保護(hù)裝置的起動(dòng)電流。2 ，返回電流：繼電器動(dòng)作后能夠返回的條件是：MdcI d.c.max引入可*系數(shù)氐=1.2-1.3,則上式即可寫為I dz.1 =瓦*| d.c.max （2-11）對(duì)保護(hù)2來(lái)講，按照同樣的原則，其起動(dòng)電流應(yīng)整定得大于d2點(diǎn)短路時(shí)的最大短路電流I d.b.max , 即卩I dz.2 =氐*1 d.b.max起動(dòng)電流與Zd無(wú)關(guān)，所以在圖2-5上是直線，它與曲線I和曲線II各有一個(gè)交點(diǎn)。在交點(diǎn) 以前短路時(shí)，由于短路電流大于起動(dòng)電流，保護(hù)裝置都能動(dòng)作。而在交點(diǎn)以后短路時(shí)，由于短路電流小

22、于起動(dòng)電流，保護(hù)將不能起動(dòng)，由此可見(jiàn)，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。因此，速斷保護(hù)對(duì)被保護(hù)線路內(nèi)部故障的反應(yīng)能力（即靈敏性），只能用保護(hù)范圍的大小來(lái)衡量，此保護(hù)范圍通常用線路全長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。由圖2-5可見(jiàn),當(dāng)系統(tǒng)為最大運(yùn)行方式時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍為最大，當(dāng)出現(xiàn)其他運(yùn)行方式或兩相短路時(shí),速斷的保護(hù)范圍都要減小，而當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路時(shí)，電流速斷的保護(hù)范圍為最小。一般情況下，應(yīng)按這種運(yùn)行方式和故障類型來(lái)校驗(yàn)其保護(hù)范圍。c. 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可*，動(dòng)作迅速；缺點(diǎn)是不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，并且保護(hù)范圍直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。*應(yīng)用中間繼電器的原因：一是因?yàn)殡娏骼^

23、電器的觸點(diǎn)容量比較小，不能直接接通跳閘線圈，故先起動(dòng)中間繼電器，然后再由中間繼電器的觸點(diǎn)去跳閘；二是因?yàn)橹虚g繼電器可增大保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，可防止線路上管型避雷器放電時(shí)引起速斷保護(hù)誤動(dòng)作。2. 限時(shí)電流速斷保護(hù)：用來(lái)切除本線路上速斷范圍以外的故障，同時(shí)也能作為速斷的后備保護(hù)。b.整定原則：設(shè)保護(hù)1裝有電流速斷，其起動(dòng)電流按（2-11 ）式計(jì)算后為ldz.i,它與短路電 流變化曲線的交點(diǎn) M即為保護(hù)1電流速斷的保護(hù)范圍。當(dāng)在此點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流即為 ldz.i，速斷保護(hù)剛好動(dòng)作。根據(jù)以上分析，保護(hù)2的限時(shí)電流速斷不應(yīng)超過(guò)保護(hù) 1電流速斷的范圍，因此在單側(cè)電源供電的情況下，它的起動(dòng)電流就應(yīng)

24、該整定為I dz.2 | dz.1上式中不可取等號(hào)，因?yàn)楸Ｗo(hù)1和保護(hù)2的安裝地點(diǎn)不同，使用的電流互感器和繼電器不同， 故它們之間的特性很難完全一樣，會(huì)導(dǎo)致其中之一誤動(dòng)作。弓I入可*系數(shù)Kk,則得I dz.2*| dz.1其中Kk 一般取為1.1-1.2。從以上分析中已經(jīng)得出，限時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)限t2,應(yīng)選擇得比下一條線路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限t1高出一個(gè)時(shí)間階段，即現(xiàn)以線路A-B上發(fā)生故障時(shí)，保護(hù) 1和保護(hù)2的配合關(guān)系為例，說(shuō)明確定 的原則如下：1） 應(yīng)包括故障線路 DL的跳閘時(shí)間，因?yàn)樵谶@一段時(shí)間里，故障并未消除，因此保護(hù)2在故障電流的作用下仍處于起動(dòng)狀態(tài)。2） 應(yīng)包括故障線路保護(hù)1中時(shí)間繼電器的

25、實(shí)際動(dòng)作時(shí)間比整定值要大 才能動(dòng)作。3） 應(yīng)包括保護(hù)2中時(shí)間繼電器可能比預(yù)定時(shí)間提早動(dòng)作閉合它的觸點(diǎn)。4）如果保護(hù)2中的測(cè)量元件（電流繼電器）在外部故障切除后，由于的影響而不能立即返回時(shí)，則中還應(yīng)包括測(cè)量元件延遲返回的慣性時(shí)間。5）考慮一定的裕度，再增加一個(gè)裕度時(shí)間ty,就得到t2 ”和t1 ”之間的關(guān)系為或=+ + + +或=+ + + +對(duì)于通常采用的斷路器和間接作用的二次式繼電器而言，位于0.35-0.6之間，通常多取為0.5s。c.優(yōu)缺點(diǎn)：*應(yīng)用時(shí)間繼電器的原因：采用了時(shí)間繼電器，則當(dāng)電流繼電器動(dòng)作后還必須經(jīng)過(guò)一段延時(shí)t2才能動(dòng)作與跳閘，而如果在以前故障已經(jīng)切除，則電流繼電器立即返回，

26、整個(gè)保 護(hù)隨即恢復(fù)原狀，而不會(huì)誤動(dòng)作。3, 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：其起動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來(lái)整定，正常時(shí)不應(yīng)該起動(dòng)而在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，則能反應(yīng)于電流的增大而動(dòng)作，在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，以起到后備保護(hù)的作用。a. 工作原理及整定原則：見(jiàn)圖2-14為保證在正常運(yùn)行情況下過(guò)電流保護(hù)絕不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流If.max。然而，在實(shí)際上確定保護(hù)裝置的起動(dòng)電流時(shí)，還必須考慮在 外部故障切除后，保護(hù)裝置是否能夠返回的問(wèn)題。在故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)要有一個(gè)自起動(dòng)的過(guò)程。電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流要大于它正常工作

27、的電流，因此，引入一個(gè)自起動(dòng)系數(shù) Kzq來(lái)表示自起動(dòng)時(shí)最大電流Izq.max與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流If.max之比，即Izq.max=Kzq*If.max保護(hù)4和5在這個(gè)電流的作用下必須立即返回。為此應(yīng)使保護(hù)裝置的返回電流Ih大于Izq.max。引入可*系數(shù)Kk，則lh=Kk*lzq.max=Kk*Kzq*lf.max由于保護(hù)裝置的起動(dòng)與返回是通過(guò)電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，繼電器返回電流與起動(dòng)電流之間的關(guān)系也就代表著保護(hù)裝置返回電流與取得道路之間的關(guān)系。引入繼電器的返回系數(shù)Kh,則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流即為Idz=Ih/Kh=Kk*Kzq*If.max/Kh式中Kk 可*系數(shù)，一般采用1.15-

28、1.25 ;Kzq自起動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大于1，應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定；Kh電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用0.85.由這一關(guān)系可見(jiàn)，當(dāng) Kh越小時(shí)，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流越大，因而其靈敏性就越差。這是 不利的。這就是為什么要求過(guò)電流繼電器應(yīng)有較高的返回系數(shù)的原因。b. 靈敏性的校驗(yàn)：參見(jiàn)式 2-18。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)作為本線路的主保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)，要求 Klm1.3-1.5 ；當(dāng)作為相鄰線路的后備保 護(hù)時(shí)，則應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)，此時(shí)要求klm1.2.此外， 在各個(gè)過(guò)電流保護(hù)之間， 還必須要求靈敏系數(shù)相互配合，即對(duì)同

29、一故障點(diǎn)而言， 要求 越*近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系數(shù)。在后備保護(hù)之間，只有當(dāng)靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都相互配合時(shí)，才能切實(shí)保證動(dòng)作的選擇性。 這一點(diǎn)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)中，尤其應(yīng)該注意。c. 缺陷：當(dāng)故障越 *近電源端時(shí)， 短路電流越大， 此時(shí)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作切除故障的時(shí)限 反 而越長(zhǎng)，所以過(guò)電流保護(hù)較少用來(lái)作主保護(hù)。4，階段性電流保護(hù)總體評(píng)價(jià)：電流速斷、 限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于按照不同的原則來(lái)選擇起動(dòng)電流， 即速斷是按照躲開某一點(diǎn)的最大短路 電流來(lái)整定， 限時(shí)速斷是按照躲開前方各相鄰元件電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流而整定。而過(guò)電流保護(hù)則是按照

30、躲開最大負(fù)荷電流來(lái)整定。由于電流速斷不能保護(hù)線路全長(zhǎng)， 限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)， 因此， 為 保證迅速而有選擇性地切除故障， 常常將電流速斷、 限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)組合在一起， 構(gòu)成階段式電流保護(hù)。 具體應(yīng)用時(shí)， 可以只采用速斷加過(guò)電流保護(hù)， 或限時(shí)速斷加過(guò)電流保 護(hù)，也可以三者同時(shí)采用。使用I段、II段或III段組成的階段式電流保護(hù)，其最主要的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、可以并且在 一般情況下也能夠滿足快速切除故障的要求。因此在電網(wǎng)中特別是在35kv 及以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 保護(hù)的缺點(diǎn)是它直接受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變 化的影響， 例如整定值必須按系統(tǒng)最大

31、運(yùn)行方式來(lái)選擇， 而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運(yùn)行方 式來(lái)校驗(yàn)，這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍的要求。四、基本接線方式：。對(duì)電流保護(hù)的接線方式，即指保護(hù)中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式相間短路的電流保護(hù)，目前廣泛應(yīng)用的是三相星形接線和兩相星形接線。（一）三相星形接線如圖2-1所示，是將三個(gè)電流互感器與三個(gè)電流圖2-1繼電器分別按相連接在一起，互感器和繼電器均接成星形，在中線上流回的電流為la+lb+lc, 正常時(shí)此電流為零，在發(fā)生接地短路時(shí)則為三倍零序電流3lo。三個(gè)繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)接線的，相當(dāng)于 或”回路當(dāng)其中任一觸點(diǎn)閉合后均可動(dòng)作與跳閘或起動(dòng)時(shí)間繼電器等。由于在每相上均

32、有電流繼電器，因此，它可以反應(yīng)各種相間短路和中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地短路。（二） 兩相星形接線如圖 2-2所示，用裝設(shè)在 A、C相上的兩個(gè)電流互感器與兩個(gè)電流繼電器 分別按相連接在一起，它和三相星形接線的主要區(qū)別在于B相上不裝設(shè)電流互感器和相應(yīng)的繼電器，因此，它不能反應(yīng)B相中所流過(guò)的電流。在這種接線中，中線上流回的電流是IA+IC。當(dāng)采用以上兩種接線方式時(shí)，流入繼電器的電流IJ就是互感器的二次電流12,設(shè)電流互感器的變比為 ni=|i/|2,則I尸l2=li/ni，。因此，當(dāng)保護(hù)裝置的起動(dòng)電流整定為Idz時(shí)，則反映到繼電器上的起動(dòng)電流即應(yīng)為：Idzj=I dz/ ni o（三）兩種接線方

33、式的經(jīng)濟(jì)性比較：三相星形接線需要三個(gè)電流互感器、三個(gè)電流繼電器和四根二次電纜，相對(duì)來(lái)講是復(fù)雜和不經(jīng)濟(jì)的。具體使用情況如下：三相星形接線廣泛應(yīng)用于發(fā) 電機(jī)、變壓器等大型貴重電力設(shè)備的保護(hù)中，因?yàn)樗芴岣弑Ｗo(hù)動(dòng)作的可*性和靈敏性。此外，它也可用于中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，作為相間短路和單相接地短路的保護(hù)。然而， 實(shí)際應(yīng)用中為達(dá)上述目的而采用三相星形接線方式的并不多。由于兩相星形接線較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，因此在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，都是廣泛地采用它作為相間短路的保護(hù)， 此外在分布很廣的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，兩點(diǎn)接地短路發(fā)生在圖 2-1所示線路上的可能性要比圖2-2的可能性大得多,采用兩相星形就

34、可以保證有2/3的機(jī)會(huì)只切除一條線路，這一點(diǎn)比之用三相星形接線是有優(yōu)越性的。當(dāng)電網(wǎng)中的電流保護(hù)采用兩相星形接線方式時(shí)， 應(yīng)在所有的線路上將保護(hù)裝置安裝在相同的兩相上，以保證在不同線路上發(fā)生兩點(diǎn)及多點(diǎn)接地時(shí)，能切除故障。電力變壓器的繼電保護(hù)一、基本概念1,勵(lì)磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流，即為勵(lì)磁涌流。這是因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)工作情況下，如圖6-2 （a）所示。鐵心中的磁通不能突變，因此，將出現(xiàn)一個(gè)非周期分量的磁通，其幅值為+m。這樣在經(jīng)過(guò)半個(gè)周期以后，鐵心之中的磁通達(dá)到2m ,如圖6-2 （b）。其數(shù)值最大可達(dá)額定電流的6 8倍，如圖6-2 （c）所示。

35、請(qǐng)看勵(lì)磁電流動(dòng)態(tài)演示圖2,最小起動(dòng)電流：如圖 6-1所示,當(dāng)中沒(méi)有電流時(shí)，為使差動(dòng)繼電器起動(dòng)，需在工作線圈中加入一個(gè)電流，由此電流產(chǎn)生的磁通在中感應(yīng)一定的電勢(shì)，它剛好能使執(zhí)行元件動(dòng)作，此電流稱作繼電器的最小起動(dòng)電流。二、 保護(hù)類型1.故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)a.變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種：油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損，油箱外的故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。（上述接地短路均系對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)的一側(cè)而言）b.變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流和外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓；由于負(fù)荷超

36、過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。2. 相應(yīng)保護(hù)類型 a.瓦斯保護(hù)：針對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低而裝設(shè)，反應(yīng) 于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作與信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)的短路器。應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器容量界限是：800 kVA及以上的油浸式變壓器河400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。b.縱差動(dòng)保護(hù)：（1）基本接線如圖6-3，由圖可知，要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)就適當(dāng)?shù)剡x 擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。（2）保護(hù)特點(diǎn)：需要躲開流過(guò)差動(dòng)回路中的不平衡電流。 不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法詳見(jiàn)表6-1。（

37、3）差動(dòng)繼電器類型：帶有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器及具有比率制動(dòng)和二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器。c.電流和電壓保護(hù)：根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平的不同，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式有：過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)以及負(fù)序過(guò)電流保護(hù)等。d. 零序保護(hù)：對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過(guò)電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行則應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，當(dāng)有選擇性要求時(shí)應(yīng)增設(shè)零序方向元件。e. 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：對(duì) 400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備 用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。f. 過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：高壓側(cè)電壓為500KVA及以上的變壓器，對(duì)

38、頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。母線保護(hù)一裝設(shè)母線保護(hù)的基本原則發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)， 將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無(wú)故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，造成嚴(yán)重的后果。一般說(shuō)來(lái)，不采用專門的母線保護(hù)，而 利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線分段單母線時(shí)， 供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線，因此應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)，具體情況如下：1 ）在110KV及以上的雙母線

39、和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母線上所發(fā)生的故障，而另一組（或段）無(wú)故障的母線仍能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)裝設(shè)專門 的母線保護(hù)。2 ） 110KV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35KV母線或高壓側(cè)為110KV及以上的重要降壓變電所的 35KV母線，按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求必須快速切除母線上的故 障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。為滿足速動(dòng)性和選擇性的要求，母線保護(hù)都是按差動(dòng)原理構(gòu)成的。所以不管母線上元件有多少，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的基本原則仍是適用的，即：a）在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等， 或表示為I總=0; b ）當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與電

40、源連接元件都向故障點(diǎn)供給短路電流，而在供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，因此，I總=Id。c ）如從每個(gè)連接元件中電流的相位來(lái)看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體地說(shuō)，就是電流流入的兀件和電流流出的兀件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其它元件中的電流則是同相位的。二.完全電流差動(dòng)母線保護(hù) 原理接線如圖8-4所示,在母線的所有連接元件上裝設(shè) 具有相 同變比和特性的電流互感器。因?yàn)樵谝淮蝹?cè)電流總和為零時(shí)，母線保護(hù)用電流互感器必須具有相同的變比nl，才能保證二次側(cè)的電流總和也為零。所有互感器的二次線圈在母線側(cè)的 端子

41、互相連接，另一端的端子也互相連接，然后接入差動(dòng)繼電器。這樣，繼電器中的電流 Ij即為各個(gè)二次電流的向量和。在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，流入繼電器的是由于各互感器 的特性不同二引起的不平衡電流Ibp;而當(dāng)母線上（如圖中 d點(diǎn)）故障時(shí)，則所有與電源連接的元件都向d點(diǎn)供給短路電流，于是流入繼電器的電流為Id即為故障點(diǎn)的全部短路電流，此電流足夠使繼電器 2動(dòng)作而起動(dòng)出口繼電器 3,使斷路器DL1、DL2和DL3跳閘。差動(dòng)繼 電器的起動(dòng)電流應(yīng)按如下條件考慮，并選擇其中較大的一個(gè)：1）躲開外部故障時(shí)所產(chǎn)生的最大不平衡電流，當(dāng)所有電流互感器均按10淋差曲線選擇，且差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵心的繼電器時(shí)，起動(dòng)電流

42、ldz.j可按下式計(jì)算：式中 Kk為可*系數(shù)，取為1.3 ； I d.max為在母線范圍外任一連接元件上短路時(shí)，流入差動(dòng)保護(hù)電流互感器的最大短路電流；nl為母線保護(hù)用電流互感器的變比。2 ）由于母線差動(dòng)保護(hù)電流回路中連接的元件較多，接線復(fù)雜，因此，電流互感器二次回路斷線的機(jī)率就比較大，為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時(shí)，引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作，起動(dòng)電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流I f.max，即：I dz.j =K：*| f.max / ni當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)采用下式校驗(yàn)靈敏系數(shù)，其值一般 應(yīng)不低于2 Klm=I d.min/I dz.j * nl式中I d.mi

43、n應(yīng)采用實(shí)際與中可能出現(xiàn)的連接元件最少時(shí)，在母線 上發(fā)生故障的最小短路電流值。這種保護(hù)方式適用與單母線或雙母線經(jīng)常只有一組母線運(yùn)行的情況。自動(dòng)重合閘 一.基本概念（1 ）瞬時(shí)性故障：在線路被繼電保護(hù)迅速斷開后，電弧即行熄滅，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新 恢復(fù)，外界物體也被電弧燒掉而消失，此時(shí)，如果把斷開的線路斷路器再合上，就能恢復(fù)正常的供電，因此稱這類故障為“瞬時(shí)性故障”。（2）永久性故障：在線路被斷開以后，故障仍然存在，這時(shí)即使再合上電源，由于故障仍然存在， 線路還要被繼電保護(hù)再次斷開，因而就不能恢復(fù)正常的供電。此類故障稱為“永久性故障”。二.基本要求1,在下列情況下，重合閘不應(yīng)動(dòng)作：1）由值班人員

44、手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開時(shí)；2 ）手動(dòng)投入斷路器，由于線路上有故障，而隨即被繼電保護(hù)將其斷開時(shí)。因?yàn)樵谶@ 種情況下，故障是屬于永久性的， 它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未消除或者保安的接地線忘記拆除等原因所產(chǎn)生，因此再重合一次也不可能成功。2,除上述條件外，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)動(dòng)作，使斷路器重新合閘。3，為了能夠滿足第1、2項(xiàng)所提出的要求，應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)的位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原則 來(lái)起動(dòng)重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合閘位置而斷路器實(shí)際上在斷開位置的情況下，使重合閘起動(dòng)，這樣就可以保證不論是任何原因使斷路器跳閘以后，都可以進(jìn)行一次重合。 當(dāng)用手動(dòng)操

45、作控制開關(guān)使斷路器跳閘以后，控制開關(guān)與斷路器的位置仍然是對(duì)應(yīng)的。因此，重合閘就不會(huì)起動(dòng)。4，自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次式重合閘就應(yīng)該只動(dòng)作一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘以后，就不應(yīng)該在動(dòng)作；對(duì)二次式重合閘就應(yīng)該能夠動(dòng)作兩次，當(dāng)?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l以后，它不應(yīng)該再動(dòng)作。5，自動(dòng)重合閘在動(dòng)作以后，一般應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。但對(duì)10KV及以下電壓的線路，如當(dāng)?shù)赜兄蛋嗳藛T時(shí)，為簡(jiǎn)化重合閘的實(shí)現(xiàn)，也可采用手動(dòng)復(fù)歸的方式。采用手動(dòng)復(fù)歸的缺點(diǎn)是：當(dāng)重合閘動(dòng)作后，在值班人員未及時(shí)復(fù)歸以前，而又一次發(fā)生故障時(shí)，重合閘將拒絕動(dòng)作，這在雷雨季節(jié)，雷害活動(dòng)較多的地方尤其可

46、能發(fā)生。6,自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好地與繼電保護(hù)相配合加速故障的切 除。7,在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源的同步問(wèn)題，并滿足所提出的要求。8,當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)（如操作機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、液壓降低等）而不 允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置鎖閉。三. 重合閘與繼電保護(hù)的配合 1,前加速保護(hù)：重合閘前加速保護(hù)一般又簡(jiǎn)稱為前加速保 護(hù)”。如圖5-11所示的網(wǎng)絡(luò)接線,假定在每條線路上均裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限按階梯型原則來(lái)配合。因而在 *近電源端保護(hù)3處的時(shí)限就很長(zhǎng)。為了能加速故障的切除，可在 保護(hù)3處采用前加速的方式，即

47、當(dāng)任何一條線路上發(fā)生故障時(shí)，第一次都由保護(hù)3瞬時(shí)動(dòng)作予以切除。如果故障是在線路A-B以外（如d點(diǎn)），則保護(hù)3的動(dòng)作都是無(wú)選擇性的。但斷路器3跳閘后，即起動(dòng)重合閘重新恢復(fù)供電，從而糾正了上述無(wú)選擇性動(dòng)作。如果此時(shí)的故障是瞬時(shí)性的，則在重合閘以后就恢復(fù)了供電。如果故障是永久性的，則由保護(hù)1或2切除，當(dāng)保護(hù)2拒動(dòng)時(shí)則保護(hù)3第二次就按有選擇性的時(shí)限t3動(dòng)作于跳閘。為了使無(wú)選擇性的動(dòng)作范圍不擴(kuò)展的太長(zhǎng)，一般規(guī)定當(dāng)變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，保護(hù)3不應(yīng)動(dòng)作。因此，其起動(dòng)電流還應(yīng)按照躲開相鄰變壓器低壓側(cè)的短路（d2 ）來(lái)整定。采用前加速的優(yōu)點(diǎn)是：a.能夠快速地切除瞬時(shí)性故障；b.可能使瞬時(shí)性故障來(lái)不及發(fā)展成永久性故

48、障，從而提高重合閘的成功率；c.能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線0.6-0.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；d.使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。采用前加速的缺點(diǎn)是：a.斷路器工作條件惡劣，動(dòng)作次數(shù)較多；b.重合于永久性故障上時(shí)，故障切除時(shí)間可能較長(zhǎng)；c.如果重合閘裝置或斷路器拒絕合閘，則將擴(kuò)大停電范圍。甚至在最末一級(jí)線路上故障時(shí)，都會(huì)使連接在這條線路上的所有用戶停電。前加速保護(hù)主要用于 35KV以下由發(fā)電廠或重要變電所引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。 在這些線路上一般只裝設(shè)簡(jiǎn)單的電流保護(hù)。2,后加速保護(hù) 重合閘后加速保護(hù)一般又簡(jiǎn)稱為“后加速

49、”。所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性地動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作，瞬間切除故障，而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無(wú)關(guān)。后加速的配合方式廣泛應(yīng)用于35KV以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路上。因?yàn)樵谶@些線路上一般都 裝有性能比較完善的保護(hù)裝置。后加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：a.第一次是有選擇性的切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無(wú)選擇性的動(dòng)作而后以重合閘來(lái)糾正。b.保證了永久性故障能瞬間切除，并仍然是有選擇性的c.和前加速相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制，一般說(shuō)來(lái)是有利而無(wú)害的。后加速保護(hù)的缺點(diǎn)：a.每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較為復(fù)雜；b.第一次切除故障可能帶有延時(shí)。原理接線圖如5-12 , LJ為過(guò)電流繼電器的觸點(diǎn)，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，它起動(dòng)時(shí)間繼電器SJ,然后經(jīng)整定的時(shí)限后SJ2觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)出口繼電器 ZJ而跳閘。當(dāng)重合閘以后，如前分析，JSJ的觸點(diǎn)將閉合1s的時(shí)間，如果重合于永久性故障上，則LJ再次動(dòng)作，此時(shí)即可由時(shí)間繼電器的瞬時(shí)常開觸點(diǎn)SJ1、壓板LP和