繼電器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)--畢業(yè)論文

1、繼電器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)摘要 在國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的大背景之下，對(duì)作為基礎(chǔ)能源部門的電力部門，建設(shè)力度也得到不斷加強(qiáng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力的需求越來越大，電力供應(yīng)開始出現(xiàn)緊張，在很多地方出現(xiàn)了供電危機(jī)，使其不得不采取限電、停電等措施，以緩解電力供應(yīng)的緊張局面。因而，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全保護(hù)及其應(yīng)用與發(fā)展至關(guān)重要，繼電器對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)有著重大意義。因此，加大變配電站（所）電氣保護(hù)系統(tǒng)研發(fā)力度，提高其安全保護(hù)能力，可以最大限度地減少停電故障發(fā)生時(shí)間，提高變配電站（所）的平均無故障運(yùn)行時(shí)間，提高變配電站（所）供電可靠性。隨著輸變電技術(shù)的日臻完善，電力系統(tǒng)變得更加巨大和龐雜，對(duì)變配

2、電站（所）的運(yùn)行保障能力要求也越來越高，各類用戶對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求也越來越高。變配電站（所）安全保護(hù)系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)變配電站（所）運(yùn)行過程中發(fā)生三相短路、兩相短路、單相接地等故障，以及出現(xiàn)過負(fù)荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等不正?，F(xiàn)象時(shí)，能夠快速反應(yīng) ，實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報(bào)警，從而減少故障造成的停電范圍，減輕對(duì)電氣設(shè)備造成的破壞，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：繼電器、主保護(hù)、母線保護(hù)、繼電保護(hù)、輸電線路保護(hù)、距離保護(hù)design and application of relay in electric power systemabst

3、ractunder the background of national infrastructure construction, as of the power sector based energy sector, construction has been strengthened. with the continuous development of the national economy, growing demand for electricity, power supply began to appear nervous, in many places appeared the

4、 power supply crisis, to take power brownouts, power outages and other measures to alleviate the tense situation on the power supply. therefore, to strengthen the safety and its application and development is essential to the protection of power system, is of great significance to the electrical pow

5、er system relay protection. therefore, increase the transformer substation and power distribution station) electrical protection system research and development efforts, improve the safety protection ability, can maximally reduce outage time, improve the power transformer and distribution station of

6、 (the) average failure free operation time, improve the power transformer and distribution station of (the) power supply reliability.with the gradual improvement of the technological transformation, power system become larger and more complex, of substation and power distribution station operation s

7、upport capability requirements are also getting higher and higher, all types of users of electricity supply reliability requirements are also getting higher and higher. substation and power distribution station safety protection system must be able to achieve when substation and power distribution s

8、tation operation occurred during three phase short circuit, phase to phase short circuit, single-phase grounding fault, as well as the emergence of a load, over voltage, low voltage, low frequency, gas, ultra temperature, controlling and measuring circuit disconnection etc. is not a normal phenomeno

9、n, can rapid response to achieve selective issue a trip command will be removing the fault or alarm, so as to reduce the fault caused by the power cut scope, and reduce the damage caused to the electrical equipment to ensure the security and stability of power system operation.keywords: relay, main

10、protection, busbar protection, relay protection, transmission line protection, distance protectionii目錄1緒論12變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的展望22.1對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)裝置的研究及現(xiàn)狀22.2電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的技術(shù)分析及研究3 2.2.1智能化繼電器的發(fā)展3 2.2.2智能化自動(dòng)化重合器的研究32.3 自動(dòng)化控制電力保護(hù)裝置的研究42.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢43主保護(hù)53.1 變電站主要電氣設(shè)備53.2 變壓器主保護(hù)53.3 主變保護(hù)63.4 220kv電壓等級(jí)的變壓器保護(hù)配置要求

11、63.5 220kv變電站主要保護(hù)雙重化保護(hù)技術(shù)配置原則64電力系統(tǒng)繼電保護(hù)84.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概述84.2 瓦斯保護(hù)84.3 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)104.4 零序過電流保護(hù)134.5 過負(fù)荷保護(hù)145輸電線路保護(hù)155.1 輸電線路保護(hù)的配置原則165.2 對(duì)成套線路保護(hù)裝置的功能要求165.3 輸電線路保護(hù)對(duì)電流、電壓方向的規(guī)定166縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)176.1 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)的概述176.2 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)的故障判別原理176.3 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)的方向繼電器187母線保護(hù)197.1 母線保護(hù)的功能配置要求197.2 母線保護(hù)的基本要求197.3 母線保護(hù)必須解決

12、的兩個(gè)共性問題207.4 3/2斷路器接線方式的母線保護(hù)207.5 雙母線接線方式的母線保護(hù)208電網(wǎng)電流保護(hù) 228.1 限時(shí)電流速斷保護(hù)228.2 定時(shí)限過電流保護(hù)228.3 電流保護(hù)的接線方式22總結(jié)與展望24致謝25參考文獻(xiàn)26 iv1緒論 隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，對(duì)保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電能質(zhì)量的要求在不斷提高，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置作為電力系統(tǒng)的衛(wèi)士，成為電力系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)生故障的原 因主要有：雷電、鳥獸跨越電器設(shè)備、電氣設(shè)備維修當(dāng)或操作錯(cuò)誤、電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降等。最危險(xiǎn)的故障時(shí)發(fā)生各種形式的短

13、路，發(fā)生短路時(shí)可能產(chǎn)生以下的后果：（1） 通過故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，會(huì)損壞故障元件；（2） 短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動(dòng)力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的 使用壽命；（3） 電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品量；（4） 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。例如，過負(fù)荷就是一種最常見的不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于過負(fù)荷，元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣材料的老化和損壞，進(jìn)一步可能發(fā)展成故障。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率

14、降低，發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓、電力系統(tǒng)震蕩等，都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故，就是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。為了提高供電可靠性，防止造成上述嚴(yán)重后果，一是對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)和檢修，力求減少發(fā)生故障的可能性；二是對(duì)異常運(yùn)行狀態(tài)必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采取措施予以消除；三是一旦發(fā)生故障，必須迅速并有選擇性地切除故障元件。 繼電保護(hù)裝置是指能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常遠(yuǎn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)化裝置。

15、它的基本任務(wù)是： （1）自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，是故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 （2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)生信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。一般情況下不要保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度經(jīng)一定的延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的展望 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一門綜合多專業(yè)、多學(xué)科的綜合技術(shù),它給我們帶來了技術(shù)應(yīng)用上質(zhì)的飛躍,給電力系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行提供了便宜和技術(shù)保證。伴隨著電網(wǎng)規(guī)模日新月異的發(fā)展,自動(dòng)化設(shè)備性能的完善和提高,變電站綜合自動(dòng)化必然會(huì)是變電站今后發(fā)展、應(yīng)用的主要模式。經(jīng)過多年

16、的實(shí)際應(yīng)用,微機(jī)保護(hù)原理和算法目前也日趨成熟。但是電力系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng),目前的算法仍然沒有很好的同時(shí)解決電力系統(tǒng)繼電保護(hù)所要求的快速性、安全性、可靠性。目前對(duì)微機(jī)保護(hù)算法的研究仍需繼續(xù)深入。變電站的綜自設(shè)計(jì)還缺乏相關(guān)的規(guī)程規(guī)范,變電站自動(dòng)化應(yīng)用受生產(chǎn)廠家影響巨大。如何配置系統(tǒng)功能,使它將現(xiàn)場監(jiān)控、遠(yuǎn)方監(jiān)控、保護(hù)、自動(dòng)化以及一次設(shè)備有機(jī)地配合到一起,向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展,最大限度地發(fā)揮它資源共享、信息共享、數(shù)字通信的優(yōu)勢,同時(shí),讓綜合自動(dòng)化這種新技術(shù)更好地適應(yīng)目前的電力系統(tǒng)管理模式,執(zhí)行各項(xiàng)反事故措施要求,值得我們充分的探討和研究。 無論

17、是在電能的運(yùn)輸、使用、分配等各個(gè)環(huán)節(jié)中，均可能發(fā)生電力系統(tǒng)故障，進(jìn)而影響電能的使用質(zhì)量。為了能夠改變這種現(xiàn)狀，電力保護(hù)裝置得到了快速的發(fā)展，古老的電力保護(hù)系統(tǒng)包括普通的繼電保護(hù)系統(tǒng)、刀閘系統(tǒng)、空氣開關(guān)等等，其中對(duì)于繼電保護(hù)的研究起步較晚，在二十世紀(jì)五六十年代，仍舊需要采用進(jìn)口的電力保護(hù)裝置。但是隨著我國信息技術(shù)以及電力控制技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)也基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，特別是針對(duì)于繼電保護(hù)方面來說，自動(dòng)化、智能化繼電保護(hù)裝置已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。2.1 對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置的研究現(xiàn)狀 目前，我國對(duì)于電力系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)研究已經(jīng)有了一定的起色，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)

18、絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于電力保護(hù)方面已經(jīng)提高了一定的效率。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的研究時(shí)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置研究中的核心部分。不同點(diǎn)在于保護(hù)裝置也包括電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)的建立，遠(yuǎn)程電力系統(tǒng)的控制以及監(jiān)控等等，其對(duì)于保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要的意義。我國現(xiàn)有的電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置，包括自動(dòng)整合限流器，自動(dòng)重合開關(guān)、自動(dòng)限壓器等等，這些裝置中已經(jīng)包含了較為先進(jìn)的電力控制以及監(jiān)測技術(shù)，并且能夠在電力系統(tǒng)暫態(tài)的情況下迅速的確定電力系統(tǒng)的故障類別進(jìn)而有利于對(duì)相關(guān)的電力故障進(jìn)行排除。 如今，電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置的發(fā)展已經(jīng)趨向于網(wǎng)絡(luò)化、智能化，且計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及保護(hù)，電力系

19、統(tǒng)的整個(gè)保護(hù)裝置其實(shí)就像一臺(tái)多功能、復(fù)雜的科研計(jì)算機(jī)，并可以看成整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。電力系統(tǒng)的繼保護(hù)裝置不但可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的各種停息和數(shù)據(jù)，還可以將它所獲得的被保護(hù)元件的任何數(shù)據(jù)以及信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制終端，所以，現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置能夠?qū)⒖刂啤⒈Ｗo(hù)、數(shù)據(jù)通信、測量集中于一體。一般來說，對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置的研究不僅限于保護(hù)電能使用、運(yùn)輸電能等環(huán)節(jié)，對(duì)于電能分配的優(yōu)化模式、故障檢測、排除裝置都需要進(jìn)行較為細(xì)致的研究。2.2 電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的技術(shù)分析及研究2.2.1 智能化繼電器的發(fā)展 繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)于維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的價(jià)值意義，當(dāng)電力

20、系統(tǒng)運(yùn)作出現(xiàn)一定的問題以后，可通過自動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的安全控制，也可以向電力監(jiān)控警報(bào)系統(tǒng)發(fā)送故障信息，從而能夠維持電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于電力系統(tǒng)中故障研究的不斷深入，促使繼電保護(hù)技術(shù)得到了較大的發(fā)展，目前只能繼電保保護(hù)其的保護(hù)內(nèi)容已經(jīng)不僅限于過電壓、過電流、欠電壓、短路等影響電能使用的保護(hù)，其中也包括電力系統(tǒng)的電磁干擾進(jìn)行維護(hù)，其綜合功能已經(jīng)趨于完善，其中包括電能測量技術(shù)、plc控制等等較為先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)。繼電保護(hù)技術(shù)中與其他學(xué)科的滲透性較為明顯，為了控制電力系統(tǒng)中電流的大小，特別的研究出了自動(dòng)限流器，當(dāng)限流超過測量儀器所規(guī)定的限制以后，自動(dòng)限流器會(huì)將警報(bào)信息發(fā)送至電力系統(tǒng)

21、監(jiān)控中心，而后根據(jù)監(jiān)控中心的反饋信息對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的安全控制。事實(shí)上，自動(dòng)繼電保護(hù)的應(yīng)用范圍比較廣泛，但是由于其應(yīng)用場合不同，其中所采用的技術(shù)手段也具有一定的差異，如限壓器、限流器、距離感應(yīng)繼電器、數(shù)字量度繼電器等等，其保護(hù)技術(shù)不斷朝著集中化以及智能化的方向發(fā)展，不僅能夠?qū)﹄娔苌a(chǎn)、分配進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，也能夠在電力運(yùn)輸以及用戶使用的過程中起到一定的價(jià)值作用。下面所要介紹的自動(dòng)重合器就是保護(hù)電路線路的一種自動(dòng)保護(hù)裝置，但是在電能運(yùn)輸過程中也需要對(duì)雷擊進(jìn)行防護(hù)，此時(shí)可以采用自動(dòng)感應(yīng)的裝置或做好線路的接地防護(hù)工作。2.2.2 智能化自動(dòng)重合器的研究 智能化自動(dòng)重合器一般適用于運(yùn)輸線路的保護(hù)，其原

22、因在于運(yùn)輸線路中的故障均具有瞬時(shí)性的特點(diǎn)，多是受到外界電流電壓的干擾后，才會(huì)迫使電路斷開。智能化自動(dòng)重合器主要作用就是在線路故障已經(jīng)排除的基礎(chǔ)上，將因故障而開啟的斷路器進(jìn)行重新連接，減少暫態(tài)的的時(shí)間，繼而減少電路運(yùn)輸過程中無價(jià)值停電的現(xiàn)象。自動(dòng)重合器僅適用于架空線路中的“瞬時(shí)”故障，即架空線路受到外界干擾且在電源切斷后的短時(shí)間內(nèi)能夠自我恢復(fù)，如果遇到架空線路遇到永久性故障，則自動(dòng)重合器就無法將電能繼續(xù)投入使用。另外，如果自動(dòng)重合器不能夠智能的判斷瞬時(shí)性故障以及永久性故障的類別，則就可能導(dǎo)致自動(dòng)重合器重復(fù)動(dòng)作，或者會(huì)影響到斷路器的性能，致使事故的擴(kuò)大化。為了能夠提高自動(dòng)重合器的成功率，有時(shí)會(huì)將自

23、動(dòng)重合器與其他電能檢測軟件進(jìn)行配合使用，如在自動(dòng)重合器的 plc 控制系統(tǒng)中加入計(jì)算機(jī)模擬分析軟件以及在線故障檢測的功能。當(dāng)確定架空線路的類別后方可啟動(dòng)自動(dòng)重合器，當(dāng)然這需要延長自動(dòng)重合器的響應(yīng)時(shí)間，為了提高處理架空線路故障類別判斷的準(zhǔn)確性，當(dāng)自動(dòng)重合器將電能投入使用以后，智能監(jiān)測控制系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)電能的二次回路以及單相線路進(jìn)行智能的檢測，以確保架空線路電能供應(yīng)的穩(wěn)定性。2.3 自動(dòng)化控制電力保護(hù)裝置的研究 目前，多數(shù)自動(dòng)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的制作廠家已經(jīng)提出了過程層網(wǎng)絡(luò)配接的方式，并探討了直采直跳原則下的智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)配接方案；分析了保護(hù)裝置網(wǎng)跳方式的可靠性及速動(dòng)性；基于實(shí)際開發(fā)的集成保護(hù)試

24、驗(yàn)平臺(tái)測試了過程總線多間隔信息共享的通信特性；并從配電變電站繼電保護(hù)對(duì)數(shù)據(jù)共享需求的角度出發(fā)，評(píng)估“面向間隔”、“面向位置”設(shè)置過程總線傳輸采樣值和通用面向?qū)ο笞冸娬臼录?bào)文時(shí)的通信特性。同時(shí)，針對(duì)電力智能保護(hù)裝置的研究也涉及到了智能故障跟蹤以及電力系統(tǒng)自愈技術(shù)的研究，如 scada，wams，配電生產(chǎn)管理地理信息系統(tǒng)(tgis) 以及輸電生產(chǎn)管理地理信息系統(tǒng)(dgis) 等實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)在線監(jiān)測技術(shù)；廣域全景分布式一體化的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)；電網(wǎng)模擬分析決策平臺(tái)的建立。快速故障定位、隔離和系統(tǒng)回復(fù)技術(shù)等。2.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 變電站自動(dòng)化技術(shù)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展,尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)

25、算機(jī)軟、硬件技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步,自動(dòng)化系統(tǒng)以按對(duì)象設(shè)計(jì)的全分層分布式為潮流,朝著二次設(shè)備功能集成化,一次設(shè)備智能數(shù)字化方向發(fā)展同時(shí)經(jīng)濟(jì)性和可靠性也是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展所要考慮的實(shí)際問題。eic61850標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施應(yīng)用,電能質(zhì)量監(jiān)測管理,一次設(shè)備的在線監(jiān)測,以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),變電站綜合自動(dòng)化將更多地融入當(dāng)今流行的各種新觀念、新技術(shù),其發(fā)展結(jié)果也使整個(gè)系統(tǒng)更加安全、高效、經(jīng)濟(jì)和可靠。總的發(fā)展趨勢可從以下幾個(gè)不同角度來描述:1) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)向開放和全分散型發(fā)展。2) 子站模塊設(shè)計(jì)向綜合化、多功能發(fā)展。3) 通信媒介將更多地引入光纖。4) 從專用設(shè)備到總體控制平臺(tái),站內(nèi)綜合

26、管理向全開放式。5) 從傳統(tǒng)控制方法向綜合智能方向發(fā)展。6）從單純的屏幕數(shù)據(jù)監(jiān)視到多媒體監(jiān)視。 3主保護(hù)3.1 變電站主要電氣設(shè)備變電站的主要電氣設(shè)備有一次設(shè)備、測量設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備主要有母線、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、高壓電抗器、電容器組等；測量設(shè)備主要有電流互感器、電壓互感器等；二次設(shè)備主要有繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、控制裝置、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等。一次設(shè)備是電力系統(tǒng)交流電路系統(tǒng)的連接部件（如母線、斷路器、隔離開關(guān)等），電壓變換部件（如變壓器）和系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整部件（如高壓電抗器、電容器組等），二次設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備和電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控、故障測量、保護(hù)和控制的設(shè)備，測量設(shè)備則是連接一、二次設(shè)備的

27、橋梁，它將一次設(shè)備的大電流、高電壓按一定的比例轉(zhuǎn)換成小電流、低電壓信號(hào)供二次設(shè)備測量。常見的變電站母線接線方式母線是變壓器的一次設(shè)備，變電站匯集和分配電能的任務(wù)都是有母線來承擔(dān)的，它的接線方式與整個(gè)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，常見的母線接線方式主要有單母線接線、單母分段接線、雙母接線、雙母分段接線、雙母帶旁母接線和3/2斷路器接線等。單母接線方式一般用在低電壓變電站里，他投資小、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便但運(yùn)行可靠性不高，母線故障時(shí)所有進(jìn)出線都要被斷開，母線檢修時(shí)所有進(jìn)出線也要停運(yùn)。對(duì)規(guī)模比較大的低壓變電站通常采用單母分段的接線方式，將進(jìn)線和出線平均分配在兩段母線上，分段斷路器可以分位運(yùn)行也可以合位運(yùn)行，

28、無論是母線故障還是檢修，都只要停運(yùn)一半的進(jìn)出線。雙母接線方式通常用在高壓變電站和出線規(guī)模較大的中壓變電站里，每條進(jìn)出線的連接方式都可以在兩條母線間進(jìn)行切換，正常運(yùn)行時(shí)所有進(jìn)出線一般被平均分接在兩條母線上，兩條母線可以分裂運(yùn)行（母線斷路器處分位）也可以并列運(yùn)行（母聯(lián)斷路器處合位），當(dāng)一條母線故障時(shí)只有一半進(jìn)出線被斷開，另一半還可以正常運(yùn)行，當(dāng)一條母線停電檢修時(shí)，所有進(jìn)出線都可以轉(zhuǎn)接到另一條母線上運(yùn)行，因此可靠性高于單母和單母分段接線。但由于檢修期間所有進(jìn)出線都連于一條母線上，運(yùn)行可靠性明顯降低，因此，電壓等級(jí)比較高的220kv變電站或規(guī)模較大的110kv變電站通常采用雙母單分段接線方式。無論是單

29、母還是雙母接線，當(dāng)某條進(jìn)出線支路的開關(guān)需要檢修時(shí)，該支路就要停運(yùn)，為了在開關(guān)檢修期間該支路還能正常運(yùn)行，就必須設(shè)置一條旁路母線。3/2斷路器接線方式的母線主要用在330、500、750kv變電站里，它由兩條母線構(gòu)成，在兩條母線之間由3個(gè)斷路器的緣故，所以該接線方式被稱作3/2斷路器接線方式。正常運(yùn)行時(shí)，兩條母線都處在運(yùn)行狀態(tài)，任何一條母線故障被切除時(shí)，所有支路可以繼續(xù)正常運(yùn)行，任何一條母線停電檢修時(shí)，所有支路都不需要通過隔離開關(guān)改變其接線方式，因此，該母線的可靠性非常高。3.2 變壓器主保護(hù) 變壓器的主保護(hù)主要有差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)兩種方案，變壓器主保護(hù)一旦動(dòng)作，必須瞬時(shí)跳開變壓器各側(cè)的斷路器，

30、將整個(gè)變壓器從系統(tǒng)中切除。 重瓦斯保護(hù)屬于非電量保護(hù)，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，強(qiáng)烈的電弧使變壓器油分解產(chǎn)生大量的瓦斯氣體，瓦斯氣體推動(dòng)變壓器油沖擊安裝于變壓器頂部的重瓦斯繼電器擋板引起繼電器動(dòng)作，因此，一旦重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，說明變壓器油箱內(nèi)一定發(fā)生了嚴(yán)重的故障，必須瞬時(shí)跳開變壓器各側(cè)的斷路器將變壓器從系統(tǒng)中切除。差動(dòng)保護(hù)屬于電氣量保護(hù)，它通過測量變壓器輸入電流的關(guān)系來測量變壓器的內(nèi)部故障。差動(dòng)繼電器是差動(dòng)保護(hù)的核心部件，勵(lì)磁涌流判據(jù)、ta飽和判據(jù)、過勵(lì)磁判據(jù)、ta斷線判據(jù)等是保證變壓器差動(dòng)保護(hù)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)可靠動(dòng)作、區(qū)外故障時(shí)有良好選擇性的重要輔助判據(jù)。若ta斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)的定值可整定，

31、則投入ta斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)功能；若此值不可整定，則不投入。ta斷線開放查點(diǎn)門檻值一般整定為1.1is。3.3 主變保護(hù) 主變壓器是電力系統(tǒng)中的重要供電設(shè)備 ，其安全性能直接影響整個(gè)供電系統(tǒng)及電網(wǎng)的安全性 ，因此 ，必須要采取切實(shí)可行的措施 ，加強(qiáng)對(duì)主變壓器的保護(hù)與控制。通過傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)采集主變?cè)O(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)，采取瓦斯保護(hù)、變壓器相關(guān)側(cè)過流保護(hù)等措施，實(shí)時(shí)監(jiān)測主變運(yùn)行狀態(tài) ，并自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)調(diào)整。3.4 220kv電壓等級(jí)的變壓器保護(hù)配置要求每臺(tái)變壓器必須配置兩套獨(dú)立的主、后備一體的電氣量保護(hù)裝置和一套獨(dú)立的非電量保護(hù)裝置。主后備保護(hù)裝置的配置要求為：（1） 主保護(hù)：縱差保護(hù)、不需整定的能反映輕微

32、故障的故障分量差動(dòng)保護(hù)（零序分量、負(fù)序分量、變化量差動(dòng)保護(hù)）。（2） 高壓側(cè)后備保護(hù)：復(fù)合電壓閉鎖過電流（方向）保護(hù)、零序過電流（方向）保護(hù)、間隙零序過電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。（3） 中壓側(cè)后備保護(hù)：復(fù)合電壓閉鎖過電流（方向）保護(hù)、限時(shí)速斷過電流保護(hù)、零序過電流（方向）保護(hù)、間隙零序過電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。（4） 低電壓分支后備保護(hù)：過電流保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。3.5 220kv 變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)技術(shù)配置原則在選擇可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式方面，在實(shí)際使用中可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況,除非電量保護(hù)必須投跳外,應(yīng)選擇合理、可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式。要嚴(yán)

33、格執(zhí)行繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)實(shí)施細(xì)則中有關(guān)保護(hù)規(guī)定,提高保護(hù)抗干擾能力。提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。堅(jiān)持智能化與科學(xué)化原則，集中監(jiān)測與遠(yuǎn)方調(diào)度功能，220kv 變電站主變保護(hù)雙重化保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)，采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進(jìn)行測量，省掉電量變送器，有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。220kv 主變壓器應(yīng)采用兩套獨(dú)立的主保護(hù),每套主保護(hù)均應(yīng)配置完整的后備保護(hù),同時(shí)必須保證兩套主、后備保護(hù)在交、直流回路上的獨(dú)立性。正常運(yùn)行方式下,

34、兩套獨(dú)立的主保護(hù)宜同時(shí)投入。4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)4.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述 電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的不確定性，使發(fā)生故障和出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)在所難免，因此需要繼電保護(hù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)。繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：1）自動(dòng)、快速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受損壞，保證其他無故障元件部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2）反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并依據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。 輸電線路、母線。變壓器是構(gòu)成電力系統(tǒng)最基本、最主要的一次電氣元件，本章將從這

35、三種元件對(duì)保護(hù)功能、保護(hù)配置的基本要求出發(fā)，著重介紹輸電線路、母線、變壓器成套保護(hù)裝置的功能配置和基本保護(hù)原理，以幫助讀者全面地理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本思路。4.2 瓦斯保護(hù)在變壓器油箱內(nèi)常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對(duì)地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個(gè)故障時(shí)，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時(shí)，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部的故障時(shí)的這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護(hù)裝置，稱之為瓦斯保護(hù)

36、。 氣體繼電器構(gòu)成和動(dòng)作原理瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的基本保護(hù)，它的主要器件是瓦斯繼電器，安裝的位置在油箱與油枕之間的聯(lián)接管道中。為了能使該變壓器內(nèi)部積聚的氣體經(jīng)過與瓦斯繼電器聯(lián)接的管道，并順利流入油枕，根據(jù)變壓器安裝的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，應(yīng)當(dāng)把變壓器靠油枕一側(cè)的位置墊高，使變壓器的大蓋沿瓦斯繼電器的方向上高出有11.5的升高坡度，另一個(gè)是變壓器油箱到油枕聯(lián)接管的坡度為24(這個(gè)坡度是由廠家制造好的)。變壓器大蓋坡度要求在安裝變壓器時(shí)從底部墊好。這2個(gè)坡度都是為了防止在變壓器內(nèi)貯存空氣以及故障時(shí)，便于使氣體迅速可靠地沖人瓦斯繼電器，保證瓦斯繼電器靈敏的動(dòng)作。見變壓器安裝示意圖4-l。圖4-1 氣體及

37、電器安裝示意圖1氣體繼電器；2油枕 瓦斯保護(hù)的原理及接線當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生相間、層間或匝間短路故障時(shí)，伴隨有電弧產(chǎn)生，或某些部件嚴(yán)重發(fā)熱，導(dǎo)致油箱內(nèi)絕緣油和其他絕緣材料受熱分解并產(chǎn)生揮發(fā)性氣體(即瓦斯)。因?yàn)闅怏w比油輕，氣體就會(huì)很快上升到變壓器的最高部分一油枕內(nèi)。在嚴(yán)重故障時(shí)，大量氣體會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，使油迅速向油枕流動(dòng)。根據(jù)這一特性，我們可以通過變壓器油箱內(nèi)的氣體或油，向油枕方向流動(dòng)的情況，來判斷變壓器內(nèi)部故障的狀態(tài)。利用這些性質(zhì)構(gòu)成的變壓器保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，在瓦斯保護(hù)裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯繼電器。在變壓器正常工作時(shí)，瓦斯繼電器的容器內(nèi)一般是充滿變壓器油的，它的兩對(duì)靈敏水銀觸

38、點(diǎn)是斷開的。如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障，則因油分解而產(chǎn)生的氣體聚集在容器的上部時(shí)，此時(shí)迫使油面下降，使上面一對(duì)水銀觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)回路，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，即繼電器輕瓦斯動(dòng)作。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣體，并出現(xiàn)變壓器油的涌浪，迫使油猛烈地由油箱進(jìn)入油枕，通過聯(lián)接管道的時(shí)候，要經(jīng)過瓦斯繼電器，這時(shí)強(qiáng)大的油流沖擊瓦斯繼電器的擋板，使下面一對(duì)水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，切斷與變壓器連接的所有電源，從而起到保護(hù)變壓器的作用，即繼電器重瓦斯動(dòng)作。線路如圖4-2所示。特別要注意，在新裝或大修的變壓器在加油濾油時(shí)將空氣帶入變壓器內(nèi)部，不能及時(shí)排出，當(dāng)變壓器運(yùn)行后油溫逐漸上升，形成油的對(duì)流，內(nèi)

39、部貯存的空氣逐漸排出，有可能使瓦斯繼電器動(dòng)作。瓦斯繼電器動(dòng)作的次數(shù)與變壓器內(nèi)部貯存的氣體多少有關(guān)。遇到上述情況時(shí)應(yīng)根據(jù)變壓器的音響、溫度、油面以及加油、濾油工作情況來綜合分析，如變壓器運(yùn)行正?？梢耘袛酁檫M(jìn)入空氣所造成的。否則要取氣做點(diǎn)燃試驗(yàn)，進(jìn)一步判斷變壓器內(nèi)部是否有故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，瓦斯繼電器比差動(dòng)繼電器能更靈敏地反映變壓器內(nèi)部故障，特別對(duì)于匝闖短路，其靈敏度高于其它任何保護(hù)。但瓦斯保護(hù)不宜整定得過于靈敏，避免誤動(dòng)作。 圖4-2 瓦斯保護(hù)原理接線圖4-2瓦斯繼電器，上面的觸點(diǎn)為輕瓦斯保護(hù)，它由上浮筒或上開口杯控制，動(dòng)作后僅給出信號(hào)；下面的觸點(diǎn)為重瓦斯保護(hù)，由擋板或下開口杯控制，動(dòng)作后經(jīng)信號(hào)

40、繼電器2給出信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)出口繼電器4，繼電器4的觸點(diǎn)閉合，并通過本身的電流線圈自保持，知道斷路器跳閘為止?？紤]到瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)在不穩(wěn)定油流的沖擊下可能發(fā)生振動(dòng)，或短時(shí)閉合的狀況，所以加上了自保持回路，以保證在這種情況下也能可靠的動(dòng)作與跳閘。跳閘完畢后，由斷路器的輔助觸點(diǎn)將自保持回路切斷。轉(zhuǎn)換開關(guān)3是用來將重瓦斯保護(hù)轉(zhuǎn)換到僅動(dòng)作與信號(hào)的位置。4.3 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理；變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。縱差保護(hù)在發(fā)電機(jī)

41、上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，縱差保護(hù)將有許多特點(diǎn)和困難。變壓器具有兩個(gè)或更多個(gè)電壓等級(jí)，構(gòu)成縱差保護(hù)，所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護(hù)不平衡電流將很大，縱差保護(hù)是利用比較被保護(hù)元件各端電流的幅值和相位的原理構(gòu)成的，根據(jù)kcl基本定理，即當(dāng)被保護(hù)設(shè)備無故障時(shí)恒有：，即各流入電流之和必等于各流出電流之和。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時(shí)，短路點(diǎn)成為一個(gè)新的端子，但是實(shí)際上在外部發(fā)生短路時(shí)還存在一個(gè)不平衡電流，所以縱差保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)應(yīng)改寫為： （4-1） 式中差動(dòng)回路的差動(dòng)電流； 總差保護(hù)的最大不平衡電流。 對(duì)于雙繞組和三繞組變壓器，實(shí)現(xiàn)縱差保護(hù)的原理接線圖如

42、圖4-3所示：圖4-3 雙繞組變壓器接線圖以雙繞組變壓器為例說明縱差保護(hù)原理。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此為了保證縱差保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等例如在圖4-3中應(yīng)使： （4-2） 或 （4-3） 式中：高壓側(cè)電流互感器的變比 低壓側(cè)電流互感器的變比 變壓器的變比 變壓器高壓側(cè)一次電流 變壓器低壓側(cè)一次電流 高壓側(cè)電流互感器二次電流 低壓側(cè)電流互感器二次電流 縱差保護(hù)動(dòng)作判斷用下式表示： （4-4） 式中：縱差保護(hù)動(dòng)作整定電流。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行及故障時(shí)，。即： 此時(shí)差電流小于動(dòng)作整定電流，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)

43、部故障時(shí)，繼電器反應(yīng)兩側(cè)電流之和，此時(shí)差電流大于動(dòng)作整定電流。保護(hù)動(dòng)作對(duì)于縱差保護(hù)動(dòng)作判據(jù)中的 ，要按躲過外部短路時(shí)最大短路電流對(duì)應(yīng)的最大不平衡電流整定，這時(shí)數(shù)值較大，如圖4-4中直線1所示，直線以下為制動(dòng)區(qū)，直線以上為動(dòng)作區(qū)。如果內(nèi)部短路電流較小，則差動(dòng)電流的值小于最大不平衡電流， 該點(diǎn)處于直線1以下(制動(dòng)區(qū))，保護(hù)不動(dòng)作，這時(shí)保護(hù)的靈敏度不能滿足要求。由于變壓器縱差保護(hù)的不平衡電流隨一次穿越電流的增大而增大，因此，利用該穿越電流產(chǎn)生制動(dòng)作用使動(dòng)作電流隨制動(dòng)電流而變化，這樣在任何內(nèi)部短路情況下動(dòng)作電流都大于相應(yīng)的不平衡電流，同時(shí)又具有較高的靈敏度?；诖?，人們提出了帶有制動(dòng)特性的縱差保護(hù)，如

44、圖4-4：曲線2所示曲線以上為動(dòng)作區(qū)，曲線以下為制動(dòng)區(qū)。動(dòng)作特性曲線2與直線1相比，圖中陰影部分能夠正確動(dòng)作。圖4-4 縱差保護(hù)動(dòng)作曲線事實(shí)上，外部發(fā)生短路故障時(shí)，因?yàn)橥獠慷搪冯娏鞔?，特別是暫態(tài)過程中含有非周期分量，電流使電流互感器的勵(lì)磁電流急劇增大，而呈飽和狀態(tài)，使得變壓器兩側(cè)互感器的傳變特性很難保持一致，而出現(xiàn)較大的不平衡電流。因此采用帶制動(dòng)特性的原理，外部短路電流越大，制動(dòng)電流也越大，繼電器能夠可靠制動(dòng)。一般地運(yùn)用縱差保護(hù)原理能可靠地區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，并有相當(dāng)高的靈敏度，這也是電力系統(tǒng)主元件往往采用縱差保護(hù)的原因。但對(duì)變壓器來說情況有一些特殊性，在變壓器合閘時(shí)，在變壓器的一側(cè)產(chǎn)生很大的電流

45、，使得空載電流增加到正常狀態(tài)的6-8倍，形成所謂的勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流屬于正常工況下的電流，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，但它卻是差電流，因此在變壓器保護(hù)中必須鑒別出勵(lì)磁涌流的狀況，防止在這種情況下保護(hù)誤動(dòng)，這是變壓器保護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。另外，由于縱差保護(hù)的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，其動(dòng)差保護(hù)回路中有不平衡電流，使縱差保護(hù)處于不利的工作條件下。為保證變壓器縱差保護(hù)的正確靈敏動(dòng)作，必須對(duì)其回路中的不平衡電流進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。4.4 零序過電流保護(hù) 在大接地電流系統(tǒng)，為防止母線和引線上的接地短路

46、，在三側(cè)都有電源而中性點(diǎn)接地的變壓器上，一般裝設(shè)零序過電流保護(hù)，作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。零序電流繼電器的整定，對(duì)于高壓及中壓側(cè)均直接接地的三繞組普通變壓器，高中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)零序方向過電流保護(hù)，方向指向本側(cè)母線。（1） 段零序過電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路零序過電流保護(hù)第段或第段或快速主保護(hù)相配合。 （4-5）式中段零序過電流保護(hù)動(dòng)作電流（二次值）； 零序電流分支系數(shù)，其值等于線路零序過電流保護(hù)段保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過本保護(hù)的零序電流過該線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行方式的最大值； 可靠系數(shù)，取1.1；與之相配合的線路保護(hù)相關(guān)段動(dòng)作電流（二次值）。（2） 段零序過電流繼

47、電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路零序過電流保護(hù)的后備段相配合。 （4-6） 式中段零序過電流保護(hù)動(dòng)作電流（二次值）； 零序電流分支系數(shù)，其值等于線路零序過電流保護(hù)后備保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過本保護(hù)的零序電流過該線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行方式的最大值； 可靠系數(shù)，取1.1；與之相配合的線路零序過電流保護(hù)后備段的動(dòng)作電流（二次值）。（3） 靈敏度校驗(yàn)： （4-7）式中：3為段（或段）保護(hù)區(qū)末端接地短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的最小零序電流（二次值）；為段（或段）零序過電流保護(hù)的動(dòng)作電流，要求。4.5 過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷，在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的。所以過負(fù)荷保護(hù)只須用一個(gè)電流繼電器接于一相電流即

48、可。為了防止外部短路時(shí)不誤發(fā)過負(fù)荷信號(hào)，保護(hù)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流，按躲過變壓器的額定電流整定，即 (4-8) 式中可靠系數(shù)，取1.05 返回系數(shù)；取0.85變壓器過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)t。5輸電線路保護(hù)5.1 輸電線路保護(hù)的配置原則在超高壓電網(wǎng)中，常用的母線接線方式有雙母線接線和3/2斷路器接線，這兩種母線對(duì)保護(hù)的配置要求是不同的。1）雙母線接線方式對(duì)保護(hù)配置的要求輸電線路應(yīng)按雙重化配置成套保護(hù)裝置，成套保護(hù)要包含完整的主、后備保護(hù)功能并單獨(dú)組屏。兩條母線要配置統(tǒng)一的母差保護(hù)，母聯(lián)斷路器要配置母聯(lián)保護(hù)，所有的斷路器都要配置斷路器失靈保護(hù)，母差保護(hù)

49、功能、母聯(lián)保護(hù)功能和斷路器失靈保護(hù)功能要在同一臺(tái)母線保護(hù)裝置里實(shí)現(xiàn)，母線保護(hù)裝置要按雙重化進(jìn)行配置并單獨(dú)組屏。2）3/2斷路器接線方式對(duì)保護(hù)的要求輸電線路應(yīng)按雙重化配置保護(hù)裝置，每套保護(hù)要包含完整的主、后被保護(hù)功能并單獨(dú)組屏。兩條母線都要配置獨(dú)立的母差保護(hù)裝置，每個(gè)斷路器都要配置獨(dú)立的斷路器失靈保護(hù)及重合閘裝置，斷路器之間的連接還要配置短引線裝置。所有保護(hù)裝置均采取雙重化配置并單獨(dú)組屏。在這種接線方式中，由于輸電線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)要同時(shí)切除邊斷路器和中斷路器，而重合閘時(shí)又要先合邊斷路器，待邊斷路器合閘成功以后才能合中斷路器，因此重合閘功能的實(shí)現(xiàn)方式與雙母線接線方式不同。另外，由于每一串有兩個(gè)邊斷路

50、器和一個(gè)中間斷路器，如果再由母線保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)斷路器失靈保護(hù)功能的話，在配置時(shí)就不太順暢了，因此對(duì)這種接線方式專門設(shè)計(jì)獨(dú)立的斷路器失靈保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)重合閘功能和斷路器失靈保護(hù)功能，每個(gè)斷路器配置一個(gè)斷路器失靈保護(hù)裝置。5.2 對(duì)成套線路保護(hù)裝置的功能要求一套成套線路保護(hù)裝置必須包含下列功能：（1） 縱聯(lián)保護(hù)（縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離、縱聯(lián)電流差動(dòng)）。（2） 相間距離和接地距離保護(hù)。（3） 零序電流保護(hù)。（4） 重合閘功能（可選）。（5） 三相不一致保護(hù)（可選）。 縱聯(lián)保護(hù)是成套線路保護(hù)裝置的主保護(hù)，縱聯(lián)保護(hù)的種類主要有縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離、縱聯(lián)電流差動(dòng)三種類型，成套線路保護(hù)裝置通常按主保護(hù)類型命名。5

51、.3 輸電線路保護(hù)對(duì)電流、電壓方向的規(guī)定所有輸電線路保護(hù)的原理都是依據(jù)電流幅值的變化或電流、電壓之間相位關(guān)系的變化來區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障，因此必須明確規(guī)定電流、電壓的正方向。電流的正方向規(guī)定為從母線流向被保護(hù)的線路，電壓的正方向規(guī)定為從母線指向中性點(diǎn)。對(duì)安裝在同一條輸電線路兩側(cè)的保護(hù)來說，其電流的正方向流向是相反的。6 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)距離保護(hù)是通過測量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的距離來判斷區(qū)內(nèi)，區(qū)外的故障，保護(hù)范圍末端y到保護(hù)安裝處之間的距離稱作距離保護(hù)定值，當(dāng)故障點(diǎn)k到保護(hù)安裝之間的距離小于定值時(shí)就判定為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)就動(dòng)作，反之則判定為區(qū)外故障，保護(hù)就不動(dòng)作。對(duì)輸電線路來說，由于單位長

52、度的阻抗基本上是一定的，線路阻抗與線路長度成正比，因此，可以用阻抗來表示距離，短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的距離就可以用短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的阻抗來表示，于是，距離測量問題就轉(zhuǎn)換變成了阻抗測量問題。阻抗繼電器是距離保護(hù)的核心元件。阻抗繼電器的阻抗測量公式為： = （6-1）6.1 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)概述縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)就是在輸電線路兩側(cè)的保護(hù)裝置中配置一對(duì)能測量故障正，反方向的繼電器，當(dāng)故障發(fā)生在統(tǒng)一規(guī)定的正方向上時(shí)正方向繼電器動(dòng)作，反之則方向繼電器動(dòng)作，再借助于通信的手段，讓兩側(cè)的保護(hù)裝置都可以知道對(duì)側(cè)方向繼電器的動(dòng)作情況并以此為依據(jù)來判斷區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。當(dāng)故障在區(qū)內(nèi)時(shí)，兩側(cè)的正方向繼

53、電器都動(dòng)作，反方向繼電器都不動(dòng)作，于是兩側(cè)的保護(hù)都發(fā)跳閘命令將故障線路從系統(tǒng)中切除，反之則兩側(cè)的而保護(hù)都不發(fā)跳閘命令。縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)由故障方向測量繼電器、通信通道和通信收發(fā)信機(jī)三部分構(gòu)成，通信通道的類型主要有電力載波通道、微波通道、導(dǎo)引線通道和光纖通道等。電力載波通道是電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種通道類型，它使用輸電線路作為通信信號(hào)的傳輸介質(zhì)，不需要另外再設(shè)立專門的通信通道，它的工作頻率為50400khz，由于該頻率區(qū)域?qū)儆诟哳l區(qū)域，故電力載波通道又稱高頻通道，由電力載波通道構(gòu)成的縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)又稱作高頻保護(hù)。微波通道以微波作為線路兩側(cè)保護(hù)交換信息的通道，由于通信距離受地形、地貌的影響

54、比較大，在電力系統(tǒng)中實(shí)際沒有推廣使用過。光纖通道以光纖代替輸電線路來傳輸高頻信號(hào)，在光纖通信技術(shù)廣泛用于電力系統(tǒng)以后得到了一定程度的使用。導(dǎo)引線通道設(shè)立專門的通信導(dǎo)線代替輸電線路來傳輸高頻信號(hào)，曾經(jīng)用于短線路縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)，后來隨著光纖通道的普及，已逐漸被光纖通道替代。在縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)系統(tǒng)中，兩側(cè)保護(hù)間傳送的信號(hào)有閉鎖信號(hào)和允許信號(hào)之分，使用閉鎖信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)稱作閉鎖式保護(hù)，使用允許信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)稱作允許式保護(hù)。 6.2 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)的故障判別原理 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)在每條輸電線路的兩側(cè)的保護(hù)裝置中各配置一對(duì)正、反方向繼電器。對(duì)閉鎖式保護(hù)，它讓正方向元件動(dòng)作或反向

55、動(dòng)作的一側(cè)一直發(fā)高頻信號(hào)的收發(fā)信號(hào)機(jī)采取單頻制，即只要通道上有高頻信號(hào)，兩側(cè)的收信機(jī)都能收到，而不管是由于本側(cè)發(fā)出的還是由對(duì)側(cè)發(fā)出的，于是，pn線路兩側(cè)的保護(hù)都發(fā)不出高頻信號(hào)，也都收不到高頻信號(hào)，因此都能跳閘，故障被切除，而mn線路兩側(cè)的保護(hù)中至少有一側(cè)的保護(hù)要發(fā)高頻信號(hào)，因此，兩側(cè)的保護(hù)都能收到高頻信號(hào)，都不能跳閘，線路繼續(xù)正常運(yùn)行。6.3 縱聯(lián)方向（距離）保護(hù)的方向繼電器縱聯(lián)方向保護(hù)的方向繼電器由工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器共同構(gòu)成，工頻變化量方向繼電器能保護(hù)各種類型的短路故障，零序方向繼電器只能保護(hù)接地短路故障，這兩種繼電器都沒有可以整定的保護(hù)范圍，為了使縱聯(lián)方向保護(hù)的保護(hù)范圍能覆蓋線路全長。工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器通過“或”邏輯構(gòu)成正、反方向繼電器。縱聯(lián)就保護(hù)的方向繼電器由距離保護(hù)的方向阻抗繼電器構(gòu)成，因?yàn)榉较蜃杩估^電器是可以判別故障點(diǎn)的正、反方向的。方向阻抗繼電器保護(hù)范圍可以鑒定，一般將距離保護(hù)段的定值作為縱聯(lián)保護(hù)的方向阻抗繼電器定值，以確?？v聯(lián)距離保護(hù)的保護(hù)范圍能覆蓋線路全長。由于阻抗繼電器在系統(tǒng)震蕩時(shí)可能會(huì)誤動(dòng)，因此縱聯(lián)距離保護(hù)也要采取震蕩閉鎖措施，這一點(diǎn)跟距離保護(hù)是一樣的。7母線保護(hù)7.1 母線保護(hù)的功能配置要求在超高壓電網(wǎng)中，常用的母線接線方式有雙母線接線和3/2斷路器接線，這兩種母線對(duì)保護(hù)的功能配置要求是不同