電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考點(diǎn)總結(jié)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考點(diǎn)總結(jié)考點(diǎn)1:電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本構(gòu)成、作用、原理及基本要求在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的任務(wù)之一就是為一次系統(tǒng)設(shè)備故障時(shí)，由保護(hù)向距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命 令，使之從系統(tǒng)中脫離.以保證系統(tǒng)其他部分的安全穩(wěn)定運(yùn)行.并最大限度的減少對電力設(shè)備的損壞C伙I此保護(hù)應(yīng)能區(qū) 分正常運(yùn)行與短路故障：應(yīng)能區(qū)分短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近。考點(diǎn)2：距離保護(hù)原理、構(gòu)成及整定計(jì)算系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí).不可能總工作于最大運(yùn)行方式下，I大I此十運(yùn)行方式變小時(shí)，電流保護(hù)的保護(hù)范碉將縮短.靈墩 度降低：而距離保護(hù).顧名思義它測址的是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離.受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較小.保護(hù)范鬧穩(wěn)定。常 用于線路保護(hù)。距離

2、保護(hù)的具體實(shí)現(xiàn)方法是通過測雖短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗實(shí)現(xiàn)的 I大I為線路的阻抗成正比于線路長度。在前面的分析中大家已經(jīng)知道保護(hù)安裝處的電壓等于故障點(diǎn)電壓加上線路壓降，即UAU： 線路壓降A(chǔ)U 并不單純是線路阻抗乘以相電流它等于正.負(fù)、零序電流右芻序陽抗I的壓降之和.即厶U=IK1»X1+ IK2*X2+ IKO*XO 接下來我們先以A相接地短路故障將保護(hù)安裝處母線電壓重新推導(dǎo)一下。因?yàn)樵诎l(fā)生單相接地短路時(shí).310等于故障相電流IKA：同時(shí)考世線路XWX2則有：Uw=Uu+Iul* Xul+ Iu2* Xuc2+ IuO* XuO=Uia+Iu1*X u(1+ Iu2*X u1+ Iu

3、O*X uO+ (IuO* Xl.1" Iu0* Xul)=Uu+ Xl«1(Iu1+ Iu2+ IuO)+ IuO (XimO-XimI)=Uxa+Xh1*Iia+ 3IuO (X(jO-Xlm1) *Xul/3Xu<1=Uu+Xiil*Iul+ (XucO-Xwl) /3X111令K= (XQXsl) /3X ul則有UiUu+IuWimKI+K)或UwFUu+IutX U(1 (l+K)=Uu+X U1 (Iu+KIia)=Uu+X U1 (Iu+K3I uO)同理可得Uim=UD+ X ml (I«+K3I n0)U«M=UK+ Xml(I

4、ic+K3I Ko)這樣我們就可得到母線電壓計(jì)算得一般公式：Uof=Uio+ X utl (Iro+K3I0)該公式適用于任何母線電壓的計(jì)算，對于相間電壓，只不過因兩相相減將同相位的零序分* K3I tt0減去了而已。一、接地阻抗繼電器的測址阻抗我們希望，故障時(shí)加入阻抗繼電辭的電壓、電流測雖值2J=UJ/IJ正好成正比于保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的線路阻抗5 對于取相接地阻抗繼電器來說，如果按相電壓.相電流方式接線.則故障時(shí)繼電器的測雖阻抗ZJ=UJ/IJ=Z uf(Iie+K3I0)/l當(dāng)金屬性單相接地短路時(shí)Ug=(l+K)Zm它不能正確反映保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的線路阻抗Z LX那么為使阻抗繼電器測雖

5、阻抗2J正好等于保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的線路阻抗Za我們可以在構(gòu)成阻抗繼電器上做文 章,使ZJ=Z lm(WK3I0)/(I+K3I0)=Z UI也就是說使繼電器的計(jì)算用電壓等于相電壓.汁算用電流等于IMK3I0,常規(guī)繼電器構(gòu)成上可以采用S+K3I0復(fù) 合濾序器實(shí)現(xiàn)，微機(jī)保護(hù)更簡取，直接通過軟件算法實(shí)現(xiàn)。ZJ=UJ/(Ix,-K3I0)的接線方式稱為帶零序電流補(bǔ)償?shù)慕拥刈杩估^電器。接地阻抗保護(hù)一般采用該種接線。二、相間阻抗繼電器的測址阻抗在前而兩相短路的分析中.我們得出：1如2隔UKa=2IKAm*X1«則有母線處測雖阻抗ZJ=2IK.Am*X1./2IKAw=X1ii因此對于相間阻抗繼

6、電器來說，如果按相間電壓、對應(yīng)相間電流方式接線，則故障時(shí)繼電器的測雖阻抗=2IW*Z ui/2 =ZlM能夠正確反映保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的線路阻抗Z5ZJ“=UJ“/IJ“的接線方式稱為相間阻抗繼電器的0接線，相間距離一般采用該種接線。三、正.反向短路故障測量阻抗比較假設(shè)為金屈性短路.故障點(diǎn)電圧為零規(guī)定正方向：電流由悸線抬向線路為正方向:電壓以電壓升為正方向如下圖示：1. 正方向短路故障測雖阻抗：ZJ=UJ/IJ=ZLM2、反方向短路故障測址阻抗：2J=UJ/IJ=-ZLM由上式可以看出：在持定的正方向下，測雖阻抗具有明顯的方向性：也就是說正向故障實(shí)際上是由保護(hù)裝幫背側(cè)電 源作用的結(jié)果：而反向故

7、障是由對側(cè)電源作用的結(jié)果。四、距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法不論是常規(guī)保護(hù)還是微機(jī)保護(hù)為了實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的保護(hù).首先要按照我們的意愿確定一個(gè)固定的動作持性(相對 應(yīng)有一個(gè)動作方程人若汁算出的測雖阻抗2J落在動作特性內(nèi)部.繼電器就動作°阻抗繼電器一般應(yīng)包含兩個(gè)雖1)補(bǔ)償電斥或丄作電壓2)極化電壓或參考電壓工作電壓uazs通過這個(gè)等式可以看出，IjZr實(shí)際上是保護(hù)安裝處至整定點(diǎn)的圧降。那么母線電壓減去保護(hù)安裝處至整定點(diǎn)的壓降 實(shí)際上就是整定點(diǎn)的電壓。即保護(hù)范列末端的電壓?，F(xiàn)在我們結(jié)合下圖來看一下工作電壓"在正向區(qū)內(nèi)、正向區(qū)外及反方向故障時(shí)同測雖電圧5測址的相位關(guān)系。在正向區(qū)內(nèi)K1點(diǎn)發(fā)生短路

8、.Zj<Zr則UcF=Uj-Ij2=-I;(Zn)-Zi)Uj=IjZjUcf與反向:在正向區(qū)外K2點(diǎn)發(fā)生短路.Zj>Zr則UcK廠I憶滬Ij(Z廠Uj=IjZj%與匚同向：在反方向K3點(diǎn)發(fā)生短路.Zj>Z：d則U«>=Uj-IjZnF-Ij(ZrZ)Uj=-IjZjUce與匚同向：所以可以通過比較4與匕的相位關(guān)系來判斷區(qū)內(nèi).區(qū)外及反向故障。只要是按動作方程實(shí)現(xiàn)的距離保護(hù)就一定含有工作電圧這一項(xiàng)。極化電壓是與工作電斥比較的參考電壓.選用不同的極化電圧可以獲得不同的動作特性。例如：選用5為極化電壓 可構(gòu)成方向阻抗繼電器、選用S+I憶R為極化電壓可構(gòu)成全阻抗繼電器

9、、選用IjR：d為極化電壓可構(gòu)成電抗性阻抗繼電器、 選用IjXq為極化電壓可構(gòu)成電阻性阻抗繼電器等等。下面我來介紹一下方向阻抗繼電器的動作特性：其動作方程為丨l/2Zn)|列Z廠1/2Z(絕對值比較方程)或90° War g一 Zn) /ZjW270°(相位比校方程)這兩個(gè)方程對應(yīng)同一個(gè)動作持性，又是如何等效互換的呢？是根據(jù)平行四邊形法則實(shí)現(xiàn)的互換大家看一下下而的四個(gè)圖形：3由圖可看出：C=B A： D=BA當(dāng)A| = |B|,且B超前人時(shí)argC/D=90: 當(dāng) A| = |B|,且A超前8時(shí) argC/D=270°： 肖 A|>|B|> 且 B 超

10、前 A 時(shí)，argC/D>90°； 當(dāng) A|>|B|,且 A 超前 B 時(shí).argC/D<270°：根據(jù)上面的關(guān)系式就可以將絕對值比較方程等效轉(zhuǎn)換為相位比較方程:A|> B可轉(zhuǎn)換為90WaHg(B-A)/(B+A)W270°根據(jù)動作方程可繪出方向阻抗繼電器的動作特性，大家都知道以闘的直徑為斜邊交干圓周上的三角形必定是直角三 角形。那么根據(jù)相位比較方程可知，若測雖阻抗落于惻周上，剛好是臨界動作狀態(tài)。動作持性如下圖示：方向由抗動作特忙圖在實(shí)際應(yīng)用中，若采用阻抗形式動作方程需要計(jì)算出測量阻抗值向雖：所以在構(gòu)成繼電器的過程中.常常采用電壓 形式動作

11、方程，即動作方程上下同乘測雖電流Ij乘轉(zhuǎn)換為電壓形式動作方程：90Warg(Uj-IjN)/UjW270°構(gòu)成貳相接地阻抗繼電器時(shí)測雖電流Ij=Iw+K3I0構(gòu)成相間阻抗繼電器時(shí)，測雖電流I尸五、距離保護(hù)應(yīng)用中的相關(guān)輔助措施：1.測雖阻抗Zf= Uj/Ij.那么、"井1某種原因電壓斷線時(shí)，阻抗繼電辭將會誤動作，故必須采取電壓斷線閉鎖措施. 為發(fā)生電壓斷線時(shí)閉鎖保護(hù)。通常采用電壓互感器二次電壓與開口三角電壓比較實(shí)現(xiàn)。微機(jī)保護(hù)采用軟件算法實(shí)現(xiàn)(例 如：啟動元件不動作的情況下，三相向雖和大于8V：或絕對值和小于額定電壓的一半且斷路器在運(yùn)行位宜等等)2 當(dāng)殺統(tǒng)振蕩時(shí)，振蕩中心的電壓

12、眸低電痂丹高；那么處于振蕩中心的阻抗維也器因感受到的測星阻抗眸低, 所以也必須采取振蕩閉鎖損施，當(dāng)發(fā)生振蕩時(shí)閉做保護(hù)。并謹(jǐn)循振蕩不消失，閉淡不解除的原則。通常引入正序元 件，負(fù)、零厚電涼或電涼增星元件及采用短時(shí)弟放來監(jiān)視靜穩(wěn)破壞。3在正方出口短路時(shí)可能拒動，反方向出口短路時(shí)可能渓動；通常釆用使極化電壓帯“記憶”來實(shí)現(xiàn)。常規(guī)保 護(hù)引入第三相電壓構(gòu)成RLC串聯(lián)謂振回路，使故陣時(shí)保持故譚前相位；徴機(jī)保護(hù)直接讀取故譚前數(shù)振。%、啟動元件阻抗測重元件電壓閉鎖元件振蕩閉彼-疥a考*4：縱聯(lián)保護(hù)原理“構(gòu)成M我們先來看一下反改一側(cè)電氣里變化的保護(hù)有什么不足？所以說，正真構(gòu)成一套距離保護(hù)至少包含以下幾 元件、邏

13、輯回胳。少K1 “N%対于反映單側(cè)電氣塑孌化的H側(cè)保護(hù)來說，它無達(dá)區(qū)分是本側(cè)線路末端故陣還是下級線路始端故障。所以在保 護(hù)整走上要將它瞬時(shí)段的保護(hù)范廚限制在全線的70%飛映左右，也即倉映單側(cè)電氣星變化的1呆護(hù)不能瞬時(shí)切除本線路 全長內(nèi)的故陣。因此，引入了縱聯(lián)保護(hù)，縱聯(lián)保護(hù)是綜合反映線路兩側(cè)電氣星麥化的保護(hù)，站本線路全長范圉肉的故陣均能瞬 時(shí)切晾。牟.汨齊為了使保護(hù)能夠做到全線速動，有效的辦法是讓線路兩端的保護(hù)祁能夠測里到對端保護(hù)的動作信號，再與本儺 帯方向的保護(hù)動作信號比較、判定，以確走是香為區(qū)內(nèi)故障，若為區(qū)內(nèi)故隱，則瞬時(shí)眺閘。這樣無論在線路的任何 處岌生故隱，線路兩側(cè)的保護(hù)都能瞬時(shí)動作跳閘。

14、快速:性、迭澤性都得到了保證。在構(gòu)成保護(hù)上，是將對側(cè)對故陣的和斷星傳送到本側(cè)，本側(cè)保護(hù)經(jīng)過綜臺判斷，來決走保護(hù)是否應(yīng)該動作。有 將對側(cè)電氣星鑄化為數(shù)寧信號通迥微波通道或光纖傳送到本側(cè)進(jìn)行盲接計(jì)算（如縱聯(lián)差動保護(hù)），有將對側(cè)對故陣是 否左本線路正方向的判斷里適過高頻（載湧、微滾）通道倍逆到本側(cè)，本側(cè)棵護(hù)進(jìn)行綜臺判別（如縱朕方向棵護(hù)、 縱聯(lián)距離保護(hù)等等）呢姦件一、實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)的方式：-閉鎖式：也就是說收不到商頻信號是保護(hù)動作和跳閘的必耍條件。一般應(yīng)用干超范用式縱聯(lián)保護(hù)（所謂超范用 即兩側(cè)保護(hù)的正方向保護(hù)范困均超出木線路全長）：髙頻信號采用收發(fā)同頻，即加頻制。發(fā)信高頻侑號間ku本側(cè)保護(hù)動作-允許式：

15、也就是說收到高頻信號是保護(hù)動作和跳閘的必要條件。一般應(yīng)用于超范用式縱聯(lián)保護(hù)（所謂欠范囤 即兩側(cè)保護(hù)的正方向保護(hù)范由均超過木線路全長的50%以上，但沒有超出木線路全長）：島頻信號采用收發(fā)不同頻率，即 雙頻制。本側(cè)保護(hù)功作或!發(fā)信高頻信號間kup.2、直跳式：也就是說收到高頻信號是保護(hù)跳閘的充分必要條件。一般應(yīng)川T欠范H；l代縱聯(lián)保護(hù)。發(fā)信高狽信號二1通道亠*跳閘衣仗j保護(hù)功作3、差動式：也就是說將對側(cè)電氣雖轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送到木側(cè)進(jìn)行直接計(jì)算二、故障時(shí)允許式信號、閉鎖式信號的特點(diǎn) 閉鎖式信號主要在非故障線路上傳輸 允許式信號主要在故障線路上傳輸K1MAK/P固回回回所以說，對于閉鎖信號可以利用電

16、力線路相-地通道構(gòu)成閉鎖式保護(hù)：而允許信號由于主要在故障線路上傳輸，則 只能采用相-相通道或者是復(fù)用戦波、復(fù)用微波、專用光纖通道。三、閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)原理13閉鎖式縱獲保護(hù)邏輯樞圖邏輯圖中，正常態(tài)各個(gè)與門.或門的輸出均為0下面我們以MN線路為例.分析一下閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)在區(qū)內(nèi)故障、區(qū)外故障時(shí)的動作行為:一、區(qū)內(nèi)故障（系統(tǒng)在K1點(diǎn)發(fā)生故障）兩側(cè)保護(hù)的啟動元件動作，當(dāng)達(dá)到低定值時(shí).經(jīng)由“與門V向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號（由于正常時(shí)“與門6”輸岀為 0.故“與門1”輸出為1）:因?yàn)槭菂^(qū)內(nèi)故障所以兩側(cè)正方向元件動作、反方向元件不動作，出達(dá)到商定值，“與門2” 輸出為1、“與門3"輸出為0：半向?qū)?cè)發(fā)送閉

17、鎖信號時(shí)，通道存在閉鎖信號，收信繼電器動作，一方面閉鎖“與門7： 一方面經(jīng)過8ms延時(shí)電路使“或門4”動作：“或門4"同“與門2"輸出均為1.則“與門5”輸出為1.使“或門4” 自保持，由干"與門5”輸出為1、“與門3”輸出為0.所以“與門6”動作，“與門6”輸出為1后將"與門V閉鎖， 使木側(cè)不再向通道發(fā)送閉鎖信號：這樣兩側(cè)均不向通道發(fā)送閉鎖信號.則收信繼電器返回輸出為0.同時(shí)“與門6”輸 出為所以“與門7”動作：使兩側(cè)保護(hù)均動作跳閘。二. 區(qū)外故障（系統(tǒng)在K2點(diǎn)發(fā)生故障）N側(cè)保護(hù)啟動元件動作.円達(dá)到低定值時(shí).經(jīng)由“與門1M向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號（由于正常時(shí)

18、“與門6”輸出為0, 故“與門L輸出為1）:對于N側(cè)保護(hù)來說K2點(diǎn)故障是反方向故障所以反方向元件動作、正方向元件不動作，、”I達(dá)到 商定值"與門2”輸出為0、“與門3”輸出為1：片向?qū)?cè)發(fā)送閉鎖信號時(shí).通道存在閉鎖信號，收信繼電器動作，一 方而閉鎖“與門7= 方而經(jīng)過8ms延時(shí)電路使“或門4”動作：由于“與門2"輸出為0.則“與門5”輸出為0“與 門6"輸出為0, “與門7”輸出為0.所以N側(cè)保護(hù)不會動作跳閘：同時(shí)因“與門6”輸出為0不能閉鎖“與門1",使 木側(cè)繼續(xù)向通道發(fā)送閉鎖信號。M側(cè)保護(hù)分析同區(qū)內(nèi)故障：“與門6”動作，“與門6"輸出為1后

19、將“與門閉鎖使木側(cè)不再向通道發(fā)送閉鎖信 號：但由于N側(cè)保護(hù)繼續(xù)向通道發(fā)送閉鎖信號使M側(cè)的收信繼電器不能返回.輸出始終為1.將“與門7”閉鎖.所 以M側(cè)保護(hù)同樣不會動作跳閘。三.閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)跳閘的必要條件:通過上述分析，Is我們可以得到閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)跳閘的必要條件:啟動元件高定值動作2x3x反方向元件不動作至少收到過8ms閉鎖信號正方向元件動作同時(shí)滿足上述四個(gè)條件，保護(hù)停止發(fā)信5s收不到閉鎖信號同時(shí)滿足上述五個(gè)條件，保護(hù)動作跳閘四. 設(shè)低兩個(gè)啟動元件的原I大I：主要是防止區(qū)外故障保護(hù)誤動。低定值用干啟動發(fā)信：商定值啟動故障計(jì)算。假如只設(shè)一個(gè)啟動元件.兩側(cè)保護(hù)的整定值相同.若因某種原因（如h 保

20、護(hù)采樣誤差）反方向側(cè)保護(hù)不能啟動發(fā)信，那么將造成正方向側(cè)保護(hù)誤動跳閘。所以要設(shè)迓兩個(gè)啟動元件。五、設(shè)置正、反兩個(gè)方向元件的原I大I: 主要是防止功率倒向保護(hù)誤動：假如只設(shè)一個(gè)正方向元件.、勺在保護(hù)4出口發(fā)生短路，故障電流方向如上圖示、tlDL開關(guān)先跳開后，I回線電流 將由N側(cè)流向M側(cè)再流向故障點(diǎn)。那現(xiàn)在我們來分析一下：片故障開始時(shí).保護(hù)】正方向元件動作停止發(fā)信：保護(hù)2正方向元件不動，向保護(hù)1發(fā) 閉鎖信號。十4DL跳開后，故障電流反向，則保護(hù)2正方向元件動作，停止發(fā)信。此時(shí)保護(hù)】正方向元件可能還沒來得 及返回，那么就有可能造成非故障線路"I回線”兩側(cè)保護(hù)誤動。但如果再設(shè)一個(gè)靈敬度更高的

21、反方向元件.且反方向元件一動作立即閉鎖正方向元件，則可有利干防止功率倒向問 題。六、至少收到過8ms閉鎖信號的原I大 1：主要是考虔區(qū)外故障時(shí)可靠收到對側(cè)的閉鎖信號，防止本側(cè)保護(hù)誤動。閃為商頻信號沿通道傳輸需要時(shí)間，最嚴(yán)重的情況是反方向側(cè)保護(hù)啟動元件損壞（或因某種原園沒有啟動九依靠 遠(yuǎn)方啟信使對側(cè)收發(fā)信機(jī)啟動，此時(shí)通道信號將往返一次，并考慮一定的裕度，所以収8ms o考點(diǎn)5:自動重合閘的作用、基本要求1. 自動重合閘的作用在電力系統(tǒng)中.線路是發(fā)生故障最命的元件，故障分為瞬時(shí)性故障和永久性故障兩種。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路故 障大多數(shù)為瞬時(shí)性的.永久性故障一般不到10%。瞬時(shí)故障有雷擊過電壓引起的

22、絕緣子表面閃絡(luò).大風(fēng)引起短時(shí)碰線.線路對樹枝放電.鳥害或風(fēng)箏線索等落在導(dǎo)線 上引起短路等。對瞬時(shí)性故障.十故障線路由斷路器跳閘與電源斷開后，故障點(diǎn)經(jīng)過去游離.電弧可以熄滅.絕大參數(shù) 情況下絕緣可以自動恢復(fù).故障隨即自動消除.這時(shí)如果重新使斷路器合閘.往往能夠恢復(fù)供電，從而提商供電的可靠 性。永久性故障有絕緣子擊穿或損壞.線路倒桿或斷線等引起的故障。對永久性故障，即使故障線路與電源斷開.故障 仍然存在.如果重新使斷路器合閘，繼電保護(hù)會再次動作將已合閘的斷路器再次跳開，供電不能得到恢復(fù)。線路上發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí).重合斷路器的丄作如果由運(yùn)行人員手動操作進(jìn)行，則停電時(shí)間太長，降低了供電的可整 性和重合閘

23、的成功率，因此在電力系統(tǒng)中廣泛采用自動重合閘裝宜。線路上發(fā)生故障.繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘后， 使斷路器自動合閘的裝宜稱為自動重合閘裝宜，實(shí)際上，自動重合閘裝宜是將非正常操作斷開的斷路器按需要自動重新合閘的一種自動裝宜。自動重合閘成功次數(shù)除以重合閘應(yīng)該動作的總次數(shù)的百分?jǐn)?shù)為重合閘成功率。運(yùn)行統(tǒng)汁資料表明，線路重合閘成功 率很啟i，約在60$90%。線路采用自動重合閘裝宜后，其作用可歸納如下：D發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)自動恢復(fù)正常供電.提商供電可靠性：2) 彌補(bǔ)繼電保護(hù)選擇性不足，糾正各種悄況造成的斷路器的誤跳閘：3) 與繼電保護(hù)配合，在很多情況下能夠加速切除故障：4) 對雙側(cè)電源供電的線路.提高并列運(yùn)行

24、的穩(wěn)定性。但是，十?dāng)嗦菲髦睾祥l于永久性故障時(shí)，故障電流再次出現(xiàn)，繼電保護(hù)再次動作跳開斷路器切除故障，這一過程會 帶來一些不良影響.主要有：D使電力系統(tǒng)以及一些電氣設(shè)備再次受到故障沖擊：2)斷路器負(fù)擔(dān)加重，在很短時(shí)間內(nèi)兩次切斷短路電流。2、對自動重合閘裝宜的基木要求為使自動重合閘裝置有效地發(fā)揮作用，必須滿足一定的基木要求。參照有關(guān)規(guī)程自動重合閘裝宜必須滿足如下 基木要求。(1) 自動重合閘按照控制開關(guān)位宜與斷路器位貝不對應(yīng)的原理起動，即控制開關(guān)在合閘后位宜.而斷路器實(shí)際在斷 開位宜時(shí)起動自動重合閘并以繼電保護(hù)動作起動為輔。此時(shí)斷路器是非正常操作斷開。(2) 用控制開關(guān)或通過遙控裝蚤將斷路器操作眺

25、閘時(shí)，自動重臺閘不應(yīng)動作；用控制開關(guān)或通過遙控裝置將斷路器操作臺閘于故陣線路，龍即繼電保護(hù)動作使斷路器眺閘時(shí)，自動重臺閘不應(yīng)動作。后者的故障在臺閘前裁已經(jīng)存在，一 般是永笑性故陣，故都不應(yīng)該重臺閘?？v Q(3) 在任何情況下，自動垂臺閘的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)走的次數(shù)，不允許任意多次重臺斷路器。電力系縊以及電 氣設(shè)備的選擇都是與自動重合閘動作次數(shù)相對應(yīng)的，如果自動垂合閘的動作次數(shù)不符臺預(yù)先規(guī)走，即斷路器多次重臺到 故障，并需要切斷短路電流，則電力系絨多次受到?jīng)_擊，斷路器的滅弧能力下隆，設(shè)備可能謹(jǐn)?shù)狡茐?，引起故譚擴(kuò)大。(4) 自動重合閘動作后應(yīng)能夠自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動狼.:匕.-'(5)

26、 自動垂臺閘應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能。不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)自動將重合閘功能閉鎖，例如，斷路器 處于不正常狀態(tài)(如氣壓或液壓過低)、某些繼電保護(hù)(如母線保護(hù))和自動裝蚤(如按頻奉隆低自動減負(fù)荷裝蚤)動作，不 需要自動重臺閘。皆治妙(6) 自動垂臺閘裝番應(yīng)能與繼電保護(hù)酉?臺，實(shí)現(xiàn)重臺閘后加速繼電4呆護(hù)，或重臺閘前加速纟隹電保護(hù)。(7) 在雙側(cè)電源線賂上實(shí)現(xiàn)自動重臺閘，應(yīng)考慮臺閘時(shí)兩側(cè)電源間的同步問題。自動重臺閘裝置按照不同特征有多種分類方法，例如，按照重臺閘作用斷路器的方式，可以分為三相重臺閘、單相 重合閘和綜臺重合閘；按照重合閘的動作次數(shù)，可以分為一次垂臺閘、二次(多次)重臺閘；按照一次系

27、絨情況，可以分 為單側(cè)電源重臺閘、雙側(cè)電源重合閘等。自動重臺閘實(shí)質(zhì)上是通過將非正常跳開的斷路器試探性臺閘，實(shí)現(xiàn)線路上岌生瞬時(shí)性故障旳自動皈復(fù)運(yùn)行。而變壓 器、母線故障多是永久性故陣，因此，母線和變壓器保護(hù)動作后，一般不采用自動重合閘裝置?？键c(diǎn)6 ：變壓器、母線故障異常及保護(hù)S2畫由于變壓器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、故障類型等與輸電線路均有區(qū)別，故不能將線路保護(hù)1接應(yīng)用于變壓器。為此，根損針 對故陣設(shè)置繼電保護(hù)的原則，首先介紹麥壓器故陣及特點(diǎn)、異常運(yùn)行狀態(tài)，引岀相應(yīng)配蚤的繼電保護(hù)裝蚤，然后介紹具 體保護(hù)的構(gòu)成、實(shí)現(xiàn)原理、特點(diǎn)等?！钡?節(jié)、變壓器故砸和異常運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)-、變壓器故障和異常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器是

28、電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，變壓器發(fā)生故陣將對供電可皐性和系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，并且故陣后 修復(fù)困難。婦奈.變玨器故陣分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障。變壓器油箱內(nèi)故障包括繞組之間發(fā)生的相間短路、一相續(xù)組中岌生的匝 間短路繞組與鐵芯或外殼之間發(fā)生的單相接地短路等；變壓器油箱外故陣包括引出線上發(fā)生的各種相間短路*引出線 套管閃絡(luò)或破碎時(shí)通過外殼發(fā)生的貳相接地短路等。由于變斥器木身結(jié)構(gòu)的持點(diǎn)，油箱內(nèi)部發(fā)生故障是十分危險(xiǎn)的，故 障產(chǎn)生電弧將引起絕緣物質(zhì)的劇烈氣化，可能導(dǎo)致變壓器外殼局部變形.甚至引起爆炸。因此.變壓器發(fā)生故障時(shí)，必 須盡快將變壓器從電力系統(tǒng)切除。變壓器界常運(yùn)行包括過負(fù)荷.油箱漏油造成的汕而降

29、低、外部短路引起的過電流等。變斥器處于界常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)發(fā) 出信號。二、變圧器保護(hù)配宜為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，將故障和界常運(yùn)行的影響限制在最小范囤根據(jù)繼電保護(hù)有關(guān)規(guī)定，變壓器應(yīng)裝設(shè) 以下保護(hù)。1. 變壓器主保護(hù)變壓器主保護(hù)包括氣休保護(hù).縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)等。(1) 瓦斯保護(hù)(氣體保護(hù))。變壓器瓦斯保護(hù)也稱為氣體保護(hù)，用于反應(yīng)變壓器汕箱內(nèi)部的徐種故障，以及變壓器漏 油造成的油面降低。規(guī)程規(guī)定.對干容雖在SOOkVA及以上的油浸式變壓器、4OOkVA及以上的乍間內(nèi)油浸式變壓器.應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。(2) 縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。用于反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的短路故障，根據(jù)變壓器的容雖大小

30、，裝 沒縱差動保護(hù)或電流速I析保護(hù)，動作跳開變壓器各側(cè)斷路器。規(guī)程規(guī)定，對于容雖在lOOOOkVA以上取獨(dú)運(yùn)行變壓器、容址在6300kVA以上并列運(yùn)行變壓器或企業(yè)中的重要變壓 湍.容雖在2000kVA以上且電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)：對于容址在lOOOOkVA以下 的變圧器.當(dāng)過電流保護(hù)動作時(shí)間大于。5s時(shí).應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。2. 變壓器后備保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)(D過電流保護(hù)。用干反應(yīng)外部相間故障引起的變壓器過電流，并作為變斥器主保護(hù)的后備保護(hù)。(2) 零序保護(hù)。用于反應(yīng)中性點(diǎn)直接接地變圧器商壓側(cè)繞組接地短路故障，以及商圧側(cè)系統(tǒng)的接地短路故障，作為 變壓器主保護(hù)及相鄰

31、元件接地故障的后備保護(hù)。(3) 過負(fù)荷保護(hù)。用于反應(yīng)400RVA及以上變斥器的三相對稱過負(fù)荷。過負(fù)荷保護(hù)只需要取一相電流，延時(shí)動作于信 號。第二節(jié)瓦斯保護(hù)(氣體保護(hù))半變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生電弧使變斥器油和絕緣介質(zhì)分解、產(chǎn)生大址氣體，而丿J故障越嚴(yán)重, 產(chǎn)生的氣體越多，反應(yīng)這種氣體而動作的保護(hù)稱為氣體保護(hù).也稱為瓦斯保護(hù)。變壓器的氣體保護(hù)是油浸式變斥器的主 保護(hù)，能夠有效地反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的各種故障(包括繞組斷線)，另外、勺變壓器發(fā)生嚴(yán)重漏油時(shí)氣體保護(hù)也能動作c變樂器氣體保護(hù)包括輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)兩部分。輕瓦斯保護(hù)動作時(shí)，只發(fā)信號：重瓦斯保護(hù)動作時(shí)，瞬時(shí)切 除變壓器。一.

32、氣體繼電器氣體保護(hù)的主要元件是氣體繼電器也稱瓦斯繼電器.安裝在變壓器油箱與汕枕之間的連接管道中.如圖所示。 在變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生氣體時(shí)，氣體從油箱流向油枕.氣流及帶動的汕流沖擊氣體繼電器，使其動作。我國電力系統(tǒng) 中采用的氣體繼電器女是復(fù)合式氣體繼電做 例如開口杯樣板式氣體繼電器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。2茸2/圖4-1氣體繼電器安裝示意圖1 一氣體繼電器；2汕枕圖42開口杯擋板式氣體繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1 一罩：2頂針：3氣塞：4一磁飲：5開口杯：6重錘：7探針：8開口銷：9一彈簧；10擋板：11 一磁 鐵：12螺桿:13干簧觸點(diǎn)（重瓦斯）：14 一調(diào)節(jié)桿:15干簧觸點(diǎn)（輕瓦斯）：16 套管:1

33、7排氣孔變壓器正常運(yùn)行時(shí).繼電器內(nèi)充滿油，開口杯在油的浮力和重傑的作用下上翹.磁飲4處于干簧觸點(diǎn)15上方（圖示 狀態(tài)），干簧觸點(diǎn)15在斷開位宜；擋板在彈贊作用下處于正常靜止位宜，磁飲11遠(yuǎn)離干簧觸點(diǎn)13,干簧觸點(diǎn)13在斷開 位宜。X變壓湍內(nèi)發(fā)生輕微故障時(shí).產(chǎn)生少雖氣體流向油枕.氣體匯集在氣體繼電器的上部，使繼電器內(nèi)部油面下降.開 口杯露出油面。由于開口杯失去油的浮力.在重錘的作用下而下沉,磁鐵4靠近干簧觸點(diǎn)15,干簧觸點(diǎn)15閉合.發(fā)出 輕瓦斯動作信號。同理，X變壓湍漏油時(shí)油面下降，同樣發(fā)出輕瓦斯動作信號。出變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，例如相間短路、匝間短路等，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體.強(qiáng)大的氣流及帯動的

34、油流沖擊擋 板，擋板克服彈贊作用力，向干寮觸點(diǎn)13方向晃動，磁詵11靠近簧觸點(diǎn)13,干簧觸點(diǎn)13閉合，接通重瓦斯動作跳閘 回路.斷開變圧器各側(cè)斷路器.切除變壓器。二.保護(hù)原理接線及運(yùn)行雙繞組變壓器瓦斯保護(hù)原理接線如圖4-3。KG為瓦斯繼電器，上觸點(diǎn)是輕瓦斯，閉合時(shí)發(fā)出輕瓦斯動作信號：下觸 點(diǎn)是重瓦斯，閉合時(shí)經(jīng)信號繼電器KS瞬時(shí)起動中間繼電器KM.跳開變壓器兩側(cè)斷路器。中間繼電器KM具有自保持功能, 在重瓦斯動作期間，防止由于氣流及油流不穩(wěn)定造成儺點(diǎn)接鮭不可靠時(shí).影響斷路器可靠跳閘：同時(shí).為縮短切出故障 時(shí)間，中間繼電器KM應(yīng)是快速動作的繼電器。圖43雙繞組變壓器瓦斯保護(hù)原理接線圖中切換片XB有

35、兩個(gè)位宜，保護(hù)動作時(shí)跳閘位宜（圖示位宜）和試驗(yàn)位宜。在某些情況下.例如，變圧器接入負(fù)荷 時(shí)油中空氣加熱而升人油枕、在強(qiáng)迫循環(huán)冷卻系統(tǒng)油泵起停和換油過程中、新變壓器投入運(yùn)行和變壓器灌油后由于變 圧器油箱內(nèi)氣流和油流的變化.可能導(dǎo)致瓦斯保護(hù)誤動作。此時(shí)，應(yīng)將重瓦斯切換到試驗(yàn)位宜.保護(hù)動作時(shí)只發(fā)信號， 不會跳閘.直到變圧器油內(nèi)氣體散盡為止。變壓器氣體保護(hù)的保護(hù)范用為變壓器油箱內(nèi)部，反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的任何短路故障，以及鐵芯過熱燒傷、汕而降 低等，但不能反應(yīng)變壓器繞組引出線的故障。第三節(jié)差動保護(hù)一.差動保護(hù)原理變壓器差動保護(hù)的動作原理與線路縱差動保護(hù)相同.通過比較變壓器兩側(cè)電流的大小和相位決定保護(hù)是否

36、動作.單 相原理接線圖如圖4-4所示。三繞組變壓器的差動保護(hù)，其原理與圖4相類似，只是將三側(cè)的“和電流”接入差動繼 電器KD.這里不再贅述。17I¥|4. 4單相原理接線圖電力系統(tǒng)中.變壓器通常采用Y, dll接線方式，兩側(cè)線電流的相位相差300。如果將變壓器兩側(cè)同名相的線電流 經(jīng)過電流互感器變換后，直接接入保護(hù)的差動回路.即使兩個(gè)電流互感器的變比選擇合適.使其二次電流數(shù)值相等.HP '： = '；，流入差動繼電湍的電流也不等于零，因此在電流互感器二次采用相位補(bǔ)償接線和幅值調(diào)整。具體為變壓器星 形側(cè)的三個(gè)電流互感器二次繞組采用三角形接線(自然消除了零序電流的影響).變

37、斥器三角側(cè)的三個(gè)電流互感器二次繞 組采用星形接線.將引入差動繼電器的電流校正為同相位：同時(shí).二次繞組采用三角形接線的電流互感器變比調(diào)整為原 來的J亍倍。微型機(jī)變圧器差動保護(hù)，可以通過軟件汁算實(shí)現(xiàn)相位校正。1. 變壓器正常運(yùn)行或外部故障根據(jù)圖4-4(a)所示電流分布，此時(shí)流入差動繼電器KD的電流是變壓器兩側(cè)電流的二次值相雖之差適、*1選擇電流 互感器1TA和2TA的變比.再經(jīng)過相位補(bǔ)償接線和幅值調(diào)整，實(shí)際流人差動繼電器的電流為不平衡電流，繼電器不會動 作，差動保護(hù)不動作。此時(shí)流人差動繼電器的電流為(41)式中fTA 一一電流互感器1TA. 2TA的變比：%一一流人差動繼電器的不平衡電流°

38、;2. 變壓器內(nèi)部故障根據(jù)圖4«4(b)所示電流分布此時(shí)流人差動繼電器KD的電流是變圧器兩側(cè)電流的二次值相址之和.使繼電器動作, 差動保護(hù)動作。此時(shí)流人差動繼電器的電流為IKD = /； + /$ =+tlTA n2TA(42)如果變斥器只有一側(cè)電源.則只有該側(cè)的電流互感器二次電流流人差動繼電器：如果變壓器兩側(cè)有電源.則兩側(cè)的 電流互感器二次電流都流入差動繼電器，且數(shù)值相加。變壓器差動保護(hù)從原理上能夠保證選擇性.即實(shí)現(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)動作.外部故障時(shí)不動作，所以動作時(shí)間整定為Os。二、變壓器勵(lì)磁涌流及識別措施變壓器正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流數(shù)值很小，一般僅為變壓器額定電流的3%5弔：外部短路時(shí).由

39、于電壓降低.勵(lì)磁電 流減?。簽樽儔浩骺蛰d投入或外部短路故障切除電壓恢復(fù)時(shí)，勵(lì)磁電流可達(dá)到額定電流的6-8倍.稱為勵(lì)磁涌流。變壓器勵(lì)磁電流僅存在干變壓雅的電源側(cè).全部流人保護(hù)差動回路。在變壓器正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，勵(lì)磁電流數(shù) 值很小，不會引起差動保護(hù)誤動作：為出現(xiàn)勵(lì)磁涌流時(shí).如果不采取措施，將造成差動保護(hù)誤動作。變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的根木原因.是變壓器鐵芯中磁通不能突變。勵(lì)磁涌流與合閘時(shí)電源電圧相角、電源容雖大小、 變壓器接線方式、鐵芯結(jié)構(gòu)、鐵芯剩磁及飽和程度等有關(guān)。在三相變壓器中.至少兩相存在勵(lì)磁涌流。分析表明.變壓 辭勵(lì)磁涌流具有以下特點(diǎn)：D勵(lì)磁涌流數(shù)值很大.隨時(shí)間衰減.衰減速度與變壓器容址有

40、關(guān)，變壓器容址大則衰減慢：2）勵(lì)磁涌流中含有明顯的非周期分氐波形偏向時(shí)間軸的一側(cè)：3）勵(lì)磁涌流中含有明顯的扁次諧波分雖.其中二次諧波分址比例最大：4）勵(lì)磁涌流波形呈非正弦特性.波形不連續(xù).出現(xiàn)間斷角。根據(jù)變壓器勵(lì)磁涌流的持點(diǎn)，能夠鑒別岀是故障電流還是勵(lì)磁涌流。如果是勵(lì)磁涌流，則制動（閉鎖）保護(hù)，即不開 放保護(hù)：如果不是勵(lì)磁涌流.則開放保護(hù)。通常采用防止勵(lì)磁涌流引起變壓器差動保護(hù)誤動的措施有：1）采用帶有速飽和變流器的差動繼電器構(gòu)成變壓器差動保護(hù)。利用勵(lì)磁涌流中含有明顯的非周期分雖的持征，用非周期分量電流破壞周期分雖電流變換。2）采用二次諧波制動原理構(gòu)成變壓器差動保護(hù)。利用勵(lì)磁涌流中含有明顯二次

41、諧波分雖而短路電流中不含有二次諧 波分址的特征，應(yīng)用二次諧波制動原理，使出現(xiàn)勵(lì)磁涌流時(shí)制動保護(hù)，出現(xiàn)短路電流時(shí)不制動（開放）保護(hù)。3）采用鑒別波形間斷原理構(gòu)成變壓器差動保護(hù)。利用勵(lì)磁涌流波形間斷而短路電流波形連續(xù)的持征，片保護(hù)差動 回路電流波形間斷角超過整定值時(shí)閉鎖保護(hù)，間斷角小于整定值時(shí)開放保護(hù)。目前，已經(jīng)有了一些識別勵(lì)磁涌流的新技術(shù)例如較為實(shí)用的有半波疊加制動、檢測波形對稱識別勵(lì)磁涌流、檢測 波形前后半周波形的相似程度識別勵(lì)磁涌流等。三. 變圧器差動保護(hù)的不平衡電流半變壓器通過穿越電流（正常運(yùn)行或外部故障）時(shí).流人差動繼電器的電流是不平衡電流，此時(shí)差動保護(hù)不應(yīng)動作。 因此.需婆克服或減小差

42、動回路不平衡電流對保護(hù)的影響。造成變尿器差動保護(hù)不平衡電流的因素可以歸納為以下幾個(gè) 方面。1 電流互感器變比標(biāo)準(zhǔn)化以上討論假設(shè)即假設(shè)變壓辭兩側(cè)電流互感器的變比選擇是理想的滿足關(guān)系(4-3)實(shí)際電流互感器是定型產(chǎn)品.變比是標(biāo)準(zhǔn)化的。變壓器兩側(cè)電流互感湍變比的訃算希望值通常與標(biāo)準(zhǔn)變比不同.W 此實(shí)際選擇的電流互感器標(biāo)準(zhǔn)變比無法滿足式（4-3）,在變壓器保護(hù)差動回路產(chǎn)生不平衡電流。針對這部分不平衡電流，可以通過電流變換器對電流互感器二次電流數(shù)值進(jìn)一步變換使最終引入差動繼電器的兩 個(gè)電流數(shù)值盡址接近，并在整定計(jì)算時(shí)給予考慮。在微機(jī)保護(hù)中采用的措施是電流平衡調(diào)整。2. 兩側(cè)電流互感辭二次阻抗不完全匹配變壓器兩側(cè)電壓等級不同.額定電流數(shù)值不同，閃而實(shí)際選用的電流互感器型號不同.他們的飽和持性.勵(lì)磁電流、 剩磁不同，兩側(cè)電流互感器二次阻抗不完全匹配.使電流變換出現(xiàn)相對誤差。I大1此在外部短路故障時(shí)，并計(jì)及非周期分