變電站綜合自動(dòng)化第六章

1、第六章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的智能裝置第一節(jié) 電壓、無(wú)功綜合自動(dòng)控制裝置一、變電電站調(diào)壓壓的主要要手段電壓是衡衡量電能能質(zhì)量的的一個(gè)重重要指標(biāo)標(biāo)，保證用用戶處的的電壓接接近額定定值是電電力系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行調(diào)調(diào)整的基基本任務(wù)務(wù)之一。電壓偏移移過(guò)大不不僅對(duì)用戶的正常工工作產(chǎn)生生不利影影響，還還可能使使網(wǎng)損增大，甚甚至危害害系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。長(zhǎng)期的研研究結(jié)果果表明，造成電電壓質(zhì)量量下降的的主要原因因是系統(tǒng)無(wú)功功率率不足或或無(wú)功功功率分布布不合理理，所以電電壓調(diào)整整問(wèn)題主主要是無(wú)功功率率的補(bǔ)償償與分布布問(wèn)題。作為變電站調(diào)調(diào)壓的主要手手段，一一般都采采用有載調(diào)壓壓變壓器器和補(bǔ)償償電容器器。有載調(diào)壓壓變壓器器

2、可以在帶負(fù)荷的的條件下下切換分接接頭，從從而改變變變壓器器的變比比，可起起到調(diào)整整電壓、降低損損耗的作作用。而合理地配配置無(wú)功功功率補(bǔ)補(bǔ)償容量量，可改變變網(wǎng)絡(luò)中中無(wú)功功功率補(bǔ)償償容量，可改變變網(wǎng)絡(luò)中中的無(wú)功功潮流，改善功功率因數(shù)數(shù)，減少少網(wǎng)損和和電壓損損耗，從從而改善善用戶的的電壓質(zhì)質(zhì)量。以上兩種種措施雖雖然都有有調(diào)整電電壓的作作用，但但其原理理、作用用和效果果是不同同的。在利用有載調(diào)壓壓變壓器器分接頭頭進(jìn)行調(diào)調(diào)壓時(shí)，調(diào)壓壓本身并并不產(chǎn)生生無(wú)功功功率，因因此在整整個(gè)系統(tǒng)無(wú)功功不足的情況下下不可用這種方法法來(lái)提高高全系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓水平;而利用補(bǔ)償電容容器進(jìn)行行調(diào)壓，由于補(bǔ)補(bǔ)償裝置置本身可可產(chǎn)生無(wú)

3、無(wú)功功率率。因此此這種方方式既能能彌補(bǔ)系系統(tǒng)無(wú)功功的不足足，又可可改變網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的的無(wú)功分分布。然而在系系統(tǒng)無(wú)功功充足但但由于無(wú)無(wú)功分布布不合理理而造成成電壓質(zhì)質(zhì)量下降降時(shí)，這這種方式式卻又是是無(wú)能為為力的。因此只只有將兩兩者有機(jī)機(jī)結(jié)合起起來(lái)才有有可能達(dá)達(dá)到良好好的控制制效果。在傳統(tǒng)的控控制下，這兩兩種控制制方式使使運(yùn)行人人員根據(jù)據(jù)系統(tǒng)調(diào)調(diào)度部門門下達(dá)的的電壓無(wú)無(wú)功控制制計(jì)劃，根據(jù)運(yùn)運(yùn)行情況況進(jìn)行調(diào)調(diào)整。這這不僅增增加了值值班人員員的勞動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度，而對(duì)雙參數(shù)數(shù)調(diào)整難難以達(dá)到到最優(yōu)的的控制效效果。隨著無(wú)人人值班變變電站的的建立和和計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)在在變電站站控制系系統(tǒng)中的的應(yīng)用，為了提提高電壓壓合格率率

4、和降低低能耗，目前各各種電壓壓等級(jí)的的變電站站中普遍遍采用了電電壓，無(wú)無(wú)功綜合合控制器器。就是在變變電站中中利用有載載調(diào)壓變變壓器和和并聯(lián)電電容器組組。根據(jù)運(yùn)運(yùn)行情況況進(jìn)行本本站的電壓和無(wú)無(wú)功自動(dòng)動(dòng)調(diào)整，以保證證負(fù)荷側(cè)側(cè)母線電電壓在規(guī)規(guī)定范圍圍之內(nèi)及及進(jìn)線功功率因數(shù)數(shù)盡可能能高的一一種裝置置。變電站就就地電壓壓、無(wú)功功綜合自自動(dòng)控制制（VQC）調(diào)節(jié)有有兩種方方法:第一種方方法采用用硬件裝置置，采樣有有載調(diào)壓壓變壓器器和并聯(lián)聯(lián)補(bǔ)償電電容器的的數(shù)據(jù)，通過(guò)控控制和邏邏輯運(yùn)算算全站的的電壓和和無(wú)功自自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)，以保保證負(fù)荷荷側(cè)母線線電壓在在規(guī)定的的范圍之之內(nèi)及進(jìn)進(jìn)線功率率因數(shù)盡盡可能高高，有功功損耗盡

5、盡可能低低的一種種裝置。這種裝置置具有獨(dú)立的硬硬件，因此它它不受其其他設(shè)備備的運(yùn)行行狀態(tài)影影響，可可靠性較較高。這這種裝置置適合在在電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)尚不太太合理、基礎(chǔ)自自動(dòng)化水水平不高高的電力力網(wǎng)的變變電站內(nèi)內(nèi)使用。第二種方方法是軟軟件VQC，它是在在就地監(jiān)控控站利用現(xiàn)成成的遙測(cè)測(cè)、遙信信信息，通過(guò)運(yùn)行行控制算算法，用軟件件模塊控控制方式式來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)變電站站電壓和和無(wú)功自自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)。用這種方方法可以以發(fā)展為為通過(guò)調(diào)調(diào)度中心心實(shí)施全系統(tǒng)電電壓與無(wú)無(wú)功的綜綜合在線線控制。這是保保持系統(tǒng)統(tǒng)電壓正正常、提提高系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行的的可靠性性的最佳佳方案。當(dāng)然這這種方法法的實(shí)施施前提條條件是電電網(wǎng)網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)合合理、

6、基基礎(chǔ)自動(dòng)動(dòng)化水平平高，尤尤其適用用于綜合合自動(dòng)化化的變電電站中。在這種系系統(tǒng)中最最明顯的的優(yōu)點(diǎn)就就是變電電站全站站硬件資源共享享、信息息共享，能采集集到齊全全的信息息，不需要要為綜合合控制電電壓和無(wú)無(wú)功專門門設(shè)置硬硬件裝置置。二、對(duì)電電壓、無(wú)無(wú)功綜合合自動(dòng)控控制裝置置的基本本要求（1）自動(dòng)監(jiān)視識(shí)別別變電站的的運(yùn)行方方式和運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)。從而而正確地地選擇控控制對(duì)象象并確定定相應(yīng)的的控制方方法。（2）對(duì)目標(biāo)標(biāo)電壓、電壓允允許偏差差范圍和和功率因因數(shù)上下下限等應(yīng)應(yīng)能進(jìn)行行靈活整定定。（3）變壓器器分接頭頭控制和和電容器器組投切切應(yīng)能考慮各種種條件的的限制。（4）控制命命令發(fā)出出后應(yīng)能能自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行檢

7、驗(yàn)以確定動(dòng)作是否成功功;若不成功功，應(yīng)能能做出相相應(yīng)的處處理;每次動(dòng)作作應(yīng)有打打印的記記錄。（5）對(duì)變電電站的運(yùn)運(yùn)行情況況，如各各斷路器器狀態(tài)、主接線線運(yùn)行方方式、變變壓器分分接頭位位置、母母線電壓壓、主變變壓器無(wú)無(wú)功等參參數(shù)應(yīng)能能清晰地地予以顯示，并設(shè)置置故障錄波器。（6）應(yīng)具有有自檢、自自恢復(fù)功能，做做到硬件件可靠、軟件合合理、維維修方便便且具有有一定的的靈活性性和活應(yīng)應(yīng)性。三、電壓壓、無(wú)功功綜合自自動(dòng)控制制策略1.電壓、無(wú)無(wú)功綜合合自動(dòng)控控制的原原理如圖61所示，由由于負(fù)荷荷RLjXL的存在，由系統(tǒng)統(tǒng)經(jīng)變電電站到用用戶的線線路上均均有電流流流過(guò)，該電流流一方面面在線路路上產(chǎn)生生電壓損損失

8、，另另一方面面在線路路和變壓壓器中引引起功率率損耗，即網(wǎng)損損。各段段線路和和變壓器器上的電電壓損耗耗隨著流流過(guò)電流流的變化化而變化化，也就就隨著負(fù)負(fù)荷RLjXL的變化而而不同。電壓無(wú)功功綜合控控制所要要達(dá)到的的目的：一是使負(fù)負(fù)荷端UL電壓與額額定電壓壓ULN的偏差最最小即|ULULN|=ULmin;二是使系系統(tǒng)的功功率損耗耗最小。要達(dá)到上上述調(diào)節(jié)節(jié)目的，目前常常采用以以下兩種種方法。（1）調(diào)整變變壓器的的變比KT。當(dāng)負(fù)荷增增大，引起線線路電壓壓損失增增加，從從而導(dǎo)致致負(fù)荷端端電壓下下降時(shí)，可減小小變比KT以提高變變壓器低低壓側(cè)電電壓UD,，從而提提高負(fù)荷荷端電壓壓UL;當(dāng)負(fù)荷減減小導(dǎo)致負(fù)荷荷端

9、電壓壓上升時(shí)時(shí)，可增增加變比比KT，以降低變變壓器低低壓側(cè)電電壓UD，從而降降低負(fù)荷荷端電壓壓UL。變壓器變變比價(jià)的的變化一一般靠調(diào)調(diào)節(jié)有載載調(diào)壓變變壓器的的分接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)改變補(bǔ)償償電容器器組發(fā)出出的無(wú)功功功率QC。當(dāng)無(wú)補(bǔ)償償電容器器組不存存在，即即QC0時(shí)，負(fù)荷所所需的無(wú)無(wú)功功率率QL均需通過(guò)過(guò)線路傳傳送。當(dāng)補(bǔ)償電電容器組組發(fā)出的的無(wú)功功功率為QC時(shí)，則系統(tǒng)統(tǒng)只需向向負(fù)荷提提供QLQC大小的無(wú)無(wú)功功率率即可，即線路路上傳送送的無(wú)功功功率為為QLQC比無(wú)補(bǔ)償償電容器器組存在在時(shí)明顯顯減少，因此沿沿線路的的電壓損損失將減減小，從從而可提提高變電電站的母母線電壓壓。同時(shí)線路路上傳送送無(wú)功功功

10、率數(shù)量量的減小小，將導(dǎo)導(dǎo)致線路路上電流流減小，線路上上的功率率損耗(網(wǎng)損)將隨之降降低，變變電站的的功率因因數(shù)也隨隨之改善善。2.變電站運(yùn)行方式式的識(shí)別大型變電電站中一一般擁有有多臺(tái)有有載調(diào)壓壓變壓器器，系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行過(guò)過(guò)程中這這些變壓壓器可能能有多種種運(yùn)行方方式。如在某種種運(yùn)行過(guò)過(guò)程下，某些變變壓器可可能處于于運(yùn)行狀狀態(tài)，而而另一些些變壓器器可能處處于停運(yùn)運(yùn)狀態(tài);參加運(yùn)行行的變壓壓器之間間可并列列運(yùn)行，也可獨(dú)獨(dú)立運(yùn)行行。在對(duì)變電電站的電電壓、無(wú)無(wú)功進(jìn)行行綜合控控制過(guò)程程中，為為了確定定控制對(duì)對(duì)象并進(jìn)進(jìn)一步確確定控制制對(duì)策，首先必必須對(duì)變變電站中中各變壓壓器的運(yùn)運(yùn)行方式式進(jìn)行識(shí)識(shí)別。對(duì)于具有有兩臺(tái)

11、主主變壓器器的變電電站，其其運(yùn)行方方式比較較簡(jiǎn)單。實(shí)際上上只有四四種運(yùn)行行方式:兩臺(tái)主變變壓器均均運(yùn)行時(shí)時(shí)：兩臺(tái)主變變壓器并并列運(yùn)行行;兩臺(tái)主變變壓器獨(dú)獨(dú)立運(yùn)行行;只有一臺(tái)臺(tái)主變壓壓器運(yùn)行行時(shí)：一號(hào)主變變壓器運(yùn)運(yùn)行，二二號(hào)主變變壓器停停運(yùn);二號(hào)主變變壓器運(yùn)運(yùn)行。一一號(hào)主變變壓器停停運(yùn)。但對(duì)于主主變壓器器臺(tái)數(shù)較較多的大大型變電電站，其其運(yùn)行方方式就比比較復(fù)雜雜。如對(duì)于具具有三臺(tái)臺(tái)主變壓壓器的變變電站，就有14種運(yùn)行方方式。目前實(shí)際際采用的的識(shí)別方方式有人人工設(shè)置置和自動(dòng)動(dòng)識(shí)別兩兩種。人工設(shè)置置就是主站站的運(yùn)行行人員根根據(jù)上傳傳至主站站的有關(guān)關(guān)狀態(tài)信信息對(duì)變變電站的的運(yùn)行方方式進(jìn)行行判斷，然后再再

12、通過(guò)通通信系統(tǒng)統(tǒng)將該運(yùn)運(yùn)行方式式通知電電壓無(wú)功功綜合控控制系統(tǒng)統(tǒng)。自動(dòng)識(shí)別別是電壓、無(wú)功綜綜合控制制系統(tǒng)根根據(jù)主接接線的斷斷路器狀狀態(tài)，如如變壓器器的高中中低側(cè)斷斷路器狀狀態(tài)、母母聯(lián)和旁旁路的斷斷路器狀狀態(tài)等，自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行分析析判斷，以確定定當(dāng)時(shí)的的運(yùn)行方方式。3.變電站運(yùn)行狀態(tài)態(tài)的檢測(cè)和和識(shí)別所謂變電電站的運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)是指變變電站的的各種電氣量所所處的狀狀態(tài)。只有正確地掌掌握變電電站的運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)，才能正正確地選選擇控制制對(duì)策，從而達(dá)達(dá)到自動(dòng)動(dòng)控制的的目的。作為變電電站電壓壓、無(wú)功功綜合控控制裝置置，由于于其控制對(duì)象象主要是變壓器分分接頭和并聯(lián)電容容組，控制目的的是保證主變變壓器二二次電壓壓在

13、允許許范圍內(nèi)內(nèi)，且盡可能能提高進(jìn)進(jìn)線的功功率因數(shù)數(shù)，故一般般選擇電電壓和進(jìn)進(jìn)線處功功率因數(shù)數(shù)(或無(wú)功功功率)為狀態(tài)變變量。根據(jù)狀態(tài)態(tài)變量的的大小，可將變變電站的的運(yùn)行狀狀態(tài)劃分分為九個(gè)個(gè)區(qū)域，如圖6-2所示，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱“九區(qū)圖”。圖中縱坐坐標(biāo)為電電壓U。，橫坐坐標(biāo)為功功率因數(shù)數(shù)cos。電壓、無(wú)無(wú)功綜合合控制裝裝置實(shí)質(zhì)質(zhì)上是一一個(gè)多輸輸入多輸輸出的閉閉環(huán)自動(dòng)動(dòng)控制系系統(tǒng)。從控制理理論的角角度上來(lái)來(lái)說(shuō)，它它又是一一個(gè)多限值電壓上下下限、功功率因數(shù)數(shù)(無(wú)功)上下限、主變分分接頭斷斷路器調(diào)調(diào)肯次數(shù)數(shù)、并聯(lián)聯(lián)電容器器組日投投切次數(shù)數(shù)及用戶戶特殊要要求等多目標(biāo)(電壓及功功率因數(shù)數(shù)合格)的最優(yōu)控制制問(wèn)題。盡管該

14、控控制問(wèn)題題的目標(biāo)標(biāo)函數(shù)是是明確的的，但實(shí)實(shí)際上其其中許多多因素是是難以解解析描述述的，因因此控制制規(guī)律很很難用一一個(gè)統(tǒng)一一的數(shù)學(xué)學(xué)模型來(lái)來(lái)表示，目前實(shí)實(shí)際裝置置多采用用結(jié)合工工程的實(shí)實(shí)用控制制法。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于0區(qū)域時(shí)，電壓和和功率因因數(shù)均合合格，此此時(shí)不需需要進(jìn)行行調(diào)整；(1)簡(jiǎn)單越限限情況當(dāng)變電站站運(yùn)行于于1區(qū)域時(shí)，電壓超過(guò)過(guò)上限而而功率因因數(shù)合格格，此時(shí)應(yīng)應(yīng)調(diào)整變變壓器分分接頭使使電壓降降低。如如單獨(dú)調(diào)調(diào)整變壓壓器分接接頭無(wú)法法滿足要要求時(shí)，可考慮慮強(qiáng)行切切除電容容器組。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于5區(qū)域時(shí)，電壓低低于下限限而功率率因數(shù)合合格，此此時(shí)應(yīng)調(diào)調(diào)整變壓壓器分接接頭使電電壓升高高，直

15、至至分接頭頭無(wú)法調(diào)調(diào)整(次數(shù)限制制或檔位位限制)。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于3區(qū)域域時(shí)，功功率因數(shù)數(shù)低于下下限而電電壓合格格，此時(shí)時(shí)應(yīng)投入入電容器器組直至至功率因因數(shù)合格格。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于7區(qū)域域時(shí)，功功率因數(shù)數(shù)超過(guò)上上限而電電壓合格格，此時(shí)時(shí)應(yīng)切除除電容器器組直至至功率因因數(shù)合格格。(2)雙參數(shù)越越限情況況當(dāng)變電站站運(yùn)行于于2區(qū)域時(shí)，電壓超超過(guò)上限限而功率率因數(shù)低低于下限限，此時(shí)時(shí)如先投投入電容容器組，則電壓壓會(huì)進(jìn)一一步上升升。因此此先調(diào)整整變壓器器分接頭頭使電壓壓降低，待電壓壓合格后后若功率率因數(shù)仍仍越限再再投入電電容器組組。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于4區(qū)域時(shí)，電壓和和功率因因數(shù)同時(shí)時(shí)低于下下限，此此

16、時(shí)如先先調(diào)整變變壓器分分接頭升升壓，則則無(wú)功會(huì)會(huì)更加缺缺乏。因因此應(yīng)先先投人電電容器組組，待功功率因數(shù)數(shù)合格后后若電壓壓越限再再調(diào)整變變壓器分分接頭使使電壓升升高。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于6區(qū)域域時(shí)，電電壓低于于下限而而功率因因數(shù)超過(guò)過(guò)上限，此時(shí)如如先切除除電容器器組，則則電壓會(huì)會(huì)進(jìn)一步步下降。因此應(yīng)應(yīng)先調(diào)整整變壓器器分接頭頭使電壓壓升高，待電壓壓合格后后若功率率因數(shù)仍仍越限再再切除電電容器組組。當(dāng)變電站站運(yùn)行于于8區(qū)域域時(shí)，電電壓和功功率因數(shù)數(shù)同時(shí)超超過(guò)上限限，此時(shí)時(shí)如先調(diào)調(diào)整變壓壓器分接接頭降壓壓，則無(wú)無(wú)功會(huì)更更加過(guò)剩剩。因此此應(yīng)先切切除電容容器組，待功率率因數(shù)合合格后若若電壓仍仍越限再再調(diào)整變

17、變壓器分分接頭使使電壓降降低。四、電壓壓、無(wú)功功綜合自自動(dòng)控制制方式前面已經(jīng)經(jīng)提到，變電站站中對(duì)電電壓、無(wú)無(wú)功的綜綜合控制制，主要要是自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)有有載調(diào)壓壓變壓器器的分接接頭位置置和自動(dòng)動(dòng)控制無(wú)無(wú)功補(bǔ)償償設(shè)備(電容器器、電抗抗器、調(diào)調(diào)相機(jī)等等)的投投、切或或控制其其運(yùn)行工工況。在在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中，其控制制方式有有如下三三種。(1)集中控制制方式。集中控控制方式式是指在在調(diào)度中中心對(duì)各各個(gè)變電電站的主主變壓器器的分接接頭位置置和無(wú)功功補(bǔ)償設(shè)設(shè)備進(jìn)行行統(tǒng)一的的控制。(2)分散控制制方式。這是我我國(guó)當(dāng)前前進(jìn)行電電壓、無(wú)無(wú)功調(diào)節(jié)節(jié)控制的的主要方方式。分分散控制制是指在在各個(gè)變變電站或或發(fā)電廠廠中，自自動(dòng)

18、調(diào)節(jié)節(jié)有載調(diào)調(diào)壓變壓壓器的分分接頭位位置或其其他調(diào)壓壓設(shè)備，以控制制地區(qū)的的電壓和和無(wú)功功功率在規(guī)規(guī)定的范范圍內(nèi)。(3)關(guān)聯(lián)分散散控制方方式。所謂關(guān)關(guān)聯(lián)分散散控制，是指電電力系統(tǒng)統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行時(shí)，由分散散安裝在在各廠、站的分分散控制制裝置或或控制軟軟件進(jìn)行行自動(dòng)調(diào)調(diào)控；而而在系統(tǒng)統(tǒng)負(fù)荷變變化較大大或緊急急情況或或系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行方式式發(fā)生大大的變動(dòng)動(dòng)時(shí)，可可由調(diào)度度中心直直接操作作控制，或由調(diào)調(diào)度中心心，修改改下屬變變電站所所應(yīng)維持持的母線線電壓和和無(wú)功功功率的定定值，以以滿足系系統(tǒng)運(yùn)行行方式變變化后新新的要求求。關(guān)聯(lián)分散散控制最最大的優(yōu)點(diǎn)是:在系統(tǒng)正正常運(yùn)行行時(shí)，做到責(zé)責(zé)任分散散、控制制分散、危險(xiǎn)分

19、分散;緊急情況況下，執(zhí)行應(yīng)應(yīng)急任務(wù)務(wù)，因而而可以從從根本上上提高全全系統(tǒng)的的可靠性性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性。五、電壓壓、無(wú)功功綜合自自動(dòng)控制制裝置舉舉例1.微機(jī)機(jī)型電壓壓、無(wú)功功綜合控控制裝置置的主要要特點(diǎn)微微機(jī)型電電壓、無(wú)無(wú)功綜合合控制裝裝置一般般可適用用于各種種電壓等等級(jí)的變變電站，可同時(shí)時(shí)分別控控制13臺(tái)臺(tái)有載調(diào)調(diào)壓變壓壓器分接接頭位置置和112組無(wú)無(wú)功補(bǔ)償償電容器器的投、切。不不論變電電站采用用何種接接線方式式和運(yùn)行行方式，裝置均均能自動(dòng)動(dòng)判斷，并能執(zhí)執(zhí)行正確確的調(diào)控控命令。2.微機(jī)型電電壓、無(wú)無(wú)功綜合合控制裝裝置的硬硬件原理理結(jié)構(gòu)3.微機(jī)型電電壓、無(wú)無(wú)功綜合合控制裝裝置軟件件流程第二節(jié)備備用電源

20、源自動(dòng)投投人裝置置備用電源源自動(dòng)投投人裝置置是電力力系統(tǒng)故故障或其其他原因因使工作電源源被斷開(kāi)開(kāi)后，能迅迅速將備用電源源或備用用設(shè)備或或其他正正常工作作的電源源自動(dòng)投投入工作作，使原來(lái)來(lái)工作電電源被斷斷開(kāi)的用用戶能迅迅速恢復(fù)復(fù)供電的的一種自自動(dòng)控制制裝置，簡(jiǎn)稱AAT裝置。備用電源源自動(dòng)投投入是保保證電力力系統(tǒng)連續(xù)可靠靠供電的重要措措施。一、備用用電源的的配置方方式備用電源源的配置置一般有有明備用和和暗備用用兩種基本本方式。系統(tǒng)正常常時(shí)，備備用電源源不工作作，稱為為明備用用；系統(tǒng)正常常運(yùn)行時(shí)時(shí)，備用用電源也也投入運(yùn)運(yùn)行的，稱為暗暗備用。暗備用實(shí)實(shí)際上是是兩個(gè)工工作電源源互為備備用。（1）明備用用

21、的控制制。有一一個(gè)工作作電源和和一個(gè)備備用電源源1L為工作電電源，1QF合上；2L為備用電電源，2QF斷開(kāi)。備用電源源自動(dòng)投投人裝置置控制的的是備用用電源進(jìn)進(jìn)線的2QF，即當(dāng)變變電站正正常運(yùn)行行時(shí)，由由1L進(jìn)線供電電，當(dāng)1L因故障被被切除即即1QF跳開(kāi)時(shí)，備用進(jìn)進(jìn)行2QF自動(dòng)合閘閘，保證證變電站站的繼續(xù)續(xù)供電。(2)暗備用的的控制。有兩個(gè)工作作電源的變電站站，兩回回進(jìn)線同同時(shí)對(duì)變變電站供供電，有有兩種正正常運(yùn)行行方式。1）高壓分分段斷路路器3QF斷開(kāi)。備用電源源自動(dòng)投投人裝置置控制的的是高壓壓母線分分段斷路路器，稱稱為暗備備。當(dāng)一個(gè)工工作電源源發(fā)生故故障被切切除后，例如:進(jìn)線2L故障，2QF跳

22、開(kāi)后，高壓母母線分段段斷路器器3QF自動(dòng)合閘閘，由一一個(gè)工作作電源1L供給變電電站的負(fù)負(fù)荷。2)正常運(yùn)行行時(shí)，低低壓母聯(lián)聯(lián)斷開(kāi)。變電站正正常運(yùn)行行時(shí)，其其低壓母母聯(lián)是分分開(kāi)的。即低壓壓側(cè)I段和II段母線上上的負(fù)荷荷分別由由1號(hào)變壓器器和2號(hào)變壓器器供電，兩臺(tái)主變變壓器中中有一臺(tái)臺(tái)發(fā)生故故障而跳跳開(kāi)時(shí)，備用電電源自動(dòng)動(dòng)投入裝裝置則發(fā)發(fā)出控制制指令，使低壓壓母聯(lián)斷斷路器5QF合上，保保證I,II段母線的的負(fù)荷供供電。這這種備用用電源的的配置也也屬暗備備用配置置。二、備用用電源自自動(dòng)投入入裝置的的特點(diǎn)(1)工作電源源確實(shí)斷斷開(kāi)后，備用電電源才投投入。工作電源源失壓后后，無(wú)論論其進(jìn)線線斷路器器是否跳跳

23、開(kāi)，既既使已測(cè)測(cè)定其進(jìn)進(jìn)線電流流為零，但還是是要先斷斷開(kāi)該斷斷路器，并確認(rèn)認(rèn)是已跳跳開(kāi)后，才能投投人備用用電源。這是為了防止止備用電電源投入入到故障障元件上上。(2)備用電源源自動(dòng)投投入切除工作作電源斷斷路器必必須經(jīng)延延時(shí)。經(jīng)延時(shí)切切除工作作電源進(jìn)進(jìn)線斷路路器是為了躲過(guò)過(guò)工作母母線引出出線故障障造成的的母線電電壓下降降，因此延延時(shí)時(shí)限限應(yīng)大于于最長(zhǎng)的的外部故故隆切除除外時(shí)間間。但是在有有的情況況下，可可以不經(jīng)經(jīng)延時(shí)直直接跳開(kāi)開(kāi)工作電電源進(jìn)線線斷路器器，以加加速合上上備用電電源。例例如工作作母線進(jìn)進(jìn)線側(cè)的的斷路器器跳開(kāi)，且進(jìn)線線側(cè)無(wú)重重合閘功功能時(shí)，當(dāng)手動(dòng)動(dòng)合上備備用電源源時(shí)也要要求不經(jīng)經(jīng)延時(shí)直

24、直接跳開(kāi)開(kāi)工作電電源進(jìn)線線斷路器器。（3）手動(dòng)跳跳開(kāi)工作作電源時(shí)時(shí)，備用用電源自自動(dòng)投入入裝置不不應(yīng)動(dòng)作作。在就就地或遙遙控跳斷斷路器時(shí)時(shí)，備用用電源自自投裝置置自動(dòng)退退出。（4）應(yīng)具有有閉鎖備備用電源源自動(dòng)投投入裝置置的功能能。每套備用用自動(dòng)投投入裝置置均應(yīng)設(shè)設(shè)置有閉閉鎖備用用電源自自動(dòng)投入入的邏輯輯回路，以防止備用用電源投投到故障障的元件件上，造成事事故擴(kuò)大大的嚴(yán)重重后果。（5）備用電電源不滿滿足有壓壓條件，備用電電源自動(dòng)動(dòng)投入裝裝置不應(yīng)應(yīng)動(dòng)作。（6）工作母母線失壓壓時(shí)還必必須檢查工作作電源無(wú)無(wú)流，才能啟啟動(dòng)備用用電源自自動(dòng)投入入，以防止TV二次三相相斷線造造成誤投投。（7）備用電電源自動(dòng)

25、動(dòng)投入裝裝置只允允許動(dòng)作作一次。微機(jī)型備備用電源源自動(dòng)投投人裝置置可以通通過(guò)邏輯輯判斷來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)只只動(dòng)作一一次的要要求，但但為了便便于理解解，在闡闡述備用用電源自自動(dòng)投入入裝置邏邏輯程序序時(shí)廣泛泛用電容容器“充充放電”來(lái)模擬擬這種功功能。備用電源源自動(dòng)投投人裝置置滿足啟啟動(dòng)的邏邏輯條件件，應(yīng)理理解為“充電”條件滿滿足;延時(shí)啟動(dòng)動(dòng)的時(shí)間間應(yīng)理解為為“充電電”時(shí)間間到后就就完成了了全部準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作;當(dāng)備用電電源自動(dòng)動(dòng)投入裝置動(dòng)作作后或者任何一個(gè)個(gè)閉鎖及及退出備備用電源源自動(dòng)投投人電源源條件存存在時(shí)，立即瞬瞬時(shí)完成成“放電”?！胺欧烹姟本途褪悄M擬閉鎖備備用電源源自動(dòng)投投人裝置置，放電后就就不會(huì)發(fā)發(fā)生

26、備用用電源自自動(dòng)投人人裝置第第二次動(dòng)動(dòng)作。這種“充放電電”的邏邏輯模擬擬與微機(jī)機(jī)自動(dòng)重重合閘的的邏輯程程序相類類似。三、微機(jī)機(jī)型備用用電源自自動(dòng)投入入裝置舉舉例(一)備備用電源源自動(dòng)投投入裝里里的硬件件結(jié)構(gòu)(二)軟件原理理AAT的每個(gè)動(dòng)動(dòng)作邏輯輯的控制制條件可可分為允許條件件和閉鎖鎖條件兩兩類。當(dāng)允許條件件滿足，而閉鎖鎖條件不不滿足時(shí)時(shí)，備自自投動(dòng)作作出口。為防止止AAT重復(fù)動(dòng)作作，借鑒鑒保護(hù)裝裝置中重重合閘邏邏輯的做做法，在在每一備備用電源源自投動(dòng)動(dòng)作邏輯輯中設(shè)置置一個(gè)“充電”計(jì)數(shù)器器。計(jì)數(shù)器“充電”的條件件是:不是所有有允許條條件都滿滿足且時(shí)時(shí)間超過(guò)過(guò)10s以上條件件同時(shí)滿滿足后為為“充電

27、電”滿狀狀態(tài)。計(jì)數(shù)器“放電”的條件件是:任一閉鎖鎖條件滿滿足;備用電源源自投動(dòng)動(dòng)作出口口。以上上條件滿滿足任一一個(gè)，立立即對(duì)該該計(jì)數(shù)器器“放電電”。第三節(jié)自自動(dòng)按按頻率減減負(fù)荷裝裝置電力系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率是電能能質(zhì)量重重要的指指標(biāo)之一一。電力系統(tǒng)統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行時(shí)，必須維維持頻率率在500.1 -0. 2Hz的范圍內(nèi)內(nèi)。系統(tǒng)統(tǒng)頻率偏偏移過(guò)大大時(shí)，發(fā)發(fā)電設(shè)備備和用電電設(shè)備都都會(huì)受到到不良的的影響。輕則影影響工農(nóng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品品的質(zhì)量量和產(chǎn)量量;重則損壞壞汽輪機(jī)機(jī)、水輪輪機(jī)等重重要設(shè)備備，甚至至引起系系統(tǒng)的“頻率崩崩潰”，致使大大面積停停電，造造成巨大大的經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失。一、頻率率偏移對(duì)對(duì)電力系系統(tǒng)的影影響1.電流

28、系統(tǒng)統(tǒng)頻率偏偏移的原原因電力系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率是反映映系統(tǒng)有有功功率率是否平平衡的質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)。 電力系統(tǒng)統(tǒng)所有發(fā)發(fā)電機(jī)輸輸出的有有功功率率的總和和，在任任何時(shí)刻刻都將等等于此系系統(tǒng)各種種用電設(shè)設(shè)備所需需的有功功功率和和網(wǎng)絡(luò)的的有功損損耗的總總和。但但由于有有功負(fù)荷荷經(jīng)常變變化，其其任何變變動(dòng)都將將立刻引引起發(fā)電電機(jī)輸出出電磁功功率的變變化，而而原動(dòng)機(jī)機(jī)輸入功功率由于于調(diào)節(jié)系系統(tǒng)的滯滯后，不不能立即即隨負(fù)荷荷波動(dòng)而而作相應(yīng)應(yīng)的變化化，此時(shí)時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)軸上上的轉(zhuǎn)矩矩平衡被被打破，發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速將將發(fā)生變變化，系系統(tǒng)的頻頻率隨之之發(fā)生偏偏移。2.電力系統(tǒng)統(tǒng)頻率偏偏移的危危害(1)頻率偏移移對(duì)發(fā)電電機(jī)和系

29、系統(tǒng)安全全運(yùn)行的的影響。頻率下下降時(shí)，汽輪機(jī)機(jī)葉片的的振動(dòng)會(huì)會(huì)變大。頻率下下降到47-48Hz時(shí)，廠用用機(jī)械的的出力隨隨之下降降，從而而使火電電廠發(fā)電電機(jī)發(fā)出出的有功功功率下下降，使使電力系系統(tǒng)頻率率下降到到不能允允許的程程度，嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)出出現(xiàn)頻率率雪崩會(huì)會(huì)造成大大面積停停電，甚甚至使整整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)瓦解。在核電電廠中，反應(yīng)堆冷冷卻介質(zhì)質(zhì)泵對(duì)供供電頻率率有嚴(yán)格格要求。當(dāng)頻率率降到一一定數(shù)值值時(shí)，冷冷卻介質(zhì)質(zhì)泵自動(dòng)動(dòng)停運(yùn)，使反應(yīng)應(yīng)堆停止止運(yùn)行。電力系系統(tǒng)頻率率下降時(shí)時(shí)，異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)和變變壓器的的勵(lì)磁電電流增加加，使異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)和變壓壓器的無(wú)無(wú)功消耗耗增加，從而使使系統(tǒng)電壓下降降。嚴(yán)重時(shí)時(shí)出現(xiàn)電電壓雪

30、崩崩會(huì)造成成大面積積停電，甚至造造成系統(tǒng)統(tǒng)瓦解。（2）頻率偏偏移對(duì)電電力用戶戶的不利利影響。電力系系統(tǒng)頻率率變化會(huì)會(huì)引起異異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速速變化，這會(huì)使使得電動(dòng)動(dòng)機(jī)所驅(qū)驅(qū)動(dòng)的加加工工業(yè)業(yè)產(chǎn)品的的機(jī)械轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速發(fā)生生變化。有些產(chǎn)產(chǎn)品(如紡織和和造紙行行業(yè)的產(chǎn)產(chǎn)品)對(duì)加工機(jī)機(jī)械的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速要求求很高，轉(zhuǎn)速不不穩(wěn)定會(huì)會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)量，甚至?xí)?huì)出現(xiàn)次次品和廢廢品。電力系系統(tǒng)頻率率波動(dòng)會(huì)會(huì)影響某某些測(cè)量和控控制用的電子子設(shè)備的的準(zhǔn)確性性和性能能。電力系系統(tǒng)頻率率降低使使電動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速速和輸出出功率降降低，導(dǎo)導(dǎo)致所帶帶動(dòng)機(jī)械械的轉(zhuǎn)速和出出力降低低，影響電電力用戶戶設(shè)備的的正常運(yùn)運(yùn)行。二、電力力系統(tǒng)負(fù)負(fù)荷的靜靜態(tài)頻

31、率率特性電力系統(tǒng)統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)行時(shí)，總有功功負(fù)荷PL與頻率f的關(guān)系，稱為負(fù)負(fù)荷的靜靜態(tài)頻率率特性。不同類類型負(fù)荷荷消耗的的有功功功率，隨隨頻率變變化的敏敏感程度度不一樣樣，它與與負(fù)荷的的性質(zhì)有有關(guān)。電電力系統(tǒng)統(tǒng)的負(fù)荷荷，一般般可分為為如下三三類:第一類:負(fù)荷消耗耗的有功功功率與與頻率無(wú)無(wú)關(guān)，如如電熱、照明和和整流器器負(fù)荷等等。第二類:負(fù)荷消耗耗的有功功功率與與頻率的的一次方方成正比比，如碎碎煤機(jī)、金屬切切削機(jī)等等負(fù)荷。第三類:負(fù)荷消耗耗的有功功功率與與頻率二二次方、高次方方成正比比，如通通風(fēng)泵、水泵等等負(fù)荷。第四節(jié)小小電流接接地系統(tǒng)統(tǒng)單相接接地自自動(dòng)選線線裝置我國(guó)電力力系統(tǒng)中中性點(diǎn)的的運(yùn)行方方式主

32、要要有三種種:中性點(diǎn)不不接地、中性點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)消弧弧線圈接接地和中中性點(diǎn)直直接接地地。前兩種接接地系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)稱為為小電流流接地系系統(tǒng)，后后一種接接地系統(tǒng)統(tǒng)又稱為為大電流流接地系系統(tǒng)，這這種區(qū)分分方法是是根據(jù)系系統(tǒng)中發(fā)發(fā)生單相相接地故故障時(shí)接接地電流流的大小小劃分的的。美國(guó)和加加拿大根根據(jù)自己己國(guó)情規(guī)規(guī)定，單單相接地地短路電電流值處處在三相相短路電電流的025%范圍內(nèi)，為小電電流接地地系統(tǒng)；我國(guó)早期期接地技術(shù)術(shù)規(guī)程規(guī)定：不論電力力系統(tǒng)中中性點(diǎn)的的接地方方式如何何，只要要單相接接地電流流或同點(diǎn)點(diǎn)兩相接接地時(shí)的的入地電電流小于于500A的屬于小小電流接接地；后來(lái)修訂訂時(shí)刪除除；改為為凡是單相接地地電弧能能夠

33、瞬間間自行熄熄滅者屬于小小電流接接地方式式。小電流接接地方式式中，主主要1、中性點(diǎn)點(diǎn)諧振接接地方式式；2、中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地方式；3中性點(diǎn)經(jīng)經(jīng)高阻接接地方式式；我國(guó)10-35kV電網(wǎng)中，普遍采采用中性性點(diǎn)不接接地或中中性點(diǎn)經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接地地方式，在這些些電網(wǎng)中中單相接接地故障障是最常常見(jiàn)的故故障之一一。當(dāng)小電流流接地系系統(tǒng)中發(fā)發(fā)生單相相接地故故障時(shí)，故障電流流很小，對(duì)供電電設(shè)備不不致造成成很大的的危害。此時(shí)，故障相電電壓降低低(金屬性接接地時(shí)為為零)，非故障相相電壓升升高(最大為線線電壓)，但線電電壓仍然然保持對(duì)對(duì)稱，此此時(shí)允許許電網(wǎng)繼繼續(xù)運(yùn)行行一段時(shí)時(shí)間，而而不影響響正常的的供電。但單相接接

34、地故障障如果不不作及時(shí)時(shí)處理，很有可可能發(fā)展展成為兩兩相接地地短路故故障，因因此正確確而及時(shí)時(shí)地把單單相接地地故障檢檢測(cè)出來(lái)來(lái)，對(duì)提提高供電電可靠性性具有重重要的實(shí)實(shí)際意義義。對(duì)于單相相接地故故障，傳統(tǒng)的檢檢測(cè)方法法是利用二二次側(cè)接接成開(kāi)口口三角形形的三相相五柱式式電壓互互感器。當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生單單相接地地故障時(shí)時(shí)，開(kāi)口口三角形形端將出出現(xiàn)將近近100V的零序電電壓，使使過(guò)電壓壓繼電器器動(dòng)作，啟動(dòng)中中央信號(hào)號(hào)回路的的電鈴和光光字牌，即可反反映出是是哪一級(jí)級(jí)電網(wǎng)上上發(fā)生了了單相接接地故障障。但這種方方法并不不能確定定究竟是是哪一條條線路發(fā)發(fā)生了故故障，通通常還需需要通過(guò)過(guò)“順序拉拉閘法”尋找故障障線

35、路，這不僅僅操作復(fù)復(fù)雜，對(duì)對(duì)斷路器器壽命也也有影響響，而且且會(huì)造成成不必要要的停電電損失。變電站實(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人人值班后后，上述述接地檢檢查方法法就不適適用了。需要有有一種新新的接地地檢查方方法和達(dá)達(dá)到下述述主要技技術(shù)要求求的裝置置。來(lái)完完成中性性點(diǎn)不接接地系統(tǒng)統(tǒng)配電線線路接地地檢查。（1）裝置的的工作不不受系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行方方式和接接地點(diǎn)過(guò)過(guò)渡電阻阻的影響響。（2）裝置能能用于中中性點(diǎn)不不接地或或經(jīng)消弧弧線圈接接地方式式（小電流）系統(tǒng)。（3）裝置使使用時(shí)，調(diào)試應(yīng)應(yīng)簡(jiǎn)單，維護(hù)量量小，不不用進(jìn)行行定值整整定。（4）裝置應(yīng)應(yīng)能適應(yīng)應(yīng)長(zhǎng)、短短不同的的線路、架空線線路及電電纜線路路，對(duì)線線路多少少不限。（5）在系

36、統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生單單相接地地時(shí)，能能自動(dòng)區(qū)區(qū)分是變變電站母線接地地還是配電線路路接地，自自動(dòng)選擇擇顯示線線路編號(hào)號(hào)、名稱稱及母線線段號(hào)。（6）瞬時(shí)接接地記憶憶、存儲(chǔ)儲(chǔ)。（7）配有通通信接口口，能與與RTU通信。目前，在在較先進(jìn)進(jìn)的計(jì)算算機(jī)監(jiān)控控系統(tǒng)中中，都配配置有單單相接地地自動(dòng)選選線裝置置，用于于在不停停電的情情況下尋尋找故障障線路。一、小電電流接地地系統(tǒng)單單相接地地分析(一)中性點(diǎn)不不接地系系統(tǒng)的正正常運(yùn)行行狀態(tài)中性點(diǎn)不不接地的的三相系系統(tǒng)在正正常運(yùn)行行時(shí)，各各線路經(jīng)經(jīng)過(guò)完善善的換位位，三相對(duì)地地電容是是相等的，因此此各相對(duì)對(duì)地電壓壓也是對(duì)對(duì)稱的。如圖614所示，線線路上A相電流等等于負(fù)荷荷電流I

37、AL和對(duì)地電電容電流流IAC的相量和和，當(dāng)三三相負(fù)荷電流流平衡，對(duì)地電容容電流對(duì)對(duì)稱時(shí)，三相電電容電流流相量和和等于零零，所以地中沒(méi)有有電容電電流通過(guò)過(guò)，中性點(diǎn)點(diǎn)電位為為零。但是實(shí)際際上三相相對(duì)地電電容是不不可能絕絕對(duì)平衡衡的，這這就引起起中性點(diǎn)點(diǎn)對(duì)地電電位偏移移，這個(gè)個(gè)偏移的的電壓稱稱為中性性點(diǎn)的位位移電壓壓。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)發(fā)生單相相接地故故障后，為了分分析方便便，設(shè)線路為空空載運(yùn)行，忽略電源源內(nèi)和線線路上的的壓降，則電容容電流的的分布如如圖所示示。(二)單相接地地故障時(shí)時(shí)接地電電流與零序電電壓的特特點(diǎn)如A相直接接接地UA= 0，非故障障相電壓壓UB和UC均升高3倍，即變變?yōu)榫€電電壓值，中性點(diǎn)點(diǎn)位

38、移移電壓U0EA。非故障障相電容容電流IBC和ICC的相量和和就是該該線路的的電容電電流，即即IBC十ICCIC3，其相量量圖如圖圖6-16(c)所示。因因?yàn)楣收险暇€路的的零序電電流可用用下式所所示，其其相量圖圖如圖6 -16(b)所示。由以上相相量分析析，可得得出如下下幾個(gè)結(jié)結(jié)論:中性點(diǎn)不不接地系系統(tǒng)，單單相接地地故障時(shí)時(shí)，中性性點(diǎn)位移移電壓為為EA。非故障障線路電電容電流流就是該該線路的的零序電電流。故障線線路首段段的零序序電流數(shù)數(shù)值上等等于系統(tǒng)統(tǒng)非故障障線路全全部電容容電流的的總和，其方向向?yàn)榫€路路指向母母線，與與非故障障線路中中零序電電流的方方向相反反。該電電流由線線路首段段的TA反應(yīng)

39、到二二次側(cè)。以上三點(diǎn)點(diǎn)結(jié)論就就是中性性點(diǎn)不接接地系統(tǒng)統(tǒng)基波零序序電流方方向自動(dòng)接地地選線裝裝置軟件件工作原原理。(三)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線線圈接地系統(tǒng)統(tǒng)的接地地電流特特點(diǎn)中性點(diǎn)經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接地地的系統(tǒng)統(tǒng)，當(dāng)在在線路XL-3的A相發(fā)生單單相接地地時(shí)，電電容電流流的分布布如圖所所示。二、小電電流接地地自動(dòng)選選線裝置置的軟件件原理 中性點(diǎn)不不接地系系統(tǒng)單相相接地時(shí)時(shí).產(chǎn)生零序序電壓、零序電電流的大大小及相相位，接地過(guò)渡渡電阻的大小與與系統(tǒng)運(yùn)行行方式之間的關(guān)關(guān)系十分分復(fù)雜，對(duì)小電電流接地地選線裝裝置的正正確工作作影響很很大，是是研究小小電流接接地選線線裝置的的一大難難題。（一）零零序功率率方向原原理中性點(diǎn)

40、不不接地系系統(tǒng)在正正常運(yùn)行行時(shí)，各各相對(duì)地地電壓是是對(duì)稱的的，中性性點(diǎn)對(duì)地地電壓為為零，電電網(wǎng)中無(wú)無(wú)零序電電壓。如如果線路路各相對(duì)對(duì)地電容容量相同同，在各各相電壓壓作用下下各相電電容電流流相等并并超前于于相應(yīng)相相電壓900。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)發(fā)生單相相接地故故障時(shí)，故障相相對(duì)地電電壓為零零，非故故障相對(duì)對(duì)地電壓壓變?yōu)殡婋娋W(wǎng)線電電壓。這這時(shí)電網(wǎng)網(wǎng)中出現(xiàn)現(xiàn)零序電電壓，其其大小等等于電網(wǎng)網(wǎng)正常工工作時(shí)的的相電壓壓。同時(shí)時(shí)，故障障線路和和非故障障線路出出現(xiàn)零序序電流，非故障障線路零零序電流流大小等等于本線線路接地地電容電電流且超超前零序序電壓900;故障線路路的零序序電流大大小等于于所有非非故障線線路零序序電流

41、之之和，且且滯后零零序電壓壓900。所以故故障線路路與非故故障線路路出現(xiàn)零零序電流流相差1800。零序功功率方向向原理的的小電流流接地裝裝置，就就是利用用在系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生單單相接地地故障時(shí)時(shí)，故障障與非故故障線路路零序電電流反相相，由零零序功率率繼電器器判別故故漳與非非故障線線路。在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用時(shí)，由于零零序電流流互感器器(或三相電電流互感感器構(gòu)成成零序電電流濾過(guò)過(guò)器)二次側(cè)波波形畸變變、電流流互感器器測(cè)量誤誤差、信信號(hào)干擾擾、線路路長(zhǎng)短差差別懸殊殊、接地地電阻的的影響以以及電壓壓互感器器的非線線性特性性等影響響，將造造成零序序方向繼繼電器存存在死區(qū)區(qū)。雖然然裝置本本身都設(shè)設(shè)置了排排序法和和采用相相

42、對(duì)相位位法概念念，在現(xiàn)現(xiàn)行運(yùn)行行方式下下取前三三個(gè)最大大的進(jìn)行行比較鑒鑒別，但但誤判是是難免的的，對(duì)裝裝有消弧弧線圈的的中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地系統(tǒng)更更為明顯顯。（二）諧諧波電流流方向原原理當(dāng)中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地系統(tǒng)發(fā)發(fā)生單相相接地故故障時(shí)，在各線線路中都都會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)零序諧諧波電流流。由于于諧波次次數(shù)的增增加，相相對(duì)應(yīng)的的感抗增增加，容容抗減小小，所以以總可以以找到一一個(gè)m次諧波，這時(shí)故故障線路路與非故故障線路路m次諧波電電流方向向相反，同時(shí)對(duì)對(duì)所有大大于二次次諧波的的電流均均滿足這這一關(guān)系系。這種判斷斷諧波電電流方向向原理構(gòu)構(gòu)成的接接地選線線裝置不不受系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行方方式變化化及過(guò)渡渡電阻的的影響，諧波電電流

43、相位位關(guān)系與與幅值無(wú)無(wú)關(guān)，只只要計(jì)算算機(jī)能識(shí)識(shí)別即可可。對(duì)相相位容差差大，即即相位大大于900即認(rèn)為反反相，小小于900認(rèn)為同相相。（三）外外加高頻頻信號(hào)電電流原理理當(dāng)中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地系統(tǒng)發(fā)發(fā)生單相相接地時(shí)時(shí)，通過(guò)過(guò)電壓互互感器二二次繞組組向母線線接地注注入一種種外加高高頻信號(hào)號(hào)電流，該信號(hào)號(hào)電流主主要沿故故障線路路接地相相的接地地點(diǎn)入地地，部分分信號(hào)電電流經(jīng)其其他非故故障線路路接地相相對(duì)地電電容入地地。用一只電電磁感應(yīng)應(yīng)及諧波波原理制制成的信信號(hào)電流流探測(cè)器器，靠近近線路導(dǎo)導(dǎo)體接收收該線路路故障相相流過(guò)信信號(hào)電流流的大小?。ü收险暇€路接接地相流流過(guò)的信信號(hào)電流流大，非非故障線線路接地地相流過(guò)

44、過(guò)的信號(hào)號(hào)電流小小，它們們之間的的比值大大于10倍）判斷斷故障線線路與非非故障線線路。高頻信號(hào)號(hào)電流發(fā)發(fā)生器由由電壓互互感器開(kāi)開(kāi)口三角角的電壓壓起到。選用高高頻信號(hào)號(hào)電流的的頻率與與工頻及及各次諧諧波頻率率不同，因此工工頻電流流、各次次諧波電電流對(duì)信信號(hào)探測(cè)測(cè)器無(wú)感感應(yīng)信號(hào)號(hào)。在單相接接地故障障時(shí)，用用信號(hào)電電流探測(cè)測(cè)器，對(duì)對(duì)注入系系統(tǒng)接地地相的信信號(hào)電流流進(jìn)行尋尋蹤，還還可以找找到接地地線路和和接地點(diǎn)點(diǎn)的確切切位置。(六)利用五次次諧波判判別的軟軟件原理理在電力系系統(tǒng)中，由于發(fā)發(fā)電機(jī)的的電動(dòng)勢(shì)勢(shì)中存在在著高次次諧波，某些負(fù)負(fù)荷的非非線形也也會(huì)引起起高次諧諧波，所所以系統(tǒng)統(tǒng)中的電電壓和電電流均

45、含含有高次次諧波分分量，其其中以五五次諧波波分量數(shù)數(shù)值最大大。前邊分析析過(guò)，中中性點(diǎn)經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接地地的系統(tǒng)統(tǒng)中，在在單相接接地時(shí)消消弧線圈圈的電感感電流補(bǔ)補(bǔ)償接地地電容電電流是指指基波零零序電流流而言的的，對(duì)于于五次諧諧波來(lái)說(shuō)說(shuō)，情況況就大不不相同了了。對(duì)于于五次諧諧波來(lái)說(shuō)說(shuō)，由于于消弧線線圈的電電抗(wL.)增大到原原來(lái)的5倍，通過(guò)過(guò)消弧線線圈的電電感電流流減小到到原來(lái)的的1/5;而線路容容抗減小小到1/5，電容電電流增大大到五倍倍。所以以消弧線線圈的五五次諧波波電流相相對(duì)于非非故障相相五次諧諧波接地地電容電電流來(lái)說(shuō)說(shuō)是非常常小的，即對(duì)于于五次諧諧波而言言，相當(dāng)當(dāng)于中性性點(diǎn)不接接地系統(tǒng)統(tǒng)

46、，IL5并不起補(bǔ)補(bǔ)償作用用。以上表明明:中性點(diǎn)經(jīng)經(jīng)消弧線線圈接地地系統(tǒng)，在發(fā)生生單相接接地故障障時(shí)，故故障線路路首端的的五次諧諧波零序序電流在在數(shù)值上上等于系系統(tǒng)非故故障線路路五次諧諧波電流流的總和和。其方向向與非故故障線路路中五次次諧波零零序電流流方向相相反。該該結(jié)論與與中性點(diǎn)點(diǎn)不接地地系統(tǒng)中中基波零零序電流流的規(guī)律律完全相相同。因此，在在發(fā)生單單相接地地時(shí)，故故障線路路的首端端五次諧諧波零序序電流方方向從線線路指向向母線，落后于于五次諧諧波零序序電壓900，非故障障線路首首端的零零序電流流為本線線路五次次諧波零零序電容容電流，方向從從母線流流向線路路，超前前于五次次諧波零零序電壓壓為900

47、。以上結(jié)論論是中性性點(diǎn)經(jīng)消消弧線圈圈接地的的單相接接地選線線的判別別依據(jù)，即五次次諧波判判別法。第五節(jié)故故障錄波波裝置故障錄波波裝置是是當(dāng)電力系系統(tǒng)發(fā)生生故障時(shí)，能迅迅速直接接地記錄下與與故障有有關(guān)的運(yùn)運(yùn)行參數(shù)數(shù)的一種自自動(dòng)記錄錄裝置。當(dāng)電力系系統(tǒng)發(fā)生生故障時(shí)時(shí)，電力力系統(tǒng)潮潮流計(jì)算算、短路路電流計(jì)計(jì)算的理理論值與與實(shí)際值值的差距距有多大大，繼電電保護(hù)、自動(dòng)裝裝置的實(shí)實(shí)際動(dòng)作作情況如如何。電電氣設(shè)備備受沖擊擊的程度度怎樣，這些在在理論上上很難模模擬，又又不能通通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)獲得的的瞬間信信息，對(duì)對(duì)電力系系統(tǒng)安全全穩(wěn)定運(yùn)運(yùn)行具有有十分重重要的意意義，而而利用故故障錄波波裝置就就能獲得得這些信信息，所

48、所以故障障錄波裝裝置就好好像是電電力系統(tǒng)統(tǒng)故障時(shí)時(shí)的“黑黑匣子”，是電電力系統(tǒng)統(tǒng)十分重重要的安安全自動(dòng)動(dòng)裝置。電力系統(tǒng)統(tǒng)繼電保保護(hù)和安安全自動(dòng)動(dòng)裝置技技術(shù)規(guī)程程規(guī)定：在主要發(fā)電電廠、220kV及以上變變電站和和220kV重要變電電站，應(yīng)裝設(shè)設(shè)故障錄錄波裝置置。其記記錄的電電網(wǎng)參數(shù)數(shù)除對(duì)一一般參數(shù)數(shù)(電壓、電電流、開(kāi)開(kāi)關(guān)量)的記錄外外，還對(duì)對(duì)有關(guān)元元件的有有功、無(wú)無(wú)功、非非周期分分量的初初值電流流及其衰衰減時(shí)間間常數(shù)、系統(tǒng)頻頻率變化化及各種種參數(shù)變化的準(zhǔn)確時(shí)時(shí)間進(jìn)行行記錄。分析電網(wǎng)網(wǎng)故障主主要是指指分析系系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程程參數(shù)量的變化化規(guī)律。故障錄錄波裝置置必須設(shè)設(shè)置故障障錄波的的專用傳傳輸接口口，

49、以便便遠(yuǎn)傳調(diào)調(diào)度作進(jìn)進(jìn)一步數(shù)數(shù)據(jù)分析析處理。一、故障障錄波裝裝置的作作用（1）正確分分析事故故原因，為及時(shí)時(shí)處理事事故提供供重要依依據(jù)。根根據(jù)所錄錄故障過(guò)過(guò)程波形圖和和有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確反映映故障類類型、相相別、故故障電流流和電壓壓等數(shù)據(jù)據(jù)、斷路路器調(diào)合合閘時(shí)間間和重合合閘動(dòng)作作情況等，從而而可以分析和確確定事故故原因，研究有有效的對(duì)對(duì)策，為為及時(shí)處處理事故故提供可可靠的依依據(jù)。（2）根據(jù)錄錄取的波波形圖和和數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)價(jià)繼電保保護(hù)和自自動(dòng)裝置置工作的的正確性性，也是十十分難得得的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別是是在發(fā)生生轉(zhuǎn)換性性故障時(shí)時(shí)，更是是如此。（3）根據(jù)錄錄取的波波形圖和和數(shù)據(jù)，結(jié)合短短路電

50、流流計(jì)算結(jié)結(jié)果，較準(zhǔn)確地地判斷故故障地點(diǎn)點(diǎn)范圍，便于尋尋找故障障點(diǎn)。加加速處理理事故進(jìn)進(jìn)程，減減輕巡線線人員勞勞動(dòng)強(qiáng)度度。最新新微機(jī)型型故障錄錄波裝置置，判斷斷故障準(zhǔn)準(zhǔn)確度誤誤差在2%以內(nèi)。（4）分析研究究振蕩規(guī)規(guī)律。從錄波波圖可以以清楚反反映振蕩蕩發(fā)生、失步、同步振振蕩、異異步振蕩蕩和再同同步過(guò)程程以及振振蕩周期期、振蕩蕩頻率、振蕩電電流和振振蕩電壓壓特性等等，為研研究防止振蕩蕩對(duì)策、改進(jìn)繼繼電保護(hù)護(hù)和自動(dòng)動(dòng)裝置提提供依據(jù)據(jù)。（5）分析錄波波圖，可可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)繼電保保護(hù)和自自動(dòng)裝置置的缺陷陷及一次次設(shè)備的的缺陷，可及時(shí)時(shí)消除事事故隱患患;可提供轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換性故故障和非非全相運(yùn)運(yùn)行再故故障的信信息;還可反映映電力系系統(tǒng)內(nèi)部部過(guò)電壓壓的情況況等。（6）借助錄錄波裝置置的錄波波資料提提供的波波形和數(shù)數(shù)據(jù)，不不僅可反反映用于于核對(duì)系系統(tǒng)參數(shù)數(shù)和短路路計(jì)算值值，而且且還可實(shí)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)，對(duì)理論論上計(jì)算算的系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)作作必要修修正。故障錄波波裝置的的主要部部分是錄錄波器，根據(jù)錄錄波原理理的不同同，可分分為光線式錄錄波器和微機(jī)型錄錄波器。如較早投投入運(yùn)行行并被廣廣泛采用用的PGL型故障錄錄波裝置置就是采采用光線線式記錄錄原理構(gòu)構(gòu)成的。輸入電信信號(hào)通過(guò)振動(dòng)子的的動(dòng)圈(吊在張絲絲上的線線圈)，使其在在恒定磁磁場(chǎng)作用用下隨電電信號(hào)的的強(qiáng)度和和方向偏偏轉(zhuǎn)，連連接在線線圈