繼電器保護的要求范文
時間：2023-12-22 17:52:07
導語：如何才能寫好一篇繼電器保護的要求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
【關鍵詞】電力變壓器 ,電壓, 保護 ,安裝
【 abstract 】 along with the rapid development of the electric power industry, a large number of power plants, substation also arises at the historic moment. And as a generator, transformer substation of transformer of main electrical equipment, its installation quality directly affect the safety operation of the power grid, therefore, transformer site installation technology also more and more important.
【 key words 】 electric power transformer, voltage, protect, and installation
中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：
一、淺談電力變壓器的保護措施
配電變壓器是配電系統中根據電磁感應定律變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器，變壓器運行是否正常直接影響用戶生產和生活用電，并關系到用電設備的安全，因此必須從保護配置技術角度和日常運行管理兩大方面來注意。
1、保護配置技術方面
（1）裝設避雷器保護，防止雷擊過電壓。配變的防雷保護，采用裝設無間隙金屬氧化物避雷器作為過電壓保護，以防止由高低壓線路侵入的高壓雷電波所引起的變壓器內部絕緣擊穿，造成短路，杜絕發生雷擊破壞事故。采用避雷器保護配變時，一是要通過正常渠道采購合格產品；二是對運行中的設備定期進行預防性試驗；三是定期進行變壓器接地電阻檢測；四是安裝位置選擇應適當。
（2）裝設速斷、過電流保護，保證有選擇性地切除故障線路。配變的短路保護和過載保護由裝設于配變高壓側的熔斷器和低壓側的漏電總保護器（該裝置有漏電保護和配變低壓過電流保護）來實現。為了有效地保護配變，必須正確選擇熔斷器的熔體(熔絲、熔片等)及低壓過電流保護定值。高壓側熔絲的選擇，應能保證在變壓器內部或外部套管處發生短路時被熔斷。容量在100kVA及以下的配變，高壓熔絲按2～2.5倍額定電流選擇；容量在100kVA以上的配變，高壓熔絲按1.5～2倍額定電流選擇。低壓側漏電總保護器過流動作值取配變低壓側額定值的1.3倍，配變低壓各分支線路過流保護定值不應大于總保護的過流動作值，其值應小于配變低壓側額定電流，一般按導線最大載流量選擇過流值，保證在各出線回路發生短路或輸出負載過大，引起配變過負荷時能及時動作，切除負載和故障線路，實現保護配變的目的。
2、日常運行管理方面
（1）加強日常巡視、維護和定期測試：
一是進行日常維護保養，及時清掃和擦除配變油污和高低壓套管上的塵埃；二是及時觀察配變的油位和油色，定期檢測油溫等；三是搖測配變的絕緣電阻，檢查各引線是否牢固；四是加強用電負荷的測量，在用電高峰期，加強對每臺配變的負荷測量，必要時增加測量次數，對三相電流不平衡的配電變壓器及時進行調整，防止中性線電流過大燒斷引線，造成用戶設備損壞，配變受損。
（2）防止外力破壞：
一是合理選擇配變的安裝地點，既要滿足用戶電壓的要求，又要避免將其安裝在荒山野嶺，也要防備不法分子偷盜，同時要利于運行人員的定期維護；二是避免在配電變壓器上安裝低壓計量箱；三是不允許私自調節分接開關；四是在配變高低壓端加裝絕緣罩；五是定期巡視線路，砍伐線路通道，防止樹枝碰在導線上引起低壓短路燒壞配電變壓器的事故。
故要使配電變壓器保持長期安全可靠運行，除加強提高保護配置技術水平之外，在日常的運行管理方面同樣也十分重要。作為配變運行管理人員，一定要做到勤檢查、勤維護、勤測量，及時發現問題及時處理，采取各種措施來加強配電變壓器的保護，防止出現故障或事故，以保證配電網安全、穩定、可靠運行。
二、電力變壓器安裝程序及要求
1、變壓器卸車及就位
在變壓器基礎驗收移交后，對周邊施工場地進行平整和夯實，布置好卸車的平臺和拖運軌道。在主變拖運至安裝點前，應再次對變壓器進行檢查。核對變壓器的高低壓側方向以確定卸車方向。變壓器就位后，在其他任何工作開始前必須可靠接地。
2、器身檢查
有吊罩檢查和直接進入器身內部檢查兩種方式供選擇。無論采用何種方式，都應選擇在良好天氣中進行并盡量縮短器身在空氣中的暴露時間，應滿足周圍空氣溫度不低于0℃、器身溫度不低于周圍空氣溫度，空氣相對濕度不大于75%和場地周圍應清潔并有防塵措施這些條件。
3、吊罩檢查方式
鐘罩起吊時應平衡起吊，吊索與鉛垂線的夾角不宜大于30度，起吊過程應緩慢，嚴禁器身與箱壁碰撞。充氮運輸的變壓器必須讓器身在空氣中暴露15min以上，待氮氣擴散后才可開始檢查。
4、進入器身內部檢查方式
充氮運輸的變壓器器身檢查前采用注油排氮的方式排氮，排氮前須將油箱中的殘油排盡，注入油箱中的油必須是合格絕緣油。油位應高出鐵心上沿100mm以上，靜置12h后方可排油準備內部檢查。
5、附件安裝
高壓套管安裝：先卸去接線板與導電頭，用長20m、直徑8~10mm的尼龍繩穿入套管內，上端經掛在吊鉤上的滑輪由工作人員拉住，用吊車將套管慢慢吊起并移至升高座上方，繩子的另一端用吊環螺釘與變壓器的引線接頭連接，將套管吊裝就位，同時將引線接頭提至超出套管頂部，旋下吊環螺釘，將套管固定牢固。其他附件安裝：在高、低套管安裝完畢后，即可封上人孔門，進行儲油柜、冷卻器等其他附件的安裝。
6、真空注油
附件安裝基本完成后，即可開始抽真空，準備注油。抽真空時應根據制造廠家的要求，將不能承受機械強度的附件與油箱隔離。抽真空時應密切監視箱壁的變形。抽真空時應首先將油箱內抽成0.02Mpa，然后按每小時均勻地增高0.0067Mpa直至0.101Mpa（或廠家要求）后，即可開始注油（注油前應對油進行油樣采集化驗）。注油應從下部的蝶閥處注入，注入的油應是合格的變壓器絕緣油，且油的溫度必須高于器身溫度。注油要平穩，速度不應大于100L/min。注油全過程應保持真空。
篇2
【關鍵詞】諧波；繼電保護；繼電器；誤動；拒動；抑制措施
1.引言
隨著我國經濟社會快速發展，社會對電力的需求越來越大，安全用電顯得更加重要，因此，作為保障電網安全與穩定運行的繼電保護技術必須加以重視。然而，近年來不斷發展的電力系統以及出現的新型電氣設備，生產生活中越來越多的非線性負荷與電網接軌，這也直接給電力系統造成了嚴重的諧波污染，諧波極容易導致繼電保護在某些情況下誤動作或拒動作。為了提高電力系統繼電保護的安全可靠，必須針對諧波問題，采取切實可行抑制諧波的對策，以確保電力系統的穩定運行。
2.電網的諧波問題
諧波是非正弦周期交流量進行傅立葉分解，得到頻率為基波頻率整數倍的分量。一般認為是非線性負荷的用電方式產生了非正弦周期電流，該諧波電流在電網中產生諧波壓降，也就形成了電網電壓的畸變而出現諧波電壓，稱之為諧波“污染”。非線性負荷實際上是一種電能轉換方式用電，將標準的50Hz額定電壓的交流電源轉換為其他形式的電源，以適應不同的用電要求，其也是用電技術發展的體現。
現以電網中廣泛采用的三相不控整流器為例來分析諧波的特性，這種整流器普遍的應用于工業交直流變換、變頻設備、城市輕軌和地鐵行業中，以及目前的新興產業電動汽車充電站中也采用此種整流器。它的原理是將電網三相交流電經過二極管整流變換為直流電，由于二極管的單向導通性，會使整流器交流側的電流波形產生嚴重畸變，含有大量諧波。圖1為三相不控整流器的實測a相電壓電流波形，分析如下：
將三相不控整流器交流側的a相非正弦周期電流進行傅立葉分解后可得：
（-1）
式中Id為整流后的直流電流平均值，由上式可得電流基波和各次諧波的有效值為：
根據以上分析，三相不控整流器交流側電流的主要諧波次數為6k±1，（k=1，2，3…），不含3的倍數次諧波，也不含有偶數次諧波，而且諧波的幅值與其次數成反比，即諧波次數越高，其有效值越小。這就說明了非線性負載對電網的諧波污染相當嚴重。
圖1三相不控整流器交流側電壓電流波形
3.諧波的影響場合分析
電網諧波對繼電保護的影響主要分為兩方面：對輸電線保護的影響和對變壓器保護的影響分。
3.1諧波對輸電線保護的影響
當電網中諧波電流或諧波電流含量較大時，采用工頻變化量或者相電流、相電壓突變量作為起動元件的輸電線保護就會出現問題，比如會使保護裝置和收發信機不能正常起動。
對于采用以突變量作為起動元件的繼電器，當其受到諧波影響時，起動元件會不斷起動，會使程序長時間處在振蕩閉鎖模塊中，如果此時區內發生故障，將嚴重影響保護的快速性；對于采用以工頻變化量作為起動元件的阻抗繼電器，其動作速度較快，極易受到諧波電壓、電流的影響。如果諧波含量大于限值，在進行整定時必須給予適當考慮。
3.2諧波對變壓器保護的影響
工程中，變壓器的差動保護一般以突變量作為其起動判據，包括采用相電流采樣值的突變量、基于半周積分算法的相電流工頻變化量等，上述兩者都不能完全消除諧波影響，可能導致變壓器差動保護不正常起動。
在變壓器的差動電流速斷和比率差動保護中，在微機保護的VFC插件中裝設了濾波電路，而且在軟件計算中采用了全周傅立葉算法，這樣就極大的避免了諧波對保護的影響。
電網中的諧波既有正序諧波也有負序和零序諧波，對于負序和零序諧波對保護的影響與電力系統中的負序和零序分量相似。
4.諧波對繼電裝置的影響分析
4.1諧波對電磁型繼電器的影響
工程中的電磁型電流繼電器以線圈內流過的電流有效值作為判據，其動作轉矩與電流有效值的平方成正比。此種方式有個較大的缺點，無論線圈內流過基波或諧波電流，都可以使繼電器動作，所以諧波可能會使電流繼電器誤動作。電壓繼電器與電流繼電器相比，其線圈匝數較多，阻抗也隨之增大，當繼電器感應到諧波電壓時，如果動作值比基波時整定值大，過電壓繼電器可能拒動，欠電壓繼電器可能誤動。與其它類型的繼電器相比，電磁型繼電器的響應時間較長，對整定值的誤差要求也相當較低，在電網諧波含量較小時，諧波對其影響不大，但是如果諧波含量較大，而且衰減較慢，此時就會對電磁型繼電器產生嚴重影響，繼電器誤動造成電網事故。例如：變壓器在空載狀態下投切時，就會產生諧波含量很高的勵磁涌流，以2次諧波為主的高次諧波會造成繼電器誤動。
4.2諧波對感應型繼電器的影響
感應型繼電器可動部分慣性較大，諧波轉矩對其影響不嚴重。在磁場的作用下，這種繼電器的圓盤或圓筒將會產生電磁感應轉矩，它會推動圓盤或者圓筒。工程運行經驗表明；隨著流入繼電器頻率的上升，其啟動靈敏度降低，這是由于畸變電流中的諧波電流產生的附加諧波轉矩造成的，因為畸變電流產生的轉矩等于基波轉矩和各高次諧波轉矩的總和。電網中含量較多的諧波為3次、5次和7次諧波，其產生的附加諧波轉矩對感應型繼電器的靈敏度影響最大。對于各次諧波而言，其產生的諧波轉矩可正可負，這就造成了繼電器有可能誤動也有可能拒動。
4.3諧波對整流型繼電器的影響
整流器繼電器的是將輸入的交流量或者幾個輸入的交流量進行整流，轉換為直流量，其動作特性由整流后的直流電壓、電流信號決定。例如在某系列的方向阻抗繼電器中，其以兩個電氣量的環形整流比相器構成，如果電網含有諧波時，其動作特性呈現為一個不規則的封閉曲線，不再是一個圓，封閉曲線上有許多凹凸不平點，每隔一個周期都會出現凸點或者凹點，隨著諧波含量的增大，凹凸幅值越大。產生這種現象的原因是諧波電流流入電流回路時，環形整流比相器輸出的交流分量增大，就會造成繼電器動作特性損壞不光滑。
4.4諧波對靜態型繼電器的影響
靜態型繼電器主要由電子器件構成，不包含機械運動，其最大的優點是抗干擾和消除了諧波影響，所以靜態型繼電器越來越受到人們的關注。靜態型繼電器是按相位比較原理構成的繼電器，被比較的兩個交流電流用積分比相器或者微分比相器進行比較。
5.抑制對策
5.1諧波抑制措施
目前，在諧波處理上通常采用兩種方法：一是采取措施減少電力電子設備自身產生的諧波；二是增設濾波裝置濾除電網中的諧波。對于第一種方法，一般采用的是多脈動整流方法，是按一定的規律將兩個或多個（通常為偶數個）變流器進行組合，通過移相變壓器對電網電壓進行移相，使得各個整流橋輸入電壓存在一定的相位差，從而獲得整流負載電流之間的相位差，不同相位差的整流負載電流在電網側的疊加，可以使某些次諧波相互削弱或抵消，從而實現電網側電流的正弦化矯正。
圖2 12脈動整流器交流側電壓電流波形
圖2為12脈動整流器交流側的電壓電流波形，與圖1相比，其電流波形畸變率下降，各次諧波含有率也明顯減小。
此時，電流中只含有少量的12k±1，（k=1，2，3…）次諧波。可見，12脈動整流變壓器電網側的諧波電流較6脈動整流變壓器有較大改善。
將12脈動整流器交流側的a相非正弦周期電流進行傅立葉分解后可得：
（-1）
對于諧波抑制的第二種方法，在工程中裝設的濾波裝置包括無源濾波器和有源濾波器，無源濾波器價格相對低廉，采用電容C和電感L元件組成濾波電路，在諧振頻率下合成阻抗為零，迫使該次諧波電流流向濾波支路，不能傳播到電網造成危害，但是其濾波效果有限；有源濾波器在工程應用時要備有諧波發生源和大功率晶閘管元器件，還要配有跟蹤控制和脈寬調制系統，其濾波效能優越，但成本稍高。
5.2改進繼電保護的措施
對于改進繼電保護主要由兩方面的措施：輔助措施和自主措施。如選擇輔助措施，可采用配電系統中自帶的頻率測試儀對諧波頻率進行測試，以輔助繼電保護裝置對電壓、電流進行測量和值的比較；也可以以使保護中的輸入信號正常為目的，增加濾波裝置；也可以以使繼電保護裝置只反應突變量，且僅反應突變量為目的，接入一個微分電路于繼電保護裝置的執行元件前，也就是說，使用反映增量的裝置；或者加裝諧波閉鎖環節于配電系統中的各類保護間。對于自主措施，是以繼電保護裝置自身為基礎，通過對繼電保護裝置的動作整定值進行合理設定，以使繼電保護裝置的動作正確、可靠。
6.總結
綜上所述，諧波對繼電保護的危害是十分明顯的。為此，應清楚地了解諧波產生的原因，增加諧波監測和分析設備，嚴密監視電網中的諧波水平和潮流分布。而對于運行在高諧波含量環境中的繼電保護裝置，要運行中要加強監護，采取一定的手段提高其抗干擾性。只有這樣，才能抑制諧波污染，提高繼電保護的安全性，最終實現安全可靠用電。
參考文獻：
篇3
【關鍵詞】10kV；供電系統；繼電保護
中圖分類號：U223 文獻標識碼： A
一、前言
供電系統的有序進行是供電系統的核心保障。雖然我國早此方面取得了一定的成績，但依然存在一些問題和不足需要改進。在科技不斷進步的新時期，加強10kV供電系統的繼電保護的研究，對我國供電系統的發展有著重要的意義。
二、10kV供電系統在電力系統中的重要性
電力系統是由發電變電、輸電、配電和用電等五個環節組成的。在電力系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不可避免的。由于電力系統的特殊性，上述五個環節應是環環相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統的穩定運行遭到破壞；當10kV不接地系統中的某處發生一相接地時，就會造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使系統中的絕緣遭受損壞，也有進一步發展為事故的可能。
三、10kV系統中繼電保護的配置現狀
目前，一般企業高壓供電系統中普遍采用10kV系統。除早期建設的10kV系統中，較多采用直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外，近年來飛速建設的電網上一般均采用環網或手車式高壓開關柜，繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業為雙路10kV電源、高壓母線分段不聯絡或雖能聯絡但不能自動投入，在系統供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些亟待解決的問題。
四、幾種常用電流保護的分析
1、反時限過電流保護
繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。
（1）繼電器的構成。
反時限過電流保護是由GL-15（25）感應型繼電器構成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業中，感應型繼電器兼有電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式時間繼電器（作為時限元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）和電磁式中間繼電器（作為出口元件）的功能，用以實現反時限過電流保護；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現電流速斷保護。采用這種繼電器，就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能（體現了繼電器的多功能性），也可以大大簡化繼電保護裝置。這種繼電器雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
（2）反時限過電流保護的基本原理。
當供電線路發生相間短路時，感應型繼電器KA1或（和）KA2達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或（和）YR2因有KA1或（和）KA2的常閉觸點分流（短路），而無電流通過，故暫時不會動作。但接著KA1或（KA2）的常閉觸點斷開，因YR1或（和）YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號牌掉下，給出信號。
在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現下列問題：繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；繼電器的常閉觸點如先斷開，CT的二次側帶負荷開路，將產生數千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。
2、定時限過電流保護
（1）繼電器的構成。
定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器（作為時限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在10kV～35kV系統中比較重要的變配電所。
（2）定時限過電流保護的基本原理。
在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。當被保護線路只設有一套保護，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。當被保護線路中發生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。當CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯的，故當任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預先整定的時間動作使其接點吸合。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點接通了跳閘線圈回路，從而使被保護回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續運行
3、三段式過電流保護裝置
由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。
對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路――變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路-變壓器組的全部。通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。
五、建議
10kV供電系統是電力系統的一部分，它能否安全、穩定、可靠的運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否安全正常的運行。
由于10kV系統中包含著一次系統和二次系統，又由于一次系統比較簡單、更為直觀，在考慮和設置上較為容易；而二次系統相對較為復雜，并且二次系統包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10kV供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置。
六、結束語
繼電保護至關重要，因此，在10kV供電系統的后續發展中，要不斷提高繼電保護的措施，加強對繼電保護的重視，嚴格繼電保護管理體系，促進供電系統水平的提高。
參考文獻
[1]陳繼森主編.電力系統繼電保護[M].北京科學技術出版社，2012，（4）：31-35.
[2]李火元主編.電力系統繼電保護與自動裝置[M].中國電力出版社，2011，（6）：78-80.
篇4
關鍵詞：繼電保護
1 繼電保護裝置的作用和任務
在供電系統發生故障時，必須有相應的保護裝置盡快地將故障切除，以防故障擴大。當發生用電設備有危害性的不正常工作狀態時，應及時發信號告知值班人員，消除不正常的工作狀態，以保證電氣設備正常、可靠地運行。
基本任務如下：
①當發生故障時能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統中切除，使故障元件免遭破壞。②當出現不正常工作狀態時，繼電保護裝置動作發出信號，以便告知運行人員及時處理，保證安全供電。③繼電保護裝置還可以和供電系統的自動裝置配合，大大縮短停電時間，從而提高供電系統運行的可靠性。
2 繼電保護裝置的基本原理和組成
供電系統發生故障之后，總是隨著電流的驟增、電壓的迅速降低、線路測量阻抗減小以及電流、電壓之間相位角的變化等。因此，利用這些基本參數的變化，可以構成不同原理的繼電保護。一般情況下，整套保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分組成。
2.1 測量部分 測量從被保護對象輸入的有關電氣量，如電流、電壓等，并與給定的整定值進行比較，輸出比較結果，從而判斷保護裝置是否應該動作。
2.2 邏輯部分 根據測量部分輸出的檢測量和輸出的邏輯關系，進行邏輯判斷，以便確定是否應該使斷路跳閘或發出信號，并將有關命令輸入執行部分。
2.3 執行部分 根據邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務，如跳閘或發出信號等操作。
3 對繼電保護裝置的基本要求
3.1 選擇性
繼電保護動作的選擇性是指供電系統中發生故障時，距故障點最近的保護裝置首先動作，將故障元件切除，使故障范圍量減小，保證非故障部分繼續安全運行。
3.2 速動性
快速地切除故障，可以縮小故障設備或元件的損壞程度，減小因故障帶來的損失和在故障時大電流、低電壓等異常參數下的工作時間。
3.3 靈敏性
在系統中發生短路時，不論短路點的位置、短路的類型、最大運行方式還是最小運行方式，要求保護裝置都能正確、靈敏地動作。繼電保護越靈敏越能可靠地反映應該動作的故障。但也容易產生在不要求其動作情況下的誤動作。因此，靈敏性與選擇性也是互相矛盾的，應該綜合分析。通常用繼電保護運行規程中規定的靈敏系數來進行合理的配合。
3.4 可靠性
保護裝置在其保護范圍內發生故障或出現不正常工作狀態時，能可靠地動作而不拒動；而在其保護范圍外發生故障或者系統內設有故障時，保護裝置不能誤動，這種性能要求稱為可靠性。保護裝置的拒動和誤動都將給運行中的供電系統造成嚴重的后果。隨著供電系統的容量不斷擴大以及電網結構的日趨復雜，除滿足上述四點基本要求外，還要求節省投資，保護裝置便于調試及維護，并盡可能滿足系統運行的靈活性。
4 幾種常用電流保護的分析
4.1 反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
4.2 定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。
定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。提高不拒動和誤動作，是繼電保護可靠性的核心。為了確保供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值，從而保證系統的正常運行。
5 繼電保護的現狀與發展趨勢
近20年來，微機型繼電保護裝置在我國電力系統中獲得了廣泛應用，常規的電磁型、電動型、整流型、晶體管型以及集成電路型繼電器已經逐漸被淘汰。以往，繼電保護裝置與繼電保護原理是一一對應的，不同的保護原理必須用不同的硬件電路實現。微機繼電保護的誕生與應用徹底改變了這一狀況。微機繼電保護硬件的通用性和軟件的可重構性，使得在通用的硬件平臺上可以實現多種性能更加完善、功能更加復雜的繼電保護原理。一套微機保護往往采用了多種保護原理，例如，高壓線路保護裝置具有高頻閉鎖距離、高頻閉鎖方向相間阻抗、接地阻抗、零序電流保護及自動重合閘功能。微機保護還可以方便地實現一些常規保護難以實現的功能，如工頻變化量阻抗測量和工頻變化量方向判別。
微機繼電保護裝置一般采用插件結構，通常包含交流變換插件、模數轉換和微處理器插件、人機管理開關量輸入插件、電源插件和繼電器插件等。隨著微處理器技術的發展，內部集成的資源越來越多，一個處理器芯片往往就是一個完整的微處理器系統，使得硬件設計變得非常簡單。較復雜的微機保護裝置通常采用CPU結構。多個保護CPU通過串行通信總線與人機管理CPU相連。通過裝置面板上的鍵盤和液晶顯示實現對保護CPU的調試與定值設置，人機管理CPU設計通過現場通信總線與調度直接連接，便于實現變電站無人值守和綜合自動化。
篇5
[關鍵詞]城市電網 10kV 配電系統 繼電保護 裝置
中圖分類號：TM725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0024-01
城市電網10kV配電系統是電力系統發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節的一個重要組成部分。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到黨政機關、工礦企業、居民生活用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。
一、城市電網10kV配電系統在電力系統中的重要位置
城市電網10kV配電系統由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不能完全避免的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統的穩定運行遭到破壞。為了確保城市電網10kV配電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置。
二、城市電網10kV配電系統繼電保護的基本類型
城市電網10kV系統中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生，來達到提高系統運行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。
可以想象，在10kV系統中利用熔斷器去完成上述任務是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10kV系統中的繼電保護裝置就成了供電系統能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。
在電力系統中利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如在城市電網10kV配電系統中應用最為廣泛的是反映電流變化的電流保護：有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等，還有既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；利用故障接地線路的電容電流大于非故障接地線路的電容電流來選擇接地線路，一般均作用于發信號，在部分發達城市因電容電流較大10kV配網系統采用中性點直接接地的運行方式，此時零序電流保護直接作用于跳閘。
三、幾種常用電流保護的分析
（一）反時限過電流保護
繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。這種保護方式目前主要應用于一般用戶端的進線開關處保護，不推薦使用在變電站10kV出線開關處。
（二）定時限過電流保護
1.定時限過電流保護。繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
2.繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器（作為時限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在電力系統中變配電所，作為10kV出線開關的電流保護。
3.定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。？保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
4.動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。為此必須滿足以下兩個條件：
（1）在正常情況下，出現最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現的尖峰電流等）不應動作。 （2）保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。
四、電流速斷保護
（一）電流速斷保護
電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。
（二）電流速斷保護的構成
電流速斷保護是由電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動元件）、電磁式信號繼電器（作為信號元件）構成的。它一般不需要時間繼電器。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。
（三）瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍
瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。
（四）瞬時電流速斷保護的基本原理
瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。
（五）略帶時限的電流速斷保護
瞬時電流速斷保護最大的優點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護？線路的全長，但動作時限太長。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當下一段線路始端發生短路時，保護也會起動。？為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。？
五、三（兩）段式過電流保護裝置
由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。
目前在實際應用中，為簡化保護配置及整定計算，同時對線路進行可靠而有效的保護，常把瞬時電流速斷保護和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。
六、結語
在城市電網10kV配電系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。隨著電網規模的發展，為了確保10KV供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值。
參考文獻
篇6
[關鍵詞]斷路器 跳閘 重合閘 線路保護裝置 操作繼電器裝置
0、引言
操作繼電器裝置是保護裝置與斷路器之間的接口裝置，又是手動操作斷路器的執行裝置，其性能和可靠性直接影響保護裝置動作及手動操作的可靠性。與微機線路配套的操作繼電器裝置，功能多，回路復雜，對其性能和可靠性的要求更高。
目前國內生產的與微機線路保護配套的操作繼電器裝置均采用“集中配置方式”。而雙重化的兩套主保護及后備保護都要通過共用的一套操作繼電器裝置進行跳閘及重合閘。這樣一來操作繼電器裝置就成了微機保護的“卡脖子”裝置，降低了各保護裝置的獨立性，也給停運調試保護帶來不便。另外，手動操作回路、斷路器的位置繼電器、操作閉鎖回路以及交流電壓切換回路等，都集中在一套操作繼電器裝置中，回路復雜，而且使用靈活性差。為了改進操作繼電器裝置的性能，避免上述缺點，因而提出了新型的“分類操作繼電器裝置”的設計方案。
1、新型分類操作繼電器裝置的插件配置原則
為了能構成針對操作對象的各種不同類型的操作繼電器裝置，如“保護操作繼電器裝置”、“斷路器操作繼電器裝置”和“綜合型操作繼電器裝置”等，以供選用。新型分類操作繼電器裝置按與保護或與斷路器配套配置插件。在各種操作繼電器裝置中，再按功能配置插件。這樣，可提高操作繼電器裝置的靈活性和獨立性。
2、新型分類操作繼電器裝置插件的具體配置
（1）按保護配置的插件有:
① 重合及第1組跳閘線圈操作插件；
② 第2組跳閘線圈操作插件(單跳閘線圈的斷路器無此插件)；
③ 保護三相操作插件。
（2）按斷路器配置的插件
① 斷路器閉鎖回路操作插件；
② 手合斷路器操作插件；
③ 手跳斷路器操作插件；
④ 斷路器跳位及第1組合位繼電器插件；
⑤斷路器第2組合位繼電器插件(單跳閘線圈的斷路器無此插件)。
（3）交流電壓切換插件
3、可構成不同類型的操作繼電器裝置
（1）保護操作繼電器裝置
由2、（1）條中的三種插件組成?？筛鶕脩粜枰刻字鞅Ｗo配置一套保護操作繼電器裝置，以增強主保護的獨立性。
（2）斷路器操作繼電器裝置
由2、（2）條中的五種插件組成。每臺斷路器可配一套。
（3）交流電壓切換插件
只有雙母線才裝設此插件。
（4）將2、（1）；2、（2）和2、(3)各條中的插件全部組合，就可構成綜合型操作繼電器裝置。此類裝置可用于線路斷路器為單跳閘線圈或雙跳閘線圈的分相操作繼電器裝置。
4、新型分類操作繼電器裝置的特點
（1）保護操作斷路器的出口回路與手動操作斷路器的回路完全獨立， 且分別裝在不同的裝置中或不同的插件中，大大提高了各套裝置的可靠性。
（2）簡化了各種插件中回路和元器件的結線
由于新型分類操作繼電器裝置是按對象和功能配置插件的，因此，大部份插件中的回路和元器件結線簡單。重合閘及跳閘插件中的回路和元器件雖然較多，但大都為相同結線，接線單一，也便于裝配及調試。
（3）減少了各種操作繼電器裝置中的插件數量
在新型分類操作繼電器裝置中，將一個操作對象的同類功能回路放在一個插件內，可減少整套裝置的插件數量。如對于雙跳閘線圈的分相操作的線路斷路器，原操作繼電器裝置須14個插件，而新型分相操作繼電器裝置只需9個插件。對于單跳閘線圈的分相操作的線路斷路器，原操作繼電器裝置須11個插件，而新型分相操作繼電器裝置只需7個插件。
（4）可簡化各插件之間的背板結線，減少工作量，提高裝置的可靠性
在新型分類操作繼電器裝置中，將分相操作斷路器三個相的跳閘回路和合閘回路集中在一個插件內，另外還將三相的跳位繼電器及合位繼電器集中在一個插件內。而在以往的操作繼電器裝置中，這些回路和繼電器是分散在6個插件中，相互聯線是用裝置的背板線聯接的，不但費時費材料，而且易出錯。在新型分類操作繼電器裝置中，上述回路和繼電器之間的聯線，用印制板的線聯接，因而能大大節省工作量、材料和裝置的空間，同時提高了裝置的可靠性。
（5）新型分類操作繼電器裝置在一個半接線的線路上配置更合理
在一個半主接線的線路上，配置保護操作繼電器裝置與保護配套。斷路器上配置斷路器操作繼電器裝置。此方案比以往按斷路器配置綜合型操作繼電器裝置的聯線能減少很多，特別是對于線-線串的線路，線路保護的分相跳閘出口回路不必經斷路器的操作繼電器裝置轉接，提高了保護出口跳閘的的獨立性，也增加了其可靠性，同時斷路器的操作繼電器裝置的跳閘回路也簡化了。
（6）在新型分類操作繼電器裝置中，由于手跳斷路器的出口回路與保護的跳閘出口回路分開，因此，當手動跳閘時，不必采取閉鎖保護跳閘信號發光二極管的措施。
（7）新型分類操作繼電器裝置中，因為保護合、跳斷路器的回路與手動合、跳斷路器的回路分開獨立，所以這兩種回路中都要分別裝設防跳回路，雖然元器件增加了，但增加不多，且能提高整套裝置的獨立性和可靠性。
5、分類操作繼電器裝置與保護配合的原則
（1）保護操作繼電器裝置與保護配合的原則
每套微機保護裝置中，都包括了完整的主保護、完整的后備保護和自動重合閘；保護起動重合閘回路；非全相及三相位置不一致判別以及是否重合在永久故障上等功能，都能在保護裝置內完成，不必由保護操作繼電器裝置提供相應接點。它只須完成保護裝置的跳閘、重合閘和防跳功能， 因此它的構成很簡單。
轉貼于 （2）斷路器操作繼電器裝置與保護配合的原則
本裝置須向各套保護裝置送的接點為:手合和手跳接點；有關斷路器異常的閉鎖接點；斷路器三合或三跳后的位置接點；手合斷路器后磁保持的合后接點。由于超高壓線路一般配置雙重化主保護，還有后備保護和輔助保護，因此，本裝置應送出數量足夠的接點。另外，還須有備用接點，以便靈活使用。 6、斷路器操作繼電器裝置的閉鎖回路
為了適應氣、液壓及彈簧等操作機構的斷路器，斷路器操作繼電器裝置中設有: 閉鎖重合閘、閉鎖合閘、閉鎖跳閘和閉鎖操作四級閉鎖回路。當某一級閉鎖條件出現后，除了該級閉鎖回路起動外，同時還要起動前幾級的閉鎖回路，以增加閉鎖功能的可靠性。為了能使閉鎖功能有更強的針對性，各級閉鎖接點直接串接在相應被閉鎖的回路中。
7、保護操作繼電器裝置的三相操作回路
（1）各套保護裝置的重合閘出口接點接到本裝置的CH端子，起動重合閘重動繼電器(1，2)CHJ， 對斷路器進行三相重合閘，裝置面板上重合閘黃色發光二極管亮，同時發重合閘動作信號。
（2）各套保護裝置的三跳后允許重合閘的出口接點， 接到本裝置的Q1或Q2端子; 三跳后不允許重合閘的出口接點， 接到本裝置的R1或R2端子， 進行三相跳閘。三跳插件是按雙跳閘線圈斷路器配置的。當用于單跳閘線圈的斷路器時，送至第2組跳閘線圈的回路可取消。
8、斷路器操作繼電器裝置的三相操作回路
（2） 當就地手合或遠合時， 在起動手合重動繼電器(1-3)SHJ進行三相合閘時， 又起動合后磁保持繼電器KKJ， 其接點送給各套保護裝置， 作為判別永久故障的一個判據，同時還向各套保護裝置送手合接點，以作為起動后加速的條件。
（2）本裝置設有手跳和遠跳的輸入端子S。就地或遠方手動跳閘時，起動手跳重動繼電器（1-4）STJ。在進行三跳的同時，使KKJ復歸。
9、交流電壓切換回路
（1）雙母線PT的二次電壓切換回路是給保護裝置和測量儀表提供被測量的母線電壓， 為了提高此回路的可靠性， 本裝置采用了雙位置磁保持繼電器構成交流電壓切換回路。由母線隔離開關的常開輔助接點PK和其常閉輔助接點PB分別起動電壓切換繼電器的起動線圈和復歸線圈。
（2）交流電壓切換插件面板上裝有分別指示交流電壓回路切換至I母PT或II母PT的黃色發光二極管。
10、本裝置用于220VDC或110VDC直流電源時的變動方法
本裝置各操作插件中元器件的參數按用于220VDC時選定。當用于110VDC時，只須將插件中部份電阻省去，并把電阻兩腳焊盤短接即可。而不必為110VDC另設一組插件。
篇7
關鍵詞：功率方向保護 極性分析 相間故障 接地故障
1 引言
變壓器功率方向保護(包括相間功率方向保護和零序功率方向保護) 是變壓器的重要后備保護之一。它作為相鄰元件及變壓器內部故障的后備保護，在防止故障范圍的擴大，保障系統安全運行方面起著重要的作用。其方向性的正確與否，和電流互感器的一次、二次接線、電壓互感器的二次接線及保護裝置的二次接線都有關系，在實際運行當中，很容易由于接線極性的錯誤而造成保護誤動或拒動。本文試圖通過對功率方向保護的探討，總結出一種簡單可靠的校驗方法。結果表明，通過模擬電力系統的實際故障，結合CT 、PT 接線極性的分析，能夠簡單可靠地對功率方向保護方向的正確性進行檢驗， 在設備驗收和日常定檢工作中，大大簡化了工作量。
2 問題的提出
功率方向保護方向的正確性，可以通過檢查保護的電壓、電流接線極性來檢查，但是對于現場的實際裝置，二次線繁多，接法復雜，難以理清各線的走向，容易出錯。而且，對于應用日益廣泛的微機變壓器保護，功率方向保護的方向指向一般通過軟件控制字整定，方向性的確定是在保護軟件模塊默認系統的電壓電流接線極性的條件下，由保護計算軟件來控制確定的。比如，對于WBZ2500 微機變壓器保護，其配置中帶方向的功能，方向的確定必須在以下極性接線方式下:CT 極性是當一次電流流入變壓器時，裝置的感應電流為正極性電流流入裝置; PT 極性為正極性接入裝置。這樣，就無法和分立元件保護一樣地通過檢查繼電器電壓電流接法的極性來檢查功率方向保護的方向性。比較簡單可靠的方法是結合保護的整組試驗，依據保護的整定和CT 、PT 的接線極性，模擬出系統的正、反方向故障，給保護加入模擬的故障電壓和電流，校驗其動作的角度和靈敏性。
3 相間功率方向的校驗
要模擬系統故障，進行整組試驗，首先要分析系統一次故障的情況。
我局的220kV 變壓器相間功率方向保護正方向的整定都是指向母線的。首先考慮正方向故障的情況。如圖1 所示，母線外線路發生相間故障時，對變壓器保護CT ， 以母線流向變壓器為電流的正方向。設線路阻抗角是70°，則可作出一次電壓電流的向量圖如圖2 ?？梢姽收想娏鱅K 滯后相間電壓UK160°。
對于二次電壓電流的向量關系，則要視PT 、CT 的接法極性不同而有所不同。一般PT 采用減極性接法，其二次繞組的極性端接入保護( PT 接線圖見后面圖9) 。對于CT ， 也是采用減極性接法(CT 接線圖見后面圖10) ，當一次繞組L1 指向母線，二次側電流從K1 流出時，可以認為二次電流和一次電流同相位，此時可作出二次電壓電流向量圖如圖3 所示;反之，當二次側電流從K2 流出時，二次電流和一次電流的相位相反，二次電壓電流向量關系如圖4 。
我們在進行相間功率方向校驗時， 首先查明PT 、CT 的接線方式，再模擬系統正反方向故障，在保護端子上加入上述關系的二次電壓和二次電流，檢查保護動作的情況，確定保護的動作區和靈敏角。
如果在正方向故障時保護能夠正確動作，而在反方向故障時保護應可靠不動作，則表明保護接線正確， 性能完好。
例如，CT 一次繞組L1 指向母線，二次側電流從K1 流出，在保護加入如圖3 所示二次電壓UK2 和二次電流IK2 ，則此時相當于系統母線外部故障的情況，在以方向指向母線為正方向時，故障屬于正方向故障，保護應該正確動作。由此可校驗出保護的動作區和靈敏角，如圖3 示。
以LG211 相間功率方向繼電器為例，當其靈敏角整定為230°，采用90°接線時，在上述PT、CT 接線極性和方向指向的情況下，保護要在正方向故障下動作，就要求繼電器電流線圈和電壓線圈反極性接入二次電壓電流，如電壓線圈極性端接PT 二次的極性端，則電流線圈的極性端要接CT 二次的非極性端，這樣才能使得動作區和故障時一致，方向性得以保證。此時， 繼電器的動作區的范圍為IK 超前UK120°至300°。
當CT 一次繞組L1 指向母線，二次側是從K2 流出時，在上述正方向故障時，二次電壓電流間的關系正好反了180°，見圖4 。在保護加入此種關系的二次電壓UK2 和二次電流IK2 時，也正好是系統母線外故障的情況，保護應正確動作。此時動作區的范圍為IK 滯后UK60°至超前UK120°。如采用LG211 相間功率方向繼電器，可以推斷，此時繼電器的電壓、電流線圈是正極性接入二次電壓電流。
可以類推:
當CT 一次繞組L1 指向變壓器，二次側從K1 流出時，作出保護的動作區同圖4 所示時，才可以確定功率方向保護的正確性。
當CT 一次繞組L1 指向變壓器，二次側從K2 流出時，動作區應同圖3 。
可見，在校驗功率方向保護時，依據PT、CT 接線的極性和保護的方向整定，模擬出系統一次故障的情況，對保護加入二次電壓和二次電流進行整組試驗，不但可以校驗保護功能的完好性，還可以校驗保護功率方向接線的正確性，方法簡潔可靠。
4 零序功率方向的校驗
用模擬故障的方法校驗零序功率方向，首先要分析正方向接地故障時零序電壓電流的關系。如圖5 所示，系統K 點發生接地故障，作出零序網絡圖。由圖可以看出，零序網絡中M 側流過零序電流IK， 母線側零序電壓UM0 為:
圖5 系統正方向接地故障零序等值網絡UM0 = IK ×ZM 式中， ZM M 側零序阻抗; ZM 主要決定于變電所中性點接地變壓器的零序阻抗，阻抗角約在85°以上。
由式可作出一次零序電壓UK1 與一次零序電流IK1 相量關系如圖6，零序電壓超前零序電流約85°。二次零序電壓和二次零序電流的相量關系則與
PT 及CT 的接線有關。
我局的220kV 變壓器零序功率方向保護正方向的整定都是指向母線的，零序電壓通過PT 開口三角取得，其接線采用23 U0 接線，即一次零序電壓和二次零序電壓反相位。如圖9 示。
零序電流取套管CT 二次中性線上流過的零序電流時，當CT 一次側L1 指向母線，二次側從K1 引出接至保護，可認為一次零序電流與二次零序電流同相位，二次零序電壓UK2 和二次零序電流IK2 的向量關系如圖7; 反之，當CT 一次側L1 指向母線，二次零序電流反相位，二次零序電壓UK2 和二次零序次從K2 引出接至保護，可認為一次零序電流與二電流IK2 的向量關系如圖8 所示。
同樣地，對零序功率方向保護進行校驗時，首先查明PT 、CT 的接線方式，再模擬故障的情況，在保護端子上加入上述關系的二次零序電壓UK2 和二次零序電流IK2 ，檢查保護動作的情況，確定保護的動作區和靈敏角。如果在正方向故障時保護能夠正確動作，反方向故障時保護應可靠不動作，則表明保護接線正確，功能完好。
例如，CT 一次繞組L1 指向母線，二次側電流從K1 流出，對于以方向指向母線為正方向的零序功率方向保護，在保護加入如圖7 所示的二次零序電壓UK2 和二次零序電流IK2 ，則此時相當于母線外部故障的情況，保護應該正確動作，而在反方向故障時應不動作。根據上述動作條件確定保護的動作區和靈敏角，如圖7 示。保護的動作區范圍為電流超前電壓5°～185°，最大靈敏角為95°。
圖10 CT 接線圖對于LG212 零序功率方向繼電器，靈敏角為70° 時，在上述情況下，繼電器的電壓和電流線圈應是反極性接入二次零序電壓和二次零序電流(如電壓線圈極性端接PT 二次的極性端，則電視線圈的極性端
要接CT 二次的非極性端)，才可以保證在正方向故障時，二次零序電流超前二次零序電壓的情況下繼電器能夠正確動作。
當CT 一次繞組L1 指向母線，二次側電流從K2 流出時，二次零序電流正好反了180°，如圖8 。對于以方向指向母線為正方向的的零序功率方向保護， 在保護加入圖8 所示二次零序電壓UK2 和二次零序電流IK2 ，則正好是正方向故障的情況，保護應該正確動作，而在反方向故障時應不動作。根據上述動作條件確定保護的動作區和靈敏角，如圖8 示。對于LG212 繼電器，可以推出，繼電器的電壓和電流線圈應是正極性接入二次零序電壓和二次零序電流。
同樣可以推得:
當CT 一次繞組L1 指向變壓器，二次側從K1 流出時，作出保護的動作區同圖8 所示時，才可以確定零序功率方向保護的正確性。
當CT 一次繞組L1 指向變壓器，二次側從K2 流出時，動作區應同圖7 。
可見，在校驗零序功率方向保護時，和校驗相間功率方向保護一樣，依據PT 、CT 接線的極性和保護的方向整定，模擬出系統一次故障的情況，對保護加入二次電壓和二次電流進行整組試驗。值得注意的是PT 開口三角的接線方式，采用23 U0 和3 U0 的不同接法時結果正好相反。
5 結論
1 (1) 實際運行結果表明，本文提出的模擬系統故障，利用整組試驗的方法，能夠簡單可靠地對變壓器功率方向保護接線正確性和保護功能完好性進行校驗。特別是對于微機變壓器保護，其優點更加明顯。
(2) 應該指出，對系統正、反方向故障時二次電壓和二次電流相位關系分析的正確性是建立在PT 、CT 接線極性的正確確定的基礎上站改造來說，施工不便。
3. 4 在有人值班時，操作把手應復位。手動操作是遠方遙控的一級后備。
4 結語
1 (1) 我們的信號繼電器的遠方復歸采用圖2 (b) 所示的方法實現。實際中有兩個問題: (1) 有些信號繼電器如系統接地信號繼電器的遠方復歸中必須并在某一路開關的信號繼電器之中。(2) 變電站值班人員手動復歸某一路開關的某一個信號繼電器時， 這路開關的其它信號繼電器也被復歸，這是因為手動復歸時正電源串入連在一起的遠方復歸回路。我們正在積極解決。
2 (2) 我們采用發光字牌信號的辦法來解決遙控時的事故音響和閃光問題;并用單獨的一路搖控發光字牌信號。注意:遙控對象是一個虛對象，只能用
對象選擇中間繼電器的觸點或合閘中間繼電器的觸點;還有光字牌信號的保持問題。
1 (3) 在采用電容式重合閘的變電站，把對象選擇中間繼電器的觸點用于了重合閘放電，信號繼電器的遠方復歸采用單獨的一路搖控實現。這樣就將每一路開關的負信號線通過繼電器線圈連在了一起，在查找直流接地時應考慮到。
篇8
關鍵詞：變壓器保護；運行性能；改進措施
Allocation and operation analysis of 500 kV transformer protection
in Huizhou substation
Abstract:The characteristic， demand and allocation of 500 kV transformer protection in Huizhou substation are introduced. Performances of each imported protection device of transformer are analyzed. Operation problems of the transformer differential protection current switching circuit are proposed， and the improved measures are also put forward.
Keywords:transformer protection;operation performance;improved measure
0引言
500 kV惠州變電站是廣東東部電網的樞紐變電站，現已投運兩臺500 kV主變壓器，#1變壓器為SIEMENS公司生產，#2變壓器為ABB公司生產。兩臺變壓器都是三相獨立、自耦降壓式變壓器，三側電壓分別為500 kV、220 kV、35 kV。變壓器的繼電保護裝置采用NEI-REYROLLE公司的產品，每臺分兩面保護屏。由國產繼電器構成輔助保護與變壓器本體保護，另外組成主變接口屏。根據裝置調試和運行情況分析，兩套變壓器保護能滿足運行要求。由于保護裝置是進口產品，而且NEI公司產品在國內應用不多，有必要對此做一些介紹與分析，以提高繼電保護人員的設備調試維護水平。
1500 kV變壓器保護的特點、要求及其配置
500kV變壓器的工作電壓高，通過容量大，在電網中地位重要；若變壓器故障或其繼電保護誤動造成主變停電將引起重大經濟損失，而且主變組裝、拆卸工作量大，檢修時間長。這就要求變壓器內部故障切除時間盡可能短，以縮小損失。500 kV電力變壓器保護應有比220 kV及以下變壓器保護有更高的可靠性、靈敏度及速動性?；葜菡局髯儽Ｗo按以上原則進行配置，采用以下各種保護的組合。
1.1主保護雙重化配置
為提高保護的可靠性，500 kV變壓器主保護應采用雙重化配置。主保護是縱聯差動保護， 配置了DUOBIAS-M及DUOBIAS 4C21/MHJ 兩套縱差保護。
1）差動保護必須有差電流速斷功能，能檢測在差動保護區內出現的大故障電流。計算表明，在變壓器各側短路最初20 ms內，電流互感器不會飽和，在飽和之前差電流速斷部分能可靠切除故障。
2）為提高差動保護靈敏度而設置比率制動，其動作電流隨外部穿越性短路電流增大而自動增大。在內部故障時短路電流較大，雖也有制動作用，但適當選擇制動系數，可以做到在有制動情況下，也能保證靈敏度。
3）為防止因變壓器勵磁涌流造成差動保護誤動，保護裝置需有諧波制動功能。在勵磁涌流所含各種諧波中，以二次諧波為最大，取二次諧波作為制動，能獲得較理想的制動效果。
主縱差保護Ⅰ型號為DUOBIAS-M，采用數字式二次諧波制動原理縱聯差動保護，保護范圍為主變壓器內部、套管以及開關場CT之間一段引線的相間、接地、匝間故障，保護瞬時動作跳主變三側開關。裝設于主I保護屏。
主縱差保護Ⅱ型號為DUOBIAS-4C21/MHJ，整流型機械式二次諧波制動原理縱聯差動保護，裝設于主Ⅱ保護屏。保護范圍、功能與主Ⅰ縱差保護相同。
惠州變電站主變壓器還采用高阻差動保護，交流回路采用套管CT，保護范圍為主變壓器高、中壓側內部線圈相間、接地故障，保護有較高靈敏度，整定值可整定在額定電流10%以內。低定值延時報警，高定值瞬時動作跳三側斷路器。元件型號為DAD3。裝設于主Ⅱ保護屏。
1.2相間后備保護
現500 kV電力變壓器一般是單相變壓器組，配置相間保護作為變壓器引線和相鄰母線相間故障的后備保護?；葜菡?00kV主變相間后備保護采用距離保護，型號為THR4PE2。500 kV側與220 kV側各裝設 一套，裝設于主Ⅰ保護屏。由于變壓器高-低、中-低側阻抗較大，高壓側和中壓側距離保護對低壓側相間故障靈敏度不夠，低壓側應裝設簡單的相間故障后備保護，惠州站采用的是35 kV側過流保護，繼電器型號為2DABT，裝設于主Ⅱ保護屏。
1.3接地后備保護
接地保護是作為變壓器內部、引線、母線、線路接地故障后備保護。由于主變為自耦變壓器，其高壓側與中壓側之間有電聯系，并有公共接地點，當高壓側或中壓側發生單相接地故障時，零序電流可在高、中壓側之間流通?；葜菡局髯兘拥睾髠浔Ｗo采用公共繞組零序過流保護，型號DAC，裝設于主Ⅱ保護屏。還有高壓側與中壓側由開關場電流互感器構成的零序電流濾過器構成的兩側零序方向電流保護，采用國產許繼電氣公司生產的傳統電磁型電流與整流型方向繼電器，裝設于主變接口屏。接地后備保護在動作時限上與線路后備段配合。
1.4過勵磁保護
500 kV變壓器鐵芯正常工作磁密較高，接近飽和磁密，磁化曲線較“硬”。在過勵磁時，鐵芯飽和，勵磁阻抗下降，勵磁電流增加很快，其中含有許多高次諧波，可引起鐵芯、金屬構件、絕緣材料過熱。若過勵磁倍數較高，持續時間過長，可能使變壓器損壞。500 kV變壓器應裝設過勵磁保護?；葜菡静捎肎EC-ALSTON公司生產型號為GTT的繼電器，短時間報警，長時間動作跳三側斷路器，裝設于主Ⅰ保護屏。
2各種保護裝置分析
2.1微機型差動保護DUOBIAS-M
DUBIAS-M保護原理與通用變壓器差動保護原理一致，具有差動、比率差動、二次諧波制動和無制動電流速斷等保護功能。有以下特點：① 具有軟件式中間變流器，不須另外裝設中間變流器，能以軟件形式修正變壓器變比與接線組別；② 動作時間快，兩倍整定差流動作時間為26ms，五倍無制動速斷值動作時間為15 ms；③ 集變壓器主保護與其它輔助功能于一體，還可以接入主變本體保護出口；④ 實時顯示主變各側負荷電流、差流，記錄故障時數值；⑤ 完善的自檢功能。
2.2整流型差流繼電器DUOBIAS 4C21與電流速斷MHJ繼電器
4C21繼電器是一傳統差動繼電器，同樣具有比率制動功能，其整定檢驗較簡單，僅在面板上有一Bias Slope（比率制動曲線）抽頭選擇，動作值根據曲線來制定，諧波制動也是確定曲線，不能調整。
由于4C21無差流電流速斷功能，所以設計在高壓側CT二次每相各串入一個MHJ電流繼電器，作為相電流速斷，但其效果與差電流速斷不能完全等同。由于4C21是傳統式繼電器，動作時間較慢，一般故障切除時間在50 ms以上，嚴重故障可大于40 ms；用硒堆整流，效率低，導致小電流下動作靈敏度也低；繼電器電磁線圈較多，CT負擔也重。
2.3高阻抗差動繼電器DAD3
DAD3為集成電路型小電流繼電器，具有動作快速，輸入濾波器能有效濾除直流分量及消除諧波分量影響，CT二次斷線報警等特點。交流輸入為高壓側、中壓側及公共繞組套管電流，交流回路與主保護不同。
2.4距離保護裝置THR
THR的作用相當于變壓器方向過流，是晶體管型繼電器。THR型號4PE2含義：4——保護有4段阻抗值;P——相間故障選擇功能;E——接地故障選擇功能;2——分兩段出口。
作為變壓器后備保護，THR有兩種特性可供選擇，圓形特征和變形特征。選用圓形特征，變形比為1.0。四段阻抗保護通常只采用Ⅱ、Ⅲ段。但Ⅰ段定值應首先確定，由于Z2=Z1×H、Z3=Z1×K×N，定值單一般給出Ⅱ、Ⅲ段定值，同時要求Ⅲ段反向偏移10%。由Z3R=10%Z3、Z3R=1.2Z1（Z3R為Ⅲ段反向偏移阻抗），可得出Ⅰ段定值為Z1=Z3R/1.2= Z310%/1.2，Ⅳ段Z4=Z1R，定值相同、方向相反。
雖然Ⅰ、Ⅳ段定值得以確定，但運行時并不采用Ⅰ、Ⅳ段，特別是反向的Ⅳ段。對應裝置原理圖，在Out Modul插件中斷開L9，即PTT計時回路，則Ⅰ段不能出口。而Ⅳ段因計時器T10無類似連觸點，可將其延時置最大（9.99 s），同時由于Ⅳ段定值小于Ⅲ段反向偏移，且Ⅳ段時間定值大于Ⅲ段時間，則可避免Ⅳ段誤動。
2.5過勵磁保護繼電器GTT
GTT用來保護主變壓器在空載合閘瞬間所產生的沖擊振蕩。繼電器利用v/f原理構成，即利用電壓與頻率比值的高低來判別是否出現過勵磁，定值從1.0至1.25之間可調，以變壓器廠家提供的勵磁特性曲線為依據整定。輸出觸點有兩對，第一對延時0.5～1 s（內部可調整），作為報警輸出，第二對延時5～30 s可調，作跳閘輸出。
3保護裝置運行中的問題及改進
3.1兩套THR保護裝置電流回路設計
原設計將進口保護放置在電流回路前端，國產保護放最后。其本意是在運行中國產保護有動作時，在主變接口屏將電流回路短接，不影響進口保護正常運行。但根據THR裝置原理要求，內部必需形成具有中性點（Nentral）的電流回路，用作零序電流啟動用，所以交流電流回路經THR裝置后實際無電流輸出。因此應將國產保護放置在電流回路前端，進口保護放末尾?；芈沸薷暮笕绻麌a保護動作，只能將其對應電流回路采用跨接的方法，而不能采用短接方法，否則進口保護將無法正常工作。
3.2跳閘繼電器TR212、TR213的使用
TR212為瞬動觸點繼電器，TR213為動作自保持繼電器，另有一電動復歸線圈。此類繼電器為提高動作速度及可靠的斷弧性能，在制造上有獨到之處。動作線圈的線徑較粗，匝數相應減少，勵磁時電流較大，以增加線圈電動力，動作干脆可靠，且觸點間隙較大，可以有效斷弧。調試時須嚴格注意測試方法，只能以沖擊電壓來測試動作可靠性，（廠家規定為50%額定電壓），決不能以逐漸升壓方法來測其動作電壓值。因為當通電時間稍長就會引致線圈過熱，超過30 ms就能燒壞線圈。
TR213繼電器在構造上類似國產電動復歸掉牌信號繼電器，但其動作速度、觸點容量則完全是按跳閘繼電器要求而設計，是專為永久性故障而設置的跳閘出口繼電器。
3.3主變差動保護CT切換回路運行存在的問題
500 kV惠州站的220 kV電氣接線采用雙母線帶旁路形式。在220 kV旁路開關帶主變變中開關運行時，為避免出現差動保護范圍縮小，主變差動保護中壓側電流回路取旁路開關CT回路。如#1主變開入差動保護電流回路切換采用自動切換形式，隨變中開關出線側刀閘22014與旁路母線側刀閘22013自動切換，見圖1。#2主變保護與此類似。但當500 kV主變差動保護CT自動切換回路失去直流電源時，其啟動繼電器3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）失磁，觸點返回，迫使多個CT切換繼電器（雙位置繼電器，95C－1A、B、C、D）返回，見圖2。其后果將造成運行中變壓器差動保護的220 kV側電流被短接，使主變差動保護失去一側電流而誤動跳閘。按惠州站主變差動保護原設計，CT自動切換啟動回路電源并接于主變間隔刀閘位置指示器電源（9RD，10RD），而刀閘位置指示器電源涉及的回路較多，容易引起短路造成9RD、10RD熔斷，致使CT自動切換啟動回路失去電源。主變保護在運行時曾發生過#2主變縱差保護動作出口跳主變三側的事故，由于當時#2主變中壓側CT切換啟動控制正電源保險9RD燒斷，致使電流切換中間繼電器3YQJ（A）、3YQJ（B）失磁，繼電器返回，縱差保護中壓側電流消失，縱差保護動作出口跳主變三側。為此，必須將差動保護CT自動切換回路電源改造成獨立保險供電，以滿足主變保護的可靠性要求。
改造后CT自動切換回路需滿足：保證其CT自動切換功能不變；當CT自動切換回路失去電源時，不會引起差動保護誤動；當CT自動切換回路失去電源時，應有告警信號。
3.4CT自動切換回路改造的實施及新問題的處理
1) 將CT自動切換啟動回路3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）從刀閘位置指示器電源（9RD、10RD）中分離出來，獨立接于控制電源小母線2KM上，使用專用的保險11RD、12RD，稱為主變差動保護CT切換電源，見圖3。
2) 將原接于第一套差動保護電源的“主Ⅰ差動保護CT切換回路”（95C-1A、95C-1B、95C-1C、95C-1D）改接到11RD、12RD上；即當3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）因11RD、12RD保險熔斷失電時，CT切換繼電器95C-1同時失電，由于 95C-1是雙位置繼電器，失電后自保持在原來狀態不切換，保證CT切換回路的正確性。
3) 在主變差動保護CT切換電源11RD、12RD失電后復電操作時，CT切換回路還是存在有瞬間誤切換的可能。因為11RD、12RD失去電源后，95C-1雖機械自保持，但3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）失磁，其觸點接通了95C-1的返回線圈。當裝入保險11RD、12RD時，95C-1將有可能比3YQJ（A）、（B）；4YQJ（A）、（B）動作快而瞬間返回，將差動保護中壓側電流回路瞬時短接，隨后3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）動作才將95C-1勵磁使回路恢復正常。由于CT切換回路在失電復電操作過程中出現繼電器YQJ與95C-1“觸點競賽”，有可能引起保護誤動作。因此在11RD、12RD熔斷后，裝入保險前，應先人工斷開CT回路切換直流空氣開關MCB26，保證95C-1不能動作，然后才給上11RD、12RD保險，使3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）恢復正常狀態，最后才給上MCB26開關。按此操作直流電源，才能確保差動保護安全運行。主變第二套差動保護電源的“主Ⅱ差動保護CT切換回路”（95C-2A、95C-2B、95C-2C、95C-2D）也改接到11RD、12RD上，其問題處理與主變第一套差動保護相同。
4）在“主變差動保護CT切換電源”回路上，裝設一個中間繼電器，用于監視“主變差動保護CT切換電源”，在電源消失時發告警信號。
4結語
本文對惠州變電站500 kV變壓器繼電保護的配置、裝置的原理及運行作了介紹與分析。主變保護既有國產設備又有進口設備。NEI公司主變保護所用繼電器形式多樣，從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型到微機型都有，性能也較復雜。只有深入了解保護裝置性能，熟悉保護原理，才能做好設備調試、維護工作。
參考文獻
篇9
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;變壓器
1.電流速斷保護
1.1什麼是電流速斷保護
電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。
電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。
1.2電流速斷保護的構成
電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。
1.3瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍
瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數。由于只有當短路電流大于保護裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設。保護范圍以外的區域稱為“死區”。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。
當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據其保護范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護安裝處；如為雙電源供電線路，則由兩側的瞬時電流速斷保護同時動作或同時都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。
1.4瞬時電流速斷保護的基本原理
瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。
中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不誤動，又不影響保護的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。
2.三段式過電流保護裝置
由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。
一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。
對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。
通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。
在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。 對于北京電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護。
因為這種保護的設置可以在相臨下一級線路的保護或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護可以動作，起到遠后備保護的作用；如本級線路的主保護（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護）拒動時，則本級線路的定時限過電流保護可以動作，以起到近后備的作用。
3.零序電流保護
電力系統中發電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統采用的是中性點不接地的運行方式。
系統運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數值相等、相位相差120° ，其和為零.中性點電位為零。
假設A相發生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規程規定還可繼續運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發展為兩點或多點接地的可能。應及時發出信號，通知值班人員進行處理。
篇10
【關鍵詞】微機線路保護；重合閘充；故障處理；研究
0.前言
我國微機保護裝置經過近二十年的發展、更新、升級，其理論、原理、性能、功能、硬件已經相當完善，能夠最大程度適應電力系統運行需要，過多對微機保護裝置的干預，對電網的安全運行反而是不利的。目前，我們運行管理的理念和觀念卻還處在一個趨向保守的狀態，在微機保護裝置運行、管理上存在不少的誤區，已經嚴重影響到變電站自動化進程。本文主要分析了微機線路保護裝置重合閘的充電條件及發生“異常自動重合”的主要原因，并提出了相應的現場解決方案。
1.故障事例
電力系統的故障中，大多數是送電線路的故障（特別是架空線路），電力系統的運行經驗表明架空線路的故障大都是瞬時的，因此，線路保護動作跳開開關后再進行一次合閘，就可提高供電的可靠性。進入20世紀90年代后，微機保護裝置開始推廣應用，繼電保護微機化率已達100％。但多年的現場實際應用中，發現中低壓線路微機保護（如：LFP-900系列線路微機保護）的控制回路與重合閘回路之間的配合有問題，導致微機線路保護出現多次“異常自動重合”的現象。
事例1：2011年10月28日，某110 kV變電站1臺10 kV出線開關（該開關為SIEMENS-8BK20手車開關，保護配置為LFP-966微機線路保護）在線路故障時重合未成，調度發令將該開關置于“試驗”位置（即將線路轉為檢修狀態），值班員在將手車開關由“工作”位置移至“試驗”位置后開關即自行合上，保護裝置的保護動作報告為重合閘動作。
事例2：2011年11月1日，某220kV變電站1臺110 kV出線開關（該開關為GIS組合電氣開關，保護配置LFP-941微機線路保護）在線路故障時重合未成，調度發令該出線改線路檢修狀態，值班員在將該單元的線路刀閘拉開后，將GIS匯控柜內的“遠方/就地”開關切至“遠方”時開關自行合上，保護裝置的保護動作報告亦為重合閘動作。
以上2個事例中，實際動作情況均出現“異常自動重合”現象，為現場工作帶來極大困擾。
2.原因分析
針對上述情況，繼電保護人員結合現場操作的步驟及微機線路保護的重合閘充、放電條件，進行了詳細的分析。
LFP-966，LFP-941微機線路保護裝置的重合閘充電條件有3個（見圖1）：（1）保護裝置內的雙位置繼電器KKJ在合閘狀態；（2）保護裝置內的跳閘位置繼電器TWJ在分閘狀態；（3）外部無閉鎖重合閘信號。
這3個條件為“與”的關系，只有三者全部滿足，重合閘才會充電。圖1中，KKJ為雙位置繼電器；BC為外部閉鎖合閘開入量；TWJ為分閘位置繼電器；CH為重合閘投退軟壓板；CHJ為重合閘出口中間繼電器；tcd為重合閘充電時間；tch為重合閘延時時間。由此可見，現場運行操作中，必是由于在特定條件下，全部滿足了3個條件，才會出現“異常自動重合”的現象。
事例1中，當開關重合未成后，值班員未將保護的雙位置繼電器KKJ復位，至使開關的控制回路在“不對應”狀態（KKJ在合閘狀態，斷路器在分閘狀態），當手車開關由“工作”位置移至“試驗”位置過程中，開關的聯鎖機構位置輔助接點S33斷開，造成TWJ繼電器失磁返回，此時滿足重合閘充電條件，重合閘開始充電，手車開關到“試驗”位置時（時間超過15 s，重合閘已充好電），S33接點接通，TWJ繼電器勵磁動作，此時滿足重合閘不對應啟動條件，重合閘保護動作出口合上開關（見圖2）。
圖中，S33為聯鎖機構位置行程接點（試驗、工作位置通）；S1為開關輔助接點；S3為彈簧儲能接點。事例2中，當開關重合未成后，值班員亦未將保護的雙位置繼電器KKJ復位，至使開關的控制回路在“不對應”狀態。而GIS組合電氣開關的二次回路設計，將刀閘的操作切換開關的接點接在斷路器的控制回路中，這種設計考慮了就地操作刀閘時可以閉鎖斷路器的操作。因此實際運行中，當運行人員操作出線刀閘時，一旦將GIS匯控柜內“遠方/就地”切換開關切至“就地”時，斷路器的合閘回路斷開，造成TWJ失磁返回，此時重合閘開始充電，而操作完出線刀閘后，運行人員將切換開關切至“遠方”時又接通斷路器的合閘回路，TWJ勵磁動作，此時重合閘充電完成，保護裝置又判斷路器在“不對應”狀態，滿足重合閘不對應啟動條件，重合閘保護動作出口合上開關。
而在正常遙控、手動分開斷路器時，KKJ繼電器被復位（分閘狀態），重合閘不能充電，無論TWJ如何動作，不能滿足重合閘充電條件，也就不會出現“自動重合”的現象了。
3.解決方案
根據以上分析，解釋了斷路器在特定條件下發生“異常自動重合”現象的原因。據此分析，結合現場情況，繼電保護人員提出了4種解決方案：
（1）運行人員在發生斷路器保護動作跳閘、重合不成后調整斷路器狀態時，必須先用人工方式對微機線路保護的雙位置繼電器KKJ進行復位，使微機線路保護的重合閘不能充電，再進行其他的操作；
（2）運行人員在發生斷路器保護動作跳閘、重合不成后調整斷路器狀態時，必須先將保護裝置的直流電源斷開，操作結束后再恢復保護裝置的直流電源；
（3）考慮將保護裝置的TWJ、HWJ繼電器的常閉接點串接后作為閉鎖重合閘保護的開入量接入保護，在控制回路斷線時閉鎖重合閘，但保護裝置的備用接點中無符合此要求的接點，不能實現；
（4）聯系廠家修改保護程序，將充電條件的第二條改為由合閘位置繼電器HWJ判別，但改動已成熟運行的保護裝置內部程序，是否會對其他保護的正確性和可靠性造成影響，難以評估。
經過比較，可行的為第一條方案，繼電保護人員將造成微機線路保護在特定條件下發生“異常自動重合”的原因給運行人員做了詳盡的分析，公司運行部門亦梳理了所有特定條件下會出現“異常自動重合”現象的線路，并修改現場運行規程，明確規定了操作步驟。
通過規范操作步驟的方法，一舉解決了中、低壓線路微機保護控制回路與重合閘回路之間存在的配合問題，經過實際運行，該措施是有效的。目前，公司此類線路保護均運行正常，且在特定條件下均再未出現“異常自動重合”現象。
參考文獻：
[1]高永昌.電力系統繼電保護[M].北京：水利電力出版社1990.
[2]崔家佩，等．電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算［M］．北京：中國電力出版社．
[3]陳曾田，電力變壓器保護（第二版）［M］．北京：中國電力出版社．
