基本保護(hù)及原理概述

1、距離保護(hù)原理概述 距離保護(hù)是反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)。故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間就越短，反之就越長(zhǎng)，從而保證動(dòng)作的選擇性。測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，實(shí)際上就是用阻抗繼電器測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗。因此，距離保護(hù)也叫阻抗保護(hù)。1、距離保護(hù)的原理保護(hù)安裝處母線電壓與線路電流之比稱為測(cè)量阻抗。故障時(shí)，反映了保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的阻抗。將此測(cè)量阻抗與整定阻抗Zset進(jìn)行比較，當(dāng)Zm<Zset時(shí)，說明故障點(diǎn)在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作；當(dāng)Zm>Zset時(shí)，說明故障點(diǎn)在保護(hù)范圍外，保護(hù)不動(dòng)作。測(cè)量阻抗只與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離l成正比，

2、基本不受運(yùn)行方式的影響。所以距離保護(hù)的范圍基本不隨運(yùn)行方式變化而變化。目前廣泛采用的是三段式階梯型距離保護(hù)。距離保護(hù)I、II、III段的整定計(jì)算與上一期的零序保護(hù)類似。為保證選擇性，距離I段保護(hù)范圍為被保護(hù)線路全場(chǎng)的80%85%，瞬時(shí)動(dòng)作。距離II段的保護(hù)范圍為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)及下一段線路的30%40%，動(dòng)作時(shí)限要與下一線路的距離I段動(dòng)作時(shí)限配合，大一個(gè)時(shí)限級(jí)差0.5s。距離三段為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍較長(zhǎng)，一般包括本線路及下一線路全長(zhǎng)，動(dòng)作時(shí)限比下一線路距離II段相配合。如圖所示，當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，從保護(hù)2安裝處到K點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2，保護(hù)2將以t2I的時(shí)限動(dòng)作；從保護(hù)1安裝處到K點(diǎn)的距離為L(zhǎng)

3、1，保護(hù)1將以t1II的時(shí)間動(dòng)作，t1II>t2I，保護(hù)2將動(dòng)作跳閘，切除故障。所以離故障點(diǎn)近的保護(hù)總是先動(dòng)作，因此在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證了動(dòng)作的選擇性。2、保護(hù)安裝處電壓計(jì)算公式線路上K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)安裝處的某相的相電壓應(yīng)該是該相故障點(diǎn)電壓與該相線路壓降之和。如果假設(shè)線路的正序阻抗Z1等于負(fù)序阻抗Z2，則保護(hù)安裝處相電壓的計(jì)算公式為：這里的k為零序補(bǔ)償系數(shù)，k3I0的物理意義是三相零序電流在輸電線路的相間互感阻抗上的壓降。通過推到可以理解的更清楚，在此就不做詳細(xì)討論了。保護(hù)安裝處的相間電壓可以認(rèn)為是保護(hù)安裝處的兩個(gè)相電壓之差。根據(jù)相電壓的計(jì)算公式，保護(hù)安裝處相間電壓的計(jì)算公式為 ：這兩個(gè)

4、公式都是適用于在任何短路故障類型下，對(duì)故障相或非故障相的相電壓、相間電壓的計(jì)算。3、汲出電流和助增電流的影響當(dāng)保護(hù)安裝處與故障點(diǎn)之間有分支電源時(shí)，如圖所示，分支電源將向故障點(diǎn)K送短路電流ICB，使流過故障線路的電流IBK=IAB+ICB，大于實(shí)際流過保護(hù)1的電流IAB，所以ICB稱作助增電流。由于助增電流的存在，使保護(hù)1的距離II段測(cè)量到的電流偏小，測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮小。這就降低了保護(hù)靈敏性，但并不影響與下一線路距離I段配合的選擇性。為了減小助增電流對(duì)保護(hù)1距離II段的影響，在整定計(jì)算是，可以在II段引入一個(gè)大于1的分值系數(shù)，適當(dāng)增大距離II段的動(dòng)作阻抗，抵消助增電流帶來的影響。若保護(hù)安

5、裝處與短路點(diǎn)間鏈接的不是分支電壓，而是負(fù)荷，那么在圖中電網(wǎng)中，當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路，由A側(cè)電壓供給的短路電流IAB，在母線B處分為兩路，其中IBK2直接送至短路點(diǎn)，IBK1經(jīng)非故障線路送至短路點(diǎn)。這樣，流過故障線路的電流IBK2=IAB-IBK1，小于流過保護(hù)1的電流IAB，故IBK1稱作汲出電流。與助增電流正相反，汲出電流使保護(hù)1的距離II段測(cè)量到的電流偏大，測(cè)量阻抗減小，保護(hù)范圍擴(kuò)大。這可能導(dǎo)致保護(hù)無選擇性動(dòng)作。為了減小助增電流對(duì)保護(hù)1距離II段的影響，在整定計(jì)算是，可以在II段引入一個(gè)小于1的分支系數(shù)，抵消汲出電流帶來的影響。4、振蕩的影響并聯(lián)運(yùn)行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間因短路切除太慢或遭受較大

6、沖擊時(shí)出現(xiàn)功率角大范圍周期變化的現(xiàn)象，稱為電力系統(tǒng)振蕩。電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，振蕩電流很大，而保護(hù)安裝處母線電壓卻很小，這樣會(huì)造成測(cè)量阻抗落在動(dòng)作范圍內(nèi)（持續(xù)大約半個(gè)振蕩周期）。因此，通常對(duì)動(dòng)作時(shí)限較短的距離I、II段裝設(shè)振蕩閉鎖回路，以防止距離保護(hù)在系統(tǒng)振蕩時(shí)誤動(dòng)作。而對(duì)距離III段因動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，可以不考慮振蕩影響。首先來看看電力系統(tǒng)振蕩和短路的主要區(qū)別：（1）振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓幅值均呈現(xiàn)周期性變化；而短路后，短路電流和各點(diǎn)電壓幅值不變。（2）振蕩時(shí)，電流和電壓的變化速度較慢；而短路時(shí)，電流是突然增大，電壓也是突然降低，變化速度很快；（3）振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱，系統(tǒng)中無負(fù)序分量

7、；而短路時(shí)，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間或瞬時(shí)出現(xiàn)負(fù)序分量。（4）振蕩時(shí)，電壓、電流的相位關(guān)系是變化的；而短路后，電流和電壓間的相位關(guān)系不變。根據(jù)以上區(qū)別，振蕩閉鎖可以分為兩種，一種是利用負(fù)序分量的出現(xiàn)與否來實(shí)現(xiàn)，另一種是利用電流、電壓的變化速度不同來實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，由于測(cè)量阻抗逐漸減小，因此III段先啟動(dòng)，II段再啟動(dòng)，最后I段啟動(dòng)。而當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，測(cè)量阻抗突然減小，因此III、II、I段將同時(shí)啟動(dòng)。根據(jù)以上區(qū)別，可構(gòu)成振蕩閉鎖回路，基本原理是：當(dāng)I、II和III段同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，允許I、II段動(dòng)作與跳閘；而當(dāng)III段先啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后，II、I段才啟動(dòng)時(shí)，則把I、II段閉鎖，不允許它們動(dòng)作于跳

8、閘。5、過渡電阻的影響之前分析的，各種短路都是按金屬性短路考慮的。實(shí)際上，在短路點(diǎn)往往存在著過渡電阻Rcro。對(duì)于相見故障，過渡電阻是故障電流從一相至另一相的各部分電阻總和，其中主要是電弧電阻；對(duì)于接地短路，過渡電阻主要是桿塔接地電阻。過渡電阻的存在通常使得測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮小，使保護(hù)靈敏性降低。6、電壓回路斷線的影響二次電壓回路斷線，將使阻抗繼電器是去測(cè)量電壓，造成測(cè)量阻抗Zk=0的假象，使阻抗繼電器誤動(dòng)作。為避免這種誤動(dòng)作，需考慮二次電壓回路斷線閉鎖的問題。當(dāng)電壓回路發(fā)生斷線失壓時(shí)，將距離保護(hù)閉鎖不動(dòng)作。最后為階段式距離保護(hù)的簡(jiǎn)易邏輯框圖，便于大家理解。零序保護(hù)原理概述 110kV及

9、以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)均為中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)。統(tǒng)計(jì)表明，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，接地故障占總故障次數(shù)的90%左右。中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)發(fā)生接地短路時(shí)，將出現(xiàn)零序電流和零序電壓。利用這些特征電氣量可構(gòu)成保護(hù)接地短路故障的零序電流保護(hù)。帶方向和不帶方向的零序電流保護(hù)是簡(jiǎn)單而有效的接地保護(hù)方式。它主要由零序電流濾過器、電流繼電器、零序方向繼電器及與收發(fā)信機(jī)、重合閘配合的邏輯電路組成。1、3I0和3U0的取得對(duì)于傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)，3I0、3U0一般都是外接的，發(fā)展到了數(shù)字式保護(hù)時(shí)，變?yōu)榭梢杂山尤氡Ｗo(hù)裝置的三相電流和三相電壓自產(chǎn)。（1）3I0的取得外接3I0是通過零序電流濾過器獲得的。如圖，將三相電流互感器極

10、性相同的二次端子連接在一起，就組成了零序電流濾過器。流入繼電器的電流為：3I0=Ia+Ib+Ic。自產(chǎn)3I0是在軟件中得到的，微機(jī)保護(hù)將輸入的三相電流在軟件中相加就可以得到3I0?，F(xiàn)在很多微機(jī)保護(hù)上述兩種方法都采用，且利用兩種方法得到的3I0進(jìn)行自檢。但是無論使用哪種方法取得3I0，當(dāng)電流回路斷線，都有可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。（2）3U0的取得自產(chǎn)3U0也是在軟件中將輸入的三相電壓相加，即：3U0=Ua+Ub+Uc。外接3U0是從PT開口三角處取得。如圖，三角形開口輸出電壓就是三相電壓之和，也即3U0。由于平時(shí)沒有零序電壓，取外接零序電壓時(shí)，回路接線錯(cuò)誤與斷線不易發(fā)現(xiàn)。所以微機(jī)保護(hù)均采用了自產(chǎn)3U

11、0方式，盡量避免接入PT開口三角電壓。2、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)（1）零序電流與零序電壓由故障分析可知（詳見歷史記錄13），在零序網(wǎng)絡(luò)中，只在故障點(diǎn)存在零序分量電源。故障點(diǎn)零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序電壓越低，零序電流由故障點(diǎn)流向中性點(diǎn)。正方向發(fā)生接地故障，保護(hù)安裝在M側(cè)，K點(diǎn)為接地故障點(diǎn)。序網(wǎng)圖如下圖所示，可得： U0 = - I0ZM0可見，零序電壓與零序電流間的角度只和保護(hù)安裝處“背后”一側(cè)的零序阻抗角（一般取70°）有關(guān)。所以零序電壓滯后零序電流110°。反方向發(fā)生接地故障，根據(jù)零序序網(wǎng)圖，同理可得：U0 = I0( ZMN0+ ZMN0)可見，反方向故障時(shí)

12、，零序電壓超前零序電流70°，超前的角度是保護(hù)安裝處正方向等值零序阻抗角。由此可見，正、反方向接地故障時(shí)，零序電壓與零序電流間的角度關(guān)系正好相反，相差180°?？梢杂靡詤^(qū)分正反方向接地故障。零序功率方向繼電器也就是基于這個(gè)原理，構(gòu)成了零序方向電流保護(hù)。如相量圖所示，將I0固定在0°，那么當(dāng)U0為-110°時(shí)，零序功率方向繼電器將工作在最靈敏的區(qū)域，這個(gè)角度也稱之為最大靈敏角。在最大靈敏角兩邊擴(kuò)展不大于90°的范圍內(nèi)，都為反應(yīng)正反向接地故障的零序功率繼電器的動(dòng)作區(qū)。（2）零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)通常采用三段式或四段式。三段式零序電流保護(hù)由零序電流

13、速斷（I段）、限時(shí)零序速斷（II段）、零序過電流（III段）組成。I.零序電流速斷零序I段的整定遵循如下原則：（a）I段的動(dòng)作電流應(yīng)躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩相短路接地時(shí)，可能出現(xiàn)的最大零序電流。（b）躲過由于斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘所出現(xiàn)的最大零序電流。（c）對(duì)于220kV以上電壓等級(jí)的線路，當(dāng)采用單重和綜重是，會(huì)出現(xiàn)非全相運(yùn)行狀態(tài)，可能產(chǎn)生較大零序電流。如果I段定值設(shè)的較低，單重時(shí)容易誤動(dòng)作，如果設(shè)的較高，則縮小了保護(hù)范圍。為此，通常設(shè)置兩個(gè)零序I段保護(hù)定值。其中較大的稱為“不靈敏I段”，用于全相運(yùn)行下的接地故障，按（a）（b）整定；較小的稱為“靈敏I段”，用于全相運(yùn)行下的接地故障。正

14、常運(yùn)行時(shí)，投入“靈敏I段”定值，在線路第一次故障瞬時(shí)動(dòng)作后，如果單相重合閘，則將其自動(dòng)閉鎖，并自動(dòng)投入“不靈敏I段”定值，按躲開非全相震蕩的零序電流運(yùn)行，用來保護(hù)非全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障。II.限時(shí)零序電流速斷零序II段能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，以較短實(shí)現(xiàn)切除接地故障。其動(dòng)作電流與下一段線路的零序I段配合，比其打一個(gè)時(shí)限級(jí)差0.5s。III.零序過電流零序III段保護(hù)可作為相鄰元件故障的后備保護(hù)，其一次電流定值不超過300A，應(yīng)按照躲過最大不平衡電流來整定。3、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的零序保護(hù)（1）零序電流與零序電壓在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，用集中電容表示電網(wǎng)三相對(duì)地電容，并設(shè)負(fù)荷電流為零，個(gè)相對(duì)低等值集中電

15、容相等。正常運(yùn)行時(shí)，電源和負(fù)載都是對(duì)稱的，故無零序電壓和零序電流。當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生了單相接地故障時(shí)，三相電壓不對(duì)稱，出現(xiàn)零序電壓。當(dāng)A相接地時(shí)，根據(jù)故障分析的知識(shí)，可知BC兩相對(duì)地電壓升高了3倍，零序電壓3U0是正常A相電壓的3倍，方向相反。下面分析零序電流，由于Ua=0，那么各條線路A相對(duì)地電容電流Ia(c)=0，B、C相的電容電流Ib(c)、Ic(c)則經(jīng)大地、故障點(diǎn)、故障線路、電源構(gòu)成回路，所以出現(xiàn)了零序電流。由圖可見，各線路的電容電流從A相流入后，又分別從B相C相流出。由此可得出一下結(jié)論，并以此為依據(jù)構(gòu)成中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的零序保護(hù)：非故障線路零序電容電流，數(shù)值等于本身的對(duì)地電容電流，方向由

16、母線流向線路，零序電流超前零序電壓90°。故障線路始端的零序電流，數(shù)值等于整個(gè)電網(wǎng)非故障元件的零序電流之和，方向由線路流向母線，零序電流之后零序電壓90°。（2）中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的單相接地保護(hù)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地，由于故障點(diǎn)電流很小，三相電壓任然對(duì)稱，對(duì)符合供電影響小，因此一般情況下允許繼續(xù)運(yùn)行12小時(shí)。要求保護(hù)裝置發(fā)信號(hào)，而不必跳閘。A、絕緣監(jiān)測(cè)裝置利用單相接地時(shí)出現(xiàn)零序電壓的特點(diǎn)來構(gòu)成的，過電壓繼電器接在開口處，來反映系統(tǒng)的零序電壓，并接通信號(hào)回路。正常運(yùn)行時(shí)無零序電壓，發(fā)生單相接地時(shí)，開口三角有零序電壓輸出，使繼電器動(dòng)作并發(fā)信號(hào)。絕緣檢測(cè)裝置接與發(fā)電廠或變電所

17、母線上，可以知道系統(tǒng)發(fā)生了接地故障和故障相別，但無法知道接地故障發(fā)生在哪條線路上，因此是無選擇性的。B、零序方向電流保護(hù)發(fā)生單相接地時(shí)，故障線路的零序電流是所有非故障元件的零序電流之和，所以故障線路零序電流比非故障線路大，利用這個(gè)特點(diǎn)可以構(gòu)成零序電流保護(hù)。利用故障線路與非故障線路零序功率方向不同的特點(diǎn)，可以構(gòu)成有選擇性的零序方向電流保護(hù)。發(fā)生接地故障時(shí)，故障線路的零序電流滯后于零序電壓90°。若使零序方向繼電器最大靈敏角為90°，則此時(shí)保護(hù)裝置靈敏動(dòng)作。非故障線路的零序電流超前零序電壓90°，落在非動(dòng)作區(qū)，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。線路自動(dòng)重合閘（一）在電力系統(tǒng)線路故障中，大

18、多數(shù)都是“瞬時(shí)性”故障，如雷擊、碰線、鳥害等引起的故障，在線路被保護(hù)迅速斷開后，電弧即行熄滅。對(duì)這類瞬時(shí)性故障，待去游離結(jié)束后，如果把斷開的斷路器再合上，就能恢復(fù)正常的供電。此外，還有少量的“永久性故障”，如倒桿、斷線、擊穿等。這時(shí)即使再合上斷路器，由于故障依然存在，線路還會(huì)再次被保護(hù)斷開。由于線路故障的以上性質(zhì)，電力系統(tǒng)中廣泛采用了自動(dòng)重合閘裝置，當(dāng)斷路器跳閘以后，能自動(dòng)將斷路器重新合閘。本期我們討論一下線路自動(dòng)重合閘的相關(guān)問題。1、重合閘的利弊顯然，對(duì)于瞬時(shí)性故障，重合閘以后可能成功；而對(duì)于永久性故障，重合閘會(huì)失敗。統(tǒng)計(jì)結(jié)果，重合閘的成功率在70%90%。重合閘的設(shè)置對(duì)于電力系統(tǒng)來說有利有

19、弊。（利）當(dāng)重合于瞬時(shí)性故障時(shí)：（1）可以提高供電的可靠性，減少線路停電次數(shù)及停電時(shí)間。特別是對(duì)單側(cè)電源線路；（2）可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高輸電線路傳輸容量；（3）可以糾正斷路器本身機(jī)構(gòu)不良或保護(hù)誤動(dòng)等原因引起的誤跳閘；（弊）當(dāng)重合于永久性故障時(shí)：（1）使電力系統(tǒng)再一次受到?jīng)_擊，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；（2）使斷路器在很短時(shí)間內(nèi)，連續(xù)兩次切斷短路電流，工作條件惡劣；由于線路故障絕大多數(shù)都是瞬時(shí)性故障，同時(shí)重合閘裝置本身投資低，工作可靠，因此在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。2、重合閘的分類理論上來講，除了線路重合閘，還有母線重合閘和變壓器重合閘，但權(quán)衡利弊，后兩者用的很少。因此我們只討論線路

20、重合閘。按重合閘動(dòng)作次數(shù)可分為：一次重合閘、二次（多次）重合閘；重合閘如果多次重合于永久性故障，將使系統(tǒng)遭受多次沖擊，后果嚴(yán)重。所以在高壓電網(wǎng)中基本上均采用一次重合閘。只有110kV及以下單側(cè)電源線路，當(dāng)斷路器斷流容量允許時(shí)，才有可能采用二次重合閘。按重合閘方式可分為：三相重合閘、單相重合閘、綜合重合閘；通常，保護(hù)裝置設(shè)有四種重合閘方式：三重、單重、綜重、重合閘停用。這四種方式可以由屏上的轉(zhuǎn)換把手或定值單中的控制字來選擇。下面我們簡(jiǎn)單了解三重、單重和綜重的區(qū)別。三相一次重合閘：線路上發(fā)生任何故障，保護(hù)三跳三重。如果重合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行，如果重合于永久性故障，保護(hù)再次三跳不重合。單相一次重合閘

21、：線路發(fā)生單向接地故障，保護(hù)跳開故障相，重合。如果重合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行，如果重合于永久性故障，保護(hù)三跳不重合。如果線路上發(fā)生相間故障，保護(hù)三跳不重合。綜合重合閘：顧名思義，綜合重合閘就是綜合了三重和單重兩種方式。對(duì)線路單相接地故障，按單重方式處理；對(duì)線路相間故障，按三重方式處理。按重合閘使用條件可分為：?jiǎn)蝹?cè)電源重合閘：通常為順序重合閘；雙側(cè)電源重合閘：包括檢無壓/檢同期重合閘、解列重合閘、自同步重合閘；下面我們主要介紹一下比較常用的檢無壓和檢同期重合閘。3、檢無壓和檢同期重合閘在雙側(cè)電源線路三相跳閘后，重合閘是必須考慮雙側(cè)系統(tǒng)是否同期的問題。非同期重合閘將會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，甚至引起系統(tǒng)震

22、蕩。對(duì)于兩側(cè)系統(tǒng)是否同期的認(rèn)定，目前應(yīng)用最多的是檢查線路無壓和檢查同期重合閘。也就是說，在線路的一側(cè)采用檢查線路無電壓，而在另一側(cè)采用檢查同期的重合閘。如圖，MN線路的M 側(cè)采用檢查線路無壓重合閘（用V<表示），N側(cè)采用檢查同期重合閘（用V-V表示）。檢無壓：當(dāng)MN線路上發(fā)生短路，兩側(cè)三相跳閘后，線路上三相電壓為零。所以M側(cè)檢查到線路無壓滿足條件。經(jīng)延時(shí)發(fā)重合閘命令。檢同期：M側(cè)重合閘后，N側(cè)檢查到母線和線路均有電壓，且母線與線路的同名相電壓相交叉在定值允許范圍內(nèi)。這事N側(cè)合閘滿足同期條件，經(jīng)延時(shí)發(fā)令重合閘。使用檢同期需要同時(shí)向裝置提供母線電壓和線路電壓。從上述動(dòng)作過程可以看出，檢無壓的

23、一側(cè)總是先重合閘。因此該側(cè)有可能重合閘于永久性故障再次跳閘。斷路器可能在短時(shí)間內(nèi)兩次切除短路電流，工作條件惡劣。而檢同期側(cè)則肯定是重合于完好線路，工作條件好一些。為了平衡負(fù)擔(dān)，通常在線路兩側(cè)都裝設(shè)檢同期和檢無壓的繼電器，定期倒換使用，使兩側(cè)斷路器工作條件接近。但對(duì)于發(fā)電廠的送出線路，電廠側(cè)通常固定為檢同期或停用重合閘。這是為了避免發(fā)電機(jī)受到再次沖擊。斷路器在正常運(yùn)行情況下，由于誤碰跳閘機(jī)構(gòu)、出口繼電器意外閉合等情況，可能造成斷路器誤跳閘，也就是所謂的“偷跳”。對(duì)于使用檢無壓的M側(cè)的斷路器，如果發(fā)生了偷跳，對(duì)側(cè)斷路器仍閉合，線路上仍有電壓。因此檢無壓的M側(cè)就不能實(shí)現(xiàn)重合。為了使其能對(duì)“偷跳”用重

24、合閘來糾正，通常都是在檢無壓的一側(cè)也同時(shí)投入檢同期功能。這樣，如果發(fā)生了“偷跳”，則檢同期繼電器就能夠起作用，將“偷跳”的斷路器重合。所以M側(cè)同時(shí)標(biāo)示了V< 和V-V。需要尤其注意的是，在使用檢同期的另一側(cè)（N側(cè)），其檢無壓功能是絕對(duì)不允許同時(shí)投入的！否則的話，可能兩側(cè)檢無壓功能同時(shí)作用，造成非同期合閘，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。除了檢無壓和檢同期的方法，在雙回線上還可以使用“檢相鄰線有電流方式”實(shí)現(xiàn)同期重合閘。當(dāng)雙回線中一回線發(fā)生故障并兩側(cè)三相跳閘時(shí)，當(dāng)檢查到一回線上有電流時(shí)，即表示兩側(cè)電源仍保持聯(lián)系，可以重合本線路。4、重合閘方式的選定在110kV及以下電壓等級(jí)的輸電線路都采用的三項(xiàng)重合閘

25、方式。在220kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路除了三相重合閘方式外，還有單相重合閘、綜合重合閘方式。使用單相重合閘、綜合重合閘要滿足一下條件：（1）斷路器必須是分箱操作的；（2）繼電保護(hù)要能選項(xiàng)出口，且必須考慮非全相運(yùn)行問題。這將是保護(hù)設(shè)計(jì)接線等工作復(fù)雜化，但單重、綜重在超高壓線路電網(wǎng)中，對(duì)提高供電可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性都有好處。對(duì)于雙側(cè)電源線路，檢無壓側(cè)重合閘時(shí)間整定為10s左右，另一側(cè)檢同期重合閘時(shí)間整定一般為0.50.8s。當(dāng)一組斷路器設(shè)置有兩套重合閘裝置（例如線路的兩套保護(hù)都配置有重合閘功能），且同時(shí)投運(yùn)時(shí)，應(yīng)有措施保證線路故障后僅實(shí)現(xiàn)一次重合閘。線路自動(dòng)重合閘（二） 接著上一期我們繼續(xù)討論線

26、路自動(dòng)重合閘的相關(guān)問題。本期一起了解一下裝置是如何實(shí)現(xiàn)重合閘的。1、重合閘裝置的組成元件通常高壓輸電線路自動(dòng)重合閘裝置主要是由起動(dòng)元件、延時(shí)元件、一次合閘脈沖和執(zhí)行元件等組成。（1）重合閘起動(dòng)元件：當(dāng)斷路器由保護(hù)動(dòng)作跳閘或其他非手動(dòng)原因跳閘后，起動(dòng)重合閘，使延時(shí)元件動(dòng)作。一般使用斷路器控制狀態(tài)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)兩種方式。（2）延時(shí)元件：起動(dòng)元件發(fā)令后，延時(shí)元件開始計(jì)時(shí)。這個(gè)延時(shí)就是重合閘時(shí)間，可以在裝置中整定。（3）合閘脈沖：當(dāng)延時(shí)時(shí)間到，馬上發(fā)出一次可以合閘脈沖命令，并開始計(jì)時(shí)，準(zhǔn)備重合閘的整組復(fù)歸。在復(fù)歸時(shí)間里，即使再有重合閘延時(shí)元件發(fā)出的命令，也不可以發(fā)出第二個(gè)合閘脈沖。這

27、樣就保證了在一次跳閘后，有足夠的時(shí)間合上（對(duì)瞬時(shí)故障）和再次跳開（對(duì)永久故障）斷路器，而不會(huì)出現(xiàn)多次重合。（4）執(zhí)行元件：將重合閘動(dòng)作信號(hào)送至合閘回路和信號(hào)回路，使斷路器重新合閘并發(fā)出信號(hào)。2、重合閘的起動(dòng)方式自動(dòng)重合閘裝置有兩種起動(dòng)方式：斷路器狀態(tài)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式、保護(hù)起動(dòng)方式。（1）斷路器狀態(tài)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式如果自動(dòng)重合閘裝置中，控制開關(guān)在合閘狀態(tài)，KKJ=1，說明原先斷路器是處于合閘狀態(tài)。若此時(shí)跳閘位置繼電器TWJ=1，由于手動(dòng)分閘會(huì)使KKJ=0，所以一定是保護(hù)跳閘或者是斷路器“偷跳”。此時(shí)應(yīng)該起動(dòng)重合閘，所以KKJ和TWJ位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)重合閘的方式稱為“位置不對(duì)應(yīng)起

28、動(dòng)方式”。發(fā)生“偷跳”時(shí)保護(hù)沒有發(fā)出跳閘命令，所以如果不用位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式，就沒法用重合閘進(jìn)行補(bǔ)救。所以位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式是所有重合閘都必須具備的基本起動(dòng)方式。其缺點(diǎn)是TWJ異常或發(fā)生粘連等情況下，該方式將失效。所以通常會(huì)增加檢查線路對(duì)應(yīng)相無流的條件進(jìn)一步確認(rèn)，在提高可靠性。上圖為重合閘回路的示意圖。位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式重合閘動(dòng)作過程如下：a.當(dāng)控制把手處于合后位置（KKJ=1），且斷路器處于合位（HWJ=1）時(shí)，自動(dòng)重合裝置充電，充電完成后充電燈點(diǎn)亮，重合閘準(zhǔn)備就緒。b.此時(shí)若斷路器跳閘，HWJ=0，TWJ=1，KKJ=1，時(shí)間繼電器SJ動(dòng)作，經(jīng)一定延時(shí)后，SJ接點(diǎn)閉合，中間繼電器ZJV電壓

29、起動(dòng)。c.ZJV接點(diǎn)閉合，ZJI電流自保持，合閘回路導(dǎo)通，合圈HQ得電，重合斷路器。（2）保護(hù)起動(dòng)方式現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的自動(dòng)重合閘大多數(shù)是由保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令后，才需要重合閘。因此自動(dòng)重合閘也應(yīng)支持保護(hù)跳令起動(dòng)方式：本保護(hù)裝置發(fā)出單相/三相跳令且對(duì)應(yīng)單相/三相線路無電流，此時(shí)起動(dòng)重合閘。此外還提供保護(hù)雙重化配置情況下，另一套保護(hù)裝置動(dòng)作后來啟動(dòng)本保護(hù)裝置的重合閘功能：另一套保護(hù)裝置三相/單相跳閘動(dòng)作觸點(diǎn)引入本保護(hù)重合閘裝置，作為本保護(hù)的“外部三跳起動(dòng)重合閘”或“外部單跳起動(dòng)重合閘”的開入量，再經(jīng)本裝置檢查線路無流后，起動(dòng)本裝置的重合閘。當(dāng)然，在已使用位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式的情況下，也可以不使用該功能。保

30、護(hù)起動(dòng)方式可以有效糾正保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘，但是不能糾正斷路器本身的“偷跳”。所以保護(hù)起動(dòng)方式作為斷路器位置不對(duì)應(yīng)方式的補(bǔ)充。位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式和保護(hù)啟動(dòng)方式在自動(dòng)化重合閘裝置一般都具備，可以同時(shí)投入，相互補(bǔ)充。3、自動(dòng)重合閘的充電條件做過保護(hù)校驗(yàn)的朋友都知道，只有等裝置重合閘充電燈亮后，重合閘才可以使用。那么重合閘為什么要充電呢？其實(shí)重合閘充電的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)一次重合閘以及閉鎖重合閘的需要。當(dāng)手動(dòng)合閘或者自動(dòng)重合閘后，如果一切正常，重合閘開始“充電”。只有充電時(shí)間大于1015s后，才“充滿電”。當(dāng)重合閘裝置發(fā)合閘脈沖前，先要檢查一下是否“充滿電”，只有“充滿電”才發(fā)合閘脈沖。重合閘裝置

31、發(fā)出合閘脈沖后，馬上把“電放掉”。如果斷路器重合成功，又重新開始充電。如果重合于永久性故障線路，保護(hù)馬上再次將斷路器跳開。此時(shí)如果要再次重合閘，檢查發(fā)現(xiàn)充電時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1015s，沒有“充滿電”，所以也就不允許二次重合閘。而為了在手動(dòng)跳閘以及閉鎖重合閘時(shí)，也會(huì)把“電放掉”，使裝置不重合。在模擬型保護(hù)中，充電、放電的過程確實(shí)是通過電阻、電容實(shí)現(xiàn)的。重合閘發(fā)合閘命令時(shí)利用電容器上的電壓對(duì)中間繼電器ZJV放電。只有電容器充電時(shí)間大于15s后，其電壓才足夠使ZJV動(dòng)作。而微機(jī)保護(hù)中，充電、放電的過程則通過重合閘程序中的一個(gè)計(jì)數(shù)器不斷計(jì)數(shù)、清零來實(shí)現(xiàn)。顯然要方便了許多。自動(dòng)重合閘充電條件如下：（1）重合

32、閘處于正常投入狀態(tài)；（2）三相斷路器都在合閘狀態(tài)，斷路器的TWJ都未動(dòng)作；（3）斷路器液壓或氣壓正常；（4）沒有外部閉鎖重合閘的輸入。如：沒有手動(dòng)跳閘、手動(dòng)合閘、沒有母線保護(hù)動(dòng)作輸入、沒有其他保護(hù)閉鎖重合閘輸入等；（5）沒有PT斷線或失壓信號(hào)。因?yàn)楫?dāng)采用綜重或三重方式時(shí)，在三相跳閘后使用檢無壓或檢同期重合閘，需要用到線路和母線電壓。如果PT斷線或失壓，將影響重合閘正常動(dòng)作。所以此時(shí)應(yīng)閉鎖重合閘。4、重合閘的閉鎖條件（1）由保護(hù)裝置定值控制字控制包含閉鎖重合閘的條件。如：距離III段、零序III段永跳等；（2）手動(dòng)合閘于故障線路上時(shí)，閉鎖重合閘。因?yàn)榇藭r(shí)故障為瞬時(shí)性故障的概率極??；（3）線路保護(hù)

33、單跳或三跳失敗后，直接永跳閉鎖重合閘。因?yàn)榇藭r(shí)可能是斷路器本身有故障，需要停電檢修；（4）采用單重方式時(shí)，如果保護(hù)三跳則閉鎖重合閘；（5）當(dāng)雙重化的兩套保護(hù)都投入重合閘時(shí)，為了避免兩套重合閘裝置出現(xiàn)兩次重合的情況，一套裝置的重合閘在發(fā)現(xiàn)另一套裝置重合閘已將斷路器合上后，立即放電并閉鎖本裝置的重合閘；（6）重合閘在滿足充電條件1020s后充電完成，一般取15s，在充電未完成的情況下試圖重合，此時(shí)將閉鎖重合閘。（7）重合閘裝置檢測(cè)到由外部閉鎖重合閘的開入時(shí)（如：母線保護(hù)動(dòng)作、手分手合等），應(yīng)立即放電，閉鎖重合閘。線路自動(dòng)重合閘（三） 自動(dòng)重合閘的問題比較瑣碎，我們本期繼續(xù)討論。這一期主要了解一下重

34、合閘的前加速、后加速，以及3/2接線方式下的運(yùn)行要求。繼電保護(hù)與重合閘配合可以利用重合閘所提供的條件以加速繼電保護(hù)切除故障。也就是我們通常所說的前加速和后加速。1、重合閘前加速在如圖的低壓電網(wǎng)單側(cè)電源線路上，如果只裝有簡(jiǎn)單的電流速斷和過流三段式的電流保護(hù)。電流速斷保護(hù)只能保護(hù)本線路的80%。而過電流保護(hù)雖然保護(hù)范圍長(zhǎng)，但動(dòng)作時(shí)間按階梯型配合。如果串接的線路很多的話，將造成電源側(cè)的1號(hào)過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間非常長(zhǎng)。這樣即使是在MN線路末端發(fā)生短路，1號(hào)斷路器也需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能切除故障，這對(duì)系統(tǒng)是不利的。為了解決這樣的問題，可以再1號(hào)斷路器設(shè)置重合閘裝置（ZCH），而其他保護(hù)處不設(shè)重合閘。并且設(shè)置1號(hào)

35、的過流保護(hù)在重合閘前使瞬時(shí)動(dòng)作的，重合后它的動(dòng)作時(shí)限才按階梯型配合動(dòng)作。這樣的設(shè)置稱做重合閘前加速。這樣一來，無論是MN線路末端K1短路，還是其他線路任一點(diǎn)K2短路，1號(hào)的過流保護(hù)都可以瞬時(shí)切除故障。如果是瞬時(shí)性故障，1號(hào)斷路器重合后立即恢復(fù)供電。如果是永久性故障，重合后1號(hào)斷路器過流保護(hù)再按照整定時(shí)間動(dòng)作。前加速方式第一次跳閘雖然快速，但是有可能犧牲了選擇性。例如在遠(yuǎn)處K2點(diǎn)短路，1號(hào)斷路器非選擇性瞬時(shí)跳閘，這將造成N、P、Q幾個(gè)變電站全部停電。K2點(diǎn)的非選擇性跳閘也只能再用重合閘來補(bǔ)救。所以前加速方式通常用于35kV以下不太重要的直配線路上使用。優(yōu)點(diǎn)：（1）能快速切除瞬時(shí)性故障；（2）使用

36、設(shè)備少，只需要配一套重合閘裝置，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)：（1）重合于永久性故障上，故障切除的時(shí)間可能較長(zhǎng)；（2）犧牲了選擇性，如果重合閘合閘失敗，將擴(kuò)大停電范圍；2、重合閘后加速所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，則不帶時(shí)限，加速瞬時(shí)切除故障。在圖中各處的多段式保護(hù)均按照其整定配合的時(shí)限動(dòng)作，所以第一次跳閘是有選擇性的。如K點(diǎn)短路，若3號(hào)保護(hù)或斷路器拒動(dòng)，則由1號(hào)保護(hù)的II段或III段延時(shí)動(dòng)作。隨后1號(hào)斷路器重合，如果是永久性故障，那么1號(hào)保護(hù)再次跳閘時(shí)就沒必要再等延時(shí)，所以設(shè)置了后加速功能，重合后瞬時(shí)切除故障?！昂蠹铀佟睆V泛用于

37、35kV以上電網(wǎng)。一般是加速距離、零序II段的動(dòng)作，有時(shí)也可以加速III段動(dòng)作。但是加速距離保護(hù)時(shí)要考慮是否經(jīng)振蕩閉鎖。優(yōu)點(diǎn)：（1）第一次可以有選擇性切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍；（2）對(duì)永久性故障重合閘后能瞬時(shí)切除。缺點(diǎn)：（1）每個(gè)斷路器都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較復(fù)雜；（2）第一次切除故障可能帶延時(shí)；3、3/2接線方式對(duì)重合閘和斷路器失靈保護(hù)的要求一般的輸電線路保護(hù)要發(fā)跳閘命令時(shí)只跳本線路的一個(gè)斷路器，重合閘自然也只重合這個(gè)斷路器，所以重合閘按保護(hù)配置?？墒怯行┹旊娋€路保護(hù)要發(fā)跳閘命令時(shí)要跳兩個(gè)斷路器，例如在如圖的3/2接線中，L1一段保護(hù)要發(fā)跳令時(shí)，要跳1、2兩個(gè)斷路器，重合閘自然

38、也要合這兩個(gè)斷路器。這就涉及到一個(gè)重合閘次序的問題。到底是先合邊斷路器1，還是先合中斷路器2，還是兩個(gè)一起合？我們先來看一下斷路器失靈保護(hù)。首先看邊斷路器失靈的情況：如果L1上發(fā)生短路，線路保護(hù)跳1、2兩個(gè)斷路器。假如斷路器1失靈，其失靈保護(hù)應(yīng)將I母上所有斷路器（圖中斷路器4）都跳開。如果I母上發(fā)生短路，母線保護(hù)動(dòng)作跳母線上所有斷路器，假如斷路器1失靈，斷路器1的失靈保護(hù)應(yīng)將斷路器2跳開，并遠(yuǎn)跳L1對(duì)側(cè)斷路器7。由此我們總結(jié)：邊斷路器的失靈保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)該跳開邊斷路器所在母線上的所有斷路器和中斷路器，并遠(yuǎn)跳邊斷路器所連線路的對(duì)端斷路器。再來看中斷路器失靈的情況：如果L1上發(fā)生了短路，線路保護(hù)跳斷

39、路器1、2。如果斷路器2失靈，其失靈保護(hù)應(yīng)跳開斷路器3，并遠(yuǎn)跳斷路器8。我們總結(jié)：中斷路器的失靈保護(hù)動(dòng)作后跳開他兩側(cè)的邊斷路器，并遠(yuǎn)跳與之相連的線路對(duì)端斷路器。結(jié)合失靈保護(hù)的動(dòng)作情況，我們回頭來看重合閘。假設(shè)L1上的故障時(shí)永久性故障。如果先合中斷路器2，保護(hù)再次動(dòng)作，如果斷路器2此時(shí)失靈，其失靈保護(hù)將跳開斷路器3、8。這樣將造成線路L2停電。如果先合邊斷路器1，保護(hù)再次動(dòng)作，如果斷路器1失靈，其失靈保護(hù)跳開斷路器4、7，線路L2以及其他各線路均不受影響。所以，重合閘應(yīng)先合邊斷路器，后合中斷路器。如果邊斷路器重合不成功，保護(hù)在此將邊斷路器跳開，此時(shí)中斷路器就不再重合且發(fā)三跳命令。既然3/2接線中

40、斷路器重合閘有一個(gè)先后次序。那么重合閘就不應(yīng)設(shè)置在線路保護(hù)裝置內(nèi)，而應(yīng)按斷路器單獨(dú)設(shè)置。此外邊斷路器和中斷路器的失靈保護(hù)跳閘對(duì)象也不一樣，所以失靈保護(hù)也應(yīng)按斷路器單獨(dú)設(shè)置。因此3/2接線中，把重合閘和斷路器失靈保護(hù)做成單獨(dú)的斷路器保護(hù)裝置，每一個(gè)斷路器配置一套該裝置。4、小結(jié)通過三期的討論，我們把線路自動(dòng)重合閘的相關(guān)知識(shí)大致地過了一下。首先了解了自動(dòng)重合閘的作用和分類，了解了檢無壓和檢同期重合閘；然后學(xué)習(xí)了自動(dòng)重合閘裝置是如何實(shí)現(xiàn)重合閘的，尤其是位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式和保護(hù)起動(dòng)方式，還討論了重合閘的充電條件和閉鎖條件；本期主要討論了重合閘的前加速、后加速的概念，以及3/2接線方式下的運(yùn)行要求。備自

41、投裝置原理 備用電源自動(dòng)投入裝置（簡(jiǎn)稱備自投）是當(dāng)電力系統(tǒng)故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源自動(dòng)投入工作，或?qū)⒈煌ｋ姷脑O(shè)備自動(dòng)投入到其他正常工作的電源，使用戶能迅速恢復(fù)供電的一種自動(dòng)裝置。本期和大家一起簡(jiǎn)單了解備自投裝置的基本原理。1、明備用與暗備用備自投裝置根據(jù)備用方式，可以分為明備用和暗備用兩種。明備用是指正常情況下有裝用的備用變壓器或備用線路。如下圖，正常運(yùn)行時(shí)QF3、QF4、QF5在斷開狀態(tài)，變壓器T2作T1、T3的備用。暗備用是指正常情況下沒有專用的備用電源或備用線路，而是在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷分別接于分段母線上，利用分段斷路器取得相互備用。如圖，正常運(yùn)行時(shí)，QF5在斷開狀

42、態(tài)，I、II段母線分別通過各自的線路或變壓器供電，當(dāng)任一母線失電時(shí)，QF5自動(dòng)合閘，從而實(shí)現(xiàn)線路或變壓器互為備用。在暗備用方式中，每個(gè)工作電源的容量應(yīng)根據(jù)兩個(gè)分段母線的總負(fù)荷來考慮，否則在備自投動(dòng)作前后，要適當(dāng)切除相應(yīng)負(fù)荷。由此可見，采用備自投裝置后，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）提高供電可靠性，節(jié)省建設(shè)投資；（2）簡(jiǎn)化繼電保護(hù)；（3）限制短路電流，提高母線殘壓；備自投有上述優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，且可靠性高，因此在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。2、備自投裝置的“充放電”微機(jī)備自投裝置在發(fā)生故障需要將備用電源投入時(shí)，應(yīng)正確動(dòng)作，且只允許動(dòng)作一次。為了滿足這個(gè)要求，裝置采用了類似于自動(dòng)重合閘“充放電”的概念來模

43、擬這種功能。備自投裝置滿足啟動(dòng)條件，開始“充電”；經(jīng)過一定的“充電時(shí)間”后，“充電”完成，備自投裝置準(zhǔn)備就緒；當(dāng)備自投動(dòng)作后或滿足任一閉鎖條件，立即瞬時(shí)“放電”，“放電”后備自投裝置被閉鎖。因此備自投裝置動(dòng)作邏輯的控制條件可分為三類：充電條件，閉鎖條件，啟動(dòng)條件。取一定的充電時(shí)間主要是考慮到：（1）等待故障造成的系統(tǒng)擾動(dòng)充分平息，恢復(fù)到故障前的穩(wěn)定狀態(tài)；（2）躲過對(duì)側(cè)相鄰保護(hù)最后一段的延時(shí)和重合閘最長(zhǎng)動(dòng)作周期，以免合閘在故障上擴(kuò)大事故。3、典型備投方式（1）橋（分段）備投原理中小容量的發(fā)電廠和變電站高壓側(cè)一般采用內(nèi)橋接線，一次接線如圖所示。正常運(yùn)行時(shí)，內(nèi)橋（分段）斷路器QF3在斷開狀態(tài)，I、I

44、I段母線分別通過各自的供電設(shè)備或線路供電。QF1、2QF2在合位，L1和L2互為備用電源（暗備用）。當(dāng)線路發(fā)生故障或其他原因使得線路斷路器QF1（QF2）斷開，分段斷路器QF3由備自投投入，從而實(shí)現(xiàn)互為備用。充電條件：QF1合位 & QF2合位 & QF3分位 & I母II母三相有壓放電條件：QF1分位 or QF2分位 or QF3合位 or I母II母同時(shí)三相無壓?jiǎn)?dòng)條件：I母失壓時(shí)，I母三相無壓，進(jìn)線L1無流，II母三相有壓，QF2合位，備自投經(jīng)延時(shí)跳QF1，合QF3，并發(fā)動(dòng)作信號(hào)。II母失壓時(shí)，動(dòng)作邏輯同理。動(dòng)作邏輯框圖如下。在這種分段暗備用方式中，每個(gè)工作電源

45、的容量應(yīng)根據(jù)總負(fù)荷來考慮，否則備投要考慮減去一部分負(fù)荷。為防止TV斷線時(shí)備自投裝置誤動(dòng)，取線路電流作為母線失壓的閉鎖判據(jù)。（2）進(jìn)線備自投一次接線同上。正常運(yùn)行時(shí)，工作線路同時(shí)帶兩段母線運(yùn)行，另一條進(jìn)線處于明備用狀態(tài)。當(dāng)工作線路失電，其斷路器處于合位，在備用線路有壓、分段開關(guān)合位情況下，跳開工作線路，經(jīng)延時(shí)合備用線路。以進(jìn)線L1為工作線路，L2為備用為例，備自投過程為：充電條件：QF1合位 & QF2分位 & QF3合位 & I母II母均三相有壓 & 進(jìn)線L1三相有壓放電條件：QF1分位 or QF2 合位 or QF3分位 or 進(jìn)線I三相無壓起動(dòng)條件：I母三

46、相無壓，II母三相無壓，進(jìn)線L1無流，進(jìn)線L2三相有壓，備自投起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)跳開QF1，合上QF2。動(dòng)作邏輯框圖如下。（3）主變備自投主變備自投一次接線如圖。主變備自投分位熱備用和冷備用。假設(shè)T1在工作狀態(tài)，T2在備用狀態(tài)。熱備用：工作主變T1低壓側(cè)處于合位，母線失電，在備用變壓器T2高壓側(cè)有壓情況下，跳開T1低壓側(cè)斷路器QF2，合T2低壓側(cè)斷路器QF4。為防止TV斷線時(shí)備自投誤動(dòng)，取主變低壓側(cè)電流作為母線失壓的閉鎖判據(jù)。冷備用：邏輯同熱備用，區(qū)別在于工作主變T1同時(shí)跳開高壓側(cè)和低壓側(cè)斷路器QF1、QF2，然后備用主變T2同時(shí)合高低壓側(cè)斷路器QF3、QF4。以熱備用為例：充電條件：QF1合位 &

47、amp; QF2合位 & III母三相有壓 & T2高壓側(cè)三相有壓放電條件：QF1分位 or QF2 合位 or T2高壓側(cè)三相無壓起動(dòng)條件：III母三相失壓，T2主變高壓側(cè)三相有壓，QF4分位，備自投起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)跳開QF2，合上QF4。動(dòng)作邏輯框圖如下。（4）均衡負(fù)荷備自投這種接線方式在負(fù)荷相對(duì)集中且負(fù)荷比較重要而區(qū)域應(yīng)用較多，一次接線圖如圖。I母?jìng)銲I母方式：II母失電，I母有壓，跳QF2，合QF3。II母?jìng)銲母方式：I母失電，II母有壓，跳QF1，合QF3。確認(rèn)QF1跳開及QF3合上后，跳QF4，合QF6，均衡T2、T3主變負(fù)荷。這樣處理III母會(huì)短暫失壓，但可以防止T2

48、、T3的非同期合閘。充電條件：QF1合位 & QF2合位 & QF3分位 & I母II母均三相有壓放電條件：QF1分位 or QF2 分位 or QF3合位 or I母II母三相無壓I母?jìng)銲I母起動(dòng)條件：II母三相失壓，進(jìn)線II無流，備自投起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)跳開QF2，收到QF2跳位后合QF3，并發(fā)信號(hào)。II母?jìng)銲母啟動(dòng)條件：I母三相失壓，進(jìn)線I無流，備自投起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)跳開QF1，收到QF1跳位后合QF3，并發(fā)信號(hào)。此時(shí)QF1分位、QF3合位、QF4合位、QF6分位。IV母有壓，另一臺(tái)備自投起動(dòng)，跳QF4，收到QF4跳位后，合QF6均衡負(fù)荷。如果QF4拒動(dòng)，則聯(lián)切負(fù)荷。動(dòng)作邏

49、輯框圖如下。4、備自投其他功能（1）過負(fù)荷聯(lián)切為防止備用電源由于負(fù)荷較大引起過負(fù)荷，備自投裝置一般具有過負(fù)荷聯(lián)切功能。過負(fù)荷聯(lián)切功能有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一是在備用電源投入前先切除部分負(fù)荷，從而保證備用電源投入后不會(huì)發(fā)生過負(fù)荷。這種方式常用在負(fù)荷較重、備用電源較小，為保證重要用戶供電，認(rèn)為確定切除部分負(fù)荷；另一種方式是備用電源投入后，由備自投自動(dòng)檢測(cè)備用電源的負(fù)荷情況，當(dāng)檢測(cè)到過負(fù)荷后，可分兩輪切除部分負(fù)荷線路。（2）合閘后加速保護(hù)備自投裝置一般配置了獨(dú)立的合閘后加速保護(hù)，包括手合于故障加速跳、備投動(dòng)作合閘于故障加速跳。（3）與相關(guān)保護(hù)的配合備自投的目的是為了保證系統(tǒng)的可靠供電。但當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障

50、，如母線故障或斷路器失靈（此時(shí)由母差保護(hù)或失靈保護(hù)跳開各間隔，母線失壓，備自投裝置滿足動(dòng)作條件），由于線路已經(jīng)全部切除，備自投裝置已經(jīng)沒有必要?jiǎng)幼?。而且備自投如果?dòng)作，反而可能會(huì)給系統(tǒng)造成再次沖擊。因此，備自投應(yīng)與相關(guān)保護(hù)配合，當(dāng)相關(guān)保護(hù)動(dòng)作后，給備自投裝置一個(gè)外部閉鎖開入信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行閉鎖。 變壓器保護(hù) 變壓器是連續(xù)運(yùn)行的靜止設(shè)備，運(yùn)行比較可靠，故障機(jī)會(huì)較少。但由于絕大部分變壓器安裝在戶外，并且受到運(yùn)行時(shí)承受負(fù)荷的影響以及電力系統(tǒng)短路故障的影響，在運(yùn)行過程中不可避免的出現(xiàn)各類故障和異常情況。1、變壓器的常見故障和異常變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障指的是箱殼內(nèi)部發(fā)生的故障，有繞

51、組的相間短路故障、一相繞組的匝間短路故障、繞組與鐵芯間的短路故障、繞組的斷線故障等。外部故障指的是變壓器外部引出線間的各種相間短路故障、引出線絕緣套管閃絡(luò)通過箱殼發(fā)生的單相接地故障。變壓器發(fā)生故障危害很大。特別是發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，短路電流所產(chǎn)生的高溫電弧不僅會(huì)燒壞變壓器繞組的絕緣和鐵芯，而且會(huì)使變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器外殼變形甚至爆炸。因此變壓器故障時(shí)必須將其切除。變壓器的異常情況主要有過負(fù)荷、油面降低、外部短路引起的過電流，運(yùn)行中的變壓器油溫過高、繞組溫度過高、變壓器壓力過高、以及冷卻系統(tǒng)故障等。當(dāng)變壓器處于異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)給出告警信號(hào)。2、變壓器保護(hù)的配置短路故障的主保護(hù)：

52、主要有縱差保護(hù)、重瓦斯保護(hù)等。短路故障的后備保護(hù)：主要有復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)、零序（方向）過流保護(hù)、低阻抗保護(hù)等。異常運(yùn)行保護(hù)：主要有過負(fù)荷保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)、輕瓦斯保護(hù)、中性點(diǎn)間隙保護(hù)、溫度油位及冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)等。3、非電量保護(hù)利用變壓器的油、氣、溫度等非電氣量構(gòu)成的變壓器保護(hù)稱為非電量保護(hù)。主要有瓦斯保護(hù)、壓力保護(hù)、溫度保護(hù)、油位保護(hù)及冷卻器全停保護(hù)。非電量保護(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要?jiǎng)幼饔谔l或發(fā)信。（1）瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，變壓器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量氣體，同時(shí)變壓器油流速度加快，利用氣體和油流來實(shí)現(xiàn)的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障或異常

53、時(shí)，故障點(diǎn)局部過熱，引起部分油膨脹，油內(nèi)氣體形成氣泡進(jìn)入氣體繼電器，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。重瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，故障電流較大，電弧使變壓器油大量分解，產(chǎn)生大量氣體和油流，沖擊檔板使重瓦斯繼保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出重瓦斯信號(hào)并出口跳閘，切除變壓器。重瓦斯保護(hù)是油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)，他能反映變壓器內(nèi)部的各種故障。當(dāng)變壓器發(fā)生少數(shù)匝間短路，雖然故障電流很大，但在差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生的差流可能并不大，差動(dòng)保護(hù)可能拒動(dòng)。因此對(duì)于變壓器內(nèi)部故障，需要依靠重瓦斯保護(hù)切除故障。（2）壓力保護(hù)壓力保護(hù)也是變壓器油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)。含壓力釋放和壓力突變保護(hù)，用于反應(yīng)變壓器油的壓力。（3）溫度及油位

54、保護(hù)當(dāng)變壓器溫度升高達(dá)到預(yù)警值，溫度保護(hù)發(fā)出告警信號(hào)，并投入起動(dòng)備用冷卻器。當(dāng)變壓器漏油或由于其他原因使得油位降低是，油位保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出告警信號(hào)。（4）冷卻器全停保護(hù)當(dāng)運(yùn)行中的變壓器冷卻器全停時(shí)，變壓器溫度會(huì)升高，若不及時(shí)處理，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器繞組絕緣損壞。因此在變壓器運(yùn)行中冷卻器全停時(shí)，該保護(hù)發(fā)出告警信號(hào)并經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)切除變壓器。4、差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)是變壓器電氣量的主保護(hù)，其保護(hù)范圍是各側(cè)電流互感器所包圍的部分。在這范圍內(nèi)發(fā)生的繞組相間短路、匝間短路等故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)均要?jiǎng)幼?。關(guān)于變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理，之前我們之前已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的討論，需要的朋友可以在歷史記錄6、7、8期中回看相關(guān)內(nèi)容。對(duì)

55、此就不做贅述了，這里再簡(jiǎn)單補(bǔ)充一些關(guān)于勵(lì)磁涌流的概念。（1）變壓器的勵(lì)磁涌流空投變壓器時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁電流稱作勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流的大小與變壓器的結(jié)構(gòu)、合閘角、容量、合閘前剩磁等因素有關(guān)。測(cè)量表明：空投變壓器時(shí)由于鐵芯飽和勵(lì)磁涌流很大，通常為額定電流的26倍，最大可達(dá)8倍以上。由于勵(lì)磁涌流只在充電側(cè)流入變壓器，因此會(huì)在差動(dòng)回路中產(chǎn)生很大的差流，導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。勵(lì)磁涌流具有以下特點(diǎn)：a、涌流數(shù)值很大，含有明顯的非周期分量；b、波形呈尖頂狀，且是間斷的；c、含有明顯的高次諧波分量，尤其二次諧波分量最為明顯；d、勵(lì)磁涌流是衰減的。根據(jù)勵(lì)磁涌流的以上特點(diǎn)，為防止勵(lì)磁涌流造成變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，工程中利用

56、：二次諧波含量高、波形不對(duì)稱、波形間斷角大這三種原理來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的閉鎖。（2）二次諧波制動(dòng)原理二次諧波制動(dòng)的實(shí)質(zhì)是：利用差流中的二次諧波分量，來判斷差流是故障電流還是勵(lì)磁涌流。當(dāng)二次諧波分量與基波分量的百分比大于某一數(shù)值（通常為20%）時(shí)，判斷差流是由于勵(lì)磁涌流引起的，閉鎖差動(dòng)保護(hù)。因此二次諧波制動(dòng)比越大，允許基波中包含的二次諧波電流越多，制動(dòng)效果也就越差。（3）差動(dòng)速斷保護(hù)當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重故障，故障電流較大導(dǎo)致CT飽和時(shí)，CT二次電流中也含有大量的諧波分量，根據(jù)上面的敘述，這就很可能會(huì)由于二次諧波制動(dòng)導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)閉鎖或延緩動(dòng)作。這將嚴(yán)重?fù)p壞變壓器。為了解決這個(gè)問題，通常會(huì)設(shè)置差動(dòng)速斷保

57、護(hù)。差動(dòng)速斷元件，實(shí)際上是縱差保護(hù)的高定值差動(dòng)元件。與一般差動(dòng)元件不同的是，它反映的是差流的有效值。不管差流的波形如何、含有諧波分量的大小如何，只要差流有效值超過了差動(dòng)速斷的整定值（通常比差動(dòng)保護(hù)整定值要高），它將立即動(dòng)作切除變壓器，不經(jīng)過勵(lì)磁涌流等判據(jù)的閉鎖。變壓器保護(hù)（二）變壓器的后備保護(hù)配置種類很多，本期主要簡(jiǎn)單介紹一下變壓器的復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)和接地保護(hù)兩類后備保護(hù)。1、復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)是大、中型變壓器相間短路故障的后備保護(hù)。適用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過流保護(hù)不能滿足靈敏度要求的降壓變壓器。利用負(fù)序電壓和低電壓構(gòu)成的復(fù)合電壓能夠反映保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障，降低了過電流保護(hù)的整定值，提高了靈敏度。復(fù)合電壓過流保護(hù)，由復(fù)合電壓元件、過流元件、時(shí)間元件構(gòu)成。保護(hù)的接入電流為變壓器本側(cè)CT二次三相電流，接入電壓為變壓器本側(cè)或其他側(cè)PT二次三相電壓。對(duì)于微機(jī)保護(hù)，可以通過軟件將本側(cè)電壓提供給其他側(cè)使用，這樣就保證了任意某側(cè)PT檢修時(shí)，仍能使用復(fù)壓過流保護(hù)。動(dòng)作邏輯如下圖所示。2、變壓器的接地保護(hù)大中型變壓器的接地短路故障的后備保護(hù)通常有：零序過流保護(hù)、零序過電壓保護(hù)、間隙保護(hù)等等，下面根據(jù)中性點(diǎn)三種不同的接地方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。（1）中性點(diǎn)直接接地電壓為110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的變壓器，在大電流接地系統(tǒng)側(cè)應(yīng)設(shè)置反應(yīng)接地故障的零序電流保護(hù)。在高、中兩側(cè)均直