保護裝置組成及配置原則

1、第一章 繼電保護裝置組成及配置原則在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實踐證明只有裝設(shè)在每個電氣元件的保護裝置才有可能滿足這個要求。這種保護裝置直到目前為止，大多是由單個繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護裝置。在電子式靜態(tài)保護裝置和數(shù)字式保護裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器已被電子元件或計算機所代替，但仍沿用此名稱。在電力部門常用繼電保護一詞泛指繼電保護技術(shù)或各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統(tǒng)。繼電保護裝置一詞則指

2、各種具體的裝置。 繼電保護裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)是： （1）自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運行； （2）反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件（例如有無經(jīng)常值班人員），而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而時根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。第一節(jié) 繼電保護裝置的組成一、繼電保護裝置的組成在一般的情況下，發(fā)生短路之后，總是伴隨有電流

3、增大、電壓降低、線路始端測量阻抗的減小，以及電壓與電流之間相位角的變化。因此，利用正常運行與故障時這些基本參數(shù)，便可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護，例如：反應(yīng)于電流增大而動作的過電流保護；反應(yīng)于電壓降低而動作的低電壓保護；反應(yīng)于短路點到保護安裝地點之間的距離（或測量阻抗的減小）而動作的距離保護（或低阻抗保護）等。利用每個電器元件在內(nèi)部故障與外部故障（包括正常運行情況）時，兩側(cè)電流相位或功率方向的差別，就可以構(gòu)成各種差動原理的保護，如縱聯(lián)差動保護、相差高頻保護、方向高頻保護等。差動原理的保護只能在被保護元件的內(nèi)部故障時動作，而不反應(yīng)外部故障。因而被認(rèn)為具有絕對的選擇性。在按照上述原理構(gòu)成各種繼電保

4、護裝置時，可以使它們的參數(shù)反應(yīng)于每相中的電流和電壓（如相電流、相或線電壓），也可以使之僅反應(yīng)于其中的某一全對稱分量（如負(fù)序、零序或正序）的電流或電壓。由于在正常運行情況下，負(fù)序和零序分量不會出現(xiàn)，而在發(fā)生不對稱接地短路時，它們都具有較大的數(shù)值，在發(fā)生不接地的不對稱短路時，雖然沒有零序分量，但負(fù)序分量卻很大，因此，利用這些分量構(gòu)成的保護裝置，一般都具有良好的選擇性和靈敏性，這正是這種保護裝置獲得廣泛應(yīng)用的原因。 除上述反應(yīng)于各種電氣量的保護以外，還有根據(jù)電氣設(shè)備的特點實現(xiàn)反應(yīng)非電氣量的保護。例如，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部的繞組短路時，反應(yīng)于油被分解所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的瓦斯保護；反應(yīng)于電動機繞組的溫度升高

5、而構(gòu)成的過負(fù)荷或過熱保護等。二、電力系統(tǒng)繼電保護工作的特點繼電保護在電力系統(tǒng)中作用及其對電力系統(tǒng)安全連續(xù)供電的重要性，要求繼電保護必須具備有一定的性能、特點，動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性，為了更好的處理好四個基本要求之間的辨證統(tǒng)一關(guān)系。三、繼電保護裝置的發(fā)展在繼電保護原理的發(fā)展過程中，構(gòu)成繼電保護裝置的元件、材料、保護裝置的結(jié)構(gòu)型式和制造工藝也發(fā)生了巨大的變革。50年代以前的繼電保護裝置都是由電磁型、感應(yīng)型或電動型繼電器組成的。上世紀(jì)50年代，由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展，開始出現(xiàn)了晶體管式繼是保護裝置。這種保護裝置體積小，功率消耗小，動作速度

6、快，無機械轉(zhuǎn)動部分，稱為電子式靜態(tài)保護裝置晶體管保護裝置易受電力系統(tǒng)中或外界的電磁干擾的影響而誤動或損壞，當(dāng)時其工作可靠性低于機電式保護裝置。但經(jīng)過20余年長期的研究和實踐，抗干擾問題從理論上和實踐上都得到了滿意的解決，使晶體管繼電保護的正確動作率達(dá)到了和機電式保護裝置同樣的水平。70年代是晶體管繼電保護裝置在我國大量采用的時期，滿足了當(dāng)時電力系統(tǒng)向超高壓、大容量方向發(fā)展的需要。電子式業(yè)方面集成電路技術(shù)的發(fā)展，有可能將數(shù)十全或更多的晶體管集成在一個半導(dǎo)體芯片上，從而出現(xiàn)了體積更小、工作更加可靠的集成運算放大器和其它集成電路元件。這促使靜態(tài)繼電保護裝置向集成電路化方向發(fā)展。80年代后期，標(biāo)志著靜

7、態(tài)繼電保護從第一代（晶體管式）向第二代（集成電路式）的過渡。目前，集成電路繼電保護裝置已取代晶體管繼電保護裝置，成為靜態(tài)繼電保護裝置的主要形式。在60年代，有人擔(dān)出用小型計算機實現(xiàn)繼電保護的設(shè)想。因當(dāng)時小型計算機價格昂貴，難以在實用上采用。但由此開始了對繼電保護計算機算法的大量研究，對后來微機計算機式繼電保護（簡稱微機保護）的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。隨著微處理器技術(shù)的迅速發(fā)展及其價格急劇下降，在70年代后半期，出現(xiàn)了比較完善的微機保護樣機，并投入到一些國家推廣應(yīng)用，這就是第三代的靜態(tài)繼電保護裝置。微機保護具有巨大的計算、分析和邏輯判斷能力，有存儲記憶功能，因而可用以實現(xiàn)任何性能完善且復(fù)雜的保護原理

8、。微機保護可用同一硬件實現(xiàn)不同的保護原理，這使保護裝置的制造大為簡化，也容易實行保護裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。微機保護除了保護功能外，還可兼有故障錄波、故障測距、事件順序記錄和調(diào)度計算機交換信息等輔助功能，這對簡化保護的調(diào)試、事故分析和事故后的處理等都有生重大意義。由于微機保護裝置的巨大優(yōu)越性和潛力，因而受到運行人員的歡迎，進(jìn)入90年代以來，在我國得到大量應(yīng)用，將成為繼電保護裝置的主要型式?？梢哉f微機保護代表著電國系統(tǒng)繼電保護的未來，將成為未來電力系統(tǒng)保護、控制、運行調(diào)度及事故處理的統(tǒng)一計算機系統(tǒng)的組成部分。第二節(jié) 主保護、后備保護及輔助保護在電網(wǎng)的繼電保護中，可根據(jù)保護的不同作用而分為種：主保護、后備保

9、護和輔助保護。 一、主保護 主保護作用：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求切除被保護設(shè)備和全線路的故障。 當(dāng)系統(tǒng)某元件發(fā)生故障時，保護裝置必須以最快的速度將距離故障點最近的斷路器斷開，使系統(tǒng)無故障部分能繼續(xù)正常運行，這樣才能保護系統(tǒng)的穩(wěn)定和設(shè)備的安全。根據(jù)以上所述，能夠起到主保護作用的有：電流電壓保護(例如三段式過流中的第段)、平行線路的橫聯(lián)差動保護及電流平衡保護、能從線路兩端快速切除故障的縱差動保護和高頻保護等。 某些后備保護在特殊情況下也可以起到主保護的作用。例如：平行線路當(dāng)其中有一路退出運行時，橫聯(lián)差動保護就要退出運行，此時就有接于兩回線電流之和的階段式過流保護擔(dān)任主保護工作；當(dāng)系統(tǒng)動穩(wěn)定允許線

10、路一側(cè)以保護第段時限切除故障時，則可以用帶時限階段特性的距離保護和零序電流保護中的I段和第段作為主保護。 二、后備保護 后備保護是指：當(dāng)主保護或斷路器拒動時，用于切除故障的保護。 后備保護與主保護的不同點是：主保護只對本元件 100的范圍進(jìn)行保護，而后備保護卻大大超過了這一范圍；主保護是無時限或有短時限地切斷故障點，而后備保護卻有較長的時限。例如過流保護(三段式過流保護的第段)以及距離保護的第段，就可以作為本元件主保護的后備保護以及相鄰元件的后備保護。后備保護可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。 （一）遠(yuǎn)后備當(dāng)主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護實現(xiàn)后備，稱為遠(yuǎn)后備。電力系統(tǒng)中各個元件原

11、則上都應(yīng)當(dāng)有兩套保護，即裝在本元件上的主保護和裝在相鄰元件的后備保護。如圖1-1所示，裝在線路斷路器QF1上的保護，除作為本線路L1的主保護外，還要作為相鄰元件(線路L2和變壓器)的后備保護。這兩種任務(wù)往往可由一套保護裝置來承擔(dān)，如采用三段式過流或三段式距離保護就是這樣。圖11(L)為保護1和保護2的延時特性。由圖看出，保護1可作為保護2的后備。例如，在線路L2的K點發(fā)生短路，而保護2或斷路器QF2拒絕動作時，保護1經(jīng)段延時后動作于QF1跳閘。 某些主保護如差動保護等只對本元件的故障作出反應(yīng)，而在被保護元件的外部故障時不反應(yīng)，那么就應(yīng)該裝設(shè)后備保護，作為本元件和相鄰元件的后備。例如變壓器主保護

12、采用縱聯(lián)差動保護，在保護兩側(cè)連接差動保護的電流互感器以外發(fā)生短路，變壓器差動就不能反應(yīng)。當(dāng)降壓變壓器低壓側(cè)所連接的母線上沒有安裝保護裝置而發(fā)生短路時，變壓器的后備保護就能起到保護的作用。 遠(yuǎn)后備的優(yōu)點是簡單，對相鄰元件的保護、斷路器以及有關(guān)設(shè)備都起到后備作用，所以在335kV及110KV網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。在220KV的線路保護中，如能實現(xiàn)遠(yuǎn)后備時，則采用遠(yuǎn)后備方式，或同時采用遠(yuǎn)近結(jié)合的后備方式。 遠(yuǎn)后備保護的缺點是： (1)在許多情況下后備保護的靈敏度不夠。例如距離保護，當(dāng)在保護安裝處與故障點之間連接有其他分支電源時，這些電源將供給附加的短路電流(助增電流)，使通過故障線路的電流大于流入保護

13、裝置的電流，如圖1-2所示。Ik=IAB+ICB，由于ICB的加入使得B母線上的殘壓升高，結(jié)果導(dǎo)致A母線的殘壓升高，而阻抗繼電器測量元件得到的實際值為Z=UA/IAB升高，使Z也變大，從而后備保護的動作范圍大大縮短，甚至起不到相鄰元件后備保護的作用。 (2)動作時限比較長，因為它必須與相鄰線路的后備保護相配合，所以動作時限往往不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求。(3)在連接復(fù)雜的電網(wǎng)中，遠(yuǎn)后備不能實現(xiàn)有選擇的階段后備。 (二)近后備 實現(xiàn)近后備有兩種方式，一種是當(dāng)主保護拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備；另一種是當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護實現(xiàn)后備。 近后備實質(zhì)上是對主保護在一定程度上的補

14、充。我們知道，主保護就是對被保護元件的全部實現(xiàn)保護。例如，對線路的100范圍進(jìn)行保護，而近后備的實質(zhì)也就是當(dāng)線路在 100范圍內(nèi)發(fā)生故障，且主保護拒動時實現(xiàn)保護作用。另外，在超高壓電網(wǎng)中的元件保護中也往往采用雙重保護，例如電壓等級在220kV及以上的變壓器保護和母線保護中裝設(shè)雙重差動保護等。雙重保護的作用就是互為備用，當(dāng)某一套保護拒動時，另一套保護可以動作跳閘，其實質(zhì)也是一種近后備的作用。還有一些屬于遠(yuǎn)近結(jié)合的備用保護，例如三段式電流保護中的第段等；作為高頻保護后備的零序保護和距離保護的第段等。 近后備的優(yōu)點是：能可靠地起到后備作用，動作速度快，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電網(wǎng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)有選擇的階段后備。

15、當(dāng)然，近后備作為主保護的補充，將增加保護的復(fù)雜性和投資費用，這是它的缺點。 當(dāng)保護元件的斷路器失靈拒絕跳閘時，另一種近后備保護方式就稱為斷路器失靈保護。斷路器失靈保護是通過故障元件的保護，作用于同一變電所相鄰元件斷路器并使其跳閘的接線。斷路器失靈保護是近后備中防止斷路器拒動的一項有效措施，當(dāng)遠(yuǎn)后備不能滿足系統(tǒng)要求時，可考慮裝設(shè)斷路器失靈保護。斷路器失靈保護主要用于110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中。 三、輔助保護 為了補充主保護的不足(例如為了消除主保護或后備保護元件的死區(qū))或為加速切除某部分故障而增加的保護稱為輔助保護。例如單獨裝的電流速斷即屬于這種保護(如三段式過流保護的第1段)。第三節(jié) 各

16、電壓等級的保護及自動裝置的配置 一、1一10KV電網(wǎng)的保護 在1-lOkV中性點非直接接地電網(wǎng)中的架空線和電纜線路上，應(yīng)裝設(shè)相間短路及單相接地的保護裝置。 相間短路保護一般采用兩相式接線。保護裝置如由電流繼電器構(gòu)成，應(yīng)接于兩相電流互感器上，并在同一網(wǎng)絡(luò)的所有線路上均裝于相同的兩相上(例如A、C相)，以保證在大部分兩點接地故障時，切除一個故障點。保護裝置采用遠(yuǎn)后備方式。 對于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)的單回路，可裝設(shè)兩段過電流保護；第一段為不帶時限的電流速斷保護；第二段為帶時限的過電流保護，可采用定時限或反時限特性的繼電器。對帶電抗器的線路，如斷路器不能切除電抗器前的短路，則不應(yīng)裝設(shè)電流速斷。這時，電抗

17、器前的故障應(yīng)由母線保護或其他保護來切除。 對于由發(fā)電廠母線引出的不帶電抗器的線路，應(yīng)裝設(shè)無時限電流速斷，其保護范圍應(yīng)包括所有使母線殘余電壓低于 50%一60%額定電壓的短路點。為滿足這一要求，必要時允許電流速斷無選擇性動作，并以自動重合閘裝置或備用電源自動投入裝置來補救。保護裝置應(yīng)裝在線路的電源側(cè)。 對于雙側(cè)電源輻射形網(wǎng)絡(luò)和單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，可以裝設(shè)方向過電流保護(整定時限按逆向階梯原則設(shè)定)和方向電流速斷保護。對于短線路(1-2km)，以縱聯(lián)差動保護為主保護，帶方向或不帶方向的過電流保護作后備保護。在多側(cè)電源的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，由于方向過電流保護不能按逆向階梯原則選擇動作時限，此時也可以采用縱聯(lián)差

18、動保護。對并列運行的平行線路，以方向橫聯(lián)差動保護或電流平衡保護作主保護，以接于兩回線電流之和的電流保護，作為兩回線同時運行的后備保護及一回線斷開后的主保護和后備保護，如兩回線路較短，也可采用縱差保護。 對于單相接地故障，在出線不多的情況下，一般裝設(shè)反應(yīng)于零序電壓的信號。在出線較多的情況下，則應(yīng)裝設(shè)接地保護動作于信號。只有在根據(jù)人身及設(shè)備安全的要求需要時，才裝設(shè)動作于跳閘的接地保護。 對運行中可能出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或者元件保護，可裝設(shè)過負(fù)荷保護，一般動作于信號，必要時動作于跳閘。 二、35kv及以上中性點非直接接地電網(wǎng)的保護 在35kV及以上中性點非直接接地電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)相間短路的保護裝

19、置。對單相接地故障，一般裝設(shè)網(wǎng)絡(luò)單相接地信號裝置，有條件時，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護。 相間短路保護如由電流繼電器構(gòu)成，應(yīng)按兩相式接線，并在同一電壓的所有線路上均裝在相同的兩相上。保護裝置應(yīng)采用遠(yuǎn)后備方式。 在單側(cè)電源的輻射形單回線路上，應(yīng)盡量采用階段式的電流電壓保護，當(dāng)不能滿足快速性和靈敏性要求時，可允許速斷保護無選擇地動作，而以自動重合閘來補救。此時，速斷保護應(yīng)躲開降壓變壓器低壓母線的短路。 在多電源的單回線路上，一般裝設(shè)階段式電流電壓保護，必要時應(yīng)加方向元件。當(dāng)這種保護不能滿足選擇性、靈敏性和快速動作的要求，或保護構(gòu)成過于復(fù)雜時，宜采用距離保護。對電纜短線路，以及采用電流電壓保護不能滿足選擇性

20、、靈敏性和速動性要求的架空短線路，可采用縱聯(lián)差動保護，以帶方向或不帶方向的電流保護作后備保護。 對于環(huán)形電網(wǎng)，為了簡化保護，可采用故障時先將網(wǎng)絡(luò)自動解列，然后自動恢復(fù)的方法?；蛘哒r就開環(huán)運行，而在故障后利用備用電源自動投入裝置來恢復(fù)對用戶的供電。 對于并列運行的平行線路，一般應(yīng)裝設(shè)橫聯(lián)差動方向保護或電流平衡保護作主保護。而已接于兩回線電流之和的電流保護或距離保護作為后備保護，以及單回線運行時的主保護和后備保護。 對單相接地故障，可采用1一10KV線路接地保護的各種裝置。 在運行中可能經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護，一般作用于信號。必要時動作于跳閘。 三、110220KV中性點直

21、接接地電網(wǎng)的保護 在110220kV中性點直接接地的電網(wǎng)中，應(yīng)裝設(shè)接地短路和相間短路的保護裝置，而且一般均應(yīng)經(jīng)振蕩閉鎖。 后備保護應(yīng)按以下原則配置：110KV線路宜采用遠(yuǎn)后備方式，但電網(wǎng)主要部分的某些線路，如技術(shù)上難以實現(xiàn)遠(yuǎn)后備時，也可采用近后備；220kV線路宜采用近后備方式，但某些線路，如能實現(xiàn)遠(yuǎn)后備時，則宜采用遠(yuǎn)后備。當(dāng)保護采用近后備時，零序電流保護應(yīng)能同時實現(xiàn)遠(yuǎn)后備。 對于單相接地短路，一般裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護。在短線路的環(huán)網(wǎng)中，如果這種保護不能滿足選擇性、靈敏性和快速性的要求時，可采用接地距離保護，并以階段式零序電流保護為后備保護。在平行線路上一般裝設(shè)零序橫差動保

22、護作為主保護，以接于每一回線路的階段式帶方向或不帶方向的零序電流保護作為后備保護。為了提高保護的靈敏度，作為相鄰線路的后備保護，可接于兩回線零序電流之和上。 對于單側(cè)電源單回線路，可以先考慮裝設(shè)階段式電流或電流電壓保護，如不能滿足選擇性、靈敏性和快速性要求時，則應(yīng)裝設(shè)距離保護。 對于雙側(cè)電源線路，可裝設(shè)帶方向或不帶方向的階段式電流保護，如不能滿足要求時，應(yīng)安裝階段式距離保護。 對于相間斷路，除了上述階段電流及距離保護作主保護和后備保護外，當(dāng)在保護安裝處電流速斷保護有1.2以上的靈敏度時，也可以電流速斷作輔助保護。 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，以及當(dāng)線路發(fā)生短路，使發(fā)電廠或重要用戶的電壓低于60%額定電

23、壓時，應(yīng)裝設(shè)全線速動的高頻保護或縱聯(lián)差動保護(一般指不長于7km的短線路)。 對于并列運行的平行線路，一般裝設(shè)相間橫聯(lián)差動方向保護作為主保護。以帶方向或不帶方向的電流保護或距離保護作為后備保護，以及單回線運行時的主保護和后備保護。當(dāng)采用近后備方式時，后備保護分別接于每一回線路。當(dāng)采用遠(yuǎn)后備方式時，后備保護一般接于兩回線電流之和上。 四、瓦斯保護 1、對0.8MVA及以上的油浸變壓器和0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當(dāng)變壓器內(nèi)產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 2、對變壓器引出線、套管及內(nèi)部故障，應(yīng)裝設(shè)主保護。 1)

24、對6.3MVA以下廠用工作變壓器和并列運行的變壓器、以及10MVA以下用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當(dāng)后備保護時限大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護。 2)對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器、10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，2MVA及以上用電流速斷保護靈敏度不夠的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。 3)對高壓側(cè)電壓為2200kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動保護。 4)當(dāng)變壓器縱聯(lián)差動保護對單相接地短路靈敏度不符合要求時，可增設(shè)零序差動保護。 3、對由外部相間短路引起的變壓器過電流，可采用下列保護裝置作為后備保護。 1)對于降壓變壓器采用過電流保護。 2)對

25、于升壓變壓器和過電流保護不符合靈敏度要求的降壓變壓器，采用復(fù)合電壓起動的過電流保護。 3)6.3MVA及以上的升壓變壓器，采用負(fù)序電流和單相式低電壓起動的過電流保護。 4)對于升壓變壓器，當(dāng)采用以上過電流保護不能滿足靈敏性、選擇性要求時，可采用阻抗保護。 4、對0.4MVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。 五、母線保護 對35500kV電壓的母線，在下列情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護： 1、110kV及以上雙母線。 2、110kV及以上單母線、110kV及以上主要變電所的35-66kV母線，如果系統(tǒng)穩(wěn)定有必要及線路發(fā)生三相短路使重要用戶電壓低于

26、60額定電壓，需要快速切除母線上的故障時。 3、3566kV電力網(wǎng)中主要變電所的3566kV雙母線或分段單母線，當(dāng)在母聯(lián)或分段斷路器上裝設(shè)解列裝置，并考慮與自動重合閘或備用電源自動切入相配合后，仍不滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求時。 對330500kV母線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇地切除故障的專用保護，必要時可考慮裝設(shè)兩套專用母線保護。 對主要變電所的110kV分段母線及并列運行的雙母線，當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路或必須快速而有選擇地切除一段母線上的故障時，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護。 六、自動裝置 （一）自動重合閘 1、lkV及以上的架空線和電纜與架空線的混合線路當(dāng)具有斷路器時，應(yīng)裝設(shè)自動重合

27、閘裝置。對110KV及以下電壓等級的線路可采用三相一次重合閘，對雙側(cè)電源的線路，應(yīng)根據(jù)實際情況裝設(shè)檢查同步和無電壓檢定或不檢查同步的三相重合閘。對供電給重要負(fù)荷的110KV單回線路及電網(wǎng)中某些重要線路，為提高供電可靠性，也可以采用綜合重合閘。對220500kV線路應(yīng)根據(jù)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和線路的特點并符合有關(guān)裝設(shè)三相重合閘的規(guī)定時，可采用三相重合閘。目前，220500kV的電力網(wǎng)因系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性等要求，大多裝設(shè)綜合重合閘。 2、旁路斷路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器，宜裝設(shè)自動重合閘裝置。 3、低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。4、必要時母線可裝設(shè)自動重合閘。 (二)自

28、動投入裝置 1、用電源的變電所所用電源。 2、由雙電源供電，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用的變電所。 3、降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有互為備用的母線段。 對雙電源供電的變電所，可采用解列運行方式，即正常時分別送兩個負(fù)荷點，當(dāng)其中一路電源失去時，可通過聯(lián)絡(luò)斷路器實現(xiàn)自動投人，從而由另一路電源供給兩個負(fù)荷點。同時，應(yīng)考慮線路供電容量情況。 對降壓變電所，在變壓器低壓側(cè)的母線上，用母線(或段)聯(lián)絡(luò)斷路器實現(xiàn)自動投入，當(dāng)母線上沒有另外電源時，應(yīng)充分考慮變壓器可能的過負(fù)荷情況。 (三)自動低頻減載 我國電力系統(tǒng)的額定頻率為50HZ。對小型電力系統(tǒng)允許頻率范圍為500.5HZ，對大型電力系統(tǒng)允許頻率范圍為

29、500.2HZ，當(dāng)系統(tǒng)頻率低于49.8HZ時為事故頻率。所以在事故頻率以下時應(yīng)采取各種措施以恢復(fù)正常頻率，自動低頻減載就是一種主要的防范措施。 電力系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)下列自動低頻減載裝置： 1、基本段，以較快速度動作，目前基本段按頻率分為 6級。從49.047.5HZ。每級級差0.250.5HZ。 2、后備段，帶較長時限動作，后備段按頻率分為若干級。動作；時間可為1025S。 為防止反饋低電動勢影響及防止繼電器誤動。頻率繼電器設(shè)置df/dt閉鎖。當(dāng)系統(tǒng)df/dt設(shè)定值時，閉鎖頻率繼電器。目前df/dt設(shè)定515HZs。 (四)電網(wǎng)中其它自動裝置 1、在變電所中，當(dāng)有調(diào)相機時，或有經(jīng)常解列和并列的線路時

30、，應(yīng)裝設(shè)帶相位閉鎖的手動準(zhǔn)同步裝置。必要時，還可裝設(shè)半自動準(zhǔn)同步裝置或自動捕捉同步裝置。 2、同步調(diào)相機和同步電動機均應(yīng)裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置及自動滅磁裝置。 3、220kV及以上的變電所和110kV重要變電所，應(yīng)裝沒故障錄波器或其他類型的故障自動記錄裝置。第二章 電力變壓器的繼電保護第一節(jié) 電力變壓器的故障類型、不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此。必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。 變壓器的內(nèi)部故障可以分為油箱內(nèi)和油

31、箱外故障兩種。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損等，對變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因為油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質(zhì)的劇烈氣化，從而可能引起爆炸，因此，這些故障應(yīng)該盡快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。上述接地短路均系對中性點直接接地電力網(wǎng)的一側(cè)而言。 變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。 此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度相當(dāng)接近于鐵心的飽和磁通密度，因此在過電壓

32、或低頻率等異常運行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。 根據(jù)上述故障類型和不正常運行狀態(tài)，對變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護。 1、瓦斯保護 對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯保護動作于信號，重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。 應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護的變壓器容量界限是800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。 2、縱差動保護或電流速斷保護 對變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)根據(jù)容量的不同，裝沒縱差動保護或電流速斷保護。 縱差動保護適用于：并列運行的變壓器，容量為6300kVA以上時；單獨運行的變

33、壓器，容量為10000kVA以上時；發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為 6300kVA以上時。 電流速斷保護用于10000kVA以下的變壓器，且其過電流保護的時限大于0.5S時。 對2000kVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護的靈敏性不能滿足要求時，也應(yīng)裝設(shè)縱差動保護。 上述各保護動作后，均應(yīng)跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。 3、外部相間短路時，應(yīng)采用的保護 對于外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)采用下列保護： （1)過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流； (2)復(fù)合電壓起動的過電流保護，一般用于升壓變壓器及過電流保護靈敏性不滿足要求

34、的降壓變壓器上； (3)負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護，一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器； (4)阻抗保護，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用（2）、（3）的保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。4、外部接地短路時應(yīng)采用的保護 對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應(yīng)裝沒零序電流保護。 對自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時，應(yīng)增設(shè)零序方向元件：。 當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接地的變壓器跳開后，中性點不接地的變壓器(低壓側(cè)有電源)仍帶接地故障繼續(xù)運行，應(yīng)

35、根據(jù)具體情況，裝設(shè)專用的保護裝置，如零序過電壓保護，中性點裝放電間隙加零序電流保護等。 5、過負(fù)荷保護 對400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護。過負(fù)荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。對于無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過負(fù)荷保護可動作于自動減負(fù)荷或跳閘。 6、過勵磁保護 高壓側(cè)電壓為330KV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。在變壓器允許的過勵磁范圍內(nèi)，保護作用于信號，當(dāng)過勵磁超過允許值時，動作于跳閘。過勵磁保護反應(yīng)于實際工作磁密和額定工作磁密之比 (稱為過勵

36、磁倍數(shù))而動作。 7、其它保護對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。 變壓器的瓦斯保護 當(dāng)在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障(包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路)時，由于故障點電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部故障時的這一特點，可以構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動作的保擴裝置，稱為瓦斯保護。 瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連

37、接管道上，這樣油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體必須通過瓦斯繼電器才能流向油枕。為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向與水平面具有1一1.5的升高坡度，通往繼電器的連接管具有2一4的升高坡度。 瓦斯保護的原理接線如圖3-3所示，上面的觸點表示“輕瓦斯保護”，動作后經(jīng)延時發(fā)出報警信號。下面的觸點表示“重瓦斯保護”，動作后起動變壓器保護的總出口繼電器，使斷路器跳閘。當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，由于油流的不穩(wěn)定可能造成干簧觸點的抖動，此時為使斷路器能可靠跳閘， 應(yīng)選用具有電流自保持線圈的出口中間繼電器月BCJ，動作后由斷路器的輔助觸點來解除出口回路的自保持。此外，為防止變壓器換油或進(jìn)行試驗時引起重

38、瓦斯保護誤動作跳閘，可利用切換片QP將跳閘回路切換到信號回路。 瓦斯保護的主要優(yōu)點是動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。其缺點則是不能反應(yīng)油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。因此瓦斯保護可作為變壓器的主保護之一，與縱差動保護相互配合、相互補充，實現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。第三章 微機保護 隨著電子技術(shù)和機算機技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的繼電保護也突破了傳統(tǒng)的繼電器保護形式，出現(xiàn)了以微處理器為核心的電力系統(tǒng)繼電保護形式。我們把以微處理器為核心組成的電力系統(tǒng)繼電保護稱為電力系統(tǒng)微機保護。一、電力系統(tǒng)微機保護的應(yīng)用和發(fā)展概況 早在20世紀(jì)

39、60年代后期，就有人提出了利用計算機構(gòu)成電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)想。但是，由于當(dāng)時機算機的質(zhì)量和可靠性還不能滿足要求，目其價格昴貴，囚此。這一設(shè)想未能付諸實施。 70年代初，數(shù)字計算機首先在電力系統(tǒng)離線計算方面得到應(yīng)用。此后在電力系統(tǒng)微機保護方面的理淪探索與也有了進(jìn)展，特別是保護算法、數(shù)字濾波等方面的研究發(fā)展尤為迅速。 70年代中期，大規(guī)模集成電路和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是價格便易的微處理器的出現(xiàn)，給微機在電力系統(tǒng)繼電保護上的發(fā)展應(yīng)用提供了有利條件，從而引起了廣大繼電保護工作者的興趣和關(guān)注，促使微機保護的研究出現(xiàn)了熱潮。 l975年初，英國GEC公司應(yīng)用微處理機于變電所的控制和自動重合閘上的情況

40、已有報道。1979年，美國電氣和電子工程師學(xué)會(1EEE)的教育委員會組織了第一次世界性的機算機保護研究班。之后，世界各大繼電器制造商都先后推出了各種商業(yè)性微機保護裝置，微機保護逐漸趨于實用。在電力系統(tǒng)微機保護技術(shù)方面,日本、美同、英國、德國發(fā)展最快。從70年代后期開始，各國都在此方面繼續(xù)作了很多努力，使電力系統(tǒng)微機保護技術(shù)逐漸成熟起來。 80年代初，我國在微機保護方面開始起步。1984年初，華北電力學(xué)院楊奇遜教授研制的第一套微機型線路保護樣機試運行后通過鑒定。1984年底，在華中工學(xué)院召開了我國第一次計算機繼電保護學(xué)術(shù)會議，標(biāo)志著我國微機保護工作進(jìn)入了重要的發(fā)展階段，后來又有更多的高校和科研

41、機構(gòu)作了許多探索。目前。微機保護技術(shù)已趨于成熟，各種類型的微機保護裝置已在全國各大電力網(wǎng)絡(luò)中投入運行。 二、電力系統(tǒng)微機保護裝置的特點 電力系統(tǒng)微機保護裝置之所以能被推廣和應(yīng)用，是因為它具有傳統(tǒng)繼電保護無法比擬的優(yōu)越性。 1、性能優(yōu) 微機具有高速運算、邏輯判斷和記憶能力，微機保護是通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，因而微機保護可以實現(xiàn)很復(fù)雜的保護功能，也可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)保護模式無法實現(xiàn)的新功能。許多傳統(tǒng)保護模式存在的技術(shù)問題，在微機保護中找到了解決辦法。例如，距離保護的阻抗繼電器動作特性的復(fù)雜形狀現(xiàn)實，距離保護中系統(tǒng)振蕩和短路的區(qū)別，變壓器差動保護中勵磁涌流和內(nèi)部故障的鑒別等問題，都有了新的解決方法。 微機

42、保護還具有故障參數(shù)追憶、故障測距等功能，可以自動打印記錄故障前后各電氣參數(shù)的數(shù)值、波形以及各種保護的動作情況等，供故障分析用。 此外。微機保護的軟件不受電源電壓波動、周圍環(huán)境溫度變化及元件老化的影響，故微機保護的性能比較穩(wěn)定。 顯然，微機保護的性能優(yōu)于傳統(tǒng)保護。 2、可靠性高 微機保護具有自診斷能力，能不斷地對裝置各部位進(jìn)行自動檢測，可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)裝置故障部位，及時報警，以利處理。 在抗干擾方面，微機保護除在硬件上采取電磁屏蔽、光電隔離、加退耦電容等一系列抗干擾措施外，還采取數(shù)據(jù)有效性分析、多次重復(fù)計算、自動校核等軟件措施，使微機保護能自動糾錯，即能自動地識別干擾和排除干擾，防止干擾引起微機保

43、護誤動作。此外，裝置還采用多重化措施，進(jìn)一步提高保護的可靠性。 可靠性是繼電保護的生命。微機保護采用了許多傳統(tǒng)保護無法實現(xiàn)的抗干擾措施，有效地防止了保護的誤動和拒動。目前，微機保護的平均無故障時間長達(dá)十萬小時以上，說明微機保護是十分可靠的。 3、靈活性強 各種類型的微機保護所使用的硬件和外圍設(shè)備可通用不同原理、特性和功能的微機保護主要取決于軟件。 微機保護功能通過軟件來實現(xiàn)，使其具有極大的靈活性。通常，可以在一套軟件程序中設(shè)置不同的保護方案，用戶根據(jù)需要來選擇，也可以根據(jù)系統(tǒng)實際運行條件或故障情況隨機變化，使保護具有自適應(yīng)能力。例如，當(dāng)運行方式改變需要改變保護整定值時，只需在存儲器中預(yù)置幾套保

44、護整定值，臨時在裝置面板上用小開關(guān)進(jìn)行切換即可（旁路保護改定值尤為方便）。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)展需要改變保護原理或性能時，則只需將其程序加以修改，置換相應(yīng)的預(yù)編程序的存儲器芯片或改寫EPROM中的程序即可。 微機保護的靈活性是傳統(tǒng)保護不可比擬的 4、調(diào)試維護工作量小 傳統(tǒng)的繼電保護裝置，如機電型、整流型、晶體管型繼電保護裝置，調(diào)試工作量都很大，尤其是一些復(fù)雜保護，例如調(diào)試一套高壓輸電線路保護裝置，常需要三周或更長時間。而微機保護幾乎不用調(diào)試。微機保護裝置是由硬件和軟件程序兩大部分組成，若硬件完好，對于已成熟的軟件，只要程序和設(shè)計一樣，就會達(dá)到設(shè)計要求。因此，微機保護用不著像傳統(tǒng)保護那樣，逐臺做各種模擬試驗

45、來檢驗保護裝置每一種功能是否正確。再者，微機保護具有自診斷能力，能對硬件和軟件進(jìn)行自檢，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會發(fā)出報警。通常，只要加電后沒有警報信號，就可確認(rèn)裝置完好，因而調(diào)試維護工作量很小。 5、經(jīng)濟性好 經(jīng)濟性包括裝置的投資費用和運行維護費用。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和微機的廣泛應(yīng)用，微機硬件價格不斷下降，而傳統(tǒng)的繼電器價格在同期內(nèi)卻一直上升。目前我國的微機保護裝置價格已和傳統(tǒng)保護價格持平或更低，在性能價格比方面更具優(yōu)勢。可以預(yù)期，這種發(fā)展趨勢將會繼續(xù)下去。 此外，微機是一個可編程的智能裝置，可實現(xiàn)多種功能，微機保護的多功能化也提高了其經(jīng)濟性。至于運行維護費用，由于微機保護裝置的功耗較傳統(tǒng)保

46、護裝置功耗小，其運行費用較低。同時，微機保護具有自診斷功能，能及時發(fā)現(xiàn)裝置故障，使維護工作量大為減少，改變保護整定值和調(diào)試的方便則可縮短停電時間和節(jié)省人力，其經(jīng)濟效益也是可觀的。 綜上所述，微機保護的經(jīng)濟性優(yōu)于傳統(tǒng)保護，特別是從發(fā)展的觀點來看更是如此。 6、多功能化和綜合應(yīng)用 微機保護很容易實現(xiàn)保護以外的其他功能。例如，微機保護可以對故障時發(fā)生的全部暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行故障錄波和記錄，借助幾個微機保護裝置之間故障后暫態(tài)數(shù)據(jù)的交換，可對事故進(jìn)行周詳分析。微機保護還可根據(jù)需要，隨機打印出當(dāng)前各電氣量數(shù)值，省去了人工記錄。 微機保護可以擴大數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍，如利用變電所的遠(yuǎn)動裝置，為中心調(diào)度所提供功率潮流等運行

47、數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)一步將保護、控制和監(jiān)視等功能統(tǒng)一設(shè)計、協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)視、控制、保護的綜合自動化，進(jìn)一步實現(xiàn)電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)控制管理。 微機保護已成為當(dāng)代繼電保護的更新?lián)Q代產(chǎn)品，展示了其廣闊的發(fā)展前景。三、電力系統(tǒng)微機保護的基本組成電力系統(tǒng)微機保護由軟件和硬件兩個部分組成。軟件是指微機執(zhí)行的程序。它用來實現(xiàn)各種輸入量的實時采集、運算處理和邏輯判斷功能，控制各硬件電路的有序工作，發(fā)出各種保護出口命令。 微機保護的硬件系統(tǒng)主要由CPU(微處理器)主機系統(tǒng)、模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)三部分組成。CPU主機系統(tǒng)是保護裝置的控制中心，它的作用是由微處理器執(zhí)行存放在EPROM(程序存貯

48、器)中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM區(qū)(數(shù)據(jù)存貯器)中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運算處理，以完成各種保護功能。 模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用是將從電力系統(tǒng)中取到的電壓，電流等模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送入RAM區(qū)中，供CPU主機系統(tǒng)讀取運算。 開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)的作用是完成各種保護的出口跳閘、信號警報、外部開關(guān)的輸入及人機對話等功能。第一節(jié) 微機保護的硬件系統(tǒng)微機繼電保護的硬件一般由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、主機和開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)二大部分組成， 開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)由并行接口擴展芯片(8255等)、光電隔離器件以及中間繼電器等組成，其任務(wù)是完成各種保護的出口跳閘、信號報警、外部信號輸入、信息輸出和人機對話等功能。第

49、二節(jié) 微機保護數(shù)字信號處理 微型計算機是對數(shù)字量進(jìn)行運算處理的設(shè)備。微機保護裝置對于通過硬件電路從電力系統(tǒng)中取到的電壓、電流等模擬量并不能直接運算處理，而首先以一定的時間間隔采樣這些模擬量，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將模擬量轉(zhuǎn)換成微機能接受的數(shù)字量，再對數(shù)字量進(jìn)行運算和判斷。這個由模擬量到數(shù)字量的過程就是對信號數(shù)字化處理的過程。 電力系統(tǒng)在故障起始瞬間，電壓和電流信號中含有衰減的直流分量和復(fù)雜的諧波成分。目前，絕大多數(shù)保護裝置的原理是建立在反映正弦基波或某些整數(shù)次諧波基礎(chǔ)上的，所以在微機保護中，對模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號進(jìn)行分析運算和判斷之前，一般要先經(jīng)過數(shù)字濾波，以取得信號的有用分量去掉無用分量。

50、采用數(shù)字濾波器還可以抑制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)引入的各種噪聲，例如模數(shù)轉(zhuǎn)換的整量化噪聲，電壓形成回路中各中間變換器的勵磁電流造成的波形失真等。另外，也有一些保護在原理上需要利用某些諧波分量，例如，變壓器差動保護需要利用二次諧波作為制動量以躲過變壓器勵磁涌流的影響。 當(dāng)然，對于采用具有濾波功能算法的微機保護裝置，可不用數(shù)字濾波器。 在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，雖然對數(shù)字濾波器的研究已有完整的理論體系和成熟的設(shè)計方法。但由于電力系統(tǒng)信號具有自身的特點，有些方法并不是完全適用的。針對電力系統(tǒng)中各種故障信號的特點，又導(dǎo)出了許多具有針對性的新的數(shù)字濾波器。第三節(jié) 提高微機保護系統(tǒng)可靠性的措施在微機保護裝置的工作環(huán)境中，電

51、磁干擾往往非常嚴(yán)重，如何提高其可靠性，是微機保護裝置設(shè)計的一個重要問題。運行中的微機保護裝置的可靠性主要面臨兩個問題，一是元器件損壞，二是干擾引起的功能障礙。由于微機系統(tǒng)的元器件數(shù)量大大減少，且使用了大規(guī)模集成電路，因此微機保護的可靠性主要是抗干擾問題。目前，提高微機保護裝置的可靠性主要有三種方案：即避免故障和錯誤、故障自動檢測及容錯設(shè)計。避免故障和錯誤包括選用高質(zhì)量的元件、裝配工藝優(yōu)良完善和采用屏蔽隔離等以防干擾； 故障自動檢測在于防患于末然發(fā)現(xiàn)故障時及早報警或自動閉鎖，不影響保護對象的正常工作；容錯設(shè)計是利用冗余技術(shù)，使局部故障時不降低整套裝置的性能，不中斷保護裝置的正常運行。一、 微機保

52、護裝置的干擾 干擾就是除有用信號以外的所有可能對裝置的正常工作造成不利影響的裝置內(nèi)部或外部的電磁信號，干擾將造成微機保護裝置機算或邏輯錯誤、程序運行出軌，甚至元件的損壞等。 1、干擾的三個因素干擾的三個因素如圖42所示包括尋：擾源、耦合途徑和接收干擾源耦合途徑接收電路 干擾的三個因素電路。對微機保護來說，要提高系統(tǒng)的可靠性，就是要明確干擾源、切斷耦合途徑和降低裝置本身的敏感度。 （1）、干擾產(chǎn)生于于擾源。于擾源分為外部干擾源和內(nèi)部干擾源。外部干擾是指那些與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)而由使用條件和外部環(huán)境因素所決定的干擾，主要有由其他物體或設(shè)備輻射的電磁波、產(chǎn)生的強電場或強磁場以及來自電源的工頻干擾等；內(nèi)部干

53、擾是指由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、元件布局和生產(chǎn)工藝等決定的干擾，主要有雜散電感和電容的結(jié)合引起的不同信號感應(yīng)、長線傳輸造成的電磁波反射以及多點接地造成的電位差千擾等。 干擾的形式一般分為兩種，即橫模于擾和共模于擾。 橫模干擾是串聯(lián)于信號源之中的干擾，即串聯(lián)干擾，其產(chǎn)生的原因可歸結(jié)為長線傳輸?shù)幕ジ小⒎植茧娙莸南嗷ビ跀_以及工頻干擾等。 共模干擾是引起回路對地電位發(fā)生變化的于擾，即對地干擾，共模干擾可以是直流、也可以是交流，它呈造成微機保護裝置故障的重要原因。 （2）、干擾的耦合途徑分為場干擾和路干擾靜電耦合方式、互感耦合方式、公共阻抗耦合方式和電磁輻射耦合方式四大類耦合方式。 （3）、干擾的接收電路對微機保護裝

54、置來說，微機裝置本身就是一個接收電路，作為干擾的接收電路，降低微機保護裝置本身對干擾的靈敏度，是抗干擾設(shè)計的一個重要內(nèi)容。 二、 微機保護干擾的抑制對于微機保護主要采用切斷干擾的耦合途徑和防止竄入干擾措施來抑制干擾。主要講切斷干擾的耦合途徑措施。 合理設(shè)計微機保護裝置的硬件結(jié)構(gòu)，可以有效地防止干擾進(jìn)入微機弱電系統(tǒng)?？梢哉f，切斷干擾的耦合途徑，將干擾“拒之門外”，是最重要的抗干擾措施。 1、接地的處理 在微機保護裝置中采用正確、合理的接地形式是抑制干擾的主要方法。接地處理包括兩方面內(nèi)容：一是裝置外殼的接大地要求，另一個是設(shè)置裝置內(nèi)部的各種地，包括數(shù)字地、模擬地、功率地、屏蔽地等。 從抗干擾和安全考慮，微機保護裝置要求其金屬機殼必須接大地，且按地電阻小于10。 為了有效地抑制共模干擾，裝置內(nèi)部的零電位應(yīng)全部懸浮，即不與機殼相連，并切且盡量提高零電位線與機殼之間的絕緣強度，減少分布電容。為此，應(yīng)將印刷電路板周圍都用零線或+5V電源線封閉起來，以減少板上其他部分與機殼間的直接耦合。這樣，當(dāng)共模干擾侵入時，系統(tǒng)各點對機殼電位隨電源線一起浮