繼電保護(hù)在電廠中的應(yīng)用

1、摘要隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來(lái)越廣，繼電保護(hù)技術(shù)已逐漸被我們所熟知。本設(shè)計(jì)主要論述了電廠繼電保護(hù)的基本原理及其相關(guān)知識(shí)。根據(jù)繼電保護(hù)的發(fā)展歷程，本設(shè)計(jì)對(duì)各類基本繼電保護(hù)方式進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。同時(shí)針對(duì)電力系統(tǒng)中的不同電氣設(shè)備，對(duì)相應(yīng)的繼電保護(hù)原理進(jìn)行了闡述。內(nèi)容主要包括繼電保護(hù)概述、電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)、電網(wǎng)的距離保護(hù)、輸電線縱聯(lián)保護(hù)和高頻保護(hù)、電力變壓器的繼電保護(hù)以及發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)等。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 原理 分類 電廠AbstractWith the development of power system capacity is increasing, more and m

2、ore wide range, relay protection technology has gradually been known as. This paper mainly discusses the basic principle of relay protection in power plant and its related knowledge. According to the development of relay protection course, the design of various types of basic means of relay protecti

3、on in detail. At the same time, according to the power system of the different electrical equipment, the corresponding relay protection principles. Main content includes an overview of the current relay protection, power system protection and directional current protection, power distance protection

4、, transmission line pilot protection and high frequency protection, relay protection of power transformer and the relay protection of generator.KEY WORD ：Relay protection Principle Classification Power plant目錄第 一章 緒 論1第一節(jié)論文背景1第二章 繼電保護(hù)的基本原理及其組成4第一節(jié) 繼電保護(hù)的基本原理4第二節(jié)繼電保護(hù)的組成及分類4第三節(jié)繼電器6第四節(jié) 繼電保護(hù)裝置使用條件和維護(hù)6第二章

5、 繼電保護(hù)在電廠中的應(yīng)用8第一節(jié) 繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求8第二節(jié) 微機(jī)在電力系統(tǒng)中的顯著特點(diǎn)8第三節(jié) 繼電保護(hù)的維護(hù)管理9第三章 電廠變壓器保護(hù)11第一節(jié) 電廠變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)11第二節(jié) 變壓器的差動(dòng)保護(hù)11第三節(jié) 變壓器相間短路的后備保護(hù)及過(guò)流保護(hù)13第四節(jié) 變壓器的瓦斯保護(hù)16第四章 發(fā)電機(jī)保護(hù)20第一節(jié) 發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式20第五章 繼電保護(hù)在電廠配置中的規(guī)則和重點(diǎn)26第六章 智能電廠繼電保護(hù)應(yīng)用及配置原則29結(jié)束語(yǔ)31致謝32參考文獻(xiàn)33第 一章 緒 論第一節(jié) 論文背景電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通

6、信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。建國(guó)后，我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有，在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)1，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、

7、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代，為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)行于葛洲壩500 kV線路上2，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地

8、位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用3，天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究4，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用5，揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè)，為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了

9、道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定，投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說(shuō)從90年代開(kāi)始

10、我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代 繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。 第二節(jié) 繼電保護(hù)的作用與意義改革開(kāi)放30年來(lái)，中國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了舉世矚目的成就。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求越來(lái)越大，電力供給開(kāi)始出現(xiàn)緊張，在很多地方都出現(xiàn)了供電危機(jī)，使其不得不采取限電、停電等措施，以緩解電力供給的緊張。在如此嚴(yán)重的形式下，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全維護(hù)至關(guān)重要，而繼電保護(hù)正是其中主要的保護(hù)手段之一。繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的維護(hù)有重大的意義。一是，繼電保護(hù)可以保障電力系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí)，繼電保

11、護(hù)可以實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)從系統(tǒng)中切除故障設(shè)備，也可以向電力監(jiān)控警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出信息，提醒電力維護(hù)職員及時(shí)解決故障，這樣繼電保護(hù)不僅能有效的防止設(shè)備的損壞，還能降低相鄰地區(qū)供電受連帶故障的機(jī)率。同時(shí)還可以有效的防止電力系統(tǒng)因種種原因，而產(chǎn)生時(shí)間長(zhǎng)、面積廣的停電事故，是電力系統(tǒng)維護(hù)與保障最實(shí)用最有效的技術(shù)手段之一。二是，繼電保護(hù)的順利開(kāi)展，在消除電力故障的同時(shí)，也就對(duì)社會(huì)生活秩序的正?；?jīng)濟(jì)生產(chǎn)的正?；龀隽素暙I(xiàn)，不僅確保社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還從一定程度上保證了社會(huì)的穩(wěn)定，人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。前些年北美大規(guī)模停電斷電事故，就造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，引發(fā)了社會(huì)的動(dòng)蕩，嚴(yán)重的威脅到了人

12、們生命財(cái)產(chǎn)的安全?？梢?jiàn)，電力系統(tǒng)的安全與否，不僅僅是照明失效的題目，更是社會(huì)安定、人們生命安全的題目。所以，繼電保護(hù)的有效性，就給社會(huì)各方面帶來(lái)了重大的影響。 第二章 繼電保護(hù)的基本原理及其組成第一節(jié) 繼電保護(hù)的基本原理電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是： 1)電流增大。 短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過(guò)負(fù)荷電流。 2)電壓降低。 當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。 3)電流與電壓之間的相位角改變。 正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20；三相短路時(shí)，電流與

13、電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定，一般為6085；而在保護(hù)反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的限額將則是180+(6085)。 4)不對(duì)稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量， 如單相接地短路及兩相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。 利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。例如，據(jù)短路故障時(shí)電流的增大，可構(gòu)成 過(guò)電流保護(hù)；據(jù)短路故障時(shí)電壓的降低，可構(gòu)成 電壓保護(hù) ；據(jù)短路故障時(shí)電流與電壓之間相角的變化，可構(gòu)成功率方向保護(hù)；據(jù)電壓與電流比值的變化，可構(gòu)成 距離保護(hù) ；據(jù)故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化，可構(gòu)成 差動(dòng)保護(hù)； 據(jù)不對(duì)稱短路故障時(shí)出現(xiàn)的

14、電流、電壓相序分量，可構(gòu)成零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和負(fù)序功率方向保護(hù)等。 第二節(jié) 繼電保護(hù)的組成及分類模擬型繼電保護(hù)裝置的種類很多，它們都由測(cè)量回路、邏輯回路和執(zhí)行回路 三個(gè)主要部分組成。 1、對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求 1）選擇性 選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。 2）速動(dòng)性 速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障。對(duì)于反應(yīng)短路故障的繼電保護(hù)，要求快速動(dòng)作的主要理由和必要性在于（1） 快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 （2）快速切除故

15、障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時(shí)間，加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過(guò)程。保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。 （3）快速切除故障可以減輕電氣設(shè)備和線路的損壞程度。 （4）快速切除故障可以防止故障的擴(kuò)大，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或設(shè)備自動(dòng)投人的成功率。 對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。 3) 靈敏性 靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。 所謂系統(tǒng) 最大運(yùn)行方式 ，就是在被保護(hù)線路末端短路時(shí)，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大的運(yùn)行方式；系統(tǒng) 最小運(yùn)行方式 ，就是在同樣的短路故

16、障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。 保護(hù)裝置的靈敏性用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。靈敏系數(shù)表示式為： (l)對(duì)于反應(yīng)故障參數(shù)量增加（如過(guò)電流）的保護(hù)裝置： 保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值 (2)對(duì)于反應(yīng)故障參數(shù)量降低（如低電壓）的保護(hù)裝置： 保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值 4）可靠性 可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了故障該保護(hù)應(yīng)動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)由于它本身的缺陷而拒動(dòng)作；而在不屬于它動(dòng)作的任何情況下，則應(yīng)可靠地不動(dòng)作。 以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電器保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此

17、，在實(shí)際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。電力系統(tǒng)保護(hù)分為主保護(hù)和后備保護(hù)，后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除故障的保護(hù)，后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)2種，遠(yuǎn)后備保護(hù)就是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰的電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)，如變壓器的后備保護(hù)就是線路的遠(yuǎn)后備。近后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)，如線路的零序保護(hù)和距離保護(hù)就是相互后備的 第三節(jié) 繼電器1）電磁型繼電器 電磁繼電器的基本結(jié)構(gòu)形式有螺管線圈式、吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式三種，如圖 1 所示。電流繼電器在電流保護(hù)中用作測(cè)量和起動(dòng)元件，它是反應(yīng)電流

18、超過(guò)一整定值而動(dòng)作的繼電器。電磁繼電器是利用電磁原理工作的。 螺管線圈式； 吸引銜鐵式；轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式圖 1 電磁型繼電器的結(jié)構(gòu)原理 2)集成電路型繼電器3)抗飽和、抗暫態(tài)超越的集成電路型電流繼電器第四節(jié) 繼電保護(hù)裝置使用條件和維護(hù)繼電保護(hù)裝置是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本條件，要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的作用，就必須要具備有科學(xué)先進(jìn)、行之有效的繼電保護(hù)裝置。因此，要做好繼電保護(hù)的工作，就必須要重視保護(hù)的設(shè)備。而設(shè)備的質(zhì)量題目，直接決定了繼電保護(hù)的效果，因而必須對(duì)繼電保護(hù)的裝置提出較高的要求，主要體現(xiàn)在四性上。繼電保護(hù)裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達(dá)到基本運(yùn)行條件的要求，還要在日常的檢測(cè)和維護(hù)上做好工作。 首先

19、，要全面了解設(shè)備的初始狀態(tài)。繼電保護(hù)設(shè)備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運(yùn)行。因此必須留意收集整理設(shè)備圖紙、技術(shù)資料以及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)數(shù)據(jù)的資料。對(duì)設(shè)備日常狀態(tài)的檢驗(yàn)，要對(duì)設(shè)備生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)都必須予以關(guān)注，進(jìn)行全過(guò)程的治理。一方面是保證設(shè)備正常的、安全有效的使用，避免投進(jìn)具有缺陷的設(shè)備。同時(shí)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢驗(yàn)，以便能真正的檢測(cè)出題目的所在，并及時(shí)的找到應(yīng)對(duì)方案。另一方面，在設(shè)備使用投進(jìn)前，要記錄好設(shè)備的型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行記錄等信息。 其次，要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)全面的統(tǒng)計(jì)分析。首先要了解設(shè)備出現(xiàn)故障的特點(diǎn)和規(guī)

20、律，進(jìn)而通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預(yù)先判定分析故障出現(xiàn)的部分和時(shí)間，在故障未發(fā)生時(shí)，及時(shí)的排查。因此狀態(tài)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)治理就顯得非常重要，要把設(shè)備運(yùn)行的記錄、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的數(shù)據(jù)等結(jié)合起來(lái)，通過(guò)正確的完整的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)檢驗(yàn)。通過(guò)數(shù)據(jù)的把握和設(shè)備運(yùn)行規(guī)律的把握，可以科學(xué)地制定設(shè)備的檢驗(yàn)方案，進(jìn)步保護(hù)裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)備網(wǎng) 再次，要了解繼電設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，采用新的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管和維護(hù)。在電力事業(yè)高度發(fā)展，繼電保護(hù)日益嚴(yán)重，繼電保護(hù)設(shè)備不夠完善的情況下，必須加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，唯此才能保證保護(hù)裝置的科學(xué)有效，在電力系統(tǒng)的保護(hù)中發(fā)揮應(yīng)有的貢獻(xiàn)

21、。 第二章 繼電保護(hù)在電廠中的應(yīng)用第一節(jié) 繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求繼電保護(hù)在電廠應(yīng)用的基本要求：繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、 選擇性、 靈敏性和速動(dòng)性的要求:這四 “性” 之間緊密聯(lián)系, 既矛盾又統(tǒng)一。（一）繼電保護(hù)的可靠性可靠性是指保護(hù)該動(dòng)體時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作。 不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。 可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本要求。繼電保護(hù)的可靠性主要由配置合理、 質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證。任何電力設(shè)備(線路、 母線、 變壓器等)都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。 220kV 及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、 直流輸入、 輸出回路相互獨(dú)立, 并分別控制不

22、同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。 當(dāng)任一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí), 能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器切除故障。在所有情況下, 要求這購(gòu)套繼電保護(hù)裝置和斷路器所取的直流電源都經(jīng)由不同的熔斷器供電。（二）繼電保護(hù)的選擇性：選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障, 當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí), 才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、 線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。 為保證對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件 ( 如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件) 的選擇性, 其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間, 在一般情況下應(yīng)相互配合。（三）繼電保護(hù)的靈敏性：靈敏性是指在

23、設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí), 保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù), 各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求, 通過(guò)繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。（四）繼電保護(hù)的速動(dòng)性：速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障, 其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性, 減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度, 縮小故障波及范圍, 提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。 一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)(如高頻保護(hù)、 差動(dòng)保護(hù))、 充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、 減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。第二節(jié) 微機(jī)在電力系統(tǒng)中的顯著特點(diǎn)（一）微機(jī)保護(hù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)上的兩個(gè)

24、顯著優(yōu)勢(shì)：高速的運(yùn)算能力和完備的存貯記憶能力，以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集，A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù)，使其在速動(dòng)性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護(hù)，而顯示了強(qiáng)大生命力。（二）與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：1.改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能，正確動(dòng)作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性；其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù)；可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運(yùn)行正確率很高，已在運(yùn)行實(shí)踐中得到證明。2.可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載

25、、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能。3.工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；裝置體積小，減少了屏位數(shù)量；功耗低。4.可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強(qiáng)，可用軟件方法檢測(cè)主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。5.使用靈活方便，人機(jī)界面越來(lái)越友好。其維護(hù)調(diào)試也更方便，從而縮短維修時(shí)間；同時(shí)依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。6.可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置具有串行通信功能，與變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機(jī)保護(hù)具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。第三節(jié) 繼電保護(hù)的維護(hù)管理（一）微機(jī)保護(hù)裝置要

26、采取電磁干擾防護(hù)措施電站改造中，電磁型保護(hù)更換成微機(jī)型保護(hù)時(shí)，必須采取防電磁干擾的技術(shù)措施，即嚴(yán)格執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置的安裝條件，安裝帶有屏蔽層的電纜，而且兩端的屏蔽層必須接地。防止由于線路較長(zhǎng)，一端接地時(shí)，另一端會(huì)由于電磁干擾產(chǎn)生電壓、電流，造成微機(jī)保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)。為減少保護(hù)裝置故障和錯(cuò)誤出現(xiàn)的幾率，微機(jī)保護(hù)裝置必須優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制造工藝以及元、器件的高質(zhì)量。同時(shí)還要采用屏蔽和隔離等技術(shù)來(lái)保證裝置的可靠性，從而提高抗干擾的能力。（二）微機(jī)保護(hù)裝置的接地要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部是電子電路，容易受到強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，外殼的接地屏蔽有利于改善微機(jī)保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境；微機(jī)保護(hù)提高可靠性，應(yīng)

27、以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手，并運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及容錯(cuò)設(shè)計(jì)來(lái)保證微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性；容錯(cuò)即容忍錯(cuò)誤，即使出現(xiàn)局部錯(cuò)誤也不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。容錯(cuò)設(shè)計(jì)則是利用冗余的設(shè)備在線運(yùn)行，以保證保護(hù)裝置的不間斷運(yùn)行。采用容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)是為了換取常規(guī)設(shè)計(jì)所不能得到的高可靠性，確保微機(jī)保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行。（三）防誤措施微機(jī)保護(hù)的一些定值設(shè)定以及重要參數(shù)修改在硬件設(shè)計(jì)上設(shè)置操作鎖，操作時(shí)必須正確輸入操作員的密碼和監(jiān)護(hù)人的密碼時(shí)，方可進(jìn)行正常操作，并將操作人和監(jiān)護(hù)人的姓名等信息予以記錄和保存。（四）繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)1.當(dāng)班運(yùn)行人員定時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡視和檢查，對(duì)運(yùn)行情況

28、要做好運(yùn)行記錄。2.建立崗位責(zé)任制，做到人人有崗，每崗有人。3.做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行，防止誤碰運(yùn)行設(shè)備，注意與帶電設(shè)備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。4.對(duì)微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次，對(duì)差動(dòng)保護(hù)要記錄差動(dòng)電流值。5.定期對(duì)保護(hù)裝置端子排進(jìn)行紅外測(cè)溫，盡早發(fā)現(xiàn)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)熱。6.每月對(duì)微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行檢查并打印。7.每月定期檢查保護(hù)裝置時(shí)間是否正確，方便故障發(fā)生后的故障分析。8.定期核對(duì)保護(hù)定值運(yùn)行區(qū)和打印出定值單進(jìn)行核對(duì)。第三章 電廠變壓器保護(hù)第一節(jié) 電廠變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)電廠變壓器的故障通常可分為 油箱內(nèi)

29、部故障和油箱外部故障 。 油箱內(nèi)部故障 主要是指發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路。變壓器油箱內(nèi)部故障是很危險(xiǎn)的，因?yàn)楣收宵c(diǎn)的電弧不僅會(huì)損壞繞組絕緣與鐵心，而且會(huì)使絕緣物質(zhì)和變壓器油劇烈汽化，由此可能引起油箱的爆炸。所以，繼電保護(hù)應(yīng)盡可能快地切除這些故障。 油箱外部故障 主要是變壓器繞組引出線和套管上發(fā)生的相間短路和接地短路（直接接地系統(tǒng)）。 變壓器的不正常工作狀態(tài) 主要有過(guò)負(fù)荷、外部短路引起的過(guò)電流、外部接地短路引起的中性點(diǎn)過(guò)電壓、油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高等。此外，大容量變壓器，由于其額定工作磁通密度

30、較高，工作磁密與電壓頻率比成正比例，在過(guò)電壓或低頻率下運(yùn)行時(shí)，可能引起變壓器的過(guò)勵(lì)磁故障等。 變壓器繼電保護(hù)的任務(wù)就是反應(yīng)上述故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)斷路器切除故障變壓器，或發(fā)出信號(hào)告知運(yùn)行人員采取措施消除異常運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，變壓器保護(hù)還應(yīng)能用作相鄰電器元件的后備保護(hù)。 第二節(jié) 變壓器的差動(dòng)保護(hù)2.2.1壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式變壓器縱差動(dòng)保護(hù)主要是用來(lái)反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。變壓器差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖 2示出了雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)單相原理接線圖。變壓器兩側(cè)分別裝設(shè)電流互感器 和 ，并按圖中所示極性關(guān)系進(jìn)行連接。 正常運(yùn)行或外部

31、故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，欲使這種情況下流過(guò)繼電器的電流基本為零，則應(yīng)恰圖 2 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)接線方式當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化。 （2.1） 即 （2.2） 若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障 時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為： （2.3） 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為： 為了保證動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流 應(yīng)按躲開(kāi)外部短路時(shí)出現(xiàn)的最 大不平衡電流來(lái)整定，即 （2.5） 減少不平衡電流及其對(duì)保護(hù)的影響，就是實(shí)現(xiàn)變壓器差動(dòng)保護(hù)的主要問(wèn)題。為此，應(yīng)分析不平衡電流產(chǎn)生的原因，并討論減少其對(duì)保護(hù)影響的措施。 2.2.2變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流

32、及減小不平衡電流的方法 實(shí)際上，由于變壓器勵(lì)磁涌流、接線方式和電流互感器誤差等因數(shù)的影響，即使兩側(cè)電流互感器的變比等于變壓器的變比，正?；蛲獠慷搪肥遣顒?dòng)繼電器中的電流也不會(huì)等于零，而是會(huì)流過(guò)一個(gè)不平衡電流 。并且在變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中，不平衡電流很大，形成不平衡電流的因素很多，因此，需要采取相應(yīng)的措施，以消除不平衡電流對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響。產(chǎn)生不平衡電流的原因主要有以下幾種： 1）穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流 (1)變壓器兩側(cè)電流相位不同 電力系統(tǒng)中變壓器常采用 Y，d11接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位為 。如圖4所示，Y側(cè)電流滯后側(cè)電流 ，若兩側(cè)的電流互感器采用相同的方式，則兩側(cè)對(duì)應(yīng)相的二次電流

33、也相差 左右，從而產(chǎn)生很大的不平衡電流。 圖4 變壓器兩側(cè)電流互感器接線方式(2）電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變化不同 變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小是不相等的。為了滿足正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，流入繼電器差回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓側(cè)流入繼電器的電流相等，則高、低壓側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但實(shí)際上由于電流互感器在制造上的標(biāo)準(zhǔn)化，往往選出的是與計(jì)算變比相接近且叫較大的標(biāo)準(zhǔn)變比的電流互感器。這樣，由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流。以一臺(tái)容量為31.5MVA、變比為 的Y，d11變壓器為例，列出了由于電流的實(shí)際變比與計(jì)算變比不等引起的不平衡電流。 (3

34、）變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同 由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)和額定電流不同，所以變壓器各側(cè)的電流互感器型號(hào)不同，它們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同，從而在差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。 (4）變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭 第三節(jié) 變壓器相間短路的后備保護(hù)及過(guò)流保護(hù)為了防止外部短路引起的過(guò)電流和作為變壓器縱差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備，變壓器還應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)。 保護(hù)的動(dòng)作電流 I 按躲過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流I 整定。 （ 2.10 ） 變壓器的最大負(fù)荷電流應(yīng)按下列情況考慮： 1 ）對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器后的負(fù)荷電流。當(dāng)各臺(tái)變壓器的容量相同時(shí)，可按下式計(jì)算： （ 2.11 ） 2

35、 ）對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中 。電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流，即： （ 2.12 ） 低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖 如圖 5所示。 保護(hù)的起動(dòng)元件包括電流繼電器和低電壓繼電器。 圖 5 低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖電流繼電器的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器的額定電流整定，即： 因而其動(dòng)作電流比過(guò)電流保護(hù)的起動(dòng)電流小，從而提高了保護(hù)的靈敏性。 低電壓繼電器的動(dòng)作電壓 U 可按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓整定。一般取 U =0.7U （ U 為變壓器的額定電壓）。 電流元件的靈敏系數(shù)按式（2.12 ）校驗(yàn)，電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)： （ 2.15 ） 為防止電壓互感器二次回路

36、斷線后保護(hù)誤動(dòng)作，設(shè)置了中間繼電器 KM 。當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作，起動(dòng)中間繼電器，發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)。 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 該保護(hù)由三部分組成： 1 ）電流元件。由接于相電流的繼電器 KA KA 組成。 2 ）電壓元件。由反應(yīng)不對(duì)稱短路的負(fù)序電壓繼電器 KVN （內(nèi)附有負(fù)序電壓濾過(guò)器）和反應(yīng)對(duì)稱短路接于相間電壓的低電壓繼電器 KV 組成。 3 ）時(shí)間元件。由時(shí)間繼電器 KT 構(gòu)成。 裝置動(dòng)作情況如下：當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，同時(shí)負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，致使低電壓繼電器 KV 失壓，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)閉鎖中間繼電器 KM 。相電流繼電

37、器通過(guò) KM 常開(kāi)觸點(diǎn)起動(dòng)時(shí)間繼電器 KT ，經(jīng)整定延時(shí)起動(dòng)信號(hào)和出口繼電器，將變壓器兩側(cè)斷路器斷開(kāi)。當(dāng)發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)，由于短路初始瞬間也會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的負(fù)序電壓， KVN 也會(huì)動(dòng)作，使 KV 失去電壓。當(dāng)負(fù)序電壓消失后， KVN 返回，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，此時(shí)加于 KV 線圈上的電壓已是對(duì)稱短路時(shí)的低電壓， KV 不至于返回，而且 KV 的返回電壓是其起動(dòng)電壓的 K （大于 1 ）倍，因此，電壓元件的靈敏度可提高 K 倍。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)在對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路時(shí)都有較高的靈敏度。 負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓 U 按躲開(kāi)正常運(yùn)行情況下負(fù)序電壓濾過(guò)器輸出的最大不平衡電壓整定。據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，取 （ 2.

38、16 ） 與低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)比較，復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)有： (1)由于負(fù)序電壓繼電器的整定值較小，因此對(duì)于不對(duì)稱短路，其靈敏系數(shù)較高。 (2）對(duì)于對(duì)稱短路， KV 在 KVN 觸點(diǎn)斷開(kāi)后起動(dòng)，負(fù)序電壓消失后，使 KV 接入電壓 U 。此時(shí)， U 只要能維持 KV 不返回，即可使保護(hù)動(dòng)作。而 KV 的返回電壓為其起動(dòng)電壓的 1.15 1.2 （返回系數(shù)）倍，因此，電壓元件的靈敏性可提高 1.15 1.2 倍。 (3）由于保護(hù)反應(yīng)負(fù)序電壓，因此對(duì)于變壓器后的不對(duì)稱短路，與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)。 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)中電流繼電器的靈敏系數(shù)與低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)的電流繼電器相同，

39、對(duì)于大容量變壓器，可能保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求，為此，可采用負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。 第四節(jié) 變壓器的瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí) ,故障點(diǎn)的局部高溫將使變壓器油溫升高,體積膨脹,甚至出現(xiàn)沸騰,油內(nèi)空氣被排出而形成上升汽泡。若故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧,則變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體,這些氣體自油箱流向油枕上部。故障越嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快，甚至氣流中還夾雜著變壓器油。利用上述氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)，稱為瓦斯保護(hù)。 如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路、鐵心局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時(shí)，往往差動(dòng)保護(hù)及其他保護(hù)均不能動(dòng)作，而瓦斯保護(hù)卻能夠動(dòng)作。因此，瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)

40、部故障最有效的一種主保護(hù)。 瓦斯保護(hù)主要由瓦斯繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是一種氣體繼電器，安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中，如圖油箱內(nèi)的氣體必須通過(guò)瓦斯繼電器才能流向油枕。為了使氣體能夠順利地進(jìn)入瓦斯繼電器和油枕，變壓器安裝時(shí)應(yīng)使頂蓋沿瓦斯繼電器方向與水平面保持1%1.5%的升高坡度，且要求導(dǎo)油管具有不小于2%的升高坡度。 瓦斯繼電器的形式較多。下面將以性能較好的開(kāi)口杯擋板式瓦斯繼電器為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)情況和工作原理。 圖6 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)情況和工作原理正常情況下，繼電器內(nèi)充滿油，開(kāi)口杯在油的浮力與重錘 6的作用下，處于上翹位置，永久磁鐵4遠(yuǎn)離干簧觸點(diǎn)13，干 簧觸點(diǎn)13斷開(kāi)。擋板10在彈簧9的保持

41、下，處于正常位置，其附帶的永久磁鐵遠(yuǎn)離干簧觸點(diǎn)13，干簧觸點(diǎn)13可靠斷開(kāi)。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生少量氣體，匯集在氣體繼電器上部，迫使氣體繼電器內(nèi)油面下降，使開(kāi)口杯露出油面。物體在氣體中所受浮力比在油中受到的浮力小，因而開(kāi)口杯失去平衡，繞軸落下，永久磁鐵 4隨之落下，接通干簧觸點(diǎn)，發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。當(dāng)變壓器嚴(yán)重漏油時(shí)，同樣會(huì)發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，形成強(qiáng)烈油流，油流從油箱通過(guò)瓦斯繼電器沖向油枕，該油流速度將超過(guò)重瓦斯（下?lián)醢澹┱ǖ挠土魉俣?，油流?duì)擋板的沖擊力將克服彈簧的作用力，擋板被沖動(dòng)，永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)，使干簧觸點(diǎn)閉合

42、，重瓦斯動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖，斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。 瓦斯保護(hù)能反應(yīng)油箱內(nèi)各種故障，且動(dòng)作迅速、靈敏性高、接線簡(jiǎn)單，但不能反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的故障。故不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，需與差動(dòng)保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。 繼電保護(hù)整定值計(jì)算實(shí)例已知：6KV母線最大短路容量= 170（MVA） 基準(zhǔn)容量Sj=1000（MVA） 電纜每公里電抗標(biāo)么值Xo*=2 電纜長(zhǎng)度L=0.2（KM）變壓器阻抗電壓百分值Ud%=5.5% 變壓器一次額定電流Ie=30（A） 電流互感器變比Ke=50/5 電流繼電器型號(hào)DL（電流 15A-30A）計(jì)算電抗： 6KV母線最大運(yùn)行方式下短路阻抗標(biāo)么值X*ma

43、x=5.7689 6KV母線最小運(yùn)行方式下短路阻抗標(biāo)么值X*min=9.3485 電纜電抗標(biāo)么值X*=Xo*L=20.2=0.4變壓器電抗標(biāo)么值 =B點(diǎn)短路最大運(yùn)行方式電抗標(biāo)幺值：=X*max+ X*+=5.7689+0.4+ 305.5556=311.7245B點(diǎn)短路最小運(yùn)行方式電抗標(biāo)幺值：=X*min+ X*+=9.3485+0.4+ 305.5556 =315.3041A點(diǎn)短路最小運(yùn)行方式電抗標(biāo)幺值：=X*min+ X*=9.3485+0.4=9.7485計(jì)算短路電流： (1)最小運(yùn)行方式下，B點(diǎn)兩相短路，流過(guò)高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流 =0.00317 =0.00317=0.2909（KA）=2

44、91（A） =0.866=0.866291=252（A） (2) 最大運(yùn)行方式下，B點(diǎn)三相短路，流過(guò)高壓側(cè)的超瞬變電流 系統(tǒng)為無(wú)限大容量= =0.00317 =0.00317=0.2905（KA）=291（A） (3)最小運(yùn)行方式，A點(diǎn)兩相短路超瞬變電流 =0.1026 =0.1026=9.401（KA）=9401（A） =0.866=0.8669401=8141（A）計(jì)算：變壓器繼電保護(hù)過(guò)流整定值 取=5A 靈敏系數(shù)效驗(yàn)：=51.5B點(diǎn)電抗標(biāo)幺值A(chǔ)點(diǎn)電抗標(biāo)幺值B點(diǎn)兩相短路瞬變電流B點(diǎn)三相短路超瞬變電流A點(diǎn)兩相短路超瞬變電流A點(diǎn)兩相短路超瞬變電流繼電器動(dòng)作電流靈敏系數(shù)效驗(yàn)最小運(yùn)行方式315.3

45、0419.7485252A8141A9401A最大運(yùn)行方式311.7245291A=5A51.5靈敏性：指繼電保護(hù)裝置對(duì)保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生的故障和正常運(yùn)行的情況，能夠靈敏的感受和靈敏地作，保護(hù)裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)衡量。分析可得靈敏度系數(shù)大于1.5滿足靈敏度的要求。電網(wǎng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，短路電流很大，根據(jù)繼電器的基本動(dòng)作原理可知，如果預(yù)先通過(guò)計(jì)算，將此短路電流整定為繼電器的動(dòng)作電流，就可對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)正是根據(jù)這個(gè)原理而實(shí)現(xiàn)的。為了保證動(dòng)作的選擇性，根據(jù)短路電流的特點(diǎn)（故障點(diǎn)越靠近電源，則短路電流越大），過(guò)電流保護(hù)是帶有動(dòng)作時(shí)限的，而電流 速斷保護(hù)則不帶動(dòng)作時(shí)限，

46、即當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，它立即動(dòng)作而切斷故障，故它沒(méi)有時(shí)限特性，常用來(lái)和過(guò)流保護(hù)配合使用。 速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，只能有選擇性地保護(hù)線路一部分，余下部分為速斷保護(hù)的死區(qū)。為避免上述情況，速斷保護(hù)也可做成略帶時(shí)限，稱為時(shí)限電流速斷保護(hù)。它和無(wú)時(shí)限電流速斷配合，以消除電流速斷保護(hù)的動(dòng)作死區(qū)。第四章 發(fā)電機(jī)保護(hù)第一節(jié) 發(fā)電機(jī)的故障類型、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式電壓在3kV及以上，容量在600MW及以下發(fā)電機(jī)，應(yīng)按本條的規(guī)定，對(duì)下列故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。容量在600MW以上的發(fā)電機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行。a.定子繞組相間短路； b.定子繞組接地； c.定子繞組匝間短路； d.發(fā)電機(jī)外部相間短路；

47、e.定子繞組過(guò)電壓； f.定子繞組過(guò)負(fù)荷； g.轉(zhuǎn)子表層(負(fù)序)過(guò)負(fù)荷； h.勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷； i.勵(lì)磁回路接地； j.勵(lì)磁電流異常下降或消失； k.定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁； l.發(fā)電機(jī)逆功率； m.頻率異常； n.失步； o.發(fā)電機(jī)突然加壓；p.發(fā)電機(jī)起停；q. 其他故障和異常運(yùn)行。上述各項(xiàng)保護(hù)裝置，宜根據(jù)故障和異常運(yùn)行方式的性質(zhì)及動(dòng)力系統(tǒng)具體條件，按規(guī)定分別動(dòng)作于： a.停機(jī) 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器、滅磁；對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)，還要關(guān)閉主汽門(mén)；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)還要關(guān)閉導(dǎo)水翼。 b.解列滅磁 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，滅磁，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。 c.解列 斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。 d.減出力 將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。 e.

48、縮小故障影響范圍 例如斷開(kāi)預(yù)定的其他斷路器。 f.程序跳閘 對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)首先關(guān)閉主汽門(mén)，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁；對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。 g.減勵(lì)磁 將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減至給定值。h.勵(lì)磁切換 將勵(lì)磁電源由工作勵(lì)磁電源系統(tǒng)切換至備用勵(lì)磁電源系統(tǒng)。i.廠用電源切換 由廠用工作電源供電切換到備用電源供電。j.分出口 動(dòng)作于單獨(dú)回路k.信號(hào) 發(fā)出聲光信號(hào)。 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)。1MW及以下單獨(dú)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，如中性點(diǎn)側(cè)有引出線，則在中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)；如中性點(diǎn)側(cè)無(wú)

49、引出線，則在發(fā)電機(jī)端裝設(shè)低電壓保護(hù)。1MW及以下與其它發(fā)電機(jī)或與電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)在發(fā)電機(jī)機(jī)端裝設(shè)電流速斷保護(hù)。如電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不符合要求，可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；對(duì)中性點(diǎn)側(cè)沒(méi)有引出線的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)低壓過(guò)流保護(hù)。對(duì)1MW以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)100MW以下發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)和變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)100MW及以上發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重主保護(hù)，每一套主保護(hù)宜具有發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。在穿越性短路、穿越性勵(lì)磁涌流及自同步或非同步合閘過(guò)程中，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)采取措施，減輕電流互感器飽和及剩磁的影響，提

50、高保護(hù)動(dòng)作可靠性。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置，斷線后動(dòng)作于信號(hào)。電流回路斷線允許差動(dòng)保護(hù)跳閘。本條中規(guī)定裝設(shè)的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低壓過(guò)流和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于停機(jī)。發(fā)電機(jī)定子繞組的單相接地故障的保護(hù)應(yīng)符合以下要求：發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電流允許值按制造廠的規(guī)定值，如無(wú)制造廠提供的規(guī)定值時(shí)，可參照表1 中所列數(shù)據(jù)。 表1 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓/kV 發(fā)電機(jī)額定容量/MW接地電流允許值/A6.350410.5汽輪發(fā)電機(jī)501003水輪發(fā)電機(jī)1010013.815.75汽輪發(fā)電機(jī)1252002(對(duì)于氫冷發(fā)電機(jī)為2.5)水輪發(fā)電機(jī)40

51、22518203006001與母線直接連接的發(fā)電機(jī)：當(dāng)單相接地故障電流（不考慮消弧線圈的補(bǔ)償作用）大于允許值（參照表1）時(shí)，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)裝置。保護(hù)裝置由裝于機(jī)端的零序電流互感器和電流繼電器構(gòu)成。其動(dòng)作電流按躲過(guò)不平衡電流和外部單相接地時(shí)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電容電流整定。接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。但當(dāng)消弧線圈退出運(yùn)行或由于其它原因使殘余電流大于接地電流允許值時(shí)，應(yīng)切換為動(dòng)作于停機(jī)。當(dāng)未裝接地保護(hù)或裝有接地保護(hù)，但由于運(yùn)行方式改變及靈敏系數(shù)不符合要求等原因不能動(dòng)作時(shí)，可由單相接地監(jiān)視裝置動(dòng)作于信號(hào)。為了在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列前檢查有無(wú)接地故障，保護(hù)裝置應(yīng)能監(jiān)視發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓值。 發(fā)電機(jī)變壓器組：

52、對(duì)100MW以下發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)不小于90%的定子接地保護(hù)；對(duì)100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù)。保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)也可動(dòng)作于停機(jī)。為檢查發(fā)電機(jī)定子繞組和發(fā)電機(jī)電壓回路的絕緣狀況，保護(hù)裝置應(yīng)能監(jiān)視發(fā)電機(jī)端零序電壓值。對(duì)發(fā)電機(jī)的定子匝間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)定子匝間保護(hù)：對(duì)于定子繞組為星形接線，每相有并聯(lián)分支且中性點(diǎn)側(cè)有分支引出端子的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)零序電流型橫差保護(hù)或裂相橫差保護(hù)、不完全差動(dòng)保護(hù)。50MW及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星形接線，中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端子時(shí)，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)。對(duì)發(fā)電機(jī)外部相間短路故障和作為發(fā)電機(jī)主

53、保護(hù)的后備，應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)，保護(hù)裝置宜配置在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)：對(duì)于1MW及以下與其它發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。1MW以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)復(fù)合電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。靈敏度不滿足要求時(shí)可增設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。50MW及以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)和單元件低壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)。自并勵(lì)(無(wú)串聯(lián)變壓器)發(fā)電機(jī)，宜采用帶電流記憶（保持）的過(guò)電流保護(hù)。并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)，對(duì)所連接母線的相間故障，應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，并不宜低于附錄A中附表A.1所列數(shù)值。本條中規(guī)定裝設(shè)的以上各項(xiàng)保護(hù)裝置，宜帶有二段時(shí)限，以較短的時(shí)限動(dòng)作于

54、縮小故障影響的范圍或動(dòng)作于解列，以較長(zhǎng)的時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。對(duì)于按規(guī)定裝設(shè)了定子饒組反時(shí)限過(guò)負(fù)荷及反時(shí)限負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)，且保護(hù)綜合特性對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組所連接高壓母線的相間短路故障具有必要的靈敏系數(shù)，并滿足時(shí)間配合要求，可不再裝設(shè)規(guī)定的后備保護(hù)。保護(hù)宜動(dòng)作于停機(jī)。對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組的異常過(guò)電壓，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)：對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。過(guò)電壓保護(hù)宜動(dòng)作于解列滅磁。對(duì)于100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組的絕緣狀況決定。過(guò)電壓保護(hù)宜動(dòng)作于解列滅磁或過(guò)程跳閘。對(duì)過(guò)負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電流，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)定子繞組過(guò)

55、負(fù)荷保護(hù)：定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)裝置接一相電流，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。定子繞組為直接冷卻且過(guò)負(fù)荷能力較低(例如低于1.5倍、60s)的發(fā)電機(jī)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。定時(shí)限部分：動(dòng)作電流按在發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，在有條件時(shí)，可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷。反時(shí)限部分：動(dòng)作特性按發(fā)電機(jī)定子繞組的過(guò)負(fù)荷能力確定，動(dòng)作于解列或程序跳閘。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化時(shí)發(fā)電機(jī)定子繞組的熱積累過(guò)程。不考慮在靈敏系數(shù)和時(shí)限方面與其它相間短路保護(hù)相配合。對(duì)不對(duì)稱負(fù)荷、非全相運(yùn)行以及外部不對(duì)稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過(guò)

56、負(fù)荷保護(hù)：50MW及以上A值（轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)）大于10的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)與4.2.6.3條的負(fù)序過(guò)電流保護(hù)組合在一起。保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按躲過(guò)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流值和躲過(guò)最大負(fù)荷下負(fù)序電流濾過(guò)器的不平衡電流值整定，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。100MW及以上A值小于10的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成的轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 定時(shí)限部分：動(dòng)作電流按發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流值和躲過(guò)最大負(fù)荷下負(fù)序電流濾過(guò)器的不平衡電流值整定，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。 反時(shí)限部分：動(dòng)作特性按發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力確定，動(dòng)作于停機(jī)。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱積累過(guò)程。不考慮在靈敏系數(shù)和時(shí)限方面與其它相間短路保護(hù)相配合。對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷，100MW及以上采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 300MW以下采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)定時(shí)限勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)裝置