ch51供電系統(tǒng)保護基礎(chǔ)改

內(nèi)容回顧供電系統(tǒng)概述負(fù)荷計算短路電流計算高壓電器設(shè)備供電系統(tǒng)的保護內(nèi)容提要：本章講述供電系統(tǒng)保護裝置的作用及對其基本要求，分別論述了電流互感器接線方式及其特點、工廠供電線路中的繼電保護、熔斷器保護、低壓斷路器保護的方式及適用范圍，其中重點講述了單端供電線路的相間短路保護和電力變壓器的保護。第5章工廠供配電系統(tǒng)的保護5.1繼電保護基礎(chǔ)5.2線路保護5.3電力變壓器的保護5.4低壓配電線路的保護5.1繼電保護基礎(chǔ)1．繼電保護的任務(wù)工礦企業(yè)供電系統(tǒng)在運行中，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障：相間短路、接地短路，變壓器、電動機一相繞組的匝間短路等。不正常運行狀態(tài)：過負(fù)荷、一相斷線、小接地電流系統(tǒng)中的單相接地等。5.1繼電保護基礎(chǔ)1．繼電保護的任務(wù)繼電保護裝置：是指能反映電力系統(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?；蛘哒f：各種不同類型的繼電器，以一定的方式連接與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器或給出報警信號，以達到對系統(tǒng)進行保護的目的。任務(wù)：

1、發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地借助于斷路器將故障部分從供電系統(tǒng)中切除；

2、當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，根據(jù)運行條件而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或者跳閘。5.1繼電保護基礎(chǔ)2．繼電保護的工作原理

供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，會引起電流的增加和電壓的降低，以及電流、電壓間相位角的變化等。因此，利用故障時參數(shù)與正常運行時的差別，就可以構(gòu)成不同原理和類型的繼電保護。分成兩類：

1.反應(yīng)電氣量變化的保護,2.反映非電氣量變化的保護。反應(yīng)電氣量變化的保護原理：利用短路時電流增大的特征，可構(gòu)成過電流保護；利用電壓降低的特征，可構(gòu)成低電壓保護；利用電壓和電流比值的變化，可構(gòu)成阻抗（距離）保護；利用電流和電壓之間相位關(guān)系的變化，可構(gòu)成方向保護；利用比較被保護設(shè)備各端電流大小和相位的差別可構(gòu)成差動保護等。利用比較不對稱分量的電流、電壓等構(gòu)成的保護。反應(yīng)非電氣量變化的保護原理：利用故障時變壓器油分解所產(chǎn)生的氣體，可構(gòu)成瓦斯保護。利用電動機繞組溫度的升高，可構(gòu)成過負(fù)荷保護或過熱保護。5.1繼電保護基礎(chǔ)3．繼電保護裝置的構(gòu)成

測量部分：測量從被保護對象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，給出邏輯信號。邏輯部分：根據(jù)測量部分的輸出，使保護裝置按照一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。5.1繼電保護基礎(chǔ)對作用于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上有四個基本要求：即選擇性、靈敏性、可靠性和快速性選擇性靈敏性可靠性快速性4．對繼電保護的基本要求5.1繼電保護基礎(chǔ)（1）選擇性

當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，離故障點最近的保護裝置應(yīng)先動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其他無故障部分繼續(xù)運行，滿足這一要求的動作就叫有選擇性。k點故障QF2動作4．對繼電保護的基本要求圖解：下圖中各斷路器都裝有保護。K1點短路時，保護只跳開1QF和2QF，使其余部分繼續(xù)供電；又如K3點短路，斷路器1QF～6QF均有短路電流，保護只應(yīng)跳6QF，除變電站D停電外，其余繼續(xù)供電。K3點短路時，若6QF因本身失靈或保護拒動而不能跳開，此時5QF的保護應(yīng)使5QF跳閘，這顯然符合選擇性的要求，這種作用稱為遠后備保護。5.1繼電保護基礎(chǔ)4．對繼電保護的基本要求（2）快速性

保護裝置在盡可能的條件下，應(yīng)盡快地動作切除事故，以減少對用電設(shè)備的影響，如果故障能在0.2s內(nèi)切除，則一般電動機就不會停轉(zhuǎn)。迅速的動作還能減輕對系統(tǒng)的破壞程度，減輕對元件的損害程度，減少用戶在低電壓下工作的時間和停電時間，加速恢復(fù)正常運行的過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）快速性故障切除時間等于繼電保護動作時間與斷路器跳閘時間（包括熄弧時間）之和。一般快速保護的動作時間為0.06-0.12S，最快可達0.01-0.04s；一般斷路器的動作時間為0.06-0.15s，最快的可達0.02-0.06s。對于反應(yīng)不正常運行狀態(tài)的保護，一般無需要求迅速，可帶延時發(fā)出信號?？焖傩圆皇墙^對要求的。在一些情況下，允許保護裝置帶有一定的延時切除故障。5.1繼電保護基礎(chǔ)4．對繼電保護的基本要求（3）可靠性

保護裝置在其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，必須可靠動作，不應(yīng)拒絕動作，在不該動作的情況下就不應(yīng)該誤動作。保護裝置接線應(yīng)盡可能簡單，力求減少繼電器接點，避免保護裝置斷線、短路、接地和錯誤的接線，所有輔助元件以及安裝施工，都應(yīng)當(dāng)十分可靠。

5.1繼電保護基礎(chǔ)（4）靈敏性保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力稱為靈敏性，用靈敏系數(shù)（Ks

）來衡量。以過電流保護為例，靈敏系數(shù)為：反應(yīng)參數(shù)增加，如短路時電流增大Ks=Ikmin/Iop

0

IcaIopIkminIkmaxI

Ikmin

保護區(qū)末端金屬性短路時故障電流的最小計算值Iop保護裝置的動作電流故障區(qū)動作區(qū)5.1繼電保護基礎(chǔ)4．對繼電保護的基本要求反應(yīng)參數(shù)減小，如短路時的線路電壓降低Ks=Uop/Ukmax0UkminUkmaxUopUNU

Uop

保護裝置的動作電壓Ukmax

保護區(qū)末段金屬性短路時故障電壓的最大計算值

動作區(qū)故障區(qū)5.1繼電保護基礎(chǔ)4．對繼電保護的基本要求（4）靈敏性

被保護的電氣設(shè)備

繼電保護裝置類型

最低靈敏度變壓器、線路等所有電氣設(shè)備

過電流保護

1.5（如滿足此要求將使保護復(fù)雜時，靈敏度可降為1.25）電流速斷保護

2.0后備保護

1.2（如滿足此要求將使保護過分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實現(xiàn)時，可僅按常見的運行方式和故障類型校驗靈敏度）

變壓器

縱聯(lián)差動保護

2.03～10kV電纜線路

中性點不直接接地電力網(wǎng)中的零序電流保護

1.253～10kV架空線路

1.50四個基本要求之間的關(guān)系5.1繼電保護基礎(chǔ)4．對繼電保護的基本要求可靠性最重要靈敏性直接影響可靠性選擇性通過裝置的可靠性和時間的合理配合實現(xiàn)，能最大限度地減小停電范圍。快速性是盡量要求的，有時不要求。快速性和選擇性發(fā)生矛盾時應(yīng)首先滿足選擇性，再考慮快速性5.2

線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式5.2.2線路過電流保護5.2.3電流速斷保護5.2.4單相接地保護5.2線路保護

5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式1．繼電器根據(jù)繼電器反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器等。根據(jù)繼電器的工作原理分，有電磁式、感應(yīng)式等。按其反應(yīng)參量變化情況分，有過電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器等。按其與一次電路的聯(lián)系分，有一次式和二次式。5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式1．繼電器

（1）電磁式電流和電壓繼電器圖5.2電磁繼電器作用原理1—鐵心；2—銜鐵；3—線圈；4—接點；5—彈簧

電磁式電流和電壓繼電器在繼電保護裝置中均為啟動元件，屬于測量元件。

5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式1．繼電器

中間繼電器實質(zhì)上是電壓繼電器，只是觸頭數(shù)量多（一般有8對），容量也大（5～10A）。中間繼電器的作用是增加觸點的數(shù)目或增大觸點的容量。

（2）電磁式中間繼電器

信號繼電器在繼電保護裝置中的作用是用來發(fā)出指示信號的。當(dāng)信號繼電器動作時，接點動作，從而接通其他的信號回路，并且信號繼電器上信號牌會掉下，顯示動作信號。

（3）電磁式信號繼電器

用來使保護裝置獲得所需要的延時。當(dāng)繼電器的線圈接上工作電壓時，經(jīng)過一定的時間，繼電器的觸點才動作。

（4）電磁式時間繼電器5.2線路保護1．繼電器（5）感應(yīng)式電流繼電器GL型電流繼電器的動作特性曲線

GL型電流繼電器實際上由感應(yīng)部分和電磁部分構(gòu)成，感應(yīng)部分帶有反時限動作特性，而電磁部分是瞬時動作的。它的動作特性曲線如圖5.4所示。

GL型電流繼電器利用感應(yīng)部分做過電流保護，利用電磁部分做速斷保護。能實現(xiàn)斷路器的直接跳閘，另外還有動作信號牌顯示動作信號。感應(yīng)部分具有反時限動作特性，可以省略時間繼電器。這種繼電器構(gòu)成的保護線路所用繼電器個數(shù)少，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，準(zhǔn)確性不高。

5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式1．繼電器動作電流：能使繼電器動作的最小電流稱為動作電流，以Iop表示。返回電流：能使繼電器返回的最大電流為返回電流，以Ire表示。返回系數(shù)：Kre=Ire/Iop繼電保護規(guī)定：過流繼電器的不應(yīng)低于0.85；低電壓繼電器的應(yīng)不大于1.25。應(yīng)盡量接近于1。5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式

1．繼電器圖5.3繼電器的圖形表示符號

各種繼電器的表示符號和圖形符號5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式2．繼電保護裝置的操作電源

直流操作電源和交流操作電源兩大類。交流操作繼電保護裝置

直接動作式

去分流跳閘式5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式2．繼電保護裝置的操作電源

（1）直接動作式

利用斷路器操作機構(gòu)內(nèi)的過電流脫扣器（跳閘線圈）YR作為電流繼電器直接動作于跳閘，可接成兩相兩繼電器式或兩相差式接線。正常運行時，YR流過的電流小于YR的動作電流，不動作。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時，短路電流反映到電流互感器的二次側(cè)，流過YR的電流達到動作值，使斷路器QF跳閘。這種接線保護靈敏度低.圖5.8直接動作式過電流保護電路

5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式

2．繼電保護裝置的操作電源

（2）去分流跳閘式

正常運行時，電流繼電器KA的常閉接點將跳閘線圈YR短路，YR無電流流過，斷路器QF不會跳閘。而在一次電路發(fā)生相間短路時，KA動作，其常閉接點斷開，使YR的短路分流支路被去掉（即“去分流”），電流互感器的二次側(cè)的電流全部流過YR，斷路器跳閘。這種接線簡單，靈敏度較高，但要求繼電器的觸點容量較大。圖5.9去分流跳閘式過電流保護電路

5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式

為了表述繼電器電流IK與電流互感器二次側(cè)電流I2的關(guān)系，特引入一個接線系數(shù)Kw

ITA.2——電流互感器二次側(cè)電流；

IK——流入電流繼電器的電流。5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式電流互感器與電流繼電器之間的接線方式

三相三繼電器式完全星形接線兩相兩繼電器式不完全星形接線兩相三繼電器式不完全星形接線兩相一繼電器電流差式接線

5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式（1）三相三繼電器式接線（如圖5.5所示）

圖5.10三相三繼電器式接線

所用保護元件最多所有短路電流都會通過繼電器反映出來，產(chǎn)生相應(yīng)的保護動作。

電路特點5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式（2）兩相兩繼電器式接線和兩相三繼電器式接線（如圖5.6所示）

圖5.10兩相式接線

電路特點

所用元件較少未接互感器的單相短路故障不能保護采用兩相三繼電器接線提高靈敏度5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式（3）兩相一繼電器式接線（兩相差式接線），如圖5.7所示

圖5.10兩相一繼電器式接線

電路特點

流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次側(cè)電流之差不同短路電流通過繼電器有不同的靈敏度。不能反應(yīng)出第三相（B相）的單相接地短路故障5.2線路保護5.2.1電流互感器與電流繼電器的接線方式3．電流互感器與電流繼電器的接線方式表5.2接線系數(shù)Kw的值

項

目

三相三繼電器

兩相兩繼電器

兩相一繼電器

兩相三繼電器

三相短路

11?A、C相短路

112?A、B或B、C相短路

111?

電流互感器和電壓互感器統(tǒng)稱為互感器，是一種特殊的變壓器。

（1）變換功能——把大電壓和大電流變換為低電壓和小電流，便于連接測量儀表和繼電器。（2）隔離作用——使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。（3）擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用的電流范圍，使儀表、繼電器等二次設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，利于批量生產(chǎn)。

（1）電流互感器的結(jié)構(gòu)和原理

按一次繞組的匝數(shù)分類，可分為單匝式和多匝式按用途分類，可分成測量用和保護用按絕緣介質(zhì)分類，可分為油浸式和干式等。分類1-鐵心2-一次繞組3-二次繞組

電流互感器的特點：

1）電流互感器的一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多。

2）一次繞組導(dǎo)體粗，二次繞組導(dǎo)體細，二次繞組的額定電流一般為5A（有的為1A）。

3）工作時，一次繞組串聯(lián)在一次電路中，二次繞組串聯(lián)在儀表、繼電器的電流線圈回路中，二次回路阻抗很小，二次回路接近于短路狀態(tài)。

（3）電流互感器使用注意事項及處理：1）電流互感器在工作時二次側(cè)不能開路。如果開路，二次側(cè)會出現(xiàn)危險的高電壓，危及設(shè)備及人身安全。而且鐵心會由于二次開路磁通劇增而過熱，并產(chǎn)生剩磁，使得互感器準(zhǔn)確度降低。

2）電流互感器的二次側(cè)必須有一端接地，防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人生安全和測量儀表、繼電器等設(shè)備的安全。

3）電流互感器在連接時必須注意端子極性，防止接錯線。（1）電壓互感器的功能、類型和結(jié)構(gòu)特點

按相數(shù)分類，有單相電壓互感器和三相電壓互感器兩大類按絕緣方式和冷卻方式分類，有油浸式和干式按用途分類，有測量用和保護用按結(jié)構(gòu)原理分類，有電磁感應(yīng)式和電容分壓式等。

分類

結(jié)構(gòu)特點

1）一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于一個降壓變壓器。

2）工作時一次繞組并聯(lián)在一次電路中，二次繞組并聯(lián)接儀表、繼電器的電壓線圈回路，二次繞組負(fù)載阻抗很大，接近于開路狀態(tài)。

3）一次繞組導(dǎo)線細，二次繞組導(dǎo)線較粗，二次側(cè)額定電壓一般為100V，用于接地保護的電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為V，開口三角形側(cè)為100/3V。（1）電壓互感器的功能、類型和結(jié)構(gòu)特點

（3）電壓互感器的使用注意事項及處理：

1）電壓互感器在工作時二次側(cè)不能短路。電壓互感器的一、二次側(cè)都必須實施短路保護，裝設(shè)熔斷器。

2）電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。防止電壓互感器一、二次繞組絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。

3）電壓互感器接線時必須注意極性。防止接錯線時，引起事故。單相電壓互感器分別標(biāo)A、X和a、x。三相電壓互感器分別標(biāo)A、B、C、N和a、b、c、n。

5.2線路保護5.2.2線路過電流保護

1．定時限過電流保護裝置組成和原理定時限過電流保護裝置原理電路圖

當(dāng)被保護線路中電流增大且超過整定值時，電流繼電器啟動，同時啟動時間繼電器，待時間繼電器延時到預(yù)先整定時間，保護裝置動作切除故障并報警。這種保護裝置的動作時間是預(yù)先整定的，不隨短路電流大小的變化而變化，因而稱為定時限。定時限過電流保護在工廠供電系統(tǒng)中多采用兩相式接線.5.2線路保護5.2.2線路過電流保護

1．定時限過電流保護裝置組成和原理圖5.10定時限過電流保護裝置原理電路圖

工作原理：正常情況下，斷路器QF閉合，保持正常供電，線路中流過正常電流，此時電流繼電器不會啟動。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時，線路中流過的電流迅速增加，使電流繼電器KA瞬時動作，啟動時間繼電器KT，經(jīng)過延時，KT延時觸點閉合，使串聯(lián)的信號繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動作，KS觸點閉合接通報警線路，KM觸點閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。在短路故障切除后，繼電保護裝置除KS外的其他所有繼電器都自動返回起始狀態(tài)，而KS需手動復(fù)位。

5.2線路保護5.2.2線路過電流保護2．反時限過電流保護裝置的組成和原理

反時限過電流保護就是通過保護裝置的故障電流越大，動作時間越短，而故障電流越小，動作時間就越長。這種保護裝置由GL型電流繼電器組成。工作原理：在正常情況下，電流繼電器通過正常工作電流，其動斷觸點閉合，動合觸點斷開，斷路器的跳閘線圈不會得電。發(fā)生短路時，電流繼電器KA中流過的電流增大，到達其動作值，動合觸點閉合，接通YR，動斷觸點斷開，去掉分流使YR得電帶動斷路器跳閘。

圖5.11交流操作的反時限過電流保護裝置原理圖

5.2線路保護5.2.2線路過電流保護3．過電流保護裝置的動作原理和整定保護要求：線路WL2的首端k點發(fā)生短路時，由于短路電流遠遠大于線路上的所有負(fù)荷電流，所以沿線路的過電流保護裝置包括KA1、KA2均應(yīng)啟動。按照保護選擇性的要求，應(yīng)是靠近故障點k的保護裝置KA2首先斷開QF2，切除故障線路WL2。而KA1應(yīng)立即返回，不至于斷開QF1。

圖5.12過電流保護動作原理圖5.2線路保護5.2.2線路過電流保護3．過電流保護裝置的動作原理和整定（1）過電流保護動作電流的整定

（5-5）

式中Iop——繼電器的動作電流；

Krel——保護裝置的可靠系數(shù)，對DL型繼電器取1.2，對GL型繼電器取1.3；

Kw——保護裝置的接線系數(shù)，三相式、兩相式接線取1，兩相差式接線??；

Kre——保護裝置的返回系數(shù)，對DL型繼電器取0.85，對GL型繼電器取0.8；

Ki——電流互感器變比；

IL.max——線路的最大負(fù)荷電流，可取為(1.5～3)I30。5.2線路保護5.2.2線路過電流保護

3．過電流保護裝置的動作原理和整定（2）過電流保護的動作時限整定和配合

①

定時限過電流保護的動作時限整定和配合。為了保證前后兩級保護裝置動作的選擇性，在后一級保護裝置的線路首端k點發(fā)生三相短路時，前一級保護的動作時間應(yīng)比后一級保護的動作時間要大一個時間差，對于定時限保護裝置，一般取0.5s。

②

反時限過電流保護的動作時限整定和配合。為了保證各保護裝置動作的選擇性，反時限過電流保護裝置也應(yīng)該按照階梯原則來選擇。對反時限過電流保護裝置，t一般取0.7s。

5.2線路保護5.2.2線路過電流保護3．過電流保護裝置的動作原理和整定（2）過電流保護的動作時限整定和配合

（3）過電流保護裝置的靈敏度≥1.5（5-6）

式中

——被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流。

5.2線路保護5.2.2線路過電流保護3．過電流保護裝置的動作原理和整定（2）過電流保護的動作時限整定和配合

（4）越級跳閘的處理

如果是WL2的保護裝置動作，斷路器QF2拒絕跳閘造成越級，則應(yīng)在拉開拒跳斷路器QF2兩側(cè)的隔離開關(guān)后，將其他非故障線路送電；如果是因為WL2的保護裝置未動作造成越級跳閘，則應(yīng)將各線路斷路器斷開，合上越級跳閘的斷路器QF1，再逐條線路試送電，發(fā)現(xiàn)故障線路后，將該線路停電，拉開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再將其他非故障線路送電；如果是保護裝置動作，斷路器QF2跳閘，則應(yīng)拉開斷路器QF2兩側(cè)的隔離開關(guān)，最后再查找保護裝置動作的原因。5.2線路保護5.2.2線路過電流保護4．定時限和反時限過電流保護的比較

定時限過電流保護的優(yōu)點是：動作時間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路電流大小，動作時間是一定的，不會因短路電流小而動作時間長。定時限過電流保護的缺點是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近電源處短路時，保護裝置的動作時間太長。反時限過電流保護的優(yōu)點是：可采用交流操作，接線簡單，所用保護設(shè)備數(shù)量少，因此這種方式簡單經(jīng)濟，在工廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電線路上用得較多。反時限過電流保護的缺點是：整定、配合較麻煩，繼電器動作時限誤差較大，當(dāng)距離保護裝置安裝處較遠的地方發(fā)生短路時，其動作時間較長，延長了故障持續(xù)時間。5.2線路保護5.2.2線路過電流保護5．線路的過負(fù)荷保護過負(fù)荷保護其動作電流整定

圖5.13線路的過負(fù)荷保護線路圖

（5-7）

式中I30——所保護線路的計算電流。5.2線路保護例5.1

如圖5.14所示，某廠10kV供電線路，保護裝置接線方式為兩相式接線。已知WL2的最大負(fù)荷電流為57A，TA1的變比為150/5，TA2的變比為100/5，繼電器均為DL-11/10型電流繼電器。已知KA1已整定，其動作電流為10A，動作時間為1s。k-1點的三相短路電流為500A，k-2點的三相短路電流為200A。試整定保護裝置KA2的動作電流和動作時間，并檢驗其靈敏度。

解：（1）整定KA2的動作電流。

取，，，已知，故

取整數(shù)，動作電流整定為4A。

5.2線路保護例5.1

如圖5.14所示，某廠10kV供電線路，保護裝置接線方式為兩相式接線。已知WL2的最大負(fù)荷電流為57A，TA1的變比為150/5，TA2的變比為100/5，繼電器均為DL-11/10型電流繼電器。已知KA1已整定，其動作電流為10A，動作時間為1s。k-1點的三相短路電流為500A，k-2點的三相短路電流為200A。試整定保護裝置KA2的動作電流和動作時間，并檢驗其靈敏度。

解：（2）整定KA2的動作時間。保護裝置KA1的動作時限應(yīng)比保護裝置KA2的動作時限大一個時間階段，取，因為KA1的動作時間是1s，所以KA2的動作時間為。

5.2線路保護例5.1

如圖5.14所示，某廠10kV供電線路，保護裝置接線方式為兩相式接線。已知WL2的最大負(fù)荷電流為57A，TA1的變比為150/5，TA2的變比為100/5，繼電器均為DL-11/10型電流繼電器。已知KA1已整定，其動作電流為10A，動作時間為1s。k-1點的三相短路電流為500A，k-2點的三相短路電流為200A。試整定保護裝置KA2的動作電流和動作時間，并檢驗其靈敏度。

解：（3）KA2的靈敏度校驗。

KA2保護的線路WL2末端k-2點的兩相短路電流為其最小短路電流，即由此可見，靈敏度滿足要求。

5.2線路保護5.2.3電流速斷保護

1．電流速斷保護的組成及整定圖5.15電流速斷保護的原理圖

電流速斷保護的動作電流必須按躲過它所保護線路末端在最大運行方式下發(fā)生的短路電流來整定。

(5-8）式中Iqb——速斷保護動作電流；

Krel——可靠系數(shù)，對DL系列電流繼電器可取1.2～1.3，對GL系列電流繼電器可取1.4～1.5；

Ik.max——被保護線路末端短路時的最大短路電流。5.2線路保護5.2.3電流速斷保護1．電流速斷保護的組成及整定圖5.16線路電流速斷保護的保護區(qū)

5.2線路保護5.2.3電流速斷保護

2．電流速斷保護的“死區(qū)”及其彌補

由于電流速斷保護的動作電流是按被保護線路末端的最大短路電流來整定的，因而其動作電流會大于被保護范圍末端的短路電流，這使得保護裝置不能保護全段線路，出現(xiàn)一段“死區(qū)”。速斷保護只能保護線路的一部分，而不能保護線路的全長。為了彌補死區(qū)得不到保護的缺點，在裝設(shè)電流速斷保護的線路上，必須配備帶時限的過電流保護。在電流速斷的保護區(qū)內(nèi)，速斷保護為主保護，過電流保護為后備保護；而在電流速斷保護的死區(qū)內(nèi)，過電流保護為基本保護。

5.2線路保護5.2.3電流速斷保護2．電流速斷保護的“死區(qū)”及其彌補例5.2

試整定例5.1中KA2繼電器的速斷電流，并校驗其靈敏度。解：（1）速斷電流的整定。按式（5-8），電流速斷保護裝置繼電器的動作電流為（2）校驗保護靈敏度。KA2保護的線路WL2首端k-1點的兩相短路電流為由此可見，KA2的速斷保護的靈敏度基本滿足要求。5.2線路保護5.2.3電流電壓聯(lián)鎖保護

當(dāng)系統(tǒng)運行方式變化很大時，無時限電流速斷保護的保護范圍可能很小，甚至沒有保護區(qū)。為了在不延長保護動作時間的條件下、增加保護范圍，可采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護。電流電壓聯(lián)鎖速斷保護的接線如圖所示。保護采用不完全星接線，包括二個電流繼電器和三個電壓繼電器分別接在線電壓上，以反應(yīng)各種相間短路故障。電流繼電器和電壓繼電器的接點接成“與”門關(guān)系，這樣，只有在兩者都動作時，保護才能作用于跳閘。5.2線路保護5.2.4單相接地保護1．絕緣監(jiān)察裝置

絕緣監(jiān)察裝置是利用單相接地后出現(xiàn)零序電壓而發(fā)出信號的，在工廠供電系統(tǒng)中常用三相五芯柱式電壓互感器或三只三繞組單相電壓互感器作中性點不接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測裝置，其接線如圖5.17所示。

圖5.17絕緣監(jiān)察裝置原理圖

5.2線路保護5.2.4單相接地保護2．零序電流保護裝置

系統(tǒng)正常運行時，各相電流對稱，電流繼電器線圈電流為零，繼電器不動作，當(dāng)出現(xiàn)單相對地短路故障時，產(chǎn)生零序電流，繼電器動作并發(fā)出信號。

圖5.18由三個電流互感器構(gòu)成的零序電流過濾器

5.2線路保護5.2.4單相接地保護2．零序電流保護裝置

在三相對稱運行以及三相和兩相短路時，二次側(cè)三相電路電流矢量和為零，即沒有零序電流，繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生單相接地時，有零序電流通過，此時在二次側(cè)感應(yīng)出電流，使繼電器動作發(fā)出信號。

圖5.18由三個電流互感器構(gòu)成的零序電流過濾器

5.3

電力變壓器的保護

5.3.1電力變壓器保護裝置的設(shè)置5.3.2變壓器的繼電保護5.3.3變壓器的單相接地保護5.3電力變壓器的保護

5.3.1電力變壓器保護裝置的設(shè)置

1．變壓器易產(chǎn)生的故障和不正常工作狀態(tài)變壓器故障及不正常工作狀態(tài)變壓器故障不正常工作狀態(tài)內(nèi)部故障線圈的相間短路、匝間或?qū)娱g短路、單相接地短路以及燒壞鐵心等。

外部故障套管及引出線上的短路和接地。

過負(fù)荷、溫升過高以及油面下降超過了允許程度等。

5.3電力變壓器的保護

5.3.1電力變壓器保護裝置的設(shè)置

2．變壓器的保護裝置

根據(jù)長期的運行經(jīng)驗和有關(guān)的規(guī)定，對于高壓側(cè)為6～10kV的車間變電所主變壓器應(yīng)裝設(shè)以下幾種保護裝置：（1）帶時限的過電流保護裝置。（2）電流速斷保護裝置。（3）瓦斯保護裝置。（4）過負(fù)荷保護裝置。（5）溫度保護裝置。5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

1．變壓器的過電流保護變壓器過電流保護動作電流整定

（5-9）

式中IL.max——(1.5～3)I1N.T

；

I1N.T——變壓器一次側(cè)的額定電流。

其動作時間也按“階梯原則”整定，與線路過電流保護完全相同。對車間變電所來說，其動作時間可整定為最小值（0.5s）。靈敏度按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路電流換算到高壓側(cè)來校驗。5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

1．變壓器的過電流保護變壓器過電流保護動作跳閘，應(yīng)作如下檢查和處理：（1）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路；（2）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備是否短路；（3）檢查低壓側(cè)保護是否動作，各條線路的保護有無動作；（4）確認(rèn)母線無電時，應(yīng)拉開該母線所帶的線路；（5）如是母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負(fù)荷的方法處理；（6）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器；（7）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護2．變壓器的電流速斷保護

變壓器電流速斷保護主要是對變壓器的內(nèi)部故障，如相間短路等進行保護。

動作電流整定計算公式

（5-10）

式中

Ik.max——變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流換算到高壓側(cè)的穿越電流值。靈敏度按保護裝置安裝處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流值來校驗。要求Sp≥1.5。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

3．變壓器的過負(fù)荷保護過負(fù)荷保護動作電流整定計算公式

I30－－變壓器一次側(cè)的額定電流，動作時間取10～15s。5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

瓦斯繼電器（氣體繼電器），安裝于變壓器油箱與油枕之間的連通管上，如圖5.20所示。為讓變壓器的油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體順利通過與瓦斯繼電器連接的管道流入油枕，應(yīng)保證連通管對變壓器油箱頂蓋有2%～4%的傾斜度，變壓器安裝應(yīng)取1%～1.5%的傾斜度。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

瓦斯繼電器有浮筒式和開口杯式

開口杯式結(jié)構(gòu)及工作：變壓器正常運行時，上開口杯3及下開口杯7都浸在油內(nèi)，均受到浮力。因平衡錘的重量所產(chǎn)生的力矩大于開口杯（包括杯內(nèi)的油重）一側(cè)的力矩，開口杯處于向上傾斜的位置，此時上、下兩對觸點都是斷開的。

圖5.21FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動觸點；6—上靜觸點；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動觸點；10—下靜觸點；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥；18—接線盒5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

開口杯式結(jié)構(gòu)及工作：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生的氣體聚集在繼電器的上部，迫使繼電器內(nèi)油面下降，上浮子的開口杯3逐漸露出油面，浮力逐漸減小，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落，這時上接點閉合而接通信號回路，這稱之為“輕瓦斯動作”。

圖5.21FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動觸點；6—上靜觸點；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動觸點；10—下靜觸點；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥；18—接線盒5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

開口杯式結(jié)構(gòu)及工作：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，產(chǎn)生的大量氣體或強烈的油流將沖擊擋板14，使下開口杯7立刻向下轉(zhuǎn)動，使下觸點接通跳閘回路，這稱之為“重瓦斯動作”。

圖5.21FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動觸點；6—上靜觸點；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動觸點；10—下靜觸點；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥；18—接線盒5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

開口杯式結(jié)構(gòu)及工作：如果變壓器油箱漏油，使得瓦斯繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡，先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出信號，接著繼電器的下油杯下降，使斷路器跳閘。

圖5.21FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動觸點；6—上靜觸點；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動觸點；10—下靜觸點；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥；18—接線盒5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護4．電力變壓器的瓦斯保護（1）瓦斯保護工作原理。

瓦斯保護動作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，并能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，在工廠中使用相當(dāng)廣泛，但它不能反映變壓器引出端子以上的故障。

圖5.22瓦斯保護的原理接線圖5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

4．電力變壓器的瓦斯保護（2）變壓器瓦斯保護動作后的故障分析。

①收集瓦斯繼電器內(nèi)的氣體做色譜分析，如無氣體，應(yīng)檢查二次回路和瓦斯繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好；②檢查油位、油溫、油色有無變化；③檢查防爆管是否爆裂噴油；④檢查變壓器外殼有無變形，焊縫是否開裂噴油；⑤如果經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，而確定是因二次回路故障引起誤動作時，可退出瓦斯保護，投入其他保護，試送變壓器，并密切監(jiān)視；⑥在瓦斯保護的動作原因未查清前，不得合閘送電。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

4．電力變壓器的瓦斯保護（2）變壓器瓦斯保護動作后的故障分析。

當(dāng)外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異常時，應(yīng)查明瓦斯繼電器中的氣體的性質(zhì)：如積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體不可燃，而且是無色無味的，說明是空氣進入繼電器內(nèi)，此時變壓器可繼續(xù)運行。如氣體是可燃的，則說明變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質(zhì)來鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)。如氣體的顏色為黃色不易燃的，為木質(zhì)絕緣損壞，應(yīng)停電檢修；氣體的顏色為灰色和黑色易燃的，有焦油味，閃點降低，則說明油因過熱分解或油內(nèi)曾發(fā)生過閃烙故障，必要時停電檢修；氣體的顏色為淺灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙質(zhì)絕緣損壞，應(yīng)立即停電檢修。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護5．變壓器的差動保護（1）變壓器差動保護的工作原理。

在變壓器正常工作或保護區(qū)域外部發(fā)生短路故障時，電流互感器二次側(cè)電流同時增加，流入繼電器的動作電流也是為零，或僅為變壓器一、二次側(cè)的不平衡電流，不平衡電流小于繼電器動作電流，故保護裝置不動作。

當(dāng)變壓器差動保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，在單電源的情況下，，流入繼電器回路的電流，如圖5.23（b）所示。此時繼電器回路的電流大于其動作電流，保護裝置動作，使QF1、QF2同時跳閘，切除變壓器。5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護5．變壓器的差動保護（2）變壓器差動保護動作跳閘后的檢查和處理

①查變壓器本體有無異常，檢查差動保護范圍內(nèi)的瓷瓶是否有閃絡(luò)、損壞，引線是否有短路；②如果變壓器差動保護范圍內(nèi)的設(shè)備無明顯故障，應(yīng)檢查繼電保護及二次回路是否有故障，直流回路是否有兩點接地；③經(jīng)以上檢查無異常時，應(yīng)在切除負(fù)荷后立即試送一次，試送后又跳閘，不得再送；④如果是因繼電器或二次回路故障、直流兩點接地造成的誤動作，應(yīng)將差動保護退出運行，將變壓器送電后，再處理二次回路故障及直流接地；⑤

差動保護及重瓦斯保護同時動作使變壓器跳閘時，不經(jīng)內(nèi)部檢查和試驗，不得將變壓器投入運行。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

6．保護故障分析實例

某中型工廠新建35kV變電所在運行中發(fā)生多次越級跳閘事故。10kV線路WL1故障（如圖5.24所示），其斷路器跳閘，但同時變壓器過電流保護跳閘，造成10kV母線停電，中斷其他線路的供電。經(jīng)繼電保護人員現(xiàn)場的分析，估計有以下幾種原因引起變壓器過電流保護動作：（1）變壓器過電流保護整定值與下級整定值配合不當(dāng)；（2）變壓器過電流保護整定值校驗不準(zhǔn)，取值過?。唬?）WL1線路過電流整定值校驗不準(zhǔn)，取值過大；（4）變壓器過電流繼電器線圈并聯(lián)接成串聯(lián)，以致整定值減小一半；（5）WL1線路過電流繼電器線圈串聯(lián)接成并聯(lián)，以致整定值增大一半；（6）變壓器過電流時間與WL1線路過電流時間配合不當(dāng)。

圖5.24電力線路

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

6．保護故障分析實例

某中型工廠新建35kV變電所在運行中發(fā)生多次越級跳閘事故。10kV線路WL1故障（如圖5.24所示），其斷路器跳閘，但同時變壓器過電流保護跳閘，造成10kV母線停電，中斷其他線路的供電。為了進一步查明原因，繼電保護人員做了如下的實驗：在變壓器和WL1線路保護柜的電流互感器二次側(cè)的試驗端子排處，把兩過電流保護的交流回路串聯(lián)起來，再串接WL1的斷路器的主接點。沖擊性地加入可使兩過電流保護動作的電流值。正常的話，WL1的斷路器主接點先動作，斷開試驗交流電源（模擬短路電流），而變壓器的繼電保護裝置達不到動作時間而復(fù)位，不會跳閘。但事實上變壓器和WL1的斷路器都動作跳閘。因此判斷問題出在變壓器保護回路的接線上。經(jīng)查變壓器保護裝置的二次接線，發(fā)現(xiàn)過電流保護裝置的時間繼電器接點接錯，動作時間縮短，與線路的過電流保護動作時間一樣。因而在線路故障時，變壓器過電流保護和線路過電流保護同時動作，造成越級跳閘母線停電。圖5.24電力線路

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護

7．變壓器的異常聲音

（1）當(dāng)有大容量的動力設(shè)備啟動時，負(fù)荷變化較大，使變壓器聲音增大；（2）過負(fù)荷使變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲；（3）個別零件松動，如鐵心的穿心螺絲夾得不緊，使鐵心松動，變壓器發(fā)出強烈而不均勻的噪音；（4）內(nèi)部接觸不良，或絕緣有擊穿，變壓器發(fā)出放電的“劈啪”聲；（5）系統(tǒng)短路或接地，通過很大的短路電流，使變壓器有很大的噪音；（6）系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時，變壓器發(fā)出粗細不均的噪音。（7）變壓器高壓套管臟污和裂損時，會發(fā)生表面閃絡(luò)，發(fā)出“嘶嘶”或“哧哧”的響聲，晚上可看到火花。

5.3電力變壓器的保護

5.3.2變壓器的繼電保護7．變壓器的異常聲音

（8）變壓器電源電壓過高時，會使變壓器過勵磁，響聲增大且尖銳。（9）變壓器繞組發(fā)生層間或匝間短路時，變壓器會發(fā)出“咕嘟咕嘟”的開水沸騰聲。（10）變壓器的鐵心接地斷線時，變壓器將產(chǎn)生“嗶剝嗶剝”的輕微放電聲。（11）變壓器投入運行時，若分接開關(guān)不到位，將發(fā)出較大的“啾啾”響聲，嚴(yán)重時造成高壓熔絲熔斷；如果分接開關(guān)接觸不良，就會產(chǎn)生輕微的“吱吱”火花放電聲，一旦負(fù)荷加大，就有可能燒壞分接開關(guān)的觸頭。遇到這種情況，要及時停電修理。

5.3電力變壓器的保護

5.3.3變壓器的單相接地保護

當(dāng)變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)單相對地短路時，短路電流很大，應(yīng)設(shè)置保護裝置動作于跳閘。變壓器高壓側(cè)裝設(shè)的過電流保護的靈敏度往往達不到要求。一般可用變壓器低壓側(cè)裝設(shè)帶過電流脫扣器的自動空氣開關(guān)或低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器來解決，也可以在變壓器低壓側(cè)中性點引出線上裝設(shè)專門的零序電流保護，以及改兩相兩繼電器式接線為兩相三繼電器式接線、三相三繼電器式接線等。圖5.25變壓器的零序電流保護圖5.25所示為變壓器的零序電流保護原理電路，保護裝置由零序電流互感器和過電流繼電器組成，當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時，零序電流經(jīng)電流互感器使電流繼電器動作，斷路器跳閘，將故障切除。

5.4工廠低壓供電系統(tǒng)的保護

5.4.1熔斷器保護5.4.2低壓斷路器保護5.4工廠低壓供電系統(tǒng)的保護

5.4.1熔斷器保護

低壓熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓500V以下的電路中，作為電力線路、電動機及其他電器的過載及短路保護。1．熔斷器選擇要求

選擇熔斷器時應(yīng)滿足下列條件：（1）熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于裝置安裝處的工作電壓。（2）熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所裝設(shè)的熔體額定電流。（3）熔斷器的類型應(yīng)符合安裝處條件（戶內(nèi)或戶外）及被保護設(shè)備的技術(shù)要求。（4）熔斷器的斷流能力應(yīng)進行校驗。（5）熔斷器保護還應(yīng)與被保護的線路相配合，使之不至于發(fā)生因過負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過熱起燃而熔斷器不熔斷的事故。5.4工廠低壓供電系統(tǒng)的保護

5.4.1熔斷器保護2．前后熔斷器之間的選擇性配合

為了保證動作選擇性，也就是保證最接近短路點的熔斷器熔體先熔斷，以避免影響更多的用電設(shè)備正常工作，必須要考慮上下級熔斷器熔體的配合。前后熔斷器的選擇性配合，宜按它們的保護特性曲線（安秒特性曲線）來校驗。為了滿足選擇性，必須滿足的條件是，即。圖5.26熔斷器保護5.4工廠低壓供電系統(tǒng)的保護

5.4.2低壓斷路器保護3．低壓斷路器的運行維護（1）檢查所帶的正常最大負(fù)荷是否超過斷路器的額定值；（2）檢查分、合閘狀態(tài)是否與輔助觸點所串接的指示燈信號相符合；（3）監(jiān)聽斷路器在運行中有無異常響聲；（4）檢查斷路器的保護脫扣器狀態(tài)，例如整定值指示位置有無變動；（5）如較長時間的負(fù)荷變動（增加或減少），則需要相應(yīng)調(diào)節(jié)過電流脫扣器的整定值，必要時應(yīng)更換；（6）斷路器發(fā)生短路故障掉閘或遇有噴弧現(xiàn)象時，應(yīng)對斷路器進行解體檢修。檢修完畢，應(yīng)作幾次傳動試驗，檢查是否正常。5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.1備用電源自動投入裝置（APD）

為了提高供電的可靠性，縮短故障停電時間，減少經(jīng)濟損失，在二次系統(tǒng)中還常設(shè)置備用電源自動投入裝置（APD）和自動重合閘（ARD）裝置。

當(dāng)工作電源不論由于何種原因而失去電壓時，備用電源自動投入裝置（APD）能夠?qū)⑹ル妷旱碾娫辞袛?，隨即將另一備用電源自動投入以恢復(fù)供電。

備用電源接線方式示意圖

正常情況下，由工作電源供電，備用電源由于QF2斷開處于備用狀態(tài)。當(dāng)工作電源故障時，APD動作，將斷路器QF1斷開，切斷故障的工作電源，然后合上QF2，使備用電源投入工作，恢復(fù)供電。

正常工作時，兩路電源同時工作，Ⅰ段母線和Ⅱ段母線分別由電源A和電源B供電，通過斷路器互為備用。如電源A發(fā)生故障，APD動作，將QF1斷開，將分段斷路器QF3自動投入，此時母線Ⅰ由電源B供電。

6.4備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

6.4.1備用電源自動投入裝置（APD）

1．對備用電源自動投入裝置的基本要求（1）當(dāng)常用電源失壓或電壓降得很低時，APD應(yīng)把此路斷路器分?jǐn)?。如上級斷路器裝有自動重合閘裝置時，APD應(yīng)帶時限跳閘，以便躲過上級自動重合閘裝置的動作時間。（2）常用斷路器因繼電保護動作(負(fù)載側(cè)故障)跳閘，或備用電源無電時，APD均不應(yīng)動作。（3）APD只應(yīng)動作一次，以免將備用電源合閘到永久性故障上去。（4）APD的動作時間應(yīng)盡量縮短。（5）電壓互感器的熔絲熔斷或其刀開關(guān)拉開時，APD不應(yīng)誤動作。（6）常用電源正常的停電操作時APD不能動作，以防止備用電源投入。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.1備用電源自動投入裝置（APD）

2．低壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器自投電路示例直流操作的母線分段斷路器APD部分原理圖

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.1備用電源自動投入裝置（APD）

2．低壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器自投電路示例

正常時QFl和QF2合閘，QF3處于斷開位置，兩路電源G1和G2分別向母線段Ⅰ和Ⅱ供電。QFl和QF2常開觸點閉合，閉鎖繼電器KL處于動作狀態(tài)，其延時斷開常開觸點KLl-2、KL3-4閉合。電壓繼電器KVl～KV4均處于動作狀態(tài)，APD處于準(zhǔn)備動作狀態(tài)。5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.1備用電源自動投入裝置（APD）

2．低壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器自投電路示例

當(dāng)某一電源（如G1）失電時母線工作電壓降低，接于TVl上的KVl、KV2失電釋放，其常閉觸點KVl1-2、KV21-2閉合。此時若G2電源正常，常開觸點KV41-2是閉合的，時間繼電器KTl啟動，經(jīng)預(yù)定延時后延時閉合觸點KTl1-2閉合，接通跳閘線圈YRl使QFl跳閘。QFl跳閘后，其常閉輔助觸點QF17-8閉合，使QF3的合閘接觸器YO經(jīng)閉鎖繼電器的KL1-2觸點（延時斷開）接通，QF3合閘，APD動作完成。原來由G1電源供電的負(fù)載，現(xiàn)在全部切換至G2電源繼續(xù)供電，待G1電源恢復(fù)正常后，再切換回來。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.1備用電源自動投入裝置（APD）

2．低壓側(cè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器自投電路示例

如果QF3合閘到永久性故障上，則在過電流保護作用下QF3立即跳閘，QF3跳閘后其合閘回路中的常閉觸點QF31-2又重新閉合，但因閉鎖繼電器的KLl-2觸點此時已經(jīng)斷開，保證了QF3不會再次重新合閘。如果是G2電源發(fā)生事故而失電，則通過APD操作將原來由G2電源供電的負(fù)載，切換至G1電源繼續(xù)供電，操作過程同上。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.2自動重合閘裝置（ARD）

斷路器因保護動作跳閘后能自動重新合閘的裝置稱為自動重合閘裝置，簡稱ARD或ZCH。

規(guī)程規(guī)定，電路在1kV以上的架空線路和電纜線路與架空的混合線路，當(dāng)具有斷路器時，一般均應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置；對電力變壓器和母線，必要時可以裝設(shè)自動重合閘裝置。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.2自動重合閘裝置（ARD）1．自動重合閘裝置的分類

（1）按照ARD的作用對象可分為線路、變壓器和母線的重合閘，其中以線路的自動重合閘應(yīng)用最廣。（2）按照ARD的動作方法可分為機械式重合閘和電氣式重合閘，前者多用在斷路器采用彈簧式或重錘式操動機構(gòu)的變電所中，后者多用在斷路器采用電磁式操動機構(gòu)的變電所中。（3）按照ARD的使用條件可分為單側(cè)或雙側(cè)電源的重合閘，在工廠和農(nóng)村電網(wǎng)中以前者應(yīng)用最多。（4）按照ARD和繼電器保護配合的方式可分為ARD前加速、ARD后加速和不加速三種，究竟采用哪一種，應(yīng)視電網(wǎng)的具體情況而定，但以ARD后加速應(yīng)用較多。（5）按照ARD的動作次數(shù)可分為一次重合閘、二次重合閘或三次重合閘。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.2自動重合閘裝置（ARD）2．對自動重合閘裝置的基本要求

（1）當(dāng)值班人員手動操作或由遙控裝置將斷路器斷開時，ARD裝置不應(yīng)動作。當(dāng)手動投入斷路器，由于線路上有故障隨即由保護裝置將其斷開后，ARD裝置也不應(yīng)動作。（2）除上述情況外，當(dāng)斷路器因繼電保護或其他原因而跳閘時，ARD均應(yīng)動作，使斷路器重新合閘。（3）為了能夠滿足前兩個要求，應(yīng)優(yōu)先從采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則來啟動重合閘。（4）無特殊要求時對架空線路只重合閘一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘后，就不應(yīng)再動作。對電纜線路不采用ARD。（5）自動重合閘動作以后，應(yīng)能自動復(fù)歸準(zhǔn)備好下一次再動作。（6）自動重合閘裝置應(yīng)能夠在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護動作，以便更好地和繼電保護相配合，減少故障切除時間。（7）自動重合閘裝置動作應(yīng)盡量快，以便減少工廠的停電時間。一般重合閘時間為0.7s左右。

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.2自動重合閘裝置（ARD）3．自動重合閘繼電器KAR的結(jié)構(gòu)和工作原理

DH-2型自動重合閘繼電器由一個時間繼電器（時間元件）、一個電碼繼電器（中間元件）及一些電阻、電容元件組成，其原理接線圖如圖所示。

DH-2型重合閘繼電器

5.5備用電源自動投入裝置及自動重合閘裝置

5.5.2自動重合閘裝置（ARD）3．自動重合閘繼電器KAR