【正文】 1 第一章 緒論 繼電保護(hù)概述 研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對策和反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)。 繼電保護(hù)裝置 組成 繼電保護(hù)裝置：就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)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。 繼電保護(hù)一般由三個部分組成 :測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。 繼電保護(hù)的基本任務(wù) 發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。 反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。 繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 繼電保護(hù)的基本原理及分類 繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng) 突變量達(dá)到一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信測量部分邏輯部分執(zhí)行部分故障參數(shù)量 輸出信號整定值圖1 —3 繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)圖 2 號。 故障后，工頻電氣量變化的主要特征及可以構(gòu)成的保護(hù) ： （ 1） 電流增大，構(gòu)成電流保護(hù)。 （ 2）電壓降低，構(gòu)成低電壓保護(hù)。 （ 3）電流與電壓之間的相位角改變 ，構(gòu)成功率方向保護(hù)。 （ 4）測量阻抗發(fā)生變化，構(gòu)成距離保護(hù)。 （ 5）故障時被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化 ，構(gòu)成差動保護(hù) 。 （ 6）不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，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) 。 按作用的不同繼電保護(hù)又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)。 主保護(hù)是指被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障時，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求的、有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。 后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動作時，用以將故障切除的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)兩種。 遠(yuǎn)后備是指主保護(hù)或斷路器拒絕時， 由相鄰元件的保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)的后備； 近后備是指當(dāng)主保護(hù)拒絕動作時，由本元件的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備，當(dāng)斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。 對繼電保護(hù)的基本要求 選擇性 指保護(hù)裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。 速動性 指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 靈敏性 電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生 故障或不正常運(yùn)行情況時，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護(hù)的靈敏度就越高，反之就越低。 可靠性 是對繼電保護(hù)最根本的要求。 要求繼電保護(hù)在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。同時 要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不拒動 。 以上四個基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評價繼電3 保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，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。 第二章 降壓變電所繼電保護(hù)的規(guī)劃 系統(tǒng)分析及其繼電保護(hù)要求 由降壓變電所的一次部分設(shè)計(jì)可知：該變電所有兩路電源，正常運(yùn)行 一路運(yùn)行一路備用 。且 系統(tǒng)要求，只有在工作電源停電時才允許備用電源供電。系統(tǒng)正常供電為 35KV單電源供電， 10KV側(cè)采用單母線分段接線。 本廠絕大部分用電設(shè)備均屬于長期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電時間超過兩分鐘將造成產(chǎn)品報廢；停電時間超過半小時，主要設(shè)備池，爐將會損壞；全廠停電將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，故主要車間及輔助設(shè)施均為Ⅰ類負(fù)荷。 為保證安全供電和電能質(zhì)量，繼電保護(hù)應(yīng)滿足四項(xiàng)基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。 系統(tǒng)故障分析 在該變電所一次部分 設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備 。 線路故障 主要故障為單相 短路接地、相間短路 和三相 短路。 電力變壓器的故障 ： 分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。 變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。 變壓器的內(nèi)部故障 包括繞組的相間短路，接地短路，匝間短路以及鐵芯的燒損等，對變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因?yàn)橛拖鋬?nèi)出現(xiàn)故障時，所產(chǎn)生的電弧，將會引起絕緣物質(zhì)的劇烈變化，從而有可能引起爆炸，因此，這些故障應(yīng)該盡快加以切除。 變壓器的不正常運(yùn)行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及不允許 油面下降。 10KV 線路的繼電保護(hù)裝置 相 間 短路保護(hù) 4 對于不帶電抗器的單側(cè)電源線路，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。（根據(jù)《電力工程電氣設(shè)備手冊》 [1] 1991 年 能源部西北電力設(shè)計(jì)院編 P707）其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)。 單相接地短路保護(hù) 在一次部分設(shè)計(jì)中， 10KV 母線上安裝的電壓互感器上有一個線圈是測量零序電壓，在單相接地電流能滿足保護(hù)的選擇性