【正文】 按信號復(fù)歸方式分為自動復(fù)歸信號和手動復(fù)歸信號等。 因此，可根據(jù)電氣設(shè)備在電力生產(chǎn)中不同的作用分成一次設(shè)備和二次設(shè)備。遙控命令可在變電所監(jiān)控后臺機(jī)上操作發(fā)出，也可由上級調(diào)度自動化系統(tǒng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出。 保護(hù)裝置用硬件完全相同的保護(hù) CPU 模件完成不同保護(hù)功能，各 CPU 模件之間互相獨(dú)立。不同配置的微機(jī)保護(hù)，輸入的開關(guān)量信號是不同的，保護(hù)的輸出部分也是不同的。它不受運(yùn)行方式變化的影響，并被廣泛應(yīng)用。 測量用單相電磁式電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級為： ， ， ， ， 。 1%。按照國家標(biāo)準(zhǔn)《電流互感器》 GB120875 規(guī)定，電力系統(tǒng)用電流互感器的誤差限值。 微機(jī)防誤系統(tǒng)通過軟件將現(xiàn)場大量的二次閉鎖回路變?yōu)殡娔X中的五防閉鎖規(guī)則庫，實(shí)現(xiàn)了防誤閉鎖的數(shù)字化，并可以實(shí)現(xiàn)以往不能實(shí)現(xiàn)或者是很難實(shí)現(xiàn)的防誤功能，應(yīng)該說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的最新技術(shù)和飛躍。機(jī)械閉鎖可以實(shí)現(xiàn)正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖 直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優(yōu)點(diǎn) 。（ 4）隔離開關(guān)應(yīng)有所處狀態(tài)的位置信號。 操作電源回路 操作電 源回路包括儲能電機(jī)、照明、加熱除濕以及插座供電回路，一般電源使用電纜從斷路器端子箱引入，操作電源回路設(shè)有保護(hù)開關(guān) (一般為空氣斷路器 )。合閘電流約為 100A 左右，合閘保險(xiǎn)按 1/31/4 選取。 2．按控制電源電壓分 斷路器的控制方式接控制電源電壓分為強(qiáng)電控制和弱電控制兩種。因此 ,高壓斷路器工作的好壞 ,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行；高壓斷路器種類很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（ SF6 斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等； 低壓斷路器是一種既有手動開關(guān)作用，又能自動進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。 3）角形接線 它是將斷路器布置閉合成環(huán)，并在相鄰兩臺斷路器之間引接一條回路的接線。 （ 1）有母線接線 有匯流母線的接線形式的基本環(huán)節(jié)是電源、母線和出線（饋線）。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。應(yīng)視電壓等級和出線回?cái)?shù)，酌情選用。將高性能的微處理器應(yīng)用于整個裝置中，可以大大提高其運(yùn)算速度，減少運(yùn)算時間，這對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)來說也一個非常關(guān)鍵的問題。這樣，在經(jīng)濟(jì)性方面也優(yōu)于傳統(tǒng)保護(hù)。繼電保護(hù)的困難在于不僅要滿足測量的精度，更重要的是在各種復(fù)雜的情況下都要能滿足相互 矛盾的四項(xiàng)要求，即“要正確動作，該動則動，不該動則不動。 本文的主題是采用微機(jī)保護(hù)裝置對 110kV 線路的二次回路的保護(hù)研究。因而被喻為電力系統(tǒng)的無聲警衛(wèi)。通過軟件算法的改善，可以較好地解決原有模擬繼電保護(hù)裝置無法解決的一些問題。此后，各個廠家以 80C196 微控制器為控制核心相繼研制了各自的線路保護(hù)，并在國內(nèi)電力系統(tǒng) 110kV～ 500kV 線路中廣泛運(yùn)用，有代表的制造廠家有：南瑞繼保、南京電力自動化總廠、四方公司、許昌繼電器廠等。 本課題研究的意義 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、用電負(fù)荷性質(zhì)和用戶對供電的要求都發(fā)生了很大的變化，這也對繼電保護(hù)工作提出了越來 越高的要求。 對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器少或不用斷路器的接線。 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。有兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。 (3)該電氣主接線方式投資較小。斷路器的控制方式有多種，分述如下。 分為液壓操作機(jī)構(gòu)，彈簧操作機(jī)構(gòu)和電磁操作機(jī)構(gòu)。 (7)接線應(yīng)簡單可靠、使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。 63kV 及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。 (4) 防止誤合、 分?jǐn)嗦菲鳌? 電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機(jī)構(gòu)動作，來實(shí)現(xiàn)解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環(huán)節(jié)中是不可缺少的閉鎖元件。 4）為了滿足測量儀表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有 2～ 8 個二次繞阻的電流互感器。 5P20表示在加 20 倍額定電流的情況下，誤差小等于 5% 暫態(tài)保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級分為 TPX、 TPY、 TPZ 三個級別。 (3) 對中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，電流互感器應(yīng)采用三相式 (三相都裝電流互感器 )，以取得零序電流；對中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，一般為兩相式 (裝于 A、 C 兩相上 )以保護(hù)相間短路，對重要回路 (如發(fā)電機(jī) )，為防止兩點(diǎn)異相接地或需提高靈敏度時，則電流互感器可為三相式。不是因?yàn)榫€路有電壓保護(hù)才配線路 TV，線路電壓用于檢無壓、檢同期重合閘以及線路側(cè)接地刀閘的防誤操作。微機(jī)型零序方向電流保護(hù)與常規(guī)的零序方向電流保護(hù)一樣遵循高壓線路繼電保護(hù)裝置“四統(tǒng)一”（統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；統(tǒng)一原理接線；統(tǒng)一符號；統(tǒng)一端子排布置）設(shè)計(jì)要求，在許多基本原則上是一致的。 對相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護(hù)裝置。 技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)性能 (1) 采樣回路精確工作范圍 a) 電壓： V～ 70V (PSL 626C、 PSL 627C 為 ～ 120V) b) 電流： － 20In (2) 模擬量測量精度 誤差不大于177。 (2)由隔離開關(guān) (QS)、地刀 (QE)經(jīng)斷路器端子箱提供的 1QS、 2QS、 3QS 的分合位置和 1QE、 3QE 3QE2 的合閘位置這些信號給測控柜，以及 1QS、 2QS、 3QS 的操作機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)給測控柜對 QS、 QE 進(jìn)行分、合閘操作。二次回路主要包括以下內(nèi)容： 一、控制回路 控制回路的作用是，對變電站開關(guān)設(shè) 備進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方跳、合閘操作，以滿足改變主系統(tǒng)進(jìn)行方式及處理故障的要求。操作電源系統(tǒng)是由直流電源或交流電源供電，一般常由直流 電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。信號系統(tǒng)是由信號發(fā)送機(jī)構(gòu)、信號接受顯示元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。它的特點(diǎn)是電力生產(chǎn)、輸送、分配和使用在同一時間完成。測控單元將采集的信息轉(zhuǎn)為數(shù)字信號由網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控后臺機(jī)。當(dāng)線路有分支時，線路側(cè)保護(hù)對線路分支上的故障，應(yīng)首先滿足速動性，對分支變壓器故障，允許跳線路側(cè)斷路器。 目前，在我國 110kV 電網(wǎng)中，一般的 110kV 線路配置有距離保護(hù)、零序方向電流保護(hù)及三相一次重合閘；重要的 110kV 線路，如雙回線、聯(lián)絡(luò)線等，配置有縱差保護(hù)或高頻保護(hù)、距離保護(hù)、零序方向電流保護(hù)及三相一次重合閘。一些遠(yuǎn)距離重負(fù)荷線路，由于線路的最大負(fù)荷電流可能與線路短路時的短路電流相差不多，對這樣的線路，即使采用過電流保護(hù)，其靈敏度也常常不能滿足要求。 圖 電流互感器配 置示意圖 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 電壓互感器 電壓互感器將一次側(cè)的大電壓變?yōu)槎蝹?cè)的小電壓。 % TPY 級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為在指定的暫態(tài)工作循環(huán)中的峰值瞬時誤差。1。經(jīng)過 10 多年來的發(fā)展，微機(jī)防誤閉鎖裝置已逐漸成熟，并已在電力系統(tǒng)中廣泛推廣。在發(fā)生誤操作時，可以實(shí)現(xiàn)自動閉鎖，阻止誤操作的進(jìn)行。（ 3）操作脈沖應(yīng)是短時的，完成操作后，應(yīng)能自動解除。 GL312 型斷路器包含的此類回路有： SF6泄露閉鎖、合閘壓力閉鎖、自動重合閘閉鎖等。缺點(diǎn)：合閘線圈消耗的功率太大，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)笨重，合閘時間較長。一般對 10kV 線路以及廠用電動機(jī)等采用就地控制，可大大減少主控制室的占地面積和控制電纜數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時 ,它和繼電保護(hù)配合 ,能迅速切斷故障電流 ,以防止擴(kuò)大事故范圍。 2）橋形接線 當(dāng)只有兩臺主變壓器和兩回輸電線路時 ，采用橋形接線，所用斷路器數(shù)量最南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 少。 有匯流母線的接線形式可概括地分為單母線接 線 (及單母線分段接線 )和雙母線接線 (及雙母線分段接線 )兩大類。 衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。 對于 6～ 220kV 電壓配電裝置的接線，一般分兩類：一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。新一代數(shù)字芯片的出現(xiàn)，特別是高速數(shù)字信號處理器 DSP（ Digital Signal Processor）以其高速、實(shí)時、低功耗和高集成度而得到大量的推廣及應(yīng)用，這必將引起繼電保護(hù)新一輪的革命。而且，微機(jī)保護(hù)裝置是一個可編程序的裝置，它可基于通用硬件實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能，使硬件種類大大減少。 這些要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對不同的使用條件，分別地進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此，對繼電保護(hù)裝置本身的要求也越來越高。因此裝置的某些缺陷可能不被覺察，從而成為故障，是不正確動作的隱患。 (5）便于遠(yuǎn)方監(jiān)控： 目 前的微機(jī)保護(hù)裝置均設(shè)有通信接口，這樣可以方便地將各地保護(hù)裝置納入變電站綜合自動化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方修改定值與投切保護(hù)裝置。 繼電保護(hù)所應(yīng)用元器件的發(fā)展，在一定程度上將推動繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。對系統(tǒng)保護(hù)性能和功能需求的不斷提高，也是促使擔(dān)任微機(jī)保護(hù)裝置的處理器位數(shù)不斷提升的主要原因之一。當(dāng)出線為 2 回時，一般采用橋形接線。 1)投資?。褐鹘泳€簡單，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的投資；占地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。 3） 3/2 臺斷路器接線 每 2 條回路共用 3 臺斷路器，每串的中間一臺斷路器為聯(lián)絡(luò)斷路器。滿足電氣主接線方式“可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)”的要求，適用于本次設(shè)計(jì)。 1．按控制地點(diǎn)分 (1)集中控制。液壓操作機(jī)構(gòu)利用油泵壓縮 10航空液壓油，利 用油壓傳遞將氮?dú)鈮嚎s，儲存能量，一旦跳合閘線圈動作，能量釋放，完成開關(guān)分合閘。 斷路器控制的基本回路 合閘回路 圖 合閘回路示意圖 （ 1）就地操作合閘 轉(zhuǎn)換開關(guān) S3調(diào)整至就地控制檔位； X1602S4合閘按 S3K11S11合閘線圈 Y4S2K14S3S4 合閘按鈕 X1607 構(gòu)成合閘通路。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)； (4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)； (5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。 (5) 防止誤入帶電間隔等電氣誤操作事故。電氣閉鎖的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，沒有輔助動作，但是在安裝使用中也存在以下幾個突出問題： (1)一般來說電磁鎖單獨(dú)使用時，只有解鎖功能沒有反向閉鎖功能。對于大電流接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小電流接地系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置； 5）對于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 設(shè)置。 TPX 級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為在指定的暫態(tài)工作循環(huán)中的峰值瞬時誤差。而不應(yīng)布置于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)以防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路并跳閘后產(chǎn)生誤強(qiáng)勵。電流電壓保護(hù)，其保護(hù)范圍隨系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而變化。因?yàn)樗鼈冎环磻?yīng)一端電氣量的變化，不能區(qū)別是被保護(hù)線路末端短路還是相鄰 線路首段短路，為了保證保護(hù)動作的選擇性，反 南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 映線路末端的保護(hù)必須帶有一定的延時，這樣，就不可能做到無時限切除被保護(hù)線路上任一處的故障。接地和相間短路保護(hù)分別按 和 中的相應(yīng)規(guī)定裝設(shè)。 2%。 與斷路器機(jī)構(gòu)箱的聯(lián)系 交流電源經(jīng)斷路器端子箱提供給斷路器機(jī)構(gòu)箱，以作為電機(jī)驅(qū)動、加熱除濕、照明之用。遠(yuǎn)方控制有變電站端控制和調(diào)度端控制方式。 六、操作電源系統(tǒng) 操作電源系統(tǒng)的作用是，供給上訴各二次系統(tǒng)的工作電源，斷路器的跳、合閘電源，及其他設(shè)備的事故電源等。二次回路是一個具有多種功能的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。 與測控柜的聯(lián)系 (1)由端子箱提供的母線失壓告警接點(diǎn)，隔離開關(guān) (QS)就地 /遠(yuǎn)方切換開關(guān)(GQK)的接點(diǎn)，隔離開關(guān)就地解除閉鎖接點(diǎn)。 (5) 狀態(tài)量電平 a) 各 CPU 及通信接口模件的輸入狀態(tài)量電平 24V(18V～ 30V) b) GPS 對時脈沖輸入電平 24V(18V～ 30V) c) 各 CPU 輸出狀態(tài)量 (光 耦輸出 )允許電平 24V(18V～ 30V) d) 各 CPU 輸出狀態(tài)量 (光耦輸出 )驅(qū)動能力 150mA 符合安裝全線速斷保護(hù)裝置規(guī)定的，除裝設(shè)全線速動保護(hù)外，還應(yīng)雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)距離保護(hù)，并且正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處短路，電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時，可裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)；，裝設(shè)接地后備保護(hù)。因此，除了在距離保護(hù)中設(shè)置反映接地故障的接地距離保護(hù) 外，還應(yīng)裝設(shè)反映接地故障的零序方向電流保護(hù)，用以加強(qiáng)對接地故障的保護(hù)，提高電網(wǎng)供電的可靠性。 保護(hù)用母線電壓，如果是雙電源線路，另外應(yīng)配置線路 TV。保護(hù)接入電流互感器二次繞組的分配，應(yīng)注意避免當(dāng)某一線路的保護(hù)停用而線路繼續(xù)運(yùn)行時，出現(xiàn)電流互感器內(nèi)部故障時的保護(hù)死區(qū)。 保護(hù)用電流互感器按其功能特性分級如下： 保護(hù)用電流互感器按用途分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用 (P)和暫態(tài)保護(hù)用 (TP) P 級：準(zhǔn)確限值規(guī)定為穩(wěn)態(tài)對稱一次電流下的復(fù)合誤差，無剩磁限值。因此，電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)，防止一次側(cè)