【正文】 當(dāng)端子排垂直排列時，自上而下依次為交流電流回路、交流電壓回路、信號回路、控制回路、其他回路和轉(zhuǎn)接回路，這樣排列既可節(jié)省導(dǎo)線，又利于查線和安裝。 （ 2） 展開式原理接線圖 展開式原理接線圖簡稱展開圖，其特點是將每套裝置的交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分開來表示，這樣，同一元件的電流線圈、電壓線圈和觸點就經(jīng)?？赡鼙徊痖_，分別畫在不同的回路里。本例題為單電源供電，應(yīng)以最小運行方式下 10 kV側(cè)兩相短路反映到電源側(cè)進(jìn)行校驗， 10 kV母線兩相短路歸算到 60 kV側(cè)流入繼電器的電流為 IKA=KW/KTAd √3/2I(3)k， min=21(A) 而 60 kV電源側(cè)繼電器的動作電流為 IOP=AN/(Wds+WbⅡ s)=60/(6+2)=(A) 則差動保護(hù)裝置的靈敏度為 Sp=IKA/IOP=21/=2 可見靈敏度滿足要求。 【 例 】 某工廠總降壓變電所由無限大容量系統(tǒng)供電，其中主變壓器的參數(shù)為 SFL110000/60型， 60/ kV，Y,d11接線， Uk%=9。在變壓器差動保護(hù)范圍外發(fā)生短路時，各側(cè)電流互感器在短路電流作用下其飽和程度相差更大，因此出現(xiàn)的不平衡電流也就更大，這個不平衡電流可采用提高保護(hù)動作電流躲過。 (1) 縱聯(lián)差動保護(hù)的工作原理 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)是反映變壓器一、二次側(cè)電流差值的一種快速動作的保護(hù)裝置，用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可用來保護(hù)變壓器的匝間短路，其保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。 需要指出，變壓器保護(hù)的出口中間繼電器 KM必須是自保持中間繼電器，因為重瓦斯是靠油流的沖擊而動作的，但變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時油流的速度往往很不穩(wěn)定，所以重瓦斯動作后 KG的下觸點 4可能有“抖動” 現(xiàn)象，因此為使斷路器有足夠的時間可靠地跳閘，利用中間繼電器 KM的上觸點 KM12作“自保持”觸點。 瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器 ， 它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的連通管上 ， 如圖 。A及以上單臺運行的變壓器和容量在 6300 kV(b) 短路電流曲線 。這種保護(hù)在 35 kV及以下的供電系統(tǒng)中，廣泛地用來作為線路的相間短路保護(hù)。為彌補(bǔ)此缺陷，須增設(shè)一套帶時限電流速斷保護(hù)裝置，以切除無時限電流速斷保護(hù)范圍以外（即保護(hù)死區(qū)）的短路故障，這樣既保護(hù)了線路全長，又可作為無時限電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。 (1) 無時限電流速斷保護(hù)的構(gòu)成 無時限電流速斷保護(hù)又稱瞬時電流速斷保護(hù)。擬在線路 L2的始端裝設(shè)反時限過電流保護(hù)裝置 3，電流互感器的變比是 400/5，采用兩相電流差接線。同時，繼電器中的信號牌掉牌，指示保護(hù)動作。當(dāng)通入的電流為整定值的 30%～40%時，圓形鋁盤就會慢慢轉(zhuǎn)動，但這時不能稱為起動。 由圖 ，放射形電力網(wǎng)定時限過電流保護(hù)的動作時限是按照從負(fù)荷側(cè)向電源側(cè)逐級增加的整定原則，恰似階梯一樣，故稱為 時限階梯原則。 （ 1） 動作電流整定 保護(hù)相間短路的定時限過電流保護(hù)，動作電流整定必須滿足 以下兩個條件： ① 線路輸送最大負(fù)荷電流時保護(hù)裝置不應(yīng)起動，動作電流必須躲過 (大于）最大負(fù)荷電流，以免在最大負(fù)荷電流通過時保護(hù)裝置誤動作，即 IOP(1)＞ IL， max ② 保護(hù)裝置在外部短路被切除后，應(yīng)能可靠地返回。假設(shè)在線路 WL3上的 k1點發(fā)生相間短路，短路電流將由電源經(jīng)過線路 WL WL WL3流到短路點 k1。 從以上電流互感器三種基本接線方式分析可知，采用三相完全星形接線的保護(hù)裝置可以反映各種短路故障，其缺點是需要三個電流互感器與三個繼電器，因而不夠經(jīng)濟(jì)。 2．兩相不完全星形接線 兩相不完全星形接線方式又稱兩相兩繼電器式接線， 如圖 。當(dāng)繼電器線圈中有電流流過時，信號牌落下或凸出，指示信號繼電器掉牌。當(dāng)繼電器剛好返回到原始位置時所對應(yīng)的 IKA值稱為返回電流，用Ire表示。 （ 3） 執(zhí)行元件 根據(jù)來自比較元件的指令自動完成繼電器所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，例如向斷路器發(fā)出跳閘脈沖或進(jìn)行其他操作。為保證可靠性，宜選用盡可能簡單的保護(hù)方式，采用可靠的元件和盡可能簡單的回路構(gòu)成性能良好的裝置，并應(yīng)有必要的檢測、閉鎖和雙重化等措施。其中繼電保護(hù)廣泛應(yīng)用于高壓供配電系統(tǒng)中，其保護(hù)功能很多，而且是實現(xiàn)供配電自動化的基礎(chǔ)。例如，電力變壓器是供配電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，對其保護(hù)裝置的靈敏度要求較高；而對一般電力線路的保護(hù)裝置，就要求其選擇性較高。 除此之外，還有一類反映非電氣量參數(shù)而動作的繼電器，如氣體（瓦斯）繼電器、溫度繼電器等。 類似過電流繼電器，欠電壓繼電器的動作電壓 UOP是使其動作的最大電壓，而它的返回電壓Ure是使其返回的最小電壓，返回系數(shù) Kre＝Ure/UOP。 圖 DL系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部接線圖 （ a） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；（ b） 內(nèi)部接線圖 圖 DS－ 100系列時間繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 DZ－ 10系列中間繼電器結(jié)構(gòu)圖 圖 DX－ 11型信號繼電器的結(jié)構(gòu)圖 圖 信號繼電器的接線方式 （ a） 串聯(lián)信號繼電器；（ b） 并聯(lián)信號繼電器 線路的繼電保護(hù) 在供電線路上發(fā)生短路故障時， 其重要特征 是電流增加和電壓降低，根據(jù)這兩個特征可以構(gòu)成電流、電壓保護(hù)。該接線方式的接線系數(shù)在正常工作和相間短路時均為 1。（ b） 三相短路 。 同理，當(dāng)線路 WL2上的 k2點發(fā)生相間短路時，為了保證選擇性，保護(hù)裝置 2的動作時間 t2應(yīng)小于保護(hù)裝置 1的動作時間 t1。能否滿足這項要求，需要進(jìn)行靈敏度校驗。 取 KCO=,KW=1,Kre=，則過電流繼電器的動作電流由式 ()求得。 將圖 時限調(diào)整螺釘 13調(diào)整在某一位置（即某一固定動作電流），改變通入繼電器的電流，測出其相應(yīng)的動作時間，即可繪出 圖 曲線（曲線上的時間數(shù)字均為 10倍動作電流整定值時的動作時間）。這種交流操作方式對 6～ 10 kV以下的小型變電所或高壓電動機(jī)是很適用的。 當(dāng)求出不同動作電流倍數(shù)的動作時限后，就可繪出線路 L2的時限特性曲線， 如圖 的曲線。 采用 GL型電流繼電器組成的電流速斷保護(hù)可直接利用 GL型電流繼電器的電磁系統(tǒng)來實現(xiàn)無時限電流速斷保護(hù)，而其感應(yīng)系統(tǒng)又可用作反時限過電流保護(hù)。在圖 ， WL2為無時限電流速斷保護(hù)， WL1為限時電流速斷保護(hù)，動作電流分別為 Iqb(0)、Iqb(t)。 【 解 】 ① 線路 WL2的無時限速斷保護(hù) 按式 ()求得速斷電流為 I″qb(0) =KCOKW/KTAI(2)k2， max =(A) 選取動作電流整定范圍為 ～ 50 A的 DL21/50型電流繼電器。內(nèi)部故障是很危險的，因為短路電流產(chǎn)生的電弧不僅會破壞繞組的絕緣，燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量的氣體，可能引起變壓器油箱的爆炸。A以下并列運行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱聯(lián)差動保護(hù)。 在變壓器正常工作時，瓦斯繼電器的上、下油杯中都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用使其上、下觸點都是斷開的。 工廠供電系統(tǒng)的變電所，其電壓等級一般都是 35/（ 6～ 10） kV，以下著重介紹 35 kV電力變壓器的過電流保護(hù)，其原理也適用于其他電壓等級。 ① 由于變壓器一、二次側(cè)接線不同引起的不平衡電流工廠總降壓變電所采用 Y， d11接線的變壓器，其高、低壓側(cè)線電流之間就有 30176。在正常運行及外部故障時，此電流很小，引起的不平衡電流可以忽略不計。 從表 ， I2= A=I1，故選大者 kV側(cè)為基本側(cè)。 二次設(shè)備 是指計量和測量表計、控制及信號、繼電保護(hù)裝置、自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等，這些設(shè)備構(gòu)成了變電所的二次系統(tǒng)。 展開圖的特點 是條理清晰，易于閱讀，能逐條地分析和檢查。 原理圖和展開圖前幾節(jié)已分別介紹過，在此重點介紹安裝圖的閱讀。 （ 2） 端子排接線圖 屏內(nèi)設(shè)備和屏外設(shè)備相連接時，都要通過一些專用的接線端子和電纜來實現(xiàn)，這些接線端子組合起來稱為端子排。二次回路接線圖按用途可分為歸總式原理接線圖、展開式原理接線圖和安裝接線圖。 （匝） 為了平衡得更精確，使不平衡電流影響更小，可將接于基本側(cè)的平衡線圈作為基本側(cè)動作匝數(shù)的一部分，即選取差動線圈 Wd與平衡線圈 WbⅠ 的整定匝數(shù) Wds=6匝，WbⅠ s=1匝，即 WOPS=Wds+WbⅠ =6+1=7(匝 ) 確定非基本側(cè)平衡線圈的匝數(shù)，即 WbⅡ =I2/I1(Wds+WbⅠ s)Wds= (6+1)6=(匝 ) 選取 WbⅡ 的整數(shù)匝為 2匝，此時相對誤差為 Δfs=WbⅡ WbⅡ s/(WbⅡ +Wds)=(+6)= 可見 ︱ Δfs︱ ，可不必再重新計算動作電流。 綜合上述分析可知，變壓器差動保護(hù)中的不平衡電流要完全消除是不可能的，但采取措施減小其影響，用以提高差動保護(hù)靈敏度是可能的。 ② 由兩側(cè)電流互感器變比的計算值與標(biāo)準(zhǔn)值不同引起的不平衡電流采用上述方法可以使 Y，d11變壓器的差動保護(hù)連接臂上電流相位一致，但還沒做到其大小相等，這樣兩者的差仍然不為零。為了保證選擇性，其動作電流必須大于變壓器二次側(cè)母線上發(fā)生短路時流經(jīng)保護(hù)裝置的三相最大短路電流次暫態(tài)值，以免短路時二次側(cè)母線各引出線錯誤地斷開變壓器。因此，除了設(shè)置瓦斯保護(hù)外，還需設(shè)置過流、速斷或差動等保護(hù)。 （ 6） 單相接地保護(hù) 對低壓側(cè)為中性點直接接地系統(tǒng)（三相四線制），當(dāng)高壓側(cè)的保護(hù)靈敏度不能滿足要求時，應(yīng)裝設(shè)專門的零序電流保護(hù)。A及以上的油浸式變壓器和 400 kV 線路 WL2限時電流速斷保護(hù)的靈敏度應(yīng)按式 ()進(jìn)行校驗。 無時限電流速斷保護(hù)作為第 Ⅰ 段保護(hù)，它只能保護(hù)線路的一部分。 圖 的曲線 1表示最大運行方式下流過保護(hù)裝置的三相短路電流與保護(hù)安裝處至短路點的距離 L的關(guān)系，曲線 2表示最小運行方式下流過保護(hù)裝置的兩相短路電流與 L的關(guān)系，直線 3表示保護(hù)裝置的速斷電流 Iqb，直線 3分別與曲線 1和 2交于 M點和 N點。 圖 單端供電線路的定時限過電流保護(hù)配置示意圖 圖 兩相兩繼電器式定時限過電流保護(hù)裝置電路圖 （ a） 集中表示（總歸式）電路圖； （ b） 分開表示（展開式）電路圖 圖 單側(cè)電源放射形網(wǎng)絡(luò)定時限過電流保護(hù)的時限配合 圖 單側(cè)電源放射形網(wǎng)絡(luò)定時限過電流保護(hù)的時限配合 圖 單側(cè)電源放射形網(wǎng)絡(luò)定時限過電流保護(hù)的時限配合 圖 單側(cè)電源放射形網(wǎng)絡(luò)定時限過電流保護(hù)的時限配合 圖 無限大容量供電系統(tǒng)示意圖 圖 不完全星形接線 圖 GL10系列感應(yīng)型電流繼電器結(jié)構(gòu)圖 圖 GL10系列感應(yīng)型電流繼電器結(jié)構(gòu)圖 圖 GL10（ 20）系列繼電器的時限特性曲線 圖 GL10（ 20）系列繼電器的時限特性曲線 圖 反時限過電流保護(hù)裝置原理電路圖 （ a） 采用兩相接線直流操作電源； （ b） 采用兩相差式接線交流操作電源 圖 反時限過電流保護(hù)裝置原理電路圖 （ a） 采用兩相接線直流操作電源； （ b） 采用兩相差式接線交流操作電源 圖 反時限過電流保護(hù)裝置的時限特性與配合 圖 反時限過電流保護(hù)裝置的時限特性與配合 圖 反時限過電流保護(hù)裝置的時限特性與配合 圖 反時限過電流保護(hù)裝置的時限特性與配合 圖 反時限過電流保護(hù)裝置的時限特性與配合 在帶時限過電流保護(hù)中，保護(hù)裝置的動作電流都是按照線路最大負(fù)荷電流的原則整定的，因此，為了保證保護(hù)裝置動作的選擇性，就必須采用逐級增加的階梯形時限特性。同理，對于保護(hù)裝置 4，也可以得到動作時限特性曲線②。 GL10型繼電器本身帶有信號掉牌，而且接點容量又較大，所以組成反時限過電流保護(hù)時，無需再接入其他繼電器。 （ 1） GL10系列感應(yīng)式繼電器 GL10系列感應(yīng)式繼電器的結(jié)構(gòu) 如圖 示 ,它由帶延時動作的感應(yīng)系統(tǒng)與瞬時動作的電磁系統(tǒng)兩部分組成。如 t4＞ t2，則t1＞ t4＋ Δt。在正常情況下電流繼電器 KAKA2和時間繼電器 KT的觸點是斷開的。帶時限過電流保護(hù)，按其動作時間特性分為 定時限過電流保護(hù)和反時限過電流保護(hù) 兩種。由相量圖可知，不同的相間短路流入繼電器的電流與電流互感器二次側(cè)電流的比值是不相同的，即其接線系數(shù)KW是不一樣的，因而其靈敏度也是不一樣的。 三相完全星形接線方式對各種短路故障如三相短路、兩相短路、單相接地短路都能起到保護(hù)作用，而且具有相同的靈敏度。 中間繼電器的工作原理一般按電磁原理構(gòu)成，圖 DZ系列電磁式中間繼電器結(jié)構(gòu)圖。 （ 1） 電磁式電流繼電器 電磁式電流繼電器在繼電保護(hù)裝置中作為起動元件， 圖 DL系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部接線圖。在正