【文章內(nèi)容簡介】 間短路出現(xiàn)電氣火花，變壓器油被擊穿出現(xiàn)瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴(yán)重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，故障不嚴(yán)重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)。 （ 14）溫度保護(hù)：變壓器、電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)過負(fù)荷或內(nèi)部短路故障，出現(xiàn)設(shè)備本體溫度升高，超過整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報(bào)警信號(hào)。 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 11 （ 15）主保護(hù)：滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，出現(xiàn)故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護(hù)設(shè)備或線路的保護(hù)。 （ 16）后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除除故障的保護(hù)。主保護(hù)拒動(dòng)，本電力 系統(tǒng)或線路的另一套保護(hù)發(fā)出跳閘命令的為近后備保護(hù)。當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)由相鄰（上一級(jí)）電力設(shè)備或線路的保護(hù)來切除故障的后備保護(hù)為遠(yuǎn)后備保護(hù)。 （ 17）輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能，或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)檢修退出時(shí)而增加的簡單保護(hù)。 （ 18）互感器二次線路斷線報(bào)警：電流互感器或電壓互感器二次側(cè)斷線會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作，所以在其發(fā)生斷線后應(yīng)發(fā)出斷線信號(hào)。 （ 19）跳閘回路斷線：斷路器跳閘回路斷線后，繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器也不能跳開，所以跳閘回路斷線時(shí)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 （ 20）自動(dòng)重合閘： 對(duì)于一些瞬時(shí)性故障（雷擊、架空線閃路等）故障迅速切除后，不會(huì)發(fā)生永久性故障，此時(shí)再進(jìn)行合閘，可以繼續(xù)保證供電。繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發(fā)出合閘命令，稱為重合閘。 重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘，允許再重合一次的稱為二次重合閘（一般很少使用）。有了重合閘功能之后，在發(fā)生故障后，繼電保護(hù)先不考慮保護(hù)整定時(shí)間，馬上進(jìn)行跳閘，跳閘后，再進(jìn)行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據(jù)繼電保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。 發(fā)生事故后繼電保護(hù)先根據(jù)保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行保護(hù)跳閘，然后 進(jìn)行重合閘，重合閘不成功無延時(shí)迅速發(fā)出跳閘命令，此種重合閘稱為后加速重合閘。 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 12 5 繼電保護(hù)的原理 電流速斷保護(hù)原理 （ 1）電流速斷保護(hù)（第Ⅰ段）： 對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。 ①短路電流的計(jì)算： 圖 51 電流速斷保護(hù)圖 1――最大運(yùn)行方式下 d(3) ； 2――最小運(yùn)行方式下 d(2) ②構(gòu)成 圖 52 電流速斷保護(hù)接線圖 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 13 中間繼電器的作用： ① 接點(diǎn)容量大，可直接接 TQ去跳 閘 ② 當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí)，利用其固有動(dòng)作時(shí)間（ 60ms）防止避雷器放電時(shí)保護(hù)誤動(dòng) （ 2）小結(jié) ①僅靠動(dòng)作電流值來保證其選擇性 ②能無延時(shí)地保護(hù)本線路的一部分（不是一個(gè)完整的電流保護(hù)）。 （ 3）限時(shí)電流速斷保護(hù)（第Ⅱ段） ①任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性 ②在滿足要求①的前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。 因動(dòng)作帶有延時(shí)，故稱限時(shí)電流速斷保護(hù)。 （ 4）整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn) 為保證選擇性及最小動(dòng)作時(shí)限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。 動(dòng)作電流 ： 動(dòng)作時(shí)間： Δ t 取 ，稱時(shí)間階梯。 靈敏性： 若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第Ⅱ段配合。此時(shí)： 動(dòng)作電流： （ 5）構(gòu)成： 與第Ⅰ段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r(shí)間繼電器。 （ 6）小結(jié)： ①限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長 ②依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 14 ③時(shí)限過電流保護(hù)（第Ⅲ段） （ 7）作用： 作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動(dòng)電流按躲最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)稱為過電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，且能保護(hù)相鄰線路的全長。 （ 8）整定值的計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)： ①動(dòng)作電流： ②躲最大負(fù)荷電流： ③在外部故障切除后，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，應(yīng)可靠返回。 電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動(dòng)系數(shù) KZq m axm ax ?? ? fzqzq IKI m a xm a x ?? ????? fzqIIIkzqIIIkh IKKIKI (57) ??IIIkK ??zqK ?hK 顯然，應(yīng)按計(jì)算動(dòng)作電流，且由式可見， Kh 越大， IdZ 越小， Klm 越大。因此，為了提高靈敏系數(shù)，要求 有較高的返回系數(shù)。（過電流繼電器的返回系數(shù)為～ ） ④動(dòng)作時(shí)間 在網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路故障時(shí)，從故障點(diǎn)至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第Ⅲ段的測(cè)量元件均可能動(dòng)作。例如：下圖中 d1短路時(shí)，保護(hù) 1～ 4都可能起動(dòng)。為了保證選擇性，須加延時(shí)元件且其動(dòng)作時(shí)間必須相互配合。 hzqIIIkhhIIIdZ K KKKII ???繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 15 圖 53 階梯時(shí)間特性圖 即 （階梯時(shí)間性） ⑤靈敏性 近后備： ―――本線路末端短路時(shí)的短路電流 遠(yuǎn)后備： Id2min ―――相鄰線路末端短路時(shí)的短路電流 （ 9）小結(jié)： ①第Ⅲ段的 IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的 IdZ小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高； ②在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選擇性； ③保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長； ④電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作時(shí)間之和（可瞬時(shí)動(dòng)作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級(jí)線路保護(hù)亦可簡化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近電源， tⅢ 越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。 （ 10）電流保護(hù)的接線方式 ①定義：指保護(hù)中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。 ②常用的兩種接線方式：三相星行接線和兩相星行 接線。 ③三相星行接線的特點(diǎn)：每相上均裝有 CT 和 LJ、 Y 形接線； LJ的觸點(diǎn)并聯(lián)。 （ 11）兩相星行接線的特點(diǎn)： ① 某一相上不裝設(shè) CT 和 LJ、 Y 形接線 ② LJ 的觸點(diǎn)并聯(lián)（或） 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 16 （通常接 A、 C相） 圖 54 電流保護(hù)的接線方式 上述兩種接線方式中，流入電流繼電器的電流 IJ與電流互感器的二次電流 I2相等。接線系數(shù)： (58) （ 12） IdZ與 IdZ..J之間的關(guān)系： （ 13）比較： ①對(duì)各種相角短路，兩種接線方式均能正確反映。 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 17 ②在 小接地電流系統(tǒng)中，在不同線路的不同相上發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，一般只要求切除一個(gè)接地點(diǎn)，而允許帶一個(gè)接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。 電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護(hù)原理 功率方向繼電器的工作原理： 圖 55 功率方向繼電器的工作原理 電流規(guī)定方向：從母電流向線路為正。 電流本身無法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn) —— 電壓 （ 1） d1處短路 : 11a rg dAdI NAU ?? ?? ? 00 900 ??? 0co s ?? ?AA IUP （ 2） d2 處短路 : 因此：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向 [7] 。 00 270180 ???021 180a r g ????dAdI NAU ??0co s ?? ?AAIUP繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 18 6 設(shè)計(jì)內(nèi)容 整定計(jì)算的一般規(guī)則 繼電保護(hù)的設(shè)置與系統(tǒng)的運(yùn)行方式密切相關(guān)，所以繼電保護(hù)的優(yōu)化配置要以系統(tǒng)的主要或經(jīng)常采用的運(yùn)行方式為主，并兼顧系統(tǒng)故障后或因停電檢修時(shí)而轉(zhuǎn)換成其它運(yùn)行方式。為了保證可靠性，供電系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備，任何一段線路都必須具有雙重及以上的保護(hù)。在保證選擇性方面，以保證主保護(hù)的選擇性為主，并兼顧后備保護(hù)的選擇性，特殊情況下，可放 棄后備保護(hù)的選擇性，保證其可靠性。在保證快速性方面，以保證主保護(hù)的快速性為主，并兼顧后備保護(hù)的快速性，即使后備保護(hù)的快速性盡量提高。在保證靈敏性方面，以保證主保護(hù)和近后備保護(hù)的靈敏性為主，并兼顧遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏度，若遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏度過低，也可放棄遠(yuǎn)后備保護(hù)。 各元件各參數(shù)的選擇原則 整定計(jì)算所需的發(fā)電機(jī)、調(diào)相器、變壓器、架空線路、并聯(lián)電抗器、電纜線路、串聯(lián)補(bǔ)償電容器等元件的阻抗參數(shù)，均應(yīng)采用換算到額定頻率的實(shí)測(cè)值。下列參數(shù)必須使用實(shí)測(cè)值： （ 1）三相三柱式變壓器的零序阻抗； （ 2）架空線路和電纜 線路的零序阻抗； （ 3）平行線之間的零序互阻抗； （ 4）雙回線同名相間的和零序的差電流系數(shù)等。 高壓電網(wǎng)實(shí)用故障計(jì)算的假設(shè)條件 目前在計(jì)算 110KV 及以上高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定故障電流時(shí)，一般可做如下假設(shè)： （ 1）忽略發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等元件等值阻抗的電阻。 （ 2）發(fā)電機(jī)和調(diào)相器的正序電抗，可以采用 t=0s 時(shí)的初瞬值 Xd 的飽和值。因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，發(fā)電機(jī)磁路在額定磁通狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，其磁路略成飽和狀態(tài)。 （ 3）假定旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序電抗等于正序電抗，即 x2=x1。 （ 4）假定各級(jí) 電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行電壓均等于標(biāo)稱 電壓（如 110KV、 220KV、 500KV繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 19 等），而不考慮變壓器分接頭的實(shí)際位置的變動(dòng)。 （ 5）在大多情況下不計(jì)線路電容電流和變壓器勵(lì)磁電流的影響。 （ 6）在計(jì)算短路電流時(shí)，只計(jì)算短路電流的公頻分量。對(duì)短路咱臺(tái)過程中的非周期分量電流所造成的影響，則應(yīng)在設(shè)計(jì)保護(hù)裝置時(shí)和整定計(jì)算是予以考慮。 系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇 在選擇保護(hù)方式及對(duì)其整定計(jì)算時(shí)，都必須考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化帶來的影響，所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運(yùn)行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對(duì)過量保護(hù)通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來確定保護(hù)整定 值，以保證選擇性。靈敏性的校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來進(jìn)行，因?yàn)樵谧钚∵\(yùn)行方式下靈敏性滿足要求，則其他運(yùn)行方式下，也一定滿足要求。 （ 1）最大運(yùn)行方式 根據(jù)電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運(yùn)行以及選擇的接地中性點(diǎn)全部接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)而言，是指短路時(shí)流過保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)行方式。 （ 2）最小運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)而言，是指短路時(shí)流過保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。 （ 3）正常運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路的運(yùn)行方式稱為正常運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式在一年之內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間最長。 對(duì)于某些特殊運(yùn)行方式，運(yùn)行時(shí)間很短，對(duì)保護(hù)的選擇性或靈敏性有困難時(shí)，且保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)不會(huì)引起大面積停電的情況下，可不予考慮 [4]。 變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇原則 變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī) 定或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。 (1)變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地，計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí)，繼電保護(hù)狀態(tài)檢修實(shí)際應(yīng)用的研究 20 可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí)，可作特殊運(yùn)行方式處理，例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。 (2)變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因，變電所正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地 運(yùn)行。否則，按特殊運(yùn)行方式處理。 (3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)、將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)