【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)的信號(hào)是被測(cè)電路的磁場(chǎng)而不是電流，來(lái)自光纖的自然光經(jīng)過(guò)法拉第元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生與交變磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的旋轉(zhuǎn)光，經(jīng)過(guò)光電二極管(O/E)變成電信號(hào)，經(jīng)放大后輸出。（4）電壓互感器(PT)GIS中的PT分為電容分壓式和電磁式2種，因電磁式高電壓PT在制造上有困難，300kV以上的PT一般采用電容式，300kV及以下的PT一般才采用電磁式。無(wú)論哪種形式，和CT一樣，也都存在易飽和、易滲油、易爆炸、精度低、體大笨重等缺陷。EOVT是近年來(lái)新出現(xiàn)的有望取代傳統(tǒng)PT的光電傳感器，EOVT是根據(jù)泡克爾斯(Pockels)效應(yīng)的原理工作的，整個(gè)裝置由3個(gè)部分構(gòu)成：承受被測(cè)電壓的光學(xué)晶體、光學(xué)元件(包括發(fā)光二極管)、光電二極管和光纖、電子組件(模擬與數(shù)字處理單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換器)。EOVT的晶體裝在充有SF6氣體的金屬筒中。由于泡克爾斯元件(晶體)光的雙折射率隨電場(chǎng)強(qiáng)度而變化，因此可以根據(jù)光電二極管的輸出電壓來(lái)確定施加于晶體上的電場(chǎng)強(qiáng)度亦即電壓的大小。美國(guó)紐約電力局早在1996年就將這種EOVT安裝在一個(gè)345kV變電站中試運(yùn)行。雖然GIS設(shè)備有眾多優(yōu)點(diǎn)，但是一旦設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障，由于帶電設(shè)備距離較近，GIS設(shè)備的內(nèi)部閃絡(luò)故障通常發(fā)生在安裝或大修后投運(yùn)的一年內(nèi)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，，以后趨于平穩(wěn)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，隔離開(kāi)關(guān)和盆型絕緣子的故障率最高，分別為30%%；母線故障率為15%；%；斷路器故障率為10%；%。因此，在運(yùn)行的第一年里，運(yùn)行人員要加強(qiáng)日常的巡視檢查工作，特別是對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的巡視，在巡查中主要留意SF6氣體壓力的變化，是否有異常的聲音（音質(zhì)特性的變化、持續(xù)時(shí)間的變化）、發(fā)熱和異常氣味、生銹等現(xiàn)象。如果GIS有異常情況，必須及時(shí)對(duì)懷疑的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。（1）線路保護(hù)A、主保護(hù)（滿足全范圍速動(dòng)的保護(hù)）：1）光纖保護(hù)高壓輸電線路光纖保護(hù)按照原理分為：縱聯(lián)光纖電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)光纖方向（距離保護(hù)）和光纖遠(yuǎn)方跳閘時(shí)保護(hù)三種。按照光釬通道傳輸方向分為：專用光纖通道和復(fù)用光纖通道。與傳統(tǒng)縱聯(lián)保護(hù)相似，線路兩側(cè)的光纖保護(hù)裝置必須看作一個(gè)整體，兩側(cè)配置同型號(hào)及同版本的保護(hù)裝置。2）高頻距離保護(hù)，通常500kV及以上為允許式，220kV為閉鎖式。B、后備保護(hù)1）距離保護(hù)三段距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離(或阻抗)。并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離(阻抗)繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測(cè)量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，其測(cè)量阻抗小，動(dòng)作時(shí)間短。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測(cè)量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)，這樣就保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。目前廣泛采用具有三段動(dòng)作范圍的時(shí)限特性。三段分別稱為距離保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它們分別與電流速斷、限時(shí)電流速斷及過(guò)電流保護(hù)相對(duì)應(yīng)。距離保護(hù)的第Ⅰ段是瞬時(shí)動(dòng)作的，它的保護(hù)范圍為本線路全長(zhǎng)的80~85%。第Ⅱ段與限時(shí)電流速斷相似,它的保護(hù)范圍應(yīng)不超出下一條線路距離第Ⅰ段的保護(hù)范圍，并帶有高出一個(gè)△t的時(shí)限以保證動(dòng)作的選擇性。第Ⅲ段與過(guò)電流保護(hù)相似，其起動(dòng)阻抗按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷參量來(lái)選擇，動(dòng)作時(shí)限比保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)△t。2）零序保護(hù)三段零序保護(hù)就是利零序電流使繼電器動(dòng)作來(lái)指示接地故障線路的一種保護(hù)。對(duì)于架空線路，一般采用由三電流互感器接成零序電流濾過(guò)器的接線方式，三相電流互感器的二次電流相量相加后流入繼電器。當(dāng)三相對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，流入繼電器的電流等于零，只有當(dāng)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)(如發(fā)生單相接地)零序電流才流過(guò)繼電器，當(dāng)零序電流流過(guò)繼電器時(shí)，繼電器動(dòng)作并發(fā)出信號(hào)。（2）斷路器保護(hù)A、失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù)是指故障電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動(dòng)時(shí)，利用故障設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作信息與拒動(dòng)斷路器的電流信息構(gòu)成對(duì)斷路器失靈的判斷，能夠以較短的時(shí)限切除同一個(gè)廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，從而使得停電范圍限制在最小范圍內(nèi)，從而保證整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)、變壓器等故障元件的嚴(yán)重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。1）單相跟跳2）延時(shí)三跳3）延時(shí)跳相鄰斷路器B、死區(qū)保護(hù)繼電保護(hù)的電流輸入量通常取自斷路器附近的電流互感器，當(dāng)電流互感器與斷路器之間的這一小段導(dǎo)線上發(fā)生了短路故障時(shí)，可能出現(xiàn)這樣一種情況，即：短路電流通過(guò)電流互感器而不通過(guò)斷路器，即使保護(hù)動(dòng)作，也不能切除該故障。也就是說(shuō)，電流互感器與斷路器之間的區(qū)間為保護(hù)死區(qū)。專門(mén)為這一死區(qū)設(shè)置的保護(hù)即為死區(qū)保護(hù)。A、 三相不一致保護(hù)采用分相操作機(jī)構(gòu)的斷路器在運(yùn)行中由于各種原因，斷路器三相可能斷開(kāi)一相或者兩相，造成三相不一致，即非全相運(yùn)行。斷路器三相不一致會(huì)導(dǎo)致零序、負(fù)序電流較大，如果這些零序電流和負(fù)序電流持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致重負(fù)荷線路的零序保護(hù)四段越級(jí)誤動(dòng)作。斷路器三相不一致保護(hù)分為兩種：1）斷路器本體的三相不一致保護(hù)； 2）保護(hù)裝置的三相不一致保護(hù)。三相不一致保護(hù)是利用斷路器輔助觸點(diǎn)，直接跳開(kāi)三相B、 重合閘保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時(shí)性的，永久性故障不到10%，故障切除后，電弧將自動(dòng)熄滅，短路處的絕緣可以恢復(fù)。因此，自動(dòng)將斷路器重合，可以提高供電可靠性，減少停電損失，并提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增大高壓線路的送點(diǎn)容量。若重合于永久性故障時(shí)，保護(hù)裝置立即不帶延時(shí)、無(wú)選擇性斷開(kāi)斷路器以防止故障擴(kuò)大。因此，常常安裝自動(dòng)重合閘裝置。（3）短引線保護(hù)短引線保護(hù)是指3/2斷路器接線或者橋型接線或擴(kuò)大單元接線中，當(dāng)兩個(gè)斷路器之間所接線路或者變壓器停用時(shí)，由于該線路或變壓器的主保護(hù)退出，兩個(gè)斷路器之間的一小段聯(lián)線成為保護(hù)死區(qū)。為此，通過(guò)新增電流差動(dòng)保護(hù)（該保護(hù)引入這兩個(gè)斷路器的CT信號(hào)作為差動(dòng)信號(hào)），來(lái)識(shí)別并切除這一段連線上的故障，稱之為短引線保護(hù)。（4）母線保護(hù)采用母線差動(dòng)保護(hù)。正常運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)出電流的大小相等，相位形同。但是如果母線發(fā)生故障，這一平衡就會(huì)被破壞。有的保護(hù)采用比較電流是否平衡，有的保護(hù)采用比較電流相位是否一致，有的而這兼?zhèn)洌坏┡袆e出母線故障，立即啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作元件，跳開(kāi)母線上的所有斷路器。如果雙母線并列運(yùn)行，有的保護(hù)會(huì)有選擇的跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)和有故障母線的所有進(jìn)出線斷路器，從而縮小停電范圍。以上，便是母線差動(dòng)保護(hù)的原理。母線差動(dòng)保護(hù)可以分成：A、 母線完全差動(dòng)保護(hù) 母線完全差動(dòng)保護(hù)是將母線上所有的各個(gè)連接元件的電流互感器按同名相、同極性連接到差動(dòng)保護(hù)，電流互感器的特性與變比均應(yīng)相同，若變比不能相同時(shí)，可采用補(bǔ)償變流器進(jìn)行補(bǔ)償。B、 母線不完全差動(dòng)保護(hù)（5）變壓器保護(hù)A、主保護(hù)：1）變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)主要用來(lái)保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也可以用來(lái)保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。在然組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)按照循環(huán)電流法接線。也就是說(shuō)，如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線測(cè)，則將同極性端子相連，并在兩接線間并聯(lián)接入電流繼電器。2）重瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)反映的是變壓器的內(nèi)部故障。正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器充滿油、開(kāi)口杯浸在油內(nèi)，處于上浮位置，干簧觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，使變壓器的內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使得干簧觸點(diǎn)接通，作用于跳閘。重瓦斯是由于變壓器內(nèi)有嚴(yán)重故障，使變壓器油受熱迅速膨脹沖向油枕時(shí)，重瓦斯內(nèi)擋板被沖開(kāi)一定角度，接通繼電器，產(chǎn)生信號(hào)。B、后備保護(hù)：1）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)或變壓器發(fā)生過(guò)勵(lì)磁故障時(shí)，鐵心的工作磁密升高導(dǎo)致其出現(xiàn)飽和使得鐵損增加。鐵心飽和還會(huì)使漏磁場(chǎng)增強(qiáng)，漏磁通在穿過(guò)鐵心表面和相應(yīng)結(jié)構(gòu)件中引起的渦流損耗也相應(yīng)增加。由這些附加損耗引起的溫升有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣的損壞。由于現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)、變壓器的額定工作磁密接近其飽和磁密，使得過(guò)勵(lì)磁故障的后果更加嚴(yán)重。并且，對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，其電壓和頻率都會(huì)大幅度偏離額定值，有可能出現(xiàn)因電機(jī)轉(zhuǎn)速偏而電壓接近額定值時(shí)由低頻產(chǎn)生的過(guò)勵(lì)磁故障。因此，引入了過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。2）三側(cè)過(guò)流保護(hù)三側(cè)過(guò)流保護(hù)，也就是在三繞組變壓器三側(cè)都裝設(shè)過(guò)流保護(hù)。當(dāng)變壓器任何一側(cè)的母線發(fā)生短路故障時(shí)，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。因?yàn)槿齻?cè)都裝有過(guò)流保護(hù)，能夠使其有選擇的切除故障，而不需要使變壓器停運(yùn)，各側(cè)的過(guò)流保護(hù)可以作為本側(cè)母線、線路的后備保護(hù)，主電源側(cè)的過(guò)流保護(hù)就可以作為其他兩側(cè)和變壓器的后備保護(hù)。3）零序過(guò)流保護(hù)4）輕瓦斯保護(hù)輕瓦斯保護(hù)用于變壓器內(nèi)部故障較小的情況。發(fā)生輕微故障時(shí)，排除的瓦斯氣體緩慢上升而進(jìn)入氣體繼電器，使得油面下降，開(kāi)口杯產(chǎn)生的支點(diǎn)為軸逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使得干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出信號(hào)。（6）機(jī)組保護(hù)主保護(hù)：A、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)分為：1）比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，其為發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路故障的主保護(hù)；2）不完全縱差保護(hù)，即指發(fā)電機(jī)（或發(fā)電機(jī)組）內(nèi)部故障的主保護(hù)，它既能顧反映發(fā)電機(jī)（或發(fā)電機(jī)組）內(nèi)部各種相間短路故障，也能夠反映匝間短路和分支繞組的開(kāi)焊故障。3）標(biāo)記式差動(dòng)保護(hù)，將它應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、變壓器等作為內(nèi)部故障的主保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)發(fā)電機(jī)正常工作或者區(qū)外故障時(shí)，將其看作理想發(fā)電機(jī)，則流入變壓器的電流和流出的電流（折算后的電流）相等，差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。而當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差定保護(hù)感受到的二次電流的和正比于故障點(diǎn)電流，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。在下列情況下，不使用差動(dòng)保護(hù)：1）差動(dòng)保護(hù)二次回路及電流互感器回路有變動(dòng)或者進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)；2）繼電保護(hù)人員測(cè)定差動(dòng)回路電流相量及差壓；3）差動(dòng)保護(hù)互感器一相斷線或回路開(kāi)路；4）差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象；5）誤動(dòng)跳閘；6）額定容量比較小的發(fā)電機(jī)；7）35kV以下的一般不使用差動(dòng)保護(hù)。B、匝間保護(hù)匝間保護(hù)有以下幾種構(gòu)成方式：1）橫差保護(hù)。當(dāng)定子繞組出現(xiàn)并聯(lián)分支且發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)有六個(gè)引出頭時(shí)采用。橫差保護(hù)接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、靈敏度高。2）零序電壓原理的匝間保護(hù)。采用專門(mén)電壓互感器測(cè)量發(fā)電機(jī)三個(gè)相電壓不對(duì)稱而生成的零序電壓，該保護(hù)由于采用了三次諧波制動(dòng)，因此，大大提高了保護(hù)的靈敏低與可靠性。3）負(fù)序功率方向匝間保護(hù)。利用負(fù)序功率方向判斷發(fā)電機(jī)內(nèi)部不對(duì)稱還是系統(tǒng)不對(duì)稱故障，保護(hù)的靈敏度很高，今年來(lái)運(yùn)行表明該保護(hù)在區(qū)外故障時(shí)發(fā)生誤動(dòng)必須增加動(dòng)作時(shí)延，故限制了其使用。C、橫差動(dòng)保護(hù)（7）葛洲壩電廠采用的繼電保護(hù)措施葛洲壩電廠的繼電保護(hù)采用的就是微機(jī)保護(hù)。（1）發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)葛洲壩電廠大江、二江均采用的是WYB系列微機(jī)型發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)裝置。WYB系列微機(jī)型發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)裝置由管理機(jī)系統(tǒng)、功能子系統(tǒng)和出口層構(gòu)成，各系統(tǒng)層在電器結(jié)構(gòu)上均相對(duì)獨(dú)立，必須的聯(lián)結(jié)處均經(jīng)光電隔離。（2）線路保護(hù)目前，在葛洲壩電廠運(yùn)用較多的是北京四方公司的CSL100、CSC100系列線路保護(hù)，以及南京南瑞繼保公司的LFP900、RCS902/931系列線路保護(hù)。雙重化配置的定義：1）每套完整、獨(dú)立的保護(hù)裝置應(yīng)能夠處理可能發(fā)生的所有類型的故障；2）兩套保護(hù)之間沒(méi)有任何電氣聯(lián)系，當(dāng)其中一套保護(hù)退出時(shí)不應(yīng)該影響另一套保護(hù)的運(yùn)行；3）兩套保護(hù)的電壓回路取自電壓互感器的不同二次繞組，電流回路應(yīng)該分別取自電流互感器相互獨(dú)立的繞組；4）每套保護(hù)裝置的直流電源獨(dú)立；5）兩套保護(hù)的跳閘回路應(yīng)該與斷路器的兩個(gè)跳閘線圈分別是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系；6）應(yīng)配置兩套獨(dú)立的通信設(shè)備