【文章內(nèi)容簡介】 的電流傳感器，它所檢測的信號是被測電路的磁場而不是電流，來自光纖的自然光經(jīng)過法拉第元件時會產(chǎn)生與交變磁場強度成正比的旋轉(zhuǎn)光，經(jīng)過光電二極管(O/E)變成電信號，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，整個裝置由3個部分構(gòu)成：承受被測電壓的光學(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強度而變化，因此可以根據(jù)光電二極管的輸出電壓來確定施加于晶體上的電場強度亦即電壓的大小。美國紐約電力局早在1996年就將這種EOVT安裝在一個345kV變電站中試運行。雖然GIS設(shè)備有眾多優(yōu)點，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的一年內(nèi)，根據(jù)統(tǒng)計資料，，以后趨于平穩(wěn)。根據(jù)運行經(jīng)驗，隔離開關(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，在運行的第一年里，運行人員要加強日常的巡視檢查工作，特別是對隔離開關(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，必須及時對懷疑的設(shè)備進行檢測。（1）線路保護A、主保護（滿足全范圍速動的保護）：1）光纖保護高壓輸電線路光纖保護按照原理分為：縱聯(lián)光纖電流差動保護、縱聯(lián)光纖方向（距離保護）和光纖遠方跳閘時保護三種。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)保護相似，線路兩側(cè)的光纖保護裝置必須看作一個整體，兩側(cè)配置同型號及同版本的保護裝置。2）高頻距離保護，通常500kV及以上為允許式，220kV為閉鎖式。B、后備保護1）距離保護三段距離保護是反應(yīng)故障點至保護安裝地點之間的距離(或阻抗)。并根據(jù)距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置。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知保護安裝處至短路點間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測量阻抗。當短路點距保護安裝處近時，其測量阻抗小，動作時間短。當短路點距保護安裝處遠時，其測量阻抗增大，動作時間增長，這樣就保證了保護有選擇性地切除故障線路。目前廣泛采用具有三段動作范圍的時限特性。三段分別稱為距離保護的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它們分別與電流速斷、限時電流速斷及過電流保護相對應(yīng)。距離保護的第Ⅰ段是瞬時動作的，它的保護范圍為本線路全長的80~85%。第Ⅱ段與限時電流速斷相似,它的保護范圍應(yīng)不超出下一條線路距離第Ⅰ段的保護范圍，并帶有高出一個△t的時限以保證動作的選擇性。第Ⅲ段與過電流保護相似，其起動阻抗按躲開正常運行時的負荷參量來選擇，動作時限比保護范圍內(nèi)其他各保護的最大動作時限高出一個△t。2）零序保護三段零序保護就是利零序電流使繼電器動作來指示接地故障線路的一種保護。對于架空線路，一般采用由三電流互感器接成零序電流濾過器的接線方式，三相電流互感器的二次電流相量相加后流入繼電器。當三相對稱運行時，流入繼電器的電流等于零，只有當不對稱運行時(如發(fā)生單相接地)零序電流才流過繼電器，當零序電流流過繼電器時，繼電器動作并發(fā)出信號。（2）斷路器保護A、失靈保護斷路器失靈保護是指故障電氣設(shè)備的繼電保護動作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動時，利用故障設(shè)備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判斷，能夠以較短的時限切除同一個廠站內(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)，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，避免造成發(fā)電機、變壓器等故障元件的嚴重燒損和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。1）單相跟跳2）延時三跳3）延時跳相鄰斷路器B、死區(qū)保護繼電保護的電流輸入量通常取自斷路器附近的電流互感器，當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，可能出現(xiàn)這樣一種情況，即：短路電流通過電流互感器而不通過斷路器，即使保護動作，也不能切除該故障。也就是說，電流互感器與斷路器之間的區(qū)間為保護死區(qū)。專門為這一死區(qū)設(shè)置的保護即為死區(qū)保護。A、 三相不一致保護采用分相操作機構(gòu)的斷路器在運行中由于各種原因，斷路器三相可能斷開一相或者兩相，造成三相不一致，即非全相運行。斷路器三相不一致會導(dǎo)致零序、負序電流較大，如果這些零序電流和負序電流持續(xù)時間很長，就會導(dǎo)致重負荷線路的零序保護四段越級誤動作。斷路器三相不一致保護分為兩種：1）斷路器本體的三相不一致保護； 2）保護裝置的三相不一致保護。三相不一致保護是利用斷路器輔助觸點，直接跳開三相B、 重合閘保護電力系統(tǒng)運行經(jīng)驗表明，架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時性的，永久性故障不到10%，故障切除后，電弧將自動熄滅，短路處的絕緣可以恢復(fù)。因此，自動將斷路器重合，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容量。若重合于永久性故障時，保護裝置立即不帶延時、無選擇性斷開斷路器以防止故障擴大。因此，常常安裝自動重合閘裝置。（3）短引線保護短引線保護是指3/2斷路器接線或者橋型接線或擴大單元接線中，當兩個斷路器之間所接線路或者變壓器停用時，由于該線路或變壓器的主保護退出，兩個斷路器之間的一小段聯(lián)線成為保護死區(qū)。為此，通過新增電流差動保護（該保護引入這兩個斷路器的CT信號作為差動信號），來識別并切除這一段連線上的故障，稱之為短引線保護。（4）母線保護采用母線差動保護。正常運行狀態(tài)下，進出電流的大小相等，相位形同。但是如果母線發(fā)生故障，這一平衡就會被破壞。有的保護采用比較電流是否平衡，有的保護采用比較電流相位是否一致，有的而這兼?zhèn)?，一旦判別出母線故障，立即啟動保護動作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果雙母線并列運行，有的保護會有選擇的跳開母聯(lián)開關(guān)和有故障母線的所有進出線斷路器，從而縮小停電范圍。以上，便是母線差動保護的原理。母線差動保護可以分成：A、 母線完全差動保護 母線完全差動保護是將母線上所有的各個連接元件的電流互感器按同名相、同極性連接到差動保護，電流互感器的特性與變比均應(yīng)相同，若變比不能相同時，可采用補償變流器進行補償。B、 母線不完全差動保護（5）變壓器保護A、主保護：1）變壓器差動保護變壓器差動保護主要用來保護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，同時也可以用來保護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，如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線測，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）重瓦斯保護瓦斯保護反映的是變壓器的內(nèi)部故障。正常運行時，氣體繼電器充滿油、開口杯浸在油內(nèi)，處于上浮位置，干簧觸點斷開。當變壓器內(nèi)部故障嚴重時，產(chǎn)生強烈的瓦斯氣體，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，帶動磁鐵向干簧觸點方向移動，使得干簧觸點接通，作用于跳閘。重瓦斯是由于變壓器內(nèi)有嚴重故障，使變壓器油受熱迅速膨脹沖向油枕時，重瓦斯內(nèi)擋板被沖開一定角度，接通繼電器，產(chǎn)生信號。B、后備保護：1）過勵磁保護當發(fā)電機或變壓器發(fā)生過勵磁故障時，鐵心的工作磁密升高導(dǎo)致其出現(xiàn)飽和使得鐵損增加。鐵心飽和還會使漏磁場增強，漏磁通在穿過鐵心表面和相應(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、變壓器的額定工作磁密接近其飽和磁密，使得過勵磁故障的后果更加嚴重。并且，對于發(fā)電機變壓器組，其電壓和頻率都會大幅度偏離額定值，有可能出現(xiàn)因電機轉(zhuǎn)速偏而電壓接近額定值時由低頻產(chǎn)生的過勵磁故障。因此，引入了過勵磁保護。2）三側(cè)過流保護三側(cè)過流保護，也就是在三繞組變壓器三側(cè)都裝設(shè)過流保護。當變壓器任何一側(cè)的母線發(fā)生短路故障時，過流保護動作。因為三側(cè)都裝有過流保護，能夠使其有選擇的切除故障，而不需要使變壓器停運，各側(cè)的過流保護可以作為本側(cè)母線、線路的后備保護，主電源側(cè)的過流保護就可以作為其他兩側(cè)和變壓器的后備保護。3）零序過流保護4）輕瓦斯保護輕瓦斯保護用于變壓器內(nèi)部故障較小的情況。發(fā)生輕微故障時，排除的瓦斯氣體緩慢上升而進入氣體繼電器，使得油面下降，開口杯產(chǎn)生的支點為軸逆時針方向轉(zhuǎn)動，使得干簧觸點接通，發(fā)出信號。（6）機組保護主保護：A、發(fā)電機差動保護發(fā)電機差動保護分為：1）比率制動式差動保護，其為發(fā)電機內(nèi)部相間短路故障的主保護；2）不完全縱差保護，即指發(fā)電機（或發(fā)電機組）內(nèi)部故障的主保護，它既能顧反映發(fā)電機（或發(fā)電機組）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焊故障。3）標記式差動保護，將它應(yīng)用于發(fā)電機、變壓器等作為內(nèi)部故障的主保護。差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當發(fā)電機正常工作或者區(qū)外故障時，將其看作理想發(fā)電機，則流入變壓器的電流和流出的電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。而當發(fā)電機內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差定保護感受到的二次電流的和正比于故障點電流，差動繼電器動作。在下列情況下，不使用差動保護：1）差動保護二次回路及電流互感器回路有變動或者進行校驗時；2）繼電保護人員測定差動回路電流相量及差壓；3）差動保護互感器一相斷線或回路開路；4）差動保護出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象；5）誤動跳閘；6）額定容量比較小的發(fā)電機；7）35kV以下的一般不使用差動保護。B、匝間保護匝間保護有以下幾種構(gòu)成方式：1）橫差保護。當定子繞組出現(xiàn)并聯(lián)分支且發(fā)電機中性點側(cè)有六個引出頭時采用。橫差保護接線簡單、動作可靠、靈敏度高。2）零序電壓原理的匝間保護。采用專門電壓互感器測量發(fā)電機三個相電壓不對稱而生成的零序電壓，該保護由于采用了三次諧波制動，因此，大大提高了保護的靈敏低與可靠性。3）負序功率方向匝間保護。利用負序功率方向判斷發(fā)電機內(nèi)部不對稱還是系統(tǒng)不對稱故障，保護的靈敏度很高，今年來運行表明該保護在區(qū)外故障時發(fā)生誤動必須增加動作時延，故限制了其使用。C、橫差動保護（7）葛洲壩電廠采用的繼電保護措施葛洲壩電廠的繼電保護采用的就是微機保護。（1）發(fā)電機、變壓器保護葛洲壩電廠大江、二江均采用的是WYB系列微機型發(fā)電機、變壓器保護裝置。WYB系列微機型發(fā)電機、變壓器保護裝置由管理機系統(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)上均相對獨立，必須的聯(lián)結(jié)處均經(jīng)光電隔離。（2）線路保護目前，在葛洲壩電廠運用較多的是北京四方公司的CSL100、CSC100系列線路保護，以及南京南瑞繼保公司的LFP900、RCS902/931系列線路保護。雙重化配置的定義：1）每套完整、獨立的保護裝置應(yīng)能夠處理可能發(fā)生的所有類型的故障；2）兩套保護之間沒有任何電氣聯(lián)系，當其中一套保護退出時不應(yīng)該影響另一套保護的運行；3）兩套保護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立的繞組；4）每套保護裝置的直流電源獨立；5）兩套保護的跳閘回路應(yīng)該與斷路器的兩個跳閘線圈分別是一一對應(yīng)的關(guān)系；