【正文】 歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、和微機(jī)式等 5 個(gè)發(fā)展的歷史階段。 19 世紀(jì)的最后 25 年里，作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。雖然在 1928 年電子器件已開始被應(yīng)用于保護(hù)裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推 廣和生產(chǎn)，只是在 50 年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實(shí)現(xiàn)。 1965 年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。 目前隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來(lái)越廣，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長(zhǎng)期大 面積停電的嚴(yán)重事故。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破 壞時(shí)，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時(shí)間減到最短。因此，系統(tǒng)的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐等設(shè)備的承變能力，機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行的實(shí)際需要。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求及任務(wù) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 （ 1）選擇性：指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。 （ 2）速動(dòng)性：指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。 （ 3）靈敏性：指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。 （ 4）可靠性 :指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作。 繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù) （ 1） 發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地借助于斷路器將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 繼電保護(hù)的基本原理 繼電保護(hù)主要是利用電力系 統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，還有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。 常用的繼電器及特性 目前使用的繼電器按動(dòng)作原理可分為：電磁型、感應(yīng)型、整流型和數(shù)字型。 (2)按繼電 器在保護(hù)回路中所起的作用可分為 i：兩度繼電器，時(shí)間繼電器 中間繼電器 信號(hào)繼電器和出口繼電器。不可能停留在某一個(gè)位置。 (2)從生產(chǎn)角度考慮，變配電站不應(yīng)妨礙生產(chǎn)和廠內(nèi)運(yùn)輸，變配電站本身設(shè)備的運(yùn)輸也應(yīng)當(dāng)方便。 變電站的作用 ： 變電站的主要作用是進(jìn)行高底壓的變換，一些變電站是將發(fā)電站發(fā)出的電升壓，這樣一方面便于遠(yuǎn)距離輸電，第二是為了降低輸電時(shí)電線上的損耗；還有一些變電站是將高壓電降壓，經(jīng)過(guò)降壓后的電才可接入用戶。 電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。 （ 1） .單母接線其優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，且便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。可以以下方法來(lái)彌補(bǔ)單母線接線的不足： 1母線分段：斷路器分段 。 2加設(shè)旁路母線。 （ 3） .一臺(tái)半斷路器接線，就是每?jī)蓚€(gè)回路用三臺(tái)斷路器接在兩組母線上，即每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至一組母線，兩條回路間設(shè)一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一串，故稱為一臺(tái)半斷路器接線，又稱二分之三 接線。 （ 5） .變壓器母線組接線：各出線回路由兩臺(tái)斷路器分別接在兩組母線，變壓器直接通過(guò)隔離開關(guān)接到母線上，組成變壓器母線組接線。其優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便。 （ 2）橋形接線 :在只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí) ,通?？梢圆捎脴蛐谓泳€ ,同時(shí)能節(jié)約斷路器的數(shù)目 .但是按照橋連斷路器的位置 ,其橋形接線又可以分為內(nèi)橋式和外橋式。并且在角形接線中，斷路器數(shù)等于回路數(shù)，且每條回路都與兩臺(tái)斷路器相連接。 5 短路電流計(jì)算： 系統(tǒng)等效電路圖 ：如圖 3所示 SⅡ SⅠ 1 2 5 6 3 4 DL1 d1 7 8 DL6 d2 XL= D3 圖 3 系統(tǒng)等效電路圖 （各阻抗計(jì)算見 ） 基準(zhǔn)參數(shù)選定： SB=100MVA， UB=Uav 即： 35kV 側(cè) UB=37KV， 10kV 側(cè) UB=。其中： X9=X2+X3∥ X4＝ X10= X1+X5∥ X6＝ X11=X10∥ X9＝ X12=X11+X7＝ 據(jù)此，系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖 5 所示 故知 35KV 母線上短路電流： Id1max=IB1/X11=(KA) 10KV 母線上短路電流 : Id2max=IB2/X12=(KA) 折算到 35KV 側(cè) : Id21max=IB1/X12=(KA) 對(duì)于 d3點(diǎn)以煉鐵廠計(jì)算 Id3max=(+)=(KA) SII SI 10 9 35KV d1 7（ 8） 10KV d2 XL= d3 11 35KV d1 7(8) 10KV d 2 XL= d3 圖 5 2) 最小運(yùn)行方式下 :系統(tǒng)化簡(jiǎn)如圖 6 所示。 重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按導(dǎo)油管的油流速度為 ~ cm2整定本，本設(shè)計(jì)采用 cm2。 ： 選用 BCH2型差動(dòng)繼電器。 Δ U— 變壓器調(diào)壓時(shí)所產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半， 本設(shè)計(jì)取。 代入數(shù)據(jù)得 Idz1= (1 1 ++) =（ A） 2） 躲過(guò)變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流 Idz1= KK Ie （ 2） 式中： KK— 可靠系數(shù)，采用 ； Ie— 變壓器額定電流： 代入數(shù)據(jù)得 Idz1= =(A) 3) 躲過(guò)電流互改器二次回路短線時(shí)的最大負(fù)荷電流 Idz1= KKTfhmax （ 3） 式中： KK— 可靠系數(shù)，采用 ； Idz1— 正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流。 代入數(shù)據(jù)得 WcdjsI=60/=(匝 ) 選用差動(dòng)線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較 WcdjsI小而相近的數(shù)值，作為差動(dòng)線圈整定匝數(shù) WcdZ。 初步確定短路線圈的抽頭 根據(jù) 前面對(duì) BCH2 差動(dòng)繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵(lì)磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的“ CC”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號(hào)、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過(guò)變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。 本裝置靈敏度 Klm= = 1 2 滿足要求 。 靈敏系數(shù)： Klm= = 1 滿足要求。動(dòng)作帶延時(shí)作用于信號(hào)。 當(dāng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)起動(dòng)后，在達(dá)到時(shí)限后仍未返回，則動(dòng)作 ZDJH 裝置。 主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置： 主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置：電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運(yùn)行的保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的功能是在合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)前提下，保證電力系統(tǒng)和電力設(shè)備的安全運(yùn)行。當(dāng)確定其配置和構(gòu)成方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面，并結(jié)合具體情況，處理好上述四性的關(guān)系： a. 電力設(shè)備和電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特點(diǎn) 。 c. 電力系統(tǒng)的近期發(fā)展規(guī)劃 。 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行不可或缺 的重要設(shè)備。繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置要滿足電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站主接線的要求，并考慮電力網(wǎng)和廠站運(yùn)行方式的靈活性。在確定繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用具有成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字式裝置。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，除新建部分外，還應(yīng) 包括對(duì)原有系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置不符合要求部分的改造方案。電力系統(tǒng)中，各電力設(shè)備和線路的原有繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，凡不能滿足技術(shù)和運(yùn)行要求的，應(yīng)逐步進(jìn)行改造。繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的新產(chǎn)品，應(yīng)按國(guó)家規(guī)定的要求和程序進(jìn)行檢測(cè)或鑒定，合格后，方可推廣使用。 1．主保護(hù) 主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以 最快速度有選擇地切除被保護(hù) 設(shè)備和線路故障的保護(hù)。 2．后備保護(hù) 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。近后備式當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由該電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。 3．輔助保護(hù) 輔助保護(hù)是為補(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)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)分為溫度保護(hù) (以檢測(cè)變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速 )和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流的 70%來(lái)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過(guò)高）?？刂?回路是連接一次設(shè)備和二次設(shè)備的橋梁，通過(guò)控制回路，可以實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備對(duì)一次設(shè)備的操控。 (2)就地操作：通過(guò)機(jī)構(gòu)箱上的操作按鈕進(jìn)行就地操作。 (4)開關(guān)本身保護(hù)設(shè)備 、重合閘設(shè)備動(dòng)作，發(fā)跳、合閘命令至操作插件，引起開關(guān)進(jìn)行跳、合閘操作。 可以看出，前三項(xiàng)為人為操作，后兩項(xiàng)為自動(dòng)操作，因此斷路器的操作據(jù)此可分為人為操作和自動(dòng)操作。就地通過(guò)開關(guān)機(jī)構(gòu)箱本身操作按鈕進(jìn)行的操作為就地操作，有些開關(guān)的保護(hù)設(shè)備裝在開關(guān)柜上，相應(yīng)的操作回路也在就地，這樣通過(guò)保護(hù)設(shè)備上操作回路進(jìn)行的操作也是就地操作，保護(hù)設(shè)備在主控室，在主控室進(jìn)行的操作為遠(yuǎn)方操作，通過(guò)調(diào)度端進(jìn)行的操作為遙控操作。如果保護(hù)不投弱饋控制字，若線路出現(xiàn)純相間故障，則全線速動(dòng)保護(hù)不能動(dòng)作，僅靠后備保護(hù)延時(shí)切除。根據(jù)正常邏輯，線路故障后，被對(duì)側(cè)啟動(dòng)發(fā)信閉鎖兩側(cè)高頻保護(hù)，兩側(cè)高頻保護(hù)均不能出口，最后依靠贛州變相間距離Ⅱ段正確動(dòng)作跳三相開關(guān)，嘉定變保護(hù)不動(dòng)作。 (2)保護(hù)裝置啟動(dòng)元件定值的適應(yīng)性 根據(jù)多年來(lái)的整定 計(jì)算 和故障分析經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)谌粘Ｕㄓ?jì)算中，著重提高了保護(hù)裝置啟動(dòng)元件的靈敏度，一般靈敏度高達(dá) 4，相電流突變量、高頻零序電流、高頻負(fù)序電流定值一次值均小于或等于 180A，因而對(duì)運(yùn)行方式具有較高的適應(yīng)性。 (3)零序電流保護(hù)定值的適應(yīng)性 隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，由于零序電流受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響極大，零 序保護(hù) I 段已難以適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化。 為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免電網(wǎng)運(yùn)行 31 方式頻繁變化引起零序電流保護(hù) I 段的超越，在 35KV 及以上系統(tǒng)配置雙套主保護(hù)的前提下，從 2021 年開始，我們?cè)诤?jiǎn)化 35KV 線路零序保護(hù)整定計(jì)算上邁開了關(guān)鍵的一步，即 結(jié)合新建工程將 35KV 線路零序電流 I 段全部退出運(yùn)行，僅保留零序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段。但是零序電