【正文】 器失靈保護(hù) 內(nèi)容詳 母線保護(hù)“斷路器失靈保護(hù) ”。 四 、 變壓 器溫度保護(hù) 變壓器運(yùn)行中，總有部分損失（如銅損、鐵損、介質(zhì)損失等）時(shí)變壓器各部分溫度升高，繞組溫度過高時(shí)會(huì)加速絕緣的老化，縮短使用壽命，繞組溫度越高，持續(xù)時(shí)間越長，會(huì)造成絕緣老化的速度越快，使用期限越短。因此變壓器必須冷卻系統(tǒng)，保 證在規(guī)定的環(huán)境溫度下按額定容量運(yùn)行時(shí)，使變壓器溫度不超過 極限值。變壓器溫度保護(hù)在冷卻系統(tǒng)發(fā)生個(gè)故障或其他原因引起變壓器溫度超過極限值時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)（以便采取措施），或者延時(shí)作用于跳閘。 五 、 冷卻器故障保護(hù) 當(dāng)冷卻器引起變壓器溫度超過安全期限時(shí)，并不是立即將變壓器退出運(yùn)行，常常允許其 運(yùn)行一段時(shí)間，以便處理冷卻器故障，這期間變壓器可以降負(fù)荷運(yùn)行，使變壓器 溫度恢復(fù)到正常水平，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)溫度不能降至正常水平，才切除變壓器。 冷卻器故障保護(hù)一般監(jiān)測變壓器繞組的負(fù)荷電流，并與溫度保護(hù)配合使用，構(gòu)成兩段時(shí)限保 護(hù) 。 當(dāng)變壓器冷卻發(fā)生故障時(shí)，溫度升高，超過限值后溫度保護(hù)首先動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警的同時(shí)開放冷卻器故障保護(hù)出口。這時(shí)變壓器電流若超過保護(hù)Ⅰ段整定值，先按繼電器固有延時(shí)動(dòng)作于減負(fù)荷， 使 變壓器負(fù)荷降低 ，促使變壓器溫度下降，若溫度保護(hù)返回，則變壓器維持在較低負(fù)荷下運(yùn)行，一減少停運(yùn)機(jī)會(huì)；若溫度保護(hù)仍不能返回，即說明減負(fù)荷無效，為保證變壓器的安全，變壓器冷卻器故障保護(hù)將億 II 段延時(shí) t 動(dòng)作于 解列或程序跳閘，延時(shí)時(shí)間 t 值的大小通常按失去冷卻系統(tǒng)后，變壓器允許運(yùn)行時(shí)間整定。 第 3 章 母 線 保 護(hù) 母線 是電能集中和分配的主要設(shè)備，是變電站重要設(shè)備之一，與其他設(shè)備一樣，母線也會(huì)存在各種故障，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，有可能造成大面積的停電事故，并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。母線的故障的原因有母線絕緣子和斷路器套管的閃絡(luò)，裝于母線的電壓互感器和裝在母線和斷路器之間的電流互感器故障，母線隔離開關(guān)和斷路器的支持絕緣子損壞，運(yùn)行人員的誤操作等，雖然母線結(jié)構(gòu)簡單，且處于變電站內(nèi)，發(fā)生故障的幾率相對于其他設(shè)備小，但母線發(fā)生故障時(shí)，接于母線上的所有元件都要斷開，會(huì)造成大面積停電。此外樞紐變電所的高壓母線故障，如果動(dòng)作遲緩，將 會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大，因此，母線必須選擇合適的保護(hù)方式。 母線保護(hù) 設(shè)計(jì) 分析 一 、 母線保護(hù)設(shè)計(jì)原則 母線保護(hù)的方式通常分為兩種：一是利用供電元件的保護(hù)兼作母線故障的保護(hù)；二是采用專門的母線保護(hù)。 在不太重要的較低電壓的廠、站中可以利用供電設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、線路） 保 護(hù)的第 II 及第 III 段來反映并切除母線故障。在 DL400《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中，非專門的母線保護(hù)裝設(shè)原則：對于發(fā)電廠和主要變電所的 3~10KV 分段母線及并列運(yùn)行 的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)母線的保護(hù)。 利用供電元件的后備保護(hù)來切除故障母線，簡單、經(jīng)濟(jì)。但切除故障的時(shí)間長，此外當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或母線為分段單母線時(shí)，上述不能夠保證只切除故障母線，因此，對于重要的母線根據(jù)“規(guī)程”要求裝設(shè)專用的母線保護(hù)。 二 、 母線保護(hù)配置 為了確定母線的保護(hù)，必須明確其母線運(yùn)行方式。 根據(jù)已知變電所的主接線運(yùn)行方式為： 220kV側(cè)采用雙母線接線方式； 110kV側(cè)采用雙母線接線方式； 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式。為了提高供電的可靠性，常采用雙母線運(yùn)行（將母聯(lián)斷路器 投入），在每組母線上固定連接（約 1/2）供電和受電元件。因此 220kV側(cè)采用雙母線同時(shí)投入運(yùn)行方式（將母聯(lián)斷路器投入），而 110kV 側(cè)采用一組母線投入運(yùn)行方式， 10kV 側(cè)采用單母線運(yùn)行方式。 為滿足快速性和選擇性的要求，母線保護(hù)廣泛采用差動(dòng)保護(hù)原理構(gòu)成。 220kV 側(cè) 母線 保護(hù) 通過分析， 220kV 側(cè)采用雙母線同時(shí)投入運(yùn)行方式（將母聯(lián)斷路器投入），對于這種運(yùn)行方式，為了有選擇地將故障母線切除，可采用元件固定連接的母線完全差動(dòng)保護(hù)。這時(shí)，當(dāng)如何一組母線發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置只將故障母線切除，而另一組非故 障母線及其連接的所有元件可繼續(xù)運(yùn)行。 （一） 元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù) 元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)單相原理接線如圖下，保護(hù)裝置的主要部分由三組差動(dòng)繼電器組成。第一組由電流互感器 TA TA TA5 和差動(dòng)繼電器 KD1 組成，用以選擇第 I組母線上的故障；第二組由電流互感器 TA TA TA6 和差動(dòng)繼電器 KD2 組成，用以選擇第 II 組母線上的故障；第三組由電流互感器 TA1~TA6 和差動(dòng)繼電器 KD3組成，它作為整套保護(hù)的啟動(dòng)元件，當(dāng)任 一組母線短路時(shí)， KD3 都啟動(dòng)，給 KD KD2加上直流電流，并跳開母聯(lián)斷路器 QF5. 保護(hù)的動(dòng)作情況分析如下： （ 1）正常運(yùn)行及元件固定連接方式下外部短路故障時(shí)各差動(dòng)繼電器 KD1~KD3 僅流過 不平衡電流，其值小于整定值，保護(hù)不動(dòng)作。 （ 2）元件固定連接方式下任一組母線短路時(shí)（如母線 I）差動(dòng)保護(hù)繼電器 KD1~KD3流過全部的短路電流而動(dòng)作，跳開母線斷路器 QF5 和母線 I 上所有連接元件的斷路器QF QF2，從而將母線 I 切除。此時(shí)，由于差動(dòng)繼電器 KD2 不動(dòng)作，無故障的 II 母線可繼續(xù)運(yùn)行。 （ 3）元件固定連接方式破壞后（如將母線 I上的 L2 切換到母線 II），區(qū)外短路時(shí)啟動(dòng)元件 KD3中流過不平衡電流，故不動(dòng)作，整套保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)，當(dāng)內(nèi)部短路時(shí)， KDKD KD都通過短路電流，因而他們啟動(dòng)跳開斷路器，無選擇性地將兩組母線全部切除。 從上面分析可 知，元件固定連接的雙母線電流差動(dòng)保護(hù)能快速而有選擇地切除故障母線，保證非故障母線繼續(xù)供電，但在固定方式破壞后不能選擇故障母線，限制了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度靈活性，這是該接線的不足之處。但對于進(jìn)線較少的母線保護(hù)還是比較優(yōu)越的。 （二） 斷路器失靈保護(hù) 電力系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障、繼電保護(hù)動(dòng)作而斷路器拒絕動(dòng)作的情況。這種情況下，可導(dǎo)致設(shè)備燒毀，擴(kuò)大事故范圍，甚至使系統(tǒng)得穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。因此，對于較重要的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。 斷路器失靈保護(hù)有稱后備接線，它是防止因斷路器拒絕動(dòng)而擴(kuò)大事故的一項(xiàng)措施，斷路器失靈保護(hù) 的工作原理是，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短路并伴隨斷路器失靈時(shí)。相應(yīng)的繼電保護(hù)動(dòng)作，出口中間繼電器發(fā)出斷路器跳閘脈沖。由于短路故障未被切除，故障元件的繼電器仍處于動(dòng)作狀態(tài)，此時(shí)利用裝設(shè)在故障元件上的故障判別元件，來判別斷路器仍處于合閘狀態(tài)。如故障元件出口中間繼電器觸點(diǎn)和故障判別元件的觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，失靈保護(hù)被啟動(dòng)。在經(jīng)過一個(gè)時(shí)限后失靈保護(hù)出口繼電器動(dòng)作，跳開與失靈的斷路器相連的母線上的各個(gè)斷路器，將故障切除。 保護(hù)由啟動(dòng)元件、時(shí)間元件、閉鎖元件和出口回路組成，為了提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，啟動(dòng)元件必須同時(shí)具備下列 兩個(gè)條件才能啟動(dòng)： （ 1）故障元件的保護(hù)出口繼電器動(dòng)作后不返回 （ 2）在故障保護(hù)元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件啟動(dòng)。 為防止失靈保護(hù)誤動(dòng)作，在失靈保護(hù)接線中加設(shè)了閉鎖元件，常用的閉鎖元件由負(fù)序電壓。零序電壓和低電壓繼電器組成，通過“與”門構(gòu)成斷路器失靈保護(hù)的跳閘出口回路。 110kV 側(cè) 母線 保護(hù) 通過分析， 110kV側(cè)采用雙母線接線，單母線投入運(yùn)行方式（母聯(lián)斷路器不投入），對于這種運(yùn)行方式，雙母線經(jīng)常只有一組母線投入運(yùn)行，可母線完全差動(dòng)保護(hù)。 （一） 完全電流差動(dòng)保護(hù) 單母線的完全電流 差動(dòng)保護(hù)的原理接線如下圖，在母線的所有連接元件上裝設(shè)變比相等的電流互感器，按環(huán)流發(fā)接線。從結(jié)構(gòu)上看，母線實(shí)際上就是電路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)在正常運(yùn)行或母線范圍以外故障時(shí)，母線上所有連接元件注入母線的電流向量和等于零，流 入差動(dòng)繼電器的電流為各電流互感器特性不同產(chǎn)生的不平衡電流，即 umbIIIII ????? ???? I I I 2I I 2I2 在母線故障時(shí)，所有連接的元件都向故障點(diǎn)提供電路電流，而供電給負(fù)荷的連接元件中電流等于零，則流入差動(dòng)繼電器的電流為 TAk nIIIII /I I I 2II2I2 ????? ???? 式中： kI? 為流入短路點(diǎn) k 的總電流； TAn 為電流互感器的變比。 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，將故障母線的所有連接元件斷開，切除故障。 （二） 完全電流差動(dòng)保護(hù) 整定計(jì)算 差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流按以下原則整定： (1)躲過外部故障時(shí)流入差動(dòng)回路的最大不平衡電流，即 TAkr e lundr e la c tk nIKIKI / m a a x.. ?? ??? 式中， relK －可靠系數(shù)，取 。 (2)由于母線差動(dòng)保護(hù)電流回路中連接元件較多，接線復(fù)雜，因此，電流互感器二次回路斷線的幾率比 較大，為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時(shí)引起保護(hù)誤動(dòng)作，啟動(dòng)電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流 ，即 TArelkact nIKI /m ax?? 靈敏度按下式計(jì)算 2/m in. ?? actKsen IIK 式中 －母線短路時(shí)最小短路電流。 10kV 側(cè) 母線 保護(hù) 通過分析， 10kV側(cè)采用單母線運(yùn)行方式對于這種運(yùn)行方式， 根據(jù) DL400《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中，非專門的母線 保護(hù)裝設(shè)原則：對于發(fā)電廠和主要變電所 的 3~10kV 分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，一般可由變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)母線的保護(hù)。 對重要 3～ 10kV 分段母線，宜采用不完全電流差動(dòng)式母線保護(hù)，保護(hù)僅接入有電源支路的電流。保護(hù)由兩段組成：其第一段采用無時(shí)限或帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時(shí)，可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù)；第二段采用過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時(shí)，可將一部分負(fù)荷較大的配電線路接入差動(dòng)回路，以降低保護(hù)的起動(dòng)電流。 微機(jī)母線保護(hù) 擬建變電所的主接線運(yùn)行方式為： 220KV 側(cè)采用雙母線接線方 式； 110KV 側(cè)采用雙母線接線方式； 10KV 側(cè)采用單母線分段接線方式。 RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置，適用于各種電壓等級(jí)的單母線、單母分段、雙母線等各種主接線方式，母線上允許所接的線路與元件數(shù)最多為 21 個(gè)（包括母聯(lián)），并可滿足有母聯(lián)兼旁路運(yùn)行方式主接線系統(tǒng)的要求。 結(jié)合要設(shè)計(jì)的變電所的主接線運(yùn)行方式和 RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置的適用范圍，該變電所的母線保護(hù)采用 RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置。 （一） RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置簡介 保護(hù)配置： RCS— 915AB 型微機(jī)母線保護(hù)裝置設(shè)有母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、 母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)過流保護(hù)、母聯(lián)非全相保護(hù)以及斷路器失靈保護(hù)等功能。 （二） 性能特征 ① 允許 TA 變比不同， TA 調(diào)整系數(shù)可以整定 ② 高靈敏比率差動(dòng)保護(hù) ③ 新型的自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗 TA 飽和判據(jù) ④ 完善的事件報(bào)文處理 ⑤ 友好的全中文人機(jī)界面 ⑥ 靈活的后臺(tái)通訊 方式，配有 RS485 和光纖通訊接口 (可選 ) ⑦ 支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T6671999（ IEC608705103 標(biāo)準(zhǔn)）的通訊規(guī)約 ⑧ 與 COMTRADE 兼容的故障錄波 第 4 章 線