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電力系統(tǒng)繼電愛護

董雙橋

2009年3月

第一部分電力系統(tǒng)繼電愛護的基本知識

電力系統(tǒng)：由發(fā)電電廠中的電氣部分,變電站,輸,配電線路,用電設備等組成的統(tǒng)一體，它包括發(fā)電機,變壓器,線路,用電設備以及相應的通信,平安自動裝置,繼電愛護,調度自動化設備等。

電力系統(tǒng)運行有如下特點：

1,電能的生產，輸送和運用必需同時進行。

2,與生產及人們的生活親密相關。

3,暫態(tài)過程特別短，一個正常進行的系統(tǒng)可能在幾分鐘，甚致幾秒鐘內瓦解。

電力系統(tǒng)的故障或不正常工作狀：

電力系統(tǒng)故障：

1,外部緣由：雷擊,大風,地震造成的倒桿,線路覆冰造成冰閃,絕緣污穢造成污閃等。

2,內部緣由：設備絕緣損壞,老化。

3,系統(tǒng)中運行,檢修人員誤操作。

電力系統(tǒng)故障的類型：

1,單相接地故障D（1）

2,兩相接地故障D（1.1）

3,兩相短路故障D（2）

4,三相短路故障D（3）

5,線路斷線故障

以上故障單獨發(fā)生為簡單故障。兩個或以上故障同時發(fā)生稱為復故障。

電力系統(tǒng)短路故障的后果：

1,短路電流在故障點引起電弧燒壞電氣設備。

2,造成部分地區(qū)電壓下降。

3,使系統(tǒng)電氣設備，通過短路電流造成熱效應和電動力。

4,電力系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞，可能引起振蕩，甚至鮮列。

不正常工作狀態(tài)有：電力系統(tǒng)中電氣設備的正常工作遭到破壞，但未發(fā)展成故障。

電力系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)：

1）電力設備過負荷，如：發(fā)電機,變壓器,線路過負荷。

2）電力系統(tǒng)過電壓。

3）電力系統(tǒng)振蕩。

4）電力系統(tǒng)低頻,低壓。

電力系統(tǒng)事故：電力系統(tǒng)中，故障和不正常工作狀態(tài)均可能引起系統(tǒng)事故，即系統(tǒng)全部或部分設備正常運行遭到破壞，對用非安排停電,少送電,電能質量達不到標準（頻率，電壓,波形）,設備損壞等。

繼電愛護的作用：就是檢測電力系統(tǒng)中各電氣設備的故障和不正常工作狀態(tài)的信息，并作相應處理。

繼電愛護的基本任務：

1）將故障設備從系統(tǒng)中切除，保證非故障設備正常運行。

2）發(fā)出告警信號通知運行值班人員，系統(tǒng)發(fā)生不正常工作狀態(tài)或自動調整使系統(tǒng)復原正常工作狀態(tài)。

電力系統(tǒng)對繼電愛護的基本要求：

1）選擇性：電力系統(tǒng)故障時，使停電范圍最小的切除故障的方式

2）快速性：電力系統(tǒng)故障對設備,人身,系統(tǒng)穩(wěn)定的影響與故障的持續(xù)時間親密相關，故障持續(xù)時間越長，設備損壞越嚴峻，對系統(tǒng)影響也越大。因此，要求繼電愛護快速的切除故障。

電力系統(tǒng)對繼電愛護快速性的要求與電網的電壓等級有關。

35kV及以下要求故障切除時間 05-1秒

110kV要求故障切除時間1000ms

220kV要求故障切除時間近端故障≯80ms

遠端故障≯120ms

500kV要求故障切除時間近端故障≯80ms

遠端故障≯90ms

快速切除故障，可提高重合閘勝利率，提高線路的輸送容量。

3）靈敏性：繼電愛護裝置在它的愛護范圍內發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)的反應實力（各種運行方式，最大運行方式,最小運行方式），用靈敏系數(shù)K表示

K=通入繼電愛護裝置的故障量/繼電愛護裝置的整定值。反映過量動作的裝置

K=繼電愛護裝置的整定值/通入繼電愛護裝置的故障量。反映欠量動作的裝置

4）牢靠性：

①愛護范圍內發(fā)生故障時，愛護裝置牢靠動作切除故障,不拒動。

②愛護范圍外發(fā)生故障和正常運行時，愛護牢靠閉鎖,不誤動。

常用的名詞說明：

主愛護：滿意系統(tǒng)穩(wěn)定和設備平安的要求，能以最快的速度有選擇性的切除電力設備及輸電線路故障的愛護。

對于220kV以上線路,要求主愛護全線速動，則其主愛護為高頻方向，高頻距離,光纖差動等，距離愛護不是主愛護.

后備愛護：當主愛護或斷路器拒動時，用來切除故障的愛護,后備愛護可分為遠后備愛護和近后備愛護。

近后備愛護：當主愛護或斷路器拒動時，由本線路其它愛護或本電力設備其它愛護切除故障，當開關失靈時，由開關失靈愛護切除故障。

遠后備愛護：當主愛護或斷路器拒動時，由相鄰線路愛護切除故障.

協(xié)助愛護：為補充主愛護和后備愛護的性能，或當主愛護，后備愛護退運行時而增設的愛護。

如：一個半開關接線的短線愛護，運方跳閘愛護，過電壓愛護,

異樣運行愛護：反應被愛護線路和設備異樣運行狀態(tài)的愛護。

如：過負荷,過勵磁,振蕩鮮列,低周減負荷等。

振蕩鮮列裝置：當系統(tǒng)正常運行時，兩個系統(tǒng)發(fā)生振蕩，將兩系統(tǒng)分開的裝置。

第二部分500kV變電站繼電愛護的配置

一,500kV變電站的特點

1）容量大。一般裝750MVA主變1-2臺，容量為220kV變電站5-8倍。

2）出線回路數(shù)多 一般：500kV出線4-10回

220kV出線6-14回

3）低壓側裝大容量的無功補償裝置（2×120MAR）

4）在電力系統(tǒng)中一般都是電力輸送的樞紐變電站。其地位重要，變電站的事故或故障將直接影響主網的平平穩(wěn)定運行。

5）500kV系統(tǒng)容量大，（單機容量30萬千瓦,70萬千瓦機組）短路電流大，一次系統(tǒng)時常數(shù)增大（50-200ms）。愛護必需工作在暫態(tài)過程中，需用暫態(tài)CT。

6）500kV變電站。電壓高，電磁場強，電磁干擾嚴峻，包括對一些儀器儀表工作的干擾。

二,500kV變電站主設備繼電愛護的要求

1）500kV主變,500kV線路,220kV線路,500kV母線,220kV母線均采納雙重化配置。

繼電愛護雙重化配置的基本要求：

1,兩套愛護裝置的溝通電壓應分別取自電壓互感器的不同二次繞組；

2,兩套愛護裝置的溝通電流應分別取自電流互感器的不同二次繞組繞組。其愛護范圍應交叉重疊，避開死區(qū)

3,兩套愛護裝置的直流電源應取自不同蓄電池組供電的直流母線段。

4,兩套愛護裝置的跳閘回路應分別作用于斷路器的兩個跳閘線圈。

5,兩套愛護裝置與其他愛護,設備協(xié)作的回路應遵循相互獨立的原則。

6,兩套愛護裝置之間不應有電氣聯(lián)系。

7,線路縱聯(lián)愛護的通道（含光纖,微波,載波等通道及加工設備和供電電源等）,遠方跳閘及就地判別裝置應遵循相互獨立的原則按雙重化配置。

2）近后備原則

3)復用通道（包用復用截波通道，微波通道，光纖通道）。

三,500kV線路愛護的配置

1,500kV線路的特點

a）長距離200-300km，重負荷可達150萬千瓦。

使短路電流接近負荷電流，甚至可能小于負荷電流

例：平武工程初期：,500kV姚雙線在雙河側做人工短路試驗。

姚側故障相電流僅1200多A。送100萬瓦千負荷電流=1300A

b）線路經過山區(qū)，土地的電導率小，塔腳的接地電阻大。

c）500kV線路有很多同桿并架雙回線，因其輸送簡單大，發(fā)生區(qū)內異名相跨線故障時，不允許將兩回線同時切除。否則將影響系統(tǒng)的平安運行。（系統(tǒng)穩(wěn)定導則n-1原則，線路末端跨線故障時，首端距離愛護，會看成相間故障。

d）500kV一般采納1個半開關接線，線路停電時，開關要合環(huán)，需加短線愛護。

e）并聯(lián)電抗器愛護,開關失靈愛護需跳對側開關,應加遠方跳閘愛護。

f）線路輸送功率大，穩(wěn)定儲備系數(shù)小，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定，要求愛護動作速度快，整個故障切除時間小于100ms。愛護動作時間一般要≤50ms。（全線任一點故障）

g）線路分布電容大

500kV線路,相間距離為13m,相對地距離12m。

短路過程中，分布電容電流產生高頻自由重量

穩(wěn)態(tài)電容電流使線路兩側電流幅值和相位產生差異。

線路空投時，未端電壓高。要加并聯(lián)電抗器。

h）為限制潛供電流，中性點要加小電抗器

2,配置原則：

1）500kV線路愛護配置原則：

設置兩套完整,獨立的全線速動愛護,兩套愛護的溝通電流,電壓,直流電源彼此獨立，每一套主愛護對全線路內部發(fā)生的各種故障（單相接地,相間短路，兩相接地,三相短路,非全相再故障及轉移故障）

每套愛護具有獨立的選相相功能，實現(xiàn)分相和三相跳閘。

斷路器有2組挑圈時，每套愛護分別起動一組跳閘線圈

每套主愛護分別運用獨立的高頻信號傳輸設備，若一套采納專用收發(fā)信機，另一套可與通信復用通道。

2）500kV線路后備愛護的配置原則

線路愛護采納近后備方式

每條線路均應配反映系統(tǒng)D1,D1-1,D2,D3各種類型故障的后備愛護，當雙重化的主愛護均有完善后備愛護時可不另配。

對相間短路，配三段式距離,對接地故障，配三段接地距離和反時限零序愛護，過度電阻>300歐

配過電壓和遠方跳閘愛護。

3.500kV線路愛護的配置

1.主愛護：滿意系統(tǒng)穩(wěn)定要求和設備平安，能以最快速度有選擇性切除被愛護線路的各種故障的愛護。

1.1縱聯(lián)愛護：由繼電愛護和通訊兩部分組成

1.1.1縱聯(lián)方向愛護：由線路兩側方向元件分別對故障方向作出推斷，并將推斷結果通過通道傳送給對側，兩側愛護依據(jù)方向元件和通道信號進行綜合推斷，確定區(qū)內,區(qū)外故障。依據(jù)通道信號在綜合推斷中的作用，縱聯(lián)方向愛護可分為允許式和閉鎖式。

1.1.1.1縱聯(lián)閉鎖式方向愛護500KV線路用得較少（僅行波）

1.1.1.2縱聯(lián)允許式方向愛護：

縱聯(lián)方向愛護中的方向元件：

a)另序方向元件

b)負序方向元件

c)相電壓補償式方向元件

d)工頻變化量方向元件

e)行波方向元件

g)阻抗方向元件，

1.1.2縱聯(lián)距離愛護

1.1.2.1縱聯(lián)閉鎖式距離愛護

1.1.2.2縱聯(lián)允許式距離愛護

1.1.2.2.1縱聯(lián)超范圍允許式距離愛護

1.1.2.2.2縱聯(lián)欠范圍允許式距離愛護

當方向元件由距離元件構成時，其構成方式有兩種，由距離

I段發(fā)訊的為欠范圍允許式，POTT

IIIII段發(fā)訊的叫超范圍允許式，PUTT

POTTK1-3通

PUTTK2-3通

T11-8ms抗干擾延時記憶50ms保證對側可跳閘。

縱聯(lián)愛護的通道：

1.專用通道：

1.1專用載波通道：愛護裝置自配高頻收發(fā)機，直接利用電力線載波通道的一相或經分頻器與其他愛護和穩(wěn)定裝置復用（一般用220KV系統(tǒng)，常用單頻制）

1.2專用光纖通道：愛護裝置與光,接點轉換裝置如POX-40E，JSJ-900協(xié)作，直接利用OPGW的光纖芯傳送愛護信息（小于60KM的線路）500KV線路愛護,遠跳公用光,接點轉換裝置。

2.復用通道：

2.1復用載波通道：一般載波機供應愛護裝置2個快速命令（A,B）2個慢速命令（C,D）主愛護利用A或B命令，遠跳利用C命令，穩(wěn)定裝置利用D命令

2.2復用光纖通道：愛護裝置與光,接點轉換裝置如POX-40E，JSJ-900協(xié)作，利用64K/S經PCM復用SDH或PDH，或利用2M/S復用SDH或PDH，愛護,遠跳公用光,接點轉換裝置POX-40E，JSJ-900

1.2相差高頻愛護：一般500KV線路不用。

1.3導引線差動愛護：短線路用。

4光纖電流差動愛護：比較被愛護線路兩側電流的幅值和相位，而兩側電流的幅值,相位,需用光纖通道傳輸。

1.4.1分相電流差動愛護的特點：

分相電流差動愛護原理簡單,牢靠

不受系統(tǒng)振蕩的影響。

不受系統(tǒng)非全相的影響。

選相實力強。

1.4.2分相電流差動愛護一般采納如下原理：

1）用兩側電流矢量和的模作動作量，用兩側電流矢量差的模作制動量

K制動系數(shù)IO最小啟動電流

外部故障ImIn相差1800Im+In=0Im-In=2Im或2In

內部故障ImIn相差00Im+In較大Im-In較小且乘＜1的K值。

2）用兩側電流矢量和的模作動作量，用兩側電流幅值和作制動量

工作原理：│Im+In│－K{│Im│+│In│}≥Io

目前差動愛護廠家較多,各自有特點

a）RCS--931A光纖電流差動愛護：南端產品：

變化量相差動：│△IMφ+△Inφ│>0.75△IRφ

△IR為△IMφ+△INφ標量和

│△IMφ+△INφ│>IH

IH，為4倍實測電容電流和的最大值

b）CSL--103光纖電流差動愛護：四方產品：

變化量相差動：

│△IMφ+△Inφ│>0.6△IRφ

│△IMφ+△Inφ│>0.8△IRφ-IH

│△IMφ+△Inφ│>IH

穩(wěn)態(tài)量差動I,II段

ID>IID>0.6IR0<ID>3IH

ID0.8IR-IHID>3IH

ID>IL

ID>0.6IR0<ID>3IL

ID0.8IR-ILID>3IL

另序差動

ID0>I0Z

ID0>0.75IR0

c）PRS--753光纖電流差動愛護：深南端產品：

相關差動

∑│△IM(j)│>pΧ0?3In

∑│△In(j)│>pΧ0?3In

∑[│△In(j)?△In(j)│]·△t>Edz(p·△t>10ms)

其它原理同上

1.4.3電流采樣同步：

同步電路的作用：

1）限制兩側三相電流同步采樣

2）保證兩側采樣同步，補償信號通信傳輸延時

目前愛護采納電流采樣同步方法主要有

采樣數(shù)據(jù)修正法

采樣時刻調整法

時鐘校正法

參考向量同步法

GPS同步法

電流采樣同步的方法：

1.采樣數(shù)據(jù)修正法：

M側在第一個采樣點向N側傳送信息，含采樣點的序號。采樣的時刻，N側在收到M（1）的信息時，計算收到M（1）時刻與N側上一個采樣點的時間差△t（N2）

N側在緊隨的下一采樣點（N3）向M側發(fā)送信息，含△t1的值，M（1）N3的時刻及電流數(shù)據(jù)量。

M側在收到N3點的信息時計算收到N3與本側上一采樣點M（6）的時間差△t2，并可由此計算通道延時。M側用收到N3的時間—Td延時?？芍狽側N3的采樣時間對應本側的采樣時間，進而確定兩側電流采樣數(shù)據(jù)。在M側同一時標下時間差△t，即和M（4）的時間差。M側在進行差動計算時，將N3的電流修正△t時間所對應的角度即可。

優(yōu)缺點：

=1\*GB2

⑴

線路兩側裝置各自獨立，地位相等，無主從之分。當通道收,發(fā)路由相同時，Td測好以后，一般不會變化。間或的通道干擾或通信中斷時，不會影響采樣同步。通道復原后，依據(jù)收到的電流數(shù)據(jù)快速進行差動計算。

=2\*GB2

⑵

每次要計算Td延時，每幀數(shù)據(jù)要修正處理，只能用于傳送相量的差動，瞬時值差動不能用。

樣時刻調整法

假設：兩采樣周期相等，通道收發(fā)延時相同。未調整前，兩側采樣間隔相等，則△t=Tm-Tn/2

從端（同步端）先發(fā)出一幀同步懇求命令問主端（參考端）。主端收到從端同步命令時，計算從收到時刻到下一個采樣點的時間Tm，并在緊隨的采樣點向從端發(fā)送信息，將Tm的值通知從端。從端收到信息后，將計算收到主端信息與下一采樣點時間求差，即可算出兩采樣時間差，經過數(shù)次調整△t=0，本側按主側時鐘采樣。

優(yōu)缺點：

優(yōu)：采樣同步后，差動愛護算法處理簡單，即可傳送矢量方式也可傳送瞬時值方式

缺點：通道中斷后，同步較為困難

鐘校正法：

同步端在tss時間向參考端發(fā)一幀報文，含tss時刻，參考端在tmr時刻收到同步端報文，并在tms時刻向同步端返一幀報文，并告知tmr時刻。tms時刻及tms-tms時間差，同步端在tsr時刻收到報文，并可計算Td=Tsr-Tss-(tms-tmr)/2

若兩側時鐘無偏差，Td1=tsr-tms與上式計算相等。

若兩側時鐘有偏差，則不等。

同步端依據(jù)Td-Td1來校正自己的時鐘，消退偏差。時鐘同步后，傳輸電流數(shù)據(jù)時帶上時標，便可進行計算。

GPS同步法：

用GPS對兩側裝置對時，和時鐘調法相同

參考矢量同步法

利用線路模型計算出代表同一個量的兩個矢量，利用兩個矢量的相位差實現(xiàn)同步。

對序號

=1\*GB2

⑴

傳誦數(shù)據(jù)時帶上編號

光纖電流差動愛護的通道

=1\*GB2

⑴

專用光纖通道

運用專用光纖芯作為愛護信息傳送通道，一般留兩芯備用。其專用光纖芯中的信息依據(jù)愛護裝置不同，可以是64k/s，也可以是2M/s。時鐘應設為主-主方式。即愛護發(fā)送數(shù)據(jù)，采納裝置時鐘（也稱內時鐘方式）接收時從打包的數(shù)據(jù)流中提取時鐘。

=2\*GB2

⑵

復用光纖通道：

時鐘設置為從-從方式（外時鐘方式）要用提取時鐘作為寫入時鐘。

采集到同一時刻的采樣值后，在進行數(shù)據(jù)傳送時，要傳送該幀數(shù)據(jù)的編號（4）。

主機在收到其編號后再將它送回，從機在采集第8組數(shù)據(jù)時，收到主機信號（第3組數(shù)據(jù)）其中包含本側送去的編號4。從機便知道主機的第3組信號和本側第6組信號（4+8）/2=6為同一時刻采樣值。

數(shù)據(jù)通訊的幀格式：一幀信號的格式，各裝置不盡相同，但其包含的基本要素相同，每幀包含有：限制字,采樣標號：iA,iB,iC,

開關量,效驗碼CRC

限制字

采樣標號

iA

iB

iC

開關量

CRC

1字節(jié)

1字節(jié)

4字節(jié)

4字節(jié)

4字節(jié)

1字節(jié)

2字節(jié)

限制字：含幀的性質,愛護啟動元件的邏輯狀態(tài),數(shù)據(jù)窗的選擇,三跳位置。

采樣標號：二進字的八位數(shù),每采樣一次加一。

三相電流相量：每相4字節(jié)前2個后三個。

CRC：效驗碼。

光纖差動愛護的時鐘設置：

1）專用光纖通道

發(fā)送數(shù)據(jù)采納內部時鐘，兩側裝置發(fā)送時鐘工作在主一主方式,接收時鐘采納從接收數(shù)據(jù)流中提取時鐘。

復用方式：若經PCM復用SDH（PDH）時，兩側愛護裝置發(fā)送時鐘工作在從一從方式下，數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均為同一時鐘源，但為2M/S復用SDH（PDH）時，兩側愛護裝置設為主時鐘，若主通道為PDH時，其PDH設備，一側設為主時鐘，另一側設為從時鐘。

2500KV線路的后備愛護

2.1配三段相間距離

2.2配三段接地距離

2.3配三段另序方向或另序反時限

3500KV線路的協(xié)助愛護

3.1三相過電壓愛護，第一時間跳本側，第二時間跳對側

3.2短線愛護（合環(huán)運行時用）

3.3遠方跳閘愛護（加就地判拒）

4500KV線路重合閘

4.1線路重合閘配置：按開關配置每個開關僅配置一套重合閘裝置

4.2重合閘啟動方式：愛護啟動,開關位置不對應啟動。

4.3重合閘溝三跳：只能溝開關本身三跳，不能溝線路愛護三跳。

4.4重合閘優(yōu)先合閘：回路優(yōu)先,時間優(yōu)先。

4.5重合閘長,短延時：220KV有縱聯(lián)愛護，用短延時，無縱聯(lián)愛護

5500KV開關失靈愛護：

5.1開關失靈愛護配置：按開關配置，每個開關僅配置一套失靈愛護，但應跳開關的兩個跳圈。

5.2500KV變壓器愛護,500KV電抗器愛護啟動失靈愛護時，應加負序電流,零序電流,低功率因數(shù)等作為相電流協(xié)助判據(jù)。

5.3相鄰開關的含義：電氣上的相鄰，

500kV失靈愛護的動作對象

220kV斷路器失誤愛護回路：

5.4變壓器高,中壓開關失靈愛護在跳相鄰開關的同時，應跳變壓器各電源側開關。

5.5斷路器死區(qū)愛護

5.6斷路器充電,過流愛護

5.7斷路器三相不一樣愛護

6,500KV線路愛護的運行維護：

6.1斷路器充電,過流愛護在線路正常運行時，應停用，即停用出口壓板。

6.2500KV線路短線愛護在線路正常運行時，應停用，即停用出口壓板。線路停電（合環(huán)運行時用）愛護應加用。

6.3500KV線路愛護在線路正常運行時，發(fā)TA斷線報警時，在小負荷時，可停用電流差動愛護出口壓板。并強令運行人員馬上檢查TA二次回路，若發(fā)覺是某一開關TA二次回路斷線，應斷開該開關，若發(fā)覺是和電流回路TA二次斷線，停線路或停愛護按系統(tǒng)狀況定，但在重負荷時，若發(fā)覺是某一開關TA二次回路斷線，應馬上斷開該開關，若發(fā)覺是和電流回路TA二次斷線，且二次斷線處放電嚴峻時，為防止火災和愛護TA，建議停線路。

6.4500KV線路愛護在線路正常運行時，發(fā)TV斷線報警時，若兩套愛護同時報警，應停線路，僅一套報警時，停距離愛護或全套愛護。

6.5500KV線路愛護在線路正常運行時，發(fā)復用載波通道報警時，若兩套愛護載波機同時報警，則為主通道問題，應停線路。僅一套報警時，應停本套主愛護,遠跳,平穩(wěn)裝置，。

6.6500KV線路愛護在線路正常運行時，發(fā)復用光纖通道報警時，若兩套愛護同時報警，則為主通道問題，應停線路。僅一套報警時，應停本套主愛護,遠跳,平穩(wěn)裝置，。

6.7500KV線路愛護在線路定檢送電前，縱聯(lián)愛護應進行通道調試。

6.8500KV線路縱聯(lián)愛護停用時，應在兩側同時停用，以免主愛護誤動作。

6.9500KV線路愛護在愛護換型,二次回路改接線后，送電時應帶負荷檢查愛護極性。

第三部分500kV電力變壓器愛護的配置

一,500kV變壓器愛護的特點

1.1變壓器工作電壓高(500kV)，通過容量大（750MVA/750MVA/180-240MVA）在電網中的地位特殊重要。

1.2變壓器故障或其愛護誤動造成變壓的停電，將引起重大經濟損失。

1.3變壓器造價高，組裝,拆卸工作量大，搶修時間長。

1.4500kV電力變壓器的低壓側，一般裝有大容量無功補償裝置（3×60MaV電抗器，2×60Mavr）。大容量的電容器在變壓器內部故障時，將供應諧波電流，影響愛護動作的正確性。

1.5高壓大電網的出現(xiàn)，大容量機組增加，電力系統(tǒng)短路電流幅值增大，衰減時間常數(shù)大。短路的暫態(tài)時間加長，其愛護必需在變壓器故障的暫態(tài)過程中動作，因此，用于主變愛護的CT,PT必需適合暫態(tài)工作條件。

1.6500kV變壓器體積大（運輸尺寸7×4×4m），重量（充氮165t），為了削減重量，提高材料的利用率，降低造價，其工作鐵芯磁通密度高（一般在1.7t以上），鐵芯采納冷扎硅鋼片，磁化曲線硬，變壓器過壓力磁時，勵磁電流增加大，過勵磁對變壓器影響大。

1.7為保證牢靠性，500kV變壓器愛護采納雙重化配置。

二,電力變壓器的故障

2.1油箱內部故障：匝間短路，單相接地短路，相間短路（500kV變壓器為單相式，不存在相間短路）。內部故障電流將產生電弧，會燒壞線圈的絕緣和鐵芯，引起絕緣油氣化使變壓器爆炸。

2.2油箱外部故障：主要是絕緣套管和引出線的故障（包括引線相間短路，單相接地短路等）。

2.3變壓器的異樣運行方式：

a）油箱內油位降低；

b）外部短路引起的過流；

c）甩負荷引起的過勵磁；

d）過負荷；

e）溫度高,壓力異樣,冷卻器全停等。

三,變壓器愛護的配置

3.1縱聯(lián)差動愛護：（主愛護）

3.1.1基本要求：

1）應能躲過勵磁涌流和外部故障的不平衡電流，以免變壓器在空載投入或切除外部穿越性故障時，出現(xiàn)勵磁涌流誤動。

2）在變壓器過勵磁時，差動愛護不誤動。

3）在變壓器內部故障,CT飽和時，不拒動。

4）在變壓器內部故障,短路電流中含有諧波重量時，不拒動。

5）愛護應反應區(qū)內各種短路故障，動作速度快，一般不大于30ms。

3.1.2差動愛護的構成：

基本原理：基爾霍夫定理：正常運行時或外部短路時，變壓器三側電流的向量和為0（歸算到同一側）。

正常運行或外部故障時

內部故障時

3.1.2.1差動速斷愛護：愛護變壓器內部嚴峻故障產生較大的短路電流，其整定值大于勵磁涌流，一般取大于6-8即可。

3.1.2.2比率制動功能：

（門坎）

K值取0.6-0.8之間。

比率制動回路的幾種接法：

a）單側電源雙繞組變壓器：一側制動，制動繞組接負荷側；

b）雙側電源雙繞組變壓器：兩側制動，各接一側電流；

c）單側電源三繞組變壓器：兩側制動，均接負荷側；

d）多電源三繞組變壓器：采納三側或四側制動。

比率制動的目的：

1）防止外部故障時，產生的不平衡電流（主要是一側CT飽和的狀況）。

2）正常運行的不平衡電流。

a）各側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流

型號不同，飽和特性不一樣，壓力磁電流不同，不平衡電流較大。

b）計算變比與實際變比不同而引起的不平穩(wěn)電流

CT采納的標準變比（與計算相近的）

或三者關系不能完全滿意等式

c）帶負荷調整抽頭引起的變化產生不平衡電流。

勵磁涌流：當變壓器空載投入和外部故障切除后，電壓復原時，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流（即勵磁涌流）。

磁涌流產生的物理過程：

負邊空載，原邊在時接入電網：

原線圈電阻很小，忽視不計，則

式中由初始條件確定，時合閘

若

直接進入穩(wěn)態(tài)，不產生勵磁涌流。

若

此時，主磁通開始由，即多一項非周期重量磁通，經過半個周期后，鐵芯中磁通達到，此時鐵芯嚴峻飽和，勵磁電流激劇增大。

激磁電流

可達的幾十倍，其值可達額定電流的6-8倍。

此勵磁涌流經變壓器的一側，如不實行措施，差動愛護會誤動。

實行的措施：利用諧波制動

分析壓力磁涌流可發(fā)覺其有如下特點：

①很大的非周期重量，偏于時間軸一側；

②含有大量高次諧波，其中二次諧波為主，占基波30-50%。

③波形之間出現(xiàn)間斷，在一個周期中間斷角為60-65°。

3.1.2.3諧波制動功能：

基本原理：利用勵磁涌流中的二次諧波重量制動。（二次諧波占基波15-20%時）判為勵磁涌流，閉鎖愛護

閉鎖方式：1）三相制動：即任何一相二次諧波占基波15-20%時，閉鎖三相，

2）按相制動：即哪一相二次諧波占基波15-20%時，閉鎖哪一相。

3.1.2.4間斷角制動功能

原理：利用勵磁涌流波形出現(xiàn)間斷的特點，檢測間斷角當某一角度時，閉鎖。一般整定60-65°。

3.1.2.5速飽和制動功能

原理：利用勵磁涌流的非周期重量使鐵芯飽和制動。

3.2分側差動愛護

上述差動愛護，實行了很多措施來防止其誤動。（但其正確動率仍很低）在大型變壓器中，低壓側均裝設大容量無功電容補償裝置，使得內部故障時短路電流諧波重量加大，可能造成差動拒動。因此，一些變壓器開始采納此愛護

基本原理：流入變壓器各側繞組的電流，流出該繞組另一側（外部故障和空載時），則流入差動繼電器的差流為0，不誤動。

分側差動愛護，要求變壓器的每側繞組要裝電流互感器，這對500kV電力變壓器的高,中壓側可以做到。低壓繞組有困難時，可以不裝。

緣由是：①低壓側為小電流接地系統(tǒng)單相故障不跳閘，500kV變壓器為單相式，內部不可能有相間短路。

②500kV變壓器高,低,中低之間阻抗大，低壓側短路對系統(tǒng)影響小。

一般在低壓組裝電流速斷。

3.3零序差動愛護，當自耦變壓器的差動愛護，對接地故障的靈敏度不夠時，應裝設零序差動愛護。

用于零序差動愛護的各側CT，必需選用相的變比。

4,變壓器后備愛護

4,1相間后備愛護：相間阻抗愛護

為了運行便利，目前我國500kV變壓器均是單相式，變壓器內部相間故障不可能存在。配置相間后備愛護的目的是防止引線相間短路和相鄰母線相間短路的后備。

目前500kV變壓器僅在高,中壓側各配一套帶偏移特性的阻抗愛護，低壓側配電流電壓愛護。

方向：1）220kV阻抗，正方向指向變壓器，反向10%偏移到220kV母線。T1時間跳變壓器高壓側，T2時間跳變壓器三側

2）220KV阻抗，正方向指向線路，TI時間跳220KV母聯(lián)，T2時間跳變壓器三側

5,接地后備愛護

5.1接地阻抗愛護，一般裝于高,中壓側，方向與相間阻抗相同。

5.2另序電流方向愛護

5.2.1一般三繞組變壓器500kV接地愛護

另序過流愛護分為二段：

Ⅰ段與500kV出線另序Ⅰ段協(xié)作，若500kV為雙母線或單相分段接線，則從大于線路另序Ⅰ段時限，跳母聯(lián)或分段開關,時限跳500kV側開關，跳主變各側。

若為1

EQ\F(1,2)

開關接線，線路另序Ⅰ段時限跳500kV側開關

時限跳主變各側

Ⅲ段按躲進線路出口相間短路的不平衡電流整定

以大于時限跳主變三側

220kV側另序過流愛護：

500kV變壓器的220中性點是實行分級絕緣的，允許直接地運行和經間隙接地運行，一般裝二套另序過流（裝一套用定位切換），其段數(shù)和動作時間與500kV另序過流相同。

5.2.2自耦變壓器的接地愛護：

有兩個特點：1）自耦變壓器高,中壓側有電的聯(lián)系，有其公接地中性點，當高壓側或中壓側單相接地時，另序電流可以在高,中壓之間流淌，流經中性點的另序電流大小，隨短路點的位置和系統(tǒng)動量另序阻抗有關。

2）自耦變壓器另序電流愛護需加方向元件。

中性點另序電流的分析：

當中壓側開路時，，當中壓接入大限系統(tǒng)時很小。

所以自耦變壓器另序愛護的接線為

其它與一般三繞組變壓器相同。

6,過勵磁愛護：

變壓器繞組的感應電壓

頻率，鐵芯面積，線圈匝數(shù)，磁通密度

一般大型變壓器鐵芯正常工作磁密比較高（1.7-1.8），T接近飽和狀態(tài)（1.8-1.9），磁化曲線硬，過勵磁時，鐵芯飽和，勵磁阻抗下降，激磁電流增加，當達到1.3-1.4時，

一般廠家對變壓器過勵磁都進行時間限制，以下是法國,日本變壓器過壓力磁特性：

法國 日本

運載條件

滿載

運載條件

滿載

過電壓倍數(shù)

1.05

1.1

1.2

1.3

1.4

過壓倍數(shù)

1.05

1.2

1.3

允許時間

長期

20min

1min

ps

1s

允許時間

長期

10min

3min

一般裝在500kV側,220kV調壓影響定值，分兩段，一段報警，一段延時跳閘，微機變壓器過勵磁愛護過勵磁一般采納反時限特性。

7,自耦變壓器過負荷愛護

自耦變壓器高,中,低壓繞組的容量比100/100/30～50，高,中變比為2，其公繞組長期允許的電流與高壓繞組相同。

1）中,低同時向高壓側送負荷，升壓變壓器，高壓,低壓側均裝過負荷愛護。

2）高同時向中壓,代壓側供負荷，降壓變壓器，高,低壓側裝過負荷。

3）低壓向高壓,中壓側供負荷，高,低裝過負荷。

4）高,低同時向中壓側供負荷，或中壓側向高壓側,低壓側輸送功率，其公繞組簡單過負荷。

過負荷愛護可采納單相式，用于發(fā)信號。

正常運行時，起始負荷的等效起始電流，起始。

變壓器允許過負荷時間（小時）(冷卻器全投)

起始負荷倍數(shù)

過負荷倍數(shù)=(負荷電流/定額電流)

1.1

1.2

1.3

0.75

4

1.2

--

0.5

4.5

1.5

0.5

8,低壓繞組過電流愛護

T1時間跳低壓開關，T2時間變壓器三側

公共繞組零序過電流愛護

變壓器非電量愛護

瓦斯愛護：（主愛護）

當變壓器內部發(fā)生繞組的匝間短路,層間短路,繞組斷線,調壓開關接

觸不良,鐵芯故障,絕緣老化,油位降低,套管內部故障及油箱內部各種接地和相間故障。其中鐵芯故障,絕緣老化,油位降低等故障差動愛護無法愛護。

工作原理：當油浸式變壓器內部發(fā)生故障時，故障點的電弧會使絕緣材料分解并產生大量氣體，產氣的多少,產氣的速度與故障的性質和嚴峻程度有關，瓦斯愛護就是利用反映氣體變化狀態(tài)的瓦斯繼電器來愛護的。

結構：當前瓦斯繼電器一般采納復合式結構，既輕瓦斯采納開口杯,重瓦斯采納擋板，

整定：動作值按油流速度整定

重瓦斯有強迫油循環(huán)1-.1.5m/s

無強迫油循環(huán)0.6-.1m/s

輕瓦斯按氣體在瓦斯繼電器內部占有空間整定

范圍250-300cm3

安裝留意事項：安裝時應使油箱本體向油枕方向傾斜1-1.5%，即油枕方向高，油管向油枕方向傾斜2-4%，以保證變壓器內部發(fā)生故障時，氣體順當進入瓦斯繼電器。

壓力釋放愛護：當變壓器內部發(fā)生嚴峻故障時，故障點的電弧會使絕緣材料分解并產生大量氣體，使本體內部壓力增大，利用壓力釋放閥將油排瀉，防止變壓器爆炸。

溫度愛護：當變壓器內部油或繞組的溫升超過廠家規(guī)定值時，發(fā)出告警信號或將變壓器停運。

國標規(guī)定：

變壓器額定運用條件： 最高氣溫 ＋40℃

最高日平均溫度 ＋30℃

最高年平均氣溫 ＋20℃

最低氣溫 －30℃

自然溫循環(huán),風冷 強油風冷

繞組對空氣的溫升 65℃平均值 65℃平均值

繞組對油的溫升 21℃平均值 30℃平均值

油對空氣的溫升 44℃平均值 35℃平均值

油對空氣的溫升 55℃（最大值） 40℃（最大值）

為使繞組對空氣的平均溫升不超過極限值，在環(huán)溫＋40℃時

自然油循環(huán),風冷，頂層油溫升不得超過95℃

強油循環(huán),風冷，頂層油溫升不得超過80℃

繞組最熱點溫升，比平均溫上升13℃，即65℃＋13℃＝78℃

三個溫度：溫度Qo 繞組溫度Qw 環(huán)溫Qa

兩個溫升：最大溫升,平均溫升

最大溫升：油或繞組最熱處的溫升

平均溫升：整個繞組或全部油的平均溫升

冷卻器全停愛護：（指風扇,油泵均停）

不同變壓器有不同的規(guī)定，并與負荷相關

負荷100%額定值 20分鐘

負荷75%額定值 45分鐘

負荷50%額定值 60分鐘

空載運行 4小時

此時應嚴密監(jiān)視上層油溫，其溫升不得大于55℃

1）冷卻器全停＋30分＋75℃跳閘

2）冷卻器全停＋60分跳閘

非電量愛護除瓦斯必需投入跳閘外，溫度,壓力,冷卻器全停等愛護各網省局有不同要求。

變壓器愛護運行留意的一些問題：

當差動愛護發(fā)出CT斷線告警信號時，應馬上停用該愛護，并查找緣由。

當愛護發(fā)出PT斷線告警信號時，應馬上停用阻抗愛護,過勵磁愛護，并查找緣由。

新投入變壓器或大修后投入變壓器，應檢查瓦斯管道上的閥門在打開狀態(tài)，呼吸器工作正常，其全套愛護應加用，待運行正常后再按有關規(guī)定將重瓦斯愛護改投信號

變壓器重瓦斯愛護不能啟動開關失靈愛護。

變壓器瓦斯愛護接線盒應有防雨措施。

對運行變壓器進行補油,濾油等工作時，應停用瓦斯愛護。

在瓦斯愛護二次回路上工作時，應停瓦斯愛護。

變壓器雙母線接線側開關失靈時，應啟動開關失靈愛護并解除復壓閉鎖。（變壓器低壓側故障，中壓側復合電壓元件靈敏度不夠。）

BP-2B開關失靈是利用變壓器啟動中壓側開關失靈的另一對接點開人BP-2B裝置，當此接點開人時，復壓閉鎖解除

RCS-915是利用變壓器啟動中壓側開關失靈愛護支路KG字來解除復壓閉鎖。

第四部分500kV母線愛護的配置

1,500kV母線愛護的特點：

a）母線發(fā)生短路的機率比線路少，但母線故障不能快速牢靠切除，對系統(tǒng)的影響大。

b）500kV母線大多采納1

EQ\F(1,2)

接線，母線故障，愛護動作切除時，可不中斷對用戶供電，即不怕誤動，怕拒動。

c）母線運行方式變化大，在最大運行方式下發(fā)生區(qū)外故障時，CT可能飽和，不平衡電流大；最小運行方式，區(qū)內故障時，短路電流可能較小，靈敏度不夠。

由于上述緣由：220kV,500KV上母線愛護一般不采納一般電流差動愛護

2,500kV1

EQ\F(1,2)

接線母差愛護配置。

2,1配2套母線愛護。

3,500KV雙母線接線母差愛護配置

3,1配2套母線愛護，應配復合電壓閉鎖元件，防止其誤動作。

BP-2A微機母線差動愛護簡介：

一,裝置的主要特點

1）采納復式電率差動原理，區(qū)外故障時，有極強的制動特性，區(qū)內故障時,靈敏性高。

2）具有母線運行方式變化時，自適應實力，倒母操作時，愛護無需退出，無觸點自動切換差動電流回路和差動出口回路。

3）以大差動判別故障，各段小差動選擇故障母線。

4）完善的愛護方案，抗CT飽和實力強。

5）母線上各線路單元CT變比可隨意選擇，可由用戶在現(xiàn)場設定。

6）適時監(jiān)視CT，PT二次回路，開關量輸入回路。

二,裝置的主要功能

1）母線分相比率差動愛護

2）失靈愛護的出口回路

3）母聯(lián)失靈（死區(qū)）愛護回路

4）母線充電愛護

5）復合電壓閉鎖

6）CT斷線閉鎖，PT斷線告警回路

三,裝置的原理接線圖

四,裝置的基本原理

1）復式比率制動原理：

動作判據(jù) <1>

<2>

其中： 矢量和

標量和

為母線上各支路二次電流量。

差動電流定值比率制動系數(shù)

分析：兩種極端狀況

1）志向狀況，外部短路時差電流為0。即

〈2〉式的，即<2>條件不滿意，不誤動。

2）區(qū)內故障時大>>可信動作

五,母線差動愛護的構成

a）大差動回路，雙母線上除母聯(lián)開關CT，和分段開關CT外其余各元件CT量均采集，構成差動。

b）各段母線小差動，連接該段母線上的全部元件CT，含與該段母線相連的分段和母聯(lián)CT。

c）大差判別區(qū)內，區(qū)外故障，小差選擇故障母線。

d）小母差經母線刀閘位置的選擇電流回路。

e）動作邏輯

f）差動愛護的啟動元件：

①母線電壓突變量起動△U

②支路電流突變量起動△I

③大差動電流越線起動，需與III母線復合電壓協(xié)作

起動元件邏輯圖

復合電壓閉鎖：（低電壓,另序電壓,負序電壓）母差愛護動作應經復合電壓判別，確認系該母線發(fā)生了故障才允許跳閘。

留意：母差愛護有PT檢修的切換把手，當某一條母線停電，檢修，可將該復合電壓繼電器取另一運行母線電壓，以免愛護長期開放而誤動作。

g）母聯(lián)失靈愛護（含死區(qū)愛護）

母線愛護動作跳母聯(lián)開關。若母聯(lián)開關失靈或在死區(qū)范圍，則由母聯(lián)失靈愛護，跳另一母線。

h）線路失靈愛護出口邏輯

失靈的復合電壓定值與母差的復合電壓定值不一樣，可單獨整定。

1）母線充電及過流愛護

2）CT,PT次斷線閉鎖。

母線中阻抗差動愛護（即電壓差動）

1,原理

a）正常運行和外部故障CT不飽和時，流入母線的電流等于流出母線的電流，電流/電壓型差動均不動作。

b）某支路出口區(qū)外故障，該支路互感器飽和，一次電流部分進入壓力磁回路,不平衡電流增加。

CT等值電路

則故障電流電流差動誤動電壓差動繼電器

因內阻高，使流入的二次繞組，此時只要保證該在二次繞組上產生的電壓<繼電的動作電壓,電壓差動繼電器不誤動

C：內部故障

故障電流，同時流向M點，全部CT二次均工作在接近開路狀態(tài)，產生高電壓使繼電器動作。

中阻抗母線差動愛護（制動特性母線差動愛護）

動作原理

·制動系數(shù)最小動作電流

動作分析：假設半周內的正方向如上圖，若LX,D點故障，由P點流經

EQ\F(1,2)

Rr（自動電阻）然后分為2路，一路經Rd3差動回路-N點，另一路電流經另半個制動電阻

EQ\F(1,2)

Rr→M，只要增大Rd3，增大，從而使│VOP│<│Vr│繼電器不動，若在母線上故障，全部電流經

EQ\F(1,2)

Rr→Rd3│VOP│<│Vr│動作Rd3，電阻約300歐，這樣內部故障時，差動回路不會出現(xiàn)太高電壓，中間互感器可以調變化。

第五部分變電站的二次設備及回路

1,電力系統(tǒng)中一次設備和二次設備的分類：

1）一次設備：主變壓器,電流互感器,電壓互感器,靜止補償電容器,開關,刀閘,電抗器,母線,阻波器,結合電容器,避雷器等，發(fā)送安排電能。

2）二次設備：對電力系統(tǒng)中的一次設備的運行工況進行限制測量,愛護和監(jiān)視的設備叫二次設備。包括：繼電愛護,測量儀表,限制開關,按鈕,端子箱,限制電絲,故障錄波器,事務記錄器,RTU裝置,綜合自動化,信號報警裝置,變壓器冷控設備,調壓開關的限制元件等，防誤閉鎖裝置，包括給二次設備供電的蓄電池,充電的整流器等。

3）二次回路,聯(lián)結二次設備的回路，即二次回路。

2,二次回路的劃分

溝通電流回路

①按電源的性質分 溝通電壓回路

直流回路

愛護回路

測量回路

限制回路

②按回路的作用分 信號回路

遙信遙測遙調周回路

電源回路

防誤閉鎖回路

同期回路

變電站的二次回路介紹

一,500kV變電站安裝單位的劃分

劃分安裝單位，是為了便于在回路上分組，便利設計和運行。

1）500kV1

EQ\F(1,2)

斷路器接線安裝單位劃分

1

EQ\F(1,2)

斷路器接線安裝單位劃分示意圖

2）220kV雙母帶旁路安裝單位的劃分

安裝單位劃定后，把同一單位的愛護,限制,測量,信號回路及二次設備放在同一個安裝單位之內，愛護和限制可共互流電源。

二,溝通電壓回路

1）500kV1

EQ\F(1,2)

按線PT配置。

1）母線配置單相TV：

作用：（1）測量母線電壓，利用相電壓的√3倍獲得母線電壓，

（2）母線側斷路器同期電壓，

（3）母線接地刀閘的防誤閉鎖，檢測母線電壓。

2）母線配置三相TV：一般當母線上安裝高壓并聯(lián)電抗器時采納。

作用：（1）測量母線電壓，

（2）母線側斷路器同期電壓，

（3）母線接地刀閘的防誤閉鎖檢測母線電壓。

（4）并聯(lián)電抗器匝間短路愛護取得3U0電壓。

1,2500kV一個斷路器半接線方式線路單元TV配置：

線路配置3相TV

作用：1）測量線路電壓，測量線路有功,無功，測量線路電能量。

（2）線路側兩斷路器同期電壓，

（3）線路側接地刀閘的防誤閉鎖，檢測線路電壓，

（4）為線路距離愛護,方向愛護,過電壓愛護供應電壓量。

1,3500kV一個斷路器半接線方式變壓器單元TV配置：

1）變壓器單元配置單相TV：

作用：（1）變壓器側兩斷路器同期電壓，

2）變壓器單元配置三相TV：

作用：（1）測量變壓器500KV側有功,無功，測量500KV側電能量。

（2）變壓器側兩斷路器同期電壓，

（3）為變壓器后備阻抗愛護,后備方向愛護,過勵磁愛護供應電壓量。

2,220kV雙母線接線方式TV配置：

1）220kV雙母線接線方式母線單元TV配置。

母線單元配三相TV

作用：（1）測量母線電壓，

（2）斷路器同期電壓，

（3）母線接地刀閘的防誤閉鎖，檢測母線電壓。

（4）為母線愛護,斷路器失靈愛護供應復合電壓閉鎖電壓量，

（5）經電壓切換裝置，為線路愛護,變壓器愛護供應電壓量

（6）經電壓切換裝置，為線路單元,變壓器單元有功,無功,電能量測量供應電壓量

2）220kV雙母線接線方式線路單元TV配置

1,線路單元配單相TV

作用：（1）斷路器同期電壓，

（2）線路側接地刀閘的防誤閉鎖，檢測線路電壓。

2,線路單元配三相TV

作用：（1）斷路器同期電壓，

（2）線路側接地刀閘的防誤閉鎖，檢測線路電壓。

（3）為線路愛護供應電壓量，

（4）為線路有功,無功,電能量測量供應電壓量

典型的電壓二次回路介紹：

1,溝通電壓回路：

a）電容式電壓互感器原理接線圖：

b）用于500kV線路及變壓的等設備單元

分壓比

三個二次繞組精確級不一樣，0.5，測量，1.3P級愛護

c）用于220kV雙母線時

d）電壓二次回路應留意的問題

①二次側繞組接地的問題

②電壓回路反充電的問題

③3U0二次繞組與主二次繞組N線地分開的問題

④電壓二次回不能短路的問題

三,溝通電流的回路

1）500kV1

EQ\F(1,2)

開關接線CT的幾種二次接線。

對于四CT配置，每組CT6個二次繞組，3CT配置中間斷路器，CT配7個二次繞組。

2）和電流對測量和愛護的影響

a）正常兩開關CT均運行時，CT鐵芯不飽，勵磁阻抗大（幾千歐）吸取電流較小可忽視。

b）某一開關停電時，該CT二次繞組，成為另一個的負載，此時流過停用CT二次繞組的電流為吸取電流，使測量產生誤差。

c）對于TPY繞組，鐵芯未飽和時，每臺CT歸算到二次的壓力磁電抗大約為1200Ω～2000Ω，而電流互感器負載阻抗約為15Ω，兩CT關聯(lián)后也有600～1000W。所以在短路時，對愛護的影響不大。

線路串電流互感器配置圖線路變壓器串電流串感器配置圖

d）當一個開關停運行時，其二次壓力磁阻抗大，接點電壓高，對愛護裝置的影響也不是很大。所以一般不退出運行。

e）和電流有兩種接法：①在端子箱

②在愛護裝置

四,同期回路

500kV1

EQ\F(1,2)

接線方式的同期回路接線較困難，一個完整串，有可能連接四個能相互分開的電源系統(tǒng)，兩個母線和兩條線路。

上圖接線，雖然設計和施工困難，但是運行方式敏捷，任何一臺開關均可同期有一種簡化同期的接線，只考慮兩臺邊開關作為指定的同期開關可以簡化回路。

五,防誤電氣閉鎖回路

利用刀閘,地刀,開關的協(xié)助接點，按操作閉鎖條件接入刀閘開關或電磁鎖回路閉鎖，現(xiàn)在的微機實際不用此接線。

六,電源回路：

500kV變電站直流電源是按雙重化原則配置的，一般配二組蓄電池，三組充電器。下圖是我局一個500kV變電站直流系統(tǒng)圖，直流系統(tǒng)的安排：

a）500kV，按劃分的安裝單位配置

母線單元 配從不同的蓄電池電源各一路

斷路器 配一路愛護電源，二路跳合閘電源

線路 配從不同的蓄電池電源各一路

b）220kV線路，配兩路愛護電源，一路公用電源

c）主變壓器，按三套電源配置，兩套電量電源，一套非電量愛護電源。

全站按母線配置斷路失靈愛護出口回路，經復合電壓閉鎖220kV斷路器失靈愛護。

2）回路接線

測量相序,相位

在三相電力系統(tǒng)中各相電壓或電流按其先后依次分別到達最大值的依次，叫相序，三相電壓或電流在同一時間所處的位置，就是相位

對稱平衡的三相電力系統(tǒng)，其三相電壓或電流的相位相差120度。

在三相電力系統(tǒng)中，規(guī)定以A,B,C（黃,綠,紅）標記區(qū)分三相相序。當它們到達到達最大值的依次為A,B,C時，我們叫它正序，當它們到達到達最大值的依次為A,C,B時，我們叫它負序。

三相電力系統(tǒng)中，發(fā)電機,變壓器,線路能否并列運行，其重要條件是：三相相序相同,相位一樣。否則，將造成電力系統(tǒng)短路故障或在發(fā)電機,變壓器,線路并列運行時，產生環(huán)流。相序還影響電動機的轉向。所以三相電力系統(tǒng)在新設備（發(fā)電機,變壓器,線路）投入運行或一次設備改接線后投入運行時，要進行相序,相位測量。

測量相序的方法：

1）380V及以下的系統(tǒng)，可直接用相序表測量。

2）高壓系統(tǒng)，可在TV的二次側測量。

測量相位的方法：

利用單相TV直接測量高壓側相位，（直接電聯(lián)系的系統(tǒng)）

利用定相桿直接測量高壓側相位

利用三相TV的低壓側與已運行系統(tǒng)三相TV的低壓側比較測相位，

=1\*GB3

①

新變電站投運行前，首先確定變電站相序，一般方法：站在變電站外，面對單方向引出線的母線，從左到右，依次為A,B,C相?；蛎鎸θ嗍阶儔浩鞯母邏禾坠?，從左到右，依次為A,B,C相。確定相序后，應細致檢查站內一次設備相序的標示，特殊是Y/△ 接線的變壓器后的相序。從變電站外引入電源對全站一次設備充電，并檢查TV二次回路，將帶有三相TV的線路與本變壓站隔離，此線路由另外一電源供電，檢查此線路三相TV與本變電站其他三相TV的相序和相位，在將此線路對側斷開，由本側送電到對側，對側進行相序和相位的測量，無誤后，系統(tǒng)可并列。

=2\*GB3

②

新線路投入運行前，若線路帶有A,B,C三相TV，則先由本側送電到新線路，對側開關斷開，此時，新線路A,B,C相與本側相同，檢查此線路三相TV與本變電站其他三相TV的相序和相位，若正確，說明此線路三相TV二次A，B，C相接線正確，斷開此線路本側開關，由對側送電到新線路，此時此線路三相TV一次A，B，C相同對側一次A，B，C相同，檢查此線路三相TV二次A，B，C相與本變電站其他三相TV二次A，B，C相的相序和相位，若正確，則系統(tǒng)可以并列。

=3\*GB3

③

新線路投入運行前，若線路無三相TV，則必需騰出一條帶有A，B，C三相TV的母線進行核相，其余過程同上。

2,愛護極性檢查：

極性檢查的必要性：進入愛護裝置的電壓,電流是愛護正確工作的重要依據(jù)，電壓,電流量均是帶方向性的電氣量，即兩者之間有極性關系，或兩路甚至多路電流量之間有極性關系，這些相對極性關系確定了愛護裝置的動作行為，因此，有關規(guī)程規(guī)定，新安裝愛護裝置投入運行時或對愛護裝置進行改接線后投入運行時，應用一次負荷電流和系統(tǒng)的運行電壓，校核愛護裝置的極性。同時通過愛護校檢極性還能檢查CT變比。單一電流,電壓量工作的愛護無極性關系。

=1\*GB2

⑴

應檢查極性的愛護：各類方向愛護，阻抗愛護，電流差動愛護

=2\*GB2

⑵

方法：利用系統(tǒng)潮流方向，確定進入愛護裝置的電壓,電流量的相位關系。

應留意：新建線路或新投變壓器，其測量回路也是新接入系統(tǒng)的，不能以此判別潮流方向，應依據(jù)系統(tǒng)結構估算潮流方向，或依據(jù)雙回線其他線路的潮流推斷。

500kv變電站直流系統(tǒng)

直流負荷：

變電站繼電愛護,限制設備,計算和監(jiān)控系統(tǒng),UPS電源,RTU,信號報警裝置等設備的運行工況直接影響系統(tǒng)的平平穩(wěn)定運行。為此，有關規(guī)程規(guī)定此類設備的工作電源采納直流供電方式。正常運行時，由站內所用電溝通經充電,浮充電設備供應直流電源。當變電站所用溝通全?；虺潆?浮充電設備故障時，由蓄電池供電，以保證其工作電源的牢靠性。

流系統(tǒng)接線：

500kv變電站直流系統(tǒng)，典型設計為二電三充模式。經分控屏的協(xié)助供電模式。正常運行時，兩組電源無任何電的聯(lián)系以滿意愛護雙重化的要求。

\

500kv變電站直流系統(tǒng)工作電壓：強電110v或220v，弱電48v24V

220V直流電壓

限制電纜截面小,削減電纜投資

跳合閘回路電流小，削減壓降

要求系統(tǒng)絕緣水平高，蓄電池組的絕緣電阻不低于20K

繼電器線徑小，簡單靡斷。

繼電器接點，簡單擊穿。

系統(tǒng)對地電容大。

蓄電池組個數(shù)多，占地面積大。

110V直流電壓

限制電纜截面大,電纜投資大

跳合閘回路電流大，壓降大

要求系統(tǒng)絕緣水平較低，蓄電池組的絕緣電阻不低于10K

繼電器線徑大，不簡單靡斷。

繼電器接點電壓低，不簡單擊穿。

系統(tǒng)對地電容較小。

蓄電池組個數(shù)少，占地面積小。

直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視

變電站直流系統(tǒng)為非接地系統(tǒng)。為了監(jiān)視測量直流系統(tǒng)的絕緣狀況，在直流系統(tǒng)中設置絕緣監(jiān)視裝置，監(jiān)視絕緣狀況。

其原理圖如下：

XJJ正常運行時，處在R1,R2與RM+,RM-的平衡電橋上。當直流系統(tǒng)正極或負極絕緣下降時（220v下降到25kΩ，110v下降到7kΩ,48v下降到1.5kΩ）發(fā)直流系統(tǒng)接地告警信號。XJJ為高阻抗,電壓繼電器，其阻值選擇當直流系統(tǒng)任一點發(fā)生接地故障時，流過XJJ的電流小于3mA。以在跳閘線圈TQ處發(fā)生接地時TQJ誤動作。

直流接地的測量原理：

若負極接地，電阻為20kΩ。若短接負極1000Ω電阻，調整R滑動電阻器，使電橋平衡，則可推斷直流接地電阻值。

直流接地的危害

=1\*GB2