继电器保护的要求范文
时间：2023-12-22 17:52:07
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篇1
【关键词】电力变压器 ,电压, 保护 ,安装
【 abstract 】 along with the rapid development of the electric power industry, a large number of power plants, substation also arises at the historic moment. And as a generator, transformer substation of transformer of main electrical equipment, its installation quality directly affect the safety operation of the power grid, therefore, transformer site installation technology also more and more important.
【 key words 】 electric power transformer, voltage, protect, and installation
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
一、浅谈电力变压器的保护措施
配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器，变压器运行是否正常直接影响用户生产和生活用电，并关系到用电设备的安全，因此必须从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来注意。
1、保护配置技术方面
（1）装设避雷器保护，防止雷击过电压。配变的防雷保护，采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护，以防止由高低压线路侵入的高压雷电波所引起的变压器内部绝缘击穿，造成短路，杜绝发生雷击破坏事故。采用避雷器保护配变时，一是要通过正常渠道采购合格产品；二是对运行中的设备定期进行预防性试验；三是定期进行变压器接地电阻检测；四是安装位置选择应适当。
（2）装设速断、过电流保护，保证有选择性地切除故障线路。配变的短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器（该装置有漏电保护和配变低压过电流保护）来实现。为了有效地保护配变，必须正确选择熔断器的熔体(熔丝、熔片等)及低压过电流保护定值。高压侧熔丝的选择，应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。容量在100kVA及以下的配变，高压熔丝按2～2.5倍额定电流选择；容量在100kVA以上的配变，高压熔丝按1.5～2倍额定电流选择。低压侧漏电总保护器过流动作值取配变低压侧额定值的1.3倍，配变低压各分支线路过流保护定值不应大于总保护的过流动作值，其值应小于配变低压侧额定电流，一般按导线最大载流量选择过流值，保证在各出线回路发生短路或输出负载过大，引起配变过负荷时能及时动作，切除负载和故障线路，实现保护配变的目的。
2、日常运行管理方面
（1）加强日常巡视、维护和定期测试：
一是进行日常维护保养，及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃；二是及时观察配变的油位和油色，定期检测油温等；三是摇测配变的绝缘电阻，检查各引线是否牢固；四是加强用电负荷的测量，在用电高峰期，加强对每台配变的负荷测量，必要时增加测量次数，对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整，防止中性线电流过大烧断引线，造成用户设备损坏，配变受损。
（2）防止外力破坏：
一是合理选择配变的安装地点，既要满足用户电压的要求，又要避免将其安装在荒山野岭，也要防备不法分子偷盗，同时要利于运行人员的定期维护；二是避免在配电变压器上安装低压计量箱；三是不允许私自调节分接开关；四是在配变高低压端加装绝缘罩；五是定期巡视线路，砍伐线路通道，防止树枝碰在导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故。
故要使配电变压器保持长期安全可靠运行，除加强提高保护配置技术水平之外，在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员，一定要做到勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，采取各种措施来加强配电变压器的保护，防止出现故障或事故，以保证配电网安全、稳定、可靠运行。
二、电力变压器安装程序及要求
1、变压器卸车及就位
在变压器基础验收移交后，对周边施工场地进行平整和夯实，布置好卸车的平台和拖运轨道。在主变拖运至安装点前，应再次对变压器进行检查。核对变压器的高低压侧方向以确定卸车方向。变压器就位后，在其他任何工作开始前必须可靠接地。
2、器身检查
有吊罩检查和直接进入器身内部检查两种方式供选择。无论采用何种方式，都应选择在良好天气中进行并尽量缩短器身在空气中的暴露时间，应满足周围空气温度不低于0℃、器身温度不低于周围空气温度，空气相对湿度不大于75%和场地周围应清洁并有防尘措施这些条件。
3、吊罩检查方式
钟罩起吊时应平衡起吊，吊索与铅垂线的夹角不宜大于30度，起吊过程应缓慢，严禁器身与箱壁碰撞。充氮运输的变压器必须让器身在空气中暴露15min以上，待氮气扩散后才可开始检查。
4、进入器身内部检查方式
充氮运输的变压器器身检查前采用注油排氮的方式排氮，排氮前须将油箱中的残油排尽，注入油箱中的油必须是合格绝缘油。油位应高出铁心上沿100mm以上，静置12h后方可排油准备内部检查。
5、附件安装
高压套管安装：先卸去接线板与导电头，用长20m、直径8~10mm的尼龙绳穿入套管内，上端经挂在吊钩上的滑轮由工作人员拉住，用吊车将套管慢慢吊起并移至升高座上方，绳子的另一端用吊环螺钉与变压器的引线接头连接，将套管吊装就位，同时将引线接头提至超出套管顶部，旋下吊环螺钉，将套管固定牢固。其他附件安装：在高、低套管安装完毕后，即可封上人孔门，进行储油柜、冷却器等其他附件的安装。
6、真空注油
附件安装基本完成后，即可开始抽真空，准备注油。抽真空时应根据制造厂家的要求，将不能承受机械强度的附件与油箱隔离。抽真空时应密切监视箱壁的变形。抽真空时应首先将油箱内抽成0.02Mpa，然后按每小时均匀地增高0.0067Mpa直至0.101Mpa（或厂家要求）后，即可开始注油（注油前应对油进行油样采集化验）。注油应从下部的蝶阀处注入，注入的油应是合格的变压器绝缘油，且油的温度必须高于器身温度。注油要平稳，速度不应大于100L/min。注油全过程应保持真空。
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【关键词】谐波；继电保护；继电器；误动；拒动；抑制措施
1.引言
随着我国经济社会快速发展，社会对电力的需求越来越大，安全用电显得更加重要，因此，作为保障电网安全与稳定运行的继电保护技术必须加以重视。然而，近年来不断发展的电力系统以及出现的新型电气设备，生产生活中越来越多的非线性负荷与电网接轨，这也直接给电力系统造成了严重的谐波污染，谐波极容易导致继电保护在某些情况下误动作或拒动作。为了提高电力系统继电保护的安全可靠，必须针对谐波问题，采取切实可行抑制谐波的对策，以确保电力系统的稳定运行。
2.电网的谐波问题
谐波是非正弦周期交流量进行傅立叶分解，得到频率为基波频率整数倍的分量。一般认为是非线性负荷的用电方式产生了非正弦周期电流，该谐波电流在电网中产生谐波压降，也就形成了电网电压的畸变而出现谐波电压，称之为谐波“污染”。非线性负荷实际上是一种电能转换方式用电，将标准的50Hz额定电压的交流电源转换为其他形式的电源，以适应不同的用电要求，其也是用电技术发展的体现。
现以电网中广泛采用的三相不控整流器为例来分析谐波的特性，这种整流器普遍的应用于工业交直流变换、变频设备、城市轻轨和地铁行业中，以及目前的新兴产业电动汽车充电站中也采用此种整流器。它的原理是将电网三相交流电经过二极管整流变换为直流电，由于二极管的单向导通性，会使整流器交流侧的电流波形产生严重畸变，含有大量谐波。图1为三相不控整流器的实测a相电压电流波形，分析如下：
将三相不控整流器交流侧的a相非正弦周期电流进行傅立叶分解后可得：
（-1）
式中Id为整流后的直流电流平均值，由上式可得电流基波和各次谐波的有效值为：
根据以上分析，三相不控整流器交流侧电流的主要谐波次数为6k±1，（k=1，2，3…），不含3的倍数次谐波，也不含有偶数次谐波，而且谐波的幅值与其次数成反比，即谐波次数越高，其有效值越小。这就说明了非线性负载对电网的谐波污染相当严重。
图1三相不控整流器交流侧电压电流波形
3.谐波的影响场合分析
电网谐波对继电保护的影响主要分为两方面：对输电线保护的影响和对变压器保护的影响分。
3.1谐波对输电线保护的影响
当电网中谐波电流或谐波电流含量较大时，采用工频变化量或者相电流、相电压突变量作为起动元件的输电线保护就会出现问题，比如会使保护装置和收发信机不能正常起动。
对于采用以突变量作为起动元件的继电器，当其受到谐波影响时，起动元件会不断起动，会使程序长时间处在振荡闭锁模块中，如果此时区内发生故障，将严重影响保护的快速性；对于采用以工频变化量作为起动元件的阻抗继电器，其动作速度较快，极易受到谐波电压、电流的影响。如果谐波含量大于限值，在进行整定时必须给予适当考虑。
3.2谐波对变压器保护的影响
工程中，变压器的差动保护一般以突变量作为其起动判据，包括采用相电流采样值的突变量、基于半周积分算法的相电流工频变化量等，上述两者都不能完全消除谐波影响，可能导致变压器差动保护不正常起动。
在变压器的差动电流速断和比率差动保护中，在微机保护的VFC插件中装设了滤波电路，而且在软件计算中采用了全周傅立叶算法，这样就极大的避免了谐波对保护的影响。
电网中的谐波既有正序谐波也有负序和零序谐波，对于负序和零序谐波对保护的影响与电力系统中的负序和零序分量相似。
4.谐波对继电装置的影响分析
4.1谐波对电磁型继电器的影响
工程中的电磁型电流继电器以线圈内流过的电流有效值作为判据，其动作转矩与电流有效值的平方成正比。此种方式有个较大的缺点，无论线圈内流过基波或谐波电流，都可以使继电器动作，所以谐波可能会使电流继电器误动作。电压继电器与电流继电器相比，其线圈匝数较多，阻抗也随之增大，当继电器感应到谐波电压时，如果动作值比基波时整定值大，过电压继电器可能拒动，欠电压继电器可能误动。与其它类型的继电器相比，电磁型继电器的响应时间较长，对整定值的误差要求也相当较低，在电网谐波含量较小时，谐波对其影响不大，但是如果谐波含量较大，而且衰减较慢，此时就会对电磁型继电器产生严重影响，继电器误动造成电网事故。例如：变压器在空载状态下投切时，就会产生谐波含量很高的励磁涌流，以2次谐波为主的高次谐波会造成继电器误动。
4.2谐波对感应型继电器的影响
感应型继电器可动部分惯性较大，谐波转矩对其影响不严重。在磁场的作用下，这种继电器的圆盘或圆筒将会产生电磁感应转矩，它会推动圆盘或者圆筒。工程运行经验表明；随着流入继电器频率的上升，其启动灵敏度降低，这是由于畸变电流中的谐波电流产生的附加谐波转矩造成的，因为畸变电流产生的转矩等于基波转矩和各高次谐波转矩的总和。电网中含量较多的谐波为3次、5次和7次谐波，其产生的附加谐波转矩对感应型继电器的灵敏度影响最大。对于各次谐波而言，其产生的谐波转矩可正可负，这就造成了继电器有可能误动也有可能拒动。
4.3谐波对整流型继电器的影响
整流器继电器的是将输入的交流量或者几个输入的交流量进行整流，转换为直流量，其动作特性由整流后的直流电压、电流信号决定。例如在某系列的方向阻抗继电器中，其以两个电气量的环形整流比相器构成，如果电网含有谐波时，其动作特性呈现为一个不规则的封闭曲线，不再是一个圆，封闭曲线上有许多凹凸不平点，每隔一个周期都会出现凸点或者凹点，随着谐波含量的增大，凹凸幅值越大。产生这种现象的原因是谐波电流流入电流回路时，环形整流比相器输出的交流分量增大，就会造成继电器动作特性损坏不光滑。
4.4谐波对静态型继电器的影响
静态型继电器主要由电子器件构成，不包含机械运动，其最大的优点是抗干扰和消除了谐波影响，所以静态型继电器越来越受到人们的关注。静态型继电器是按相位比较原理构成的继电器，被比较的两个交流电流用积分比相器或者微分比相器进行比较。
5.抑制对策
5.1谐波抑制措施
目前，在谐波处理上通常采用两种方法：一是采取措施减少电力电子设备自身产生的谐波；二是增设滤波装置滤除电网中的谐波。对于第一种方法，一般采用的是多脉动整流方法，是按一定的规律将两个或多个（通常为偶数个）变流器进行组合，通过移相变压器对电网电压进行移相，使得各个整流桥输入电压存在一定的相位差，从而获得整流负载电流之间的相位差，不同相位差的整流负载电流在电网侧的叠加，可以使某些次谐波相互削弱或抵消，从而实现电网侧电流的正弦化矫正。
图2 12脉动整流器交流侧电压电流波形
图2为12脉动整流器交流侧的电压电流波形，与图1相比，其电流波形畸变率下降，各次谐波含有率也明显减小。
此时，电流中只含有少量的12k±1，（k=1，2，3…）次谐波。可见，12脉动整流变压器电网侧的谐波电流较6脉动整流变压器有较大改善。
将12脉动整流器交流侧的a相非正弦周期电流进行傅立叶分解后可得：
（-1）
对于谐波抑制的第二种方法，在工程中装设的滤波装置包括无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器价格相对低廉，采用电容C和电感L元件组成滤波电路，在谐振频率下合成阻抗为零，迫使该次谐波电流流向滤波支路，不能传播到电网造成危害，但是其滤波效果有限；有源滤波器在工程应用时要备有谐波发生源和大功率晶闸管元器件，还要配有跟踪控制和脉宽调制系统，其滤波效能优越，但成本稍高。
5.2改进继电保护的措施
对于改进继电保护主要由两方面的措施：辅助措施和自主措施。如选择辅助措施，可采用配电系统中自带的频率测试仪对谐波频率进行测试，以辅助继电保护装置对电压、电流进行测量和值的比较；也可以以使保护中的输入信号正常为目的，增加滤波装置；也可以以使继电保护装置只反应突变量，且仅反应突变量为目的，接入一个微分电路于继电保护装置的执行元件前，也就是说，使用反映增量的装置；或者加装谐波闭锁环节于配电系统中的各类保护间。对于自主措施，是以继电保护装置自身为基础，通过对继电保护装置的动作整定值进行合理设定，以使继电保护装置的动作正确、可靠。
6.总结
综上所述，谐波对继电保护的危害是十分明显的。为此，应清楚地了解谐波产生的原因，增加谐波监测和分析设备，严密监视电网中的谐波水平和潮流分布。而对于运行在高谐波含量环境中的继电保护装置，要运行中要加强监护，采取一定的手段提高其抗干扰性。只有这样，才能抑制谐波污染，提高继电保护的安全性，最终实现安全可靠用电。
参考文献：
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【关键词】10kV；供电系统；继电保护
中图分类号：U223 文献标识码： A
一、前言
供电系统的有序进行是供电系统的核心保障。虽然我国早此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技不断进步的新时期，加强10kV供电系统的继电保护的研究，对我国供电系统的发展有着重要的意义。
二、10kV供电系统在电力系统中的重要性
电力系统是由发电变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10kV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。
三、10kV系统中继电保护的配置现状
目前，一般企业高压供电系统中普遍采用10kV系统。除早期建设的10kV系统中，较多采用直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外，近年来飞速建设的电网上一般均采用环网或手车式高压开关柜，继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10kV电源、高压母线分段不联络或虽能联络但不能自动投入，在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些亟待解决的问题。
四、几种常用电流保护的分析
1、反时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。
（1）继电器的构成。
反时限过电流保护是由GL-15（25）感应型继电器构成的。这种保护方式广泛应用于一般工矿企业中，感应型继电器兼有电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）和电磁式中间继电器（作为出口元件）的功能，用以实现反时限过电流保护；另外，它还有电磁速断元件的功能，又能同时实现电流速断保护。采用这种继电器，就可以采用交流操作，无须装设直流屏等设备；通过一种继电器还可以完成两种保护功能（体现了继电器的多功能性），也可以大大简化继电保护装置。这种继电器虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
（2）反时限过电流保护的基本原理。
当供电线路发生相间短路时，感应型继电器KA1或（和）KA2达到整定的一定时限后动作，首先使其常开触点闭合，这时断路器的脱扣器YR1或（和）YR2因有KA1或（和）KA2的常闭触点分流（短路），而无电流通过，故暂时不会动作。但接着KA1或（KA2）的常闭触点断开，因YR1或（和）YR2因“去分流”而通电动作，使断路器跳闸，同时继电器本身的信号牌掉下，给出信号。
在这里应予说明，在采用“去分流”跳闸的反时限过电流保护装置中，如继电器的常闭触点先断开而常开触点后闭合时，则会出现下列问题：继电器在其常闭触点断开时即先失电返回，因此其常开触点不可能闭合，因此跳闸线圈也就不能通电跳闸；继电器的常闭触点如先断开，CT的二次侧带负荷开路，将产生数千伏的高电压、比差角差增大、计量不准以及铁心发热有可能烧毁绝缘等，这是不允许的。
2、定时限过电流保护
（1）继电器的构成。
定时限过电流保护是由电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在10kV～35kV系统中比较重要的变配电所。
（2）定时限过电流保护的基本原理。
在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护的原理接线图。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。当被保护线路只设有一套保护，且时间继电器的容量足大时，可用时间继电器的触点去直接接通跳闸回路，而省去出口中间继电器。当被保护线路中发生短路故障时，电流互感器的一次电流急剧增加，其二次电流随之成比例的增大。当CT的二次电流大于电流继电器的起动值时，电流继电器动作。由于两只电流继电器的触点是并联的，故当任一电流继电器的触点闭合，都能接通时间继电器的线圈回路。这时，时间继电器就按照预先整定的时间动作使其接点吸合。这样，时间继电器的触点又接通了信号继电器和出口中间继电器的线圈，使其动作。出口中间继电器的触点接通了跳闸线圈回路，从而使被保护回路的断路器跳闸切断了故障回路，保证了非故障回路的继续运行
3、三段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护。），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。一般情况下，为了对线路进行可靠而有效的保护，也常把瞬时电流速断保护（或略带时限的电流速断保护）和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护，还是采用略带时限的电流速断保护，可由具体情况确定。如用在线路――变压器组接线，以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时，切除变压器和切除线路的效果是一样的。此时，允许用线路的瞬时电流速断保护，来切除变压器高压侧的故障。也就是说，其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护；第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护，其保护范围含线路-变压器组的全部。通常在被保护线路较短时，第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护；第二段采用定时限过流保护作为后备保护。在实际中还常采用三段式电流保护。就是以瞬时电流速断保护作为第一段，以加速切除线路首端的故障，用作辅助保护；以略带时限的电流速断保护作为第二段，以保护线路的全长，用作主保护；以定时限过电流保护作为第三段，以作为线路全长和相临下一级线路的后备保护。
五、建议
10kV供电系统是电力系统的一部分，它能否安全、稳定、可靠的运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否安全正常的运行。
由于10kV系统中包含着一次系统和二次系统，又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10kV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。
六、结束语
继电保护至关重要，因此，在10kV供电系统的后续发展中，要不断提高继电保护的措施，加强对继电保护的重视，严格继电保护管理体系，促进供电系统水平的提高。
参考文献
[1]陈继森主编.电力系统继电保护[M].北京科学技术出版社，2012，（4）：31-35.
[2]李火元主编.电力系统继电保护与自动装置[M].中国电力出版社，2011，（6）：78-80.
篇4
关键词：继电保护
1 继电保护装置的作用和任务
在供电系统发生故障时，必须有相应的保护装置尽快地将故障切除，以防故障扩大。当发生用电设备有危害性的不正常工作状态时，应及时发信号告知值班人员，消除不正常的工作状态，以保证电气设备正常、可靠地运行。
基本任务如下：
①当发生故障时能自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免遭破坏。②当出现不正常工作状态时，继电保护装置动作发出信号，以便告知运行人员及时处理，保证安全供电。③继电保护装置还可以和供电系统的自动装置配合，大大缩短停电时间，从而提高供电系统运行的可靠性。
2 继电保护装置的基本原理和组成
供电系统发生故障之后，总是随着电流的骤增、电压的迅速降低、线路测量阻抗减小以及电流、电压之间相位角的变化等。因此，利用这些基本参数的变化，可以构成不同原理的继电保护。一般情况下，整套保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
2.1 测量部分 测量从被保护对象输入的有关电气量，如电流、电压等，并与给定的整定值进行比较，输出比较结果，从而判断保护装置是否应该动作。
2.2 逻辑部分 根据测量部分输出的检测量和输出的逻辑关系，进行逻辑判断，以便确定是否应该使断路跳闸或发出信号，并将有关命令输入执行部分。
2.3 执行部分 根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务，如跳闸或发出信号等操作。
3 对继电保护装置的基本要求
3.1 选择性
继电保护动作的选择性是指供电系统中发生故障时，距故障点最近的保护装置首先动作，将故障元件切除，使故障范围量减小，保证非故障部分继续安全运行。
3.2 速动性
快速地切除故障，可以缩小故障设备或元件的损坏程度，减小因故障带来的损失和在故障时大电流、低电压等异常参数下的工作时间。
3.3 灵敏性
在系统中发生短路时，不论短路点的位置、短路的类型、最大运行方式还是最小运行方式，要求保护装置都能正确、灵敏地动作。继电保护越灵敏越能可靠地反映应该动作的故障。但也容易产生在不要求其动作情况下的误动作。因此，灵敏性与选择性也是互相矛盾的，应该综合分析。通常用继电保护运行规程中规定的灵敏系数来进行合理的配合。
3.4 可靠性
保护装置在其保护范围内发生故障或出现不正常工作状态时，能可靠地动作而不拒动；而在其保护范围外发生故障或者系统内设有故障时，保护装置不能误动，这种性能要求称为可靠性。保护装置的拒动和误动都将给运行中的供电系统造成严重的后果。随着供电系统的容量不断扩大以及电网结构的日趋复杂，除满足上述四点基本要求外，还要求节省投资，保护装置便于调试及维护，并尽可能满足系统运行的灵活性。
4 几种常用电流保护的分析
4.1 反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
4.2 定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。
定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。提高不拒动和误动作，是继电保护可靠性的核心。为了确保供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值，从而保证系统的正常运行。
5 继电保护的现状与发展趋势
近20年来，微机型继电保护装置在我国电力系统中获得了广泛应用，常规的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。以往，继电保护装置与继电保护原理是一一对应的，不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机继电保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在通用的硬件平台上可以实现多种性能更加完善、功能更加复杂的继电保护原理。一套微机保护往往采用了多种保护原理，例如，高压线路保护装置具有高频闭锁距离、高频闭锁方向相间阻抗、接地阻抗、零序电流保护及自动重合闸功能。微机保护还可以方便地实现一些常规保护难以实现的功能，如工频变化量阻抗测量和工频变化量方向判别。
微机继电保护装置一般采用插件结构，通常包含交流变换插件、模数转换和微处理器插件、人机管理开关量输入插件、电源插件和继电器插件等。随着微处理器技术的发展，内部集成的资源越来越多，一个处理器芯片往往就是一个完整的微处理器系统，使得硬件设计变得非常简单。较复杂的微机保护装置通常采用CPU结构。多个保护CPU通过串行通信总线与人机管理CPU相连。通过装置面板上的键盘和液晶显示实现对保护CPU的调试与定值设置，人机管理CPU设计通过现场通信总线与调度直接连接，便于实现变电站无人值守和综合自动化。
篇5
[关键词]城市电网 10kV 配电系统 继电保护 装置
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0024-01
城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。
一、城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置
城市电网10kV配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保城市电网10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。
二、城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型
城市电网10kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。
可以想象，在10kV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。
在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在城市电网10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护：有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等，还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。
三、几种常用电流保护的分析
（一）反时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处。
（二）定时限过电流保护
1.定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。
2.继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在电力系统中变配电所，作为10kV出线开关的电流保护。
3.定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。？保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
4.动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条件：
（1）在正常情况下，出现最大负荷电流时（即电动机的启动和自启动电流，以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等）不应动作。 （2）保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。
四、电流速断保护
（一）电流速断保护
电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
（二）电流速断保护的构成
电流速断保护是由电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。
（三）瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围
瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。
（四）瞬时电流速断保护的基本原理
瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
（五）略带时限的电流速断保护
瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护？线路的全长，但动作时限太长。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发生短路时，保护也会起动。？为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。？
五、三（两）段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。
目前在实际应用中，为简化保护配置及整定计算，同时对线路进行可靠而有效的保护，常把瞬时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
六、结语
在城市电网10kV配电系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。随着电网规模的发展，为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。
参考文献
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[关键词]断路器 跳闸 重合闸 线路保护装置 操作继电器装置
0、引言
操作继电器装置是保护装置与断路器之间的接口装置，又是手动操作断路器的执行装置，其性能和可靠性直接影响保护装置动作及手动操作的可靠性。与微机线路配套的操作继电器装置，功能多，回路复杂，对其性能和可靠性的要求更高。
目前国内生产的与微机线路保护配套的操作继电器装置均采用“集中配置方式”。而双重化的两套主保护及后备保护都要通过共用的一套操作继电器装置进行跳闸及重合闸。这样一来操作继电器装置就成了微机保护的“卡脖子”装置，降低了各保护装置的独立性，也给停运调试保护带来不便。另外，手动操作回路、断路器的位置继电器、操作闭锁回路以及交流电压切换回路等，都集中在一套操作继电器装置中，回路复杂，而且使用灵活性差。为了改进操作继电器装置的性能，避免上述缺点，因而提出了新型的“分类操作继电器装置”的设计方案。
1、新型分类操作继电器装置的插件配置原则
为了能构成针对操作对象的各种不同类型的操作继电器装置，如“保护操作继电器装置”、“断路器操作继电器装置”和“综合型操作继电器装置”等，以供选用。新型分类操作继电器装置按与保护或与断路器配套配置插件。在各种操作继电器装置中，再按功能配置插件。这样，可提高操作继电器装置的灵活性和独立性。
2、新型分类操作继电器装置插件的具体配置
（1）按保护配置的插件有:
① 重合及第1组跳闸线圈操作插件；
② 第2组跳闸线圈操作插件(单跳闸线圈的断路器无此插件)；
③ 保护三相操作插件。
（2）按断路器配置的插件
① 断路器闭锁回路操作插件；
② 手合断路器操作插件；
③ 手跳断路器操作插件；
④ 断路器跳位及第1组合位继电器插件；
⑤断路器第2组合位继电器插件(单跳闸线圈的断路器无此插件)。
（3）交流电压切换插件
3、可构成不同类型的操作继电器装置
（1）保护操作继电器装置
由2、（1）条中的三种插件组成。可根据用户需要，每套主保护配置一套保护操作继电器装置，以增强主保护的独立性。
（2）断路器操作继电器装置
由2、（2）条中的五种插件组成。每台断路器可配一套。
（3）交流电压切换插件
只有双母线才装设此插件。
（4）将2、（1）；2、（2）和2、(3)各条中的插件全部组合，就可构成综合型操作继电器装置。此类装置可用于线路断路器为单跳闸线圈或双跳闸线圈的分相操作继电器装置。
4、新型分类操作继电器装置的特点
（1）保护操作断路器的出口回路与手动操作断路器的回路完全独立， 且分别装在不同的装置中或不同的插件中，大大提高了各套装置的可靠性。
（2）简化了各种插件中回路和元器件的结线
由于新型分类操作继电器装置是按对象和功能配置插件的，因此，大部份插件中的回路和元器件结线简单。重合闸及跳闸插件中的回路和元器件虽然较多，但大都为相同结线，接线单一，也便于装配及调试。
（3）减少了各种操作继电器装置中的插件数量
在新型分类操作继电器装置中，将一个操作对象的同类功能回路放在一个插件内，可减少整套装置的插件数量。如对于双跳闸线圈的分相操作的线路断路器，原操作继电器装置须14个插件，而新型分相操作继电器装置只需9个插件。对于单跳闸线圈的分相操作的线路断路器，原操作继电器装置须11个插件，而新型分相操作继电器装置只需7个插件。
（4）可简化各插件之间的背板结线，减少工作量，提高装置的可靠性
在新型分类操作继电器装置中，将分相操作断路器三个相的跳闸回路和合闸回路集中在一个插件内，另外还将三相的跳位继电器及合位继电器集中在一个插件内。而在以往的操作继电器装置中，这些回路和继电器是分散在6个插件中，相互联线是用装置的背板线联接的，不但费时费材料，而且易出错。在新型分类操作继电器装置中，上述回路和继电器之间的联线，用印制板的线联接，因而能大大节省工作量、材料和装置的空间，同时提高了装置的可靠性。
（5）新型分类操作继电器装置在一个半接线的线路上配置更合理
在一个半主接线的线路上，配置保护操作继电器装置与保护配套。断路器上配置断路器操作继电器装置。此方案比以往按断路器配置综合型操作继电器装置的联线能减少很多，特别是对于线-线串的线路，线路保护的分相跳闸出口回路不必经断路器的操作继电器装置转接，提高了保护出口跳闸的的独立性，也增加了其可靠性，同时断路器的操作继电器装置的跳闸回路也简化了。
（6）在新型分类操作继电器装置中，由于手跳断路器的出口回路与保护的跳闸出口回路分开，因此，当手动跳闸时，不必采取闭锁保护跳闸信号发光二极管的措施。
（7）新型分类操作继电器装置中，因为保护合、跳断路器的回路与手动合、跳断路器的回路分开独立，所以这两种回路中都要分别装设防跳回路，虽然元器件增加了，但增加不多，且能提高整套装置的独立性和可靠性。
5、分类操作继电器装置与保护配合的原则
（1）保护操作继电器装置与保护配合的原则
每套微机保护装置中，都包括了完整的主保护、完整的后备保护和自动重合闸；保护起动重合闸回路；非全相及三相位置不一致判别以及是否重合在永久故障上等功能，都能在保护装置内完成，不必由保护操作继电器装置提供相应接点。它只须完成保护装置的跳闸、重合闸和防跳功能， 因此它的构成很简单。
转贴于 （2）断路器操作继电器装置与保护配合的原则
本装置须向各套保护装置送的接点为:手合和手跳接点；有关断路器异常的闭锁接点；断路器三合或三跳后的位置接点；手合断路器后磁保持的合后接点。由于超高压线路一般配置双重化主保护，还有后备保护和辅助保护，因此，本装置应送出数量足够的接点。另外，还须有备用接点，以便灵活使用。 6、断路器操作继电器装置的闭锁回路
为了适应气、液压及弹簧等操作机构的断路器，断路器操作继电器装置中设有: 闭锁重合闸、闭锁合闸、闭锁跳闸和闭锁操作四级闭锁回路。当某一级闭锁条件出现后，除了该级闭锁回路起动外，同时还要起动前几级的闭锁回路，以增加闭锁功能的可靠性。为了能使闭锁功能有更强的针对性，各级闭锁接点直接串接在相应被闭锁的回路中。
7、保护操作继电器装置的三相操作回路
（1）各套保护装置的重合闸出口接点接到本装置的CH端子，起动重合闸重动继电器(1，2)CHJ， 对断路器进行三相重合闸，装置面板上重合闸黄色发光二极管亮，同时发重合闸动作信号。
（2）各套保护装置的三跳后允许重合闸的出口接点， 接到本装置的Q1或Q2端子; 三跳后不允许重合闸的出口接点， 接到本装置的R1或R2端子， 进行三相跳闸。三跳插件是按双跳闸线圈断路器配置的。当用于单跳闸线圈的断路器时，送至第2组跳闸线圈的回路可取消。
8、断路器操作继电器装置的三相操作回路
（2） 当就地手合或远合时， 在起动手合重动继电器(1-3)SHJ进行三相合闸时， 又起动合后磁保持继电器KKJ， 其接点送给各套保护装置， 作为判别永久故障的一个判据，同时还向各套保护装置送手合接点，以作为起动后加速的条件。
（2）本装置设有手跳和远跳的输入端子S。就地或远方手动跳闸时，起动手跳重动继电器（1-4）STJ。在进行三跳的同时，使KKJ复归。
9、交流电压切换回路
（1）双母线PT的二次电压切换回路是给保护装置和测量仪表提供被测量的母线电压， 为了提高此回路的可靠性， 本装置采用了双位置磁保持继电器构成交流电压切换回路。由母线隔离开关的常开辅助接点PK和其常闭辅助接点PB分别起动电压切换继电器的起动线圈和复归线圈。
（2）交流电压切换插件面板上装有分别指示交流电压回路切换至I母PT或II母PT的黄色发光二极管。
10、本装置用于220VDC或110VDC直流电源时的变动方法
本装置各操作插件中元器件的参数按用于220VDC时选定。当用于110VDC时，只须将插件中部份电阻省去，并把电阻两脚焊盘短接即可。而不必为110VDC另设一组插件。
篇7
关键词：功率方向保护 极性分析 相间故障 接地故障
1 引言
变压器功率方向保护(包括相间功率方向保护和零序功率方向保护) 是变压器的重要后备保护之一。它作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护，在防止故障范围的扩大，保障系统安全运行方面起着重要的作用。其方向性的正确与否，和电流互感器的一次、二次接线、电压互感器的二次接线及保护装置的二次接线都有关系，在实际运行当中，很容易由于接线极性的错误而造成保护误动或拒动。本文试图通过对功率方向保护的探讨，总结出一种简单可靠的校验方法。结果表明，通过模拟电力系统的实际故障，结合CT 、PT 接线极性的分析，能够简单可靠地对功率方向保护方向的正确性进行检验， 在设备验收和日常定检工作中，大大简化了工作量。
2 问题的提出
功率方向保护方向的正确性，可以通过检查保护的电压、电流接线极性来检查，但是对于现场的实际装置，二次线繁多，接法复杂，难以理清各线的走向，容易出错。而且，对于应用日益广泛的微机变压器保护，功率方向保护的方向指向一般通过软件控制字整定，方向性的确定是在保护软件模块默认系统的电压电流接线极性的条件下，由保护计算软件来控制确定的。比如，对于WBZ2500 微机变压器保护，其配置中带方向的功能，方向的确定必须在以下极性接线方式下:CT 极性是当一次电流流入变压器时，装置的感应电流为正极性电流流入装置; PT 极性为正极性接入装置。这样，就无法和分立元件保护一样地通过检查继电器电压电流接法的极性来检查功率方向保护的方向性。比较简单可靠的方法是结合保护的整组试验，依据保护的整定和CT 、PT 的接线极性，模拟出系统的正、反方向故障，给保护加入模拟的故障电压和电流，校验其动作的角度和灵敏性。
3 相间功率方向的校验
要模拟系统故障，进行整组试验，首先要分析系统一次故障的情况。
我局的220kV 变压器相间功率方向保护正方向的整定都是指向母线的。首先考虑正方向故障的情况。如图1 所示，母线外线路发生相间故障时，对变压器保护CT ， 以母线流向变压器为电流的正方向。设线路阻抗角是70°，则可作出一次电压电流的向量图如图2 。可见故障电流IK 滞后相间电压UK160°。
对于二次电压电流的向量关系，则要视PT 、CT 的接法极性不同而有所不同。一般PT 采用减极性接法，其二次绕组的极性端接入保护( PT 接线图见后面图9) 。对于CT ， 也是采用减极性接法(CT 接线图见后面图10) ，当一次绕组L1 指向母线，二次侧电流从K1 流出时，可以认为二次电流和一次电流同相位，此时可作出二次电压电流向量图如图3 所示;反之，当二次侧电流从K2 流出时，二次电流和一次电流的相位相反，二次电压电流向量关系如图4 。
我们在进行相间功率方向校验时， 首先查明PT 、CT 的接线方式，再模拟系统正反方向故障，在保护端子上加入上述关系的二次电压和二次电流，检查保护动作的情况，确定保护的动作区和灵敏角。
如果在正方向故障时保护能够正确动作，而在反方向故障时保护应可靠不动作，则表明保护接线正确， 性能完好。
例如，CT 一次绕组L1 指向母线，二次侧电流从K1 流出，在保护加入如图3 所示二次电压UK2 和二次电流IK2 ，则此时相当于系统母线外部故障的情况，在以方向指向母线为正方向时，故障属于正方向故障，保护应该正确动作。由此可校验出保护的动作区和灵敏角，如图3 示。
以LG211 相间功率方向继电器为例，当其灵敏角整定为230°，采用90°接线时，在上述PT、CT 接线极性和方向指向的情况下，保护要在正方向故障下动作，就要求继电器电流线圈和电压线圈反极性接入二次电压电流，如电压线圈极性端接PT 二次的极性端，则电流线圈的极性端要接CT 二次的非极性端，这样才能使得动作区和故障时一致，方向性得以保证。此时， 继电器的动作区的范围为IK 超前UK120°至300°。
当CT 一次绕组L1 指向母线，二次侧是从K2 流出时，在上述正方向故障时，二次电压电流间的关系正好反了180°，见图4 。在保护加入此种关系的二次电压UK2 和二次电流IK2 时，也正好是系统母线外故障的情况，保护应正确动作。此时动作区的范围为IK 滞后UK60°至超前UK120°。如采用LG211 相间功率方向继电器，可以推断，此时继电器的电压、电流线圈是正极性接入二次电压电流。
可以类推:
当CT 一次绕组L1 指向变压器，二次侧从K1 流出时，作出保护的动作区同图4 所示时，才可以确定功率方向保护的正确性。
当CT 一次绕组L1 指向变压器，二次侧从K2 流出时，动作区应同图3 。
可见，在校验功率方向保护时，依据PT、CT 接线的极性和保护的方向整定，模拟出系统一次故障的情况，对保护加入二次电压和二次电流进行整组试验，不但可以校验保护功能的完好性，还可以校验保护功率方向接线的正确性，方法简洁可靠。
4 零序功率方向的校验
用模拟故障的方法校验零序功率方向，首先要分析正方向接地故障时零序电压电流的关系。如图5 所示，系统K 点发生接地故障，作出零序网络图。由图可以看出，零序网络中M 侧流过零序电流IK， 母线侧零序电压UM0 为:
图5 系统正方向接地故障零序等值网络UM0 = IK ×ZM 式中， ZM M 侧零序阻抗; ZM 主要决定于变电所中性点接地变压器的零序阻抗，阻抗角约在85°以上。
由式可作出一次零序电压UK1 与一次零序电流IK1 相量关系如图6，零序电压超前零序电流约85°。二次零序电压和二次零序电流的相量关系则与
PT 及CT 的接线有关。
我局的220kV 变压器零序功率方向保护正方向的整定都是指向母线的，零序电压通过PT 开口三角取得，其接线采用23 U0 接线，即一次零序电压和二次零序电压反相位。如图9 示。
零序电流取套管CT 二次中性线上流过的零序电流时，当CT 一次侧L1 指向母线，二次侧从K1 引出接至保护，可认为一次零序电流与二次零序电流同相位，二次零序电压UK2 和二次零序电流IK2 的向量关系如图7; 反之，当CT 一次侧L1 指向母线，二次零序电流反相位，二次零序电压UK2 和二次零序次从K2 引出接至保护，可认为一次零序电流与二电流IK2 的向量关系如图8 所示。
同样地，对零序功率方向保护进行校验时，首先查明PT 、CT 的接线方式，再模拟故障的情况，在保护端子上加入上述关系的二次零序电压UK2 和二次零序电流IK2 ，检查保护动作的情况，确定保护的动作区和灵敏角。如果在正方向故障时保护能够正确动作，反方向故障时保护应可靠不动作，则表明保护接线正确，功能完好。
例如，CT 一次绕组L1 指向母线，二次侧电流从K1 流出，对于以方向指向母线为正方向的零序功率方向保护，在保护加入如图7 所示的二次零序电压UK2 和二次零序电流IK2 ，则此时相当于母线外部故障的情况，保护应该正确动作，而在反方向故障时应不动作。根据上述动作条件确定保护的动作区和灵敏角，如图7 示。保护的动作区范围为电流超前电压5°～185°，最大灵敏角为95°。
图10 CT 接线图对于LG212 零序功率方向继电器，灵敏角为70° 时，在上述情况下，继电器的电压和电流线圈应是反极性接入二次零序电压和二次零序电流(如电压线圈极性端接PT 二次的极性端，则电视线圈的极性端
要接CT 二次的非极性端)，才可以保证在正方向故障时，二次零序电流超前二次零序电压的情况下继电器能够正确动作。
当CT 一次绕组L1 指向母线，二次侧电流从K2 流出时，二次零序电流正好反了180°，如图8 。对于以方向指向母线为正方向的的零序功率方向保护， 在保护加入图8 所示二次零序电压UK2 和二次零序电流IK2 ，则正好是正方向故障的情况，保护应该正确动作，而在反方向故障时应不动作。根据上述动作条件确定保护的动作区和灵敏角，如图8 示。对于LG212 继电器，可以推出，继电器的电压和电流线圈应是正极性接入二次零序电压和二次零序电流。
同样可以推得:
当CT 一次绕组L1 指向变压器，二次侧从K1 流出时，作出保护的动作区同图8 所示时，才可以确定零序功率方向保护的正确性。
当CT 一次绕组L1 指向变压器，二次侧从K2 流出时，动作区应同图7 。
可见，在校验零序功率方向保护时，和校验相间功率方向保护一样，依据PT 、CT 接线的极性和保护的方向整定，模拟出系统一次故障的情况，对保护加入二次电压和二次电流进行整组试验。值得注意的是PT 开口三角的接线方式，采用23 U0 和3 U0 的不同接法时结果正好相反。
5 结论
1 (1) 实际运行结果表明，本文提出的模拟系统故障，利用整组试验的方法，能够简单可靠地对变压器功率方向保护接线正确性和保护功能完好性进行校验。特别是对于微机变压器保护，其优点更加明显。
(2) 应该指出，对系统正、反方向故障时二次电压和二次电流相位关系分析的正确性是建立在PT 、CT 接线极性的正确确定的基础上站改造来说，施工不便。
3. 4 在有人值班时，操作把手应复位。手动操作是远方遥控的一级后备。
4 结语
1 (1) 我们的信号继电器的远方复归采用图2 (b) 所示的方法实现。实际中有两个问题: (1) 有些信号继电器如系统接地信号继电器的远方复归中必须并在某一路开关的信号继电器之中。(2) 变电站值班人员手动复归某一路开关的某一个信号继电器时， 这路开关的其它信号继电器也被复归，这是因为手动复归时正电源串入连在一起的远方复归回路。我们正在积极解决。
2 (2) 我们采用发光字牌信号的办法来解决遥控时的事故音响和闪光问题;并用单独的一路摇控发光字牌信号。注意:遥控对象是一个虚对象，只能用
对象选择中间继电器的触点或合闸中间继电器的触点;还有光字牌信号的保持问题。
1 (3) 在采用电容式重合闸的变电站，把对象选择中间继电器的触点用于了重合闸放电，信号继电器的远方复归采用单独的一路摇控实现。这样就将每一路开关的负信号线通过继电器线圈连在了一起，在查找直流接地时应考虑到。
篇8
关键词：变压器保护；运行性能；改进措施
Allocation and operation analysis of 500 kV transformer protection
in Huizhou substation
Abstract:The characteristic， demand and allocation of 500 kV transformer protection in Huizhou substation are introduced. Performances of each imported protection device of transformer are analyzed. Operation problems of the transformer differential protection current switching circuit are proposed， and the improved measures are also put forward.
Keywords:transformer protection;operation performance;improved measure
0引言
500 kV惠州变电站是广东东部电网的枢纽变电站，现已投运两台500 kV主变压器，#1变压器为SIEMENS公司生产，#2变压器为ABB公司生产。两台变压器都是三相独立、自耦降压式变压器，三侧电压分别为500 kV、220 kV、35 kV。变压器的继电保护装置采用NEI-REYROLLE公司的产品，每台分两面保护屏。由国产继电器构成辅助保护与变压器本体保护，另外组成主变接口屏。根据装置调试和运行情况分析，两套变压器保护能满足运行要求。由于保护装置是进口产品，而且NEI公司产品在国内应用不多，有必要对此做一些介绍与分析，以提高继电保护人员的设备调试维护水平。
1500 kV变压器保护的特点、要求及其配置
500kV变压器的工作电压高，通过容量大，在电网中地位重要；若变压器故障或其继电保护误动造成主变停电将引起重大经济损失，而且主变组装、拆卸工作量大，检修时间长。这就要求变压器内部故障切除时间尽可能短，以缩小损失。500 kV电力变压器保护应有比220 kV及以下变压器保护有更高的可靠性、灵敏度及速动性。惠州站主变保护按以上原则进行配置，采用以下各种保护的组合。
1.1主保护双重化配置
为提高保护的可靠性，500 kV变压器主保护应采用双重化配置。主保护是纵联差动保护， 配置了DUOBIAS-M及DUOBIAS 4C21/MHJ 两套纵差保护。
1）差动保护必须有差电流速断功能，能检测在差动保护区内出现的大故障电流。计算表明，在变压器各侧短路最初20 ms内，电流互感器不会饱和，在饱和之前差电流速断部分能可靠切除故障。
2）为提高差动保护灵敏度而设置比率制动，其动作电流随外部穿越性短路电流增大而自动增大。在内部故障时短路电流较大，虽也有制动作用，但适当选择制动系数，可以做到在有制动情况下，也能保证灵敏度。
3）为防止因变压器励磁涌流造成差动保护误动，保护装置需有谐波制动功能。在励磁涌流所含各种谐波中，以二次谐波为最大，取二次谐波作为制动，能获得较理想的制动效果。
主纵差保护Ⅰ型号为DUOBIAS-M，采用数字式二次谐波制动原理纵联差动保护，保护范围为主变压器内部、套管以及开关场CT之间一段引线的相间、接地、匝间故障，保护瞬时动作跳主变三侧开关。装设于主I保护屏。
主纵差保护Ⅱ型号为DUOBIAS-4C21/MHJ，整流型机械式二次谐波制动原理纵联差动保护，装设于主Ⅱ保护屏。保护范围、功能与主Ⅰ纵差保护相同。
惠州变电站主变压器还采用高阻差动保护，交流回路采用套管CT，保护范围为主变压器高、中压侧内部线圈相间、接地故障，保护有较高灵敏度，整定值可整定在额定电流10%以内。低定值延时报警，高定值瞬时动作跳三侧断路器。元件型号为DAD3。装设于主Ⅱ保护屏。
1.2相间后备保护
现500 kV电力变压器一般是单相变压器组，配置相间保护作为变压器引线和相邻母线相间故障的后备保护。惠州站500kV主变相间后备保护采用距离保护，型号为THR4PE2。500 kV侧与220 kV侧各装设 一套，装设于主Ⅰ保护屏。由于变压器高-低、中-低侧阻抗较大，高压侧和中压侧距离保护对低压侧相间故障灵敏度不够，低压侧应装设简单的相间故障后备保护，惠州站采用的是35 kV侧过流保护，继电器型号为2DABT，装设于主Ⅱ保护屏。
1.3接地后备保护
接地保护是作为变压器内部、引线、母线、线路接地故障后备保护。由于主变为自耦变压器，其高压侧与中压侧之间有电联系，并有公共接地点，当高压侧或中压侧发生单相接地故障时，零序电流可在高、中压侧之间流通。惠州站主变接地后备保护采用公共绕组零序过流保护，型号DAC，装设于主Ⅱ保护屏。还有高压侧与中压侧由开关场电流互感器构成的零序电流滤过器构成的两侧零序方向电流保护，采用国产许继电气公司生产的传统电磁型电流与整流型方向继电器，装设于主变接口屏。接地后备保护在动作时限上与线路后备段配合。
1.4过励磁保护
500 kV变压器铁芯正常工作磁密较高，接近饱和磁密，磁化曲线较“硬”。在过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加很快，其中含有许多高次谐波，可引起铁芯、金属构件、绝缘材料过热。若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。500 kV变压器应装设过励磁保护。惠州站采用GEC-ALSTON公司生产型号为GTT的继电器，短时间报警，长时间动作跳三侧断路器，装设于主Ⅰ保护屏。
2各种保护装置分析
2.1微机型差动保护DUOBIAS-M
DUBIAS-M保护原理与通用变压器差动保护原理一致，具有差动、比率差动、二次谐波制动和无制动电流速断等保护功能。有以下特点：① 具有软件式中间变流器，不须另外装设中间变流器，能以软件形式修正变压器变比与接线组别；② 动作时间快，两倍整定差流动作时间为26ms，五倍无制动速断值动作时间为15 ms；③ 集变压器主保护与其它辅助功能于一体，还可以接入主变本体保护出口；④ 实时显示主变各侧负荷电流、差流，记录故障时数值；⑤ 完善的自检功能。
2.2整流型差流继电器DUOBIAS 4C21与电流速断MHJ继电器
4C21继电器是一传统差动继电器，同样具有比率制动功能，其整定检验较简单，仅在面板上有一Bias Slope（比率制动曲线）抽头选择，动作值根据曲线来制定，谐波制动也是确定曲线，不能调整。
由于4C21无差流电流速断功能，所以设计在高压侧CT二次每相各串入一个MHJ电流继电器，作为相电流速断，但其效果与差电流速断不能完全等同。由于4C21是传统式继电器，动作时间较慢，一般故障切除时间在50 ms以上，严重故障可大于40 ms；用硒堆整流，效率低，导致小电流下动作灵敏度也低；继电器电磁线圈较多，CT负担也重。
2.3高阻抗差动继电器DAD3
DAD3为集成电路型小电流继电器，具有动作快速，输入滤波器能有效滤除直流分量及消除谐波分量影响，CT二次断线报警等特点。交流输入为高压侧、中压侧及公共绕组套管电流，交流回路与主保护不同。
2.4距离保护装置THR
THR的作用相当于变压器方向过流，是晶体管型继电器。THR型号4PE2含义：4——保护有4段阻抗值;P——相间故障选择功能;E——接地故障选择功能;2——分两段出口。
作为变压器后备保护，THR有两种特性可供选择，圆形特征和变形特征。选用圆形特征，变形比为1.0。四段阻抗保护通常只采用Ⅱ、Ⅲ段。但Ⅰ段定值应首先确定，由于Z2=Z1×H、Z3=Z1×K×N，定值单一般给出Ⅱ、Ⅲ段定值，同时要求Ⅲ段反向偏移10%。由Z3R=10%Z3、Z3R=1.2Z1（Z3R为Ⅲ段反向偏移阻抗），可得出Ⅰ段定值为Z1=Z3R/1.2= Z310%/1.2，Ⅳ段Z4=Z1R，定值相同、方向相反。
虽然Ⅰ、Ⅳ段定值得以确定，但运行时并不采用Ⅰ、Ⅳ段，特别是反向的Ⅳ段。对应装置原理图，在Out Modul插件中断开L9，即PTT计时回路，则Ⅰ段不能出口。而Ⅳ段因计时器T10无类似连触点，可将其延时置最大（9.99 s），同时由于Ⅳ段定值小于Ⅲ段反向偏移，且Ⅳ段时间定值大于Ⅲ段时间，则可避免Ⅳ段误动。
2.5过励磁保护继电器GTT
GTT用来保护主变压器在空载合闸瞬间所产生的冲击振荡。继电器利用v/f原理构成，即利用电压与频率比值的高低来判别是否出现过励磁，定值从1.0至1.25之间可调，以变压器厂家提供的励磁特性曲线为依据整定。输出触点有两对，第一对延时0.5～1 s（内部可调整），作为报警输出，第二对延时5～30 s可调，作跳闸输出。
3保护装置运行中的问题及改进
3.1两套THR保护装置电流回路设计
原设计将进口保护放置在电流回路前端，国产保护放最后。其本意是在运行中国产保护有动作时，在主变接口屏将电流回路短接，不影响进口保护正常运行。但根据THR装置原理要求，内部必需形成具有中性点（Nentral）的电流回路，用作零序电流启动用，所以交流电流回路经THR装置后实际无电流输出。因此应将国产保护放置在电流回路前端，进口保护放末尾。回路修改后如果国产保护动作，只能将其对应电流回路采用跨接的方法，而不能采用短接方法，否则进口保护将无法正常工作。
3.2跳闸继电器TR212、TR213的使用
TR212为瞬动触点继电器，TR213为动作自保持继电器，另有一电动复归线圈。此类继电器为提高动作速度及可靠的断弧性能，在制造上有独到之处。动作线圈的线径较粗，匝数相应减少，励磁时电流较大，以增加线圈电动力，动作干脆可靠，且触点间隙较大，可以有效断弧。调试时须严格注意测试方法，只能以冲击电压来测试动作可靠性，（厂家规定为50%额定电压），决不能以逐渐升压方法来测其动作电压值。因为当通电时间稍长就会引致线圈过热，超过30 ms就能烧坏线圈。
TR213继电器在构造上类似国产电动复归掉牌信号继电器，但其动作速度、触点容量则完全是按跳闸继电器要求而设计，是专为永久性故障而设置的跳闸出口继电器。
3.3主变差动保护CT切换回路运行存在的问题
500 kV惠州站的220 kV电气接线采用双母线带旁路形式。在220 kV旁路开关带主变变中开关运行时，为避免出现差动保护范围缩小，主变差动保护中压侧电流回路取旁路开关CT回路。如#1主变开入差动保护电流回路切换采用自动切换形式，随变中开关出线侧刀闸22014与旁路母线侧刀闸22013自动切换，见图1。#2主变保护与此类似。但当500 kV主变差动保护CT自动切换回路失去直流电源时，其启动继电器3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）失磁，触点返回，迫使多个CT切换继电器（双位置继电器，95C－1A、B、C、D）返回，见图2。其后果将造成运行中变压器差动保护的220 kV侧电流被短接，使主变差动保护失去一侧电流而误动跳闸。按惠州站主变差动保护原设计，CT自动切换启动回路电源并接于主变间隔刀闸位置指示器电源（9RD，10RD），而刀闸位置指示器电源涉及的回路较多，容易引起短路造成9RD、10RD熔断，致使CT自动切换启动回路失去电源。主变保护在运行时曾发生过#2主变纵差保护动作出口跳主变三侧的事故，由于当时#2主变中压侧CT切换启动控制正电源保险9RD烧断，致使电流切换中间继电器3YQJ（A）、3YQJ（B）失磁，继电器返回，纵差保护中压侧电流消失，纵差保护动作出口跳主变三侧。为此，必须将差动保护CT自动切换回路电源改造成独立保险供电，以满足主变保护的可靠性要求。
改造后CT自动切换回路需满足：保证其CT自动切换功能不变；当CT自动切换回路失去电源时，不会引起差动保护误动；当CT自动切换回路失去电源时，应有告警信号。
3.4CT自动切换回路改造的实施及新问题的处理
1) 将CT自动切换启动回路3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）从刀闸位置指示器电源（9RD、10RD）中分离出来，独立接于控制电源小母线2KM上，使用专用的保险11RD、12RD，称为主变差动保护CT切换电源，见图3。
2) 将原接于第一套差动保护电源的“主Ⅰ差动保护CT切换回路”（95C-1A、95C-1B、95C-1C、95C-1D）改接到11RD、12RD上；即当3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）因11RD、12RD保险熔断失电时，CT切换继电器95C-1同时失电，由于 95C-1是双位置继电器，失电后自保持在原来状态不切换，保证CT切换回路的正确性。
3) 在主变差动保护CT切换电源11RD、12RD失电后复电操作时，CT切换回路还是存在有瞬间误切换的可能。因为11RD、12RD失去电源后，95C-1虽机械自保持，但3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）失磁，其触点接通了95C-1的返回线圈。当装入保险11RD、12RD时，95C-1将有可能比3YQJ（A）、（B）；4YQJ（A）、（B）动作快而瞬间返回，将差动保护中压侧电流回路瞬时短接，随后3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）动作才将95C-1励磁使回路恢复正常。由于CT切换回路在失电复电操作过程中出现继电器YQJ与95C-1“触点竞赛”，有可能引起保护误动作。因此在11RD、12RD熔断后，装入保险前，应先人工断开CT回路切换直流空气开关MCB26，保证95C-1不能动作，然后才给上11RD、12RD保险，使3YQJ（A）、（B）、4YQJ（A）、（B）恢复正常状态，最后才给上MCB26开关。按此操作直流电源，才能确保差动保护安全运行。主变第二套差动保护电源的“主Ⅱ差动保护CT切换回路”（95C-2A、95C-2B、95C-2C、95C-2D）也改接到11RD、12RD上，其问题处理与主变第一套差动保护相同。
4）在“主变差动保护CT切换电源”回路上，装设一个中间继电器，用于监视“主变差动保护CT切换电源”，在电源消失时发告警信号。
4结语
本文对惠州变电站500 kV变压器继电保护的配置、装置的原理及运行作了介绍与分析。主变保护既有国产设备又有进口设备。NEI公司主变保护所用继电器形式多样，从电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型到微机型都有，性能也较复杂。只有深入了解保护装置性能，熟悉保护原理，才能做好设备调试、维护工作。
参考文献
篇9
【关键词】电力系统;继电保护;变压器
1.电流速断保护
1.1什麽是电流速断保护
电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。
电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
1.2电流速断保护的构成
电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。常采用直流操作，须设置直流屏。电流速断保护简单可靠、完全依靠短路电流的大小来确定保护是否需要启动。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。
1.3瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围
瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来整定。从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部，从整定值上保证了选择性，因此可以瞬时跳闸。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。所以不必考虑返回系数。由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时，保护装置才能动作。所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部，也不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分。对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50%即认为有良好的保护效果；对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15%～20%，即可装设。保护范围以外的区域称为“死区”。因此，瞬时电流速断保护的任务是在线路始端短路时能快速地切除故障。
当线路故障时，瞬时电流速断保护动作，运行人员根据其保护范围较小这一特点,可以判断故障出在线路首端，并且靠近保护安装处；如为双电源供电线路，则由两侧的瞬时电流速断保护同时动作或同时都不动作，可判断故障在线路的中间部分。
1.4瞬时电流速断保护的基本原理
瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
中间继电器的作用有两点：其一是因电流继电器的接点容量较小，不能直接接通跳闸线圈，用以增大接点容量；其二是当被保护线路上装有熔断器时，在两相或三相避雷器同时放电时，将造成短时的相间短路。但当放完电后，线路即恢复正常，因此要求速断保护既不误动，又不影响保护的快速性。利用中间继电器的固有动作时间，就可避开避雷器的放电动作时间。
2.三段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护。），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。
一般情况下，为了对线路进行可靠而有效的保护，也常把瞬时电流速断保护（或略带时限的电流速断保护）和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护，还是采用略带时限的电流速断保护，可由具体情况确定。如用在线路---变压器组接线，以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时，切除变压器和切除线路的效果是一样的。此时，允许用线路的瞬时电流速断保护，来切除变压器高压侧的故障。也就是说，其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护；第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护，其保护范围含线路---变压器组的全部。
通常在被保护线路较短时，第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护；第二段采用定时限过流保护作为后备保护。
在实际中还常采用三段式电流保护。就是以瞬时电流速断保护作为第一段，以加速切除线路首端的故障，用作辅助保护；以略带时限的电流速断保护作为第二段，以保护线路的全长，用作主保护；以定时限过电流保护作为第三段，以作为线路全长和相临下一级线路的后备保护。 对于北京电信的10KV（含35KV）供电线路今后宜选用两段式或三段式电流保护。
因为这种保护的设置可以在相临下一级线路的保护或断路器拒动时，本级线路的定时限过流保护可以动作，起到远后备保护的作用；如本级线路的主保护（瞬时电流速断或略带时限的电流速断保护）拒动时，则本级线路的定时限过电流保护可以动作，以起到近后备的作用。
3.零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式，有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10KV系统采用的是中性点不接地的运行方式。
系统运行正常时，三相是对称的，三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下，每相都有一个超前90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120° ，其和为零.中性点电位为零。
假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2小时，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班人员进行处理。
篇10
【关键词】微机线路保护；重合闸充；故障处理；研究
0.前言
我国微机保护装置经过近二十年的发展、更新、升级，其理论、原理、性能、功能、硬件已经相当完善，能够最大程度适应电力系统运行需要，过多对微机保护装置的干预，对电网的安全运行反而是不利的。目前，我们运行管理的理念和观念却还处在一个趋向保守的状态，在微机保护装置运行、管理上存在不少的误区，已经严重影响到变电站自动化进程。本文主要分析了微机线路保护装置重合闸的充电条件及发生“异常自动重合”的主要原因，并提出了相应的现场解决方案。
1.故障事例
电力系统的故障中，大多数是送电线路的故障（特别是架空线路），电力系统的运行经验表明架空线路的故障大都是瞬时的，因此，线路保护动作跳开开关后再进行一次合闸，就可提高供电的可靠性。进入20世纪90年代后，微机保护装置开始推广应用，继电保护微机化率已达100％。但多年的现场实际应用中，发现中低压线路微机保护（如：LFP-900系列线路微机保护）的控制回路与重合闸回路之间的配合有问题，导致微机线路保护出现多次“异常自动重合”的现象。
事例1：2011年10月28日，某110 kV变电站1台10 kV出线开关（该开关为SIEMENS-8BK20手车开关，保护配置为LFP-966微机线路保护）在线路故障时重合未成，调度发令将该开关置于“试验”位置（即将线路转为检修状态），值班员在将手车开关由“工作”位置移至“试验”位置后开关即自行合上，保护装置的保护动作报告为重合闸动作。
事例2：2011年11月1日，某220kV变电站1台110 kV出线开关（该开关为GIS组合电气开关，保护配置LFP-941微机线路保护）在线路故障时重合未成，调度发令该出线改线路检修状态，值班员在将该单元的线路刀闸拉开后，将GIS汇控柜内的“远方/就地”开关切至“远方”时开关自行合上，保护装置的保护动作报告亦为重合闸动作。
以上2个事例中，实际动作情况均出现“异常自动重合”现象，为现场工作带来极大困扰。
2.原因分析
针对上述情况，继电保护人员结合现场操作的步骤及微机线路保护的重合闸充、放电条件，进行了详细的分析。
LFP-966，LFP-941微机线路保护装置的重合闸充电条件有3个（见图1）：（1）保护装置内的双位置继电器KKJ在合闸状态；（2）保护装置内的跳闸位置继电器TWJ在分闸状态；（3）外部无闭锁重合闸信号。
这3个条件为“与”的关系，只有三者全部满足，重合闸才会充电。图1中，KKJ为双位置继电器；BC为外部闭锁合闸开入量；TWJ为分闸位置继电器；CH为重合闸投退软压板；CHJ为重合闸出口中间继电器；tcd为重合闸充电时间；tch为重合闸延时时间。由此可见，现场运行操作中，必是由于在特定条件下，全部满足了3个条件，才会出现“异常自动重合”的现象。
事例1中，当开关重合未成后，值班员未将保护的双位置继电器KKJ复位，至使开关的控制回路在“不对应”状态（KKJ在合闸状态，断路器在分闸状态），当手车开关由“工作”位置移至“试验”位置过程中，开关的联锁机构位置辅助接点S33断开，造成TWJ继电器失磁返回，此时满足重合闸充电条件，重合闸开始充电，手车开关到“试验”位置时（时间超过15 s，重合闸已充好电），S33接点接通，TWJ继电器励磁动作，此时满足重合闸不对应启动条件，重合闸保护动作出口合上开关（见图2）。
图中，S33为联锁机构位置行程接点（试验、工作位置通）；S1为开关辅助接点；S3为弹簧储能接点。事例2中，当开关重合未成后，值班员亦未将保护的双位置继电器KKJ复位，至使开关的控制回路在“不对应”状态。而GIS组合电气开关的二次回路设计，将刀闸的操作切换开关的接点接在断路器的控制回路中，这种设计考虑了就地操作刀闸时可以闭锁断路器的操作。因此实际运行中，当运行人员操作出线刀闸时，一旦将GIS汇控柜内“远方/就地”切换开关切至“就地”时，断路器的合闸回路断开，造成TWJ失磁返回，此时重合闸开始充电，而操作完出线刀闸后，运行人员将切换开关切至“远方”时又接通断路器的合闸回路，TWJ励磁动作，此时重合闸充电完成，保护装置又判断路器在“不对应”状态，满足重合闸不对应启动条件，重合闸保护动作出口合上开关。
而在正常遥控、手动分开断路器时，KKJ继电器被复位（分闸状态），重合闸不能充电，无论TWJ如何动作，不能满足重合闸充电条件，也就不会出现“自动重合”的现象了。
3.解决方案
根据以上分析，解释了断路器在特定条件下发生“异常自动重合”现象的原因。据此分析，结合现场情况，继电保护人员提出了4种解决方案：
（1）运行人员在发生断路器保护动作跳闸、重合不成后调整断路器状态时，必须先用人工方式对微机线路保护的双位置继电器KKJ进行复位，使微机线路保护的重合闸不能充电，再进行其他的操作；
（2）运行人员在发生断路器保护动作跳闸、重合不成后调整断路器状态时，必须先将保护装置的直流电源断开，操作结束后再恢复保护装置的直流电源；
（3）考虑将保护装置的TWJ、HWJ继电器的常闭接点串接后作为闭锁重合闸保护的开入量接入保护，在控制回路断线时闭锁重合闸，但保护装置的备用接点中无符合此要求的接点，不能实现；
（4）联系厂家修改保护程序，将充电条件的第二条改为由合闸位置继电器HWJ判别，但改动已成熟运行的保护装置内部程序，是否会对其他保护的正确性和可靠性造成影响，难以评估。
经过比较，可行的为第一条方案，继电保护人员将造成微机线路保护在特定条件下发生“异常自动重合”的原因给运行人员做了详尽的分析，公司运行部门亦梳理了所有特定条件下会出现“异常自动重合”现象的线路，并修改现场运行规程，明确规定了操作步骤。
通过规范操作步骤的方法，一举解决了中、低压线路微机保护控制回路与重合闸回路之间存在的配合问题，经过实际运行，该措施是有效的。目前，公司此类线路保护均运行正常，且在特定条件下均再未出现“异常自动重合”现象。
参考文献：
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