继电保护及二次回路

第五章 继电保护及二次回路 第 一 节 常 用 继 电 器 和 保 护 的 选 择 一 、 继 电 保 护 的 任 务 、 要 求 及 继 电 器 的 类 别一 ） 继 电 保 护 的 任 务 自 动 迅 速 地 将 故 障 设 备 从 电 力 系 统 中 切 除 出 去 ， 或 及是 针 对 各 种 不 正 常 的 运 行 状 态 发 出 信 号 。 二 ） 对 继 电 保 护 的 要 求 1、 选 择 性 ； 2、 快 速 性 ； 3、 灵 敏 性 ； 4、 可 靠 性 ； 三 ） 继 电 器 的 作 用 、 分 类 和 图 形 符 号 1、 作 用 ： 继 电 器 是 组 成 继 电 保 护 装 置 的 基 本 元 件 ， 当 其输 入 达 到 或 低 于 一 定 值 时 它 便 动 作 ， 并 通 过 执 行 元 件 发出 信 号 或 动 作 于 跳 闸 。2、 分 类 ： 按 结 构 原 理 可 分 为 电 磁 型 感 应 型 磁 电 型 整 流 型 极 化 型 晶 体 管 型 按 继 电 器 反 应 量 的 性 质 可 分 为 ： 电 流 电 压 功 率 方 向 阻 抗 周 波按 反 应 量 的 增 大 或 减 小 可 分 为 ： 过 量 继 电 器 低 量 继 电 器 3、 图 形 符 号 ： 二 、 常 用 继 电 器 结 构 ， 原 理 和 内 部 接 线一 ） 电 磁 型 电 流 继 电 器 电 流 线 圈 绕 在 铁 芯 上 ， 当 电 流 大 于 某 一 值 时 ， 可 使 可动 舌 片 克 服 弹 簧 的 拉 力 转 动 ， 使 接 点 接 通 ， 继 电 器 动 作 。 继 电 器 的 动 作 电 流 ： 能 使 电 流 继 电 器 开 始 动 作 的 最 小 电 流 。 （ IDZ） 继 电 器 的 返 回 电 流 ： 使 继 电 器 可 动 触 点 开 始 返 回 原位 的 最 大 电 流 。 （ IFH） 返 回 系 数 ： 返 回 电 流 降 以 动 作 电 流 。 K FH=IFH/IDZ 过 流 继 电 器 返 回 系 数 总 是 小 于 1， 要 求 在 0.850.9之 间 。 二 ） 电 磁 型 电 压 继 电 器结 构 与 电 流 继 电 器 相 似 。不 同 之 处 ： 电 流 继 电 器 铁 芯 上 套 的 是 电 流 线 圈 ， 而 电 压 继 电器 铁 芯 上 套 的 是 电 压 线 圈 。低 电 压 继 电 器 的 动 作 电 压 （ UDZ） ： 指 在 继 电 器 线 圈 上 施 加额 定 电 后 又 逐 渐 降 低 至 继 电 器 开 始 动 作 时 的 最 高 电 压 。低 电 压 继 电 器 的 返 回 电 压 （ UFH） ： 指 继 电 器 动 作 后 又 逐 渐升 高 电 压 时 ， 继 电 器 可 动 触 点 开 始 返 回 原 来 位 置 的 最 低 电 压 。U FH UDZ， 因 此 低 电 压 继 电 器 返 回 系 数 KFH=UFH/UDZ 1要 求 不 大 于 1.2。由 上 述 可 知 ， 低 量 继 电 器 KFH 1， 过 量 继 电 器 KFH 1。 三 ） G L系 列 感 应 型 过 电 流 继 电 器 （ 略 ） 四 ） 电 磁 型 时 间 继 电 器作 用 ： 在 继 电 保 护 装 置 中 建 立 所 需 要 的 时 限 。五 ） 电 磁 中 间 继 电 器作 用 ： 在 继 电 保 护 装 置 中 用 来 增 加 触 点 数 量 和 触 点 容 量 。六 ） 电 磁 型 信 号 继 电 器作 用 ： 用 来 发 出 整 套 保 护 装 置 或 者 保 护 装 置 中 某 一 回 路 的 动作 信 号 。 三 、 瓦 斯 、 差 动 及 自 动 重 合 闸 继 电 器一 ） 瓦 斯 继 电 器作 用 ： 当 变 压 器 内 部 发 生 故 障 （ 如 相 间 、 匝 间 短 路 ） 时 ， 伴随 有 电 弧 产 生 ， 会 产 生 大 量 气 体 和 向 上 冲 涌 的 油 流 ， 使 瓦斯 继 电 器 动 作 。目 前 用 得 较 多 的 为 QJ180型 复 合 式 瓦 斯 继 电 器轻 瓦 斯 保 护 开 口 杯重 瓦 斯 保 护 挡 板要 点 ： 接 跳 闸 的 触 点 用 双 干 簧 触 点 串 联 ， 提 高 触 点 的 抗 干 扰性 。 （ 重 瓦 斯 ） 二 ） BCH -2型 差 动 继 电 器 变 压 器 差 动 保 护 能 对 变 压 器 内 部 故 障 和 一 、 二 次 引 出 线上 的 短 路 故 障 起 到 保 护 作 用 。 构 成 差 动 保 护 的 主 要 元 件 是 差动 继 电 器 。 BCH-2型 差 动 继 电 器 优 点 ： 躲 避 电 力 变 压 器 励 磁 涌 流 的 性 能 较 好 ， 同 时 提 高 了 保 护装 置 躲 避 外 部 短 路 时 暂 态 不 平 衡 电 流 的 性 能 。1、 两 个 衡 绕 组 的 作 用 ： 正 常 运 行 时 ， WC中 会 有 不 平 衡 电 流 流 过 ， 平 衡 绕 组 接 入 后 ，使 不 平 衡 电 流 得 到 补 偿 ， 二 次 绕 组 V 2内 几 乎 没 有 不 平 衡 电 流感 应 电 势 ， 提 高 了 保 护 的 可 靠 性 。 WC、 WP1、 WP2三 个 绕 组 绕 向 相 同 的 原 因 ： 区 内 故 障 时 ， 三 个 绕 组 产 生 的 磁 通 方 向 一 致 ， 增 加 继 电 器动 作 的 安 匝 数 ， 提 高 了 保 护 装 置 的 灵 敏 度 。 2、 短 路 绕 组 的 作 用 ： 在 具 有 非 周 期 分 量 电 流 时 ， 继 电 器 的 动 作 电 流 就 大 为 增 加 ，从 而 提 高 了 躲 避 励 磁 涌 流 和 外 部 短 路 时 暂 态 不 平 衡 电 流 的 性能 。三 ） 自 动 重 合 闸 继 电 器1、 动 作 原 理2、 几 个 元 件 的 作 用 ： 电 容 器 C用 于 保 证 重 合 闸 装 置 只 动 作 一 次 ； 充 电 电 阻 4R用 于 限 制 电 容 器 C的 充 电 速 度 ， 防 止 一 次 重 合闸 不 成 功 时 而 发 生 多 次 重 合 ， 放 电 电 阻 6R为 重 合 闸 时 （ 如 手动 合 开 关 ） ， 电 容 器 可 通 过 6R来 放 电 。 四 ） 继 电 保 护 装 置 的 灵 敏 度通 过 用 灵 敏 系 数 Klm来 衡 量 。1、 对 于 反 应 故 障 时 参 数 量 增 加 的 保 护 装 置 ：灵 敏 系 数 =2、 对 于 反 应 故 障 时 参 数 量 降 低 的 保 护 装 置 ：灵 敏 系 数 = 定 值保 护 装 置 动 作 参 数 的 整 值时 故 障 参 数 的 最 小 计 算保 护 区 末 端 金 属 性 短 路 值时 故 障 参 数 的 最 小 计 算保 护 区 末 端 金 属 性 短 路 定 值保 护 装 置 动 作 参 数 的 整 第 二 节 变 电 所 的 继 电 保 护一 、 常 用 继 电 保 护 装 置 及 保 护 方 式 的 选 择一 ） 10kV变 电 所 的 继 电 保 护 装 置1、 过 流 保 护 整 定 原 则 ： 按 照 避 开 被 保 护 线 路 的 最 大 工 作 电 流 来 整 定 。过 流 保 护 在 动 作 时 间 整 定 上 采 用 阶 梯 原 则 。 过 流 保 护 的 动 作 时 限 有 两 种 ：1） 定 时 限2） 反 时 限2、 电 流 速 断 保 护 整 定 原 则 ： 按 躲 过 被 保 护 设 备 （ 线 路 ） 末 端 的 最 大 短 路 电流 来 整 定 。 因 此 ， 被 保 护 设 备 末 端 有 一 段 保 护 不 到 的 死 区 ，这 就 必 须 依 靠 过 电 流 保 护 作 为 后 备 。 3、 限 时 电 流 速 断 保 护 用 来 弥 补 电 流 速 断 保 护 的 保 护 范 围 小 和 过 流 保 护 的 时 限长 的 不 足 。 整 定 原 则 ： 其 动 作 电 流 大 于 下 一 段 线 路 瞬 时 速 断 保 护 可动 作 电 流 ， 动 作 是 限 比 下 一 线 路 瞬 时 速 断 保 护 大 一 个 时 间 阶差 。4、 低 电 压 保 护5、 其 他 保 护 瓦 斯 保 护 、 双 电 流 变 电 所 采 用 的 备 用 电 源 自 动 投 入 装 置 等 。二 ） 35kV以 交 变 电 所 的 继 电 保 护 过 电 流 、 电 流 速 断 、 变 压 器 瓦 斯 保 护 、 差 动 保 护 、 方 向 性 电流 保 护 、 方 向 性 电 流 闭 锁 低 电 压 速 断 保 护 、 自 动 重 合 闸 、 备 用电 源 自 动 投 入 。 三 ） 变 电 所 电 气 设 备 继 电 保 护 方 式 的 选 择详 见 教 材 P252表 5-2*瓦 斯 保 护 的 使 用 范 围 ： 容 量 在 800kVA及 以 上 的 油 浸 式 变压 器 必 须 安 装 。二 、 电 力 变 压 器 的 保 护一 ） 过 流 保 护变 压 器 过 流 保 护 接 线 与 线 路 的 过 流 保 护 接 线 方 式 相 同 。二 ） 电 流 速 断 保 护 三 ） 差 动 保 护变 压 器 的 主 保 护1、 保 护 原 理 变 压 器 两 侧 的 电 流 互 感 器按 循 环 电 流 接 线 方 式 接 入 差动 继 电 器 。 正 常 运 行 或 外 部 短 路 时 ，流 入 继 电 器 的 电 流 为 很 小 的不 平 衡 电 流 ； 内 部 故 障 时 ， 流 入 继 电 器的 电 流 为 两 侧 的 短 路 电 流 之和 。 2、 接 线 方 式 大 容 量 变 压 器 通 常 按 Y， d接 线 ， 一 次 侧 接 成 星 形 、 二 次 侧 接 成 三 角形 ， 一 次 侧 电 流 与 二 次 侧 电 流 不 能 直 接 按 图 5-18接 线 。 必 须 进 和 三 种 补偿 ： 变 比 补 偿 、 数 值 补 偿 和 相 位 补 偿 ， 才 能 按 图 5-18接 线 。3、 BCH-2型 电 流 差 动 保 护 的 动 作 电 流 计 算1） 按 躲 过 外 部 最 大 不 平 衡 电 流 计 算 ；2） 按 躲 过 变 压 器 空 载 投 入 或 故 障 切 除 后 电 压 恢 复 时 的 励 磁 涌 流 计 算 ；3） 按 躲 过 变 流 器 的 二 次 回 路 断 线 计 算 。 选 以 上 三 种 计 算 中 最 大 者 作 为 动 作 电 流 计 算 值 。4、 差 动 保 护 的 运 行 注 意 事 项1） 差 动 保 护 动 作 ， 主 变 跳 闸 后 ， 应 查 明 原 因 或 进 行 内 部 检 定 ， 确 无 异常 时 ， 方 可 强 送 ；2） 停 电 工 作 时 ， 若 涉 及 差 动 回 路 ， 则 其 投 运 时 应 接 信 号 ， 同 时 要 对 它 进 行 多 角 度 试 验 和 测 量 不 平 衡 电 压 值 ， 在 确 无 异 常 时 ， 方 可 接 于 跳 闸 。 四 ） 瓦 斯 保 护 主 压 器 的 主 保 护三 、 电 力 线 路 的 保 护一 ） 过 电 流 保 护1、 定 时 限 过 电 流 保 护 的 接 线 方 式 一 般 采 用 两 相 不 完 全 星 形 接 线 ， 当 线 路 发 生 两 相 或 三相 短路 时 ， 至 少 有 一 个 电 流 继 电 器 动 作 ， 起 动 跳 闸 回 路 。 （ 如 图 5-22） 2、 有 限 反 时 限 过 流 保 护 的 接 线 方 式 可 采 用 两 相 不 完 全 星 形 接 线 和 两 相 差 接 线 。 两 相 差 接 线 优 点 ： 可 以 节 省 一 只 继 电 器 和 一 个 跳 闸 线 圈 。 3、 过 流 保 护 的 动 作 电 流 值 整 定IDZJ继 电 器 动 和 电 流 ， A；KJX接 线 系 数 （ 星 形 为 1， 角 形 与 差 接 时 为 ） ；KZQ自 动 起 系 数 ；KF电 流 继 电 器 返 回 系 数 （ 一 般 取 0.85） ；nL电 流 互 感 器 额 定 变 化 ；IFHZD最 大 负 荷 电 流 ， A。 过 流 保 护 动 作 时 间 的 整 定 应 采 取 阶 段 原 则 ， 即 位 于 电 源 则的 上 一 级 保 护 的 动 作 时 间 要 比 下 级 保 护 时 间 长 。 时 间 阶 差 t取0.50.75s。 ZDFHLF ZQKJX InK KKK IDZJ= 3 二 ） 电 流 速 断 保 护 缺 点 ： 末 端 有 死 区 。 必 须 与 过 电 流 保 护 配 合 。1、 接 线 方 式 采 用 两 相 不 完 全 星 形 接 线2、 整 定 计 算I DZJ被 保 护 区 段 末 端 三 相 最 大 短 路 电 流 ， A。IDZJ= ZDDL KJX InKK 三 ） 带 时 限 电 流 速 断 保 护 IDZ=KKIDZ IDZ带 时 限 电 流 速 断 保 护 动 作 电 流 ， A。 KK可 靠 系 数 ； IDZ 下 一 相 邻 线 路 的 瞬 时 电 流 速 断 保 护 动 和 电 流 ， A。 带 时 限 电 流 速 断 保 护 必 须 和 下 一 相 邻 线 路 的 瞬 时 电 流 速断保 护 相 配 合 ， 其 动 作 时 间 比 下 一 相 邻 线 路 的 瞬 时 电 流 速 断 保护 的动 作 大 一 个 时 限 阶 差 0.5s。 四 ） 带 方 向 电 流 保 护 在 双 侧 电 源 供 电 或 环 形 供 电 时 ， 采 用 一 般 的 电 流 保 护 就 不能 保 证 选 择 性 。 可 采 用 方 向 继 电 器 构 成 方 向 保 护 来 保 证 选 择 性 。 构 成 原 则 ： 只 有 当 电 流 从 母 线 流 向 线 路 时 保 护 才 动 作 ， 如果 是 线 路 流 向 母 线 ， 则 保 护 不 动 作 。 五 ） 低 电 压 闭 锁 的 过 电 流 保 护 过 流 保 护 的 动 作 电 流 是 按 躲 过 最 大 负 荷 电 流 整 定 ， 但 在某 些 情 况 下 不 能 满 足 灵 敏 度 要 求 。 为 了 提 高 保 护 的 灵 敏 度和 改 善 躲 过 负 荷 电 流 的 条 件 ， 可 在 过 流 保 护 的 基 础 上 增 加低 电 压 闭 锁 条 件 。 注 意 之 处 ： 其 动 作 电 流 可 不 躲 过 最 大 负 荷 电 流 而 按 正 常持 续 负 荷 电 流 来 整 定 。六 ） 电 流 电 压 联 锁 速 断 保 护 优 点 ： 能 防 止 与 同 一 母 线 相 连 的 任 一 路 配 出 线 发 生 短 路故 障 时 ， 由 于 母 线 电 压 下 降 而 引 起 同 一 母 线 上 其 他 线 路 的低 压 保 护 误 动 。 整 定 原 则 ： 在 系 统 经 常 出 现 的 运 行 方 式 下 ， 使 电 流 元 件和 电 压 元 件 有 相 同 的 保 护 范 围 。 四 、 自 动 重 合 闸 和 备 用 电 源 自 投 装 置一 ） 自 动 重 合 闸 装 置基 本 要 求 ：1、 人 为 拉 开 断 路 器 时 ， 重 合 闸 不 动 作 ；2、 手 动 合 闸 于 故 障 线 路 ， 重 合 闸 不 动 作 ；3、 对 于 同 一 次 故 障 ， 自 动 重 合 闸 的 动 作 次 数 应 符 合 预 先 的 规 定 ；4、 自 动 重 闸 动 作 后 应 能 自 动 复 归 ；5、 当 断 路 器 处 于 不 正 常 状 态 时 ， 重 合 闸 应 退 出 运 行 。二 ） 备 用 电 源 自 动 投 入 装 置 （ BZT）基 本 要 求 ：1、 只 有 在 正 常 工 作 电 源 跳 闸 后 ， 方 能 自 动 投 入 备 用 电 源 ；2、 备 用 电 源 自 投 装 置 只 应 动 作 一 次 ；3、 当 备 用 电 源 无 电 时 ， BZT不 动 作 ； 4、 当 电 压 互 感 器 的 保 险 熔 断 时 ， BZT不 应 误 动 。 第 三 节 变 电 所 的 二 次 回 路 一 、 二 次 回 路 的 功 用 、 分 类 及 接 线 图一 ） 变 电 所 二 次 回 路 的 含 义 、 作 用 与 分 类 一 次 设 备 变 电 所 中 凡 直 接 用 来 接 受 与 分 配 电 能 以及 改 变 电 能 电 压 相 关 的 所 有 设 备 。 一 次 系 统 由 一 次 设 备 连 接 成 的 系 统 称 为 电 气 一 次系 统 或 电 气 主 接 线 系 统 。 二 次 设 备 为 保 证 主 接 线 系 统 的 正 常 与 安 全 运 行 ，凡 对 一 次 电 气 设 备 进 行 监 视 、 测 量 、 操 纵 、 控 制 及 起 保护 作 用 的 辅 助 性 电 气 设 备 。 二 次 回 路 由 二 次 设 备 连 接 成 的 回 路 称 为 二 次 回 路或 二 次 系 统 。 按 二 次 设 备 各 种 不 同 的 用 途 可 分 为 ： 继 电 保 护 二 次 回 路 、 自 动 装 置 二 次 回 路 、 控 制 系 统 二次 回 路 、 测 量 仪 表 二 次 回 路 、 信 号 装 置 二 次 回 路 等 。 二 ） 二 次 回 路 原 理 图 、 展 开 图 及 安 装 接 线 图1、 原 理 图 图 5-22（ a） 的 原 理 图 在 图 上 所 有 仪 表 和 继 电 器 都 是 以 整 体 形 式 的 设 备 图 形 符号 表 示 ， 不 画 出 内 部 拉 线 ， 而 只 画 出 接 点 的 连 接 。 并 将二 次 部 分 的 电 流 回 路 、 电 压 回 路 、 直 流 回 路 和 一 次 回 路图 绘 制 在 一 起 。 特 点 ： 能 使 看 图 人 对 整 个 装 置 的 构 成 有 一 个 整 体 概 念 ，可 清 楚 了 解 二 次 回 路 各 设 备 间 的 电 气 联 系 和 动 作 原 理 。2、 展 开 图 实 际 应 用 中 ， 大 多 采 用 展 开 图 。 展 开 图 中 ， 电 流 回 路 、 电 压 回 路 、 直 流 回 路 是 分 开 的 。弥 补 了 原 理 图 没 有 元 件 内 部 接 线 、 没 有 元 件 端 子 号 码 和回 路 标 号 等 缺 陷 。 图 5-22（ b） 、 （ c） 为 展 开 图 3、 安 装 接 线 图 由 于 二 次 设 备 布 置 分 散 ， 需 要 用 控 制 电 缆 将 它 们 互 相 连接 起 来 ， 因 此 单 凭 原 理 图 和 展 开 图 来 安 装 是 困 难 的 。 为此 在 二 次 接 线 安 装 时 ， 须 绘 制 安 装 接 线 图 。 包 括 ： 屏 面 布 置 图 、 屏 背 面 接 线 图 和 端 于 排 图 。二 、 二 次 回 路 的 编 号 与 设 备 标 志 （ 略 ）三 、 变 电 所 的 信 号 装 置 按 用 途 可 分 为 ： 中 央 信 号 、 位 置 信 号 以 及 其 他 类 信 号装 置 。位 置 信 号 的 主 要 作 用 ： 指 示 断 路 器 的 跳 合 闸 位 置 和 隔 离 开关 的 分 、 合 闸 位 置 。 中 央 信 号 装 置 分 为 事 故 信 号 和 预 告 信 号 两 种 。 事 故 信 号 的 主 要 作 用 ： 在 断 路 器 事 故 跳 闸 时 ， 能 及 时地 发 出 音 响 信 号 ， 并 使 相 应 的 断 路 器 灯 光 位 置 信 号 闪 光 。 预 告 信 号 的 主 要 作 用 ： 在 运 行 设 备 发 生 异 常 现 象 时 ，瞬 时 或 延 时 发 出 音 响 信 号 ， 并 使 光 字 牌 显 示 出 异 常 状 况的 内 容 。一 ） 中 故 信 号 装 置1、 中 央 复 归 不 能 重 复 动 作 的 事 故 信 号 装 置 缺 点 ： 不 能 重 复 动 作 ， 当 第 一 次 音 响 发 出 后 ， 值 班 人 员用按 钮 将 音 响 解 除 ， 而 不 对 应 回 路 未 复 归 前 ， 如 第 二 台 断 路器 不 发 生 事 故 跳 闸 时 ， 事 故 信 响 信 号 就 不 能 再 次 起 动 ，这 样 第 二 台 断 路 器 的 事 故 跳 闸 就 可 能 发 现 不 了 。 2、 中 央 复 归 能 重 复 动 作 的 事 故 信 号 装 置 解 决 了 上 面 提 到 的 问 题 。 事 故 信 号 装 置 中 的 “ 重 复 动 作 ” 是 利 用 不 对 应 回 路 中 的附 加 电阻 R来 实 现 的 。二 ） 预 告 信 号 装 置 分 瞬 时 预 告 信 号 和 延 时 预 告 信 号 。 四 、 断 路 器 的 控 制 回 路一 ） 电 磁 操 作 机 构 的 断 路 控 制 回 路1、 没 有 电 气 防 跳 设 施 的 断 路 器 控 制 电 路下 图 为 具 有 CD2型 操 作 机 构 的 断 路 器 控 制 电 器 。 由 于 操 作 机 构 本 身 具 有 防 跳 设 施 ， 因 此 该 控 制 电 路 不 含电气 防 跳 。 1） 分 闸 操 作 此 时 断 路 器 KK处 于 合 闸 后 位 置 ， KK手 柄 13-16触 点 接 通 ，红 灯 发 平 光 。 （ 由 于 回 路 有 电 阻 ， TQ不 起 动 ） 手 动 分 闸 时 ，6-7触 点 接 通 ， 将 红 灯 电 阻 和 附 加 电 阻 短 接 ， TQ起 动 ， 断路 器 跳 闸 。 松 开 KK手 柄 ， KK回 到 跳 闸 后 位 置 ， KK的 10-11接 通 ，绿 灯 发 平 光 。2） 合 闸 操 作 此 时 断 路 器 KK处 于 跳 后 位 ， KK的 10-11触 点 接 通 ， 绿 灯发 平 光 。 （ 由 于 回 路 有 电 阻 ， HC不 起 动 ） 手 动 合 闸 时 ，KK的 5-8触 点 接 通 ， 将 绿 灯 电 阻 和 附 加 电 阻 短 接 ， HC起动 ， HC触 点 闭 合 接 动 HQ， 断 路 器 合 闸 。 松 开 KK手 柄 ，KK回 到 合 闸 后 位 置 ， 红 灯 发 平 光 。 3） 闪 光 母 线 的 作 用 在 预 备 合 闸 位 置 时 ， KK的 9-10触 点 接 通 ， 接 通 闪 光 电 源 ，绿 灯 闪 光 ； 在 预 备 分 闸 位 置 时 ， KK的 13-14触 点 接 通 ， 接 通闪 光 电 源 ， 红 灯 闪 光 。 位 置 不 对 应 时 ， 接 通 闪 光 电 源 （ 如KK处 于 合 闸 后 位 置 ， 但 断 路 器 跳 开 ） 。4） 增 加 H C的 作 用 KK的 5-8触 点 不 直 接 接 通 HQ， 是 因 为 HQ线 圈 的 导 线 很 粗 电阻 很 小 ， 合 闸 电 流 很 大 ， 直 接 接 通 HQ， 会 烧 坏 KK的 触 点 。而 且 合 闸 电 流 很 大 ， 不 能 由 控 制 母 线 供 电 ， 而 应 由 合 闸 母 线供 电 。 所 以 增 加 一 合 闸 接 触 器 。 5） 事 故 跳 闸 保 护 动 作 ， BCJ触 点 闭 合 ， 接 通 跳 闸 回 路 。 断 路 器 KK在 合 闸 后 位 置 ， KK的 1-3、 17-19是 接 通 状 态 ， 这时 断 路 器 跳 闸 ， 其 辅 助 常 闭 触 点 闭 合 ， 接 通 事 故 音 响 小 母 线 ，发 出 事 故 音 响 。 此 断 路 器 控 制 电 路 为 灯 光 监 视 的 断 路 器 控 制电 器 。 注 意 ： 红 灯 平 光 ， 表 明 跳 闸 回 路 完 好 ； 绿 灯 平 光 ， 表 明 合 闸 回 路 完 好 。2、 装 设 跳 跃 闭 锁 继 电 器 的 断 路 器 控 制 电 器 。 防 跳 的 含 义 ： 当 操 作 断 路 器 合 闸 时 ， KK的 5-8触 点 接 通 ， 断 路 器 合 闸 。 如 合闸 于 故 障 线 路 ， 继 电 保 护 立 即 动 作 跳 闸 。 但 操 作 人 员 仍 把 手柄 打 在 合 闸 位 置 ， 5-8触 点 仍 在 接 通 状 态 ， 又 接 通 合 闸 回 路 ，断 路 器 再 次 合 闸 ； 合 闸 后 ， 又 接 通 跳 闸 回 路 ， 断 路 器 又 再 次跳 闸 。 这 样 多 次 跳 合 叫 做 跳 跃 。 多 次 跳 跃 会 使 断 路 器 损 坏 ， 另 一 方 面 使 一 次 系 统 工 作 受 到 严 重 影 响 。 为了 防 上 这 种 跳 跃 发 生 ， 必 须 采 用 电 气 的 或 机 械 的 防 跳 装 置 。 防 跳 动 作 过 程 ： 当 断 路 器 人 为 合 闸 时 ， 合 闸 于 故 障 线 路 ， 保 护 动 作 BCJ触 点 闭 合 ， 接通 跳 闸 回 路 ， 开 关跳 闸 。 同 时 启 动 跳跃 闭 锁 继 电 器 TJB，这 样 TBJ1闭 合 形 成自 保 持 ， TBJ2断 开合 闸 回 路 ， 防 止 断路 器 再 次 合 上 ， 也就 防 止 了 跳 跃 。 手柄 弹 回 ， 5-8触 点 打开 ， TBJ复 归 。 五 、 交 流 及 复 式 整 流 操 作 电 源 变 电 站 开 关 控 制 、 继 电 保 护 、 自 动 装 置 和 信 号 设 备 所 使 用的 电 源 称 为 操 作 电 源 。 基 本 要 求 ： 要 有 足 够 的 可 靠 性 。 不 论 变 电 站 的 运 行 状 态 如何 变 化 ， 即 使 发 生 短 路 ， 母 线 电 压 降 为 零 ， 操 作 电 源 不 允 许 出现 中 断 ， 仍 应 保 证 有 足 够 的 电 压 和 足 够 的 容 量 。 分 类 ： 交 流 操 作 电 源 适 用 于 接 线 方 式 较 为 简 单 的 小 容 量 变 电 站 。 直 流 操 作 电 源 适 用 于 较 为 重 要 、 容 量 较 大 变 电 站 。一 ） 交 流 操 作 电 源1、 变 流 器 供 给 操 作 电 源 只 有 发 生 短 路 事 故 时 ， 或 者 在 负 荷 电 流 较 大 时 ， 变 流 器 的二 次 电 流 才 足 够 作 为 继 电 保 护 跳 闸 之 用 。2、 电 压 互 感 器 和 站 用 变 供 给 操 作 电 源 只 适 用 于 正 常 运 行 或 接 近 正 常 运 行 的 情 况 ， 不 适 用 于 发 生 短 路 的 事 故 情 况 。 在 10KV及 以 下 的 中 小 容 量 变 电 站 中 ， 变 流 器 供 给 操 作 电源 的 方 式 用 得 较 多 。二 ） 复 式 整 流 操 作 电 源 正 常 情 况 下 由 所 用 变 低 压 380V电 源 整 流 后 供 给 操 作 电 源 ，在 发 生 短 路 故 障 时 ， 由 电 流 互 感 器 和 电 压 互 感 器 二 次 经 整 流 后供 给 操 作 电 源 。 目 前 已 较 少 采 用 。 第 四 节 变 电 所 的 直 流 系 统 一 、 直 流 电 源 供 电 系 统 变 电 所 及 发 电 厂 的 蓄 电 池 组 是 作 为 控 制 、 信 号 、 继 电 保 护及 自 动 装 置 的 直 流 电 源 。 经 电 缆 送 到 主 控 制 室 直 流 屏 顶 上 的 直流 母 线 ， 再 由 直 流 母 线 分 别 引 出 作 为 控 制 电 源 、 信 号 电 源 及 合闸 电 源 。 浮 充 电 方 式 ： 正 常 运 行 时 蓄 电 池 组 处 于 浮 充 电 状 态 ， 浮 充电 电 源 一 方 面 向 蓄 电 池 组 供 浮 充 电 电 流 ， 另 一 方 面 供 负 荷 电 流 。二 、 直 流 系 统 的 绝 缘 监 察 和 电 压 监 察一 ） 直 流 系 统 的 绝 缘 监 察 直 流 供 电 网 络 一 般 分 布 较 广 ， 系 统 复 杂 ， 外 露 部 分 多 ， 容易 发 生 绝 缘 损 坏 而 接 地 。 如 果 是 正 、 负 两 极 都 接 地 ， 此 时 故 障回 路 的 熔 断 器 熔 断 ， 使 相 应 部 分 的 直 流 系 统 停 电 。 如 果 是 一 极接 地 ， 再 发 生 中 一 点 接 地 （ 如 断 路 器 跳 闸 线 圈 或 继 电 保 护 装 置出 口 继 电 器 接 地 ） ， 会 造 成 断 路 器 拒 动 、 误 动 。二 ） 直 流 系 统 的 电 压 监 察 防 止 直 流 电 压 偏 离 要 求 ， 造 成 继 电 保 护 和 断 路 器 拒 动 或 误动 。 三 、 硅 整 流 电 容 储 能 直 流 电 源 采 用 硅 整 流 装 置 的 直 流 系 统 ， 当 整 流 装 置 的 受 电 电 源 发 生短 路 故 障 时 ， 会 引 起 交 流 电 源 电 压 下 降 ， 严 重 时 会 造 成 继 电 保护 拒 动 。 采 用 电 容 器 储 能 来 补 偿 直 流 电 压 是 一 种 比 较 简 单 有 效的 方 法 。四 、 铅 酸 蓄 电 池 直 流 电 源1、 构 造 及 工 作 原 理 铅 酸 蓄 电 池 的 电 解 液 是 浓 度 为 2737%的 硫 酸 水 溶 液 ， 正 极板 的 活 性 物 质 是 二 氧 化 铅 （ PbO2） ， 负 极 板 上 的 活 性 物 质 是 绒状 铅 （ P b） 。充 电 化 学 反 应 ： PbO2+Pb+2H2SO4 2 PbSO4+ 2H2O （ 电 解 液 参 加 化 学 反 应 ） *铅 酸 蓄 电 池 充 电 终 期 可 由 电 解 液 的 比 重 高 低 来 判 断 。放 电 充 电 2、 蓄 电 池 组 的 直 流 电 源 接 线 蓄 电 池 组 正 常 处 地 浮 充 电 状 态 ， 短 时 高 峰 负 荷 主 要 由 蓄 电池 承 担 。 防 硫 化 电 阻 的 作 用 ： 蓄 电 池 组 中 有 一 部 分 作 为 调 节 电 压 用的 蓄 电 池 ， 因 得 不 得 浮 充 电 ， 硫 化 严 重 ， 容 易 损 坏 。 因 此 在 电路 中 接 入 一 可 调 电 阻 ， 使 部 分 端 电 池 与 整 组 蓄 电 池 处 于 相 同 的运 行 状 态 。五 、 镉 镍 蓄 电 池 直 流 电 源1、 构 造 及 工 作 原 理 镉 镍 碱 性 蓄 电 池 的 电 解 液 是 浓 度 为 20%的 氢 氧 化 钾 水 溶 液 。用 氢 氧 化 镍 作 正 极 板 ， 用 镉 作 负 极 板 。 化 学 反 应 ： 2Ni（ OH2） +Cd（ OH） 2 2NiOOH+Cd+2H2O （ 电 解 液 不 参 加 化 学 反 应 ） *碱 性 蓄 电 池 充 电 是 否 完 成 主 要 根 据 充 电 电 流 、 充 电 时 间 和 蓄电 池 的 端 电 压 。2、 特 点 及 运 行 维 护 镉 镍 蓄 电 池 放 电 电 压 平 稳 、 体 积 小 、 寿 命 长 、 机 械 强 度 高 ，维 护 方 便 ， 占 地 面 积 小 ， 但 价 格 昂 贵 。 与 铅 酸 蓄 电 池 一 样 ， 正 常 处 于 浮 充 电 状 态 。 对 于 碱 性 电 池 应 定 期 进 行 容 量 核 对 ， 称 为 “ 容 量 恢 复 ” ，一 般每 年 进 行 一 次 。 充 电 放 电 六 、 硅 整 流 充 电 设 备 （ 略 ）七 、 阀 控 式 密 封 铅 酸 蓄 电 池 （ 略 ） 免 维 护 蓄 电 池八 、 高 频 开 关 电 源 模 块 （ 略 ）第 五 节 微 机 保 护 及 变 电 站 综 合 自 动 化一 、 微 机 保 护 装 置 的 特 点1、 维 护 调 试 方 便2、 可 靠 性 高3、 易 于 获 得 附 加 功 能4、 灵 活 性 大5、 保 护 性 能 得 到 很 好 改 善 二 、 微 机 保 护 的 硬 件 原 理硬 件 系 统 一 般 包 括 三 大 部 分 ：模 拟 量 输 入 系 统 、 CPU主 系 统 、 开 关 量 输 入 /输 出 系 统 一 ） 模 拟 量 输 入 系 统 （ 数 据 采 集 系 统 ）1、 电 压 形 成 回 路 微 机 保 护 通 常 要 求 输 入 信 号 为 5V或 10V， 必 须 将 TA、TV输 出 的 高 电 压 大 电 流 进 行 变 换 ， 即 采 用 中 间 变 换 器 。2、 采 样 保 持 （ S/H） 电 路 作 用 ： 在 一 极 短 的 时 间 内 ， 测 量 模 拟 输 入 量 在 该 时 刻 的 瞬时 值 ， 并 在 模 拟 数 字 转 换 器 进 行 转 换 的 期 间 内 保 持 其 输 出不 变 。3、 模 拟 量 多 路 转 换 开 关 （ MPX） 由 于 模 数 转 换 器 昂 贵 ， 不 是 每 个 模 拟 量 输 入 通 道 设 一 个 A/D，而 是 公 用 一 个 ， 中 间 经 MPX切 换 轮 流 由 公 用 的 A/D转 换 成 数 字量 输 入 微 机 。 4、 模 数 转 换 器 （ A/D转 换 器 或 称 ADC） 电 力 系 统 中 心 电 流 、 电 压 信 号 均 为 模 拟 量 ， 因 此 必 须 采 用A/D将 连 续 的 模 拟 量 变 为 离 散 的 数 字 量 ， 才 能 输 入 微 机 。二 ） 开 关 量 输 入 及 输 出 回 路1、 开 关 量 输 入 回 路 对 微 机 保 护 装 置 的 开 关 量 输 入 ， 即 接 点 状 态 的 输 入 可 分 为两 大 类 ：1） 安 装 在 装 置 面 板 上 的 接 点 ：（ 如 调 试 时 用 或 检 查 装 置 用 的 键 盘 接 点 ）2） 从 装 置 外 部 经 过 端 于 排 引 入 装 置 的 接 点 ：（ 如 运 行 中 切 换 的 各 种 压 板 、 转 换 开 关 ）2、 开 关 量 输 出 回 路 开 关 量 输 出 主 要 包 括 保 护 的 跳 闸 出 口 以 及 本 地 和 中 安 信 号等 。 一 般 采 用 并 行 接 口 的 输 出 口 来 控 制 有 接 点 继 电 器 的 方 法 ， 为 提 高 抗 干 扰 能 力 ， 也 经 过 一 级 光 电 隔 离 。 3、 定 值 输 入 保 护 装 置 整 定 值 的 修 改 ， 可 由 装 置 面 板 上 的 定 值 插 销 或 拨轮 开 关 的 调 整 来 实 现 ， 或 由 装 置 面 板 上 的 键 盘 输 入 。4、 打 印 机 的 接 口三 、 微 机 保 护 的 具 体 应 用一 ） 变 压 器 保 护 常 规 保 护 必 须 在 各 侧 增 设 辅 助 电 流 互 感 器 ， 并 适 当 选 择 变化 及 Y/ 接 法 ， 来 弥 补 变 压 器 各 侧 电 流 的 变 化 误 差 数 值 误 差 及接 线 误 差 。 采 用 微 机 保 护 时 ， 可 省 去 辅 助 电 流 互 感 器 ， 三 种 误 差 可 通过 计 算 机 软 件 的 修 改 来 弥 补 。 还 可 增 加 一 些 附 加 措 施 来 防 止 励 磁 涌 流 可 能 引 起 的 误 动 ：1、 利 用 励 磁 涌 流 波 形 与 故 障 电 流 波 形 的 差 别 （ 间 断 角 ） ；2、 利 用 励 磁 涌 流 与 变 压 器 内 部 故 障 电 流 上 升 率 的 差 别 。 二 ） 线 路 距 离 保 护 增 加 了 自 适 应 性 能 ： 例 如 ： 在 振 荡 闭 锁 回 路 中 判 别 系 统 振 荡 和 系 统 故 障 的 t， 能适 应 振 荡 过 程 中 振 荡 周 期 愈 来 愈 短 的 情 况 ， 自 动 缩 短 则 有 效 进行 闭 锁 ， 以 防 止 t跟 不 上 振 荡 周 期 而 导 致 距 离 保 护 误 动 。 可 靠 识 别 振 荡 中 再 故 障 ： 利 用 dR/dt的 变 化 率 来 判 断 ， 即 dR/dt开 始 变 化 很 大 ， 然 后 基 本不 变 ， 满 足 两 条 件 以 为 振 荡 中 发 生 故 障 。 只 有 微 机 保 护 才 能 实践 此 功 能 。四 、 变 电 站 综 合 自 动 化 系 统 指 变 电 站 的 二 次 设 备 （ 包 括 控 制 、 信 号 、 测 量 、 保 护 、 自 动装 置 、 运 动 装 置 ） ， 利 用 微 机 及 网 络 技 术 ， 经 过 功 能 的 重 新 组合 和 优 化 设 计 ， 对 变 电 站 执 行 自 动 监 控 、 测 量 、 运 行 操 作 及 其协 调 的 一 种 综 合 性 的 自 动 化 系 统 。