高壓開關(guān)柜保護(hù)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

1、第一章 高壓開關(guān)柜二次線路用電力變壓器的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)第一節(jié) 電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)配置一、變壓器故障及異常運(yùn)行狀態(tài)在供電工程中，變壓器是重要電氣設(shè)備之一，盡管變壓器是靜止設(shè)備，結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會(huì)比較少，但運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在實(shí)際運(yùn)行中仍可能發(fā)生各種類型的故障和異常運(yùn)行 狀況，給系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，必須根據(jù)變壓器的容量及重要性，裝設(shè)性能 良好、運(yùn)行可靠的保護(hù)裝置。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部和油箱外部?jī)煞N故障。變壓器油箱內(nèi)部故障主要有 相間短路、單相匝間短路、單相接地故障等。變壓器內(nèi)部故障，不僅會(huì)燒毀變壓器，而且 由于絕緣物和油在電弧作用下急劇氣化，容易導(dǎo)致變壓器油箱爆炸。變壓器油箱外部故

2、 障主要是絕緣套管和引出線上的相間短路及單相接地故障。此類故障有可能引起變壓 器絕緣套管爆炸，從而破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，變壓器還可能出現(xiàn)一些異常運(yùn)行狀態(tài)，如漏油造成的油位下降；由于外部短路引 起的過電流或長時(shí)間過負(fù)荷、過電壓等，使變壓器繞組過熱，繞組絕緣加速老化，甚至引起內(nèi)部故障，縮短變壓器的使用壽命。因此，對(duì)這類異常運(yùn)行也應(yīng)采取積極措施加以消除。二、變壓器保護(hù)配置（1）瓦斯保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油分解產(chǎn)生氣體 或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。容量在 800kVA及以上的油浸式變壓器一般都應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（2）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部及引出線套

3、管的故障，容量在 10MVA及以上單 臺(tái)運(yùn)行的變壓器、容量在 6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（3）電流速斷保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器外部短路故障。容量在 10MVA以下單臺(tái)運(yùn)行的變壓器、容量在 6.3MVA以下并列運(yùn)行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)。（4）過電流保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部和外部故障，作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。（5）過負(fù)荷保護(hù)。用來防止變壓器的對(duì)稱過負(fù)荷，因此保護(hù)裝置只接在某一相的電路中，并且動(dòng)作于信號(hào)。（6）溫度信號(hào)裝置。為了監(jiān)視變壓器的上層油溫不超過規(guī)定值（一般為 80）而裝 設(shè)。當(dāng)超過油溫規(guī)定值時(shí)，溫度信號(hào)裝置動(dòng)作發(fā)出信號(hào)或自動(dòng)開啟變壓器

4、冷卻風(fēng)扇。第二節(jié) 變壓器瓦斯保護(hù)電力變壓器是利用變壓器油作絕緣和冷卻介質(zhì)的，因此當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生各種 故障時(shí)，短路電流都會(huì)產(chǎn)生電弧，使變壓器油和其他絕緣物分解，產(chǎn)生大量的氣體。利用 這些氣體形成的壓力或沖力可使保護(hù)動(dòng)作。這種反應(yīng)氣體形成的壓力而動(dòng)作的保護(hù)裝置，叫做瓦斯保護(hù)。氣體保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接官道中，為了使氣體在管道中更好地流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面間應(yīng)有1%1.5%的坡度；通往繼電器的連接管應(yīng)具有2%4% 的坡度。這樣當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，可使氣流易于進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。目前國內(nèi)

5、中小型變壓器采用的氣體繼電器是 QJ1-80型。它用開口杯代替了老式的密封浮筒，用干簧觸點(diǎn)代替了水銀觸點(diǎn)，從而有效地防止了由于浮筒漏油而產(chǎn)生的誤動(dòng)作，并提高了氣體繼電器的防振性能。當(dāng)發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體聚集在繼電器的上部，油面下降，開口杯露出油面，這時(shí)開 口杯在空氣中的重力加上杯內(nèi)油的重力所產(chǎn)生的力矩，大于平衡重錘所產(chǎn)生的力矩，于 是開口杯降下來，使固定在開口杯上的永久磁鐵接近干簧觸點(diǎn)。當(dāng)氣體聚積到一定容積 時(shí)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。還可通過改變輕瓦斯平衡重錘的位置，使輕瓦斯觸 點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積在 250300CM3的范圍內(nèi)調(diào)整。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油、氣流沖擊擋板的力量大于

6、彈簧 的彈力時(shí)，擋板傾斜了一個(gè)角度，使固定擋板上的永久磁鐵靠近重瓦斯的兩對(duì)干簧觸點(diǎn)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出跳閘脈沖。重瓦斯動(dòng)作的油流速度可利用流速整定螺桿 0.71.5m/s的范圍內(nèi)調(diào)整。值得注意的是，變壓器初次投入運(yùn)行時(shí)，或由于換油等工作，油中混入少量氣體，經(jīng) 過一段時(shí)間后，這些氣體又從油中分離出來，逐漸積聚在氣體繼電器的上部，迫使開口杯 下降，使輕瓦斯動(dòng)作。此時(shí)，可通過氣體繼電器頂部放氣閥 將氣體放出。在故障發(fā)生 后，為便于分析故障原因，可通過放氣閥收集氣體，以便化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。為了防止變壓器內(nèi)嚴(yán)重故障時(shí)因油流不穩(wěn)，造成重瓦斯觸點(diǎn)時(shí)斷時(shí)通的不可靠動(dòng)作，必須選用具有自保持電流線圈的出口中

7、間繼電器 在保護(hù)動(dòng)作后，借助于斷路器的輔助觸點(diǎn) 來解除出口回路的自保持。在變壓器加油或換油后及氣體繼電器試驗(yàn)時(shí)，為防止重瓦斯誤動(dòng)作，可利用切換片 使重瓦斯暫時(shí)改接到信號(hào)位置。瓦斯保護(hù)具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、接線簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，特別是當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生匝間短 路的匝數(shù)很少時(shí)，故障回路的電流雖然很大（這時(shí)將造成嚴(yán)重過熱），但反應(yīng)在外部電路 的電流變化很小，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)可能不動(dòng)作，而瓦斯保護(hù)卻能可靠地動(dòng)作。因此，對(duì)于變 壓器油箱內(nèi)部的各類故障，瓦斯保護(hù)較差動(dòng)保護(hù)更加靈敏可靠。但應(yīng)注意的是瓦斯保護(hù) 只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部范圍出現(xiàn)的故障，對(duì)油箱外部的故障它是不能反應(yīng)的。第三節(jié) 變壓器縱差保護(hù)變壓器的縱差保護(hù)主要

8、用來反應(yīng)變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短 路故障。一、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)工作原理變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，則將同極性端子相連，并在兩邊線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器二次電流之差，也就是說差動(dòng)繼電器是接在差電流回路中的。從理論上講，正常及外部故障時(shí)，差動(dòng)回路中的電流為零。實(shí)際上由于兩側(cè)電流互 感器的特性不可能完全一致等原因，在正常和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路中仍有差電流，即不 平衡電流,要求不平衡電流盡可能地小，確保繼電器不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間故障時(shí)，差動(dòng)繼電器 動(dòng)作。由于差動(dòng)保

9、護(hù)對(duì)區(qū)外故障不會(huì)動(dòng)作，因此差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上互相配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可瞬時(shí)動(dòng)作。二、產(chǎn)生不平衡電流的主要因素及解決措施由于變壓器在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上的一些特殊性，使它實(shí)際上在保護(hù)范圍內(nèi)沒有故障時(shí)也有較 大的不平衡電流流過繼電器，所以必須設(shè)法減小和躲過不平衡電流，以防縱差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。 產(chǎn)生不平衡電流的主要原因是變壓器各側(cè)的額定電壓和電流的大小及相位不同；變壓器空載合閘時(shí)在電源側(cè)有很大的勵(lì)磁涌流出現(xiàn)；變壓器兩側(cè)作差動(dòng)用的電流互感器不可能采用同型號(hào)、同規(guī)格；電流互感器的變比選擇不完全合適等等。以下就分別詳細(xì)分析不平衡電流產(chǎn)生的原因及其相應(yīng)的減小措施。（一）變壓器各側(cè)電

10、流相位不同正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)回路中仍然有很大的不平衡電流流過。為了消除這種不平衡電流的影響，就必須消除差動(dòng)保護(hù)兩臂電流的相位差，通常采用相位補(bǔ)償方法。顯然，如果使變壓器兩側(cè)的電流互感器的接線方式倒過來安排，即變壓器星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)按三角線接線，變壓器三角形側(cè)的電 流互感器二次側(cè)按星形接線，就可以把電流互感器的二次電流相位補(bǔ)償過來，消除因電流相位不同而引起的不平衡電流。（二）兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同由于變壓器兩側(cè)的額定電流與電壓大小不等。因而裝設(shè)在兩側(cè)的電流互感器型號(hào)和規(guī) 格就不同。由于它們的磁化特性不一樣，也將引起不平衡電流。即使對(duì)同一型號(hào)的電流互感 器，磁化特性基本相同，但在不同飽和程度

11、下也有不同的誤差，越飽和，誤差越大。對(duì)于 不同型號(hào)的電流互感器，磁化特性不一樣，因此，在不同工作條件下，誤差就會(huì)更大。最 嚴(yán)重的情況是，當(dāng)外部短路時(shí)，流過最大短路電流,其中一個(gè)電流互感器飽和，而另一個(gè)電流互感器不飽和，飽和的電流互感器二次電流要小一些，而不飽和的電流互感器二次電流要大一些。 為減少此類不平衡電流的影響，在整定計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮互感器型號(hào)的差異。（三）變壓器各側(cè)電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致電流互感器是定型產(chǎn)品，其規(guī)格已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，所以實(shí)際需要的計(jì)算變比與產(chǎn) 品的標(biāo)準(zhǔn)變比不一定相同，在差動(dòng)回路中也會(huì)引起不平衡電流。（四）變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器空載合閘或外部短路故障切除后電

12、壓恢復(fù)時(shí)，由于鐵心中總磁通不能突變， 在變壓器電源側(cè)繞組中將產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流，此時(shí)，變壓器鐵心處于高度飽和狀態(tài)，勵(lì)磁電流劇烈增大，可達(dá)到變壓器額定電流的 68倍，其波形呈尖頂波，并幾乎全部偏于時(shí)間軸一側(cè)，且含有大量高次諧波分量。由于此電流只流過變壓器電源側(cè)繞組，因此在差動(dòng)回路中必然要出現(xiàn)較大的不平衡電流。（五）變壓器在運(yùn)行中帶負(fù)載調(diào)整分接頭在電力系統(tǒng)中，變壓器在運(yùn)行中要根據(jù)系統(tǒng)電壓的需要改變調(diào)壓分接頭，因此，變壓 器的實(shí)際運(yùn)行變比也隨著改變。而差動(dòng)保護(hù)中的電流互感器的選擇，平衡線圈匝數(shù)的確 定，都是根據(jù)變壓器的額定電壓以及額定電流計(jì)算得出的。所以當(dāng)變壓器調(diào)壓分接頭改 變時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生新的不平衡

13、電流，而且此不平衡電流與一次電流成正比。為了躲過此不平衡電流的影響，一般是提高差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定值。即當(dāng)整定 值大于各種因素下可能出現(xiàn)的最大不平衡電流時(shí)，變壓器差動(dòng)保護(hù)便較少出現(xiàn)正常運(yùn)行 或區(qū)外故障的誤動(dòng)作，從而保證了其動(dòng)作正確性，以上主要考慮（二）、（三）、（五）等情況下不平衡電流的數(shù)值。若要躲過勵(lì)磁涌流的影響，仍需使用帶有速飽和變流器的差動(dòng)繼 電器來解決。綜上所述，在變壓器差動(dòng)保護(hù)中，最突出的矛盾是不平衡電流的增大。第四節(jié) 變壓器的電流電壓保護(hù)一、變壓器電流速斷保護(hù)對(duì)于小容量變壓器，除了應(yīng)裝設(shè)反映變壓器內(nèi)部故障最靈敏而快速的瓦斯保護(hù)外， 可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，以快速反映油箱外部電

14、源側(cè)套管及引出線故障。它與瓦斯保護(hù)互相配合，構(gòu)成小容量變壓器的主保護(hù)。電流速斷保護(hù)雖然具有接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn)，但它存在如下缺點(diǎn)：當(dāng)系統(tǒng)容量不大時(shí)，由于短路電流隨故障點(diǎn)的變化曲線變得更為平坦，使得保護(hù)區(qū)很小，甚至保護(hù)不 到變壓器電源側(cè)的繞組，在電流速斷保護(hù)外的故障，如負(fù)載側(cè) 發(fā)生故障，只能靠過電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘，結(jié)果延長了動(dòng)作時(shí)間。二、變壓器過電流保護(hù)為了反映變壓器外部短路引起的過電流，并作為變壓器本身故障的后備保護(hù)，變壓 器均裝設(shè)過電流保護(hù)。對(duì)于單側(cè)電源的變壓器，過電流保護(hù)的電流互感器安裝在電源側(cè)，這樣當(dāng)變壓器內(nèi)部故障且差動(dòng)（或速斷）等快速動(dòng)作的保護(hù)裝置拒動(dòng)時(shí)，則由過電流保護(hù)經(jīng)過整定時(shí)限

15、動(dòng)作跳變壓器兩側(cè)的斷路器。過電流保護(hù)可根據(jù)變壓器容量的大小和保護(hù)裝置對(duì)靈敏度的要求，采用下述某種方 式：過電流保護(hù)、帶低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)。對(duì)中小型變壓 器，一般采用前兩種方式。（一）過電流保護(hù)這種保護(hù)一般用于容量較小的降壓變壓器，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)載電流（包括電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的最大電流）來整定。（二）帶低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)在過電流保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，可以采用低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。雙側(cè)電 源變壓器或多臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器，為了降低電流元件的動(dòng)作值，一般均采用低電壓起 動(dòng)的過電流保護(hù)，其動(dòng)作電流，可按躲過變壓器的額定電流來整定。低電壓繼

16、電器的動(dòng)作電壓值應(yīng)小于正常情況下的最小工作電壓。當(dāng)?shù)碗妷浩饎?dòng)的過電流保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，可以采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，以提高不對(duì)稱相間短路故障時(shí)保護(hù)的靈敏度。三、過載保護(hù)變壓器的過載電流，在大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，所以過載保護(hù)只需在一相上 裝一個(gè)電流繼電器。為了防止在外部短路或在短時(shí)過載時(shí)發(fā)出不必要的信號(hào)，過載保護(hù)通常都經(jīng)過延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。過載保護(hù)的動(dòng)作電流，按躲過額定電流來整定。 過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)大于過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限。過載保護(hù)與過電流保護(hù)合用一組電流互感器。第五節(jié) 變壓器的溫度信號(hào)裝置變壓器油的溫度越高，劣化速度越快，使用年限減少。當(dāng)油溫達(dá) 115120時(shí)，油開 始劣化，

17、而到140150 時(shí)劣化更明顯，以致不能使用。油溫越高將促使變壓器繞組絕 緣加速老化影響其壽命。運(yùn)行中規(guī)定變壓器上層油溫最高允許值為 95正常情況下不應(yīng)超過 85因此運(yùn)行中對(duì)變壓器的上層油溫要進(jìn)行監(jiān)視。變壓器油溫的監(jiān)視采用溫度信號(hào)裝置。其基本元件是帶電觸點(diǎn)的壓力式溫度計(jì)，該溫度計(jì)是按流體壓力原理工作的。由受熱器、連接細(xì)管和溫度指示表計(jì)組成。受熱器插在變壓器頂蓋溫度計(jì)孔內(nèi)。溫度指示表計(jì)是一只靈敏的流體壓力計(jì)，有標(biāo)尺和可動(dòng)指示指針及兩個(gè)定位指針。連接管是銅質(zhì)細(xì)管，外面包有蛇皮的保護(hù)管，與受熱器組成一體，內(nèi)充以乙醚（或氯甲烷、丙酮等）。當(dāng)被測(cè)溫度升高時(shí)，受熱器中液體膨脹，溫度指示表計(jì)中的流體壓力計(jì)感

18、應(yīng)部分所受壓力增大，指示指針的位置改變，當(dāng)指示指針達(dá)到定位指針預(yù)先放置的位置時(shí)，使定位指針的一對(duì)觸點(diǎn)接通，發(fā)出信號(hào)或用來開啟變壓器冷卻風(fēng)扇。溫度計(jì)可用兩個(gè)定位指針給定溫度的上、下限而作兩位式調(diào)節(jié)，指示指針在兩定位指針之間，若溫度升高達(dá)上限，啟動(dòng)變壓器冷卻風(fēng)扇；溫度降低到下限，變壓器冷卻風(fēng)扇停止，起到自動(dòng)控制變壓器冷卻風(fēng)扇的作用。第二章 高壓開關(guān)柜二次線路用電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的故障種類及保護(hù)配置一、電動(dòng)機(jī)的故障和不正常運(yùn)行方式電動(dòng)機(jī)的故障主要是定子繞組的相間短路、單相接地和匝間短路。電動(dòng)機(jī)的相間短 路會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞，并使得供電網(wǎng)絡(luò)的電壓顯著降低，影響用戶的正常工作。 因此電

19、動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)裝置，以盡快地切除故障電動(dòng)機(jī)。610kV電動(dòng)機(jī)的供電系統(tǒng)，一般都采用小電流接地方式，所以定子繞組的單相接 地危險(xiǎn)性較小。規(guī)程規(guī)定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的容量為 100kVA以上時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)單相接地保 護(hù)。同時(shí)，對(duì)單相接地故障，當(dāng)接地電流大于 10A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。單相接地電 流為 10A及以上時(shí)保護(hù)裝置一般動(dòng)作于跳閘；單相接地電流為 10A以下時(shí)，保護(hù)裝置可 動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。匝間短路也會(huì)使電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，但目前還沒有一種簡(jiǎn)單而又完善的保護(hù)裝置，所 以實(shí)際上不裝設(shè)保護(hù)裝置。電動(dòng)機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)是過載、過電壓及電壓的短時(shí)消失和短路時(shí)電壓長期降低。引起過載的原因是：電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

20、機(jī)械部分的過載；供電網(wǎng)絡(luò)電壓和頻率降低；熔斷器一相熔斷造成兩相運(yùn)行；啟動(dòng)困難以至拖延啟動(dòng)時(shí)間和自啟動(dòng)等。長時(shí)間的過載運(yùn)行，將使電動(dòng)機(jī)溫升超過允許值，從而加速絕緣老化，甚至將電動(dòng)機(jī)燒壞。二、電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置工業(yè)企業(yè)大部分使用中、小型電動(dòng)機(jī)，它們的保護(hù)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、可靠。電壓在 500V以下，特別是容量在 75kW及以下的電動(dòng)機(jī)，廣泛采用自動(dòng)空氣開關(guān)或熔斷器作為電動(dòng)機(jī)的相間故障保護(hù)和單相接地保護(hù)。如果熔斷器能夠開斷短路電流，還可應(yīng)用在高壓電動(dòng)機(jī)上。當(dāng)不能采用熔斷器時(shí)，才裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。610kV異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定裝設(shè)單相 接地保護(hù)、過載保護(hù)和低電壓保護(hù)。同步電

21、動(dòng)機(jī)還應(yīng)裝設(shè)失步保護(hù)，并在某些情況下裝設(shè)防止非同步?jīng)_擊的保護(hù)。（一）相間短路保護(hù)方式（1）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。一般用于容量小于 2MW的電動(dòng)機(jī)，保護(hù)裝置宜采用兩相式。 容量較小的電動(dòng)機(jī)也可采用一個(gè)繼電器接于兩相電流之差，但必須滿足靈敏性要求。（2）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。一般用于容量為 2MW及以上的電動(dòng)機(jī)，或容量小于 2MW而中 性點(diǎn)具有分相引出線，裝設(shè)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏性要求的電動(dòng)機(jī)。容量為 5MW 及以上的電動(dòng)機(jī)，保護(hù)裝置應(yīng)采用三相式；容量為 5MW以下的電動(dòng)機(jī)，保護(hù)裝置可采用 兩相式。上述保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘。對(duì)于具有自動(dòng)滅磁裝置的同步電動(dòng)機(jī)，保護(hù)裝置還應(yīng) 動(dòng)作于滅磁。（二） 310kV電動(dòng)

22、機(jī)的繼電保護(hù)配置電流速斷保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)過載保護(hù)單相接地保護(hù)低電壓保護(hù)失步保護(hù)第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)一、電流速斷保護(hù)目前廣泛采用電流速斷保護(hù)作為防止電動(dòng)機(jī)相間短路故障的主要保護(hù)?？紤]到大 多數(shù)電動(dòng)機(jī)都是運(yùn)行于小電流接地系統(tǒng)，因此保護(hù)裝置可按兩相式接線構(gòu)成。（一）電流速斷保護(hù)電動(dòng)機(jī)電流速斷保護(hù)裝置的原理接線兩相電流差的接線方式，能反應(yīng)各種相間短路，具有接線簡(jiǎn)單、設(shè)備最少的優(yōu)點(diǎn)。通常采用 GL-11型（GL-20型）電流繼電器。如兼作過載保護(hù)，可采用 GL-14型（GL-24)型）繼電器，其感應(yīng)部分觸點(diǎn)分開，感應(yīng)部分的觸點(diǎn)作用于過載時(shí)發(fā)信號(hào)，速斷部分的觸點(diǎn)作用于斷路器跳閘。當(dāng)靈敏度能夠滿足要

23、求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用兩相電流差接線方式。高壓電動(dòng)機(jī)的電流速斷保護(hù)裝置，也可采用不完全星形接線方式，這種接線方式不論在什么情況下輸入繼電器的電流皆為所接電流互感器的二次電流，靈敏度相同。與兩相電流差接線比較，可以降低保護(hù)的整定值，提高保護(hù)的靈敏度。電流速斷保護(hù)可以采用DL型，也可以采用 GL型。對(duì)于不容易過載的電動(dòng)機(jī)采用 DL型電流繼電器。對(duì)于容易過載的電動(dòng)機(jī)，采用 GL-14型（GL-24）電流繼電器，繼電器的瞬動(dòng)元件作用于斷路器跳閘，繼電器的反時(shí)限元件作用于信號(hào)，兼作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。（二）動(dòng)作電流的整定因?yàn)殡娏魉贁啾Ｗo(hù)是無時(shí)限跳閘的，因此保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)該躲過電動(dòng)機(jī)在全電壓下啟動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電

24、流。（三）靈敏度校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度按下式校驗(yàn) 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程規(guī)定，最小靈敏系數(shù)不小于 2。電流速斷保護(hù)裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但靈敏度低，在能滿足靈敏度要求的情 況下，可作為電動(dòng)機(jī)相間短路的主保護(hù)。二、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電動(dòng)機(jī)速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流來整定的，而電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比額定電流大得多，這就降低了靈敏度，對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的保護(hù)區(qū)間很小。因此，容量為 2MW及以上的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；容量為 2MW以下并具有 5個(gè)引出線的重要電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏度不符合要求時(shí)也可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。在小電流接地系統(tǒng)中，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)按兩相式接線。電流互感器應(yīng)具有

25、相同的磁化特性，且在通過電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流時(shí)仍然滿足 10%誤差的要求。（一）由兩個(gè) DL型電流繼電器構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)由 DL型電流繼電器構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置經(jīng)中間繼電器作用于跳閘，一方面是因?yàn)?DL型電流繼電器觸點(diǎn)容量小，不能直接跳閘；另一方面是因?yàn)橹虚g繼電器具有不大的延時(shí)，其延時(shí)最好在 0.1S (左右，這樣可以躲過電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)非周期分量的影響。（二）由 BCH-2型繼電器構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)由 BCH-2型繼電器構(gòu)成的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù),差動(dòng)保護(hù)選用的電流互感器，即使型號(hào)相同，標(biāo)準(zhǔn)變比相等，二次側(cè)仍會(huì)出現(xiàn)不平衡電流，因此在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不平衡電流更大，而且起動(dòng)電流中的非周期分量使保護(hù)的動(dòng)作有一

26、個(gè)不大的延時(shí)。為了提高保護(hù)的靈敏度和改善保護(hù)的性能，采用BCH-2 型繼電器構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，利用繼電器中加強(qiáng)型速飽和變流器的助磁特性來躲過起動(dòng)電流中非周期分量的影響。因此在具體接線中，可不用平衡繞組。但也可把平衡繞組作為工作繞組而不用差動(dòng)繞組，這可由整定匝數(shù)的多少來決定。（三）保護(hù)裝置的動(dòng)作電流為了防止二次回路速斷保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過電動(dòng)機(jī)的額定電 流整定,然后根據(jù)確定的整定匝數(shù)，求得繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流。（四）靈敏度校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度,根據(jù)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程規(guī)定，最小靈敏系數(shù)應(yīng)不小于 2。第三節(jié) 電動(dòng)機(jī)的單相接地保護(hù)一、接地保護(hù)的裝設(shè)原則在小電流接地電網(wǎng)中的

27、高壓電動(dòng)機(jī)，發(fā)生單相接地故障，且接地電流大于 5A時(shí)，應(yīng) 裝設(shè)單相接地保護(hù)。單相接地電流為 10A及以上時(shí)，保護(hù)裝置一般動(dòng)作于跳閘；單相接地電流為 10A以下時(shí)，保護(hù)裝置可動(dòng)作跳閘或信號(hào)。二、由零序電流互感器構(gòu)成的接地保護(hù)（一）原理接線圖電動(dòng)機(jī)單相接地零序電流保護(hù)裝置的原理接線護(hù)裝置由一個(gè)接于 LJ型零序電流互感器上的繼電器構(gòu)成。根據(jù)具體情況繼電器可以采用 DD-11型或 DL-11型。（二）整定原則電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)動(dòng)作電流按大于被保護(hù)回路的電容電流整定。第四節(jié) 電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)一、電動(dòng)機(jī)的過載及其危害性當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子電流或轉(zhuǎn)子電流超過額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于過載狀態(tài)，必然引起電 動(dòng)機(jī)繞組溫度升

28、高，促使絕緣老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，但電動(dòng)機(jī)一般并非連續(xù)運(yùn)行 在額定負(fù)載下，且周圍的冷卻空氣溫度也低于容許溫度，同時(shí)電動(dòng)機(jī)本身具有一定的過 載能力，所以短時(shí)的過載是完全允許的。引起電動(dòng)機(jī)過載一般有下列幾種情況：（1）起動(dòng)和自起動(dòng)的時(shí)間拖延得過長。在某些原因影響下，起動(dòng)時(shí)負(fù)載的阻力矩大于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，這時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組中將長時(shí)間通過啟動(dòng)電流，造成電動(dòng)機(jī)過載。（2）運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)一相斷線。多數(shù)發(fā)生于低壓電動(dòng)機(jī)，如果在額定負(fù)載下斷線，一 般約增大到額定電流的 1.62.5倍。（3）對(duì)于某些具有變動(dòng)負(fù)載的機(jī)械，如起重機(jī)、軋鋼機(jī)等由于工藝過程的特點(diǎn)而引起 過載。（4）因原料問題產(chǎn)生機(jī)

29、械過載，如將濕煤送入碎煤機(jī)、磨煤機(jī)中也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械過載。 綜上所述，電動(dòng)機(jī)的過載可能是短時(shí)性的，也可能是持續(xù)時(shí)間較長或是穩(wěn)定性的，持 續(xù)時(shí)間較長或是穩(wěn)定的過載對(duì)電動(dòng)機(jī)是有危害的。二、電動(dòng)機(jī)的過載能力電動(dòng)機(jī)的過載能力取決于過電流倍數(shù)的大小，當(dāng)過載的倍數(shù)較小時(shí)，允許過載的時(shí)間長；當(dāng)過載倍數(shù)大時(shí)，允許過載的時(shí)間短。因此，電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)的特性應(yīng)與電動(dòng)機(jī)過載特性相配合，即能保護(hù)它不允許的過載，又應(yīng)充分利用電動(dòng)機(jī)的過載能力。三、過載保護(hù)裝置電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)裝置可以用以下幾種繼電器組成。（一）采用熱繼電器的過載保護(hù)工礦企業(yè)中的小型電動(dòng)機(jī)，多采用熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過電流和過載保護(hù)。 熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)串接于接

30、觸器 KM(的線圈回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過電流而使繞組發(fā)熱時(shí)，串接在控制回路內(nèi)的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開接觸器線圈回路的電源，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。既能起到過載保護(hù)的作用，又能利用電動(dòng)機(jī)的過載特性。（二）由 GL型繼電器組成的過載保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)裝置可以由 GL型電流繼電器和時(shí)間繼電器組成，所以發(fā)電廠的廠用電動(dòng)機(jī)或工礦企業(yè)的電動(dòng)機(jī)，一般過載保護(hù)都選用 電流繼電器。因?yàn)檫@種型式的繼電器具有兩對(duì)獨(dú)立的觸點(diǎn)，可以分別作用于信號(hào)和跳閘，而且動(dòng)作時(shí)限長,利用繼電器的瞬動(dòng)元件作為電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)，繼電器的反時(shí)限部分作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。 保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過電動(dòng)機(jī)的額定電流整定，并且考慮到當(dāng)短時(shí)間的過

31、載消失時(shí)，在電動(dòng)機(jī)流過額定電流的情況下，繼電器能夠返回，電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該根據(jù)以下兩個(gè)原則來確定：（1）被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作。（2）在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，應(yīng)該防止電動(dòng)機(jī)的繞組發(fā)熱程度超過該電動(dòng)機(jī)熱特性所容許的極限（此曲線由制造廠供給），在正常起動(dòng)和自起動(dòng)的情況下，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升是不會(huì)超過容許極限的，因此過載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)的時(shí)間，一般選 1015S。對(duì)于起動(dòng)困難的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)測(cè)的起動(dòng)或自起動(dòng)時(shí)間，然后整定繼電器的動(dòng)作時(shí)間。對(duì)采用 GL繼電器所構(gòu)成的過載保護(hù)裝置，要求定時(shí)限部分的時(shí)限不小于 15S；對(duì)于起動(dòng)困難的電動(dòng)機(jī)，動(dòng)作時(shí)限要求長一些。

32、GL-12(GL-22), GL-14(GL-24), GL-16(GL-26)型繼電器，其特性完全能夠滿足這些要求。利用 GL型繼電器作為高壓電動(dòng)機(jī)的相間短路和過載保護(hù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；不足之處是當(dāng)過電流倍數(shù)不大時(shí)，繼電器的動(dòng)作時(shí)限不夠長，不能充分利用電動(dòng)機(jī)的過載能力。第五節(jié) 電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)一、低電壓保護(hù)的用途（一）保證重要電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)當(dāng)電壓消失或降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，待電壓恢復(fù)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的繞組內(nèi)開始通過比額定電流大幾倍的自起動(dòng)電流，這樣的大自起動(dòng)電流將使電力網(wǎng)的電壓降加大，延 長電壓恢復(fù)的過程，使電動(dòng)機(jī)難于達(dá)到正常轉(zhuǎn)速，嚴(yán)重時(shí)甚至不能自起動(dòng)。所以，為了保 證重要

33、電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)，必須在不重要的和次要的電動(dòng)機(jī)上裝設(shè)低電壓保護(hù)，在電壓消失或降低時(shí)動(dòng)作，將這些電動(dòng)機(jī)從電力網(wǎng)上切除，以減小電力網(wǎng)的電壓降。（二）滿足技術(shù)安全及工藝過程的要求根據(jù)生產(chǎn)工藝過程不允許或不需要自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)，一些帶恒 定機(jī)械阻力矩的電動(dòng)機(jī)，如卷揚(yáng)機(jī)、磨煤機(jī)等，在電壓降低時(shí)不可能自起動(dòng)，這些電動(dòng)機(jī)在電壓降低時(shí)也應(yīng)切除。二、低電壓保護(hù)裝置的接線無論是在電壓完全消失時(shí)，或者由于電力網(wǎng)內(nèi)的短路故障引起電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，低電 壓保護(hù)的接線方式，應(yīng)該能夠保證將電動(dòng)機(jī)斷開。為此，低電壓保護(hù)的接線應(yīng)滿足以下 幾點(diǎn)要求：（1）能反應(yīng)對(duì)稱的和不對(duì)稱的電壓下降，因?yàn)樵诓粚?duì)稱短路時(shí)電動(dòng)機(jī)也可能被

34、制動(dòng)， 因而當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)自起動(dòng)問題。（2）當(dāng)電壓互感器一次側(cè)一相或兩相斷線，二次側(cè)各相斷線（如熔斷器熔斷）時(shí)，保護(hù) 裝置不應(yīng)誤動(dòng)作。為此，裝設(shè)三相低電壓起動(dòng)元件，并在第三相繼電器上增設(shè)分路熔斷 器。（3）當(dāng)電壓互感器一次側(cè)的隔離開關(guān)或隔離觸頭因誤操作而被斷開時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng) 予以閉鎖，不致誤動(dòng)作，且應(yīng)發(fā)出信號(hào)。（4）當(dāng)電壓下降到低電壓保護(hù)電壓繼電器的整定值時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)能可靠起動(dòng)，并閉 鎖電壓回路斷線信號(hào)裝置，不致誤發(fā)信號(hào)。（5）低電壓保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的分類而分別整定。三、低電壓保護(hù)的整定原則起動(dòng)電壓應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的用途來確定。（1）不允許或不需要自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，此時(shí)動(dòng)作時(shí)間按躲過

35、電動(dòng)機(jī)電流速斷保護(hù)和上級(jí)變電所引出線的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間.（2）需要自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，其動(dòng)作電壓按下式整定 因?yàn)橐话汶娏W(wǎng)電壓下降所持續(xù)的時(shí)間通常小于 10S。第三章 高壓開關(guān)柜二次線路用電力電容器的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)第一節(jié) 電力電容器故障形式及保護(hù)的配置一、電容器的故障及異常運(yùn)行情況為了補(bǔ)償無功功率，降低線路損耗，改善電能質(zhì)量，必須提高電力網(wǎng)的功率因數(shù)，因 此在工業(yè)企業(yè)中經(jīng)常裝設(shè)電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置。一臺(tái)電力電容器內(nèi)部，由很多 電容器單元串、并聯(lián)組成。當(dāng)一個(gè)單元或幾個(gè)單元擊穿或損壞時(shí)，電力電容器內(nèi)部產(chǎn)生 的熱量會(huì)使箱殼膨脹，若不及時(shí)隔離，將會(huì)導(dǎo)致箱殼爆裂等事故，所以電力電容器的繼電 保護(hù)，除了

36、考慮主絕緣破壞及引線小母線等短路故障外，還需考慮電容器內(nèi)部單元的故 障。（一）電容器運(yùn)行特點(diǎn)及對(duì)保護(hù)的要求（1）電容器組工作時(shí)沒有過載的可能，所以一般不裝設(shè)過載保護(hù)。（2）電容器合閘時(shí)，暫態(tài)沖擊電流很大，可達(dá)到其額定電流的 37倍，但衰減很快，因此電容器的相間短路保護(hù)可以做成速斷保護(hù)的，但必須使其在合閘沖擊電流的作用下不致于發(fā)生誤動(dòng)作。（3）電容器從系統(tǒng)上脫離后，其殘余電荷將使電壓仍然存在，其數(shù)值可能等于系統(tǒng)電壓的幅值，這對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員是有危險(xiǎn)的。因此，為了安全起見，必須裝設(shè)放電設(shè)備， 對(duì)于高壓電力電容器，一般都用電壓互感器作為放電設(shè)備。（二）電力電容器出現(xiàn)的故障及異常狀態(tài)的類型電力電容器可

37、能出現(xiàn)的故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)的類型有以下幾種：（1）電容器組和斷路器之間連接線上的短路；（2）電容器內(nèi)部故障及其引出線上的短路；（3）電容器組過電壓；（4）電容器組回路內(nèi)的單相接地故障。二、電力電容器的保護(hù)類型及保護(hù)裝置的裝設(shè)原則為了防止電力電容器爆炸及火災(zāi)事故，保證安全運(yùn)行，必須裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 電力電容器的保護(hù)包括內(nèi)部保護(hù)和外部保護(hù)，內(nèi)部保護(hù)作為單臺(tái)電容器內(nèi)部擊穿時(shí)的保 護(hù)，使電容器內(nèi)部串聯(lián)元件在未全部擊穿之前將其從電源上斷開；外部保護(hù)用以保護(hù)電 容器回路中的短路故障，并作為內(nèi)部故障的后備保護(hù)。目前對(duì)移相電容器的保護(hù)，主要有熔斷器保護(hù)、電流保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、平衡保護(hù)等。第二節(jié) 熔斷器保護(hù)

38、一、熔斷器保護(hù)的主要形式（一）單臺(tái)保護(hù)的熔斷器當(dāng)裝設(shè)的電力電容器數(shù)量不多時(shí)，可在每臺(tái)電力電容器的外部裝設(shè)一個(gè)熔斷器，當(dāng)某臺(tái)電容器內(nèi)部的串聯(lián)元件擊穿損壞到一定程度時(shí)，熔體熔斷，將電源斷 開，使其他與其并聯(lián)的各臺(tái)電容器仍能繼續(xù)運(yùn)行。（二）分組保護(hù)的熔斷器當(dāng)裝設(shè)的電力電容器數(shù)量多時(shí)，可按電力電容器的容量大小和熔斷器的斷流容量將每相中的電容器分成若干組，而每個(gè)熔斷器保護(hù)其中一組電容器，當(dāng)其中有一臺(tái)電容器擊穿損壞時(shí)，熔體熔斷將該組電容器全部從電源上斷開，以防止故障的擴(kuò)大。（三）整組保護(hù)的熔斷器對(duì)于分散裝于高壓配電線路上的 6kV（或 10kV）移相電容器，其容量在 150kvar以下 時(shí)，可只裝熔斷器作

39、為整組電容器的主要保護(hù)形式。在發(fā)生電容器的內(nèi)部故障和相間短路時(shí)，其將整組電容器從電源上切除。二、熔斷器的選擇目前戶內(nèi)式電容器保護(hù)所采用的熔斷器，一般是 RN1型熔斷器；戶外式電容器保護(hù)一般采用 RW型跌落式熔斷器。熔絲額定電流：采用單臺(tái)保護(hù)形式的，一般按電容器額定電流的 1.52.0倍選用；采用分組和整組保護(hù)形式時(shí)，熔絲額定電流按電容器組額定電流的 1.31.8倍選定。對(duì)于采用分組保護(hù)的電力電容器，一般每組不宜多于 5臺(tái)電容器，整組保護(hù)容量不宜大于 150300kvar。第三節(jié) 電容器組的電流保護(hù)（一）過電流保護(hù)工作原理工業(yè)企業(yè)或農(nóng)村變配電所的 10kV或 6kV高壓移相電容器，除了裝設(shè)單臺(tái)或

40、分組熔斷器作為內(nèi)部故障的保護(hù)外，還應(yīng)裝設(shè)外部故障的過電流保護(hù)，可采用兩相兩繼電器式或兩相電流差的接線，也可采用三相三繼電器式接線電流保護(hù)。當(dāng)電容器組和斷路器之間連接線發(fā)生短路時(shí)，故障電流使電流繼電器動(dòng)作，其動(dòng)合 觸點(diǎn)閉合使斷路器 跳閘。過電流保護(hù)也可作電容器內(nèi)部故障的后備保護(hù)，但只有在一臺(tái)電容器內(nèi)部串聯(lián)元件 全部擊穿且發(fā)展成相間故障時(shí)才能動(dòng)作。（二）過電流保護(hù)整定及校驗(yàn)電流繼電器的動(dòng)作電流 ,保護(hù)的靈敏度按下式校驗(yàn) Ksen>2第四節(jié) 電容器組的橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)一、分相式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（一）工作原理電容器組的橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于保護(hù)雙三角形連接電容器組的內(nèi)部故障， 每相都分成兩個(gè)臂，在每個(gè)臂中接入

41、一只電流互感器，同一相兩臂電流互感器二次側(cè)按電流差接線，即流過每一相電流繼電器的電流是該相兩臂電流之差，也就是說，它是根據(jù)比較兩臂中電流的大小來工作的，所以叫做差動(dòng)保護(hù)。各相差動(dòng)保護(hù)分相裝設(shè)，而三相電流繼電器觸點(diǎn)接成并聯(lián)形式。由于電容器組接成雙三角形接線，對(duì)于同一相的兩臂電容量要求比較嚴(yán)格，應(yīng)盡量做到相等，因此正常運(yùn)行情況下兩臂中的電流相等，一相兩臂中的電流互感器變比 應(yīng)相同，且特性盡量一致，因此流過繼電器的電流為零，故正常運(yùn)行情況下電流繼電器都不會(huì)動(dòng)作。如果在運(yùn)行中任意一個(gè)臂中的某一臺(tái)電容器內(nèi)部有部分串聯(lián)元件擊穿時(shí)，則該臂的電容量增大，其容抗減小，故該臂的電流增大，使兩臂的電流失去平衡。當(dāng)兩

42、臂的電流之差大于整定值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，并經(jīng)過一定時(shí)間后，中間繼電器動(dòng)作，作用于跳閘，將電源斷開。信號(hào)繼電器 作為 故障指示。（二）整定計(jì)算電流繼電器的整定按以下兩原則進(jìn)行計(jì)算并選取大者。為了防止誤動(dòng)作，電流繼電器的整定值必須躲過正常運(yùn)行時(shí)電流互感器二次回路中由于各臂電容量配置不一致而引起的最大不平衡電流 ，保證裝置有足夠的靈敏度，為了躲開電容器投入合閘瞬間的充電電流，以免引起保護(hù)的誤動(dòng)作，故在接線中采用了延時(shí) 時(shí)間繼電器。橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：原理簡(jiǎn)單，靈敏度高，動(dòng)作可靠，不受母線電壓變化的影響， 因而得到了廣泛的應(yīng)用；缺點(diǎn)是裝置電流互感器太多，對(duì)同一相兩臂電容量的平衡選擇比較繁瑣。二、單

43、繼電器式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電容器差動(dòng)電流保護(hù)的另一形式是單繼電器式橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，也稱中性線電流平衡保護(hù)。中性線電流平衡保護(hù)用于保護(hù)雙星形接線電容器組的內(nèi)部故障，在兩個(gè)星形的中性點(diǎn) 之間的連線上，接入電流互感器 ，這種接線方式的原理實(shí)質(zhì)仍是比較每相并聯(lián)支路中電流的大小。當(dāng)兩組電容器各對(duì)應(yīng)相容量的比值相等， 中性線連接線上的電流為零，而當(dāng)其中任一臺(tái)電容器內(nèi)部故障有擊穿時(shí)，中性點(diǎn)連接線上出現(xiàn)的故障電流 使電流繼電器動(dòng)作，先后起動(dòng)時(shí)間繼電器和中間繼電器，使斷路器跳閘。第四章 高壓開關(guān)柜二次線路用自動(dòng)裝置的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)第一節(jié) 備用電源自動(dòng)投入裝置一、備用電源自動(dòng)投入裝置及基本要求（一）備用電源自動(dòng)投入裝置電力系

44、統(tǒng)對(duì)發(fā)電廠廠用電、變電所所用電的供電可靠性要求很高，因?yàn)榘l(fā)電廠廠用電、變電所所用電一旦供電中斷，可能造成整個(gè)發(fā)電廠停電，變電所無法正常運(yùn)行，后果十分嚴(yán)重。因此發(fā)電廠、變電所的廠所用電均設(shè)置有備用電源。此外，一些重要的工礦企業(yè)用戶為了保證它的供電可靠性，也設(shè)置了備用電源（備用變壓器或備用線）。備用電源與備用設(shè)備自動(dòng)投入裝置就是當(dāng)工作電源因故障被斷開后，能自動(dòng)而迅速地將備用電源與備用設(shè)備投入工作的自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱 ATS裝置。（二）備用方式第一種備用方正常情況下，母線 I段和母線 II段分別接在變壓器 T1和 T2上，備用變壓器 T0處于備用狀態(tài)，這種接線方式因裝設(shè)了專用的備用變壓器，故稱為明備用的

45、接線方式。 第二種備用方式正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器 T1和 T2同時(shí)運(yùn)行，母線分段斷路器斷開。當(dāng)任意一臺(tái)變壓器故障而被切除時(shí)， ATS裝置動(dòng)作將 分段斷路器自動(dòng)投入，保證了低壓兩段母線繼續(xù)運(yùn)行。這種接線方式稱為暗備用接線方式，即沒有明顯斷開的備用電源，而是在正常情況下工作的分段母線間，靠分段斷路器相互取得備用。（三）備用電源自動(dòng)投入裝置優(yōu)點(diǎn)采用 ATS裝置后，有如下優(yōu)越性：（1）提高供電可靠性，節(jié)省建設(shè)投資。（2）簡(jiǎn)化繼電保護(hù)。（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓。由于 ATS裝置簡(jiǎn)單，投資少，可靠性高，同時(shí)具有上述優(yōu)點(diǎn)，因而獲得了廣泛應(yīng)用。 被看作是一種很好的安全、經(jīng)濟(jì)措施。（四）對(duì) ATS裝

46、置的基本要求ATS裝置應(yīng)滿足下列基本要求：（1）ATS裝置應(yīng)保證在工作電源或設(shè)備斷開后，才投入備用電源。其目的是防止備用電源投入到故障元件上，達(dá)不到 ATS裝置的作用，反而會(huì)擴(kuò)大故障，加重設(shè)備損壞程度。 實(shí)現(xiàn)這一要求的措施是：備用電源斷路器的合閘部分由供電元件受電側(cè)斷路器的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)來起動(dòng)。（2）工作母線或設(shè)備上的電壓，不論任何原因消失時(shí)，ATS裝置均應(yīng)動(dòng)作。（3）ATS裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次。當(dāng)工作母線或其引出線上發(fā)生永久性故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，切除工作電源，投入備用電源。由于故障仍然存在，備用電源的繼電保 護(hù)動(dòng)作，又將備用電源斷開。此后，不允許再次投入備用電源，以免多次投向故障元件，對(duì)

47、系統(tǒng)造成再次沖擊而發(fā)生擴(kuò)大事故。實(shí)現(xiàn)這一要求的措施是：控制備用電源斷路器的合閘脈沖，使之只能合閘一次而不能合閘兩次。（1）ATS裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)使負(fù)荷的停電時(shí)間盡可能地短。從工作母線失去電壓到備用電源投入為止，其間工作母線上有一段停電時(shí)間。以用戶電動(dòng)機(jī)來說，停電時(shí)間愈短，電動(dòng)機(jī)（2）備用電源無電壓時(shí)，ATS裝置不應(yīng)動(dòng)作。正常工作情況下，備用電源無電壓時(shí)， ATS裝置應(yīng)退出工作，以避免不必要的動(dòng)作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障使得工作母線、備用母線同時(shí)失去電壓時(shí)， ATS裝置也應(yīng)不動(dòng)作。為此，備用電源必須具備有壓鑒定功能。（3）應(yīng)校驗(yàn) ATS裝置動(dòng)作時(shí)過負(fù)荷的情況，以及電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的情況，如備用電源過負(fù)荷超過

48、允許限度而不能保證電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，應(yīng)在 ATS裝置動(dòng)作時(shí)自動(dòng)減負(fù)荷。 如果備用電源投于故障，應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。第二節(jié) 自動(dòng)重合閘裝置一、自動(dòng)重合閘裝置作用及基本要求（一）自動(dòng)重合閘裝置作用在電力系統(tǒng)中，輸電線路。特別是架空線路最容易發(fā)生故障，因此，設(shè)法提高輸電線路供電的可靠性是非常重要的，而自動(dòng)重合閘裝置正是提高輸電線路供電可靠性的有力工具。輸電線路的故障可分為瞬時(shí)性故障和永久性故障兩種。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架 空線路的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性故障，約占總故障數(shù)的 80%90%以上。由于輸電線路的故障大多是瞬時(shí)性故障，因此，若線路因故障被斷開之后再進(jìn)行一次重合，其恢復(fù)供電的成功可能性是相當(dāng)大的。

49、自動(dòng)重合閘裝置就是自動(dòng)、迅速地將被切除的線路斷路器重新自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置，簡(jiǎn)稱ARC. 自動(dòng)重合閘裝置不能判斷故障是瞬時(shí)性故障還是永久性故障，因此重合后可能成功，也可能不成功。根據(jù)多年來運(yùn)行資料的統(tǒng)計(jì)，輸電線路 ARC裝置的動(dòng)作成功率一般可達(dá) 60%90%。可見采用自動(dòng)重合閘裝置來提高供電可靠性的效果是很明顯的。（二）對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求（1）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作應(yīng)迅速。為了盡量減少對(duì)用戶停電造成的損失，要求 ARC裝置動(dòng)作時(shí)間愈短愈好。（2）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合。當(dāng)運(yùn)行人員手動(dòng)操作控制開關(guān)或通過遙控使斷路器跳閘時(shí)，是屬于正常運(yùn)行操作，自動(dòng)重合閘不應(yīng)動(dòng)作。（3）手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘后，不應(yīng)重合。因?yàn)樵谑謩?dòng)合閘前，線路上還沒有電壓，如果合閘到已存在有故障的線路，則線路故障多屬于檢修質(zhì)量不合格或忘拆接地線等原因造成的永久性故障，即使重合也不會(huì)成功。第五章 高壓開關(guān)柜二次線路用微機(jī)型繼電保護(hù)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)一、微機(jī)型繼電保護(hù)的發(fā)展簡(jiǎn)介繼電保護(hù)是一門新學(xué)科，從形成繼電保護(hù)的概念到現(xiàn)在也不過百年時(shí)間，但其技術(shù) 卻有飛速發(fā)展，從初期的機(jī)電型保護(hù)發(fā)展到今天的微機(jī)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)可簡(jiǎn)單地概括為：使用