電氣運行與維護

《電氣運行與維護》目錄1）電氣二次回路2）控制回路和信號回路常用低壓電器3）高壓斷路器的控制回路4）信號及測量回路5）發(fā)電廠變電所的操作電源6）繼電保護基礎

輸電線路的電流保護相間短路的方向性電流保護電力系統(tǒng)的主設備保護常用自動裝置7）工廠供電系統(tǒng)概述8）發(fā)電機運行與事故處理21）電氣二次回路一次設備:直接用于生產、輸送和分配電能二次設備:對一次設備進行監(jiān)視、控制、測量和保護二次電氣設備一般包括:控制和信號設備、測量表計、繼電保護裝置及各種自動裝置等，它們構成了發(fā)電廠和變電所的二次系統(tǒng).3二次回路（接線）:將二次設備按照工作要求，互相連接組合在一起所形成的電路二次回路(按用途)分類操作控制回路測量回路信號回路保護回路操作電源回路自動裝置回路按電源性質可分為交流回路和直流回路4將二次設備按照工作要求連接在一起的圖稱為二次接線圖

按用途分原理接線圖展開接線圖安裝接線圖二次接線圖應采用國家規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制

5表1-1電氣設備常用基本文字符號名稱新符號舊符號名稱新符號舊符號單字母雙字母單字母雙字母發(fā)電機GF接觸器KKMC電動機MD電壓繼電器KKVYJ繞組WQ電流繼電器KKALJ變壓器TB時間繼電器KKTSJ電流互感器TTALH信號繼電器KKSXJ電壓互感器TTVYH功率方向繼電器KKPGJ避雷器FBL差動繼電器KKDCJ低壓斷路器QQAZK母線WM刀開關QQKDK電抗器LDK行程開關SSQCK熔斷器FFURD控制開關SSAKK指示燈HHLSD6表1-2展開圖中常用的圖形符號7注:規(guī)定元件不帶電（或斷路器未合閘）時的狀態(tài)為“?！睉B(tài)常閉觸點,元件不帶電時觸點處于閉合狀態(tài)常開觸點,元件不帶電時觸點處于斷開狀態(tài)8二次接線圖的種類原理接線圖:用來表示二次接線各元件(儀表、繼電器、信號裝置、自動裝置及控制開關等的輔助接點)的電氣聯(lián)系及工作原理的電氣回路圖。

優(yōu)點：圖中元件設備以整體形式表示，一次設備和二次設備、交流和直流回路均繪在一起。便于了解設備的整體工作概況，給人以形象、明顯、直觀的感覺。缺點：沒有標明元件內部接線、端子標號及回路編號，在較復雜的接線中，不適合用于施工和運行維護，不易查找錯誤。當元器件較多時電路的交叉多，交、直流回路、控制與信號回路均混合在一起，清晰度差。9-10kV線路的過流保護和測量回路原理接線圖圖中的一次、二次設備有：電流互感器TA(A、C相)，斷路器QF，跳閘線圈YT，電流繼電器KA(A、C相)，時間繼電器KT，信號繼電器KS。“+”、“-”是操作電源正負極，“信號”是指連接到事故信號回路。1010kV線路的過流保護和測量回路原理接線圖當線路中A或C相發(fā)生短路故障時，電流互感器TA二次側流過很大的電流，若達到電流繼電器KA的動作電流值IOP時→電流繼電器KA動作，其動合觸點閉合→起動時間繼電器KT，經預先整定的延時后，KT的延時動合觸點閉合→起動跳閘線圈YT→跳開斷路器QF，切除故障，并起動KS發(fā)出信號。QF跳開后，短路電流消失。-11

展開接線圖：將二次回路有關設備解體，按供電電源不同分為交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等幾部分。各元件的線圈和觸點則按動作順序分別繪在不同回路中。

特點：展開接線圖接線簡單、結構清晰、層次分明、閱圖和查找錯誤方便.為了避免混淆，屬于同一個元件的線圈和觸點采用相同的文字符號，但各支路需標上不同的數(shù)字回路標號。10kV線路過流保護和測量展開接線圖12安裝接線圖：是根據(jù)展開接線圖繪制的表示出二次設備具體位置和布線方式的圖形。安裝接線圖包括平面布置圖、屏背面接線圖、端子排圖和電纜配置圖等。是控制屏制作廠生產、加工和現(xiàn)場安裝施工所用圖，也是用戶設備檢修、試驗等的主要參考圖，。高壓線路測量及保護回路安裝接線圖1314152）控制回路和信號回路常用低壓電器低壓電器配電電器控制電器低壓斷路器QA低壓熔斷器FU刀開關接觸器控制按鈕控制開關指示燈行程開關16一、低壓電器又稱自動空氣開關，主要裝在變電所變壓器的低壓側和各種低壓配電屏中，也常用來對控制回路供電。它既能帶負荷通斷電路，又能在失壓、短路和過負荷時自動跳閘，其功能類似于高壓斷路器。特點:1)其操動部分可與開關本體結合為一體，不需設置專門的操動機構

2)斷路器本身具有一些保護功能（如過電流、過載、欠電壓等），不需通過互感器和繼電器來實現(xiàn)QA圖形符號1、低壓斷路器17結構觸頭系統(tǒng)（主觸頭及輔助觸點）滅弧裝置脫扣器自由脫扣機構及操作機構（手柄操作、電磁鐵操作、電動機操作）用途：配電用、電動機保護用、照明用、漏電保護用。配電用斷路器類型：塑殼式斷路器和框架式（萬能式）斷路器

18低壓斷路器工作原理圖19萬能式斷路器與塑殼式斷路器的區(qū)別區(qū)別：萬能式斷路器比塑殼斷路器的額定電流等級大，就是說他允許通過的電流大。比如：萬能斷路器一般為（630-6300A）,塑殼的（一般在6-800A,目前有很多廠家做到1600A）使用場合：萬能式斷路器一般做總開關用，廣泛應用于工礦企業(yè)變配電站，作為接通和斷開正常工作電流以及不頻繁的電路轉換。塑料外殼式斷路器廣泛用于配電線路，作小容量發(fā)電機的保護和配電用，也被用于不頻繁地啟動和分斷電動機，以及用于各種大型建筑（如賓館、大樓、機場、車站、碼頭等）的照明電路。20塑殼式斷路器塑料外殼式低壓斷路器（原稱裝置式斷路器）的主要特征是有一個采用聚酯絕緣材料模壓而成的外殼，所有部件都裝在這個封閉外殼中，僅在殼蓋中央露出操作手柄。塑殼式斷路器實物圖片手動操作手柄

上接線端子

分勵脫扣按鈕

下接線端子

塑殼式斷路器通常裝設在低壓配電裝置之中，作為配電線路或電動機回路的控制與保護開關模數(shù)化微型斷路器

21萬能式斷路器實物圖片萬能式斷路器

萬能式斷路器（又稱框架式斷路器）一般有一個有絕緣襯墊的鋼制框架，所有部件均安裝在這個框架底座內。

智能控制器手動儲能手柄

分閘按鈕

合閘按鈕

抽屜框架

二次接線端子

分合閘指示

儲能指示

萬能式斷路器主要安裝在低壓配電柜中作為進線開關、母聯(lián)開關和大電流出線開關，用于控制和保護低壓配電網(wǎng)絡。22原理、結構、保護特性類似于高壓熔斷器2.低壓熔斷器類型刀形觸頭熔斷器，如NT、RT16、RT17系列螺栓連接式熔斷器，如RT12、RT15系列螺旋式熔斷器，如RL6、RL7系列圓筒帽式熔斷器，如RT14、RT30系列等FU圖形符號功能：主要對低壓線路及電氣設備進行短路保護，有的也具有過負荷保護功能。23低壓熔斷器實物圖片

刀型觸頭熔斷體

瓷熔管內有金屬熔體與石英沙熔斷器底座

接線端子安裝卡座圓筒帽式熔斷體

螺旋式熔斷器24功能：主要用來隔離低壓電源。QS低壓隔離開關實物圖片

3.低壓隔離開關結構：觸頭裝置、絕緣子、底座及傳動機構等。低壓隔離開關一般采用手力操動機構。低壓熔斷器組合電器實物圖片

QFS4.低壓熔斷器組合電器熔斷器組合電器包括：開關熔斷器組（俗稱負荷開關）隔離器熔斷器組熔斷器式開關（俗稱刀熔開關）熔斷器式隔離器2627282930功能：用于供電系統(tǒng)的主電源與備用電源的自動轉換或兩臺負載設備的自動轉換。斷路器轉換型ATS圖片

電動操作機構

低壓斷路器

控制單元負荷開關轉換型ATS圖片

全密封轉換型負荷開關

電動控制單元

手動操作手柄

類型負荷開關轉換型ATS斷路器轉換型ATS5.自動轉換開關電器ATS31

由一個或多個低壓開關設備和相應的控制、測量、信號、保護、調節(jié)等電氣元件或設備，以及所有內部的電氣、機械的相互連接和結構部件組裝成的一種組合體，稱為低壓成套開關設備

。

結構類型（按開關安裝方式分）固定式

結構簡單、價格便宜抽屜式

操作安全、易于檢修及維護、更換故障開關容易插拔式

僅主要元件（斷路器）采用抽出式或插入式安裝組合式小開關用抽屜式、大開關用插拔式1、抽出式低壓開關柜主要有GCL(K)、GCS、MNS型等可用作動力中心(PC)和電動機控制中心(MCC)。2、固定分隔式開關柜有GLL(K)型等。3、固定式開關柜有GGD、JK型等。用戶變配電所采用低壓開關柜組合成低壓配電系統(tǒng)。6.低壓開關柜32

GGD型固定式開關柜實物圖片

進線柜

出線柜

固定柜柜體

出線柜MCCGCS型抽出式開關柜實物圖片

進線柜

出線柜PC

抽屜柜柜體33二、控制電器主令電器:用于發(fā)送和轉換指令，控制容量不大的電路。主令電器控制按鈕指示燈控制開關接觸器

一種能頻繁操作交直流電路及大容量控制電路的自動控制開關電器，可作遠距離控制用。其中用得最多的是電磁接觸器，原理與電磁繼電器相同，只是接觸器控制的負載功率較大，故體積也較大。34控制按鈕(S):自動控制回路中靠手動發(fā)出控制信號的電器。為標明各按鈕的作用、避免誤操作，通常按鈕帽要做成紅、綠、藍、白等顏色以便區(qū)別。

按鈕按下時，常閉觸點先斷開，然后常開觸點閉合；松開后，依靠復位彈簧使觸點恢復到原來的位置。主要用于遠距離操作繼電器、接觸器的接通或斷開控制電路352.指示燈:在控制回路和信號回路中用作電源工作狀態(tài)、事故信號、預告信號、電器設備位置信號、指揮信號、聯(lián)絡信號和其它信號的指示。3.控制開關(SA):控制開關是對斷路器、自動開關等進行控制的操作元件。常用的LW2系列的控制開關是用手柄操作的。操作手柄在不同的轉換角度時，有不同的觸頭通斷狀態(tài)，能對多個回路進行控制。1-觸頭盒；2-面板；3-操動手柄36LW2系列的控制開關控制開關有六個位置：兩個預備操作位置(“預備合閘”和“預備跳閘”)、兩個操作位置(“合閘”和“跳閘”)、兩個固定位置(“合閘后”和“跳閘后”)。合閘操作的程序為：“預備合閘”→“合閘”→“合閘后”；跳閘操作的程序為：“預備跳閘”→“跳閘”→“跳閘后”。操作時，操作人員先把控制開關轉到“預備合閘”(或“預備跳閘”)位置，再把控制開關手柄轉至“合閘”(或“跳閘”)位置，并保持在此位置，在確定斷路器已完成合閘(或跳閘)動作時，操作人員放開手柄。這時，控制開關在彈簧作用下會自動回轉到“合閘后”(或“跳閘后”)位置，整個操作過程完成。374、接觸器接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵芯，銜鐵（上鐵心），電磁線圈）、觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。原理是當接觸器的電磁線圈通電后，會產生很強的磁場，使鐵芯產生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。線圈鐵芯銜鐵主觸點彈簧輔助觸點M3~電機~380~~38接觸器應用---三相異步電動機的起?？刂疲?）起動過程。合上開關Q→按下起動按鈕SB2→接觸器KM線圈通電，與SB2并聯(lián)的KM的輔助常開觸點閉合，以保證松開按鈕SB2后KM線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的KM的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)運轉，從而實現(xiàn)連續(xù)運轉控制。（2）停止過程。按下停止按鈕SB1→接觸器KM線圈斷電，與SB2并聯(lián)的KM的輔助常開觸點斷開，以保證松開按鈕SB1后KM線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機回路中的KM的主觸點持續(xù)斷開，電動機停轉。393）高壓斷路器的控制回路一、概述1、控制方式遠方控制(集中/距離控制)：通過相應的儀表及信號監(jiān)視其執(zhí)行，可靠性高，用途廣。就地控制：由操作人員在開關柜上操作，一般用于不太重要的回路中的斷路器或6~10kV配電裝置。在發(fā)電廠和變電站中，電氣設備的投入和退出是由斷路器完成的。遠方手動遠方自動40(4)應能監(jiān)視控制回路電源和斷路器跳閘、合閘回路的完好性。(5)應能實現(xiàn)閉鎖要求，對于氣動和液壓操動機構，當壓力不正常時，除有信號反應外，還應進行操作閉鎖。(6)控制回路接線應簡單、可靠、使用電纜少。2、斷路器控制回路應滿足下述基本要求：(1)斷路器跳、合閘后，應能迅速自動切換對應的操作電路，以避免因跳、合閘線圈長時間通電而燒毀。(2)應能指示斷路器跳、合閘狀態(tài)。(3)應有防止斷路器多次跳閘、合閘的防“跳躍”閉鎖功能。411、斷路器輔助觸點的作用當斷路器合閘(或跳閘)后，斷路器輔助觸點QF1和QF2切換。合閘前，QF1斷開，QF2閉合。合閘后，QF1閉合，QF2斷開。跳閘前，QF1閉合，QF2斷開。跳閘后，

QF1斷開，QF2閉合。很多情況下斷路器的主觸頭電流很大，或電壓很高，不能直接用于監(jiān)測，必須通過輔助觸頭來代替。斷路器輔助觸點QF1和QF2：QF1-動合觸點：與主觸頭狀態(tài)一致，即主觸頭合則其合，反之亦然；QF2-動斷觸點：與主觸頭狀態(tài)相反，即主觸頭合則其分，反之亦然；二、斷路器的典型控制回路42步驟:控制開關S旋至“就地”位置、遙控壓板XB2打開。（預備合閘）（1）就地手動合閘2、合閘→2.按下控制開關“SA合”，(+W)―S―SA合―KCFV2―K3―QF2―合閘線圈YC―（-W）接通,斷路器合閘。3.此時QF1閉合、觸點QF2斷開：（+W）―K7―HR―QF1―YT―（-W）接通，于是紅燈HR發(fā)光，表明斷路器處于合閘狀態(tài)；4.同時合閘位置繼電器K7也勵磁動作，發(fā)出合閘信息。放開SA手柄，讓SA自動返回“合閘后”位置。

43（2）遠方遙控合閘步驟:控制開關S旋至“遠方”位置、遙控壓板XB2接通

,（+W）―S―XB2―K2―R―（-W）接通.

則K2勵磁并動作，發(fā)出可進行操作信息，通過遠方合閘繼電器K5動作，使其常開觸點K5閉合2.(+W)―S―XB2―K5―KCFV2―K3―QF2―YC―（-W）接通，斷路器合閘.3以下與就地手動合閘相同.2、合閘→44步驟:控制開關S旋至“就地”位置、遙控壓板XB2打開（預備跳閘）。按下控制開關“SA跳”，（＋W）―S―SA跳―K1―(-W)接通。（1）就地手動跳閘3、跳閘→2.K1勵磁并動作，其常開觸點閉合，（+W）―K1―KCF1―QF1―分閘線圈YT―（-W）接通，斷路器跳閘。

3.QF1斷開，切斷跳閘線圈YT的電源；QF2閉合，綠燈HG發(fā)光，表明斷路器處于跳閘狀態(tài)，跳閘位置繼電器K6動作發(fā)出跳閘信息。4.斷路器QF確實跳閘后，放開SA手柄，SA自動回到“跳閘后”位置45（2）遠方自動跳閘3、跳閘→步驟:1.控制開關S旋至“遠方”位置、遙控壓板XB2接通（預備跳閘）

,（+W）―S―XB2―K2―R―（-W）接通。4.QF1斷開，切斷跳閘線圈YT的電源；QF2閉合，綠燈HG發(fā)光，表明斷路器處于跳閘狀態(tài)，跳閘位置繼電器K6動作發(fā)出跳閘信息。3.K1勵磁并動作，其常開觸點閉合，（+W）―K1―KCFI―QF1―YT―（-W）接通，斷路器跳閘。

2.K2動作，發(fā)出可進行操作信息，通過遠方跳閘繼電器K4動作，使其常開觸點K4閉合。464.防“跳躍”閉鎖按下控制開關“SA合”后，斷路器就合閘。如果是合閘于有予伏性故障的線路上，則在繼電保護作用下，斷路器會自動事故跳閘。假若控制開關“SA合”接觸時間過長，或觸點被焊住或機械被卡住不能復歸，即“SA合”一直在發(fā)合閘信號，則斷路器在事故跳閘后會再次合閘。由于是永久性故障，在繼電保護作用下，斷路器又會跳閘，造成斷路器多次合閘、跳閘，即出現(xiàn)斷路器“跳躍”現(xiàn)象，這極易造成斷路器損壞，必須加以防止。方法:控制回路中設有防跳閉鎖繼電器KCF,電流線圈KCFI串聯(lián)在跳閘回路中（起動用），電壓線圈KCFV串聯(lián)在合閘回路中（自保持用）。47機理:自動事故跳閘時，電流線圈KCFI勵磁，其常開觸點KCFI1和KCFI2閉合。當控制開關SA合合閘于有予伏性故障的線路并出現(xiàn)“SA合”被卡住時,電壓線圈KCFV啟動，其常閉觸點KCFV2斷開，切斷了合閘回路，避免斷路器的再次合閘。防跳繼電器KCF自保持直至合閘命令解除，SA合斷開，KCF的電壓線圈斷電后電路才恢復原來狀態(tài)。

防“跳躍”閉鎖484）信號及測量回路一.信號回路由信號電源、信號裝置及連接線組成的回路稱信號回路。1、位置信號反映出電氣設備工作狀態(tài)，例如可利用紅燈、綠燈(或者位置繼電器)來反映斷路器合閘、跳閘位置；隔離開關多用本身帶有的位置指示器來指示其工作狀態(tài)；發(fā)電機運行中的調相狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)可用燈光表示；有載調壓變壓器設有與調壓開關相配套的位置指示器來反映其分接頭位置等。492、事故信號當發(fā)生事故斷路器跳閘時的事故信號，包括音響信號(高音電笛聲,全廠公用)和燈光信號(各斷路器專用)。

3、預告信號預告信號是在某些電氣設備出現(xiàn)了不正常運行狀態(tài)時發(fā)出的信號，通知運行人員盡快采取措施加以消除。例如變壓器過負荷、變壓器油溫過高、輕瓦斯保護動作、變壓器風扇故障、電壓互感器二次回路斷線、直流回路絕緣損壞、中性點不接地系統(tǒng)單相接地和控制回路斷線等都應發(fā)出預告信號。為了與事故信號相區(qū)別，預告信號的音響采用電鈴聲響，傳統(tǒng)的預告燈光信號都設計成光字牌。事故信號和預告信號統(tǒng)稱為中央信號。5051二、測量回路由測量儀表和連接線組成的回路就是測量回路發(fā)電廠變電所中用得較多的電氣測量儀表是：電流表、電壓表、頻率表、同步表、有功功率表、有功電能表、無功電能表；非電量儀表有溫度表、水位表、壓力表、流量表、真空表等。525）發(fā)電廠變電所的操作電源要求:(1)在任何情況下都能不間斷供電;(2)電源能量和電壓質量均應能在最嚴重事故情況下保證用電設備可靠工作。一、操作電源分類交流操作電源直流操作電源:主要的操作電源；53（一）蓄電池組操作電源蓄電池是一種獨立的可靠電源。在發(fā)電廠內發(fā)生任何事故時，甚至在全廠電源全部停電的情況下，蓄電池都應能保證直流系統(tǒng)中的用電設備可靠而連續(xù)地工作，同時還可以作為全廠事故照明電源。蓄電池分類密封型(免維護):具有使用方便、壽命長的特點敞開式

直流操作電源可用來供電給直流控制負荷和直流動力負荷。541、酸性蓄電池：容量大，多用于大、中型發(fā)電廠和變電所。但由于它充電時要排出氫和氧的混合氣體，有爆炸危險，而且隨著氣體帶出硫酸蒸氣，有強腐蝕性，限制了應用。放電過程:正常工作充電過程:當端電壓由2.4V(最大電壓)降至1.8～1.75V后，需充電后才能放電.2、堿性蓄電池：常用鎘鎳蓄電池，多用于中、小型發(fā)電廠和變電所。大電流放電性能好，機械強度高，使用壽命長，腐蝕性小，體積小，無需專用房間來裝設，應用比較普遍。55（二）硅整流電容儲能直流操作電源硅整流電容儲能直流操作電源由硅整流設備和儲能電容器兩部分并聯(lián)構成。正常運行時電容器充電儲能，在故障情況下，直流母線電壓過度降低或消失時，電容器迅速對繼電器和跳閘回路放電，保證其正常動作。

優(yōu)點：投資省、設備少、維護簡單、占地面積小。主要缺點：儲能容量有限而且電容放電電壓按指數(shù)曲線衰減，不能保證對負荷長期連續(xù)供電，因此只能用作小型變電所的直流操作電源。56（三）復式整流直流操作電源提供直流操作電壓的整流裝置有兩個：一是由變電所自用變壓器或電壓互感器供電的整流設備，屬于交流電壓供電；二是由電流互感器供電的整流設備，屬于交流電流供電。因為僅有交流電壓供電的直流操作電源，則當變電所內部或外部發(fā)生故障時，直流母線電壓會降得很低，無法保證正常工作；而發(fā)生短路故障時，流過相關電流互感器的一次電流就是短路電流，由它供電的整流設備的輸出電壓反而增大。上述兩種電源配合使用，能保證供電系統(tǒng)在正常和短路故障情況下直流系統(tǒng)均能可靠地供電。

特點:與上述電容儲能式相比，復式整流裝置的輸出功率更大，電壓穩(wěn)定性更好。設備少、投資省、維護簡單和占地??；但是整流系統(tǒng)設置和調試困難，其可靠性受系統(tǒng)運行方式影響較大，應用范圍不廣，僅適用于中小變電站或小型水電站。57二、直流系統(tǒng)的運行以蓄電池為例來介紹直流系統(tǒng)的運行。1.電壓等級:基本單元為2V。蓄電池直流系統(tǒng)是由多個蓄電池串聯(lián)而成的，其個數(shù)和組數(shù)應根據(jù)使用場所和直流系統(tǒng)的電壓等級確定。直流系統(tǒng)的電壓等級有220V、110V、48V和24V等。

大型火電廠采用220V和110V兩種電壓等級，將動力負荷和控制、信號、保護電源用蓄電池組分開，前者采用220V、后者采用110V。582.浮充電運行方式

將充滿電的蓄電池組與浮充電裝置并聯(lián)運行，浮充電裝置正常工作時，除供給直流母線上的經常性負荷外，還用不大的浮充電電流向蓄電池浮充電以補償蓄電池的自放電損耗，使蓄電池經常處于滿充電狀態(tài)。在需要很大沖擊電流（如斷路器合閘）時，絕大部分電流可由蓄電池組供給；在浮充電設備中斷時，則全部直流負荷可由蓄電池組供電。3.直流系統(tǒng)接線圖59圖6.48蓄電池（EA和EB）、一套浮充電裝置（DA和DB），兩組蓄電池設一套共用充電裝置（DC）主母線：1A和1B；充電母線：1CA和1CB聯(lián)絡開關：Q1和Q2；蓄電池電源開關：QA和QB整流充電設備輸出開關：QCA和QCB采用單母分段方式。每段接一組蓄電池（EA和EB）、一套浮充電裝置（DA和DB），正常時兩段母線解列運行。兩組蓄電池設一套共用充電裝置（DC）60三、交流不停電電源采用交流操作電源，可使二次回路簡化，投資減少，維護方便，但是它不適于比較復雜的繼電保護、自動裝置及其他二次回路。交流操作電源廣泛用于中小工廠變配電所中斷路器采用手動操作或彈簧操作及繼電保護采用交流操作的場合。1.UPS供電電源來源交流整流直流系統(tǒng)旁路備用電源2.UPS組成整流充電裝置逆變裝置旁路裝置:變壓器、調壓變、穩(wěn)壓器及控制器逆變613.UPS工作原理:(1)正常：由工作電源經整流、逆變后經K2K3K5提供交流220V恒頻、恒壓電源饋送到交流配電盤母線上供負載用。(2)工作電源或整流器故障:可由蓄電池直流系統(tǒng)供給。62(3)逆變器故障：由靜態(tài)切換開關自動切換至旁路備用電源，經變壓器，調壓變壓器及K1K3K4饋送到交流配電母線。逆變器的輸出頻率、相位應與備用電源保持同步。636）繼電保護基礎一、繼電保護的基本知識二、輸電線路的電流保護三、相間短路的方向性電流保護四、接地故障的電流保護五、電力系統(tǒng)的主設備保護六、常用自動裝置64一、繼電保護的基本知識在電力系統(tǒng)運行中，外界因素(如雷擊、鳥害等)、內部因素(如絕緣老化、損壞等)及操作等，都可能引起各種故障及不正常運行狀態(tài)的出現(xiàn)。常見的故障有：①單相接地；②兩相接地短路；③兩相短路；④三相短路；⑤斷線等。1、電力系統(tǒng)故障及非正常運行狀態(tài)常見的電力系統(tǒng)非正常運行狀態(tài)有：①過負荷；②過電壓；③非全相運行；④振蕩等。故障和非正常運行狀態(tài)都能引起系統(tǒng)事故。所謂事故，是指系統(tǒng)的全部或部分的正常運行遭到破壞；造成對用戶停止送電、少送電或電能質量變壞；甚至造成人身傷亡、設備損壞等。65在電力系統(tǒng)中，除應采取積極措施盡可能消除發(fā)生故障的誘因外，當故障發(fā)生時，必須迅速可靠地將故障設備從系統(tǒng)中切除，以保證非故障設備的正常運行，并盡量縮小故障影響范圍。切除故障的時間必須保證設備的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定，有時甚至要求在幾十毫秒以內。這就需要在每個電氣元件上裝設靈敏可靠的繼電保護裝置。系統(tǒng)故障可能造成的后果：(1)短路故障點強大的短路電流及燃起的電弧，可能損毀設備；(2)短路電流所通過設備因熱效應和電動力而損壞或縮短了壽命；(3)電力系統(tǒng)部分區(qū)域電能質量下降，如電壓大幅度降低，影響用戶的正常生產工作；(4)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞，產生振蕩，甚至引起系統(tǒng)瓦解。662、繼電保護的任務及作用

繼電保護裝置就是能迅速反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的各種故障及不正常運行狀態(tài)，并有選擇性地動作于跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護的任務：(1)自動、迅速、有選擇地跳開特定的斷路器，從電力系統(tǒng)中切除故障元件，保證無故障部分迅速恢復正常運行；(2)反應電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件(如有無經常值班人員)，動作于信號、減負荷和跳閘。預防事故、縮小事故范圍，提高運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電，它是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行不可缺少的組成部分。繼電保護的主要作用：673、繼電保護的基本原理和組成繼電保護的基本原理母線電壓U：下降線路電流I：增大測量阻抗Z：減小正常運行與故障的區(qū)別68由特征量的變化可構成以下原理的保護：過電流保護(OverCurrentProtection)低電壓保護(UnderVoltageProtection)距離保護（阻抗保護）(DistanceProtection)縱聯(lián)保護（縱差動保護、高頻保護、微波保護、分相電流差動保護等）行波保護(Travelling-WaveProtection)、能量方向保護等特征量：電流、電壓、測量阻抗、零序或負序分量、電流或電壓的突變量等.69過電流保護基本原理當f點發(fā)生短路故障時，線路中流過短路電流Ik，電流互感器TA二次側流過很大的電流Ik／nTA，當此電流達到電流繼電器KA的動作電流值IOP時，電流繼電器動作，其輸出脈沖起動時間繼電器KT，經預定延時后，KT的輸出脈沖起動跳閘線圈YT，跳開斷路器QF，切除故障，并起動KS發(fā)出信號。

短路電流消失，電流繼電器立即返回。使繼電器返回的電流臨界值，稱為返回電流Ire。返回電流與動作電流之比稱為返回系數(shù):kre=Ire/IOP。KT70組成：測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸入信號輸出信號整定值測量部分測量被保護元件電氣量，經過轉換和構成后，將其與整定值比較，根據(jù)比較結果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”、等于“0”或“1”等邏輯信號，以便判斷保護是否起動；邏輯部分根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)次序或組合方式，確定保護裝置是否動作；執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分所做出的判斷，執(zhí)行保護裝置的任務(跳閘或發(fā)信號)。714、對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求選擇性快速性靈敏性可靠性繼電保護的四性72(1)選擇性：僅將故障元件切除，使得故障停電范圍盡可能的小，保證無故障部分繼續(xù)運行。

f1短路，保護1、2跳閘，B不中斷供電f3短路，保護6跳閘，C不中斷供電如6QF拒動，由＃5動作，5QF跳閘——遠后備73繼電保護的幾個概念主保護：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇性地切除被保護設備和線路故障的保護。后備保護：當主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。近后備保護：當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)的后備保護(相間短路)。當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。74(2)速動性：也稱快速性，快速地切除故障以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度。

(3)靈敏性：指反應故障的能力，用靈敏系數(shù)Ks來表示。在事先規(guī)定的保護范圍內部發(fā)生故障時，不論短路點的位置，短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能敏銳感覺，正確反應。靈敏系數(shù)的計算需考慮最不利的計算條件。Ks越大越靈敏75(4)可靠性：該動作時不拒動（可依賴性），不該動作時不誤動（安全性）5、繼電保護技術的發(fā)展(1)機電式繼電器：電磁型、感應型和電動型。(2)電子式靜態(tài)保護裝置：晶體管式、集成電路式。(3)微機保護：自80年代以來已得到廣泛應用。766、常用的保護繼電器電流繼電器：電流保護的測量元件電壓繼電器：電壓保護的測量元件中間繼電器：在繼電保護裝置和自動裝置中用以增加觸點數(shù)量以及容量時間繼電器：建立必要的延時，以保證保護動作的選擇性和某種邏輯關系信號繼電器：作為繼電保護裝置和自動裝置動作的信號指示77電磁型繼電器(ElectromagneticRelays)

電磁型繼電器基本結構型式有螺管線圈式，吸引銜鐵式和轉動舌片式三種，如下圖所示。

7879電流繼電器的繼電特性動作狀態(tài)不動作電流增加方向返回系數(shù)一般為0.85微機保護為0.95繼電器的常開觸點4閉合，繼電器動作繼電器返回電磁型電流繼電器80輸電保護

電流保護距離保護縱聯(lián)原理的保護縱聯(lián)差動保護高頻保護微波保護二、輸電線路的電流保護81忽略電阻R

為系統(tǒng)等效電源的相電勢Xs

為等效電源阻抗，Xk為短路阻抗注：當系統(tǒng)中某一點發(fā)生三相短路時，穩(wěn)態(tài)短路電流為當系統(tǒng)中某一點發(fā)生兩相短路時，穩(wěn)態(tài)短路電流為

由上面的兩式可見：短路點距電源越遠，即Xk越大，則故障電流越?。蝗粝到y(tǒng)運行方式愈小，即Xs愈大，則Ik也愈小。82最大和最小運行方式不同的系統(tǒng)運行方式下，Xs取值不同。當Xs分別取為最小系統(tǒng)阻抗Xs,min和最大系統(tǒng)阻抗Xs,max時，短路電流分別為最大短路電流Ik,max和最小短路電流Ik,min,則分別對應于系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式。常用的有最大三相短路電流I(3)k,max、最小三相短路電流I(3)k,min和最小兩相短路電流I(2)k,min。電流保護的動作條件是流過保護的電流達到保護的動作值IOP。過電流保護應保證流過正常運行時可能的最大負荷電流IL,max，而可靠不誤動。83（一）瞬時電流速斷保護電流I段保護1.瞬時電流速斷保護的作用原理如圖，在相鄰線路B出口短路時，保護1瞬時電流速斷保護不應起動，為此其動作電流應躲過線路末端B點的最大短路電流(即B出口短路時，即使出現(xiàn)最大短路電路，為了讓保護2動作，保護1應不動作，)。

不帶時限（只有繼電器本身固有動作時間）的瞬動電流保護。

保護的動作電流按躲過被保護線路外部短路的最大短路電流來整定，以滿足選擇性。84—被保護線路末端短路時，流過保護的最大短路電流。—瞬時電流速斷保護的動作電流；—可靠系數(shù)，取1.2～1.3；整定85瞬時電流速斷不能保護線路全長，只能保護線路首端的一部分，最大運行方式發(fā)生三相短路時，保護區(qū)長度為Lmax；最小運行方式下發(fā)生兩相短路時，保護區(qū)長度為Lmin，保護范圍因系統(tǒng)運行方式和故障形式而改變。曲線1：最大運行方式下發(fā)生三相短路的電流曲線2：最小運行方式下發(fā)生兩相短路的電流任何運行方式下發(fā)生相間短路的電流值都在這兩條曲線之間86中間繼電器作用：容量大，可接通跳閘線圈YR(KA不行，接點容量比較小，不能直接接通跳閘線圈YR)

增大保護固有動作時間（0.1s）,防止誤動作（二）瞬時電流速斷保護電流I段保護2.單相原理接線圖87靈敏度電流速斷保護的靈敏度用保護范圍百分比來表示。一般要求最大保護范圍達線路全長的50%，最小保護范圍達線路全長的15%～20%。動作時限優(yōu)點：簡單、快速、可靠缺點：不能保護線路全長，且保護范圍受系統(tǒng)運行方式的影響中間繼電器的固有動作時間88（二）限時電流速斷保護

電流II段保護整定原則：動作電流應躲過相鄰線路電流速斷保護的動作電流限時電流速斷保護的可靠系數(shù)1.1～1.2相鄰線路瞬時電流速斷的動作電流原理：保護本線路全長并延伸至相鄰線路，但不超過相鄰線路瞬時電流速斷保護的保護范圍。以時限保證選擇性。89（二）限時電流速斷保護電流II段保護時限：為保證選擇性，應與相鄰線路電流I段時限相配合一個時限階段:一般取0.5s靈敏性：用靈敏系數(shù)ks表示靈敏度校驗點兩相金屬性短路時流過繼電器的最小短路電流注意90限時電流速斷的單相原理接線

與電流速斷不同之處：用時間繼電器KT代替了中間繼電器KMKT91（三）定時限過電流保護電流III段保護1.單相原理接線：與限時電流速斷保護相同2.整定原則3.動作時限4.靈敏度主保護電流I段保護電流II保護后備保護電流III保護92（三）定時限過電流保護

電流III段保護2.整定原則：按躲開最大負荷電流整定能保護本線路的全長，能保護相鄰線路的全長，起遠后備的作用93（三）定時限過電流保護

電流III段保護3.動作時限：按階梯原則點發(fā)生短路故障時，保護1、3、5都可能啟動，最后由5切除（選擇性）

時間級差，一般取0.5s94（三）定時限過電流保護

電流III段保護4.靈敏度 可作本線路全長的主保護或作近后備外，還要作為相鄰線路的遠后備保護

#1作近后備#1作遠后備95（四）電流保護的接線方式1.指電流保護中電流繼電器線圈與電流互感器二次繞組間的連接方式.2.兩種接線方式（1）完全接線方式：三相星形接線（2）不完全接線方式：兩相星形接線用于35kV及以下線路保護用于發(fā)動機、變壓器母線及110kV以上線路保護三相星形接線方式的保護對各種故障都能動作。兩相星形接線的保護能反應各種相間短路，但B相發(fā)生單相短路時，保護裝置不會動作。96（五）階(三)段式電流保護由于電流速斷不能保護線路全長，限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護，因此，為保證迅速而有選擇地切除故障，常將電流速斷、限時電流速斷和過電流保護組合在一起，構成三段式電流保護。具體應用時，可以只采用速斷加過電流保護Ⅰ+Ⅲ

，或限時電流速斷加過電流保護Ⅱ+Ⅲ

，也可以三者同時采用。97（五）階(三)段式電流保護三段式電流保護主保護后備保護：瞬時電流速斷保護（I段）限時電流速斷保護（II段）定時限過電流保護（III段）（本線路相間短路的近后備和相鄰線路的遠后備保護）98（五）階段式電流保護在被保護線路AB末端發(fā)生故障時，保護1-Ⅱ段帶0.5s延時切除故障。1-Ⅲ段作為后備。裝設三段式電流保護的線路，可以在0.5s內切除故障，實現(xiàn)全線速動，并能夠實現(xiàn)近、遠后備。正常情況下，在被保護線路（如AB）的首端發(fā)生故障時，保護1-Ⅰ段瞬時動作。99保護采用兩相不完全星形接線。任何一段保護動作時，均有相應的信號繼電器掉牌，以便知道保護動作的情況，分析故障的大致范圍。KM0為保護跳閘出口繼電器，其輸出脈沖起動跳閘線圈YR，跳開斷路器QF，切除故障。100三、輸電線路的方向性電流保護在雙側電源線路或環(huán)網(wǎng)線路中，線路兩端都裝設有斷路器和繼電保護裝置。當f1發(fā)生短路時，要求保護1、2動作斷開斷路器1QF、2QF；在f2點發(fā)生短路時，要求保護3、4動作斷開斷路器3QF、4QF。但是，這種電網(wǎng)也給繼電保護帶來了新的問題。若將電流、電壓保護直接用在這種電網(wǎng)中，靠動作值和動作時限的配合，不能完全滿足保護動作選擇性的要求。101三、輸電線路的方向性電流保護對于過電流保護，若不采取措施，將會發(fā)生無選擇性誤動作。對B母線兩側的保護2和3而言，當f1點短路時，為了保證選擇性，要求t2＜t3；而當f2點短路時，又要求t3＜t2。顯然，這兩個要求是相互矛盾的。說明過電流保護在雙側電源的網(wǎng)絡中無法滿足選擇性的要求。顯然這種情況下，僅憑時限無法保證保護的選擇性，必須增加必要的方向元件，使保護具有方向性以保證選擇性。102當f1點短路時通過保護2的短路功率方向是從母線指向線路，符合規(guī)定的動作方向，保護2正確動作；而通過保護3的短路功率方向由線路指向母線，與規(guī)定的動作方向相反，保護3不動作。因此，保護3的動作時限不需要與保護2配合。（一）方向性電流保護的工作原理線路功率正方向的規(guī)定:功率從母線流向線路，為正方向功率從線路流向母線，為負方向同理，保護4和5動作時限也不需要配合。但是，保護4與保護2的方向相同，為保證選擇性，保護4動作時間要與保護2進行配合。對雙側電源的網(wǎng)絡，可將各保護按其動作方向分為兩組(1,3,5/2,4,6)，動作時間按階梯原則進行配合，逐級增加0.5S。103（一）方向性電流保護的工作原理判斷短路功率方向，一般采用功率方向繼電器。

104（一）方向性電流保護的工作原理方向過電流保護接線組成方向元件KP電流元件KA時間元件KT利用功率方向元件與過電流保護配合105

保護3加入功率方向繼電器的電壓是保護安裝處母線電壓的二次電壓，加入繼電器的電流是被保護對象上的二次電流。（二）功率方向繼電器的工作原理

在K1點短路時，短路功率方向是從母線指向線路（正方向）；而在K2點短路時，短路功率方向是從母線指向線路（反方向）。106K1點發(fā)生短路故障時，加入保護3的電壓與電流反映了一次電壓和電流的相位和大小。通過保護3的短路功率為：當K2短路時，通過保護3的短路功率為：（二）功率方向繼電器的工作原理107（二）功率方向繼電器的工作原理考慮功率方向繼電器自身的內角時，則動作條件:功率方向繼電器動作條件：＞0動作；

＜0時不動作。實質是判斷母線電壓與電流之間相位角是否在108（二）功率方向繼電器的工作原理109（二）功率方向繼電器的工作原理當母線出口附近發(fā)生三相短路時，母線電壓將大幅度下降，功率方向繼電器就不能正確動作——“死區(qū)”（最小動作電壓）（母線電壓）（1）引進記憶電路：目的是消除正向出口三相短路的死區(qū)；（2）采用接線：目的是消除兩相短路的死區(qū)。消除死區(qū)方法110四、接地故障的電流保護特點：出現(xiàn)零序電壓和零序電流△中性點直接接地電網(wǎng)：接地電流較大，需裝設動作于跳閘的接地保護△中性點非直接接地的電網(wǎng)單相接地時電流較小，動作于發(fā)信號111（一）、電力變壓器的繼電保護五、電力系統(tǒng)的主設備保護

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要元件，其故障會對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和供電可靠性帶來嚴重威脅，變壓器本身價格也十分昂貴，所以，應給變壓器安裝性能優(yōu)良、工作可靠的保護裝置.1121.變壓器的常見故障和不正常工作狀態(tài)油箱內的短路故障

繞組的相間短路：縱差動保護繞組的接地短路：零序電流保護繞組的匝間短路：瓦斯保護輕瓦斯重瓦斯油箱外的故障:套管和引出線的相間及接地短路.瓦斯保護是反應油浸式變壓器油箱內各種短路故障及油面下降的保護，對容量在800kVA及以上的室外油浸式變壓器、400kVA及以上的室內油浸式變壓器都應安裝瓦斯保護。在油面下降、因輕微故障或過負荷引起少量氣體時，輕瓦斯保護動作于信號；在油箱內發(fā)生嚴重短路故障、產生大量氣體時，重瓦斯保護動作于跳閘。113不正常狀態(tài)的保護外部短路引起的過電流：過電流保護對稱過負荷：裝一相過電流保護勵磁電流升高：過勵磁保護不正常運行狀態(tài)外部短路引起的過電流及中性點過電壓、過負荷、過勵磁、油面下降等。1.變壓器的常見故障和不正常工作狀態(tài)1142.縱差動保護原理 電流互感器一次側正極性·端都放在母線側，二次側正極性·端用導線相連接，差動繼電器并聯(lián)在正極性和中性線之間。選擇互感器的變比和接線方式，使得在理想條件下正常運行(或外部短路)時，流入差動繼電器的不平衡電流為零.原理:比較變壓器兩側的電流大小和相位

k1151）正常運行及外部故障2）內部故障KD不動作KD動作→跳閘理想情況下，變壓器兩側的電流大小和相位都是相同的實際由于電流互感器的誤差等因素，流過繼電器的電流并不為零，稱之為不平衡電流。k1163.縱差保護的不平衡電流

縱差保護在運用中，被保護對象正常運行或外部故障時，總會有一個電流流入繼電器，稱之為“不平衡電流”。差動保護的動作電流應大于最大不平衡電流，以保證保護范圍外部短路時差動保護不動作。不平衡電流增大，將使保護的靈敏度降低。引起不平衡電流的因素主要有：一、電流互感器計算變比與實際變比不一致根據(jù)縱差保護的原理可知，最理想的情況就是兩側TA二次側電流大小相等，通過接線方式使其相減，則不平衡電流為零。但實際采用的TA變比可能與該計算值不等，從而造成二次側電流相減結果不等于零，從而形成不平衡電流。117二、兩側電流互感器型號不同由于配電裝置布置、設計人員喜好、廠家不同等原因，有可能出現(xiàn)兩側TA型號不同的情況，即使是型號相同，由于TA誤差也會造成兩側電流大小不等，從而形成不平衡電流。變比和型號引起的不平衡電流可以利用平衡繞組補償一部分，但不能完全補償，剩余部分靠動作整定值躲過。（關于平衡繞組可查看差動繼電器結構原理）三、變壓器調壓分接頭位置改變當縱差保護用于保護變壓器時，一般變壓器在其高壓側繞組上都設有調壓分接頭，分有載調壓和無載調壓兩種。當調壓分接頭位置改變時，變壓器的變比也改變，從而兩側TA二次側電流的大小也改變。這對已經配置好的縱差保護來講，就會形成不平衡電流。該項不平衡電流只能依靠保護的動作整定值躲過。118四、變壓器接線組別當縱差保護用于保護變壓器時，電力系統(tǒng)主變一般采用Y/D—11。該接線組別的含義是：D側電壓、電流相量超前Y側30°，因此TA二次側電流相量差并不為零，形成不平衡電流。解決措施：通常都是將變壓器星形側的三個電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側的三個電流互感器接成星形。采用了相位補償接線后，在電流互感器繞組接成三角形的一側，流入差動臂中的電流要比電流互感器的二次電流大√3倍。可通過適當選擇電流互感器變比來消除。119五、勵磁涌流的影響所謂勵磁涌流，就是變壓器空載合閘時的暫態(tài)勵磁電流。由于變壓器的勵磁電流只流經它的電源側，故造成變壓器兩側電流不平衡，從而在差動回路內產生不平衡電流。正常運行時當變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復時勵磁電流勵磁涌流形成很大的勵磁涌流原因：由于磁鏈守恒定律，鐵心的磁通不能突變可能造成保護誤動作120勵磁涌流若空載合閘正好在電壓瞬時值為零的瞬間接通電路，則鐵芯中就具有一個相應的磁通，而鐵芯中的磁通又是不能突變的，所以在合閘時必將出現(xiàn)一個非周期性磁通分量。因非周期性磁通分量的衰減比較慢，經過半個周期后，它與穩(wěn)態(tài)磁通相疊加的結果，將使鐵芯中的總磁通達到的數(shù)值2φmax，如果鐵芯中還有方向相同的剩余磁通φr，則總磁通將為2φmax+φr。由于鐵芯高度飽和，使勵磁電流劇烈增加，從而形成了勵磁涌流。

121變壓器的勵磁涌流，其數(shù)值最大可達額定電流的6～8倍，同時包含有大量的非周期分量和高次諧波分量。勵磁涌流的大小和衰減時間，與外加電壓的相位、鐵心中的剩磁φres，電源容量及變壓器的容量大小等都有關系122勵磁涌流特點：（1）含大量非周期分量,電流偏于時間軸的一側.（2）含大量的高次諧波，以二次諧波為主.（3）波形之間出現(xiàn)明顯的間斷,在一個周期中間斷角為α.

防止措施（1）采用具有速飽和變流器的差動繼電器（2）利用二次諧波制動原理構成差動保護（3）鑒別短路電流和勵磁涌流波形之間的差別123綜上所述，變壓器外部短路時差動回路中流過的最大不平衡電流Idspmax為10%為電流互感器的相對誤差ΔU為變壓器帶負荷調壓引起的相對誤差Δf為電流互感器變比或平衡線圈匝數(shù)標準化后所引起的相對誤差為外部最大短路電流歸算到二次側的數(shù)值1244.變壓器縱差動保護的整定計算原則1.躲TA二次回路斷線2.躲外部短路時差動繼電器流過的最大不平衡電流3.躲勵磁涌流125靈敏度效驗還應在現(xiàn)場通過空載合閘試驗來檢驗其可靠性保護范圍內部短路時，流過繼電器的最小短路電流可采用單側電源供電時的最小兩相短路電流合理選擇差動保護動作電流，可保證在正常運行及外部短路時保護有可靠的選擇性，在內部短路時又有足夠的靈敏度。126DCD—2差動繼電器由加強型速飽和變流器和電流繼電器KA組成。加強型速飽和變流器是一個三柱鐵芯，中間柱Ｂ的截面積比兩邊柱Ａ、Ｃ的截面積大一倍。在中間柱上除繞有差動線圈和兩個平衡線圈外，還繞有短路線圈。短路繞組在差動線圈中流動非周期性電流時，是起“去磁”作用，有利于加強繼電器躲閉勵磁涌流的能力1276.瓦斯保護

瓦斯保護是反應變壓器油箱內部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護，保護變壓器油箱內各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料分解，產生氣體。氣體從油箱經連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構成瓦斯保護。工作原理：屬非電量保護，測量元件為氣體繼電器，安裝于變壓器油箱和油枕的通道上與差動保護一起作為主保護，對變器內部故障全面保護1287.電流保護變壓器過電流保護與線路過電流保護相比在構成上完全一致，在整定上也同樣是考慮在最大可能負荷自起動過程中，保護可靠不誤動，但過電流保護應用于變壓器往往靈敏度不夠?？刹捎玫碗妷浩饎拥倪^電流保護、復合電壓起動的過電流保護以及負序過電流保護等，一般能滿足變壓器保護的要求。電流速斷保護裝設于容量較小的變壓器的電源側，保護動作于跳開變壓器兩側斷路器

129（二）、同步發(fā)電機的保護發(fā)電機是電力系統(tǒng)中至關重要的電氣設備，其安全運行對電力系統(tǒng)的正常工作和電能質量起著決定性的作用，同時，發(fā)電機本身價格昂貴，所以，應給發(fā)電機裝設性能優(yōu)良的繼電保護，以反應發(fā)電機定子和轉子的各種故障和不正常運行狀態(tài)。發(fā)電機的常見故障有：定子繞組的相間短路、接地短路及匝間短路；轉子繞組的一點、兩點接地短路；失磁等。相應的保護有：反應相間短路的縱差動保護、反應單相接地故障的接地保護、匝間短路保護、勵磁回路一點接地保護、勵磁回路兩點接地保護以及失磁保護等。發(fā)電機的常見不正常運行狀態(tài)有：過負荷；外部短路引起的過電流及負序過電流或過負荷；勵磁回路過負荷；過電壓；逆功率等。相應地也應該裝設各種繼電保護裝置反應這些狀態(tài)，如各種過電流保護、負序過電流保護等。1301.縱差保護

縱差動保護是發(fā)電機相間短路的主保護，應該能夠迅速可靠地切除發(fā)電機定子繞組及引出線上的相間短路故障，在正常運行及外部短路時，應保證選擇性。（二）、同步發(fā)電機的保護

圖中規(guī)定指向發(fā)電機內部的方向為正方向，電流互感器選用變比和型號都完全一致的D級互感器，正極性端分別放在機端和中性點，接線方式也完全一致。1312.其它保護方式發(fā)電機的匝間短路保護發(fā)電機定子繞組單相接地保護發(fā)電機勵磁回路接地保護發(fā)電機失磁保護等發(fā)電機相間短路的后備保護發(fā)電機定子過負荷保護（二）、同步發(fā)電機的保護132六、常用自動裝置變電所常用自動裝置有：自動重合閘(ARD)、備用電源自動投入裝置(APD)和按頻率自動減負荷裝置。重合閘裝置在繼電保護把線路故障切除后，或者在斷路器偷跳時，起動斷路器重新合閘。如果故障是瞬時性的，由于故障點絕緣在線路被切除后已迅速恢復，重合閘可以使線路迅速恢復正常供電；如果故障是永久性的，繼電保護將再次動作，使斷路器加速跳閘。因此，自動重合閘與繼電保護的關系十分密切。一般地，輸電線路的重合閘的成功率達到70%～90%。133在發(fā)電廠(廠用電系統(tǒng))和變電站中，一般采用由兩個獨立電源供電并考慮其備用的方式。當工作電源故障失去電壓時，由備用電源自動投入裝置(APD)迅速投入備用電源。APD可以大大縮短備用電源切換時間，提高供電連續(xù)性，有利于人身和設備安全。備用電源自動投入裝置134由電源監(jiān)察和自動投入兩部分組成。低電壓繼電器1KV和2KV、時間繼電器KT、中間繼電器1KM，構成電源監(jiān)察部分。中間繼電器2KM和3KM構成自動投入部分。135備用電源自動投入裝置正常運行時，變壓器T1接在工作母線上，斷路器1QF、2QF投入，T1向負荷母線Ⅰ供電，變壓器T2為備用變壓器，接于備用母線，3QF、4QF斷開。由于負荷母線Ⅰ電壓正常，低電壓繼電器不動作，1KV、2KV觸點斷開，1KM1、1KM2動合觸點斷開，切斷APD的直流操作電源，APD不會動作。當工作母線或變壓器T1發(fā)生短路故障時，接于母線Ⅰ的低電壓繼電器1KV、2KV動作，起動KT，經延時后，1KM起動，1KM1、1KM2動合觸點閉合，起動1QF和2QF跳閘，切除變壓器T1。其間，2KM起動，其延時斷開動合觸點起動3KM，由3KM1、3KM2起動斷路器3QF、4QF合閘，將變壓器T2投入母線Ⅰ，實現(xiàn)了備用電源自動投入。斷路器3QF、4QF合閘成功后，其動斷輔助觸點斷開，2KM延時斷開動合觸點也在延時0.5s后斷開。如果母線Ⅰ有短路故障，當4QF合閘時，變壓器T2的繼電保護瞬時動作，將4QF迅速斷開。由于此時2KM已經返回，3KM不會再次起動，所以4QF不會出現(xiàn)第二次合閘，從而保證APD只動作一次。1366.7工廠供電系統(tǒng)概述

工廠電力負荷及其計算短路電流及其計算√變電所及其一次系統(tǒng)√工廠電力線路√供電系統(tǒng)的過電流保護√供電系統(tǒng)二次回路和自動裝置√電氣安全、接地與防雷工廠的電氣照明涉及內容1376.7.1工廠供電系統(tǒng)簡介

工廠供電系統(tǒng)是指從電源線路進廠起到高低壓用電設備進線端止的整個電路系統(tǒng)，是由工廠變配電所、配電線路和用電設備構成的整體，以實現(xiàn)工廠電能的接受、分配、變換、輸送和使用。工廠供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的主要組成部分，也是電力系統(tǒng)的主要用戶。圖所示為電力系統(tǒng)示意圖，虛線框內即為工廠供電系統(tǒng)。工廠供電系統(tǒng)中，變配電所擔負著接收電能、變換電壓和分配電能的任務；配電線路承擔著輸送和分配電能的任務；用電設備指的是消耗電能的電動機、照明設備等。

138電力系統(tǒng)示意圖

變電所的任務:接受電能、變換電壓；配電所的任務:接受電能和分配電能。區(qū)別是有無變壓器。139不同類型的工廠，其供電系統(tǒng)組成各不相同。1.大型工廠及某些電源進線電壓為35kV及以上的中型工廠：一般經過兩次降壓，也就是電源進廠以后，先經總降壓變電所，將35kV及以上的電源電壓降為6～10kV的配電電壓，然后通過高壓配電線路將電能送到各個車間變電所，也有的經高壓配電所再送到車間變電所，最后經配電變壓器降為一般低壓用電設備所需的電壓。

工廠供電系統(tǒng)組成140大中型工廠供配電系統(tǒng)特點：35~220kV電源進線設總降壓站（供10kV設備）設車間變電所（供低壓設備）（規(guī)模大、設備數(shù)量多、容量大、有中壓設備。）

兩級變電圖6-1兩次變壓的供配電系統(tǒng)1412.一般中型工廠的電源進線電壓是6～10kV。電能先經高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所或由高壓配電線路直接供給高壓用電設備。車間變電所內裝設有電力變壓器，將6～10kV的高壓降為一般低壓用電設備所需的電壓(如220／380V)，然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設備使用。工廠供電系統(tǒng)組成142中型工廠供配電系統(tǒng)特點：單母線分段制。一條電源進線供電，另一條電源進線作為備用。10kV電源進線設配電所（供10kV設備）設車間變電所（供低壓設備）（規(guī)模小、中壓設備數(shù)量少、主要是低壓設備）一級變電圖6-2具有高壓配電所的供電系統(tǒng)143圖6-3低壓進線的供配電系統(tǒng)小型工廠供配電系統(tǒng)3.對于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA，因而通常只設一個降壓變電所，將6～10kV電壓降為低壓用電設備所需的電壓。當工廠所需容量不大于160kVA時，一般采用低壓電源進線，因此工廠只需設一個低壓配電間，直接采用380/220V低壓電源進線，將電能直接分配給各車間低壓用電設備使用1446.7.2工廠的自備電源對大型企業(yè)有重要的用電設備，供電可靠性要求較高，應有應急自備電源。自備電源柴油發(fā)電機組（常用）不間斷電源（重要計算機系統(tǒng)用）145柴油發(fā)電機組優(yōu)點：操作簡便、起動迅速（電網(wǎng)停電時，10~15s可供電）效率高、功率范圍大、體積小。運行可靠、維護方便公共電網(wǎng)146不間斷電源特點：效率高、體積小。無噪聲、振動可靠高、維護費用低容量相對較小用于電能質量要求高的場所正常時：公共電網(wǎng)供電，同時電池充電；電網(wǎng)沒電時：切換到電池供電147（一）發(fā)電機的運行（六）發(fā)電機組的正常運行（一）發(fā)電機的額定運行方式（二）發(fā)電機的允許運行方式（三）發(fā)電機的特殊運行方式（四）發(fā)電機組的試運行（五）機組試運行的一般程序發(fā)電機運行與事故處理機組運行中的巡視檢查與維護2.機組運行中的檢查3.運行中維護1.機組運行工況應監(jiān)視的內容1.參數(shù)的監(jiān)視2.絕緣狀況的監(jiān)視3.機組溫度的監(jiān)視(1)滑環(huán)和電刷的接觸狀況。(2)機組各油槽的油位、油質。(3)機組的振動、聲音、氣味。應定期測量機組的擺度是否超過允許值。(4)輔助設備的“工作”和“備用”狀態(tài)定期切換。(5)調速器及油壓裝置的工作狀態(tài)。(6)勵磁系統(tǒng)的工作狀況：即勵磁屏內的工作電源、可控硅整流元件的冷卻風機、整流元件的熔斷器、各連接部分的發(fā)熱情況等。(7)機組保護切換片的位置。機組運行中的維護是指對檢查和監(jiān)視中發(fā)現(xiàn)的缺陷和不安全因素進行及時的處理以及定期的維護。其內容如下：(1)維護機組的清潔。(2)保持各油糟的油位。(3)保證各連接部分牢固，各轉動部分靈活。(4)保持機組自動化元件完好。(5)防止電氣元件受潮。

機組運行時運行人員應對機組的運行工況進行嚴密監(jiān)視；應按運行規(guī)程的要求對設備進行巡視檢查、維護；及時發(fā)現(xiàn)異常情況，及時消除設備的缺陷，保證機組安全運行。發(fā)電機常見故障及處理運行人員應熟悉各設備安裝位置，各切換開關、切換片位置。2運行現(xiàn)場應準備必要的安全防護用具及應急工具。4運行人員平時應加強理論學習，盡可能掌握管轄設備的工作原理和運行性能。31運行班組應針對各種主要故障制定事故處理預案并落實到入。33發(fā)電機組的結構比較復雜，有機械部分，電氣部分以及油、氣、水系統(tǒng)，它受系統(tǒng)和用戶運行方式的影響，發(fā)生故障或者不正常運行狀態(tài)，運行人員應從思想、技術、組織等各方面做好充分準備。運行人員應有臨危不亂沉著應對的心理素質。35（一）發(fā)電機的不正常運行（二）發(fā)電機的故障及處理發(fā)電機的不正常運行發(fā)電機轉子一點接地電氣二次回路故障發(fā)電機過負荷發(fā)電機溫度過高（二）發(fā)電機的故障及處理發(fā)電機的非同期并列發(fā)電機主斷路器跳閘發(fā)電機不能正常建立電壓發(fā)電機失磁系統(tǒng)解列發(fā)電機的故障及處理（三）發(fā)電機事故處理發(fā)電機事故處理（一）發(fā)電機緊急停機規(guī)定（一）發(fā)電機緊急停機規(guī)定（二）請示生產副總經理或總工批準停機的情況（三）發(fā)電機保護動作處理原則（四）發(fā)變組范圍保護故障或開關拒動處理原則（五）發(fā)電機升壓時升不起電壓處理原則（六）發(fā)電機失磁處理原則（七）發(fā)電機非同期并列處理原則（八）發(fā)電機變電動機運行處理原則（九）發(fā)電機發(fā)生劇烈振蕩處理原則（十）發(fā)電機滑環(huán)電刷嚴重發(fā)熱或冒火處理原則（十一）發(fā)電機溫度異常處理原則（十三）發(fā)電機定子接地的處理原則（十四）發(fā)電機電壓互感器回路斷線（十五）發(fā)電機定子三相電流不平衡處理原則（十六）發(fā)變組開關非全相運行處理原則（十七）發(fā)電機過激磁的處理原則（十八）發(fā)電機轉子繞組一點接地的處理原則（二十）發(fā)電機爆炸或著火（二十一）勵磁調節(jié)裝置異常、故障處理（二十二）整流柜異常、故障報警（二十三）整流柜出風溫度高報警（二十四）發(fā)電機事故過負荷處理原則發(fā)電機緊急停機規(guī)定1發(fā)電機內部有摩擦聲、撞擊聲或振動突然增大，超過規(guī)定值。2發(fā)電機內部發(fā)生爆炸、冒煙、或起火。3發(fā)電機勵磁變或電壓互感器、電流互感器冒煙、著火。4發(fā)電機、主變、勵磁變或廠高變故障，保護拒動。5發(fā)電機滑環(huán)、碳刷嚴重冒火，無法處理。6發(fā)電機系統(tǒng)發(fā)生直接威脅人身安全的危急情況。發(fā)電機事故處理

發(fā)電機事故處理1發(fā)電機定子出現(xiàn)漏水情況。2發(fā)電機定子出水溫度接近90℃或出水溫差接近12K或定子層間溫差接近14K，經處理無效，有繼續(xù)上升趨勢時。3發(fā)電機定子鐵芯溫度超標，經處理無效時。發(fā)電機出現(xiàn)下列情況之一，應請示生產副總經理或總工批準停機模塊三之項目二發(fā)電機保護動作處理原則1確保發(fā)變組開關、勵磁系統(tǒng)及其滅磁開關已跳閘。2檢查廠用電切換是否正常，否則應立即恢復廠用系統(tǒng)供電。3檢查保護動作情況，做好記錄，復歸開關及信號。4對發(fā)電機及保護范圍內所有電氣設備進行外部檢查，找出故障點或故障原因，及時聯(lián)系檢修消除。5若外部檢查無法找出故障點，則應將發(fā)電機及其系統(tǒng)轉檢修，聯(lián)系檢修檢查處理。6若所有檢查試驗均未發(fā)現(xiàn)發(fā)電機及其回路有故障，經生產副總經理或總工批準，可對發(fā)變組進行零起升壓，升壓過程中有異常則立即停機作詳細檢查處理。7故障消除后測量發(fā)變組及其系統(tǒng)絕緣合格，恢復機組運行。發(fā)電機事故處理發(fā)變組范圍保護故障或開關拒動處理原則1.若為保護拒動則立即緊急停機2.確保廠用電切換正常。發(fā)電機事故處理發(fā)電機升壓時升不起電壓處理原則1現(xiàn)象a.升壓時定子電壓異常。b.勵磁電壓、電流異常。2處理a.立即停止升壓，檢查起勵裝置及其電源是否正常，是否有輸出。b.查勵磁調節(jié)裝置有無故障信號、運行是否正常。c.若定子、轉子表計均無指示，應查滅磁開關合閘是否良好，跨接器是否斷開良好，整流柜是否正常投用。d.排除勵磁系統(tǒng)各元件異常情況下，檢查勵磁回路是否有開路或短路情況。e.若轉子回路表計有指示而定子電壓表無指示，則應檢查是否指示儀表用PT熔絲熔斷。發(fā)電機事故處理1現(xiàn)象1.1勵磁回路電壓電流數(shù)值異常。1.2發(fā)電機出口電壓降低。1.3發(fā)電機進入異步運行狀態(tài)。1.4失磁嚴重時“失磁保護”動作，發(fā)電機跳閘。2處理2.1若失磁保護動作，主開關、滅磁開關均跳閘，應迅速查明失磁原因，設法恢復后重