2022電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理講義

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理培訓(xùn)講義2023電流保護(hù)繼電特性繼電器的動作明確干脆，不可能停留在某一個(gè)中間位置,保證其動作確切可靠一、電流速斷保護(hù)(I段)

反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動作的電流保護(hù)，滿足快速性要求整定動作值選擇性條件實(shí)際整定（引入可靠系數(shù)）

2.短路電流變化規(guī)律

(1)短路距離故障離電源越遠(yuǎn),短路電流越小(2)故障類型根據(jù)電力系統(tǒng)故障分析,相間短路時(shí)(3)系統(tǒng)運(yùn)行方式最大方式:通過保護(hù)的短路電流為最大的方式(ZS.min)最小方式:通過保護(hù)的短路電流為最小的方式(ZS.max)最大運(yùn)行方式下三相短路通過保護(hù)的短路電流為最大最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)通過保護(hù)的短路電流最小兩種方式下分別有最大\最小保護(hù)范圍(4)最大/最小短路電流曲線2.校驗(yàn)保護(hù)范圍對保護(hù)A要求:解法析令解得最小保護(hù)范圍越長，電流速斷保護(hù)動作越靈敏單位線路長度的阻抗：

Z1＝0.4/km（簡化計(jì)算時(shí)）二、電流定時(shí)限速斷保護(hù)(II段)切除本線路速斷范圍以外的故障，保護(hù)本線路的全長作為速斷的后備1.動作原理保護(hù)范圍延伸到下一條線路為保證選擇性，必須使保護(hù)的動作帶有一定的時(shí)限為了使動作時(shí)限盡量縮短，考慮使它的保護(hù)范圍不超出下一條線路速斷保護(hù)的范圍其動作時(shí)限比下一條線路的速斷高出一個(gè)時(shí)間階段2.整定動作值選擇性條件實(shí)際整定（引入可靠系數(shù))3.保護(hù)裝置靈敏性的校驗(yàn)

校驗(yàn)條件:

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路(即最不利情況下，動作最不靈敏)

靈敏性不能滿足要求時(shí),考慮進(jìn)一步延伸限時(shí)電流速斷的保護(hù)范圍，使之與下一條線路的限時(shí)電流速斷相配合

三、定時(shí)限過電流保護(hù)（III段）保護(hù)本線路及相鄰下條線路的全長本線路I、II段保護(hù)的近后備（裝置故障）相鄰線路的保護(hù)的遠(yuǎn)后備（裝置故障及開關(guān)失靈）1.工作原理起動電流大于（躲開）最大負(fù)荷電流起動電流大于（躲開）最大自起動電流保護(hù)定值不能保證選擇性為保證選擇性，必須使保護(hù)的動作帶有一定的時(shí)限相鄰線路動作時(shí)限配合關(guān)系：階梯時(shí)限特性2.整定動作值（1）自起動電流故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動機(jī)有一個(gè)自起動的過程，且自起動電流大于正常工作電流

（2）動作值整定（引入可靠系)整定條件：返回電流大于最大自起動電流Kfh越小，則保護(hù)的起動電流越大，其靈敏性就越差，因此要求電流繼電器應(yīng)有較高的返回系數(shù)。(3)動作時(shí)間整定保護(hù)動作值不能保證選擇性：（故障電流流過保護(hù)時(shí)過電流繼電器均起動）按階梯時(shí)限特性整定動作時(shí)間：單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中過電流保護(hù)動作時(shí)限的選擇說明

3.保護(hù)裝置靈敏度的校驗(yàn)

校驗(yàn)條件:

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路(即最不利情況下，動作最不靈敏)（1）近后備（校驗(yàn)點(diǎn)取本線路末端）（2）遠(yuǎn)后備（校驗(yàn)點(diǎn)取相鄰線路末端）

四、電流保護(hù)的接線方式1、接線方式（LJ與LH二次繞組連接關(guān)系）2、不同接線方式性能比較

中性點(diǎn)直接接地、非直接接地電網(wǎng)各種接線方式均能正確反應(yīng)各種相間故障中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)（35KV以下）（1）單相接地故障特點(diǎn)故障相電壓為零，非故障相電壓升高倍只存在很小對地電容電流，無短路故障電流保持三相相間電壓對稱，允許繼續(xù)短時(shí)運(yùn)行要求：不同點(diǎn)兩點(diǎn)接地短路時(shí)，只切除一個(gè)短路點(diǎn)以減少停電范圍（2）不完全星形接線兩繼電器方式AB、BC異地兩點(diǎn)接地故障：B相無LH、LJ，只切除A或C相故障（2/3幾率）AC異地兩點(diǎn)接地故障：同時(shí)切除A、C相故障（1/3幾率）（3）變壓器后兩相短路故障分析AB相故障三角形側(cè)故障相量分析故障特殊相為C相，有可作三角形側(cè)電流向量圖變壓器高、低壓側(cè)序分量相位關(guān)系：

可作星形側(cè)電流向量圖（4）不完全星形接線三繼電器方式根據(jù)降壓變壓器后兩相短路故障分析，變壓器高壓側(cè)B相電流是其它兩相電流的2倍在電流保護(hù)接于降壓變壓器的高壓側(cè)以作為低壓側(cè)線路故障的后備保護(hù)時(shí)，如果保護(hù)是采用三相星形接線，保護(hù)靈敏系數(shù)增大一倍

實(shí)際系統(tǒng)中多采用不完全星形接線三繼電器方式五、三段式電流保護(hù)整定計(jì)算舉例例題

如圖所示網(wǎng)絡(luò)中中，對保護(hù)A進(jìn)行三段式電流保護(hù)整定計(jì)算，并計(jì)算繼電器的動作電流。線路AB的負(fù)荷電流為230A,Z1=0.4(歐姆/公里),Kk1=1.25;Kk2=1.1；Kk3=1.2;Kzq=1.5;Kh=0.85。nCT=300/5。1.線路AB的保護(hù)A速斷保護(hù)求動作電流為保證選擇性，按躲開線路BC末端的最大短路電流Id(3).B.max整定速斷不完全星形接線兩繼電器方式時(shí)繼電器的動作電流動作時(shí)間(固有動作時(shí)間)：靈敏度校驗(yàn)：滿足要求2.線路AB的保護(hù)A的II段保護(hù)求動作電流與下條線路電流速斷動作值配合：不完全星形接線兩繼電器方式時(shí)繼電器的動作電流動作時(shí)間：靈敏度校驗(yàn)：

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，本線路末端發(fā)生兩相短路

(最不利情況下，動作最不靈敏)

滿足要求3.線路AB的保護(hù)A的III段保護(hù)求動作電流躲過本線路最大負(fù)荷電：不完全星形接線兩繼電器方式時(shí)繼電器的動作電流動作時(shí)間（階梯時(shí)限特性）：靈敏度校驗(yàn)（1）：近后備：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，本線路末端發(fā)生兩相短路

(最不利情況下，動作最不靈敏)

滿足要求靈敏度校驗(yàn)（2）：遠(yuǎn)后備：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，相鄰線路末端發(fā)生兩相短路

(最不利情況下，動作最不靈敏)

滿足要求六、功率方向繼電器的900接線方式按相接線時(shí)存在動作的電壓死區(qū)保護(hù)出口故障時(shí)例如：故障類型為時(shí)，A相功率方向繼電器工作電壓為零，出現(xiàn)動作死區(qū)改進(jìn)：使用非故障相間電壓參與比相，即采用900

接線方式（另以電壓記憶消除三相出口短路電壓死區(qū)）

接線方式：純有功時(shí)，以上電壓電流間相位差為最大靈敏角為（電流滯后電壓為正角度）為GJ內(nèi)角多電源網(wǎng)絡(luò)中方向電流III段保護(hù)按單側(cè)電源電流III段整定方式計(jì)算動作時(shí)間不能完全保證其選擇性一般應(yīng)配置GJ保證其選擇性以下情況可不設(shè)GJ（1）同一母線上動作時(shí)間最長的電流III段，其動作時(shí)間可保證其選擇性（2）負(fù)載線路的保護(hù)。因無電源，其反向故障時(shí)無短路電流對方向性電流保護(hù)的評價(jià)多電源網(wǎng)絡(luò)中，必須采用方向性保護(hù)才有可能保證各保護(hù)的選擇性應(yīng)用方向元件以后將使接線復(fù)雜，投資增加，同時(shí)保護(hù)出口附近正方向發(fā)生三相短路時(shí)，出現(xiàn)方向保護(hù)的“死區(qū)”只在必需時(shí)使用方向元件，如：

電流速斷保護(hù)定值不能保證選擇性過電流保護(hù)動作時(shí)限不能保證選擇性方向電流II段保護(hù)按單側(cè)電源電流II段整定方式計(jì)算,但需考慮:

分支系數(shù)有助增電流時(shí)，方向II段保護(hù)的整定分支電路中有電源時(shí),故障線路中的短路電流增大的現(xiàn)象，稱為助增。如果前一級II段保護(hù)仍按原方式整定,則保護(hù)范圍將大大縮短需考慮分支系數(shù)以保證II段保護(hù)足夠的靈敏度實(shí)際整定保護(hù)AII段與保護(hù)BI段的保護(hù)范圍配合(消除助增電流的影響)

其中對應(yīng)保護(hù)BI段的保護(hù)范圍末端故障時(shí)流過保護(hù)A的故障電流分支系數(shù)（減小了保護(hù)AII段定值）整定得:有助增電流時(shí)，分支系數(shù)的計(jì)算U=I1*Z1//ZS2I2=U/Z1Kfz=

I1/I2=(Z1+ZS2)/ZS2=1+Z1/ZS2=1+(ZS1+ZAB)/ZS2七、例題：在雙電源系統(tǒng)中，負(fù)荷潮流方向、饋電線路過電流保護(hù)動作時(shí)限如圖所示。問:(1)輸電線路過電流保護(hù)動作時(shí)間;(2)哪些線路過電流保護(hù)必須安裝功率方向元件?(3)在給定潮流方向的情況下,線路Lab,Lbc上功率方向元件的動作行為如何？解：(1)按階梯時(shí)間特性計(jì)算保護(hù)1—4的過電流保護(hù)動作時(shí)限。考慮電源EM

單獨(dú)作用:保護(hù)8為其末端線路保護(hù)，以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算：

t3=t8+

t=1.5+0.5=2st1=max{t3,t6,t7}+

t=t3+

t=2.5考慮電源EN

單獨(dú)作用時(shí)保護(hù)5為其末端線路保護(hù)，以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算：

t2=t5+

t=1+0.5=1.5st4=max{t2,t6,t7}+

t=t7+

t=2.5s(2)必須安裝功率方向元件的過電流保護(hù)a.母線A出線的保護(hù)：保護(hù)5為負(fù)載線路保護(hù)，則保護(hù)1不需設(shè)置功率方向元件。b.母線C出線的保護(hù)：保護(hù)8為負(fù)載線路保護(hù)，則保護(hù)4不需設(shè)置功率方向元件。c.母線B出線的保護(hù)：保護(hù)3，7的動作時(shí)間相等，均為最大動作時(shí)間:tmax=t3=t7=2s則保護(hù)2，3均需設(shè)置功率方向元件（方向標(biāo)于圖中，與保護(hù)正方向相同）保護(hù)6，7為負(fù)載線路保護(hù)，則保護(hù)6，7不需設(shè)置功率方向元件。(3)給定潮流方向下功率方向元件動作行為分析a.線路Lab上潮流方向與保護(hù)2動作正方向相反：保護(hù)2功率方向元件不動作。b.線路Lbc上潮流方向與保護(hù)3動作正方向相同：保護(hù)3功率方向元件動作。（但此時(shí)保護(hù)3電流元件不動作，因此方向性電流保護(hù)不動作。）八、(方向性)零序電流保護(hù)

零序電流的分布:取決于變壓器中性點(diǎn)接地的位置與數(shù)量要點(diǎn)：零序方向電流保護(hù)的主要特點(diǎn)靈敏I段和不靈敏I段保護(hù)的差別與使用條件限時(shí)零序電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)所采取的措施（四段式零序電流保護(hù)）零序方向電流保護(hù)的主要特點(diǎn)(1)零序方向電流保護(hù)的靈敏度高，動作時(shí)限短，無電壓死區(qū)。(2)零序電流保護(hù)受運(yùn)行方式變化的影響較小。(3)零序保護(hù)不受三相對稱的系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等的影響。(4)在110kV及以上的高壓系統(tǒng)中，單相接地故障約占全部故障的70％——90％，采用專門的零序保護(hù)具有顯著的優(yōu)越性。靈敏I段和不靈敏I段保護(hù)的差別與應(yīng)用區(qū)別:零序電流靈敏I段與零序電流不靈敏I段的定值整定原則不同，動作靈敏度不同應(yīng)用：零序電流靈敏I段動作靈敏度高，作為全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時(shí)的接地保護(hù)，非全相運(yùn)行時(shí)需退出運(yùn)行；零序電流不靈敏I段的動作靈敏度低，作為非全相運(yùn)行、發(fā)生接地故障時(shí)的接地保護(hù)越靠近故障點(diǎn)的零序電壓越高，因此零序方向元件沒有電壓死區(qū)

當(dāng)故障點(diǎn)距保護(hù)安裝地點(diǎn)很遠(yuǎn)時(shí)，由于保護(hù)安裝處的零序電壓較低，零序電流較小，可能存在動作死區(qū)作為相鄰元件的后備保護(hù)時(shí)，必須校驗(yàn)方向元件的靈敏系數(shù):采用相鄰元件末端短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最小零序功率與GJ的最小起動功率之比來計(jì)算，并要求

Klm>2零序電流速斷保護(hù)(靈敏I段和不靈敏I段保護(hù))采用單相自動重合閘時(shí)，若不能躲開在非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流，則：（a)設(shè)置靈敏一段：用于切除全相運(yùn)行時(shí)接地故障；非全相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)退出運(yùn)行（閉鎖靈敏一段）（b)設(shè)置不靈敏一段：用于切除非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生接地故障距離保護(hù)距離保護(hù)要點(diǎn)

圓特性阻抗繼電器的動作方程、動作特性、交流接線圓特性阻抗繼電器性能分析比較（允許Rg、躲Zf.min、躲振蕩能力）三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算原則和整定計(jì)算方法系統(tǒng)振蕩及其影響一、阻抗繼電器的動作特性分析與實(shí)現(xiàn)方法接線方式：相間/接地（零序補(bǔ)償）阻抗繼電器00接線方式

ZJAB(UJAB,IJAB)/ZJA(UJA,IJA+k3I0)1.全阻抗繼電器動作特性(1)幅值比較方式阻抗比幅方程|ZJ|

|Zzd|

電壓比幅方程|UJ|=|ZJIJ|

|ZzdIJ|

(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

比相電壓D為工作電壓，比相電壓C為極化電壓（即比相參考電壓）2.方向阻抗繼電器動作特性

(最大特點(diǎn)：動作具有方向性)以整定阻抗Zzd

為直徑的過原點(diǎn)的圓(1)幅值比較方式阻抗比幅方程

電壓比幅方程(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

比相電壓D為工作電壓，比相電壓C為極化電壓（即比相參考電壓）,出口故障時(shí)存在電壓死區(qū)，需使用電壓記憶回路消除死區(qū)正方向故障時(shí)，繼電器的起動阻抗隨測量阻抗角變化當(dāng)

J=

d

時(shí)，繼電器的起動阻抗最大，為整定阻抗Zzd，對應(yīng)的阻抗角為最大靈敏角

lm

lm<

d時(shí)，允許Rg能力增強(qiáng)改變電抗變換器DKB副邊線圈中的電阻大小，可以改變最大靈敏角

lm方向阻抗繼電器方向性明確，要求電流、電壓線圈接入電流電壓時(shí)不要接錯(cuò)極性；否則方向阻抗繼電器正向故障拒動或反向故障誤動3.偏移阻抗繼電器動作特性偏移阻抗繼電器的動作特性是以整定阻抗

(1+)Zzd為直徑的過原點(diǎn)(保護(hù)安裝點(diǎn))的圓其正向整定阻抗(I相限)為Zzd

其反向整定阻抗(III相限)為

Zzd(=0.1~0.2)繼電器的圓心向量為

Z0=(1–)Zzd/2

繼電器的半徑為

Zr=(1+)Zzd/2(1)幅值比較方式阻抗比幅方程電壓比幅方程(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

（3）

=0時(shí)，為方向阻抗繼電器

=1時(shí)，為全阻抗繼電器+R軸方向動作區(qū)域越大，受過渡電阻影響越??；但同時(shí)躲負(fù)荷能力越小，受振蕩影響越大。單側(cè)電源時(shí)，過渡電阻使得測量阻抗增大，區(qū)內(nèi)故障可能拒動雙側(cè)電源時(shí)，過渡電阻使得測量阻抗增大/減小，區(qū)內(nèi)/區(qū)外故障可能拒動/誤動交流接線與動作方程的關(guān)系二、分支系數(shù)的影響與分支系數(shù)的考慮1.助增電流的影響有助增電流時(shí)的測量阻抗有助增電流時(shí)分支系數(shù)使測量阻抗大于實(shí)際短路阻抗距離保護(hù)II段區(qū)內(nèi)故障可能被反應(yīng)為區(qū)外故障，使實(shí)際保護(hù)范圍縮短保護(hù)靈敏度校驗(yàn)時(shí)取可能的最大分支系數(shù)，對應(yīng)實(shí)際保護(hù)范圍最小的最不利情況Kfz=IBC/IAB=IBC/[IBCZ

/(Zs1+ZAB)]Kfz=[1+(Zs1+ZAB)/Zs2];Kfz.min=[1+(Zs1.min+ZAB)/Zs2.max]Kfz.max=[1+(Zs1.max+ZAB)/Zs2.min]有助增電流時(shí)分支系數(shù)2.有外吸電流的影響有外吸電流時(shí)的測量阻抗有外吸電流時(shí)分支系數(shù)使測量阻抗小于實(shí)際短路阻抗距離保護(hù)II段區(qū)外故障可能被反應(yīng)為區(qū)內(nèi)故障，使實(shí)際保護(hù)范圍延伸保護(hù)整定時(shí)取可能的最小分支系數(shù)，對應(yīng)實(shí)際保護(hù)范圍最大的情況，以保證其選擇性（不延伸進(jìn)入下條線路II段保護(hù)范圍）Kfz=IBC/IAB=[IAB(Zd//

Zd’)/Zd]/IAB=Zd’/(Zd+Zd’)=[ZBC’+(1-K1)ZBC]/2ZBC=1-K1/2有外吸電流時(shí)分支系數(shù)三、距離保護(hù)的整定計(jì)算（一）、距離保護(hù)I段（速斷）

反應(yīng)于阻抗降低而瞬時(shí)動作；不能保護(hù)本線路的全長對線路AB的距離保護(hù)I段，有保護(hù)范圍為線路全長的80~85%，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響動作時(shí)間:(二)、距離保護(hù)II段（限時(shí)速斷）與相間電流保護(hù)類似,需考慮分支系數(shù)的影響1.與相鄰線路I段配合2.躲開線路末端變壓器低壓側(cè)出口短路實(shí)際整定值取1，2計(jì)算值中的最小值3.動作時(shí)間:

4.靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)II段保護(hù)本線路全長,則校驗(yàn)點(diǎn)為本線路末端:5.不滿足要求時(shí),與相鄰線路II段配合動作時(shí)間為:(三)、距離保護(hù)III段1.按躲開最小負(fù)荷阻抗整定與相間電流保護(hù)III段類似,在考慮電機(jī)自啟動時(shí)保證距離III段可靠返回注意整定2.靈敏度的校驗(yàn)

(1）近后備（校驗(yàn)點(diǎn)取本線路末端）（2）遠(yuǎn)后備（校驗(yàn)點(diǎn)取相鄰線路末端）在校驗(yàn)靈敏度時(shí),取Kfz=max(使靈敏系數(shù)減小的最不利情況)變壓器容量很小時(shí),ZT

很大,難以滿足遠(yuǎn)后備靈敏度要求,允許KLM<1.23.用方向阻抗繼電器

提高靈敏度按躲開最小負(fù)荷阻抗條件整定時(shí),高于全阻抗繼電器線路阻抗角大于負(fù)荷阻抗角

d>f整定:4.動作時(shí)間:

保護(hù)動作值不能保證選擇性；需按階梯時(shí)限特性整定動作時(shí)間5.

一次測量阻抗與二次測量阻抗ZJ=UJ/IJZj=Uj/Ij=(UJ/ny)/(IJ/nl)=(UJ/IJ)(nl/ny)四、系統(tǒng)振蕩時(shí)電流電壓的變化規(guī)律

以雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)為例分析:振蕩中心

Z

/2考慮全相運(yùn)行振蕩三相對稱，只需分析單相系統(tǒng)（1）M母線處測量阻抗為（2）任意點(diǎn)保護(hù)安裝處測量阻抗的變化規(guī)律保護(hù)安裝處背側(cè)阻抗為ZM

時(shí)，有保護(hù)安裝處測量阻抗為

m=1/2，測量阻抗軌跡過原點(diǎn)

m<1/2，測量阻抗軌跡在保護(hù)正方向

m>1/2，測量阻抗軌跡在保護(hù)反方向

系統(tǒng)振蕩對阻抗繼電器的影響振蕩中心位于保護(hù)范圍的正方向(m<0.5)若測量阻抗軌跡進(jìn)入阻抗繼電器動作區(qū)，阻抗繼電器將受振蕩影響而周期性誤動作阻抗繼電器將受振蕩影響的程度與阻抗繼電器的動作特性有關(guān)振蕩中心在保護(hù)范圍的反方向時(shí)(m>0.5)，阻抗繼電器不受振蕩影響一般距離保護(hù)III段動作時(shí)間大于振蕩周期，因此不受振蕩影響

反應(yīng)測量阻抗變化速度的振蕩閉鎖振蕩時(shí)，如果振蕩中心在保護(hù)I段范圍內(nèi)，測量阻抗沿振蕩中心周期性移動；測量阻抗按Z,Z’’,Z’順序進(jìn)入動作區(qū)；短路初瞬，測量阻抗突變?yōu)闉槎搪纷杩梗?/p>

Z’,Z’’,Z同時(shí)動作(短路點(diǎn)在I段范圍內(nèi))可根據(jù)Z’,Z’’,Z動作時(shí)間的差別識別振蕩五、例題：

如圖所示，在一百一十千伏輸電線路中，線路AB的負(fù)荷電流為335A,Kzq=1.5;Kfh=1.15,Kk’=0.85;Kk=1.25。負(fù)荷電流功率因數(shù)為cos

=0.8,其余參數(shù)見附圖(電力圖書館公眾號)。

110KV25KM36KM18KM

計(jì)算：線路AB零度接線相間方向阻抗距離保護(hù)一段、三段動作值。其中：阻抗繼電器最大動作靈敏角為:75度；短路阻抗角為:75度；系統(tǒng)阻抗為:Xs=9.5歐姆；單位線路長度的阻抗為:X1=0.4(歐姆/公里)；電流互感變比為NLH=1200/5。解：（1）距離保護(hù)一段動作值整定Zdz.A’

=Kk’

ZAB=0.850.425=8.5Zdz.A’.J=Zdz.A’.NLH/NYH=1.86

（2）距離保護(hù)三段動作值ZfA.max=0.9UN/IfA.max=170.62全阻抗動作值：Zdz.A=ZfA.max/(KkKzqKh)=79.13方向阻抗動作值：

f=arccos(0.8)=36.870Zdz.A*=Zdz.A

/cos(d-f)=79.13/cos(750

-36.870)=100.6Zdz.A*J=Zdz.A*.NLH/NYH=21.95

高頻保護(hù)高頻（載波保護(hù)）保護(hù)要點(diǎn)高頻保護(hù)保護(hù)范圍為線路全長，動作時(shí)間為0秒（不考慮裝置固有動作時(shí)間），用于220KV及以上超高壓輸電線路主保護(hù)高頻通道的工作方式(故障時(shí)發(fā)信、長期發(fā)信和移頻(混合)方式)及其特點(diǎn)高頻信號(閉鎖、允許和跳閘信號)的性質(zhì)及其特點(diǎn)高頻閉鎖方向保護(hù)相差高頻保護(hù)高頻通道工作方式短時(shí)發(fā)訊方式正常不發(fā)訊，僅線路故障時(shí)發(fā)訊優(yōu)點(diǎn)：減少干擾，延長發(fā)訊機(jī)壽命缺點(diǎn)：需定時(shí)手動發(fā)訊，檢查通道完好性長時(shí)發(fā)訊方式正常發(fā)訊,優(yōu)點(diǎn)：加快保護(hù)動作速度；可實(shí)時(shí)檢測通道完好性缺點(diǎn)：對其它通訊干擾強(qiáng)；對發(fā)訊機(jī)性能要求高混合方式正常時(shí)只發(fā)小功率監(jiān)頻訊號，實(shí)現(xiàn)對通道完

好性的檢測線路故障時(shí)增大發(fā)訊功率，發(fā)出跳頻信號應(yīng)用廣泛的復(fù)用載波機(jī)均采用混合方式工作優(yōu)點(diǎn)：減少干擾，延長發(fā)訊機(jī)壽命自動檢查通道完好性訊號的作用方式保護(hù)動作：P=1；收訊動作：GSX=1保護(hù)動作跳閘：L=1（1）跳閘訊號常以一端的電流速斷、零序速斷、距離I段啟動發(fā)訊，則收訊即可跳閘收訊為跳閘的充分必要條件：

L=P+GSX（2）允許訊號常以一端的電流、零序、距離II段配合允許訊號工作，收訊為跳閘的必要條件：

L=P·GSX（3）閉鎖訊號常以一端的方向零序、距離III段配合閉鎖訊號工作，停訊為跳閘的必要條件：

高頻閉鎖方向保護(hù)（一）基本原理保護(hù)區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)保護(hù)方向元件S+動作，均不發(fā)訊，保護(hù)動作跳閘保護(hù)區(qū)外故障：近故障側(cè)保護(hù)方向元件S+不動作，啟動發(fā)訊，閉鎖對側(cè)保護(hù)（二）電流啟動方式的高頻閉鎖方向保護(hù)1.原理框圖2.元件功能說明故障起動元件I，I’靈敏度不同I為靈敏電流元件，起動發(fā)訊I’為不靈敏電流元件，開放功率方向元件區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障側(cè)I’

動作時(shí)，近故障側(cè)I必然動作，可靠起動發(fā)訊閉鎖對側(cè)（考慮CT誤差的影響）S+

：保護(hù)正方向故障時(shí)動作的功率方向元件區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)S+

，I’

動作后停訊，經(jīng)t2延時(shí)后出口跳閘區(qū)外故障：近故障側(cè)S+

不動作，I動作后起動發(fā)訊閉鎖對側(cè)延時(shí)t1作用：區(qū)外故障切除后，近故障端保護(hù)繼續(xù)發(fā)訊t1以閉鎖對端保護(hù)用于防止近故障端保護(hù)I先返回（停止發(fā)訊）、遠(yuǎn)故障端S+

，I’

后返回時(shí)引起的誤動延時(shí)t2作用：通道配合延時(shí)區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障端S+

，I’動作，需經(jīng)t2延時(shí)才能出口，以保證可靠收到對側(cè)閉鎖信號（三）功率方向元件啟動方式的高頻閉鎖方向保護(hù)1.原理框圖（S–

：保護(hù)反方向故障時(shí)動作的功率方向元件）2.動作過程說明區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)S+

元件動作，S–不動作，經(jīng)t2延時(shí)后出口跳閘區(qū)外故障：近故障側(cè)S+

不動作，S–

動作后起動發(fā)訊閉鎖對側(cè)要求：S–

動作靈敏度高于S+

，保證區(qū)外故障時(shí)近故障側(cè)S–可靠發(fā)訊3.高頻閉鎖方向的功率方向元件（1）基本要求

1)可反應(yīng)所有類型的故障

2)沒有電壓死區(qū)

3)振蕩時(shí)不誤動分析900接線功率方向元件有電壓死區(qū)，振蕩時(shí)可能誤動零序功率方向元件只能反應(yīng)K(1),K(1,1)都不能滿足要求（2）負(fù)序功率方向元件的特點(diǎn)1)可反應(yīng)所有不對稱故障;增加電壓記憶后,也可反應(yīng)三相對稱故障;2)沒有電壓死區(qū);保護(hù)區(qū)外故障時(shí),近故障側(cè)負(fù)序電壓(功率)高于遠(yuǎn)故障側(cè)負(fù)序電壓(功率),容易實(shí)現(xiàn)靈敏度配合3)振蕩時(shí)三相對稱,不存在負(fù)序分量,負(fù)序功率方向元件不誤動因此,負(fù)序功率方向元件在高頻閉鎖保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用相差高頻保護(hù)基本原理原理框圖

元件功能說明故障起動元件(I2+KI0)低定值元件為靈敏電流元件，起動發(fā)訊高定值元件為不靈敏電流元件，開放相差保護(hù)比相元件區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障側(cè)高定值元件動作時(shí)，近故障側(cè)低定值元件必然動作，可靠起動發(fā)訊閉鎖對側(cè)，防止單側(cè)發(fā)訊導(dǎo)致保護(hù)誤動(I2+KI0)可反應(yīng)各種不對稱故障；對于三相對稱故障，故障初瞬(I2+KI0)短暫動作后以記憶回路保持其動作狀態(tài)，或以電流、阻抗元件輔助起動操作電流元件(I1+KI2)相差高頻保護(hù)中，將三相電流綜合為復(fù)合電流(I1+KI2)比相，可正確反映各種不同類型的故障(I1+KI2)控制高頻發(fā)訊機(jī)發(fā)訊（對高頻電流進(jìn)行調(diào)制），稱為操作電流K=6~8，保證了各種區(qū)內(nèi)各種不對稱故障的靈敏性；

I1保證了在區(qū)內(nèi)三相對稱故障時(shí)操作元件的可靠工作相差保護(hù)相繼動作區(qū)區(qū)內(nèi)故障最不利情況：K(3),

max=arg(EM/EN)=700M側(cè)考慮線路阻抗角：

d=600N側(cè)考慮電機(jī)、變壓器阻抗角：

d=900

max=arg(IM/IN)=1000考慮LH誤差角(電流互感器容量滿足10%誤差曲線時(shí)，二次電流角度誤差小于70)、信號傳輸延遲產(chǎn)生的誤差角度，有

max=1220

60×l/100N側(cè)保護(hù)高頻信號相位差為

max=1220–60×l/100

高頻信號間斷角

=1800

–

max>

b,保護(hù)動作M側(cè)保護(hù)高頻信號相位差為

max=1220+60×l/100

高頻信號間斷角

=1800

–

max<

b,保護(hù)拒動注意：此時(shí)M側(cè)高頻信號相位差大于(1800-

b)

N側(cè)保護(hù)動作跳閘后停止發(fā)訊，M側(cè)保護(hù)單側(cè)發(fā)訊，高頻信號間斷角為1800，可靠跳閘：稱為：相繼動作第五章自動重合閘5.1自動重合閘的作用1、輸電線路特點(diǎn)—易發(fā)生瞬時(shí)性故障瞬時(shí)性故障（又稱自消性故障、暫時(shí)性故障）由繼電保護(hù)裝置動作斷開電源后，故障點(diǎn)的電弧自行熄滅，絕緣介質(zhì)重新恢復(fù)強(qiáng)度，故障自行消除，此時(shí)若重新合上斷路器，就能恢復(fù)供電。永久性故障在故障線路電源被斷開之后，若重新合上斷路器，由于故障依然存在，線路還要被繼電保護(hù)裝置切除，因而就不能恢復(fù)正常的供電。1kV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上，只要裝有斷路器，一般應(yīng)裝設(shè)ARC。2、自動重合閘概念自動重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置，簡稱ARC（舊稱ZCH）。瞬時(shí)性故障?重合成功永久性故障?重合不成功3、自動重合閘的作用：（1）對暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。輸電線路80%~90%為瞬時(shí)性故障；一次重合成功率60%~70%

二次重合成功率80%~90%（2）對兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。聯(lián)絡(luò)線跳開?功率不平衡?功角δ↑?失步

P（Q）不足→→f↓（U↓）

P（Q）過?！鷉↑（U↑）（3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動作引起的誤跳閘。誤跳閘：繼保動作、QF操作機(jī)構(gòu)不良、認(rèn)為誤碰（4）加快事故后電力系統(tǒng)電壓恢復(fù)速度。電機(jī)未完全制動，自起動電流?。?）節(jié)省建設(shè)輸電線路投資。緩建或不建第二回線（6）彌補(bǔ)輸電線路耐雷水平降低的影響。4、自動重合閘的不利影響采用自動重合閘后，當(dāng)重合于永久性故障時(shí)，也將帶來一些不利影響。(1)電力系統(tǒng)將再次受到短路電流的沖擊，對超高壓系統(tǒng)還可能降低并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，可能引起系統(tǒng)振蕩。(2)使斷路器的工作條件更加惡劣。因在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流，對于油斷路器必須予以注意，因?yàn)榈谝淮翁l時(shí)，由于電弧的作用，已使絕緣介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度降低；在重合后第二次跳閘時(shí)，是在絕緣強(qiáng)度已經(jīng)降低的不利條件下進(jìn)行的，因此，油斷路器在采用了重合閘以后，其遮斷容量也要不同程度的降低(一般降低到80%左右)。5.2自動重合閘的基本要求（1）ARC動作應(yīng)迅速；（2）由運(yùn)行人員手動或通過遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，自動重合閘裝置不應(yīng)動作；

(3)手動合閘于故障線路時(shí)，繼電保護(hù)跳開后，自動重合閘裝置不應(yīng)動作；（4）對于雙側(cè)電源，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同步問題；采用重合閘的目的有兩點(diǎn)：一是保證并列運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性；二是盡快恢復(fù)瞬時(shí)故障元件的供電，從而自動恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（5）動作的次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次重合閘就只能重合一次；當(dāng)重合于永久性故障而斷路器再次跳閘后，就不應(yīng)再重合。（6）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸，為下一次動作做好準(zhǔn)備；（7）重合閘時(shí)間應(yīng)能整定，并有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動作，以便更好地與繼電保護(hù)相配合，加速故障地切除。（8）當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)時(shí)(如操動機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、液壓異常等)，應(yīng)將ARC裝置閉鎖。自動重合閘的類型按照自動重合閘裝置作用于斷路器的方式可分為：1.三相重合閘不論發(fā)生單相短路還是相間短路，繼保動作后均使斷路器三相同時(shí)斷開，然后重合閘再將三相同時(shí)投入。當(dāng)前一般只允許重合閘一次，故稱三相一次自動重合閘裝置。2.單相重合閘在110kV及以上系統(tǒng)，架空線路的線間距大，相間故障機(jī)會很少，主要是單相接地故障。在單相接地只把故障相斷開，再進(jìn)行單相重合，其余兩相繼續(xù)運(yùn)行，這樣大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列的穩(wěn)定性。如果是永久性故障，且系統(tǒng)又不允許非全相長期運(yùn)行，則重合后保護(hù)將跳閘，并不再重合。3.綜合重合閘單相重合閘和三相重合閘綜合到一起，發(fā)生單相接地故障時(shí)，采用單相重合閘方式工作；當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，采用三相重合閘方式工作。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘裝置。對一個(gè)具體的線路，究竟使用何種重合閘方式，要結(jié)合系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析選取，一般遵循下列原則：(1)沒有特殊要求的單電源線路，采用一般的三相重合閘；(2)凡是選用簡單的三相重合閘能滿足要求的線路，都應(yīng)選用三相重合閘；(3)當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，如果使用三相重合閘不能滿足穩(wěn)定性要求而出現(xiàn)大面積停電或重要用戶停電者，應(yīng)當(dāng)選用單相重合閘和綜合重合閘。5.3單側(cè)電源輸電線路的三相一次自動重合定義：當(dāng)輸電線路上不論發(fā)生單相接地短路還是相間短路時(shí)，繼電保護(hù)裝置均將線路三相斷路器斷開，然后自動重合閘裝置啟動，經(jīng)預(yù)定延時(shí)(一般為0.5s～1.5s)發(fā)出重合脈沖，將三相斷路器同時(shí)合上。對單側(cè)電源線路三相自動重合閘的基本要求安裝地點(diǎn)：線路電源側(cè)適用范圍：35kV及以下線路（三相一次重合閘）線路特點(diǎn)：只有一個(gè)電源供電（不存在非同期合閘問題）重合閘的實(shí)現(xiàn)元件有電磁型、晶體管型、集成電路型及微機(jī)型等，它們的工作原理是相同的，只是實(shí)現(xiàn)的方法不同。主要由重合閘啟動、重合閘時(shí)間、一次合閘脈沖、手動跳閘后閉鎖、手動合閘于故障時(shí)保護(hù)加速跳閘等元件組成。(1)重合閘啟動。當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作跳閘或其他非手動原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)啟動。(2)重合閘時(shí)間。啟動元件發(fā)出啟動指令后，時(shí)間元件開始記時(shí)，達(dá)到預(yù)定的延時(shí)后，發(fā)出一個(gè)短暫的合閘命令。(3)一次合閘脈沖。當(dāng)延時(shí)時(shí)間到后，它立即發(fā)出一個(gè)可以合閘的脈沖命令，并且開始記時(shí)，準(zhǔn)備重合閘的整組復(fù)歸，復(fù)歸時(shí)間一般為15s～25s。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，即使再有重合閘時(shí)間元件發(fā)出命令，它也不再發(fā)出可以合閘的第二次命令。三相一次重合閘的構(gòu)成(4)手動跳閘后閉鎖。當(dāng)手動跳開斷路器時(shí)，也會啟動重合閘回路，為消除這種情況造成的不必要合閘，常設(shè)置閉鎖環(huán)節(jié)，使其不能形成合閘命令。(5)重合閘后加速保護(hù)跳閘回路。對于永久性故障，在保證選擇性的前提下，盡可能地加快故障的再次切除，需要保護(hù)與重合閘配合。5.4雙側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘雙側(cè)電源應(yīng)考慮的兩個(gè)因素：（1）時(shí)間的配合：考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時(shí)跳閘，此時(shí)須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間。（2）同期問題：重合時(shí)兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。2、兩側(cè)電源線路上的主要合閘方式（1）快速自動重合方式：當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)快速動作而后進(jìn)行自動重合。其特點(diǎn)是快速，須具備下列條件：a、線路兩側(cè)均裝有全線瞬時(shí)保護(hù)。b、有快速動作的DL，如快速空氣斷路器。c、沖擊電流<允許值。（P158，下表）（2）非同期重合閘方式：就是不考慮系統(tǒng)是否同步而進(jìn)行自動重合閘的方式（期望系統(tǒng)自動拉入同步，須校驗(yàn)沖擊電流，防止保護(hù)誤動）。（3）檢查雙回線另一回線電流的重合閘方式在沒有其他旁路聯(lián)系的雙回線路上，當(dāng)不能采用非同步合閘時(shí)，可采用檢定另一回線路上有無電流的重合閘。采用這種重合方式的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)殡娏鳈z定比同步檢定簡單。（4）自動解列重合閘方式：雙側(cè)電源單回線上d點(diǎn)短路，保護(hù)1動→1DL跳閘，小電源側(cè)保護(hù)動→跳3DL，1DL處ZCH檢無壓后重合，若成功，恢復(fù)對非重要負(fù)荷供電，在解列點(diǎn)實(shí)行同步并列→恢復(fù)正常供電。5.5具有同步檢定和無壓檢定的重合閘：在兩側(cè)的斷路器上，除裝有單側(cè)電源線路的ZCH外，在一側(cè)（M側(cè)）裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無電壓（檢無壓側(cè)），在另一側(cè)（N側(cè)）裝有同步檢定繼電器，進(jìn)行同步檢定（檢同步側(cè)）。1）工作過程：2）兩點(diǎn)說明：a、通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。b、在檢無壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。注：在使用同步檢定的一側(cè)，絕對不允許同時(shí)投入無壓檢定繼電器。5.6、重合閘動作時(shí)限的選擇原則1、單側(cè)電源線路的三相重合閘：原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）故障點(diǎn)電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時(shí)能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護(hù)裝置起動方式，還應(yīng)加上DL跳閘時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用1s左右。2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘除上述要求外，還須考慮時(shí)間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對側(cè)后跳。動作時(shí)限配合示意圖不對應(yīng)起動方式保護(hù)起動5.7自動重合閘與繼電保護(hù)的配合1、重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”）當(dāng)任一線路發(fā)生故障，保護(hù)瞬時(shí)動作予以切除，若重合不成功，第二次動作切除故障是有選擇性的切除故障。L1、L2、L3上任一點(diǎn)故障，保護(hù)1速斷動，跳1DL——>ZCH重合，若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動作。優(yōu)點(diǎn)：(1)能快速切除暫時(shí)性故障。(2)可能使暫時(shí)性故障來不及發(fā)展成為永久性故障，從而提高重合閘的成功率。(3)能保證發(fā)電廠和重要變電站的母線電壓在0.6～0.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量。（4）使用設(shè)備少，只需一套ARC，簡單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：(1)裝有ARC線路的斷路器工作條件惡劣，動作次數(shù)較多。(2)重合于永久性故障時(shí)，再次切除故障的時(shí)間會延長。(3)若重合閘裝置或QF1拒動，則將擴(kuò)大停電范圍，甚至在最末一級線路上故障時(shí)，都會使連接在這條線路上的所有用戶停電。主要用于35kV以下由發(fā)電廠或重要變電所引出線，以便快速切除故障，保證母線電壓。2、重合閘后加速保護(hù)（簡稱“后加速”）所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性動作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動作，瞬時(shí)切除故障，而與第一次動作是否帶有時(shí)限無關(guān)。每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。采用后加速的優(yōu)點(diǎn)：(1)第一次跳閘是有選擇性的，不會擴(kuò)大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無選擇性的動作，而后以重合閘來糾正(前加速的方式)。(2)保證了永久性故障能瞬時(shí)切除，并仍然具有選擇性。(3)和前加速保護(hù)相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制，一般來說是有利而無害的。采用后加速的缺點(diǎn)是：(1)第一次切除故障可能帶時(shí)限。(2)每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，相比較為復(fù)雜。廣泛應(yīng)用于35kV以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負(fù)荷供電的送電線路上。2、應(yīng)考慮潛供電流的影響：3、考慮非全相運(yùn)行狀態(tài)的影響（1）I2對發(fā)電機(jī)的影響：在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻交流分量，產(chǎn)生附加發(fā)熱。（2）零序電流對鄰近的通信線路直接產(chǎn)生干擾。（3）繼電保護(hù)的影響：保護(hù)性能變壞，甚至不能正確動作。對會誤動的保護(hù)采取閉鎖措施等。當(dāng)故障相線路自兩側(cè)切除后，由于非故障相與斷開相之間存在有靜電（通過電容）和電磁（通過互感）的聯(lián)系，在故障點(diǎn)的弧光短路通道中仍有一定數(shù)值的電流，此電流即為潛供電流。三、故障選相元件對選相元件的基本要求有：(1)應(yīng)保證選擇性，即選相元件與繼電保護(hù)相配合只跳開發(fā)生故障的一相，而接于另外兩相上的選相元件不應(yīng)動作。(2)在故障相末端發(fā)生單相接地短路時(shí)，接于該相上的選相元件應(yīng)保證足夠的靈敏性。（3）故障選相元件拒動時(shí)，應(yīng)能延時(shí)的跳開三相線路。常用選相元件有如下幾種：①電流選相元件：在每相上裝設(shè)一個(gè)過電流繼電器，其啟動電流按照大于最大負(fù)荷電流的原則進(jìn)行整定，以保證動作的選擇性。這種選相元件適于裝設(shè)在電源端，且短路電流比較大的情況，它是根據(jù)故障相短路電流增大的原理而動作的。②低電壓選相元件：用三個(gè)低電壓繼電器分別接于三相的相電壓上，低電壓繼電器是根據(jù)故障相電壓降低的原理而動作。它的啟動電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行時(shí)以及非全相運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低電壓。這種選相元件一般適于裝設(shè)在小電源側(cè)或單側(cè)電源線路的受電側(cè)，因?yàn)樵谶@一側(cè)如用電流選相元件，則往往不能滿足選擇性和靈敏性的要求。③阻抗選相元件、相電流差突變量選相元件等，由于其有較高的靈敏度和選相能力，故常用于高壓輸電線路上。相間電容、相間電感提供潛供電流，使熄弧時(shí)間長，所以單相重合閘動作時(shí)間一般應(yīng)比三相重合閘的動作時(shí)間長。(1)不論是單側(cè)電源還是雙側(cè)電源，均應(yīng)考慮兩側(cè)選相元件與繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。(2)潛供電流對滅弧所產(chǎn)生的影響。四、動作時(shí)限的選擇五、對單相重合閘的評價(jià)主要優(yōu)點(diǎn)：(1)能保證對用戶的連續(xù)供電，從而提高供電的可靠性；(2)在雙側(cè)電源的聯(lián)絡(luò)線，可以兩個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的動態(tài)穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：(1)需要有按相操作的斷路器。(2)需要專門的選相元件與繼電器保護(hù)相配合，接線較為復(fù)雜。上在實(shí)現(xiàn)單相重合閘時(shí)，也總是把實(shí)現(xiàn)三相重合閘的問題結(jié)合在一起考慮，故稱為“綜合重合閘”5.9綜合重合閘簡介d(1)——>跳單相——>合單相。（單重方式）相間d——>跳三相——>合三相。（三重方式）四種運(yùn)行方式：單重、三重、綜重、直跳。作業(yè)：實(shí)現(xiàn)綜合重合閘回路接線時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？第九章發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)

9.1發(fā)電機(jī)的故障、不正常工作狀態(tài)

及其保護(hù)配置（一）發(fā)電機(jī)的故障1.定子繞組（1）定子繞組及引出線上的相間短路（2）定子繞組的匝間短路（3）定子繞組的單相接地故障2.轉(zhuǎn)子繞組（1）轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地（2）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失

（二）發(fā)電機(jī)的不正常工作狀態(tài)（1）外部短路引起的定子繞組過電流（2）外部不對稱短路或不對稱負(fù)荷引起的負(fù)序過電流和過負(fù)荷；（3）突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過電壓（4）失步（5）低勵(lì)、失磁（6）逆功率（7）過勵(lì)磁（8）頻率異常（9）轉(zhuǎn)子繞組的一點(diǎn)接地（10）發(fā)電機(jī)的誤上電（11）斷路器斷口閃絡(luò)（三）發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)（1）縱聯(lián)差動保護(hù)（2）定子繞組匝間短路保護(hù)（橫差動保護(hù)）（3）定子繞組接地保護(hù)（4）發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)（5）定子繞組過負(fù)荷保護(hù)（6）定子繞組過電壓保護(hù)（7）轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)（8）勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)（9）勵(lì)磁繞組一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地保護(hù)（10）失磁保護(hù)（11）過勵(lì)磁保護(hù)（12）逆功率保護(hù)（13）失步保護(hù)（14）大容量發(fā)電機(jī)還應(yīng)考慮配置低頻保護(hù)、過頻保護(hù)、起停機(jī)保護(hù)、誤上電保護(hù)、斷口閃絡(luò)保護(hù)等；（15）發(fā)電機(jī)非電量保護(hù)，如采用水冷卻發(fā)電機(jī)應(yīng)配置斷水保護(hù)；各種保護(hù)可動作于：（1）停機(jī)：跳閘、滅磁、關(guān)閉主汽門（2）解列、滅磁：跳閘、滅磁、原動機(jī)甩負(fù)荷（3）解列：跳閘、原動機(jī)甩負(fù)荷（4）增減出力：增加、減小原動機(jī)出力（5）縮小故障影響范圍：跳母聯(lián)斷路器（6）程序跳閘：首先關(guān)主汽門、跳閘、滅磁（7）信號（一）保護(hù)原理接線

兩組TA特性、變比一致

正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)：

內(nèi)部故障時(shí)：

一、縱聯(lián)差動保護(hù)9.2發(fā)電機(jī)的縱差動保護(hù)（二）整定計(jì)算

1.按躲外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定

互感器穩(wěn)態(tài)最大誤差非周期分量系數(shù)1.5～2同型系數(shù)0.5或1外部短路時(shí)的最大短路電流二次值2.當(dāng)電流互感器二次回路斷線時(shí)不誤動

當(dāng)縱聯(lián)差動保護(hù)區(qū)外部發(fā)生短路故障時(shí)，按照圖中所示極性關(guān)系可知，流入制動線圈的兩個(gè)電流大小相等、方向相同，制動回路有輸出；而流人工作線圈的電流為零，差動回路無輸出。因此，縱聯(lián)差動保護(hù)不動作。當(dāng)縱聯(lián)差動保護(hù)區(qū)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，如果流入制動線圈的兩側(cè)短路電流大小相等、方向相反，則兩側(cè)制動線圈的制動作用相抵消；而流入工作線圈的電流為兩側(cè)電流之和，差動回路有輸出。因此，縱聯(lián)差動保護(hù)動作于跳閘。無制動特性的縱聯(lián)差動保護(hù)定值高，保護(hù)的靈敏度低，一般用于中小型發(fā)電機(jī)；對于100MW及以上的發(fā)電機(jī)，廣泛采用具有比率制動特性的縱聯(lián)差動保護(hù)；當(dāng)工作線圈匝數(shù)與制動線圈匝數(shù)人關(guān)系為：

保護(hù)的動作量為：

保護(hù)的制動量為：

（三）采用比率制動特性的差動保護(hù)

最小動作電流：拐點(diǎn)電流：（三）采用比率制動特性的差動保護(hù)

最大制動系數(shù)：一般取0.2~0.4；（三）采用比率制動特性的差動保護(hù)

比率制動特性的斜率（四）發(fā)電機(jī)縱差動保護(hù)的靈敏性

計(jì)算條件：（1）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行以前，其出口發(fā)生兩相短路；（2）發(fā)電機(jī)采用自同期并列時(shí)，在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，其出口發(fā)生兩相短路；要求（五）評價(jià)(1)中性點(diǎn)附近存在死區(qū)距中性點(diǎn)處發(fā)生三相短路，故障點(diǎn)電阻為有必要設(shè)法減小定值以提高靈敏度，減小死區(qū)(2)不能反應(yīng)匝間短路

(3)不能反映接地故障

短路電流很小，差動保護(hù)不能動作（三）評價(jià)(4)不受過負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩的影響1.原理接線二、發(fā)電機(jī)的不完全縱聯(lián)差動保護(hù)

機(jī)端側(cè)的全電流和中性點(diǎn)側(cè)的分支電流構(gòu)成不完全縱差保護(hù)。ABCTA2TA1

不僅可以反應(yīng)相間短路，也可以反應(yīng)匝間短路、分支開焊等故障。2.互感器變比的選擇：ABCTA1TA2(1)變比匹配二、發(fā)電機(jī)的不完全縱聯(lián)差動保護(hù)(2)由軟件實(shí)現(xiàn)平衡2.互感器變比的選擇：ABCTA1TA2二、發(fā)電機(jī)的不完全縱聯(lián)差動保護(hù)3.中性點(diǎn)側(cè)電流的選取

每相并聯(lián)分支數(shù)為n，中性點(diǎn)處接入差動保護(hù)的支路數(shù)為N，一般應(yīng)滿足下面關(guān)系：A二、發(fā)電機(jī)的不完全縱聯(lián)差動保護(hù)（一）定子繞組匝間短路的形式和特點(diǎn)

同相一分支的匝間短路同相不同分支之間的匝間短路9.3發(fā)電機(jī)橫差動保護(hù)（1）在中性點(diǎn)連線上產(chǎn)生零序電流；（2）發(fā)生匝間短路時(shí)，在機(jī)端專用電壓互感器的開口三角繞組兩端，產(chǎn)生零序電壓；（3）產(chǎn)生負(fù)序功率，其方向?yàn)橛砂l(fā)電機(jī)內(nèi)部指向外部；（a）正常情況（b）某一繞組內(nèi)部匝間短路（c）同相不同繞組匝間短路（二）單元件橫差動保護(hù)

（零序橫差動保護(hù)）起動電流（二）單元件橫差動保護(hù)

（零序橫差動保護(hù)）1.接線簡單，經(jīng)濟(jì)；2.對相間短路、匝間短路及分支開焊等故障都能反映；3.沒有由于互感器的誤差產(chǎn)生的不平衡電流，定值小，靈敏度高；

（三）裂相橫差動保護(hù)

用于每相多個(gè)分支的發(fā)電機(jī)，將全部分支分成兩部分構(gòu)成差動保護(hù)，可反應(yīng)幾乎發(fā)電機(jī)內(nèi)部的所有故障，是大型多分支發(fā)電機(jī)的有效保護(hù)方式。（三）裂相橫差動保護(hù)

用于每相多個(gè)分支的發(fā)電機(jī)，將全部分支分成兩部分構(gòu)成差動保護(hù)1)正常運(yùn)行或外部故障時(shí)

各分支電流大小相同，選擇合適的TA變比，使此時(shí)的差動電流為0。2)內(nèi)部故障時(shí)

相間、匝間短路或分支開焊故障時(shí)，各分支電勢不再平衡，各分支電流不再滿足正常時(shí)的關(guān)系，會有差動電流出現(xiàn)。（一）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)故障點(diǎn)的各相對地電壓為：9.4發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)（一）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)

零序電壓的特點(diǎn)為：

故障點(diǎn)和機(jī)端的零序電壓隨故障點(diǎn)位置的不同而改變，而發(fā)電機(jī)機(jī)端零序電壓與故障點(diǎn)零序電壓相等；定子單相接地時(shí)零序電流的特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)：

當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為外接元件電容電流，方向由發(fā)電機(jī)流向母線；定子單相接地時(shí)零序電流的特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)：

當(dāng)發(fā)生外部單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，方向由外部流向發(fā)電機(jī)；（1）有零序電壓出現(xiàn)，其大小與α成正比；（2）接地點(diǎn)通過容性零序電流，大小與α及C0G、C0l有關(guān)；（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部發(fā)生單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為外接元件電容電流，方向由發(fā)電機(jī)流向母線；（4）當(dāng)發(fā)生外部單相接地時(shí)，機(jī)端零序電流互感器中流過的電流為發(fā)電機(jī)本身的電容電流，方向由外部流向發(fā)電機(jī)；零序分量的特點(diǎn)：（二）利用零序分量的定子接地保護(hù)

1.零序電流保護(hù)

（1）零序電流互感器裝在發(fā)電機(jī)出口；

當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組在中性點(diǎn)附近接地時(shí)，a很小，因而通過TA0的接地電容電流很小，保護(hù)存在死區(qū)；2.基波零序電壓保護(hù)

動作電壓整定值應(yīng)躲開正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電壓（包括三次諧波電壓），以及變壓器高壓側(cè)接地時(shí)在發(fā)電機(jī)端所產(chǎn)生的零序電壓；

一般為15V

在中性點(diǎn)附近發(fā)生接地故障時(shí)，a很小，零序電壓很小，也將存在死區(qū)；由于開口三角側(cè)電壓為100Ｖ，當(dāng)定值為15Ｖ時(shí)，則死區(qū)為15%；（三）發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)

+發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)加固定的工頻偏移電壓零序電壓保護(hù)（85%）

附加直流或低頻（20Hz或25Hz）電源利用發(fā)電機(jī)固有的三次諧波電勢用于消除死區(qū)

兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)相互重疊1.利用三次諧波電壓構(gòu)成的定子接地保護(hù)(1)各種發(fā)電機(jī)中都存在三次諧波電壓；(2)

三次諧波電壓具有零序分量的特點(diǎn)，提取方便；(3)

三次諧波回路與主變高壓側(cè)系統(tǒng)無關(guān)。三次諧波電壓的優(yōu)勢：正常運(yùn)行時(shí)的三次諧波電壓E·3U·N3U·T33LNTCg2Cg2Ct結(jié)論：在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)的三次諧波電壓總是大于發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)的三次諧波電壓；單相接地時(shí)三次諧波電壓時(shí)：時(shí)：比值的變化可以反應(yīng)中性點(diǎn)側(cè)50%范圍內(nèi)的接地故障；2.發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)裝置的構(gòu)成

保護(hù)發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)側(cè)50%范圍內(nèi)的單相接地故障，且當(dāng)故障點(diǎn)越靠近中性點(diǎn)時(shí)靈敏度越高；第一部分：零序電壓保護(hù)

兩部分的保護(hù)區(qū)應(yīng)有一部分相互重疊

第二部分：利用三次諧波電壓比值構(gòu)成定子繞組接地保護(hù)

保護(hù)定子繞組機(jī)端側(cè)的85%以上，當(dāng)故障點(diǎn)越靠近機(jī)端側(cè)時(shí)靈敏度越高；（一）負(fù)序過電流保護(hù)的作用

發(fā)電機(jī)負(fù)序過流保護(hù)是針對定子繞組電流不平衡而引起的轉(zhuǎn)子過熱的一種保護(hù)；負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子中引起的熱量，正比于負(fù)序電流的平方和所持續(xù)的時(shí)間的乘積；采用負(fù)序電流作為后備保護(hù)，可以提高不對稱短路的靈敏性；由于負(fù)序電流保護(hù)不能反應(yīng)三相短路，需加裝一個(gè)低電壓起動的過電流保護(hù)，專門反應(yīng)三相短路；9.5發(fā)電機(jī)相間短路的后備保護(hù)（二）定時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)

1234567兩段式跳閘信號

保護(hù)時(shí)限特性與負(fù)序電流曲線不能很好配合。此外，也不能反應(yīng)負(fù)序電流變化時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱量積累過程，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)序電流忽升忽降或在較大的負(fù)序電流下持續(xù)一段時(shí)間后又降低到較小的數(shù)值時(shí)，保護(hù)來不及動作可能使轉(zhuǎn)子損壞。因此在100MW及以上A<10的發(fā)電機(jī)裝設(shè)負(fù)序反時(shí)限過電流保護(hù)。（三）反時(shí)限負(fù)序過電流保護(hù)

保護(hù)動作特性

或9.6發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)（一）發(fā)電機(jī)的失磁運(yùn)行及其影響系統(tǒng)功角特性關(guān)系：轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程式：失步前開始失步完全失步(二)失磁發(fā)電機(jī)機(jī)端測量阻抗的變化軌跡1.失磁后到失步前（等有功阻抗圓）

系統(tǒng)機(jī)端測量阻抗的軌跡與P有密切關(guān)系，對應(yīng)不同的P值有不同的阻抗圓，且P越大時(shí)圓的直徑越??；2.臨界失步點(diǎn)（臨界失步阻抗圓，等無功阻抗圓）

3.失步后的異步運(yùn)行階段

(三)其他運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)機(jī)端測量阻抗

發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間發(fā)生振蕩時(shí)的機(jī)端阻抗發(fā)電機(jī)外部故障時(shí)的機(jī)端阻抗發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行且向外輸送有功和感性無功時(shí)的機(jī)端阻抗發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行且只輸出有功時(shí)的機(jī)端阻抗發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行且輸出有功，同時(shí)吸收部分感性無功時(shí)時(shí)的機(jī)端阻抗(四)失磁保護(hù)的構(gòu)成方式（1）雖失磁，但未形成危害時(shí)，及時(shí)發(fā)信號；失磁后，危及發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，動作于切機(jī)；（2）水輪發(fā)電機(jī)失磁后，瞬時(shí)發(fā)信號。而在臨近失步或電壓降低到某一臨界值附近時(shí)，切機(jī)；（3）對于汽輪發(fā)電機(jī)，Q足夠時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)或經(jīng)短延時(shí)動作于信號和自動減負(fù)荷裝置，或切換至備用勵(lì)磁系統(tǒng)，并以發(fā)電機(jī)允許無勵(lì)磁運(yùn)行的時(shí)限切除發(fā)電機(jī)；Q不足時(shí)，立即發(fā)信號，在臨近失步或電壓降低到某一臨界值附近時(shí)，切機(jī)；1.功能（1）靜穩(wěn)邊界阻抗圓判據(jù)

（2）異步阻抗圓判據(jù)（3）無功方向判據(jù)（4）系統(tǒng)三相電壓降低3.失磁保護(hù)的主判據(jù)4.失磁保護(hù)的輔助判據(jù)（1）勵(lì)磁電壓下降

（2）不出現(xiàn)負(fù)序分量（3）用延時(shí)躲振蕩2.失磁保護(hù)的判據(jù)利用失磁后發(fā)電機(jī)定子參數(shù)的變化如：機(jī)端測量阻抗由第一象限進(jìn)入第四象限；無功功率方向改變；機(jī)端電壓下降；功角增大；勵(lì)磁電壓降低；勵(lì)磁低電壓元件4.汽輪發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)裝置阻抗元件母線低電壓元件1~1.5s0.5~1s按躲空載運(yùn)行時(shí)的最低勵(lì)磁電壓整定4.汽輪發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)裝置按臨界失步阻抗圓進(jìn)行整定按保證系統(tǒng)安全運(yùn)行所允許的最低電壓整定1~1.5s0.5~1s5.整定值能自動隨有功功率P變化的轉(zhuǎn)子低電壓失磁繼電器當(dāng)失磁后勵(lì)磁電壓降低到整定值時(shí)，ＵＬ－Ｐ動作，使發(fā)電機(jī)減載；當(dāng)達(dá)到靜穩(wěn)邊界時(shí)，反應(yīng)定子判據(jù)的阻抗元件Ｚ動作，兩者組成與門后跳閘；轉(zhuǎn)子低電壓繼電器9.7發(fā)電機(jī)-變壓器組繼電保護(hù)（一）發(fā)電機(jī)-變壓器組縱差動保護(hù)的特點(diǎn)1.當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間無斷路器時(shí)

發(fā)電機(jī)變壓器組縱差動保護(hù)單相原理圖發(fā)變組差動發(fā)電機(jī)變壓器組縱差動保護(hù)單相原理圖發(fā)變機(jī)差動發(fā)變組差動2.當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間有斷路器時(shí)

變壓器差動發(fā)電機(jī)差動（二）發(fā)電機(jī)電壓側(cè)單相接地保護(hù)的特點(diǎn)采用普通零序電壓保護(hù)或100%定子接地保護(hù)并作用于信號（三）發(fā)電機(jī)過電流保護(hù)的特點(diǎn)（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器間沒有分支線時(shí)，可以用發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)作為整組的保護(hù);（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器間有分支線時(shí)，發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)應(yīng)有兩個(gè)時(shí)限，第I段時(shí)限動作于高壓側(cè)斷路器，第II段時(shí)限斷開所有側(cè)斷路器及勵(lì)磁開關(guān);微機(jī)發(fā)電機(jī)差動保護(hù)（1）包括差動速斷部分、比率制動部分、電流互感器二次斷線及差流越限告警部分；差動速斷部分主要為了快速切除嚴(yán)重司內(nèi)部故障;9.9微機(jī)發(fā)電機(jī)差動保護(hù)的功能框圖本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)了解發(fā)電機(jī)可能產(chǎn)生的故障類型和異常運(yùn)行狀態(tài)，以及發(fā)電機(jī)應(yīng)有的保護(hù)方式。熟練掌握發(fā)電機(jī)縱差動保護(hù)的基本工作原理及其特點(diǎn)。熟練掌握發(fā)電機(jī)橫差動保護(hù)的基本工作原理及其特點(diǎn)。熟練掌握發(fā)電機(jī)接地保護(hù)的基本工作原理及其特點(diǎn)。掌握發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的基本工作原理及其特點(diǎn)。了解發(fā)電機(jī)相間短路保護(hù)的配置及特點(diǎn)。了解發(fā)電機(jī)－變壓器組繼電保護(hù)的應(yīng)用及特點(diǎn)。變壓器的繼電保護(hù)第一節(jié)變壓器的故障類型

不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式

變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的變壓器也是十分貴重的元件，因此需要根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。變壓器內(nèi)部故障

油箱內(nèi)故障：繞組的相間短路、接地短路、 匝間短路、鐵心燒損等.油箱外部故障：套管和引出線上發(fā)生相間短 路和接地短路

油箱內(nèi)部故障非常危險(xiǎn)，高溫電弧不僅會燒毀繞組和鐵芯，還會使變壓器油絕緣分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果油箱內(nèi)故障油箱外部故障變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要包括：

由于變壓器外部相間短路引起的過電流（相間短路——過電流）由于變壓器外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓（接地短路——過電流、中性點(diǎn)過電壓）由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷（過負(fù)荷）

由于漏油等原因而引起的油面降低（油面降低）

在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓器的過勵(lì)磁（過勵(lì)磁）

變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)會使繞組和鐵芯過熱。此外，對于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線方式變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過電壓，威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下會發(fā)生變壓器的過勵(lì)磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過熱。

變壓器不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。

保護(hù)方式

瓦斯保護(hù)

特點(diǎn)：動作迅速，靈敏性高，安裝接線簡單。反應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障，不反應(yīng)油箱外部的故障。對變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯保護(hù)動作于信號，重瓦斯保護(hù)動作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。裝設(shè)范圍：800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)

特點(diǎn)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)外故障對變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)裝設(shè)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)?？v差動保護(hù)范圍：6300kVA以上并列運(yùn)行的變壓器；10000kVA以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；容量為6300kVA以上的發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。電流速斷的保護(hù)適用：10000kVA以下的變壓器，且其過電流保護(hù)的時(shí)限大于0.5s時(shí)?？v差動保護(hù)和電流速斷動作后，均應(yīng)跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)

對于外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)采用下列保護(hù)：a、過電流保護(hù)：用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值考慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流b、復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動的過電流保護(hù)：用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器上c、負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)：用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器d、阻抗保護(hù)：對升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用b、c的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，采用阻抗保護(hù)。外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)

a、中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)

b、自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元件。過負(fù)荷保護(hù)

對400kVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過勵(lì)磁保護(hù)

高壓側(cè)電壓為500kV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。（在變壓器過勵(lì)磁允許的范圍內(nèi)，保護(hù)作用于信號，超過允許值，可動作于跳閘）

其它保護(hù)

對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的保護(hù)裝置。第二節(jié)變壓器縱差動保護(hù)

主要是變壓器內(nèi)部繞組故障、外部套管及引出線故障構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則

雙繞組變壓器Ｉ-Ｉ高壓側(cè)低壓側(cè)為變壓器兩側(cè)的一次電流參考方向均由母線指向變壓器、分別為兩側(cè)電流互感器的變比。

則流入差動繼電器KD的電流為：因此縱差動保護(hù)的動作判據(jù)為：為相應(yīng)的電流互感器二次電流設(shè)變壓器的變比為:忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)有:Ｉ-Ｉ高壓側(cè)低壓側(cè)則差動電流可表示為：若選擇電流互感器的變比，使之滿足:則有：正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，差電流為零，保護(hù)不會動作；

由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為確保縱差動保護(hù)的正常工作，必須適當(dāng)選取電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，即應(yīng)使：其中：高壓側(cè)電流互感器變比：變壓器的變比：低壓側(cè)電流互感器變比基本原則要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比，即由于變壓器常采用Y，d11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差為，若兩側(cè)電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相位不同，也會有一個(gè)差電流流入繼電器，為消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后，即可把二次電流的相位校正過來。Ｉ-ＩＩ-ＩＩ-Ｉ變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形外部故障時(shí)由于，三種制動電流都等于變壓器的穿越電流；內(nèi)部故障時(shí)，制動電流的大小是不一樣的，在不考慮負(fù)荷電流影響時(shí)，后兩種方法的制動電流比較小。但應(yīng)該指出，在故障電流很大，負(fù)荷電流影響可以忽略的情況下，各種方法都有很高的靈敏度；只有在故障電流與負(fù)荷電流差不多甚至更小時(shí)，分析各種制動電流的相對大小才是有意義的。

第三節(jié)變壓器的電流和電壓保護(hù)為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備（變壓器主保護(hù)的近后備保護(hù)，相鄰母線或線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)），變壓器應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平不同，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式有：過電流保護(hù)，低電壓啟動的過電流保護(hù)，復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)及負(fù)序過電流保護(hù)。對并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)考慮因故障突然切除一臺所出現(xiàn)的過負(fù)荷，當(dāng)各臺變壓器容量相同時(shí)，可按：其中：n并列運(yùn)行變壓器的最小臺數(shù)I