电气知识总结

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1、电气知识TA为电流互感器 QA是起动按钮JR好像不熟悉啊 AAT 电源自动投入装置 AC 交流电 DC 直流电FU 熔断器 G 发电机M 电动机 HG 绿灯 HR 红灯 HW 白灯HP 光字牌 K 继电器KA(N,Z) 电流继电器(负序,零序) KD 差动继电器KF 闪光继电器 KH 热继电器KM 中间继电器 KOF 出口中间继电器KS 信号继电器 KT 时间继电器 KV(N,Z) 电压继电器(负序,零序) KP 极化继电器KR 干簧继电器 KI 阻抗继电器 KW(N,Z) 功率方向继电器(负序,零序) L 线路 QF 断路器 QS 隔离开关 T 变压器 TA 电流互感器 TV 电压互感器 W

2、 直流母线YC 合闸线圈 YT 跳闸线圈P,Q,S 有功,无功,视在功率 E,U,I, 电动势,电压,电流 SE 实验按钮 SR 复归按钮 f 频率一：2分之3接线方式是什么 3/2接线又称1.5倍接线方式，因为3除以2等于1.5，这种接线方式常用于超高线变电站，以提高供电的可靠性，正如你所说的500kV变电站的接线一般都为1.5倍接线，为什么是3/2呢？因为是三台断路器串联在双母线之间，在三台断路器（以A、B、C表示）间有两条出线，即在A、B之间和B、C之间引出各一条出线，这样就是三台断路器两条出线，就是3/2。如此出线的好处是：两条母线或任一台断路器检修（或故障）线路均不停电，由此提高供电

3、可靠性。二：TV断线两断过流电压互感器原来叫PT，现在叫TV，故TV断线，就是电压互感器PT断线。PT断线一般可以分为PT 一次侧（高压）断线和二次侧（低压）断线，无论是哪一侧的断线，都将会使PT 二次回路的电压异常，影响继电保护装置的正确动作。如果发生PT一次侧断线，一种情况是三相全部断线，此时二次侧电压全无，开口三角也无电压；另一种情况是不对称断线，即某一相断线，此时对应相的二次侧无相电压，不断线相二次电压不变，开口三角有电压。如果发生PT二次侧断线时，PT 开口三角无电压，断线相相电压为零。2 TV断线相过流保护试验 在现场检验工作中，初学者对TV断线相过流保护也难以把握，其保护原理为：

4、当三相电压向 量和大于8 V，保护不起动，延时1.25 s发TV断线异常信号；或正序电压小于33 V时，当任 一 相有流元件动作或TWJ不动作，延时1.25 s发TV断线异常信号。TV断线信号动作的同时，退 出距离保护，自动投入两段TV断线相过流保护，TV断线相过流保护受距离压板的控制。 应注意的是模拟TV断线相过流保护，应该投入距离保护压板，与零序保护压板的投退无关。 模拟故障时首先投入距离保护压板，在TV断线动作报警的同时，加入大于TV断线相过流保护 定值的电流，输出故障时间大于其整定动作时限， TV断线相过流保护动作，模拟试验完成 。TV断线为什么要闭锁过流方向电压保护 电压互感器PT，

5、PT断线只是电压互感器外接线路故障，这种小故障，会使综合保护判断出失压（即综保只是根据引入的电压动作），那么过流方向电压保护就会动作，引起断路器跳开。一般有这种保护的都是大型变压器，意味着跳进线或上级电源，引起大的事故。对于无论是化工厂或者民用供电都是巨大损失。而断线闭锁则可以把故障锁定在PT接线范围内，处理接线就行了。一般判断线是根据PT二次线开关上下口电压。有时候检修需要取掉关掉电压的小空开，这种闭锁也能够防止未取消过流方向电压或低电压保护时由于关掉电压小空开引起的误操作。在继电保护中，什么是双回线相继速动保护？不对称相继速动和双回线相继速动是两种不同原理全线速动特性的单端保护。不对称相继

6、速动保护利用故障被对侧保护切除后引起的负荷电流的变化来判定不对称故障区段，从而加速II段保护，可谓独具匠心。 双回线相继速动保护利用双回线上的两个距离继电器的相互闭锁回路巧妙地实现了相继速动功能，该方案简单可靠，性能良好，不但适用于不对称故障，而且适用于对称故障，是一种简单实用的加速方案。现分别介绍其原理： （一）不对称相继速动保护 不对称故障时，利用近故障侧切除后负荷电流的消失，可以实现不对称故障时相继跳闸。双回线相继速动保护框图如图1。在不对称相继速动功能 投入的前提下，不对称相继速动需满足两个条件：距离II段元件动作；负荷电流先是三相均有流，随后任一相无流。读者批注因为只有是不对称故障，

7、才会出现近故障侧切除后有任一相负荷电流的消失（无故障相才会消失电流）。对称故障发生时近故障侧切除后三相依然有故障电流流过，所以无法实现这种快速的动作。 当线路末端即靠近N侧不对称故障时，N侧距离1段保护动作，快速切除故障。由于三相跳闸，非故障相电流同时被切除，M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失，而其段距离元件连续动作不返回时，则M侧开关不经段延时（500ms）立即跳开读者批注就是说全线切除故障的时间将缩短到80ms左右。将故障切除。众所周知，输电线路的故障有单相短路接地故障、两相短路接地和不接地故障及三相短路故障10种。单相短路故障的几率最大，其次是两相接地短路。两者合计即不对称故障约占输电

8、线路故障总数的90%。因此，不对称故障相继速动使得电力系统不必花费大量资金来实现高频全线速动的同时又提高了110kV线路九成故障的全线快速切除，应用意义不可小视。 （二）双回线相继速动保护 双回线相继速动保护：在并列双回线两条线路的双回线相继速动投入的前提下，它们II段距离元件动作或其它保护跳闸时，输出FXJ信号分别闭锁另一回线段距离相继速跳元件。 距离段继电器相继速动的条件是：距离段继电器动作；收到邻线来的FXJ信号，其后FXJ信号消失；距离且段继电经小延时不返回。双回线相继速动保护动作示意图如图4。 图中：双回线分别为Ll、L2；保护13, 24分别为装设在M，N侧的保护。 对M侧保护1，

9、3，当L2末端（F点）故障时，其段距离元件均动作，分别输出FXJ信号闭锁另一回线段距离相继速动保护。 对于故障线路L2，保护4由距离I段跳开，保护1感受不到故障电流，距离继电器返回，其发出的FXJ信号返回；保护3收不到FXJ信号，同时段距离继电器等待一个短延时不返回，则不等段延时立即跳闸。 对于非故障线路Ll，在保护3跳闸前，因为故障一直存在，保护3的距离继电器一直动作，其发出的FXJ信号一直存在，足以闭锁保护1的相继速动继电器。保护3的相继速动继电器跳闸后，故障线路L2从两端切除故障，保护I的段继电器返回。因此由以上分析可知，非故障线路的相继速动继电器绝不可能误动。 利用双回线上的两个继电器

10、的相互闭锁回路巧妙地实现了相继速动功能，简单可靠，性能良好，适用于各种故障。这种原理在双侧电源的并列双回线上应用良好，动作可靠。当其用于单侧电源并列双回线时，在系统侧出口处三相短路时，故障由电源侧保护I段瞬时切除后，已不存在故障电流，负荷侧的距离段可能不启动，负荷侧由段保护而非相继速动保护切除故障。三：差动保护；误动；暂态特性；线路纵差保护 在电力系统中，主变是承接电能输送主要设备，作为主设备主保护微机型纵联差动（简称纵差或差动）保护，不断改进，还存“原因不明”误动作情况，这将造成主变非正常停运，影响大面积区供电，是造成系统振荡，对电力系统供电稳定运行是很不利。对新建变电站、运行中变电站、改造

11、变电站主变差动保护误动原因进行分析，并提出了防止主变差动误动对策。 1主变差动保护 主变差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动比率差动保护，哪种保护功能差动保护，其差动电流都是主变各侧电流向量和到，主变正常运行保护区外部故障时，该差动电流近似为零，当出现保护区内故障时，该差动电流增大。现以双绕组变压器为例进行说明。 1.1比率差动保护动作特性 比率差动保护动作特性见图1。当变压器轻微故障时，例如匝间短路圈数很少时，不带制动量，使保护变压器轻微故障时具有较高灵敏度。而较严重的区外故障时，有较大制动量，提高保护可靠性。 二次谐波制动主要区别是故障电流励磁涌流，主变空载投

12、运时会产生比较大励磁涌流，并伴随有二次谐波分量，使主变不误动，采用谐波制动原理。判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是主变故障主变空载投运，决定比率差动保护是否动作。二次谐波制动比一般取0.120.18。有些大型变压器，增加保护可靠性，也有采用五次谐波制动原理。 1.2差动速断作用 差动速断是较严重区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。差动速断定值是按躲过变压器励磁涌流，和最大运行方式下穿越性故障引起不平衡电流，两者中较大者。定值一般取(414)Ie。 2主变差动保护误动作原因分析 根据主变差动保护误动作可能性大小，大致分为新建变电站、运行中变电站、改造变电站三个方面进行说明

13、，这种分类方法并绝对相互区别，便于分析问题时优先考虑现实问题。 2.1新建变电站主变差动保护误动作原因分析 新建变电站主变差动保护误动作，主变差动保护误动作中占了较大比例，但这种情况误动作，一般大多主变投运带负荷试运行72h就会被发现。根据现场经验，可以总结以下几方面。 2.1.1定值不合理造成主变差动保护误动作 差动速断定值和二次谐波制动比率差动定值选择不正确造成误动作。 差动速断是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧的断路器，切除故障点。差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下，穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。定值一般取(414)Ie。对于保护定值的计算部

14、门，特别是非电力系统的值计算部门，往往根据运行经验，将差动速断定值取为（56）Ie。这样，就会造成主变在空载合闸时断路器出现误跳。 比率差动是当变压器内部出现轻微故障时，保护不带制动量动作跳开各侧的断路器，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度；而在区外故障时，通过一定的比率进行制动，提高保护的可靠性；同时利用变压器空载合闸时，产生的二次谐波量来区别是故障电流还是励磁涌流，实现保护制动。一般差动电流和制动电流都在额定情况下计算提到，但现场变压器却在一般运行方式下，由于电流互感器变比、同时系数、计算误差影响，就会导致变压器实际运行时形成一定的差电流，导致比率差动保护误动作。二次TA接线方式整定

15、值选择不正确造成误动作。对于微机保护来说，实现高、低压侧电流相角的转移由软件来完成，不管高压侧是采用Y型接线还是采用型接线，都能得到正确的差动电流，和传统的常规继电保护比较，实际运用更方便、灵活，但也是由于这种灵活性、方便性，往往导致现场的差动保护误动作。 对于变压器差动保护来说，如果二次TA接线方式整定值选择不正确，就不能实现高压侧相角转移，高低压侧差电流的正常运行情况下就不能平衡，造成差动保护误动作。 2.1.2接线错误造成主变差动保护误动作 TA极性接反导致误动作。微机保护来说，实现差动电流计算由软件来完成，是采用加算法采用减算法都能到差动电流。 从电磁感应知道，TA有极性，也就是同名端

16、，主变差动回路TA同名端指向母线侧指向变压器，将对差动电流计算结果正确与否有直接影响。相序接反导致误动作。电力系统正常相序为正序，也就是以A相为基准，B相比A相超前120，C相比A相滞后120。主变任意一侧TA出现相序接错情况，就会形成差电流，导致主变差动保护误动作。TA中性线没有一点接原则接线导致误动作。差动保护二次电流回路接时，包括各侧TA二次电流回路，必须一点可靠接于接网。因为一个变电站接网各点并非绝对等电位，不同点之间有一定电位差，当发生区外短路故障时，有较大电流流入接网，各点之间将会产生较大电位差。如果差动保护二次电流回路接网不同点接，接网中不同接点间电位差，产生电流将会流入保护二次

17、回路，这一电流将可能增加差动回路中不平衡电流，使差动保护误动作。高低压侧断路器操作回路存寄生现象导致误动作。对采用两套独立运行双直流系统变电站，当高低压侧断路器操作回路存寄生现象，亦即两套直流系统之间存寄生回路时，容易造成保护误动。广东220kV东湖变电站曾该原因，导致连续两次主变保护误动作事故。 2.2运行中变电站主变差动保护误动作原因分析 运行中变电站出现差动保护误动作少见，但一个变电站来说，这种误动作情况不是经常性出现，要满足一定条件，变电站正常运行是很长时间以后才会出现，现就根据现场经验，总结以下几个方面原因。 P类TA的暂态饱和特性导致差动保护误动作。 TA的饱和实际就是铁芯中的磁通

18、达到饱和，TA分为P和TP两大类。P类TA、要求在稳态情况下不饱和，而TP类TA则要求稳态和暂态情况下都不饱和。 当采用P类TA时，当外部存故障，外部故障切除瞬间，外部存间歇性短路情况等，均容易导致主变差动保护误动作。从国内多起主变差动保护误动作实例，也到进一步证明。 变压器低压侧真空断路器绝缘性能不良时，会导致差动保护误动作。 2.3改造变电站主变差动保护误动作原因分析 TA变比提供不准确造成差动保护误动作。 更换TA后，主变各侧TA不匹配，造成差动保护误动作。 为使主变差动回路选用的TA，均是能躲过暂态饱和特性，然而在变电站改造更换TA的过程中，忽视了这一点，将TA更换成P类同时将两侧TA

19、更换为P类，这样外部故障存时，当满足一定条件时，必然将导致主变差动保护误动作。 3防止主变差动保护误动作对策 对于新建变电站和改造变电站那些原因造成主变保护误动情况，应严格按照国家相关标准、文件厂家说明书执行，每一个流程均需要严格把关。特别是主变初次投运，一定要带负荷查看差电流，现场负荷情况再适当调整定值。 对于P类TA暂态饱和特性造成主变差动保护误动作，可采下几点改进方法： 采用D类、PR类带气隙是TPY类，是电流变换器等抗暂态饱和的TA； 提高微机继电保护装置抗饱和能力，特别是抗暂态饱和能力。低周减载低周减载装置是专门监测系统频率的保护装置。 当电压小于整定值、电流大于整定值时，系统负荷过

20、重，频率下降。 下降的速度（滑差）小于整定值，当频率下降到整定值时就出口动作， 投了低周保护压扳出口的开关就会被跳掉，甩掉部分系统负荷，保证系统正常运行。 低周减载一般用在有自备电厂的大型企业里。 周波和频率是一码事，一个是俗称（周波），一个是雅称（频率）。所以低周波减载和低频率减载是一个保护元件。 当电源频率下降到一定值时，将发生设备或者其他的事故，如轴瓦烧损、机械加工进度降低等。所以在电网上设置低频率减载保护。当电网频率低于整定值时，保护将按照事先输入的减载名单，将负荷逐一切除，直至电网频率恢复到允许值范围内为之。 正常时，企业的自备发电机与电网并列运行，当外电源因故障停电时，这些发电机将

21、承担全部负荷。如发电机总容量小于负荷的总容量达到一定程度，发电机将不能保持额定转速，就是说厂内电网的周波将降低。严重时，甚至会使发电机趋于停转，即系统周波崩溃。 此时应用低周减载装置可按预定方案切除相应负荷，使系统内的发、用电处于基本平衡状态。 低周减载主要由低周波继电器构成，当系统所需无功功率较大时，系统电压可能会先于周波崩溃，从而使低周波继电器失灵，此时可附加一个带0.5秒时限的低电压元件作为后备保护。 低周减载装置一般装在中央控制室的保护屏上.也有单独一个屏的。电流光纤差动保护分相电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行、单侧电源运行方式的影响，差动保护

22、本身具有选相能力，保护动作速度快，最适合作为主保护。近年来，光纤技术、DSP技术、通信技术、继电保护技术的迅速发展为光纤电流差动保护的应用提供了机遇。随着通信技术的向前发展和光纤等通信设备的成本下降，超高压线路光纤电流差动保护将会更广泛的使用。目前国内外大公司相继推出了新的光纤电流差动保护，国外公司如GE公司的L90, ABB公司的REL561、东芝公司的GRL-100、阿尔斯通的P554等，国内公司南瑞公司的RCS931、四方公司的CSL103、国电南自的PSL-603等各有其特点。 2000年许继电气公司推出基于32位DSP所研制开发的WXH-801/802微机线路保护,在姚(孟)郑(州)

23、线、江(门)茂(名)线等7条500kV线路运行良好。但一直没有与之配套的光纤电流差动保护。WXH-803数字式光纤电流差动保护就是许继电气为800系列配套开发的光纤电流差动保护。1 光纤电流差动保护通信插件设计 保护CPU采用TI公司的DSP数字信号处理器C32系列，完成16位A/D采样、数据计算、故障判别等功能。通信CPU完成主从定位、数据收发、采样同步调整、同步校准功能、通道检测等功能。保护CPU和通信CPU之间通过双口RAM完成并行数据交换，如图1。接收数据时，光收发模块传来64Kb/s的同步串行数据，先把它变为并行数据送至通信CPU，完成对数据的检错、同步计算后，将正确的带有同步信息的

24、数据通过双口RAM送给差动CPU插件。发送数据时，通信CPU把差动CPU插件传来的采样数据变为64Kb/s同步串行数据送至光收发模块，由光收发模块将串行数据信号转化成光信号，通过光纤通道传送。 差动保护两侧交换的是数字信号,通道采用专用光纤或复接PCM(微波或光纤通道)数据接口。考虑到复接通信设备一般是在通信机房，离保护间隔有一定距离，在通信机房设有一个64kb/s(亦可为2M kb/s)同向数据接口与通用PCM设备相连，采用同步通讯方式，通信规约符合CCITT标准中关于G.703码型协议。保护间隔内的差动保护将数据通过光纤传送给64kb/s同向数据接口。专用、复用通信接口示意图如图2、3所示

25、。专用方式下，发送数据采用内部时钟，即两侧装置发送时钟工作在“主主”方式下，接收时钟采用从接收数据流提取的时钟。复用方式下，发送数据采用从接收数据流中提取的时钟，即两侧装置发送时钟工作在“从从”方式下，接收时钟仍采用从接收数据流提取的时钟。 2 光纤电流差动保护配置 WXH-803数字式光纤电流差动保护装置采用96点高速采样、快速变数据窗相量算法(以下快速短窗算法)。快速短窗算法在WXH-801/2数字式线路保护中作为短窗方向元件使用1。变窗算法不需要半周整数倍的数据窗，根据变窗算法计算相量的最小数据窗为四分之一周波。主保护采用故障分量差动、稳态量电流差动、零序差动，后备保护由三段式相间距离和

26、接地距离以及六段零序方向保护(四段零序电流及二段不灵敏零序电流保护)构成的全套后备保护，并配有自动重合闸。 (a) 故障分量差动保护 式(1)为电流差动判据，式(2)为比率差动判据，两者同时成立保护跳闸，式中：Im、In为两侧相电流的故障分量，A,B,C， k为制动系数，Iset动作门槛。故障分量电流差动保护，不受负荷电流的影响，保护的灵敏度高，护耐过渡电阻能力强2,3。 (b) 稳态量电流差动保护 电流差动判据和比率差动判据同时成立保护跳闸，式中： Im、In为两侧相电流的故障分量，A,B,C ，k1的制动系数，Iset动作门槛。全电流差动保护利用保护继电器测量的故障电流，是负荷电流与故障分

27、量电流的叠加，一般情况下可以满足灵敏度的要求，但稳态量电流差动保护存在问题，判据中未考虑负荷电流的影响。假设忽略电容电流的影响，无故障及区外故障两侧电流大小相等，方向相反，保护可靠不动作，负荷电流不会产生影响。区内故障发生经过渡电阻短路，负荷电流为穿越性电流，对两侧电流大小及相位有影响，使其朝不利动作方向发展，影响保护的灵敏度，即允许过渡电阻能力有限，稳态量电流差动保护允许过渡电阻能力一般不超过250，不满足500kV线路允许过渡电阻能力300的要求4。图4给出了双端系统区内发生单相经过渡电阻短路电压、电流向量图，由于负荷电流的存在，使两侧电流相位变大，同时影响两侧电流幅值，在长线路重负荷经过

28、渡电阻情况下，影响更严重。若一端故障电流小于负荷电流,两侧电流Im，In夹角超过90，导致保护距动5。 (c) 零序电流差动保护 电流差动判据和比率差动判据同时成立保护跳闸，式中：Im0 、In0为两侧零序电流，I0dz为零序电流差动整定值。由于零序分量仅在接地故障存在，亦为故障分量。区内发生接地故障：Im0 、In0从保护流向线路，只要达到电流差动判据门槛，保护可靠动作。区外发生接地故障：流过两侧的电流为穿越性电流，式(5)、(6)均不满足，零序差动保护可靠不动作。 (d)三种差动保护的配合使用 故障分量电流差动保护不受负荷电流的影响、灵敏度高，但存在时间短，在首次故障使用。稳态量电流差动受

29、负荷电流及过渡电阻的影响，灵敏度下降，可在全相及非全相全过程使用。零序电流差动仅反应接地故障，接地故障时故障分量差流和零序差流是相等。零序差动不比故障分量电流差动保护灵敏度高。可在无法使用故障分量电流差动保护的少数场合(如故障频繁发生而且间隔很短的时候)弥补全电流差动保护灵敏度不足的缺陷，零序电流差动保护需要100ms左右延时以躲过三相合闸不同时等因素的影响及三相门口短路测量误差和暂态分量引起的计算误差6。3 试验与现场试运行 WXH-803数字式光纤电流差动保护装置于2002年10月通过了国家继电器质量监督检验中心的动模实验，2002年11月通过了华北电科院的数模试验，于2002年9月在陕西

30、省电力局330kV输电线路张(村)罗(敷)I线上挂网试运行，该线路全长97.5公里，挂网试运行线路如图5。 该线路配置双重保护配置：一套为南瑞公司RCS-931型纵差保护装置； 另一套为日本三菱重工MCD-H PCM 电流差动继电器。鉴于线路较长，以上保护均复用PCM通道，保护室与通信机房之间采用光纤连接，在通信机房设有专用数字接口实现光电转换并与通信设备相连。WXH-803保护装置输出光信号通过光纤传输至通信机房，在通信机房经过专用设备采用PCM复用方式实现与通信设备的连接，如图6。试运行期间，装置未发生异常情况，经受三次区外故障，正确不动作，倒闸操作过程中，装置未出现异常。 2002年11

31、月在华北电力集团公司电网安全稳定技术管理中心数模试验室进行了500kV数模试验。参加此次试验还有：ALSTOM公司的P544纵联差动保护，南京南瑞继保电气有限公司RCS-931A型纵联差动保护，北京四方继保自动化有限公司CSL-103A型纵联差动保护。由于WXH-803保护装置采用快速变数据窗相量算法可在保证可靠性的前提下可有效地提高电流差动保护的动作速度。验收试验中金属性故障时保护的典型动作时间1618ms (含出口继电器时间)，此算法至少比采用半周算法的保护快5ms。图7是150km小系统中点发生A相单相接地故障50ms后转换为B相接地故障，首次A相故障18ms跳A相(短路电流0.9A),

32、转换为B相故障33ms三相跳闸。 4 结束语 WXH-803数字式光纤电流差动保护装置采用96点高速采样、快速短窗算法、采用故障分量差动、稳态量电流差动、零序电流差动作为差动保护的判据。经过500kV系统动模试验、数模试验验证及330kV系统挂网试运行，证明了WXH-803保护装置可以适用于500kV输电线路。电压闭锁过流保护电压闭锁过流保护是针对长距离线路有大功率电机，电机起动电流接近过流保护的定值，防止大电机起动时过流误动作而设置的。 母线保护中母联只设过流保护，当母联过流时，说明一定有故障了，但不需要母线电压低，如果造成母线电压低，这种故障太严重了，不是过流动作，而是速断动作了！四：非电

33、量保护非电量保护，顾名思义就是指由非电气量反映的故障动作或发信的保护，一般是指保护的判据不是电量（电流、电压、频率、阻抗等），而是非电量，如瓦斯保护（通过油速整定）、温度保护（通过温度高低）、防暴保护（压力）、防火保护（通过火灾探头等）、超速保护（速度整定）等。 非电量保护可对输入的非电量接点进行SOE记录和保护报文记录并上传，主要包括本体重瓦斯、调变重瓦斯、压力释放、冷控失电、本体轻瓦斯、调变轻瓦斯、油温过高等，经压板直接出口跳闸或发信报警。对于冷控失电，可选择是否经本装置延时出口跳闸，最长延时可达300分钟。还可选择是否经油温过高非电量闭锁，投入时只有在外部非电量油温过高输入接点闭合时才开

34、放冷控失电跳闸功能。复合电压是什么？ 电力系统过电压是高电压研究范畴。电力系统过电压分为外部过电压和内部过电压。外部过电压指大气过电压，简单说就是雷击。内部过电压包括操作过电压及谐振过电压，操作过电压指因操作失误，故障、运行方式改变等引起系统过电压，以下情况易发生：拉合电容器或空载长线路；断开空载变压器，电抗器，消弧线圈及同步电机等；在中性点小接地系统中，一相接地后，发生间歇电弧等。谐振过电压指因操作失误，故障后，在系统某些部分形成L，C自振回路，当自振频率与电网频率满足一定关系而发生谐振，引起过电压。内部过电压的根本原因在于L，C元件是储能元件，根据能量守衡定律，其储能不能突变。 复合电压是

35、保护中的。复合电压是由相间低电压和负序电压构成，一般组成闭锁元件，防止保护误动。高后备保护高后备保护和低后备保护是相对变压器而言的，变压器高压侧的后备保护称为高后备，变压器低压侧的后备保护称为低后备。 后备保护，是相对主保护而言的，一般情况下，变压器的主保护是差动保护、瓦斯保护。 变压器的高后备保护就是指变压器高压侧的后备保护，包括：高压侧复合电压闭锁方向过电流保护、高压侧零序方向过电流保护，还有过负荷保护。这三种是最常见的，高压侧复合电压闭锁方向过电流保护因外部相间短路引起的过电流而动作，它可以做为变压器内部相间短路故障时差动保护和瓦斯保护的后备保护，也可以做为其它侧的后备保护，当方向指向线

36、路和母线，或不带方向时，还可以做为本侧线路或母线的后备保护。高压侧零序方向过电流保护因外部单相接地短路引起的过电流而动作，它可以做为变压器内部单相接地短路故障时差动保护和瓦斯保护的后备保护，也可以做为其它侧的后备保护，当方向指向线路和母线，或不带方向时，还可以做为本侧线路或母线的后备保护。它们都可以作用于变压器本侧或三侧或本侧母联开关掉闸。过负荷保护是当变压器过负荷时感知高压侧负荷电流增大而动作，一般只动作于信号。 五：零序电流保护1、当变压器利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应在变压器中性线上装设零序过电流保护。 2、高压侧为单电源，低压侧无电源的降压变压器，不

37、宜装设专门的零序保护。 3、400KVA及以上，线圈为星形-星形联结低压侧中性点直接接地的变压器，低压侧单相接地短路保护应选择接于低压侧中性线上的零序电流保护，保护装置应带时限动作与跳闸。 4、610KV线路的单相接地故障的保护，对有条件安装零序电流互感器的线路，采用零序电流保护装置。”“什么是零序保护?大电流接地系统中为什么要单独装设零序保护? 答:在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足,这是因

38、为:系统正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度；Y/接线降压变压器,侧以后的接地故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。 简述方向零序电流保护特点和在接地保护中的作用？ 答:方向零序电流保护是反应线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护装置,在我国大电流接地系统不同电压等级电力网的线路上,根据部颁规程规定,都装设了方向零序电流保护装置,作为基本保护。电力系统事故统计材料表明,大电流接地系统电力网中,线路接地故障占线路全部故障的80

39、%90%,方向零序电流保护的正确动作率约97%,是高压线路保护中正确动作率最高的保护之一。方向零序电流保护具有原理简单、动作可靠、设备投资小,运行维护方便、正确动作率高等一系列优点。 零序电流保护有什么优点? 答:带方向性和不带方向性的零序电流保护是简单而有效的接地保护方式,其优点是: 1、结构与工作原理简单,正确动作率高于其他复杂保护。 2、整套保护中间环节少,特别是对于近处故障,可以实现快速动作,有利于减少发展性故障。 3、在电网零序网络基本保持稳定的条件下,保护范围比较稳定。 4、保护反应零序电流的绝对值,受故障过渡电阻的影响较小。 5、保护定值不受负荷电流的影响,也基本不受其他中性点不

40、接地电网短路故障的影响,所以保护延时段灵敏度允许整定较高。 零序电流保护为什么设置灵敏段和不灵敏段? 答:采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。 灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段保护。 不灵敏一段是按躲过非全

41、相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作电流大,能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作的 接地距离保护有什么优点? 答：接地距离保护的最大优点是:瞬时段的保护范围固定,还可以比较容易获得有较短延时和足够灵敏度的第二段接地保护。特别适合于短线路的一、二段保护。 对短线路说来,一种可行的接地保护方式,是用接地距离保护一、二段再辅之以完整的零序电流保护。两种保护各自配合整定,各司其责:接地距离保护用以取得本线路的瞬时保护段和有较短时限与足够灵敏度的全线第二段保护；零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务,保证与相邻线路的零序电流保护间有可靠的选择性。 多段式零序电流保护逐级配合

42、的原则是什么？不遵守逐级配合原则的后果是什么？ 相邻保护逐级配合的原则是要求相邻保护在灵敏度和动作时间上均能相互配合,在上、下两级保护的动作特性之间,不允许出现任何交错点,并应留有一定裕度。实践证明,逐级配合的原则是保证电网保护有选择性动作的重要原则,否则就难免会出现保护越级跳闸,造成电网事故扩大的严重后果。 ”六：母线差动保护基本原理, 用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，

43、立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围。 母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。迄今为止，在电网中广泛应用过的母联电流比相式差动保护、电流相位比较式差动保护、比率制动式差动保护，经各发、供电单位多年电网运行经验总结，普遍认为就适应母线运行方式、故障类型、过渡电阻等方面而言，无疑是按分相电流差动原理构成的比率制动式母差保护效果最佳。 但是随着电网微机保护技术的普及和微机型母差保护的不断完善，以中阻抗比率差动

44、保护为代表的传统型母差保护的局限性逐渐体现出来。从电流回路、出口选择的抗饱和能力等多方面，传统型的母差保护与微机母差保护相比已不可同日而语。尤其是随着变电站自动化程度的提高，各种设备的信息需上传到监控系统中进行远方监控，使传统型的母差保护无法满足现代变电站运行维护的需要。 下面通过对微机母差保护在500 kV及以下系统应用的了解，依据多年现场安装、调试各类保护设备的经验，对微机母差保护与以中阻抗比率差动保护为代表的传统型母差保护的原理和二次回路进行对比分析。 1微机母差保护与比率制动母差保护的比较 1.1微机母差保护特点 a. 数字采样，并用数学模型分析构成自适应阻抗加权抗TA饱和判据。 b.

45、 允许TA变比不同，具备调整系数可以整定，可适应以后扩建时的任何变比情况。 c. 适应不同的母线运行方式。 d. TA回路和跳闸出口回路无触点切换，增加动作的可靠性，避免因触点接触不可靠带来的一系列问题。 e. 同一装置内用软件逻辑可实现母差保护、充电保护、死区保护、失灵保护等，结构紧凑，回路简单。 f. 可进行不同的配置，满足主接线形式不同的需要。 g. 人机对话友善，后台接口通讯方式灵活，与监控系统通信具备完善的装置状态报文。 h. 支持电力行业标准IEC 608705103规约，兼容COMTRADE输出的故障录波数据格式。 1.2基本原理的比较 传统比率制动式母差保护的原理是采用被保护母

46、线各支路(含母联)电流的矢量和作为动作量，以各分路电流的绝对值之和附以小于1的制动系数作为制动量。在区外故障时可靠不动，区内故障时则具有相当的灵敏度。算法简单但自适应能力差，二次负载大，易受回路的复杂程度的影响。 但微机型母线差动保护由能够反映单相故障和相间故障的分相式比率差动元件构成。双母线接线差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。大差是除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差回路，某段母线的小差指该段所连接的包括母联和分段断路器的所有支路电流构成的差动回路。大差用于判别母线区内和区外故障，小差用于故障母线的选择。 这两种原理在使用中最大的不同是微机母差引入大差的概念作为故障判据，

47、反映出系统中母线节点和电流状态，用以判断是否真正发生母线故障，较传统比率制动式母差保护更可靠，可以最大限度地减少刀闸辅助接点位置不对应而造成的母差保护误动作。 1.3对刀闸切换使用和监测的比较 传统比率制动式母差保护用开关现场的刀闸辅助接点，控制切换继电器的动作与返回，电流回路和出口跳闸回路都依赖于刀闸辅助接点和切换继电器接点的可靠性，刀闸辅助接点和切换继电器的位置监测是保护屏上的位置指示灯，至于继电器接点好坏，在元件轻载的情况下无法知道。 微机保护装置引入刀闸辅助触点只是用于判别母线上各元件的连接位置，母线上各元件的电流回路和出口跳闸回路都是通过电流变换器输入到装置中变成数字量，各回路的电流

48、切换用软件来实现，避免了因接点不可靠引起电流回路开路的可能。 另外，微机母差保护装置可以实时监视和自检刀闸辅助触点，如各支路元件TA中有电流而无刀闸位置；两母线刀闸并列；刀闸位置错位造成大差的差电流小于TA断线定值但小差的差电流大于TA断线定值时，均可以延时发出报警信号。微机母差保护装置是通过电流校验实现实时监视和自检刀闸辅助触点，并自动纠正刀闸辅助触点的错误的。运行人员如果发现刀闸辅助触点不可靠而影响母差保护运行时，可以通过保护屏上附加的刀闸模拟盘，用手动强制开关指定刀闸的现场状态。 1.4对TA抗饱和能力的对比 母线保护经常承受穿越性故障的考验，而且在严重故障情况下必定造成部分TA饱和，因

49、此抗饱和能力对母线保护是一个重要的参数。 1.4.1传统型母差保护 a. 对于外部故障，完全饱和TA的二次回路可以只用它的全部直流回路的电阻等值表示，即忽略电抗。某一支路TA饱和后，大部分不平衡电流被饱和TA的二次阻抗所旁路，差动继电器可靠不动作。 b. 对于内部故障，TA至少过14周波才会出现饱和，差动继电器可快速动作并保持。 1.4.2微机型母差保护 微机母差保护抛开了TA电抗的变化判据，使用数学模型判据来检测TA的饱和，效果更可靠。并且在TA饱和时自动降低制动的门槛值，保证差动元件的正确动作。TA饱和的检测元件有两个： a. 采用新型的自适应阻抗加权抗饱和方法，即利用电压工频变化量差动元

50、件和工频变化量阻抗元件（前者）与工频变化量电压元件（后者）相对动作时序进行比较，区内故障时，同时动作，区外故障时，前者滞后于后者。根据此动作的特点，组成了自适应的阻抗加权判据。由于此判据充分利用了区外故障发生TA饱和时差流不同于区内故障时差流的特点，具有极强的抗TA饱和能力，而且区内故障和一般转换型故障(故障由母线区外转至区内)时的动作速度很快。 b. 用谐波制动原理检测TA饱和。这种原理利用了TA饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA饱和。该元件抗饱和能力很强，而且在区外故障TA饱和后发生同名相转换性故障的极端情况下仍能快速切除故障母线。 从原理

51、上分析，微机型母差保护的先进性是显而易见的。传统型的母差判据受元件质量影响很大，在元件老化的情况下，存在误动的可能。微机母差的软件算法判据具备完善的装置自检功能，大大降低了装置误动的可能。 1.5TA二次负担方面的比较 比率制动母差保护和微机母差保护都是将TA二次直接用电缆引到控制室母差保护屏端子排上，二者在电缆的使用上没有差别，但因为两者的电缆末端所带设备不同，微机母差是电流变换器，电流变换器二次带的小电阻，经压频转换变成数字信号；而传统中阻抗的比率制动式母差保护，变流器二次接的是165301 的电阻，因此这两种母差保护二次所带的负载有很大的不同，对于微机母差保护而言，一次TA的母差保护线圈

52、所带负担很小，这极大地改善了TA的工况。 2差动元件动作特性分析与对比 2.1比率差动元件工作原理的对比 常规比率差动元件与微机母差保护工作原理上没有本质的不同，只是两者的制动电流不同。前者由本母线上各元件(含母联)的电流绝对值的和作为制动量，后者将母线上除母联、分段电流以外的各元件电流绝对值的和作为制动量，差动元件动作量都是本母线上各元件电流矢量和绝对值。 常规比率差动元件的动作判据为： 式中Id母线上各支路二次电流的矢量； Idset差电流定值； K、Kr比率制动系数。 比较上述两判据，当K=Kr(1Kr)，亦即Kr=K(1K) 时，常规比率差动和微机母差的复式比率差动特性是一致的。 2.

53、2区内故障的灵敏性 考虑区内故障，假设总故障电流为1，流出母线电流的百分比为Ext，即流入母线的电流为1Ext。则Id=1,Ir=12Ext,分别带入式（1）和式（3）中。对于常规比率差动元件，由IdKIr得：1K（12Ext），故： 综上所述，母线发生区内故障时，即使有故障电流流出母线，汲出电流满足式（4）和式（5）的条件，常规比率差动元件和微机母差的复式比率差动元件仍能可靠动作。 2.3区外故障的稳定性 假设穿越故障电流为I，故障支路的TA误差达到，则Id=，Ir=2。 对于常规比率差动元件： 由IdKIR，得七：何谓三段式电流保护？其各段是怎样获得动作选择性的？由无时限电流速断、限时电流

54、速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置，称为三段式电流保护。无时限电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性；时限电流速断和过电流保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。一段又叫电流速断保护，没有时限，按躲开本段末端最大短路电流整定二段又叫限时电流速断，按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定，可以作为本段线路一段的后备保护，比一段多时间t时限。三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。 线路三段式零序电流保护的构成及动作过程 线路三段式零序电流保护的构成及动作过程 三段式零序

55、电流保护的原理接线如图14，在被保护线路的三相上分别装设型号和变比完全相同的电流互感器，将它们的二次绕组互相并联，然后接至电流继电器的线圈。当正常运行和发生相间故障时，电网中没有零序电流，故IR=0，继电器不动作，只有发生接地故障时，才出现零序电流，如其值超过整定值，继电器就动作。 实际工作中，由于三只电流互感器的励磁特性不一致，当发生相间故障时，会造成较大的不平衡电流。为了使保护装置在这种情况下不误动作，通常将保护的动作电流按躲过最大不平衡电流来整定。 与相间短路的电流保护相同，零序电流保护也采用阶段式保护，通常采用三段式。目前的“四统一”保护屏则采用四段式。图14为三段式零序电流保护的原理

56、接线图。瞬时零序电流速断（零序段有，由KA1、KM和KS7构成），一般取保护线路末端接地短路时，流过保护装置3倍最大零序电流3Iom的1.3倍，保护范围不小于线路全长的15%25%。 零序段（由KA3、KT4和KS8构成）的整定电流，一般取下一级线路的零序段整定电流的1.2倍，时限0.5s，保证在本线末端单相接地时，可靠动作。零序段（由KA5、KT6和KS9构成）的整定电流可取零序（或）段整定的1.2倍，或大于三相短路的最大不平衡电流，其灵敏性要求下一级末端故障时，能可靠动作。图14三段式零序电流保速断、限时速断、过流是三段式电流保护距离保护有类似的性质，三段按照阻抗值和时间相互配的原则，一段

57、保护本线路全场的80%，二段保护全长及下一线路的一部分，三段保护下一线路全全长，作为下一线路的远后备。三段式距离保护中分：相间距离、接地距离、零序距离2三段式相间和接地距离整定原则 1接地距离I段和相间距离I段分别按线路全长的7080整定，以确保定值整定范围不伸入对端母线。 2全网接地距离II段和相间距离II段阻抗值按确保线路末端发生金属性故障有足够灵敏度整定。因220kV系统的所有线路的接地距离II段和相间距离II段定值只考虑与相邻线路全线速动保护相配合整定，所以其动作时间均取1.0秒。在某些情况下，运行中某线路配置的全线速动保护均停运而线路又不能同时停运时，可将该线路相间和接地距离II段时

58、限压缩为0.3秒,使其与之有配合关系的相邻线路距离II段能够相配。500kV系统的相间和接地距离II段时限按与相邻线纵联保护配合整定，或与相邻线路同类保护的II段时限逐级配合。 3相间距离III段按躲线路最大事故过负荷电流并在本线路末故障有足够灵敏度整定，同时力争能作相邻线路和变压器的后备保护。接地距离III段阻抗值取与相间距离III段相同值。距离保护III段时限均与相邻线路距离II段时间及变压器后备保护时限相配整定，所以全网相间和接地距离保护时限按统一时限整定。由于500kV变压器和220kV出线的保护配置较完善，同时作为500kV系统的后备保护也应以较快的时间切除故障，因此500kV相间和

59、接地距离III段与500kV主变的后备保护跳本侧段（未考虑与跳三侧的后备保护时间配）及220kV出线后备II段时限相配整定，时限都取3.5秒。而220kV线路的距离保护考虑了与相邻变压器后备保护完全配合的问题，因此相间距离III段时间取5.5秒,接地距离III段取4.0秒。(四川电网整定原则规定220kV变压器接地后备保护的最长动作时限为3.5秒, 相间后备保护的最长动作时限为5.0秒,因而与线路的后备保护在动作时限上是配合的。) 4目前，由于四川电网结构尚薄弱，部分线路潮流分布不太合理，部分长线路的距离III段阻抗值按考虑躲事故跳闸的过负荷整定后，只能取与距离II段相同定值。个别重负荷长线路

60、在按照部颁规程规定的有关保护动作的最低灵敏度整定后，连距离II段的定值都不能躲过运行方式处要求的最大事故过负荷。3方向零序电流保护整定原则3.1经过这几年的继电保护改造工程，四川220kV电网的线路保护装置的技术性能和设备健康状况均有较大的提高,除个别终端线路配置的是单套保护装置,绝大多数线路配置了双套纵联保护；双套允许接地电阻较大的三段式相间、接地距离保护和双套方向零序电流四段式或两段式保护(LFP-900或RCS-900系列保护装置未配置方向零序电流I段保护)。总之，随着系统纵联保护的加强和接地距离保护的广泛采用，方向零序电流保护的作用越来越不明显。方向零序电流I段保护范围短，适应系统运行

61、方式变化的能力差，在电网发生连续故障时，还可能由于网架的变化而导致误动。现在方向零序电流I段的保护功能完全可以由双套允许接地电阻较大的接地距离保护I段代替。因此,目前四川电网220kV系统线路配置的所有方向零序电流I段和零序电流不灵敏I段保护的都停用。3.2由于接地距离II段定值确保了被保护线路末端故障有灵敏度，方向零序电流II段的整定作了适当简化，按规程规定与相邻线高频保护配合,即躲相邻线末端最大接地短路电流整定，在系统为最大运行方式下灵敏度大约1.0，时间与纵联保护配合，均取为1.0秒（终端线路例外）。在纵联保护退出、系统又不允许线路停电的特殊情况下，将II段时限压缩至0.3秒运行的方式，

62、保证了本线路后备保护与相邻出线保护在时间上的配合。经过四川电网近几年来的实际运行情况来看，此保护整定方案是切实可行的，在保证电网安全运行的情况下，既减少了调度及运行人员繁琐的定值修改工作，又简化了保护人员累赘的计算工作。对线路配置的为四段式方向零序电流保护的微机保护装置，其整定原则与三段式方向零序电流保护的整定原则相同，III段整定原则同II段，即II段和III段采用相同的保护定值。3.3零序最末段（III段或IV段）定值按保线路高阻接地时有一定灵敏度整定，一般不大于300A，时间为4.0秒。3.4方向零序电流保护II、III、IV段均带方向，不灵敏II段不带方向。4综合重合闸整定原则4.1220kV及以上系统的线路综合重合闸一般采用单重方式，部分开关为三相操作机构的220kV终端线路采用三重或停用重合闸。全网只有纵联保护、接地距离I段启动重合闸，相间保护和带延时的接地保护均不启动重合闸，保护动作直接三相跳闸。4.