導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇繼電器保護(hù)的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】變壓器；差動(dòng)保護(hù)；故障；措施

前言

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，超高壓輸電線路在我國(guó)的建設(shè)越來(lái)越普遍，大容量超高壓的大型電力變壓器的應(yīng)用也隨之?dāng)U大，這就要求變壓器保護(hù)不僅可靠，而且要快速。但是變壓器保護(hù)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于系統(tǒng)發(fā)展的速度，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前變壓器保護(hù)動(dòng)作正確率普遍不高，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些原因不明的誤動(dòng)，傳統(tǒng)的保護(hù)原理、保護(hù)方法面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此研究出可靠的判據(jù)，防止變壓器保護(hù)誤動(dòng)，具有較大的理論和工程應(yīng)用價(jià)值。因此，本文重點(diǎn)分析變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理、差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的原因以及防范措施。

一、差動(dòng)保護(hù)的基本原理

變壓器的主保護(hù)一般選用電流縱差動(dòng)保護(hù)，其不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件的保護(hù)配合，可以無(wú)延時(shí)的切除保護(hù)區(qū)內(nèi)各種故障，具有很多優(yōu)良特點(diǎn)。圖1所示為雙繞組單相變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖，i1、i2分別為變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的一次電流，參考方向?yàn)槟妇€指向變壓器；、為相應(yīng)的電流互感器二次電流。

根據(jù)上式，正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，差動(dòng)電流為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作；如果變壓器內(nèi)部任何一點(diǎn)故障時(shí)，包括電流互感器與變壓器之間的引線，只要故障電流大于差動(dòng)保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)就可以迅速動(dòng)作。

當(dāng)變壓器電流互感器飽和、變壓器變比調(diào)整等時(shí)，差動(dòng)保護(hù)會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。針對(duì)不同狀況引起的不同的不平衡電流，需要引入制動(dòng)電流，使差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)作。根據(jù)制動(dòng)電流與差動(dòng)電流比值大小來(lái)判斷保護(hù)是否動(dòng)作，這種判據(jù)方法稱為比率差動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)要根據(jù)變壓器變比及各側(cè)電流互感器變比將各側(cè)二次電流進(jìn)行折算，使差動(dòng)電流能真實(shí)反映實(shí)際一次差動(dòng)電流。

二、差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因

變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置的準(zhǔn)確動(dòng)作依賴于保護(hù)正確的整定值與正確的接線。由于變壓器各側(cè)的繞組接線方式、電壓等級(jí)、電流互感器的型號(hào)、比率都不同，而且主變壓器的短路電流、勵(lì)磁涌流、鐵芯飽和等諸多因素的影響，使變壓器差動(dòng)保護(hù)取樣的不平衡電流值可達(dá)到一個(gè)較大的數(shù)量級(jí)數(shù)值，尤其是在整定值不匹配或者保護(hù)接線不正確的情況下，產(chǎn)生的不平衡電流將大于保護(hù)的整定值，此時(shí)就會(huì)造成誤動(dòng)，就會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因很多，下面給出一些常見(jiàn)的誤動(dòng)作原因：

（1）常見(jiàn)原因是變壓器分接頭調(diào)整問(wèn)題，一般變壓器高壓繞組有調(diào)壓分接頭，有的還要求變壓器能夠有載調(diào)壓，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致不平衡電流增大，當(dāng)大于保護(hù)的整定值時(shí)就會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)；

（2）由變壓器涌流引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)事故也較常見(jiàn)，一般情況下變壓器鐵芯沒(méi)有飽和，其工作在線性區(qū)域，此時(shí)勵(lì)磁電流較小，差動(dòng)保護(hù)一般不會(huì)誤動(dòng)，但在一些過(guò)渡過(guò)程中或變壓器帶有沖擊負(fù)荷時(shí)，變壓器的鐵芯就會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，產(chǎn)生幾倍甚至十幾倍額定電流的勵(lì)磁涌流，容易引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)；

（3）變壓器如果在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，變壓器一次側(cè)電流的非周期分量較大，如變壓器各側(cè)的電流互感器飽和特性不一樣，易引起某一側(cè)的電流互感器飽和，產(chǎn)生暫態(tài)不平衡電流，可能會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。在外部故障切除過(guò)程中，由于電流互感器的局部暫態(tài)飽和也可能會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)；

（4）在穩(wěn)態(tài)過(guò)勵(lì)磁情況下，變壓器也會(huì)有勵(lì)磁電流劇增的狀況出現(xiàn)，就會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)非選擇性的誤動(dòng)；

（5）如果變壓器內(nèi)部匝間輕微有故障時(shí)，雖然流過(guò)短路環(huán)的電流很大，但流入差動(dòng)回路的電流可能很小，可能小于保護(hù)的整定值，此時(shí)就會(huì)影響到差動(dòng)保護(hù)的靈敏動(dòng)作。

在一般變電站中，差動(dòng)保護(hù)是主變壓器的主保護(hù)，其安全可靠性對(duì)變壓器保護(hù)影響最為關(guān)鍵。變壓器的差動(dòng)保護(hù)在變壓器正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，理想狀況下流入差動(dòng)繼電器的電流為零，保護(hù)裝置不動(dòng)作。但是在工程中變壓器在正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)都有可能產(chǎn)生較大的不平衡電流，不平衡電流有可能大于差動(dòng)保護(hù)的整定動(dòng)作值，就可能引起變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。

三、差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作防預(yù)措施

變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作會(huì)給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大威脅，同時(shí)也會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以必須對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)采取防預(yù)措施。

（1）變壓器差動(dòng)保護(hù)的電流互感器應(yīng)選用D級(jí)電流互感器。如果工程運(yùn)行中的差動(dòng)保護(hù)已選用了其他型號(hào)的電流互感器，為了消除不平衡電流，變壓器兩側(cè)的電流互感器應(yīng)按10%誤差曲線選擇，而且在整定變壓器差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流時(shí)要引入同型號(hào)系數(shù)Ktx，修正型號(hào)異同的影響，以防止繼電器誤動(dòng)；

（2）電力系統(tǒng)中運(yùn)行的變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置通常采用DCD-2型差動(dòng)繼電器DCD-2型差動(dòng)繼電器是由DC-11/0.2型電流繼電器和帶短路線圈的速飽和變流器組成的，變壓器勵(lì)磁涌流帶來(lái)的不平衡電流影響能夠被其短路線圈可靠地消除；

（3）在變壓器正常運(yùn)行和保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，盡量減少差動(dòng)電壓，減少穩(wěn)態(tài)時(shí)的不平衡電流，防止繼電器誤動(dòng)；

（4）改進(jìn)差動(dòng)繼電器，比如更換容量較大的繼電器接點(diǎn)、增長(zhǎng)繼電器接點(diǎn)距離等，可以有效解決繼電器合閘時(shí)的擊穿問(wèn)題，防止繼電器誤動(dòng)；

（5）在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，要定期檢查差動(dòng)繼電器的工作狀況是否正常。運(yùn)行維護(hù)人員要定期檢查變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，做好預(yù)防措施。

正確應(yīng)用變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的重要保障之一，運(yùn)行中對(duì)差動(dòng)保護(hù)要求有很高的可靠性。變壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特點(diǎn)獨(dú)特，因此必須嚴(yán)格按規(guī)程要求認(rèn)真分析變壓器運(yùn)行的各個(gè)細(xì)節(jié)，全面了解變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理與特點(diǎn)，采取相應(yīng)措施，合理選擇變壓器電流互感器，提高和增強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行人員的技術(shù)水平和責(zé)任心，杜絕事故發(fā)生，確保差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作，從而保證變壓器可靠運(yùn)行。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)了變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的幾種典型原因，并介紹了差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的防治措施。大量研究表明：差動(dòng)保護(hù)原理應(yīng)用于變壓器不夠完善，因?yàn)樽儔浩鞑煌谳旊娋€路，不適用基爾霍夫電流定律，因?yàn)樽儔浩鞑皇羌冸娐吩O(shè)備，它是由磁路聯(lián)系的若干獨(dú)立電路組成的。因此在工程中要積極研究更為完善的變壓器微機(jī)保護(hù)，嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷變器的故障性質(zhì)，以采取合理的措施進(jìn)行處理，避免事故的發(fā)生，以保證變壓器的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

篇2

摘 要 文章介紹了低壓電器柜元件的設(shè)計(jì)原理，并分別對(duì)低壓斷路器，接觸器，繼電器和熔斷器設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 低壓電器柜 工作原理 設(shè)計(jì)

一、低壓斷路器

低壓斷路器通常又被稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，這是一種工作時(shí)需要有電參與的源操作的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它在低壓配電的斷路過(guò)程中使用非常廣泛，通常是在不經(jīng)常操作的低壓配電設(shè)施當(dāng)中可認(rèn)為是電源開(kāi)關(guān)，并有較為完善的滅弧裝置，既可以有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用，又可以自動(dòng)的進(jìn)行對(duì)失壓、欠壓、斷相、過(guò)載和短路等故障時(shí)電器的保護(hù)。斷路器不僅可以導(dǎo)通和斷開(kāi)正常負(fù)載的電流和過(guò)載的電流，而且可以導(dǎo)通和斷開(kāi)短路電流。斷路器可來(lái)分配電能，對(duì)于不頻繁啟動(dòng)異步電機(jī)，為了達(dá)到可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)以及電源等設(shè)備，當(dāng)它們發(fā)生非常嚴(yán)重的過(guò)載故障、短路故障以及欠電壓故障等情況時(shí)，可以自動(dòng)切斷所能電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)運(yùn)行線路的保護(hù)，將損失減少到最低限度。

低壓斷路器所擁有的種類非常多，按照其不同作用可分為按性能分有配電保護(hù)斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器、家庭用電和類似家庭用電斷路器以及發(fā)生漏點(diǎn)故障時(shí)及時(shí)保護(hù)的斷路器；若按不同的性能劃分可分為一般式、多功能式、高性能、智能型和可通信智能型等類型；若按滅弧時(shí)所用介質(zhì)劃分，有空氣式和真空式。

（一）塑料外殼型低壓斷路器。作為低壓配電開(kāi)關(guān)柜中應(yīng)用非常普遍的一種控制元件，塑料外殼型低壓斷路器可作為配電線路、電動(dòng)機(jī)、照明電路及電熱器等設(shè)備的電源控制及開(kāi)關(guān)保護(hù)，其基本結(jié)構(gòu)是由觸頭和滅弧系統(tǒng)、操作部分、各種脫扣元件、附件等多個(gè)基本結(jié)構(gòu)組成。

（二）低壓斷路器的主要用途：具有限流分段功能；可以進(jìn)行電路保護(hù)；對(duì)于過(guò)載情況可延時(shí)保護(hù)；具有一定的隔離能力。

二、接觸器

接觸器是一種可以自動(dòng)控制的電器，可用于一般的低壓配置系統(tǒng)中，通常用來(lái)在距離較遠(yuǎn)線路中控制電氣設(shè)備，經(jīng)常用于操作交直流主回路當(dāng)中，通常在大容量電路中、交流或者直流電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制當(dāng)中應(yīng)用也較為廣泛。

接觸器如果按照其滅弧能力分類，可分為真空式、油浸式和電氣電磁式等；若按照觸頭控制而形成的電流種類進(jìn)行分類可分為交流式、直流式、機(jī)械連鎖式、切換電容式等。

（一）接觸器的基本結(jié)構(gòu)

a、電磁機(jī)構(gòu)：線圈、動(dòng)鐵芯（即銜鐵）和靜鐵芯，而且二者均采用均采用硅鋼片的結(jié)構(gòu)；b、觸頭結(jié)構(gòu)：主觸頭、輔助觸頭（主觸頭主要用于通斷電路，輔助觸頭用于控制電路），均與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)；c、滅弧結(jié)構(gòu)；d、釋放彈簧系統(tǒng)；e、接線端子；f、絕緣外殼及基座等。

其中，容量處于中小型的接觸器通選取用直動(dòng)式電磁系統(tǒng)，主觸頭與輔助觸頭一般選取雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)；若是大容量系統(tǒng)，選用繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，主觸頭選用單斷點(diǎn)式。交流接觸器一般選取多縱縫滅弧；直流接觸器一般選取磁吹式滅弧。

（二）交流式接觸器及其原理

其工作原理是利用電磁來(lái)控制電路，從而使銜鐵動(dòng)作，帶動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)換。當(dāng)線圈沒(méi)有電時(shí)，由于彈簧的作用力使得銜鐵和主觸頭處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)線圈有電時(shí)，彈簧克服彈力使得銜鐵與主觸頭接觸，電路處于閉合狀態(tài)，與此同時(shí)，輔助觸頭也跟隨動(dòng)作。

三、繼電器

繼電器是一種可以進(jìn)行自動(dòng)控制以及邏輯轉(zhuǎn)換的一種元件，在電氣領(lǐng)域中，凡是涉及到邏輯控制的場(chǎng)所，均要使用繼電器。因此，繼電器有非常多的種類，在使用過(guò)程中需進(jìn)行選擇。

繼電器是一種通過(guò)對(duì)輸入量改變的感知（無(wú)論是電量變化還是非電量變化），相對(duì)應(yīng)的改變輸出量，輸出量通過(guò)控制觸頭來(lái)轉(zhuǎn)換邏輯。繼電器的邏輯特性非常強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)邏輯轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，“通”、“斷”分別用“0”、“1”。

繼電器的分類：

如果依信號(hào)分類，可將繼電器分為直流、交流、電壓、電流、時(shí)間、溫度、脈沖、壓力、中間繼電器等等；如果依照產(chǎn)品的類型可分為固體式、靜態(tài)式、接觸式繼電器等；如果依靠接觸頭的功率可分為高度靈敏繼電器、靈敏繼電器、通用型繼電器；如果按輸出頭容量可分為節(jié)能型、微功率型、弱功率型、小功率型、中功率型、大功率型繼電器等。在這些分類中，電磁式繼電器應(yīng)用較為普遍。

電磁式繼電器是一種可以控制信號(hào)的繼電器，同樣也有交、直流不同類型，種類也非常多。它的基本原理與結(jié)構(gòu)和接觸器基本原理與結(jié)構(gòu)類似，唯一不同之處在于由于繼電器每個(gè)觸頭容許的電流量較小，所以觸頭數(shù)量很多，而且沒(méi)有特定的滅弧裝置，體積不大，動(dòng)作反應(yīng)快，因此只能用于邏輯轉(zhuǎn)換。工業(yè)中若需要在線路中間轉(zhuǎn)換信號(hào)或者進(jìn)行小型功率的輸送，通常采用小型電磁繼電器。

四、熔斷器

熔斷器用于短路保護(hù)，它的工作原理是由于熱效應(yīng)原理。通常串聯(lián)于電路當(dāng)中，若發(fā)生短路故障或線路中突然出現(xiàn)過(guò)大電流超過(guò)其最大值時(shí)，它將迅速自身產(chǎn)生熱量融化自身熔體，從而斷開(kāi)電路，起到保護(hù)作用。斷路器根據(jù)使用電壓可分為高壓斷路器和低壓斷路器；根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為敞開(kāi)式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。

熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)的電路當(dāng)中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)流時(shí)，電流超過(guò)規(guī)定值一段時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使融化體融化而快速分?jǐn)嚯娐罚瑥亩Ｗo(hù)電路。在熔斷器工作時(shí)，需要與其他的保護(hù)電氣開(kāi)關(guān)相互配合，短路電流在其一定范圍內(nèi)可滿足保護(hù)要求。

篇3

關(guān)鍵詞：繼電器；電氣工程；自動(dòng)低壓電器；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM585

前 言

在電氣工程中，繼電器是不可或缺的設(shè)備之一，它的應(yīng)用能夠進(jìn)一步降低自動(dòng)化低壓電器設(shè)備故障的發(fā)生幾率。而想要使繼電器充分發(fā)揮出自身的保護(hù)作用，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理選型，并確保繼電器的運(yùn)行可靠性。只有這樣，才能使繼電器在電氣工程中的作用獲得最大程度地發(fā)揮。

1 繼電器的基本原理與作用

1.1 繼電器的基本原理

現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，繼電器作為電氣系統(tǒng)中較為重要的組成部分之一，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。就繼電器而言，其常常被用于

保護(hù)電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性，如變壓器、馬達(dá)、發(fā)電機(jī)以及輸電線路短路保護(hù)等等。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障時(shí)，繼電器可以向值守人員發(fā)出告警信號(hào)，而想要確保繼電器能夠發(fā)揮出應(yīng)用的作用，其應(yīng)當(dāng)具備以下功能特性：其一，安全性和可靠性，這是一個(gè)合格的繼電器必須具備的特性，只有這樣才能避免繼電器本身出現(xiàn)故障；其二，快速反應(yīng)能力。能夠以最短時(shí)間消除可以消除的所有故障；其三，選擇性。繼電器應(yīng)當(dāng)能夠確保電力系統(tǒng)始終向無(wú)故障區(qū)域進(jìn)行供電；其四，靈敏性。電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)在正常運(yùn)行和發(fā)生故障情況下的區(qū)別是非常明顯的，繼電器就是通過(guò)這些參數(shù)的具體變化情況，在反映和檢測(cè)的基礎(chǔ)之上對(duì)電力系統(tǒng)的故障性質(zhì)和故障影響范圍進(jìn)行判斷，并作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理。

繼電器的基本工作原理如下：由取樣單元負(fù)責(zé)將被保護(hù)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的物理量經(jīng)過(guò)電氣隔離并將之轉(zhuǎn)換為繼電保護(hù)裝置中比較鑒別單元能夠接收到的信號(hào)，然后根據(jù)該單元的要求進(jìn)行相應(yīng)處理，再按照比較環(huán)節(jié)輸出量的性質(zhì)、大小以及組合方式出現(xiàn)順序的先后確定出繼電保護(hù)裝置是否需要?jiǎng)幼鳌?/p>

1.2 繼電器的作用

繼電器本身具有以下優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、能夠使電路簡(jiǎn)化等，正是因?yàn)槔^電器的這些優(yōu)點(diǎn)使其被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域當(dāng)中。但是有些專家認(rèn)為，在電子元器件當(dāng)中，繼電器是最不可靠的一種裝置，并且在整機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)當(dāng)中，往往將繼電器、可調(diào)電感器以及電位器等裝置列為不用或是少用的元件。然而，因?yàn)槔^電器在控制電路中有著十分獨(dú)特的電氣和物理特性，其斷路狀態(tài)下的高絕緣電阻以及通路狀態(tài)下的低導(dǎo)通電阻是其它任何電子器件都無(wú)法比擬的。為此，確保繼電器的運(yùn)行可靠性成為業(yè)界研究的重點(diǎn)課題之一。電子元器件的可靠性應(yīng)當(dāng)包括以下兩個(gè)方面的內(nèi)容，即固有可靠性和使用可靠性。其中前者是元器件可靠的基礎(chǔ)，一般都是通過(guò)設(shè)計(jì)和制造廠商來(lái)進(jìn)行控制，以確保制造出來(lái)的元器件能夠達(dá)到要求的可靠性等級(jí)，而后者則是整機(jī)可靠性的基礎(chǔ)，必須闡明的是，使用高可靠質(zhì)量等級(jí)的元器件卻并一定能夠制造出高可靠性的整機(jī)，這是因?yàn)槔锩嫔婕暗绞褂每煽啃缘膯?wèn)題。使用可靠性具體是指按照各種元器件的特性通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)方法，最大限度地發(fā)揮出元器件固有可靠性的作用，進(jìn)而達(dá)到整機(jī)的可靠性要求。與其它電子元器件相比，繼電器是由機(jī)械傳動(dòng)和電磁兩個(gè)部分構(gòu)成的，這種結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，因而繼電器的可靠性就顯得相對(duì)較差，若是實(shí)際使用過(guò)程中采取一定的防范措施，則能夠使其達(dá)到理想中的效果。此外，繼電器可靠性不高除了自身質(zhì)量原因外，使用方法不當(dāng)也是一個(gè)原因。因此，想要使繼電器能夠充分發(fā)揮出自身的作用，不但應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善自身的質(zhì)量，而且還必須合理使用。

2 繼電器在電氣工程中的應(yīng)用

2.1 電磁類繼電器的應(yīng)用

1）電磁繼電器的特性。此類繼電器的主要特性是輸入-輸出，也就是我們通常所說(shuō)的繼電特性，其特性曲線如圖1 所示。當(dāng)繼電器的輸入量X 由0 增至X2 之前，繼電器輸出量Y 為0 ；當(dāng)輸入量X 增至X2 時(shí)，繼電器吸合，此時(shí)輸出量為Y1，如果X 繼續(xù)增大，Y 保持不變；當(dāng)X 減小至X1 時(shí)，繼電器釋放，此時(shí)輸出量由Y1 變?yōu)?，若是X 繼續(xù)減小，Y 值均為0。圖1 中的X2 是繼電器的吸合值，想要使繼電器完成吸合這一過(guò)程，輸入量就必須≥ X2 ；X1 是繼電器的釋放值，想要使繼電器完成釋放這一過(guò)程，輸入量則必須≥ X1。繼電器的返回系數(shù)則可以用f K 表示， 1 2 K X / X f = ，這是繼電器較為重要的一個(gè)參數(shù)，并且f K 本身是能夠調(diào)節(jié)的，這樣一來(lái)即便輸入量的波動(dòng)變化較大也不會(huì)引起繼電器誤動(dòng)作。通常情況下，欠電壓繼電器對(duì)返回系數(shù)的要求相對(duì)較高， f K 值應(yīng)當(dāng)> 0.6。假設(shè)某一繼電器的f K =0.66，吸合電壓為額定電壓的90%，那么當(dāng)電壓低于額定電壓的50% 時(shí)，繼電器便會(huì)釋放，

進(jìn)而達(dá)到欠電壓保護(hù)的目的。此外，繼電器的吸合與釋放時(shí)間也是比較重要的參數(shù)之一。其中吸合時(shí)間主要是指從線圈接受電信號(hào)到銜鐵完成吸合過(guò)程所需要的時(shí)間，而釋放時(shí)間則是指從線圈失電到銜鐵完全釋放所需要的時(shí)間。通常情況下，繼電器的吸合與釋放時(shí)間為0.05-0.15，該數(shù)值的大小對(duì)繼電器的操作頻率會(huì)有一定的影響。

2.2 非電磁類繼電器的應(yīng)用

非電磁類繼電器又被稱為熱繼電器，即FR，這種類型的繼電器常常被用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中電動(dòng)機(jī)負(fù)載的過(guò)載保護(hù)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)常常會(huì)出現(xiàn)過(guò)載的現(xiàn)象，一般時(shí)間

較短、絕緣繞組在允許溫升范圍內(nèi)的過(guò)載是可以經(jīng)常出現(xiàn)的，但是若過(guò)載情況比較嚴(yán)重、時(shí)間較長(zhǎng)，便會(huì)引起電動(dòng)機(jī)絕緣過(guò)早老化，這樣會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的使用壽命縮短，如果過(guò)載情況非常嚴(yán)重，還有可能造成電動(dòng)機(jī)燒損的后果。為此，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)就顯得非常重要。FR 主要由雙金屬片、熱元件以及觸點(diǎn)等組成，其中熱元件是由發(fā)熱電阻絲制作而成，雙金屬片具體是由兩種熱膨脹系數(shù)不停的金屬輾壓而成，當(dāng)雙金屬片受熱時(shí)便會(huì)出現(xiàn)彎曲變形的情況。實(shí)際使用時(shí)，可將熱元件串接到電動(dòng)機(jī)的主電路上，同時(shí)將常閉觸點(diǎn)串接在電動(dòng)機(jī)的控制電路當(dāng)中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)時(shí)，雖然熱元件所產(chǎn)生出來(lái)的熱量也會(huì)使雙金屬出現(xiàn)彎曲的情況，但是并不足以是FR的觸點(diǎn)發(fā)生動(dòng)作；而當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，雙金屬片的彎曲位移便會(huì)隨之不斷增大，在這一過(guò)程中會(huì)推動(dòng)導(dǎo)板是常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，進(jìn)而起到切斷電動(dòng)機(jī)控制電路的作用，這樣便不會(huì)造成電動(dòng)機(jī)因過(guò)載損壞。通常情況下，F(xiàn)R 動(dòng)作之后不會(huì)自動(dòng)復(fù)位，需要等待雙金屬片完全冷卻后手動(dòng)按下復(fù)位按鈕才會(huì)恢復(fù)到原位。FR 動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)凸輪到不同的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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（一）10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個(gè)環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過(guò)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

（二）10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)

按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：1、10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)。2、10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)。（1）當(dāng)配電變壓器容量小于400KVA時(shí)：一般采用高壓熔斷器保護(hù)；（2）當(dāng)配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側(cè)采用斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，而當(dāng)過(guò)流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；（3）當(dāng)配電變壓器容量為800KVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，而當(dāng)過(guò)流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。3、10KV分段母線應(yīng)配置繼電保護(hù)。

（三）10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀

目前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10KV系統(tǒng)。除早期建設(shè)的10KV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)外，近些年來(lái)飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開(kāi)關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動(dòng)投入。

二、繼電保護(hù)的基本概念

在10KV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過(guò)縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來(lái)達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。在10KV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置是供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。

（一）對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：1、選擇性。當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開(kāi)距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性，否則就稱為沒(méi)有選擇性。2、靈敏性。靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對(duì)故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作。但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。3、速動(dòng)性。速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。4、可靠性。

（二）繼電保護(hù)的基本原理

1、電力系統(tǒng)故障的特點(diǎn)。電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見(jiàn)、危害最大的應(yīng)屬各種類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故障，就會(huì)伴隨其產(chǎn)生三大特點(diǎn)。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角發(fā)生變化。

2、繼電保護(hù)的類型。在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎(chǔ)，利用正常運(yùn)行和故障時(shí)各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護(hù)裝置。

三、幾種常用電流保護(hù)的分析

1、反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由GL-15（25）感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，感應(yīng)型繼電器KA1或（和）KA2達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或（和）YR2因有KA1或（和）KA2的常閉觸點(diǎn)分流（短路），而無(wú)電流通過(guò)，故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作。

2、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來(lái)獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

3、零序電流保護(hù)。電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。

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【關(guān)鍵詞】微機(jī)線路保護(hù)；重合閘充；故障處理；研究

0.前言

我國(guó)微機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展、更新、升級(jí)，其理論、原理、性能、功能、硬件已經(jīng)相當(dāng)完善，能夠最大程度適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，過(guò)多對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的干預(yù)，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行反而是不利的。目前，我們運(yùn)行管理的理念和觀念卻還處在一個(gè)趨向保守的狀態(tài)，在微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行、管理上存在不少的誤區(qū)，已經(jīng)嚴(yán)重影響到變電站自動(dòng)化進(jìn)程。本文主要分析了微機(jī)線路保護(hù)裝置重合閘的充電條件及發(fā)生“異常自動(dòng)重合”的主要原因，并提出了相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)解決方案。

1.故障事例

電力系統(tǒng)的故障中，大多數(shù)是送電線路的故障（特別是架空線路），電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明架空線路的故障大都是瞬時(shí)的，因此，線路保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)開(kāi)關(guān)后再進(jìn)行一次合閘，就可提高供電的可靠性。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，微機(jī)保護(hù)裝置開(kāi)始推廣應(yīng)用，繼電保護(hù)微機(jī)化率已達(dá)100％。但多年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)中低壓線路微機(jī)保護(hù)（如：LFP-900系列線路微機(jī)保護(hù)）的控制回路與重合閘回路之間的配合有問(wèn)題，導(dǎo)致微機(jī)線路保護(hù)出現(xiàn)多次“異常自動(dòng)重合”的現(xiàn)象。

事例1：2011年10月28日，某110　kV變電站1臺(tái)10　kV出線開(kāi)關(guān)（該開(kāi)關(guān)為SIEMENS-8BK20手車開(kāi)關(guān)，保護(hù)配置為L(zhǎng)FP-966微機(jī)線路保護(hù)）在線路故障時(shí)重合未成，調(diào)度發(fā)令將該開(kāi)關(guān)置于“試驗(yàn)”位置（即將線路轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)），值班員在將手車開(kāi)關(guān)由“工作”位置移至“試驗(yàn)”位置后開(kāi)關(guān)即自行合上，保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告為重合閘動(dòng)作。

事例2：2011年11月1日，某220kV變電站1臺(tái)110　kV出線開(kāi)關(guān)（該開(kāi)關(guān)為GIS組合電氣開(kāi)關(guān)，保護(hù)配置LFP-941微機(jī)線路保護(hù)）在線路故障時(shí)重合未成，調(diào)度發(fā)令該出線改線路檢修狀態(tài)，值班員在將該單元的線路刀閘拉開(kāi)后，將GIS匯控柜內(nèi)的“遠(yuǎn)方/就地”開(kāi)關(guān)切至“遠(yuǎn)方”時(shí)開(kāi)關(guān)自行合上，保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告亦為重合閘動(dòng)作。

以上2個(gè)事例中，實(shí)際動(dòng)作情況均出現(xiàn)“異常自動(dòng)重合”現(xiàn)象，為現(xiàn)場(chǎng)工作帶來(lái)極大困擾。

2.原因分析

針對(duì)上述情況，繼電保護(hù)人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作的步驟及微機(jī)線路保護(hù)的重合閘充、放電條件，進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

LFP-966，LFP-941微機(jī)線路保護(hù)裝置的重合閘充電條件有3個(gè)（見(jiàn)圖1）：（1）保護(hù)裝置內(nèi)的雙位置繼電器KKJ在合閘狀態(tài)；（2）保護(hù)裝置內(nèi)的跳閘位置繼電器TWJ在分閘狀態(tài)；（3）外部無(wú)閉鎖重合閘信號(hào)。

這3個(gè)條件為“與”的關(guān)系，只有三者全部滿足，重合閘才會(huì)充電。圖1中，KKJ為雙位置繼電器；BC為外部閉鎖合閘開(kāi)入量；TWJ為分閘位置繼電器；CH為重合閘投退軟壓板；CHJ為重合閘出口中間繼電器；tcd為重合閘充電時(shí)間；tch為重合閘延時(shí)時(shí)間。由此可見(jiàn)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行操作中，必是由于在特定條件下，全部滿足了3個(gè)條件，才會(huì)出現(xiàn)“異常自動(dòng)重合”的現(xiàn)象。

事例1中，當(dāng)開(kāi)關(guān)重合未成后，值班員未將保護(hù)的雙位置繼電器KKJ復(fù)位，至使開(kāi)關(guān)的控制回路在“不對(duì)應(yīng)”狀態(tài)（KKJ在合閘狀態(tài)，斷路器在分閘狀態(tài)），當(dāng)手車開(kāi)關(guān)由“工作”位置移至“試驗(yàn)”位置過(guò)程中，開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)位置輔助接點(diǎn)S33斷開(kāi)，造成TWJ繼電器失磁返回，此時(shí)滿足重合閘充電條件，重合閘開(kāi)始充電，手車開(kāi)關(guān)到“試驗(yàn)”位置時(shí)（時(shí)間超過(guò)15　s，重合閘已充好電），S33接點(diǎn)接通，TWJ繼電器勵(lì)磁動(dòng)作，此時(shí)滿足重合閘不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)條件，重合閘保護(hù)動(dòng)作出口合上開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖2）。

圖中，S33為聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)位置行程接點(diǎn)（試驗(yàn)、工作位置通）；S1為開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)；S3為彈簧儲(chǔ)能接點(diǎn)。事例2中，當(dāng)開(kāi)關(guān)重合未成后，值班員亦未將保護(hù)的雙位置繼電器KKJ復(fù)位，至使開(kāi)關(guān)的控制回路在“不對(duì)應(yīng)”狀態(tài)。而GIS組合電氣開(kāi)關(guān)的二次回路設(shè)計(jì)，將刀閘的操作切換開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)接在斷路器的控制回路中，這種設(shè)計(jì)考慮了就地操作刀閘時(shí)可以閉鎖斷路器的操作。因此實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)運(yùn)行人員操作出線刀閘時(shí)，一旦將GIS匯控柜內(nèi)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)切至“就地”時(shí)，斷路器的合閘回路斷開(kāi)，造成TWJ失磁返回，此時(shí)重合閘開(kāi)始充電，而操作完出線刀閘后，運(yùn)行人員將切換開(kāi)關(guān)切至“遠(yuǎn)方”時(shí)又接通斷路器的合閘回路，TWJ勵(lì)磁動(dòng)作，此時(shí)重合閘充電完成，保護(hù)裝置又判斷路器在“不對(duì)應(yīng)”狀態(tài)，滿足重合閘不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)條件，重合閘保護(hù)動(dòng)作出口合上開(kāi)關(guān)。

而在正常遙控、手動(dòng)分開(kāi)斷路器時(shí)，KKJ繼電器被復(fù)位（分閘狀態(tài)），重合閘不能充電，無(wú)論TWJ如何動(dòng)作，不能滿足重合閘充電條件，也就不會(huì)出現(xiàn)“自動(dòng)重合”的現(xiàn)象了。

3.解決方案

根據(jù)以上分析，解釋了斷路器在特定條件下發(fā)生“異常自動(dòng)重合”現(xiàn)象的原因。據(jù)此分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，繼電保護(hù)人員提出了4種解決方案：

（1）運(yùn)行人員在發(fā)生斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘、重合不成后調(diào)整斷路器狀態(tài)時(shí)，必須先用人工方式對(duì)微機(jī)線路保護(hù)的雙位置繼電器KKJ進(jìn)行復(fù)位，使微機(jī)線路保護(hù)的重合閘不能充電，再進(jìn)行其他的操作；

（2）運(yùn)行人員在發(fā)生斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘、重合不成后調(diào)整斷路器狀態(tài)時(shí)，必須先將保護(hù)裝置的直流電源斷開(kāi)，操作結(jié)束后再恢復(fù)保護(hù)裝置的直流電源；

（3）考慮將保護(hù)裝置的TWJ、HWJ繼電器的常閉接點(diǎn)串接后作為閉鎖重合閘保護(hù)的開(kāi)入量接入保護(hù)，在控制回路斷線時(shí)閉鎖重合閘，但保護(hù)裝置的備用接點(diǎn)中無(wú)符合此要求的接點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)；

（4）聯(lián)系廠家修改保護(hù)程序，將充電條件的第二條改為由合閘位置繼電器HWJ判別，但改動(dòng)已成熟運(yùn)行的保護(hù)裝置內(nèi)部程序，是否會(huì)對(duì)其他保護(hù)的正確性和可靠性造成影響，難以評(píng)估。

經(jīng)過(guò)比較，可行的為第一條方案，繼電保護(hù)人員將造成微機(jī)線路保護(hù)在特定條件下發(fā)生“異常自動(dòng)重合”的原因給運(yùn)行人員做了詳盡的分析，公司運(yùn)行部門亦梳理了所有特定條件下會(huì)出現(xiàn)“異常自動(dòng)重合”現(xiàn)象的線路，并修改現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程，明確規(guī)定了操作步驟。

通過(guò)規(guī)范操作步驟的方法，一舉解決了中、低壓線路微機(jī)保護(hù)控制回路與重合閘回路之間存在的配合問(wèn)題，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行，該措施是有效的。目前，公司此類線路保護(hù)均運(yùn)行正常，且在特定條件下均再未出現(xiàn)“異常自動(dòng)重合”現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳曾田，電力變壓器保護(hù)（第二版）［M］．北京：中國(guó)電力出版社．

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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；斷電保護(hù)；運(yùn)行

1 繼電保護(hù)的基本概念

繼電保護(hù)是指研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或者給出信號(hào)由值班人員消除異常工況的根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響可靠性是指一個(gè)元件、設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理，系統(tǒng)可靠性的定量評(píng)定，運(yùn)行維護(hù)，可靠性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)等各方面。具體到繼電保護(hù)裝置，其可靠性是指在該裝置規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒動(dòng)作，而在任何其它該保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作的情況下，它不應(yīng)誤動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。

2 保護(hù)裝置評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 繼電保護(hù)裝置屬于可修復(fù)元件，在分析其可靠性時(shí)，應(yīng)該先正確劃分其狀態(tài)，常見(jiàn)的狀態(tài)有：①正常運(yùn)行狀態(tài)。這是保護(hù)裝置的正常狀態(tài)。②檢修狀態(tài)。為使保護(hù)裝置能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行檢修，檢修時(shí)保護(hù)裝置退出運(yùn)行。③正常動(dòng)作狀態(tài)。這是指被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置正確動(dòng)作于跳閘的狀態(tài)。④誤動(dòng)作狀態(tài)。是指保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作時(shí)，它錯(cuò)誤動(dòng)作的狀態(tài)。例如，由于整定錯(cuò)誤，發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，保護(hù)裝置錯(cuò)誤動(dòng)作于跳閘。⑤拒動(dòng)作狀態(tài)。是指保護(hù)裝置應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，它拒絕動(dòng)作的狀態(tài)。例如，由于整定錯(cuò)誤或內(nèi)部機(jī)械故障而導(dǎo)致保護(hù)裝置拒動(dòng)。⑥故障維修狀態(tài)。保護(hù)裝置發(fā)生故障后對(duì)其進(jìn)行維修時(shí)所處的狀態(tài)。

2.2 目前常用的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有

2.2.1 正確動(dòng)作率即一定期限內(nèi) （例如一年）被統(tǒng)計(jì)的繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作次數(shù)與總動(dòng)作次數(shù)之比。用公式表示為：正確動(dòng)作率=（正確動(dòng)作次數(shù)，總動(dòng)作次數(shù)）×100用正確動(dòng)作率可以觀測(cè)該繼電保護(hù)系統(tǒng)每年的變化趨勢(shì)，也可以反映不同的繼電保護(hù)系統(tǒng)（如 220kv 與 500kv）之間的對(duì)比情況，從中找出薄弱環(huán)節(jié)。

2.2.2 可靠度 r（t）是指元件在起始時(shí)刻正常的條件下，在時(shí)間區(qū)間（0，t）不發(fā)生故障的概率。對(duì)于繼電保護(hù)裝置，注意力主要集中在從起始時(shí)刻到首次故障的時(shí)間。

2.2.3 可用率 a（t）是指元件在起始時(shí)刻正常

工作的條件下，時(shí)刻t 正常工作的概率。可靠度與可用率的不同在于，可靠度中的定義要求元件在時(shí)間區(qū)間（0，t）連續(xù)的處于正常狀態(tài)，而可用率則無(wú)此要求。

2.2.4 故障率是指元件從起始時(shí)刻直到時(shí)刻t 完好條件下，在時(shí)刻 t 以后單位時(shí)間里發(fā)生故障的概率。

2.2.5 平均無(wú)故障工作時(shí)間建設(shè)從修復(fù)到首次故障之間的時(shí)間間隔為無(wú)故障工作時(shí)間，則其數(shù)學(xué)期望值為平均無(wú)故障工作時(shí)間。

2.2.6 修復(fù)率 m（t）是指元件自起始時(shí)刻直到時(shí)刻 t故障的條件下，自時(shí)刻t以后每單位時(shí)間里修復(fù)的概率

3 10kv 供電系統(tǒng)繼電保護(hù)

10KV 供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。

3.1 10KV 供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況

3.1.1 供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況。

3.1.2 供電系統(tǒng)的故障這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況。

3.1.3供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。

3.2 10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

3.2.1在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)。

3.2.2 如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。

3.3 幾種常用電流保護(hù)的分析

3.3.1 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)雖外部接線簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。

3.3.2 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來(lái)獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。繼電器的構(gòu)成。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器（作為時(shí)限元件）、電磁式中間繼電器（作為出口元件）、電磁式電流繼電器（作為起動(dòng)元件）、電磁式信號(hào)繼電器（作為信號(hào)元件）構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的基本原理。在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。

4 總結(jié)

提高不拒動(dòng)和誤動(dòng)作，是繼電保護(hù)可靠性的核心。在城市電網(wǎng)配電系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過(guò)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。為了確保供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置并準(zhǔn)確整定各項(xiàng)相關(guān)定值，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；新技術(shù)

引言

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的主要功能是對(duì)各類故障以及不安全運(yùn)行工況進(jìn)行研究并制定相應(yīng)的反事故對(duì)策。過(guò)去，采用有觸點(diǎn)的繼電器進(jìn)行電力系統(tǒng)元件保護(hù)是主要手段；科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，電網(wǎng)朝著更高電壓等級(jí)、更大單機(jī)裝機(jī)容量、大電網(wǎng)互聯(lián)的方向發(fā)展，這給繼電保護(hù)工作帶來(lái)了更高的要求，微機(jī)保護(hù)也應(yīng)運(yùn)而生。本文對(duì)繼電保護(hù)的新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

1 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程

19世紀(jì)末期，為了防止短路時(shí)設(shè)備被損壞出現(xiàn)了熔斷器，從此形成了最初的過(guò)流保護(hù)。上世紀(jì)初出現(xiàn)了電流差動(dòng)保護(hù)、方向性電流保護(hù)、距離保護(hù)以及高頻保護(hù)；這些保護(hù)的基本原理相似，都是通過(guò)對(duì)故障后的穩(wěn)態(tài)工頻量進(jìn)行測(cè)量，從而判斷故障[1]；時(shí)至今日，這一保護(hù)原理在電力系統(tǒng)中仍有應(yīng)用，并起著主導(dǎo)作用。隨后，出現(xiàn)了行波保護(hù)，它主要反映工頻突變量。上世紀(jì)60年代，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)的利用進(jìn)行繼電保護(hù)開(kāi)始被人們提出，但是受技術(shù)限制并沒(méi)有投入實(shí)際應(yīng)用，而僅僅停留在研究階段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微機(jī)保護(hù)開(kāi)始出現(xiàn)，它自出現(xiàn)之日起，就表現(xiàn)出許多模擬式保護(hù)無(wú)法企及的優(yōu)點(diǎn)，并很快投入使用。我國(guó)的微機(jī)保護(hù)研究開(kāi)始于上世紀(jì)70年代，到90年代，我國(guó)的繼電保護(hù)進(jìn)入到微機(jī)保護(hù)數(shù)字化時(shí)代。對(duì)繼電保護(hù)的發(fā)展歷程進(jìn)行分析，它總是依據(jù)電網(wǎng)的需要，吸取最新的科研成果不斷完善自身。

2 繼電保護(hù)新技術(shù)

2.1 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

繼電保護(hù)開(kāi)始從模擬式和數(shù)字式向著信息化的方向發(fā)展。就變電站的綜合自動(dòng)化而言，具有靈活的配置；如果采用傳統(tǒng)的遠(yuǎn)方終端裝置與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)相配合的方式，相關(guān)信息可以通過(guò)遙信輸入回路送到RTU中；另外，還可以通過(guò)串行口與RTU實(shí)現(xiàn)信息傳遞。如果采用全分散式，則是將保護(hù)單元和控制單元就地安裝于主設(shè)備旁。

2.2 可編程控制器的應(yīng)用

可以將PLC看成是一種特殊的工業(yè)計(jì)算機(jī)，其體系結(jié)構(gòu)適用于編程語(yǔ)言；在包含有繼電器的控制系統(tǒng)中，需要用導(dǎo)線將分立元件連接起來(lái)，這種方式不利于復(fù)雜邏輯關(guān)系的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也不利于定期進(jìn)行操作任務(wù)的改變。而采用PLC后可以避免這類問(wèn)題，采用編程的方式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)分立元件的連接；此外，還可以利用PLC中的輔助繼電器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械觸點(diǎn)繼電器的功能。

2.3 智能化技術(shù)

上世紀(jì)90年代以來(lái)，人工智能技術(shù)被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的研究也開(kāi)始向智能化的方向發(fā)展。就人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言，它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的分布式存儲(chǔ)，能夠進(jìn)行并行處理和自組織、自學(xué)習(xí)[2]。近年來(lái)，在繼電保護(hù)領(lǐng)域，出現(xiàn)了采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)判別故障類型，測(cè)定故障距離等。

2.4 自適應(yīng)控制技術(shù)

在繼電保護(hù)中使用自適應(yīng)控制技術(shù)，它可以根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式以及故障的變化對(duì)保護(hù)性能和定值等進(jìn)行改變，這是一種新型的繼電保護(hù)方式；其基本思想是：實(shí)現(xiàn)保護(hù)與電網(wǎng)中各種變化相適應(yīng)，從而改善保護(hù)的性能。這種方法有利于系統(tǒng)響應(yīng)的改善，增強(qiáng)繼電保護(hù)的可靠性。

2.5 變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)

在傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)中，各專業(yè)有嚴(yán)格的界限，設(shè)備的劃分也十分明顯；采用綜合自動(dòng)化后，這一原則被打破，變電站的自動(dòng)化有了更新的內(nèi)容，保護(hù)裝置與調(diào)度中心的通信也不再受到阻礙。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)朝著功能完善、智能水平高的方向發(fā)展，電網(wǎng)也將邁向新的水平。

2.6 廣域保護(hù)技術(shù)

所謂廣域保護(hù)，是指在全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的背景下，對(duì)保護(hù)防線的合理配置提供方案；其具體定義為：基于電網(wǎng)中的多點(diǎn)信息，快速準(zhǔn)確可靠的切除故障，并且對(duì)切除故障后的系統(tǒng)進(jìn)行研究分析；對(duì)存在的不穩(wěn)定因素采取可行的控制措施，它不僅實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)，而且還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制功能。當(dāng)前，可以將廣域保護(hù)技術(shù)分為兩大類：一是對(duì)廣域信息的利用，用于實(shí)現(xiàn)安全的監(jiān)視和控制，對(duì)穩(wěn)定邊界進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評(píng)估等；二是通過(guò)廣域信息實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。

2.7 新型互感器的應(yīng)用

光電流互感器、光電壓互感器及相關(guān)保護(hù)的出現(xiàn)引發(fā)了繼電保護(hù)的一場(chǎng)革命。在電力事業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家，光電流互感器和光電壓互感器已經(jīng)被投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行；它們與傳統(tǒng)的互感器相比具有較多優(yōu)點(diǎn)，如：實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)弱電的絕緣隔離，不受電磁干擾的影響，不會(huì)出現(xiàn)電流互感器磁保護(hù)問(wèn)題，具有更寬的頻率響應(yīng)。這些優(yōu)點(diǎn)決定了其在未來(lái)的發(fā)展地位，也將徹底改變繼電保護(hù)的應(yīng)用條件及方式。

2.8 微機(jī)保護(hù)新思想

微機(jī)保護(hù)發(fā)展的關(guān)鍵原因之一是新算法的出現(xiàn)；當(dāng)前，模糊控制、自適應(yīng)控制以及綜合優(yōu)化控制已經(jīng)被成功應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)中[3]。已有學(xué)者提出利用網(wǎng)絡(luò)化通用硬件及軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)新算法，相關(guān)研究和試驗(yàn)證明：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用具有較高的可靠性。

3 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)的發(fā)展永遠(yuǎn)沒(méi)有終點(diǎn)，這也給繼電保護(hù)的發(fā)展帶來(lái)了生機(jī)和希望，同時(shí)也給繼電保護(hù)工作者帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在實(shí)踐中，應(yīng)該依據(jù)市場(chǎng)的變化和電網(wǎng)的需要，制定相應(yīng)的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)，保證繼電保護(hù)產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]何世恩，岳桓宇，夏經(jīng)德.繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展與展望[J].甘肅電力技術(shù)，2010（5）.

篇8

【關(guān)鍵詞】交流操作；電流互感器；變比誤差

0.緒論

在配電網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)，變電所的斷路器操作電源主要有兩種方式：直流操作電源是由蓄電池或整流器等設(shè)備單獨(dú)提供的；交流操作電源可有兩種途徑獲得：①取自所用電變壓器，②當(dāng)保護(hù)、控制、信號(hào)回路的容量不大時(shí)，可取自電流互感器、電壓互感器的二次側(cè)。

基于電源的不同，配電室的斷路器的操作方式亦采用直流操作方式和交流操作方式兩種。相對(duì)于直流操作方式的造價(jià)高、環(huán)境污染大和電源穩(wěn)定無(wú)法保證的缺點(diǎn)而言，交流操作具有無(wú)需直流設(shè)備，節(jié)省投資和占地，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)受到供電企業(yè)的青睞。所謂交流操作，系指不設(shè)蓄電池組、充電機(jī)等直流設(shè)備，斷路器用交流電壓分、合閘操作，電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)將斷路器電流脫扣線圈（亦稱塞流線圈）串接到電流互感器（以下簡(jiǎn)稱CT）二次電流回路，用故障時(shí)的二次電流掉閘。

1.交流操作保護(hù)回路的缺點(diǎn)

交流操作保護(hù)回路雖然使用過(guò)流脫扣器構(gòu)成保護(hù)，也有潛在的不安全因素。故障時(shí)一旦GLJ電流斷電器或ZJ5型中間繼電器的接點(diǎn)配合不好，以及接點(diǎn)卡澀出現(xiàn)常開(kāi)接點(diǎn)不能及時(shí)閉合，CT二次繞組還會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路的情況。此時(shí)流經(jīng)CT一次側(cè)的故障電流很大，會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生很高的電壓，破壞CT的絕緣，燒毀二次回路，使得系統(tǒng)故障時(shí)不堪重負(fù)，變比誤差增大，容易發(fā)生速斷保護(hù)拒動(dòng)。因此，人們一直認(rèn)為交流操作保護(hù)可靠性差，在配網(wǎng)干線及重要用戶不宜采用。

2.交流操作保護(hù)基本原理

二次額定5A CT交流操作斷路器保護(hù)原理示意如上圖。

GLJ--靜態(tài)型過(guò)流繼電器，內(nèi)設(shè)電流速斷和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。

SLQ—塞流線圈，即電流脫扣（掉閘）線圈。

LH—電流互感器，二次額定電流為5A。

DLQ—斷路器。

在出線正常運(yùn)行時(shí)，GLJ不動(dòng)作，其4、5常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，4、3常閉接點(diǎn)閉合，CT二次電流經(jīng)GLJ4、3閉接點(diǎn)，GLJ繼電器線圈后流回CT，SLQ塞流線圈不流過(guò)電流。當(dāng)出線短路故障時(shí)，GLJ動(dòng)作，其4、5開(kāi)接點(diǎn)閉合，4、3閉接點(diǎn)斷開(kāi)，將SLQ塞流線圈接入CT二次回路，斷路器掉閘，切除出線短路故障，保護(hù)返回。GLJ繼電器動(dòng)作前，CT二次負(fù)擔(dān)僅為GLJ線圈和導(dǎo)線很小的阻抗；當(dāng)GLJ動(dòng)作后，CT二次負(fù)擔(dān)增加了SLQ塞流線圈阻抗。按保護(hù)規(guī)程規(guī)定，在二次為實(shí)際最大負(fù)載下，一次繞組流過(guò)1.1倍的保護(hù)最大整定電流（一次值）時(shí)，CT二次輸出電流的變比誤差不得大于10%（設(shè)CT二次接線系數(shù)為1）。

下圖為CT等值原理圖。

其中：

L1、L2，K1、K2分別為CT一、二次端子；

■■為折算至CT二次的一次電流；

■■2為CT二次輸出的電流；

■LC為CT勵(lì)磁電流；

ZO為勵(lì)磁阻抗；

Z■為折算至二次測(cè)的CT一次阻抗；

Z■為二次漏阻抗；

Z2為CT二次外接負(fù)載阻抗；

■2為CT二次端子間電壓；

■LC為勵(lì)磁電壓。

由等值原理示意圖可知：

（1）CT一次折算到二次的電流■■，等于二次端子流出電流與勵(lì)磁電流之和，即■■=■■2+■LC。在勵(lì)磁阻抗ZO無(wú)窮大時(shí)，勵(lì)磁電流為零，全部■■電流由二次端子流出，CT變比誤差等于零；在二次負(fù)載阻抗大于勵(lì)磁阻抗（CT鐵芯飽和）時(shí)，■■大部分變?yōu)閯?lì)磁電流，小部分做為■■2由二次端子輸出， CT變比誤差很大。

（2）在CT二次流過(guò)同一電流時(shí)，二次回路負(fù)載阻抗越大，則二次端電壓■2、勵(lì)磁電壓■LC越高，勵(lì)磁阻抗越小，勵(lì)磁電流■LC越大，CT變比誤差越大。

3.改進(jìn)參數(shù)，提高系統(tǒng)可靠性

北戴河某10kV配電室交流操作保護(hù)用CT二次負(fù)載阻抗如下：GLJ動(dòng)作前實(shí)測(cè)為0.5Ω（含繼電器與導(dǎo)線阻抗）；GLJ動(dòng)作后實(shí)測(cè)為7.5Ω（含電流脫扣線圈、繼電器與導(dǎo)線阻抗）。

在出線故障時(shí)，如果CT一次故障電流達(dá)到1.1倍定值， GLJ繼電器動(dòng)作前，CT二次負(fù)載只有0.5Ω，小于額定的1Ω，變比誤差小于10％，繼電器速斷元件正常動(dòng)作；但在其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)、將電流脫扣線圈接入CT回路的瞬間，CT二次負(fù)載升高到7.5Ω，變比誤差驟增，二次電流突降，造成GLJ繼電器返回；返回后，CT二次電流又恢復(fù)到12A，GLJ又動(dòng)作，再返回……，直到由后備保護(hù)動(dòng)作切除故障為止。

上面分析中，額定容量為25VA的5ACT，其二次額定負(fù)載阻抗僅為1Ω，而實(shí)際最大二次負(fù)載阻抗高達(dá)7.5Ω，在一次側(cè)通過(guò)4.4倍額定電流時(shí)，CT變比誤差就高達(dá)－45.45%，在速斷電流整定2.4倍額定電流的小定值下，速斷保護(hù)在一次故障電流倍數(shù)為2.6至4.4間發(fā)生拒動(dòng)。由此我們認(rèn)為， 5ACT負(fù)載能力低，故障時(shí)鐵芯飽和、變比誤差大，是造成交流操作保護(hù)可靠性差的根本原因。5ACT用于交流操作保護(hù)是不合理的。

采用與上面分析5ACT同樣的方法，分析1ACT。

將前面交流操作保護(hù)分析中的脫扣線圈動(dòng)作電流由3A改0.6A，靜態(tài)反時(shí)限繼電器由5A改1A系列，假設(shè)其阻抗增大到原來(lái)的5倍。

即0.6A脫扣線圈為5×7Ω＝35Ω；

1A系列繼電器線圈與回路導(dǎo)線阻抗：0.5×5＝2.5Ω；

設(shè)保護(hù)用CT參數(shù)為50/1A，10P20, 25VA。除二次額定電流外，其它與前面的50/5ACT完全相同。則：

1安CT二次額定負(fù)載阻抗為25VA/（1A×1A）=25Ω；

在二次負(fù)載為額定的25Ω時(shí)，CT一次流過(guò)20倍額定電流時(shí)，變比誤差不低于10％。變比誤差按等于（－）10％，則CT二次輸出18A,勵(lì)磁電流2A。CT二次端子電壓為450V。

在CT二次負(fù)載為37.5Ω，二次端子電壓為450V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值為12A；此時(shí)CT勵(lì)磁電流是2A。則I■為14A，變比誤差為 ：

％＝｛12-（12A＋2A）｝/（12A＋2A）=-14.3%。

與50/5A CT 4.4倍額定電流下變比誤差－45.45%比較，50/1A CT在14倍額定電流時(shí)的變比誤差為-14.3%,其負(fù)載能力是令人滿意的。

4.結(jié)論

通過(guò)上面的初步理論分析和進(jìn)一步的試驗(yàn)分析，可以得出如下結(jié)論。

（1）二次額定5A的CT用于交流操作保護(hù)時(shí)，由于二次額定負(fù)載小，實(shí)際負(fù)載大，存在故障時(shí)鐵芯飽和、變比誤差大造成的保護(hù)拒動(dòng)問(wèn)題。尤其在整定電流與CT二次實(shí)際最大負(fù)載阻抗乘積大于CT飽和電壓時(shí)，速斷保護(hù)會(huì)完全拒動(dòng)。應(yīng)禁止將5A CT用于交流操作保護(hù)。

（2）二次額定1A的CT，二次額定負(fù)載較大，負(fù)載能力較強(qiáng)，用于交流操作保護(hù)時(shí)，可滿足故障電流倍數(shù)10％范圍內(nèi)誤差要求，從根本上解決5A CT故障時(shí)鐵芯飽和造成的交流操作保護(hù)拒動(dòng)、可靠性差問(wèn)題，是交流操作保護(hù)的理想選擇。

【參考文獻(xiàn)】

篇9

1卞孝琴 2陳璐璐

1南京供電公司 2南京理工大學(xué)

摘要：在超高壓、特高壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障時(shí)，一般不是金屬性接地短路故障，而存在著過(guò)渡電阻。過(guò)渡電阻的存在會(huì)對(duì)距離保護(hù)造成嚴(yán)重的影響，研究接地距離保護(hù)對(duì)過(guò)渡電阻的承受能力，對(duì)提高距離保護(hù)的性能有著現(xiàn)實(shí)意義。某一新型的接地阻抗繼電器是以故障相的正序電壓與故障相電壓之差為極化電壓，然而其承受過(guò)渡電阻的能力有待提高。本文對(duì)其進(jìn)行了修正，采用移相來(lái)提高它的承受過(guò)渡電阻的能力；增加一個(gè)零序電抗器來(lái)提高其防超越的能力。分析了修正后的繼電器的動(dòng)作方向性，不存在電壓死區(qū)的問(wèn)題，并且具有靈敏度高等特點(diǎn)。采用MATLAB對(duì)500kV系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，對(duì)送電側(cè)、受電側(cè)、移相前后差等各種不同情況下進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)計(jì)算，仿真數(shù)據(jù)結(jié)果表明，修正后的繼電器具有良好的動(dòng)作特性。

關(guān)鍵詞:接地阻抗繼電器，過(guò)渡電阻，穩(wěn)態(tài)超越，Matlab

中圖分類號(hào)：TF806文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0 引言

在超高壓、特高壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障時(shí)，一般會(huì)存在著過(guò)渡電阻。這些過(guò)渡電阻一般都是純電阻，它是由電弧電阻，桿塔接地電阻和對(duì)樹(shù)枝放電時(shí)的樹(shù)枝電阻組成的。在實(shí)際電力系統(tǒng)中，過(guò)渡電阻還受當(dāng)時(shí)故障方式、地質(zhì)條件和天氣情況等因素的影響，可能達(dá)到很高的數(shù)值。過(guò)渡電阻會(huì)給距離保護(hù)方案造成很大的影響[1]。

因此研究如何消除過(guò)渡電阻在接地距離保護(hù)中的影響，對(duì)提高距離保護(hù)的性能有著現(xiàn)實(shí)意義，一直也是繼電保護(hù)工作者研究的熱點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在突變量阻抗接地繼電器、四邊形特性繼電器、復(fù)合特性接地方向阻抗繼電器、零序電流極化接地距離繼電器、零序（正序、負(fù)序）電壓極化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)距離繼電器。

除了以上克服過(guò)渡電阻影響的常規(guī)方法外，文獻(xiàn)[2]提出了一種多相補(bǔ)償接地距離繼電器，它是按比較三相補(bǔ)償電壓和零序電流相位原理構(gòu)成的，該繼電器能夠承受較大的過(guò)渡電阻，在JJ-500型距離保護(hù)裝置中就采用了這一繼電器作為接地故障的測(cè)量元件。但繼電器處于送電側(cè)時(shí)，同時(shí)兩端電源的相角差增大時(shí)，該繼電器可能會(huì)發(fā)生拒動(dòng)[3]。文獻(xiàn)[4]提出了使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)距離保護(hù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖然具有強(qiáng)大的模式識(shí)別能力，對(duì)任何復(fù)雜的狀態(tài)或過(guò)程都具有較好自適應(yīng)、很強(qiáng)的容錯(cuò)性和優(yōu)良的非線性處理能力，但是應(yīng)用該方法必須通過(guò)大量樣本的訓(xùn)練，而電力系統(tǒng)有不同的故障類型，樣本訓(xùn)練有一定的困難。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)距離繼電器也只停留在理論研究階段。

1 以為極化電壓的接地距離保護(hù)的基本原理

圖 1 雙端系統(tǒng)

一個(gè)雙端系統(tǒng)如圖1所示，若繼電器采用阻抗繼電器的A相工作電壓與A相電流（A相零序電流）比相實(shí)現(xiàn)時(shí)，也就是零序電抗繼電器的動(dòng)作方程可以寫(xiě)為

（1.1）

保護(hù)安裝處M側(cè)母線上A相各序電壓為

式中、、分別為M側(cè)正序、負(fù)序、零序電流的分配系數(shù)，、、，一般情況下，有，而、。

保護(hù)安裝處的A相電壓為

于是

（1.2）

其中，由此，可以采用作為極化電壓。

以作為極化電壓新型的接地距離保護(hù)的動(dòng)作方程為[5]

（1.3）

隨變化而變化，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示(以送電側(cè)為例)，圖中的陰影部分為動(dòng)作區(qū)域，動(dòng)作邊界隨著過(guò)渡電阻變化而變化的，當(dāng)過(guò)渡電阻較小時(shí)，極化電壓為圖2所示的，阻抗繼電器的工作電壓是在動(dòng)作區(qū)域內(nèi)的（即落在的陰影處），但是隨著過(guò)渡電阻的逐漸增大，極化電壓隨著圓弧向上，當(dāng)極化電壓落在圖中處，阻抗繼電器的工作電壓可能會(huì)超出動(dòng)作區(qū)域（落在的陰影外），因此該阻抗繼電器在一定程度上可以承受過(guò)渡電阻的影響，但是不能完全消除。

圖2 與工作電壓隨過(guò)渡電阻變化的關(guān)系圖

2對(duì)以為極化量的接地方向距離保護(hù)方案的修正

2.1 采用移相提高承受過(guò)渡電阻的能力

由式（1.2）看出，可以用代替的前提是假設(shè)兩者的相角差為90°，但是，實(shí)際上和的相位不完全相差90°，因此以為極化量的繼電器還是會(huì)受到過(guò)渡電阻的影響，為了提高繼電器對(duì)過(guò)渡電阻的承受能力，可以對(duì)極化電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊葡啵购偷南辔幌嗖顒偤脼?0°。

移相角θ越大，對(duì)保護(hù)范圍末端的高阻接地故障反應(yīng)越靈敏，但是當(dāng)移相角θ過(guò)大時(shí)，可能會(huì)使該繼電器的動(dòng)作方向不明確，所以可以取移相角，因此，移相后的新型的接地距離保護(hù)的動(dòng)作方程為

（2.1）

可以將上式改寫(xiě)如下式

（2.2）

當(dāng)線路正方向發(fā)生單相接地短路時(shí)，繼電器的動(dòng)作方程可以化成：

（2.3）

動(dòng)作特性如圖3所示，圓外為動(dòng)作區(qū)。

圖3 移相后的正方向接地時(shí)的動(dòng)作特性

當(dāng)處于動(dòng)作方程右側(cè)邊界時(shí)，做出如圖3中所示，因、，所以超前的角度等于。因此，C點(diǎn)（端點(diǎn)）軌跡是以為弦內(nèi)含的角弧（大于半圓）。當(dāng)處于動(dòng)作方程左側(cè)邊界時(shí)，做出如圖3中所示，超前的角度等于，故C1點(diǎn)（端點(diǎn)）軌跡是以為弦內(nèi)含的角弧（小于半圓）。

設(shè)直線是該動(dòng)作特性圓的直徑，，所以，因此；同時(shí)有

可見(jiàn)，移相θ后，動(dòng)作特性與原來(lái)相比，動(dòng)作特性圓向R軸的正方向移動(dòng)，因此隨著θ的增大，動(dòng)作特性包含第一象限的區(qū)域增大，可增大區(qū)內(nèi)單相接地時(shí)允許的過(guò)渡電阻，這在較短線路的接地距離保護(hù)中是需要的。

由圖3可以知道，以為極化電壓的接地距離保護(hù)方案的動(dòng)作區(qū)域是在一個(gè)圓的圓外，因此，該繼電器的耐過(guò)渡電阻的能力就非常大，它幾乎覆蓋了整個(gè)電阻區(qū)域，但是實(shí)際情況下，正方向短路時(shí)由于，因此圖3（）可以化簡(jiǎn)成圖4，陰影部分為動(dòng)作區(qū)域。反方向短路時(shí)，簡(jiǎn)化后動(dòng)作特性如圖5所示。

圖4 正方向動(dòng)作特性圖5 反方向動(dòng)作特性

對(duì)比圖4和圖5可以看到原點(diǎn)（0，0）在正方向接地故障時(shí)的動(dòng)作區(qū)內(nèi)，而不在反方向接地故障時(shí)的動(dòng)作區(qū)內(nèi)，因此，以為極化電壓進(jìn)行移相后（超前方向移相），繼電器有明確的方向性，即正向出口單相接地時(shí)可靠動(dòng)作、反向出口單相接地時(shí)不誤動(dòng)。 同時(shí)，在保護(hù)安裝處的出口發(fā)生單相接地短路時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓很小，但是正序電壓會(huì)比較大，這樣極化電壓就不會(huì)很小，那么保護(hù)安裝處的出口就不會(huì)存在電壓死區(qū)的問(wèn)題。

2.2采用附加零序電抗器提高防超越能力

在兩端電源的情況下，過(guò)渡電阻Rg的存在有時(shí)不僅僅能夠使保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗Zm變大，還可以使保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗Zm變小。如果因過(guò)渡電阻Rg的存在使保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗Zm較小，從而使區(qū)外短路故障被判為區(qū)內(nèi)短路故障而造成的保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象稱為穩(wěn)態(tài)超越。當(dāng)加上一個(gè)零序電流繼電器以后，當(dāng)接地距離繼電器發(fā)生正方向接地故障時(shí)，其動(dòng)作特性如圖6所示的陰影部分，從圖中可以看出超越部分已經(jīng)被零序電流繼電器排除出去了。

圖6 防止超越的動(dòng)作特性

當(dāng)這種新型繼電器加上零序電流繼電器后，動(dòng)作特性如圖7所示，因此，該新型的接地距離保護(hù)方案具有一定的防止超越誤動(dòng)的能力。

圖7 防止超越的動(dòng)作特性

但是因?yàn)樵摾^電器的動(dòng)作區(qū)域在圓形外，這就使得它的動(dòng)作區(qū)域很大，動(dòng)作區(qū)域的增大，可以很有效的防止過(guò)渡電阻的影響，但是同時(shí)又帶來(lái)了負(fù)面影響，那就是有助增電源及外汲電流的情況下發(fā)生區(qū)外短路故障極有可能是的測(cè)量阻抗落入動(dòng)作區(qū)域，造成繼電器的誤動(dòng)作。再加上一個(gè)零序電抗器，如圖8（a）所示，在圖中可以明顯看出，新型的接地距離保護(hù)方案的優(yōu)勢(shì)消除了，即它所承受的過(guò)渡電阻的能力下降了；如果加大零序電抗的整定阻抗Zset，如圖8（b）所示，可以看成將原本的零序電抗器向右平移一點(diǎn)點(diǎn)，這樣就能夠在很強(qiáng)的耐受過(guò)渡電阻能力的前提下，比較有效的防止超越。所增加的零序電抗器的動(dòng)作方程為

（2.4）

其中，通常整定阻抗為線路全長(zhǎng)的90%。

（a）（b）

圖8 送電側(cè)正方向時(shí)的防止超越的動(dòng)作特性

在繼電器處于送電側(cè)時(shí)，保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗的變化的大致軌跡如圖8（b）中的粗線所示，從圖中可以看出，測(cè)量阻抗可能會(huì)到達(dá)防止超越的部分，如果進(jìn)入到超越的部分，零序電抗器可以發(fā)揮作用，防止超越誤動(dòng)。

以上討論的是繼電器處于送電側(cè)的情況，如果繼電器處于受電側(cè)，那么情況將有所改變，因?yàn)楫?dāng)繼電器處于受電側(cè)時(shí)，零序電抗器的動(dòng)作特性曲線將會(huì)發(fā)生些微的變化，如圖9所示，圖中的粗線表示的是測(cè)量阻抗的大致軌跡。從圖中可以看出測(cè)量阻抗一定會(huì)進(jìn)入超越區(qū)域，因此，加上的零序電抗器能夠很好的防止超越誤動(dòng)，但是同時(shí)由于繼電器處于受電側(cè)，會(huì)使該新型的接地距離保護(hù)方案的耐受過(guò)渡電阻的能力比處于送電側(cè)時(shí)的有所下降。

圖9 受電側(cè)正方向時(shí)的防止超越的動(dòng)作特性

3 仿真分析

3.1 仿真模型的建立

MATLAB仿真模型如圖10所示，保護(hù)安裝在M、N處。整定區(qū)為線路的85%。

在500kV高壓系統(tǒng)中，總長(zhǎng)300km，發(fā)電機(jī)的參數(shù)為；線路的正序分布參數(shù)為，，；線路的負(fù)序分布參數(shù)為，，；線路的零序分布參數(shù)為，，。過(guò)渡電阻達(dá)到300Ω。

圖10 仿真模型

仿真時(shí)，故障點(diǎn)選取可以通過(guò)改變斷路器兩端線路的長(zhǎng)度來(lái)改變。實(shí)驗(yàn)中，分別選取故障點(diǎn)在在保護(hù)反方向出口、正方向出口、保護(hù)范圍內(nèi)線路的20%、40%處、近保護(hù)范圍末端60%、80%處、保護(hù)范圍外部線路末端300km處7個(gè)點(diǎn)，過(guò)渡電阻從0到300Ω，步長(zhǎng)為20Ω。

3.2 承受過(guò)渡電阻能力仿真分析

將以正序電壓為極化量和以為極化量的繼電器分別用MATLAB仿真，仿真時(shí)兩端的電勢(shì)的相位差為60°，將仿真得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到的結(jié)果如圖11（a）、（b）所示，從圖中可以看出，以為極化量的繼電器的承受過(guò)渡電阻能力明顯比以正序電壓為極化量的繼電器的能力強(qiáng)。但是隨著短路點(diǎn)離測(cè)量點(diǎn)越遠(yuǎn)，繼電器的承受過(guò)渡電阻的能力還是有待提高。以為極化量的繼電器處在送電側(cè)的承受過(guò)渡電阻的能力是高于處于受電側(cè)的。

送電側(cè) （b）受電側(cè)

圖11 兩種極化量電壓的繼電器承受過(guò)渡電阻的比較

3.3 采用移相后承受過(guò)渡電阻能力的仿真分析

將移相前和移相后分別用MATLAB仿真，將仿真得到的數(shù)據(jù)處理得到的結(jié)果如圖12（a）、（b）所示，從圖中可以看出，送電側(cè)和受電側(cè)移相后承受過(guò)渡電阻的能力均增強(qiáng)，送電側(cè)短路點(diǎn)距離測(cè)量點(diǎn)越遠(yuǎn)，效果越明顯；受電側(cè)短路點(diǎn)距離測(cè)量點(diǎn)越近，效果越明顯。同時(shí)移相后在反方向出口處，繼電器同樣不動(dòng)作，這就表明移相后在不影響繼電器的動(dòng)作方向性的基礎(chǔ)上，繼電器耐受過(guò)渡電阻的能力增強(qiáng)，修正后的動(dòng)作方程是可行的。

（a） 送電側(cè)（b） 受電側(cè)

圖12 移相前后的繼電器承受過(guò)渡電阻的比較

對(duì)比圖12（a）和（b）可以知道以為極化量的繼電器移相后在送電側(cè)與受電側(cè)的承受過(guò)渡電阻的能力是有區(qū)別的，明顯的，繼電器在送電側(cè)的承受過(guò)渡電阻的能力略強(qiáng)，這是因?yàn)樵谑茈妭?cè)與送電側(cè)，相量的改變軌跡與繼電器的工作電壓的改變軌跡不盡相同，因此，會(huì)存在著一定的差別。

3.4 附加零序電抗器的仿真分析

將附加的零序電抗器移相前和移相后分別用MATLAB仿真，結(jié)果表明，零序電抗器的承受過(guò)渡電阻的能力較強(qiáng)，但是在反方向時(shí)，繼電器的有時(shí)動(dòng)作，有時(shí)不動(dòng)作，這就說(shuō)明繼電器的方向性不明確，為提高新型的接地距離保護(hù)方案的超越能力，新增加的零序電抗器的動(dòng)作方程與以為極化量的動(dòng)作方程所得的結(jié)果必須同時(shí)滿足，因此將兩者所得的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，所得的結(jié)果如圖13所示。在圖中，兩者綜合的曲線只比以為極化量的曲線略微降低，因此增加一個(gè)零序電抗器，距離保護(hù)的耐過(guò)渡電阻能力并沒(méi)有多少減弱，但是卻能夠有效的防止超越。

送電側(cè) （b）受電側(cè)

圖13 附加零序電抗器后的承受過(guò)渡電阻能力分析

4 結(jié)論

本文研究的是在超高壓、特高壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障時(shí)，如何提高抗過(guò)渡電阻的能力，對(duì)以為極化量的繼電器進(jìn)行修正，采用移相和附加一個(gè)零序電抗器來(lái)提高它的承受過(guò)渡電阻的能力和防超越的能力。通過(guò)仿真分析證明了修正后的以為極化量的繼電器的在500kV系統(tǒng)適用性。

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篇10

（國(guó)網(wǎng)石嘴山供電公司，石嘴山 753000）

摘要： 本文通過(guò)分析110千伏斷路器防跳回路出現(xiàn)的異常而影響保護(hù)裝置運(yùn)行這一問(wèn)題進(jìn)行分析，提出對(duì)相關(guān)二次回路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了該問(wèn)題，對(duì)于下一步斷路器防跳回路的改造工作中，相關(guān)二次回路的優(yōu)化具有實(shí)用意義。

關(guān)鍵詞 ： 斷路器；防跳回路；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）24-0077-03

作者簡(jiǎn)介：楊志鈞（1980-），男，寧夏青銅峽人，本科，中級(jí)工程師，高級(jí)技師。

0 引言

在電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送、分配電能的電器設(shè)備，包括了發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體。而對(duì)于二次設(shè)備來(lái)說(shuō)，它是指用于對(duì)電力系統(tǒng)及一次設(shè)備的工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的低壓電氣設(shè)備，其包括測(cè)量?jī)x表、通信設(shè)備等等。對(duì)于二次設(shè)備之間的相互連接的回路，統(tǒng)稱之為二次回路，它也是確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、可靠供電和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中不可缺少的重要組成部分。所以，了解斷路器控制回路的基本原理，便于進(jìn)行電路控制系統(tǒng)的維護(hù)，也是非常必要的。在此，本文從最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和閉鎖回路，并對(duì)電路做了必要的改進(jìn)與完善，使之深入了解電路控制系統(tǒng)的基本原理與使用、維護(hù)方法，以及必要的改進(jìn)升級(jí)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中的過(guò)程中，控制電路的回路要復(fù)雜得多，掌握其原理與維護(hù)難度很大。本文根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，分析了一種由于斷路器遠(yuǎn)方控制程序故障導(dǎo)致防跳回路“失靈”，斷路器反復(fù)分合的故障，并提出了相應(yīng)的解決方法。

1 斷路器防跳回路的原理

斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。傳統(tǒng)意義上的防跳回路，是指設(shè)計(jì)在斷路器合閘回路上用于防止其合閘于故障，保護(hù)裝置跳開(kāi)斷路器后，此時(shí)因某種原因合閘信號(hào)一直保持，導(dǎo)致斷路器重合于故障，然后再次斷開(kāi)的反復(fù)分合現(xiàn)象。

斷路器跳躍一般有兩種情況：

①主回路沒(méi)有故障，由于斷路器機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)不良，繼電器觸點(diǎn)卡住等原因。

②主回路確有故障，斷路器合于故障點(diǎn)，繼電器保護(hù)動(dòng)作是斷路器跳閘，而這時(shí)斷路器的操作把手尚未復(fù)歸或自動(dòng)裝置的觸點(diǎn)卡死等，從而使斷路器發(fā)生多次跳合的現(xiàn)象。

斷路器跳躍時(shí)，對(duì)供電系統(tǒng)會(huì)造成嚴(yán)重的影響，斷路器本身也容易損壞甚至爆炸。因此，在斷路器的控制回路中，應(yīng)裝有防止跳躍的閉鎖裝置。

2 110 kV斷路器防跳回路中的異常分析

110 kV斷路器防跳回路中的異常，主要是指在斷路器調(diào)試的階段，沒(méi)有按照規(guī)定的指令實(shí)現(xiàn)合閘、跳閘。當(dāng)斷路器接收合閘命令時(shí)，之后會(huì)在回路內(nèi)發(fā)送跳閘命令，正常情況下斷路器應(yīng)根據(jù)命令執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)際斷路器在回路內(nèi)雖然表現(xiàn)出跳閘，但是在指令結(jié)束后，沒(méi)有發(fā)生合閘動(dòng)作，干擾了防跳閘的狀態(tài)。

以石嘴山電力公司的110kV供電系統(tǒng)為例，重點(diǎn)分析斷路器防跳回路中的異常，如：110kV供電網(wǎng)內(nèi)的斷路器處于跳位點(diǎn)時(shí)，發(fā)送了合閘指令，此時(shí)斷路器會(huì)始終保持合閘狀態(tài)，記錄斷路器所屬系統(tǒng)處開(kāi)關(guān)K1、K2和K3的動(dòng)作，K2在指令發(fā)出后迅速閉合，用于輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，促使開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)具備靈活的特性，斷路器在K2執(zhí)行合閘指令的過(guò)程中，發(fā)送了結(jié)束合閘的指令，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，K1、K3開(kāi)關(guān)及觸點(diǎn)會(huì)迅速失電，觸點(diǎn)迅速返回，此時(shí)開(kāi)關(guān)在回路中受到電磁干擾，導(dǎo)致斷路器開(kāi)關(guān)K1、K3觸點(diǎn)快于開(kāi)關(guān)本身，因此當(dāng)斷路器重新發(fā)送合閘指令時(shí)，其開(kāi)關(guān)無(wú)法跟上觸點(diǎn)的動(dòng)作而發(fā)生回路異常，引發(fā)開(kāi)關(guān)跳閘，進(jìn)而造成頻繁的沖擊干擾。

3 110 kV斷路器防跳回路的異常處理

110 kV在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)占據(jù)重要的影響比重，需嚴(yán)格處理斷路器工作中的防跳回路異常，根據(jù)西南電力公司在斷路器防跳回路中異常處理進(jìn)行分析，提出對(duì)應(yīng)的解決措施如下。

①防干擾處理。

110kV斷路器防跳回路的防干擾處理，屬于一項(xiàng)主體建設(shè)的項(xiàng)目，利用集成化的處理思路，完善斷路器防跳回路的運(yùn)行。該公司結(jié)合斷路器防跳回路的異常表現(xiàn)，致力于消除回路內(nèi)的電磁感應(yīng)，防止其影響斷路器的保護(hù)動(dòng)作。該公司安裝了斷路器操作箱，解決斷路器回路中的干擾問(wèn)題。操作箱主要由防跳裝置組成，如：電壓防跳、電流防跳等，110kV配網(wǎng)回路內(nèi)存在電流時(shí)，操作箱會(huì)隨著電流的變化而啟動(dòng)，確保斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的跳閘動(dòng)作。操作箱內(nèi)的電壓繼電器，連接了合接點(diǎn)，采取并聯(lián)的方式接入到斷路器的回路內(nèi)，同時(shí)利用串聯(lián)的方式接入合閘回路內(nèi)。操作箱具有模擬的優(yōu)勢(shì)，可以將防跳回路中的異常反饋到操作箱主體系統(tǒng)內(nèi)，在保障斷路器正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)防跳回路保護(hù)。

②加設(shè)繼電器。

該公司根據(jù)110 kV內(nèi)斷路器防跳回路異常的實(shí)際情況，在對(duì)應(yīng)的回路內(nèi)加設(shè)特殊繼電器，嚴(yán)謹(jǐn)處理防跳工作。例如：該公司加設(shè)了防跳繼電器，用于維護(hù)防跳裝置的可靠運(yùn)行，該公司選擇與回路相關(guān)的繼電器參數(shù)，控制通過(guò)電流的靈敏性，保障其高于2即可，其中需要重點(diǎn)控制的是繼電器的防跳時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間必須控制在觸點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間之內(nèi)，該公司安排專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，主動(dòng)處理觸點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間控制，確保加設(shè)的繼電器能夠達(dá)到預(yù)想的狀態(tài)。

4 110kV斷路器防跳回路的改進(jìn)分析

電力公司為保障110kV斷路器防跳回路異常處理的適應(yīng)性，采取相關(guān)的改進(jìn)方法，排除防跳回路異常的干擾，以此來(lái)提升斷路器在110kV供電網(wǎng)內(nèi)的保護(hù)水平。

根據(jù)斷路器防跳回路的異常處理，提出有效的改進(jìn)方法：首先增加斷路器內(nèi)繼電器的電流，促使斷路器發(fā)生回路跳閘時(shí)的電流遠(yuǎn)小于防跳回路中的電流，由此斷路器防跳回路內(nèi)的開(kāi)關(guān)可以保持原本穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，電力人員適當(dāng)增加電流值后，能夠保持?jǐn)嗦菲骱祥l的準(zhǔn)確性，即使斷路器處于高頻運(yùn)行的狀態(tài)，也會(huì)正確完成防跳動(dòng)作，規(guī)避防跳風(fēng)險(xiǎn)；最后改進(jìn)操作箱，利用短接的方式，科學(xué)處理輔助接點(diǎn)，電力公司將輔助接點(diǎn)與合閘回路改進(jìn)到同一個(gè)層次內(nèi)，由此監(jiān)督合閘回路的動(dòng)態(tài)，一旦斷路器接收合閘指令，操作箱會(huì)在監(jiān)控狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)跳閘動(dòng)作，與此同時(shí)防跳回路內(nèi)的繼電器會(huì)根據(jù)斷路器的命令穩(wěn)定執(zhí)行動(dòng)作，保障配網(wǎng)回路的完整性；最后是改進(jìn)斷路器的閉接部分，此種改進(jìn)方法在斷路器防跳回路中不常見(jiàn)，但是也能維持分合閘的正常狀態(tài)，以免產(chǎn)生不利的影響。

5 案例分析

西安西開(kāi)電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LW25-126斷路器一起配合失敗的防跳回路分析與改進(jìn)。與操作箱防跳回路不同的是，斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路一般采用合閘起動(dòng)防跳繼電器。防跳回路如圖2。

圖2中107為合閘正電，與圖1中的107相同。斷路器在合位狀態(tài)下，QF常開(kāi)接點(diǎn)閉合，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)卡住，即107常帶正電時(shí)，防跳繼電器1KA勵(lì)磁，1KA常開(kāi)接點(diǎn)閉合使防跳繼電器保持勵(lì)磁狀態(tài)，1KA常閉接點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)合閘回路，從而在合閘正電保持的情況下，斷路器跳開(kāi)時(shí)起到防跳作用。

由圖1和圖2可知，單一的操作箱防跳回路或者斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路都可以完成斷路器的防跳功能，然而，當(dāng)操作箱控制回路與斷路器機(jī)構(gòu)回路配合在一起時(shí)，卻帶來(lái)了意外的問(wèn)題。首先是控制回路監(jiān)視問(wèn)題。圖1中，105是合閘監(jiān)視回路，也稱跳位監(jiān)視回路，由于1D49（107）和 1D50（105）是并在一起的，107常帶正電，開(kāi)關(guān)在合位時(shí)，QF 常開(kāi)接點(diǎn)閉合，從而防跳繼電器1KA長(zhǎng)期勵(lì)磁，跳位監(jiān)視繼電器 TWJ 也長(zhǎng)期勵(lì)磁，即在合位狀態(tài)下，TWJ 和 HWJ 均勵(lì)磁，從而發(fā)控制回路斷線信號(hào)。其次，在這種配合下，由于 1KA 勵(lì)磁后，1KA 的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，如果 1KA 的返回電壓較小，即使斷路器跳開(kāi)后，通過(guò) TWJ 回路和 1KA 的常閉接點(diǎn)，1KA 也無(wú)法返回，使得非故障狀態(tài)下斷路器跳開(kāi)后無(wú)法再次合閘。

為了解決合閘狀態(tài)下發(fā)控制回路斷線的問(wèn)題，可通過(guò)解開(kāi) 1D49（107）和1D50（105）的并聯(lián)回路，并在合閘監(jiān)視回路中串聯(lián)一個(gè)斷路器常閉接點(diǎn)的方法，如圖 3。

這種改進(jìn)在斷路器為合閘狀態(tài)時(shí)，QF常閉接點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)了合閘監(jiān)視回路，使得合閘狀態(tài)下不再誤發(fā)控制回路斷線信號(hào)。然而，在合閘正電107尚未斷開(kāi)，防跳繼電器 1KA還在勵(lì)磁的狀態(tài)下，斷路器跳開(kāi)后，105后面串接的 QF常閉接點(diǎn)仍然會(huì)使防跳回路保持，因此這種改進(jìn)并不能解決防跳后無(wú)法合閘的問(wèn)題。

為解決斷路器防跳后不能合閘的問(wèn)題，可以通過(guò)兩種方法。方法一：在圖 3 的基礎(chǔ)上，在防跳繼電器1KA兩端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)大小的電阻，使得1KA通過(guò)TWJ回路接通時(shí)分得的電壓小于其返回電壓，這樣，在防跳試驗(yàn)完成后，1KA可以通過(guò)低電壓值而返回。這種方法需要通過(guò)TWJ 線圈阻值和1KA線圈阻值來(lái)計(jì)算需要并聯(lián)的電阻阻值大小，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較麻煩，而且可靠性不夠高。方法二：在圖3的基礎(chǔ)上，在合閘監(jiān)視回路中再串聯(lián)一個(gè)防跳繼電器 1KA的常閉接點(diǎn)，如圖4。這種改進(jìn)在防跳完成后，合閘回路尚未恢復(fù)時(shí)，通過(guò)1KA的常閉接點(diǎn)使得TWJ回路暫時(shí)斷開(kāi)，待合閘回路返回，即107無(wú)正電到來(lái)且1KA返回時(shí)，1KA的常閉接點(diǎn)閉合，TWJ回路接通，從而可解決防跳后無(wú)法合閘的問(wèn)題。（圖4）

6 結(jié)論

本文對(duì)110kV斷路器防跳回路異常原先進(jìn)行了分析，給出了相應(yīng)的改進(jìn)方案，使防跳回路得以完善。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)收合格后，再對(duì)該站其它110kV開(kāi)關(guān)均作同樣的改造，至今再未發(fā)生過(guò)類似故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]李珉.對(duì)斷路器防跳回路的探討[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2007（02）.