微机保护原理

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1、- 1 -1第一章第一章继电保护工作基本知识继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二 次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为 5A，也就是铭牌上标注 为 100/5，200/5 等，表示一次侧如果有 100A 或者 200A 电流，转换到二次侧电流就是 5A。 电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设 备与人身伤害。同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保 护等设备的不正确动作

2、。如图 1.1，由于潜电流 IX的存在，所以流入保护装置的电流 IYI，当取消多点接地后 IX0，则 IYI。在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子 箱接地。但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的 端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。 所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一 点接地。电流互感器实验 1、极性实验 功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以 CT 必 2、变比实验 须做极性试验，以保证二次回路能以 CT 的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定 电流的方向以母线流向线路为正方向，在 CT 本体

3、上标注有 L1、L2，接线盒桩头标注有 K1、K2，试验时通过 反复开断的直流电流从 L1 到 L2，用直流毫安表检查二次电流是否从 K1 流向 K2。线路 CT 本体的 L1 端一般 安装在母线侧，母联和分段间隔的 CT 本体的 L1 端一般都安装在 I 母或者分段的 I 段侧。接线时要检查 L1 安 装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。 CT 需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准 CT 是一穿心 CT， 其变比为（600/N）/5，N 为升流器穿心次数，如果穿一次，为 600/5。对于二次是多绕组的 CT，有时测得

4、的二 次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是 CT 磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把 其他未测的二次绕组短接即可。同理在安装时候，未使用的绕组也应该全部短接，但是要注意，有些绕组属于 同一绕组上有几个变比不同的抽头，只要使用了一个抽头，其他抽头就不应该短接，如果该绕组未使用，只短 接最大线圈抽头就可以。变比试验测试点为标准 CT 二次电流分别为 0.5A，1A，3A，5A，10A，15A 时 CT 的 二次电流。 3、绕组的伏安特性 理想状态下的 CT 就是内阻无穷大的电流源，不因为外界负荷大小改变电流大小，实际中的 CT 只能在一 定的负载范围内保持固定的电流值，伏安特

5、性就是测量 CT 在不同的电流值时允许承受的最大负载，即 10%误 差曲线的绘制。伏安特性试验时特别注意电压应由零逐渐上升，不可中途降低电压再升高，以免因磁滞回线关 系使伏安特性曲线不平滑，对于二次侧是多绕组的 CT，在做伏安特性试验时也应将其他二次绕组短接。IYICT 绕组保护装置IX图 1.1- 2 -210%误差曲线通常以曲线形式由厂家提供，如图 1.2，横坐标表示二次负荷，纵坐 标为 CT 一次电流对其额定一次电流的倍数。根据所测得 U，I2值得到 RX1，Rx1U/ I2，找出与二次回路负载 Rx 最接近的值，在图上找到该负荷对应的 m0，该条线路有可能承受的 最大负载的标准倍数 m

6、，比较 m 和 m0的大小，如果 mm0，则该 CT 不满足回路需求，如果 mm0，该 CT 可以使用。伏安特性测试 点为 I2在 0.5A，1A，3A，5A，10A，15A 时的二次绕组电压值。第二节电压互感器电压互感器（PT）的作用是将高电压成比例的变换为较低（一般为 57V 或者 100V）的低电压，母线 PT 的电压采用星形接法，一般采用 57V 绕组，母线 PT 零序电压一般采用 100V 绕组三相串接成开口三角形。线 路 PT 一般装设在线路 A 相，采用 100V 绕组。若有些线路 PT 只有 57V 绕组也可以，只是需要在 DISA 系统中 将手动同期合闸参数中的 100V 改

7、为 57V。 PT 变比测试由高压专业试验。 PT 的一、二次也必须有一个接地点，以保护二次回路不受高电压的侵害，二次接地点选在主控室母线电压 电缆引入点，由 YMN 小母线专门引一条半径至少 2.5mm 永久接地线至接地铜排。PT 二次只能有这一个接地 点（严禁在 PT 端子箱接地） ，如果有多个接地点，由于地网中电压压差的存在将使 PT 二次电压发生变化，这 在电力系统继电保护实用技术问答 （以下简称技术问答 ）上有详细分析。 电流互感器二次绕组不允许开路。 电压互感器二次绕组不允许短路。 CT 与 PT 工作时产生的磁通机理是不同的。CT 磁通是由与之串联的高压回路电流通过其一次绕组产生

8、的。 此时二次回路开路时，其一次电流均成为励磁电流，使铁芯的磁通密度急剧上升， 从尔在二次绕组感应出高 达数千伏的感应电势。PT 磁通是由与 PT 并联的交流电压产生的电流建立的，PT 二次回路开路，只有一次电 压极小的电流产生的磁通产生的二次电压，若 PT 二次回路短路则相当于一次电压全部转化为极大的电流而产 生极大磁通，PT 二次回路会因电流极大而烧毁。第三节瓦斯继电器瓦斯继电器是变压器重要的主保护，安装在变压器油枕下的油管中。轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开 口杯随油面落下，轻瓦斯干簧触点接通发出信号，当轻瓦斯内气体过多时，可以

9、由瓦斯继电器的气嘴将气体放 出。重瓦斯主要反映在变压器严重内部故障（特别是匝间短路等其他变压器保护不能快速动作的故障）产生的 强烈气体推动油流冲击挡板，挡板上的磁铁吸引重瓦斯干簧触点，使触点接通而跳闸。我局用瓦斯继电器分有 载瓦斯继电器，油管半径一般为 50mm 或者 80mm,本体瓦斯继电器，油管半径一般 80mm。瓦斯试验 1、 轻瓦斯试验 将瓦斯继电器放在实验台上固定， （继电器上标注箭头指向油枕） ，打开实验台上部阀门，从实验台下面气I1 ZfhI1eERxm0图 1.233- 3 -3孔打气至继电器内部完全充满油后关闭阀门，放平实验台，打开阀门，观察油面降低到何处刻度线时轻瓦斯触 点

10、导通，我局轻瓦斯定值一般为 250mm 350mm ，若轻瓦斯不满足要求，可以调节开口杯背后的重锤改变开 口杯的平衡来满足需求。 2、 重瓦斯试验（流速实验） 从实验台气孔打入气体至继电器内部完全充满油后关上阀门，放平实验台，打开实验台表计电源，选择表 计上的瓦斯孔径档位，测量方式选在“流速” ，再继续打入气体，观察表计显示的流速值为整定值止，快速打 开阀门，此时油流应能推动档板将重瓦斯触点导通。重瓦斯定值一般为 1.01.2m/s，若重瓦斯不满足要求，可 以通过调节指针弹簧改变档板的强度来满足需求。 3、 密闭试验 同上面的方法将起内部充满油后关上阀门，放平实验台，将表计测量方式选在“压力”

11、 ，打入气体，观察 表计显示的压力值数值为 0.25MPa，保持该压力 40 分钟，检查继电器表面的桩头跟部是否有油渗漏。第四节二次回路的标号为了便于二次回路的施工与日常维护，根据“四统一”的原则，必须对电缆和电缆所用芯进行编号，编号 应该做到使用者能根据编号了解回路用途，能正确接线。二次编号应根据等电位的原则进行，就是电气回路中遇于一点的导线都用同一个数码表示，当回路经过接 点或者开关等隔离后，因为隔离点两端已不是等电位，所以应给予不同的编号，下面将具体的解释些常用编号 一、电缆的编号本间隔电缆的编号：通常从 101 开始编号，以先间隔各个电气设备至端子箱电缆，再端子箱至主控室电缆， 先电流

12、回路，后控制回路，再信号回路，最后其他回路（如电气联锁回路，电源回路）的顺序，逐条编号，同 一间隔电缆编号不允许重复。 该电缆所在一次间隔的种类：采用英文大写字母表示，220KV 出线间隔 E，母联 EM，旁路 EP，110KV 出 线间隔 Y，母联 YM，旁路 YP，分段 YF，35KV 出线间隔 U，分段 UF，10KV 出线间隔 S，分段 SF，电容器 C，主变及主变各侧开关 B，220KVPT：EYH，110KVPT：YYH，35KVPT：UYH，10KVPT：SYH。 该电缆所在一次间隔的调度编号尾数：如白沙变电站的豆沙线调度编号 261，这里就编 1，1#主变编 1，1 母 PT

13、编 1，依此类推，如果该变电站只有一路旁路，或者一个母联或者分段开关，不需要编号。 各个安控装置如备自投，故障解列，低周减载等的电缆不单独编号，统一将电缆归于装置所控制的间隔依 照上面的原则编号。 电源电缆编号本间隔电缆的编号该电缆所在一次间隔的种类该电缆所在一次间隔的调度编号尾数电源种类电缆号数- 4 -4电缆号数：电源电缆联系全站同一一次电压等级的所有间隔，所以应该单独统一编号，一般从 01 开始依 顺序编号 电源种类：交流电源编 JL，直流电源编 ZL。 由上面可知，所有相同间隔的相同功能电缆除了首位数有区别，其他数字应该是一样的。 二、号头的编号 电流回路电流流入装置的顺序：流入第一个

14、装置为 1，流出后进入下一个装置为 2，依次类推。 编号：一般的 CT 有四组绕组，保护用的编号 41，遥测、录波用 42，计度用 44，留一组备用。 相别：A、B、C、N，N 为接地端。 比较特殊的电流回路： 220KV 母差：A320、B320、C320、N320； 110KV 母差：A310、B310、C310、N310； 主变中性点零序电流：L401，N401； 主变中性点间歇零序电流：L402，N402。电压回路电压等级：本变电站一次电压等级，由罗马数值表示，高压侧，中压侧，低压侧，零序电压不标。 PT 所在位置：PT 在 I 母或者母线 I 段上，保护遥测等标 630，计度用标 6

15、30 ，PT 在 II 母或者母线 II 段上， 则分别标 640 与 640 。 相别：A、B、C 为三相电压，L 为零序电压。 线路电压编号 A609。 电压回路接地端都统一编号 N600，但是开口三角形接地端编 N600或者 N600以示区别。 传统的同期回路需要引入母线开口三角形电压回路的 100V 抽头用来与线路电压做同期比较，该抽头编号 Sa630 或者 a630。控制回路编号电流流入装置的顺序相别PT 所在位置电压等级相别- 5 -5对于分相操作的 220KV 线路开关，在上面的编号前还要加 A、B、C 相名加以区分。 白沙等非综合自动化站手动跳闸： 或者 综合自动化手动遥控正电

16、源 L1，合闸 L3，跳闸 L33。 母差跳闸 R33。 对于双跳圈的 220KV 以上开关，母差跳闸编 R033 与 R133，跳闸回路编 37 与 37以示区别，这些方法也 同样适用与其他双跳圈回路。 主变非电量保护：正电源 01，本体重瓦斯 03，有载重瓦斯 05，压力释放 07 等（轻瓦斯属于信号回路） 。 信号回路：701999 范围的奇数编号，一般信号正电源 701，信号负电源 702，801899 之间为遥测信号，901999 之间为光字牌信号。但在本局综合自动化站也有用 801 表示正电源，803899 为遥测信号的。 电压切换回路：731、733、735、737，白沙站也有用 61、63 代替 731 和 733。 电压并列回路：890、892、894、896。 母差刀闸信号：01、71、73。 电源回路：直流储能电源+HM，HM，交流电源A，B、C、N。 以上编号是工作中常用的编号，在下一章介绍二次回路时会做进一步的标注。第二章第二章 基本二次回路基本二次回路第一节电流与电压回路一 电流回路以一组保护