500KV变电站保护配置解析

1、500KV变电站继电保护的配置一、500KV变电站的特点：1）容量大、一般装750MVA主变1-2台，容量为220KV变电站5-8倍。2） 出线回路数多一般500KV出线4-10回220KV出线6-14回3）低压侧装大容量的无功补偿装置（2X120MAR）4） 在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站。其地位重要，变 电站的事故或故障将直接影响主网的安全稳定运行。5）500KV系统容量大，一次系统时常数增大（50-200ms）。保护必须工作在暂态过程中，需用暂态CT。6）500KV变电站，电压高、电磁场强、电磁干扰严重，包括对一些仪器仪表工作的干扰。二、500KV变电站主设备继电保护的要求1）

2、500KV主变、线路、220KV线路，500KV 220KV母线均采用双重化配置。2）近后备原则3）复用通道（包用复用截波通道，微波通道，光纤通道） 。三、500KV线路保护的配置1、500KV线路的特点a）长距离200-300km，重负荷可达100万千瓦。 使短路电流接近负荷电流，甚至可能小于负荷电流 例：平式初期：姚双线在双河侧做人工短路试验。姚侧故障相电流仅1200多A。送100万瓦千负荷电流=1300Ab）500KV线路有许多同杆并架双回线，因其输送容易大，发生区内 异名相跨线故障时，不允许将两回线同时切除。否则将影响系统的安全 运行,线路末端跨线故障时，首端距离保护，会看成相间故障。

3、c）500KV般采用1个半开关接线，线路停电时，开关要合环，需加短线保护。d）线路输送功率大，稳定储备系数小，要保证系统稳定，要求保 护动作速度快，整个故障切除时间小于100ms。保护动作时间一般要w50ms。（全线故障）e）线路分布电容大500KV线路、相间距离为13m、线分裂距离45cm、正四角分裂、相对 地距离12m。线路空投时，未端电压高。要加并联电抗器,并联电抗器保护需跳对 侧开关,需加远方跳闸保护。f） 500KV线路一般采用单相重合闸，为限制潜供电流，中性点要 加小电抗器2、配置原则：1）500KV线路保护配置原则：设置两套完整、独立的全线速动保护，其功能满足： 每一套保护对全线

4、路内部发生的各种故障（单相接地、相间短 路，两相接地、 三相短路、 非全相再故障及转移故障） 应能正确反映 每 套保护具有独立的选相相功能，实现分相和三相跳闸，当一套停用时， 不影响另一套运行。两套保护的交流电流、电压、直流电源彼此独立断路器有2组挑圈时，每套保护分别起动一组跳闸线圈 每套主保护分别使用独立的通道信号传输设备， 若一套采用专用收 发信机，另一套可与通讯复用通道。2）500KV线路后备保护的配置原则线路保护采用近后备方式 每条线路均应配置反映系统D1、D1-1、D2、D3各种类型故障的 后备保护， 当双重化的主保护均有完善后备保护时可不另配。对相间短路，配三段式距离、对接地故障，

5、配三段接地距离和反 时限零序保护，过度电阻300欧配过电压和远方跳闸保护。3.500KV线路保护的配置1、主保护:1.1纵联保护：由继电保护和通讯两部分组成1.1.1纵联方向保护：由线路两侧方向元件分别对故障方向作出判断， 并将判断结果通过通道传送给对侧，两侧保护根据方向元件和通道信号进行综合判断，决定区内、区外故障。根据通道 信号在综合判断中的作用，纵联方向保护可分为允许式和闭锁 式。1.1.1.1纵联闭锁式方向保护500KV线路用得较少（仅行波）IH1.1.1.2纵联允许式方向保护:纵联方向保护中的方向元件：a）另序方向元件b）负序方向元件c）相电压补偿式方向元件d）工频变化量方向元件e）

6、行波方向元件g）阻抗方向元件，1.1.2纵联距离保护1.121纵联闭锁式距离保护1.122纵联允许式距离保护1.1.221纵联超范围允许式距离保护1.122.2纵联欠范围允许式距离保护当方向元件由距离元件构成时，其构成方式有两种，由距离I段发讯的 为欠范围允许式，POTTII III段发讯的叫超范围允许式，PUTT13POTTK1-3通PUTTK2-3通T1 1-8ms抗干扰延时记忆50msf呆证对侧可 跳闸。纵联保护的通道：1.专用通道：1.1专用载波通道：保护装置自配高频收发机，直接利用电力线载波 通道的一相或经分频器与其他保护和稳定装置复用（一般用220KV系统， 常用单频制）1.2专用

7、光纤通道： 保护装置与光、 接点转换装置如POX-40EJSJ-900配合，直接利用OPGW光纤芯传送保护信息（小于60KM勺线路）500KV线路保护、远跳公用光、接点转换装置。2.复用通道：2.1复用载波通道：一般载波机提供保护装置2个快速命令（AB）2个慢速命令（C、D）主保护利用A或B命令，远跳利用C命令，稳定装置 利用D命令2.2复用光纤通道： 保护装置与光、 接点转换装置如POX-40EJSJ-900配合，利用64K/S经PCI复用SDH或PDH或利用2M/S复用SD或PDH保护、 远跳公用光、接点转换装置POX-40E JSJ-9001.2相差高频保护：一般500KV线路不用。1.

8、3导引线差动保护：短线路用。1.4光纤电流差动保护：比较被保护线路两侧电流的幅值和相位，而两侧电流的幅值、相位、需用光纤通道传输。工作原理：1.1|Im+In|K|Im-In|IoK制动系数IO最小启动电流正常运行或外部故障 时Im In相差180Im+In=0Im-In=2lm或2ln内部故障Im In相差0Im+In较大Im-In较小且乘v1的K值。1.2|Im+In|K|Im|+|In|IoPCM脉码调制数字电流差动保护：模拟量电流经隔离，强弱电转换，滤波（低通）采样-摸数复换 经P/S转换为串行码。一送IF接口-64K/S的电信号-PCM-2M/S。 电流采样同步的概念：厂线路各侧保护

9、装置受各自晶振的控制，以相同的频率采样。两侧开 始采样的时刻不相同。按差动保护算法要求，参加差动运算的两侧电流 量，必须是同时刻的采样值。因此，差动保护装置必须采取措施，保证 两侧同时采样或对两侧采样数据进行同步处理。电流采样同步的方法:1采样数据修正法：M侧在第一个采样点向N侧传送信息，含采样点的序号。采样的时刻，N侧在收到M（1）的信息时，计算收到M（1）时刻与N侧上一个采样点的 时间差t（N2）N侧在紧随的下一采样点（N3）向M侧发送信息，含ti的值，M（1）N3的时刻及电流数据量。M侧在收到N3点的信息时计算收到N3与本侧上一采样点M（6）的时间TTS-垃叫丁帥/XtlJ差At?,并可

10、由此计算通道延时。M侧用收到N3的时间一Td延时。可知N侧N3的采样时间对应本侧的采样时间，进 而确定两侧电流采样数据。在M侧同一时标下时间差t，即和M（4）的时间差。M侧在进行差动计算时，将N3的电流修正t时间所对应的 角度即可。优缺点：线路两侧装置各自独立，地位相等，无主从之分。当通道收、发路由 相同时，Td测好以后，一般不会变化。偶尔的通道干扰或通信中断时， 不会影响采样同步。通道恢复后，根据收到的电流数据迅速进行差动计 算。每次要计算Td延时，每帧数据要修正处理，只能用于传送相量的差动, 瞬时值差动不能用。从端（同步端）先发出一帧同步请求命令问主端（参考端）。主端收到从端同步命令时，计

11、算从收到时刻到下一个采样点的时间Tm,并在紧随的采样点向从端发送信息，将Tm的值通知从端。从端收到信 息后，将计算收到主端信息 与下一采样点时间求 差，即可算出两采样 时间差，经过数次调整厶t=0，本侧按主侧时钟采样。优缺点：优：米样同步后，差动保护算法处理简单，即可传送矢量方式也可传 送瞬时值方式。未调整前，两侧采样间隔相等，则t=缺：通道中断后，同步较为复杂同步端在tss时间向参考端发一帧报文，含tss时刻，参考端在tmr时刻 收到同步端报文，并在tms时刻向同步端返一帧报文，并告知tmr时刻。tms时刻及tms-tms时间差，同步端在tsr时刻收到报文，并可计算Td=若两侧时钟无偏差，T

12、di二tsr-tms与上式计算相等。若两侧时钟无偏差，则不等。同步端根据Td-Tdi来校正自己的时钟，消除偏差。时钟同步后，传输电 流数据时带上时标，便可进行计算。3、GPS同步法：用GPS对两侧装置对时，和时钟调法相同4、参考矢量同步法利用线路模型计算出代表同一个量的两个矢量， 利用两个矢量的相位差实现同步。时钟校正法:2、对角号5、对序号传诵数据时带上编号光纤差动的通道专用光纤通道FCFC OPGW使用专用光纤芯作为保护信息传送通道，一般留两芯备用。其专用 光纤芯中的信息根据保护装置不同，可以是64k/s，也可以是2M/S。时 钟应设为主-主方式。即保护发送数据，采用装置时钟（也称内时钟方

13、式） 接收时从打包的数据流中提取时钟。复用光纤通道:对角号时钟设置为从-从方式（外时钟方式）要用提取时钟作为写入时钟采集到同一时刻的采样值后， 在进行数据传送时， 要传送该帧数据 的编号 （4） 。主机在收到其编号后再将它送回， 从机在采集第8组数据时，收到主 机信号（第3组数据）其中包含本侧送去的编号4。从机便知道主机的第3组信号和本侧第6组信号（4+8）/2=6为同一时刻采样值。数据通讯的帧格式：一帧信号的格式，各装置不尽相同，但其包含 的基本要素相同，每帧包含有：控制字、采样标号：iA、iB、iC、开关量、效验码CRC控制字采样标号iAiBiC开关量CRC1字节1字节4字节4字节4字节佇

14、节2字节控制字：含帧的性质、保护启动元件的逻辑状态、数据窗的选择、三跳位置。采样标号：二进字的八位数，每采样一次加一。三相电流相量：每相4字节前2个 后三个。CRC：效验码。光纤差动保护的时钟设置：1）专用光纤通道发送数据采用内部时钟，两侧装置发送时钟工作在主一主方式，接收时钟采用从接收数据流中提取时钟。复用方式：若经PC复用SDH（PDH）时，两侧保护装置发送时钟工作在从一从方式下，数据发送和接收均为同一时钟源，但为2M/S复用SDH（PDH）时，两侧保护装置设为主时钟，若主通道为PD时，其PD设备，一侧设为主时钟，另一侧设为从时钟。2500KV线路的后备保护2.1配三段相间距离2.2配三段

15、接地距离2.3配三段另序方向或另序反时限3500KV线路的辅助保护3.1三相过电压保护，第一时间跳本侧，第二时间跳对侧3.2短线保护 （合环运行时用）3.3远方跳闸保护 （加就地判拒）4500KV线路重合闸4.1线路重合闸配置： 按开关配置 每个开关仅配置一套重合闸装置4.2重合闸启动方式：保护启动、开关位置不对应启动。4.3重合闸沟三跳：只能沟开关本身三跳，不能沟线路保护三跳。4.4重合闸优先合闸：回路优先、时间优先。4.5重合闸长、短延时：220KV有纵联保护，用短延时，无纵联保护 用长延时，500KV无纵联保护，线路不能运行，优先合闸，用短延时， 后合闸用长延时。5 500KV开关失灵保

16、护：5.1开关失灵保护配置： 按开关配置， 每个开关每个开关仅配置一套 失灵保护，但应跳开关的两个跳圈。5.2 500KV变压器保护、500KV电抗器保护启动失灵保护时，应加负 序电流、零序电流、低功率因数等作为相电流辅助判据。5.3相邻开关的含义：电气上的相邻，5.4变压器高、中压开关失灵保护在跳相邻开关的同时，应跳变压 器各电源侧开关。5.5断路器死区保护5.6断路器充电、过流保护5.7断路器三相不一致保护6 500KV线路保护的运行维护：6.1断路器充电、过流保护在线路正常运行时，应停用，即停用出 口压板。6.2 500KV线路短线保护在线路正常运行时，应停用，即停用出口压 板。线路停电

17、（合环运行时用）保护应加用。6.3 500KV线路保护在线路正常运行时，发TA断线报警时，在小负荷时，可停用电流差动保护出口压板。并强令运行人员立即检查TA二次回路，若发现是某一开关TAX次回路断线，应断开该开关，若发现是和电 流回路TAX次断线，停线路或停保护按系统情况定，但在重负荷时，若发现是某一开关TA二次回路断线，应立即断开该开关，若发现是和电流 回路TA二次断线，且二次断线处放电严重时，为防止火灾和保护TA,建议停线路。6.4500K线路保护在线路正常运行时，发TV断线报警时，若两套保 护同时报警，应停线路，仅一套报警时，停距离保护或全套保护。6.5 500K线路保护在线路正常运行时

18、，发复用载波通道报警时，若 两套保护载波机同时报警， 则为主通道问题， 应停线路。 仅一套报警时， 应停本套主保护、远跳、安稳装置， 。6.6 500K线路保护在线路正常运行时，发复用光纤通道报警时，若 两套保护同时报警，则为主通道问题，应停线路。仅一套报警时，应停 本套主保护、远跳、安稳装置， 。6.7 500K线路保护在线路定检送电前，纵联保护应进行通道调试。6.8 500K线路纵联保护停用时，应在两侧同时停用，以免主保护误 动作。6.9 500K线路保护在保护换型、二次回路改接线后，送电时应带负 荷检查保护极性。第三部分 500kV500kV 电力变压器保护的配置一、500kV500kV

19、 变压器保护的特点1.1压变器工作电压高、通过容量大、在电网中的地位特别重要。1.2变压器故障或其保护误动造成变压器的停电，将引起重大经济 损失。1.3变压器造价高，组装、拆卸工作量大，抢修时间长。1.4 500kV电力变压器的低压侧，一般装有大容量无功补偿装置（360MaV电抗器，260Mavr）。大容量的电容器在变压器内部故障时，将提供谐波电流，影响保护动作的正确性。1.5高压大电网的出现，大容量机组增加，电力系统短路电流幅值 增大，衰减时间常数大。短路的暂态时间加长，其保护必须在变压器故 障的暂态过程中动作，因此，用于主变保护的CT、PT必须适合暂态工 作条件。1.6 500kV变压器体

20、积大（运输尺寸7MMm）,重量（充氮165t）, 为了减少重量，提高材料的利用率，降低造价，其工作铁芯磁通密度高（一般在1.7t以上），铁芯采用冷扎硅钢片，磁化曲线硬，变压器过励磁 时，励磁电流增加大，过励磁对变压器影响大。1.7为保证可靠性，500kV变压器保护采用双重化配置。二、电力变压器的故障2.1油箱内部故障：匝间短路，单相接地短路，相间短路（500kV变压器为单相式，不存在相间短路） 。内部故障电流将产生电弧，会烧 坏线圈的绝缘和铁芯，引起绝缘油气化使变压器爆炸。2.2油箱外部故障：主要是绝缘套管和引出线的故障（包括引线相 间短路，单相接地短路等） 。2.3变压器的异常运行方式：a）

21、油箱内油位降低；b）外部短路引起的过流；c）甩负荷引起的过励磁；d）过负荷；e）温度、压力、冷却器全停。三、变压器保护的配置3.1纵联差动保护：（主保护）3.1.1基本要求：1）应能躲过励磁涌流和外部故障的不平衡电流，以免变压器在空 载投入或切除外部穿越性故障时，出现励磁涌流误动。2）在变压器过励磁时，差动保护不误动。3）在变压器内部故障、CT饱和时，不拒动。4）在变压器内部故障、短路电流中含有谐波分量时，不拒动。5）保护应反应区内各种短路故障，动作速度快，一般不大于30ms。3.1.2差动保护的构成：基本原理：基尔霍夫定理：正常运行时或外部短路时，变压器三侧 电流的向量和为0（归算到同一侧）

22、。正常运行或外部故障时I：+1；+1；= 0内部故障时I：= i；+ I：+ i；= I：3.1.2.1差动速断保护：保护变压器内部严重故障产生较大的短路电 流，其整定值大于压力磁涌流，一般取大于（6-8）I Ie即可。3.1.2.2比率制动功能：I1+ I2+ I3 K K （ I1+ I2+ I3） -Icb（门坎）K值取0.6-0.8之 间。比率制动回路的几种接法：a）单侧电源双绕组变压器：一侧制动，制动绕组接负荷侧；b）双侧电源双绕组变压器：两侧制动，各接一侧电流；c）单侧电源三绕组变压器：两侧制动，均接负荷侧；d）多电源三绕组变压器：米用三侧制动。比率制动的目的：1） 防止外部故障时

23、，产生的不平衡电流（主要是一侧CT饱和的情况）。2）正常运行的不平衡电流。a）各侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流型号不同，饱和特性不一样，压力磁电流不同，不平衡电流较大。b）计算变比与实际变比不同而引起的不平稳电流CT采用的标准变比（与计算相近的）C）带负荷调整抽头引起的nB变化产生不平衡电流。3.1.2.3谐波制动功能：基本原理：利用磁涌流中的谐波分量制动。励磁涌流：当变压器空载投入和外部故障切除后，电压恢复时，可 能出现数值很大的励磁电流（即励磁涌流）。i iLy可达I ILe的几十倍，其值可达额定电流的6-8倍。此励磁涌流经变压器的一侧， 如不采取措施， 差动保护会误动。采取的措施

24、：利用谐波制动。分析励磁涌流可发现其有如下特点：八、1很大的非周期分量，偏于时间轴 一侧；2含有大量高次谐波，其中二次谐波为主，占基波30-50%。3波形之间出现间断，在一个周期中间断角为:60-65。3.1.2.4间断角制动功能原理：利用励磁涌流波形出现间断的特点，检测间断角当某一角度时，闭锁。3.1.2.5速饱和制动功能原理：利用励磁涌流的非周期分量使铁芯饱和制动。3.2分侧差动保护上述差动保护，采取了许多措施来防止其误动。（但其正确动率仅有60%）在大型变压器中，低压侧均装设大电容补偿装置，使得内部故障 时短路电流谐波nL2 2: :nBnB或nLnL|nLnL2二 nBnBnLnL1/

25、 / . . 3 3三者关系不能完全满足等式分量加大，可能造成差动拒动。基本原理：流入变压器各侧绕组的电流，流出该绕组另一侧（外部故障和空载时），则流入差动继电器的差流为0,不误动分侧差动保护，要求变压器的每侧绕组要装电流互感器， 这对500kV电力变压器的高、中压侧可以做到。低压绕组有困难时，可以不装。原因是：低压侧为小电流接地系统单相故障不跳闸，500kV变压器为单相式，内部不可能有相间短路。500kV变压器高、低、中低之间阻抗大，低压侧短路对系统影响。 一般在低压组装电流速断。3.3另序差动保护，当有耦变压器的差动保护，对接地故障的灵敏度不够时，应装设另序差动保护4、相间后备保护为了运行

26、方便，目前我国500kV变压器均是单相式，变压器内部相 间故障不可能存在。配置相间后备保护的目的是防止引线相间短路和相 邻母线相间短路的后备。1目前500kV变压器均配2套主电量保护，能可靠切除引线相间故 障。220kV线路已按双重化配置，220kV母线也接双重比配置。用于另序差动保护的各侧CTCT,必须选用相的变比。CH2引线相间故障相率小，500kV相间7.5m，220kV相间3.5m。500kV、220kV主要故障是单相接地和相间接地故障，这种故障主要由接地保护完成。因此，目前500kV变压器仅在高、中压侧各配一套带偏移特性的阻 抗保护，低压侧配电流电压保护。方向：220kV阻抗，正方向

27、指向变压器，反向10%偏移到母线220kV 5、接地后备保护5.1接地阻抗保护，一般装于高、中压侧，方向与相间阻抗相同。5.2另序电流方向保护（普通变压器不带方向）5.2.1普通三绕组变压器500kV接地保护另序过流保护分为二段：I段与500kV出线另序I段配合，若500kV为双母线或单相分段接线，则从h大于线路另序I段时限，跳母联或分段开关跳t t跳500kV侧开关，t t皿跳主变各侧。1若为12开关接线，t ti线路另序I段时限跳500kV侧开关t t时限跳主变各侧皿段按躲线路出口相间短路的不平衡电流整定以大于t t皿时限跳主变三侧220k V侧另序过流保护：500kV变压的220kV中性

28、点是采取分级绝缘的，允许直接地运行和经 间隙接地运行，一般装二套另序过流（装一套用定位切换） ，其段数和 动作时间与500kV另序过流相同。5.2.2自耦变压器的接地保护：有两个特点：1）自耦变压器高、中压侧有电的联系，有其公接地中 性点，当高压侧或中压侧单相接地时，另序电流可以在高、中压之间流 动，流经中性点的另序电流大小，随短路点的位置和系统动量另序阻抗 有关。2）自耦变压器另序电流保护需加方向兀件。自耦变压器另序保护的接线为其它与普通三绕组变压器相同6、过励磁保护：变压器绕组的感应电压V=4V=444fwBs44fwBs 1010f频率，s s铁芯面积，w w线圈匝数，B磁通密度810

29、v八BK 4.44WS t t一般大型变压器铁芯正常工作磁密比较高（1.7-1.8）,T接近饱和状 态（1.8-1.9）,磁化曲线硬，过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，激磁 电流增加，当 达到1.3-1.4；时，I Jle一般厂家对变压器过励磁都进行时间限制，以下是法国、日本变压 器过励磁特性：法国日本允许时间长期20min1minPS1s允许时间长期10min3min一般装在500kV侧、220kV调压影响定值，分两段，一段报警，一段 延时跳闸。微机变压器保护，过励磁设计成反时间特性。7、自耦变压器过负荷保护自耦变压器高、中、低压绕组的容量比100/100/3050,高、中变比 为2,其公绕

30、组长期允许的电流与高压绕组相同。1）中、低同时向高压侧送负荷，开压变压器，高压、低压侧均装过 负荷保护。2）高同时向中压、代压侧供负荷，降压变压器，高、低压侧装过负 荷。3）低压向高压、中压侧供负荷，高、低装过负荷。4）高、低同时向中压侧供负荷，或中压侧向高压侧、低压侧输送功 率，其公绕组容易过负荷。过负荷保护可采用单相式，用于发信号。正常运行时，起始负荷的等效起始电流Ie,Ie起始二Q2g. li。变压器允许过负荷时间（小时）起始负荷倍数过负荷倍数=（负荷电流/定额电流）1.11.21.30.7541.20.54.51.50.58低压绕组过电流保护T1时间跳低压开关，T2时间变压器三侧9公共

31、绕组零序过电流保护10变压器非电量保护10.1瓦斯保护：（主保护）运载条件、卄满载过电压倍 数1.051.11.21.31.4运载条件、卄满载过压倍数1.051.21.3当变压器内部发生绕组的匝间短路、层间短路、绕组断线、调 压开关接 触不良、铁芯故障、绝缘老化、油位降低、套管内部故障及油箱 内部各种接地和相间故障。其中铁芯故障、绝缘老化、油位降低 等故障差动保护无法保护。工作原理：当油浸式变压器内部发生故障时，故障点的电弧 会使绝缘材料分解并产生大量气体，产气的多少、产气的速度与 故障的性质和严重程度有关， 瓦斯保护就是利用反映气体变化状 态的瓦斯继电器来保护的。结构： 当前瓦斯继电器一般采

32、用复合式结构， 既轻瓦斯采用 开口杯、重瓦斯采用挡板，整定：动作值按油流速度整定重瓦斯 有强迫油循环1-.1.5m/s无强迫油循环0.6-.1m/s轻瓦斯 按气体在瓦斯继电器内部占有空间整定 范围250-300cm3安装注意事项：安装时,应使油箱本体向油枕方向倾斜1- 1.5%即油枕方向高，油管向油枕方向倾斜2- 4%，以保证变压 器内部发生故障时，气体顺利进入瓦斯继电器。运行注意事项：1)变压器投入运行时，瓦斯保护应加用， (大修后也一样)2)新投产、长期备用、大修后的变压器， 在投入正常运行后， 应根据各网、省公司运行规程将重瓦斯投信号48小时后， 检查瓦斯继电器无气体再投跳闸。3)在对变

33、压器带电进行滤油、补油、换潜油泵、开、关瓦斯 继电器连接管道上的阀门时，瓦斯保护应停用。4)在瓦斯继电器二次回路上工作，瓦斯保护应停用 瓦斯保护反事故措施：1)为防止瓦斯继电器及接线盒渗水、受潮，应加防雨罩并有防振措施。2） 瓦斯继电器的下浮筒应改为挡板、接点改为立式。3） 瓦斯继电器的引出线应采用防油电缆4） 瓦斯继电器的出口中间继电器应采用大功率继电器。10.2压力释放保护：当变压器内部发生严重故障时，故障点的电 弧会使绝缘材料分解并产生大量气体，使本体内部压力增大，利用压力释放阀将油排泻，防止变压器爆炸。一般仅发信号。10.3温度保护：当变压器内部油或绕组的温升超过厂家规定值 时，发出告

34、警信号或将变压器停运。国标规定：变压器额定使用条件：最高气温+40C最高日平均温度+30C最高年平均气温+20C最低气温30C自然温循环、风冷强油风冷绕组对空气的温升65C平均值65C平均值绕组对油的温升21C平均值30C平均值油对空气的温升44C平均值35C平均值油对空气的温升5555C（最大值）4040C（最大值）为使绕组对空气的平均温升不超过极限值，在环温+40C时 自然油循环、风冷，顶层油温升不得超过95C强返油循环、风冷，顶层油温升不得超过80C绕组最热点温升，比平均温升高13C，即65C+13C=78C变压器的温度保护变压器的发热与冷却： 在运行时，变压器绕组和铁芯中的电能转变为热

35、能，使变压器各部 位温度增高，铁芯和绕组的热量先传给油，然后通过外壳和散热器扩散 到周围介质，最热处在上部。三个温度：温度Qo绕组温度Qw环温Qa两个温升：最大温升、平均温升最大温升：油或绕组最热处的温升平均温升：整个绕组或全部油的平均温升不同变压器有不同的规定， 并与负荷相关负荷1 00%额定值20分钟负荷75%额定值45分钟负荷50%额定值60分钟空载运行4小时此时应严密监视上层油温，其温升不得大于55C10.4冷却器全停保护：(指风扇、油泵均停)冷却器全停+30分+75C跳闸。非电量保护除瓦斯必须投入跳闸外，温度、压力、冷却器全停等保 护各网省局有不同要求。变压器保护运行注意的一些问题：

36、1)当差动保护发出CT断线告警信号时，应立即停用该保护，并 查找原因。2)当保护发出PT断线告警信号时，应立即停用阻抗保护、过励 磁保护，并查找原因。3)新投入变压器或大修后投入变压器，应检查瓦斯管道上的阀 门在打开状态，呼吸器工作正常，其全套保护应加用，待运行正 常后再按有关规定将重瓦斯保护改投信号4)变压器重瓦斯保护不能启动开关失灵保护。5)变压器瓦斯保护接线盒应有防雨措施。6)对运行变压器进行补油、滤油等工作时，应停用瓦斯保护。7)在瓦斯保护二次回路上工作时，应停瓦斯保护。8)变压器双母线接线侧开关失灵时，应启动开关失灵保护并解 除复压闭锁。 (变压器低压侧故障，中压侧复压元件灵敏度不

37、够。)BP-2B开关失灵是利用变压器启动中压侧开关失灵的另一对接点 开人BP-2B装置，当此接点开人时，复压闭锁解除RCS-915是利用变压器启动中压侧开关失灵保护支路KG字来解除复压闭锁。9）变压器保护启动高压侧开关失灵时，应加零序、负序、低功率因 数等作为相电流辅助判据。第四部分 母线保护的配置500KV母线保护的配置：1. 500KV母线保护的特点：a）母线发生短路的机率比线路少，但母线故障不能迅速可靠切除, 对系统的影响大。b） 500KV母线大多采用一个半开关接线，母线故障，保护动作切 除时，可不中断对用户供电，即不怕误动，怕拒动。c）母线运行方式变化大，在最大 运行方式下发生区外故

38、障时，CT可能饱和，不平衡电流大；最小运行方式，区内故障时，短路电流可 能较小，灵敏度不够。2.500KV一个半开关接线母差保护配置：一般配置两套母差保护3.220kV母线保护的特点：a）母线发生短路的机率比线路少，但母线故障不能迅速可靠切除，对系统的影响大。b）220kV母线大多采用双母线接线，母线故障，保护动作切除时, 中断对用户供电，即怕误动，也怕拒动，需加复合电压闭锁。c）母线运行方式变化大，在最大 运行方式下发生区外故障时， 可能饱和，不平衡电流大；最小运行方式，区内故障时，短路电流可能 较小，灵敏CT度不够。4.20KV双母线接线母差保护配置：一般配置两套母差保护（对于TA二次回路

39、采用硬接点切换的保护, 按每段母线配置，微机型母差保护以双母线或双母线分段为单元配置）4.微机型母线差动保护应具备的主要功能：4.1母线运行方式变化时，自适应能力。4.2.倒母操作时，保护无需退出。4.3无触点自动切换差动电流回路和差动出口回路4.4抗CT饱和能力强。4.5母线上各线路单元CT变比可任意选择，可由用户在现场设定。4.6适时监视CT,PT二次回路，开关量输入回路。4.7母线故障应能正确选择故障母线。4.8母联失灵（死区）保护回路4.9母线充电保护4.10复合电压闭锁4.11 CT断线闭锁，PT断线告警回路4.12断路器失灵保护功能BP-2A微 机 母 线 差 动 保 护 简 介L

40、J U U LJ U一、装置的主要特点1）采用复式电率差动原理，区外故障时，有极强的制动特性，区 内故障时，灵敏性高。2）具有母线运行方式变化时，自适应能力，倒母操作时，保护无 需退出，无触点自动切换差动电流回路和差动出口回路。3）以大差动判别故障，各段小差动选择故障母线。4）完善的保护方案，抗CT饱和能力强。5）母线上各线路单元CT变比可任意选择，可由用户在现场设定6）适时监视CT,PT二次回路，开关量输入回路。二、装置的主要功能1）母线分相比率差动保护2）失灵保护的出口回路3）母联失灵（死区）保护回路4）母线充电保护5）复合电压闭锁6）CT断线闭锁，PT断线告警回路四、装置的基本原理1）复

41、式比率制动原理：动作判据人色IdId setset“丄一Kr0 0的，即条件不满足，不误动。Ir2）区内故障时Ir K Kr可信动作Ir Id五、母线差动保护的构成a）大差动回路，双母线上除母联开关CT,和分段开关CT外其余各 元件CT量均采集，构成差动。b）各段母线小差动，连接该段母线上的所有元件CT,含与该段母 线相连的分段和母联CT。c）大差判别区内，区外故障，小差选择故障母线。d）小母差经母线刀闸位置的选择电流回路。e）动作逻辑母联失灵保护（含死区保护）母线保护动作跳母联开关。若母联开关失灵或在死区范围，则由母 联失灵保护，跳另一母线。线路失灵保护出口逻辑ih失灵的复合电压定值与母差的

42、复合电压定值不一致，可单独整定1 1）母线充电及过流保护獰撕qLJ3】0强=t:用-2 2）CTCT、PTPT 次断线闭锁 母线中阻抗差动保护（即电压差动）1 1、原理CTCT 不饱和时， 流入母线的电流等于流出母线的电流,该支路互感器饱和，一次电流部分进入压力磁回路El?IhI13LI L2 LJ1MOT1LiIL卫TJ TJ*：“：卜】Ofa a） 正常运行和外部故障电流/ /电压型差动均不动作。b b）某支路出口区外故障,不平衡电流增加。1动作分析：假设半周内的正方向如上图，若 LXLX、D D 点故障，lA3IB3由 P P 点流经H+肥+阴i i 2-or-nn12xv rp；Q2H

43、L=&i r-mI- -CTCT 等值电路则 I I： * * I I；C3=故障电流电流差动误动 电压差动继电器因内阻高，使 I I： T T：匚 3 3 流入 I I：的二次绕组，此时只要保证该在二次绕组上产 生的电压 继电的动作电压，电压差动继电器不误动C C:内部故障I I： 7 7： 7 7； T T：= =故障电流，同时流向 M M 点，所有 CTCT 二次均工作在接近开路状态, 产生高电压使继电器动作。中阻抗母线差动保护（制动特性母线差动保护）n动作原理Z Z I I r r - - R Ril lrmcp皂 I I。r:inZ Z I I r r -R-R l lrHI

44、HI。r耳K Ki K K2制动系数I Io最小动作电流ili21 12Rr2Rr （自动电阻）然后分为 2 2 路，一路经 R Rd3差动回路-N-N 点，另一路电流 1x3经另半个1 制动电阻 尹 r r M M，只要增大 R Rd3, Idi增大 Ix3，从而使丨 VOPVOP | | VrVr 丨继电器不1 1动，若在母线上故障，所有电流经 2Rr2Rr R Rd3I VOPVOP | Io戶N、IN S i；| A DIT+DION、, N、IASAL K SAL动作判据：戶J=1_DIT差流浮动门坎DI o差流固定门坎母差另设一段后备，当抗饱和母差动作（当TA饱和检查为内部故障且无

45、母线跳闸，250ms后跳母线上所有元件）检测CT饱和的原理：1、（1）母线内部故障、差流、U、Z母线区外故障，U、Z同时动作，差流在前5ms不动因CT未饱和，5ms后差流才会动作、。2、（1） TA饱和时差流波形畸变有谐波分量有线性变化区(K = 0.2)BLCDfBLCDABLCDABLCD1AZU,加权算法sw跳I母线（无谐波）谐波制动开放-BLCD -6U,-1PH -1 wVlBLCD,母差保护工作框图闭锁母差母联充电保护母联|.4lB lcswlo0300ms.为记忆300ms开放充电保护跳母联（不经复压闭锁）母联进流保护逻辑图母联失灵保护:母联失灵保护逻辑图切除两极母线第五部分变电

46、站的二次设备及回路1、电力系统中一次设备和二次设备的分类：1）一次设备：主变压器、电流互感器、电压互感器、静止补偿电 容器、开关、刀闸、电抗器、母线、阻波器、结合电容器、避雷器等， 发送分配电能。2）二次设备：对电力系统中的一次设备的运行工况进行控制测量、保护和监视的设备叫二次设备。包括：继电保护、测量仪表、控制开关、 按钮、端子箱、控制电丝、故障录波器、事件记录器、RTU装置、综合自动化、信号报警装置、变压器冷控设备、调压开关的控制元件等，防 误闭锁装置，包括给二次设备供电的蓄电池、充电的整流器等。3）二次回路、联结二次设备的回路，即二次回路。2、二次回路的划分交流电流回路1按电源的性质分交

47、流电压回路直流回路（保护回路测量回路 控制回路2按回路的作用分信号回路RTU回路电源回路 防误闭锁回路变电站的二次回路介绍一、500kV变电站安装单位的划分划分安装单位，是为了便于在回路上分组，方便设计和运行。11）500kV l2断路器接线安装单位划分2)220kV双母带旁路安装单位的划分安装单位划定后，把同一单位的保护、控制、测量、信号回路及二 次设备放在同一个安装单位之内，保护和控制可共直流电源二、交流电压回路11) 500kV 12按线PT配置2) 220kV双母线PT配置。500kV每条线路配三相CVT，母线配单相CVT(作测量和同期用)112断路器接线电压互感器的配置图200kV按

48、母线配三相CVT，每年出线配单相CVT，作同期220k V保护、测量要进行自动或手动切换。典型的二次回路介绍：1、交流电压回路：a）电容式电压互感器原理接线图：b）用于500kV线路及变压的等设备单元alTxl 一IR1V Vc2CVCVi二 KVKViC CiC C2K分压比C CiC C1C C2三个二次绕组准确级不一样，0.5,测量，1.3P级保护c）用于220kV双母线时d）电压二次回路应注意的问题1二次侧中性点按地的问题2电压回路及充电的问题33U。的电线与主二次绕组地分开的问题三、交流电流的回路11）500kV 12开关接线CT的几种二次接线。R1 +-niu_ zi叮；H-l I

49、； ：R1 +APTBITI- -：.对于四CT配置，每组CT6个二次绕组，3CT配置中间断路器，CT配7个二次绕组。2）和电流对测量和保护的影响a）正常两开关CT均运行时，CT铁芯不饱，压力互补阻抗大（几千 欧）吸取电流较小可忽略。b）某一开关停电时，该CT二次绕组，成为另一个的负载，此时流 过、停用CT二次绕组的电流为激力，电流为吸取电流，使测易能误差。c）对于TPY绕组，铁芯未饱和时，每台CT归算到二次的压力磁电抗 大约为1200Q2000Q,而电流互感器负载阻抗约为15Q,两CT关联后 也有6001000W。所以在短路时，对保护的影响不大。SnokVo-mroooo.口L(p-4卜）线

50、路串电流互感器配置图串感器配置图线路变压器串电流矢罠棉护夫贰孤护SnokVd）当一个开关停运行时，其二次压力磁阻抗大，接点电压高，对保 护装置的影响也不是很大。所以一般不退出运行。e）和电流有两种接法：在端子箱在保护装置四、同期回路1一500kV 12接线方式的同期回路接线较复杂，一个完整串，有可能连接四个能相互分开的电源系统，两个母线和两条线路上图接线，虽然设计和施工复杂，但是运行方式灵活，任何一台开 关均可同期有一种简化同期的接线，只考虑两台边开关作为指定的同期 开关可以简化回路。五、防误电气闭锁回路禾U用刀闸、地刀、开关的辅助接点，按操作闭锁条件接入刀闸开关 或电磁锁回路闭锁，现在的微机

51、实际不用此接线。220kV断路器失灵保护回路:*戦痒*D駭加全站按母线配置断路失灵保护出口回路，经复合电压闭锁500kv变电站直流系统一.直流负荷：变电站继电保护、控制设备、计算和监控系统、UPS电源、RTU、信号报警装置等设备的运行工况直接影响系统的安全稳定运行。为此， 有关规程规定此类设备的工作电源采用直流供电方式。正常运行时，由 站内所用交流经充电、浮充电设备提供直流电源。当变电站所用交流全 停或充电、浮充电设备故障时，由蓄电池供电，以保证电源的可靠性。一、 流系统接线：500kv变电站直流系统，典型设计为二电三充模式。经分控屏的辅 射供电模式。正常运行时，两组电源无任何电的联系以满足保

52、护双重化 的要求。500kv变电站直流系统工作电压：强电110v或220v，弱电48v三、直流系统的绝缘监视变电站直流系统为非接地系统。为了监视测量直流系统的绝缘状况，在直流系统中设置绝缘监视装置，监视绝缘状况。其原理图如下：+LOOOn o WOO11XJJXJJ正常运行时，处在R1、R2与RM+、RM-的平衡电桥上。当直 流系统正极或负极绝缘下降时（220v下降到25kQ,110v下降到7kQ） 发直流系统接地告警信号。XJJ为高阻抗、电压继电器，其阻值选择当 直流系统任一点发生接地故障时，流过XJJ的电流小于3mA。以在跳闸 线圈TQ处发生接地时TQJ误动作。直流接地的测量原理：若负极接

53、地，电阻为20 kQ。若短接负极1000Q电阻，调节R滑 动电阻器，使电桥平衡，则可判断直流接地电阻值。四、直流接地的危害使保护误动使保护拒动造成保险熔断五、直流接地的查找:暂断电流法：根据运行经验判断可能发生接地的支路，将该支路短时断电。但注 意：应先停用保护出口压板，调度可提醒运行人员先查 的回路电源替代法：110VJ#电池+ 一负荷110V 3#电池+ -用微机和绝缘监测装置查找测量相序、相位在三相电力系统中各相电压或电流按其先后顺序分别到达最大值 的顺序， 叫相序，三相电压或电流在同一时间所处的位置，就是相位 对称平衡的三相电力系统，其三相电压或电流的相位相差120度。在三相电力系统中

54、，规定以A、B、C（黄、绿、红）标记区分三相 相序。当它们到达到达最大值的顺序为A、B、C时，我们叫它正序，当 它们到达到达最大值的顺序为A、C、C时，我们叫它负序。三相电力系统中，发电机、变压器、线路能否并列运行，其重 要条件是：三相相序相同、相位一致。否则，将造成电力系统短路故障 或在发电机、变压器、线路并列运行时，产生环流。相序还影响电动机的转向。所以三相电力系统在新设备（发电机、变压器、线路）投入运行或一次设备改接线后投入运行时，要进行相序、相位测量。 测量相序的方法：1）380V及以下的系统，可直接用相序表测量。2）高压系统，可在TV的二次侧测量。测量相位的方法：1）利用单相TV直接测量高压侧相位，（直接电联系的系统）2）利