目錄TOC\o"1-3"\h\u23355單元一繼電保護基礎知識 71831課題一 7198691. 729382. 736723. 7163341. 7283932. 75273. 7262194. 787985. 7112986. 7112487. 749698. 7117179. 7717610. 71898411. 757212.最大（小） 71922313. 713300 711011 832021 915502課題二 92758 1012587 119732 1132207 1118462 1222033課題三 1332710 1331086 1350711. 13111502. 13309423. 13142614. 1465445. 1483956. 14114957. 1427297 1429941（1） 143678（2） 1420520（3） 1431534（4） 146558 1419893課題四 1431081 15317001. 1529912. 1624504 1615877 169298 1631871 1626282單元二低壓電網的電流保護 1821569課題一 1815018 188085 1830544 1912252 193437課題二 2119408 211366 2219687 2225400 2315589課題三 2328398 247383 25895 2623191. 26275782. 26189053. 2615497課題四 277937 2725324 2717509單元三電網的距離保護 292748課題一 2924608 2927820 2920246課題二 3117691 3110991 31698課題三 3231929 3229453 3327082 339300 3421668 34121281. 34311922. 34290183. 3444254. 34155015. 3432315課題四 34176 3511530 3511838單元四輸電線路的縱聯保護 3729577課題一 3730180 3712623 37194691. 3760162. 3766723. 38317024. 3844955. 3930965 3931746課題二 4028235 4028561 40174221. 40234512. 41153853. 4112961 417857 4225717課題三 4319071單元五輸電線路的自動重合閘裝置 4613009課題一 4610556 4631688 4622246課題二 4712471 4730583 499615課題三 4922386 499521. 4955752. 4917638 4918903課題四 5032135 5128324課題五 5215287 5225710 5299601. 5292922. 52116693. 5323944 5314778 5312985課題六 5327112單元六電力變壓器的繼電保護 5515618課題一 5531796 5528113 5516715課題二 5627673 5624943 5712254 5718994課題三 5830592 584900 5819517 6022736課題四 6114256 61186161. 6167462. 62118323. 6221376 633957課題五 6411484單元七母線保護 668898課題一 6620725 6626651課題二 672332 6720400 6710331課題三 6923959課題四 7029404課題五 7131761單元八500kV 743476課題一500kV 74309941. 7482462. 7420710 7425521 7414125課題二500kV 7627090 7662761. 7637752.主保護的配置（電氣部分 76252273. 76192924. 773385課題三500kV 776115 7730609 77184851. 78315382. 78224423. 78300574. 7821535. 7814748單元九備用電源自動投入裝置 796810 7916461（1） 7916866（2） 8016138（3） 8029709（4） 80309781. 80168592. 80217833. 80131194. 80280665. 80109036. 80121087. 8011941 8019511. 80146742. 80269483. 80229124. 8023301課題二 8010360 81123011. 81224512. 81151033. 81533 826866單元十按頻率自動減負荷裝置 83977課題一 8330621 8330348 8330391 847035 8410452（1） 842957（2） 842565（3） 851513（4） 8510951（5） 8514145單元十一故障錄波裝置 864743課題一 8626822 8612100 86單元一繼電保護基礎知識課題一最大（小）圖11短路類圖12表示了繼電保護裝置的構成及工作原理圖12繼電保護原理框圖13選擇性示意一般的快速保護的動作時間為0.06～0.12，最快的可達0.01～0.04。一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06意斷路器的選擇和繼電保護裝置的配置除了滿足技術條件還應考慮經濟性。1圖14電流互感器原理示電流互感器電壓互感器課題二電流繼電器的作用是測量電流的大小。電流繼電器的結構和圖形符號如圖15所示圖15電磁型電流繼電器結構圖與符（a）結構圖；（b）7—整定值調整把手；8—刻度盤；9—軸承；10—圖16電磁型繼電器內部接線（a）線圈串聯；（b）圖17電壓繼電器圖形符（a）過電壓繼電器；（b）電磁型時間繼電器的結構及圖形符號如圖18所示。它主要由電磁部分、鐘表機構和觸點組成圖18電磁型時間繼電器結構及圖形符（a）結構圖；（b）1—線圈；2—電磁鐵；3—銜鐵；4—返回彈簧；5、6—7—扎頭；8—可瞬動觸點；9—曲柄杠桿；10—時鐘機構；11、12—動靜觸點；13—圖19電磁型中間繼電器結構及圖形符（a）結構圖；（b）1—電磁鐵；2—線圈；3—活動銜鐵；4—靜觸點；5—動觸點；6—彈簧；7—11型信號繼電器的結構及圖形符號如圖110所示，當線圈中通電時，銜鐵3克服彈簧6的拉力被吸引，信號牌9失去支持而落下，并保在垂直位置，動靜觸點閉合，從信號牌顯示窗口可以看到掉牌。在值班員手動轉動復歸旋鈕后才能將掉牌信號和觸點復歸。信號牌恢復到水平位置后，由銜鐵3支持，準備下一次動作。圖110DX—11型信號繼電器結構及圖形符（a）結構圖；（b）1—電磁鐵；2—線圈；3—銜鐵；4—動觸點；5—6—彈簧；7—信號牌顯示窗口；8—復歸旋鈕；9—圖111DXM—2A型信號繼電器結構及接線（a）結構圖；（b）1—干簧觸點；2—工作線圈磁通；3—釋放線圈磁通；4—釋放線圈；5—永久磁鐵；6—課題三進入20世紀90年代后，單片機技術的應用為繼電保護技術的發展提供有非常有利的條件，產生了第二代微機保護裝置，它是由華北電力學院北京研究生部首先研制的，其型號為11型。第一套11型微機保護裝置于1990年5月投入試運行，代表產品—11和—11的運算速度與精度比第一代保護有了大幅度地提高。對于、、、、、先比較三個相電壓，取最大相者與另兩相的相間工作電壓比較，大于一定倍數即判為該最大相單相故障，不滿足，則判為多相故障。課題四一般地，一套微機保護裝置的硬件構成可分為五部分，即信號輸入電路、微型機、人機接口電路、信號輸出電路、電源，如圖112所示圖112典型的微機保護系統框圖113由A/D芯片構成的逐次逼近式轉換系統框要保證采樣信號不失真，采樣定理要求采樣頻率必須不小于所有的輸入信號頻譜中最高頻率的2倍。所以要求采樣頻率應該足夠高才行，但是采樣頻率太高，采樣周期過短，單位時間內U處理的數據過多，當時間過短，超出不能正常進行判斷和分析處理。圖114電壓頻率變換式轉換系統框圖115開關量輸入電路（隔離電路（a）裝置內接點輸入回路；（b）圖116信號輸出電路（隔離微機保護裝置的電源是一套微機保護裝置的重要組成部分。電源工作的可靠性直接影響微機保護裝置的可靠性。微機保護系統對電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流逆變為交流，再把交流整流為微機系統所需的直流電壓。它把變電站的強電系統的直流電源與微機的弱電系統電源完全隔離開。微機保護裝置不僅要求電源的電壓等級多，而且要求電源特性好具有強的抗干擾能力。通過逆變后的直流電源具有極強的抗干擾水平，對來自變電站中因斷路器跳合閘等原因產生的強干擾可以完全消除掉。一般地，集成電路芯片的工作電壓為5采集系統的芯片通常需要雙極性的15或12，輸出電路中繼電器驅動需要24。單元二低壓電網的電流保護課題一圖21短路電流曲線限時電流速斷的單相原理接線圖如圖23所示，限時電流速斷保護與瞬時電流速斷保護保護范圍如圖24所示圖22瞬時電流速斷保護單相原理接圖23限時電流速斷保護單相原理接線圖24速斷保護范定時限過電流保護即第定值是按大于最大的負荷電流來確定的，即在最大負荷電流作用下不能起動，且在裝置動作以后故障切除后在最大負荷電流作用下能可靠返回。為了保證該保護動作的選擇性，它的動作延時按階梯形時限配合原則來確定。階梯型時限配合原則如圖25所示。定時限過電流保護原理接線圖與限時電流速斷保護相同。三段式電流保護各段保護范圍與時限配合曲線圖如圖26所示，三段式電流保護原理接線圖如圖27所示圖25定時限過電流保護的動作時（a）單電源輻射網絡；（b）圖26三段式電流保護各段保護范圍及時限的配三相完全星形接線如圖28所示。三相均裝設有電流互感器，各相電流互感器和電流繼電器的線圈串聯，然后接成星形連接，通過中性線形成回路。這種接線方式能反映各種形式短路故障，且接線系數on＝1圖27三段式電流保護原理接線圖28三相完全星形接線圖29兩相不完全星形接圖210兩相電流差接線圖211兩相三繼電器接課題二圖212環網供電和雙電源同時供電形圖213雙電源同時供電電圖214方向電流保護原理接線圖及邏輯框（a）原理接線圖；（b）式中U——保護安裝處母線的電壓；動作區——以某一電氣量為參考相量，另一個（一些）死區——在相間短路保護中，廣泛采用的接線方式是90接線方式，所謂90接線方式是指電流線圈接入本相電流，電壓線圈則按照一定順序接至其他兩相的線電壓上，系統三相對稱時，o＝1，加入繼電器的電流超前電壓90，功率方向繼電器90接線方式接入的電流及電壓量見表其電路圖和相量圖如圖215所示。表2190°接線方式接入功率方向繼電器的電流及電壓圖215功率方向繼電器90°接線方式的電路圖和相量（a）電路圖；（b）在三相系統中，方向過電流保護如何起動問題是非常重要的，如圖216所示的圖（）為按相起動電路，圖（b）為非按相起動電路。按元件觸點不按相別連接。非按相起動可能會造成保護誤動作。如圖217所示情況下，采用非按相起電路時保護2會誤動作，若采用按相起動電路，則可保證保護2不會誤動作。圖216按相起動電路與非按相起動電（a）按相起動電路；（b）圖216非按相起動電路誤動作分析系統課題三動作，跳開相應的斷路器。我國110k及以上電壓等級的電網，均采用大接地電流系統。統計表明，在大接地電流系統中發生的故障，絕大多的靈敏度和快速性往往不滿足要求（靈敏度低、動作時間長）。圖218零序電流互感（a）結構圖；（b）圖219零序電流濾過4.圖220零序電壓濾過圖221三段式零序電流保零序器觸頭不同時合閘所出現的最大零序電流；③當保護中采用單相或綜合自動重合閘時，還考慮到非全相運行時電力系統發生振蕩情況下產生的巨大零序電流。按條件①和②確定的零序段為靈敏零序段，按條件③確定的零序段為不靈敏的零序敏零序段，投入不靈敏零序段。零序段只能保護線路的一部分。圖222零序方向電流保護方向性分圖223三段式零序方向電流保護原理接線當發生單相接地故障時：①接地故障相對地電壓降為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓（倍相電壓），產生零序電壓，但相間電壓仍保持不變；②接地故障相電容電流也降為零，其他兩相電容電流隨之升高到正常電流的倍，產生零序電流；③非故障線路的零序電流為本線路兩非故障相的電容電流的相量和，其相位超前零序電壓90容電流之和，其相位滯后零序電壓90，其方向為由線路流向母線，如圖224所示。圖224中性點不接地系統單相接地特點分（a）網絡圖；（b）圖225絕緣監視裝置原理接線圖226用零序電流互感器構成的零序電流接地保圖227零序功率方向保護原理接線課題四讀圖229說明保護原理圖228低壓閉鎖的方向過電流保護（第Ⅰ段）原理框圖229低壓閉鎖的方向過電流保護（第Ⅱ、Ⅲ段）原理框單元三電網的距離保護課題一測量阻抗指的是加到阻抗繼電器電壓線圈上的二次電壓與通入電流線圈上的二次電流的比值，該比值稱為測量阻抗，用Zm＝表示圖31三段式距離保護原理框阻抗繼電器是構成距離保護的核心元件。阻抗＝＋量，不同方向的相量是不能比較它們的大小的，所以阻抗保護與電流保護的特性不同。阻抗繼電器要測量阻抗幅值的變化和相位的變化，其動作特性為復平面上的幾何面積（稱為動作區），當測量阻抗落入動作區時，繼電器動作，測量阻抗落在動作區外時，繼電器不動作。圖32全阻抗繼電器動作特性方向阻抗繼電器的動作特性是以整定阻抗為直徑、過阻抗復平面坐標原點的圓，如圖33所示圖33方向阻抗繼電器動作特性圖34偏移特性阻抗繼電器動作特性圖35實際應用的微機型阻抗繼電器動作特課題二圖36全阻抗繼電器接線原圖37絕對值比較電（a）均壓法比較回路；（b）壓和同名相的電流加，詳見表32。表31阻抗繼電器0°接線接入電流電表32反映接地故障阻抗繼電器的0°接線接入電流電課題三式中LL——（a）網絡圖；（b）分支電流有助增電流和汲取電流兩種情況。如圖310所示為助增電流，當k點短路時，QF1處的保護的測量阻抗圖39瞬時測定裝置接線圖310具有助增電流的網絡式中Kbra——分支系數，考慮到助增電流的影響，Kbra＞1；圖311所示為汲取電流網絡圖，當k點短路時，QF1處的保護的測量阻抗式中Kbra——分支系數，考慮到汲取電流的影響，Kbra＜1圖311具有汲取電流的網絡圖312磁平衡原理的斷線閉鎖裝置原理接線圖313防距離保護拒動的斷線閉鎖裝置邏輯框時，任一點的電流與電壓之間的相位關系都隨的變化而改變，而短路時電流和電壓之間相位基本不變；③振蕩時三相對稱，系統不會出現零序、負序分量，而短路時，總要長期或瞬間出現負序或零序分量。所以有無負序電流是區分故障還是振蕩的重要判據。課題四根據需要可以設置三段式相間距離保護和三段式接地距離保護，相間距離保護采用圓特性阻抗繼電器，接地距離保護采用四邊形特性阻抗繼電器。距離保護在檢測到斷線時自動退出，在斷線恢復后自動投入。在手合故障時設置了阻抗三段加速切除故障的功能，重合后加速設置了可由控制字投退的加速段或段，在未投加速時，考慮到電力系統振蕩時如開放元件動作，距離段延時不小于30常延時出口。如果開放元件未動作，則段按0.5s、段按1.0s延時出口。為保證線路上變壓器內部故障時保護動作的選擇性，距離段通過控制字整定帶固定150延時出口。距離保護程序邏輯如圖314所示圖314距離保護程序邏輯讀圖315說明保護原理圖315距離保護程序邏輯框單元四輸電線路的縱聯保護課題一圖41縱差動保護構成示2型差動繼電器由速飽和變流器和電流繼電器構成。三柱鐵芯式速飽和變流器結構如圖42所示，中間柱的截面積比兩邊柱、的截面積大一倍。差動線圈op兩個平衡線圈b1、b2以相同繞向繞在中間柱上。短路線圈分k1和k2部分，分別繞在柱和柱上，兩個線圈極圖42BCH-2型差動繼電器結構示意當在差動線圈中加入電流時，磁動勢將在B柱中產生磁通，此磁通由B柱中流出后，分為和分別通過A柱和C柱，和在Nkl和Nk2中感應電動勢，形成電流。磁動勢產生磁通，它分成和，分別通過A柱和C柱形成回路。磁動勢產生磁通，分成和，分別通過B柱和C柱形成回路。動作）。由此可見，繼電器的動作條件決定、、三個磁通的合成結果，也即要受短路線圈的影響。式中，——線路首末端電流互感器二次繞組電流，——線路首末端電流互感器一次繞組電流，即線路兩側電流圖43線路縱差動保護原理（a）（b）給短路電流、，由圖中可看出流入繼電器的電流為式中——故障點短路電流式中，I——兩電流互感器的勵磁電流和，勵磁電流急劇增大，從而使比正常運行時的不平衡電流大很多。由于差動保護是瞬時動作的，因此，還需進一步考慮在外部短路的暫態過程中，差動回路出現的不平衡電流。圖44表示了外部短路電流隨時間電流互感器的勵磁電流而使鐵芯飽和，同時電流互感器勵磁回路及二次回路電感對應的磁通不能突變，將在二次回路引起非周期分量電流。因此，在暫態過程中，勵磁電流大大地超過穩態值，并含有大量緩慢衰減的非周期分量，使大為增加。圖44（b）為不平衡電流波形，暫態不平衡電流可能超過穩態不平衡電流的幾倍，而且由于兩個電流互感器的勵磁電流含有很大的非周期分量，從而使不平衡電流偏向時間軸某一側。由于勵磁回路具有很大的電感，勵磁電流上升緩慢，圖中不平衡電流最大值出現在短路開始稍后的時段。圖44外部短路暫態過（a）外部短路電流；（b）我國于20世紀80年代末開始研制數字式電流差動保護。當時由于光纖通信在電力通信系統的使用較少，需為光纖電流差動保護敷設專用光纜，所以光纖電流差動保護通常用于短距離輸電線路。由于我國電力通信設備的相對落后，我國高壓輸電線路的主保護仍然是傳統的高頻保護占主導地位，光纖電流差動保護在我國電力系統繼電保護中的實際應用一直非常之少。投入運行的電流差動保護裝置基本上是國外公司如東芝公司、公司和電線路主保護中應用最多的保護。圖45光通信基本系統框課題二高頻保護由繼電部分、高頻收發信機及高頻通道等幾部分組成，如圖46所示圖46高頻保護結構框相地制高頻通道構成示意圖如圖47所示圖47相-地制高頻通道構成示意1—通道由輸電線路；2—高頻阻波器；3—耦合電容器；4—連接濾波器；5—6—高頻收發信機；7—圖48高頻保護信號作用的邏輯關系圖49高頻閉鎖方向保護作用原理說明安裝在線路兩端的高頻閉鎖方向保護3和保護4的功率方向為正，故保護3和保護4都不發出閉鎖信號，保護動作，瞬時跳開兩端的斷路器。對于非故障線路和，其靠近故障線路一端的功率方向為負。該端的保護2和保護5發出高頻閉鎖信號，此信號一方向被自已的收信機接收，另一方面傳輸至對端，被對端的保護1和保護6的收信機接收，使得保護1、2、5、6障線路的保護裝置仍能正確地動作。那么高頻鎖閉方向保護是如何構成的呢？圖410所示工作原理如下：圖410電流元件起動的高頻閉鎖方向保護原理框遠離短路側的電流起動元件可能動作，導致該側收信機收不到高頻信號，從而引起該側斷路器誤跳閘。采用兩個動作電流不等的電流起動元件，就可以防止這種無選擇性動作。用動作電流較小的電流起動元件1去起動發信機，用動作電流較大的起動元件2起動跳閘回路，這樣被保護線路任一側的起動元件2動作之前，兩側的起動元件1都已先動作，從而保證了在外部短路時發信機能可靠發信，避免了上述誤動作。圖411遠方起動的高頻閉鎖方向保護原理框起動本側發信機，而且通過高頻通道用本側發信機發出的高頻信號起動對側發信機。在兩側相互遠方起信后，為了使發信機固定起動一段時間，設置了時間元件3，該元件瞬時起動，經3固定時間返回，時間3如圖412所示，方向元件起動的高頻閉鎖方向保護，它的工作原理與圖410的工作原理基本相同，所不同的是將起動元件換成了。線路兩側裝設完全相同的兩個半套保護，采用故障時發信并使用閉鎖信號的方式。圖中為反方向短路動作的方向元件，即反方向短路時，有輸出，用以起動發信。＋為正方向短路動作的方向元件，即正方向故障時，＋用負序功率方向元件。圖412方向元件起動的高頻閉鎖方向保護原理框雙側電源線路區內故障時，兩側反方向短路方向元件、都無輸出，兩側的發信機都不發信，收信機收不到信號，控制門2開放，兩側正方向短路方向元件＋、＋均有輸出，經過2延時后，兩側斷路器同時跳閘。單側電源線路區內故障時，受電側肯定不發信，不會造成保護拒動。原理圖中設置2延時電路的目的，與圖410中的2相同。2延時動作后將控制門1關閉，這可防止區外故障的暫態過程中保護誤動作。設2延時返回電路的目的是，在區外故障切除后的一段時間繼續發信，避免遠故障點側的保護因高頻閉鎖信號過早消失及本側的方向元件遲返回而造成誤動。由于起動元件換成了方向元件，僅判別方向，沒有定值，所以靈敏度高。圖413高頻閉鎖距離保護原理框（a）距離保護；（b）相—課題三圖414閉鎖式縱聯保護起動后邏輯框區內故障時，正方向元件動作而反方向元件不動作，兩側均停信，經8路是為了防止區外故障后，在斷合開關的過程中，故障功率方向出現倒方向，短時出現一側正方向元件未返回，另一側正方向元件已動作而出現瞬時誤動而設置的，如圖415所示。圖415功率倒向示意正常運行程序中閉鎖式縱聯保護未起動時的邏輯框圖，如圖416所示圖416閉鎖式縱聯保護未起動時邏輯框遠方起動發信：當收到對側信號后，如未動作，則立即發信，如J動作，則延時100發信；當用于弱電側，判斷任一相電壓或相間電壓低于30時，延時100信后，立即由遠方起信回路發信，10后停信。讀圖415和圖416，并說明工作原理單元五輸電線路的自動重合閘裝置課題一此類故障幾率占輸電線路故障的80～90。若輸電線路采用自動重合閘裝置，就能將被保護切除的線路重新投入系統運行，減少因暫時性故雙電源供電的線路上采用自動重合閘裝置，能使兩側系統在重合閘后穩定運行，提高了系統并列運行的穩定性。自動重合閘裝置應動作迅速，即在滿足故障點去游離（介質絕緣強度恢復）所需的時間和斷路器消弧室及其傳動機構準備好再次動作所需時間的條件下，動作時間應盡可能短。因為從斷路器斷開到減輕故障對用戶和系統帶來的不良影響。自動重合閘應采用不對應起動方式，即當控制開關在合閘位置而斷路器實際上在斷開位置的情況下，使重合閘起動。除此之外，也可以由繼電保護來起動重合閘（簡稱保護起動方式）動作的情況下才起動，所以不能糾正由誤碰引起的斷路器跳閘。自動重合閘裝置動作后，應能自動復歸，準備好下一次再動作。對10k及以下電壓的線路，如當地有值班人員，為簡化重合閘的實現，可以采用手動復歸。采用手動復歸的缺點是，當重合閘動作后，在值班人員未及時復歸以前若又一次發生故障，則在雷雨季節和雷害活動較多的地方尤其可能發生。課題二圖51輸電線路三相一次重合閘原理接線熱穩定性；另一方面觸點KT1經延時0.5～1.5s后接通，電容C立即對中間繼電器的電壓線圈KM（U）放電，使KM（U）勵磁，從而起起了KM（U）勵磁后，KM的觸點KM4斷開了HL信號燈回路，KL信號燈滅表示重合閘起動。同時KM1、KM2、KM3等觸點也同時接斷路器事故跳閘，重合閘裝置起動，重合至永久性故障的線路時，保護再次動作，斷路器再次跳閘。這時P1又接通，被勵磁，經延時T1接通。此時，由于實際充電時間很短，電容充電不足（這時充電時間遠遠小于規定的15～25充電時間），達不到足夠高的電壓來起動，因此不會被再次勵磁動作，裝置就不可能發出第二次合閘脈沖。這時，由于1在閉合狀態，電容與（）線圈并聯，所以電容充的電壓不可能再充電至正常電壓水平了。選擇合適的充電電阻4，會使很低，如果重合到永久性故障線路時，恰好發生觸點卡住或粘住不能返回時，如不采取措施，斷路器將發生多次跳、合的跳躍現象。為此在圖51所示的裝置里采取了兩個防跳措施。一個是中間繼電器的觸點采用M2和M1串聯的接法，當其中一對動合觸點被卡住時，另對動合觸點仍然正常斷開，合閘回路被可靠切斷，從而防止了斷路器跳躍現象，另一措施是采用防跳繼電器組成防跳回路。重合閘動作后，如果保護第二次動作，跳閘線圈和（）再次勵磁，如果觸點因某種原因均未返回，（）通過已接通的L1觸點，未返回的：M1、M2、M3觸點、（）線圈、觸點接至電源而自保持。使觸點2保持斷開狀態，直到觸點斷開。由于斷路器的合閘回路被L2切斷，于是防止了斷路器跳躍現象的發生。課題三不檢查同期的圖52緊密聯系的電力系統接線如圖52所示，并列運行的發電廠或電力系統之間，在電氣上有緊密聯系時（如具有三個以上聯系的線路或三個緊密聯系的線路），同時同期的（其實已知兩端系統是同期的）。快速非同期檢查平行線路電流的圖53檢查平行線路電流的ARC原理示意自動解列的檢查同期的在如圖54所示，線路一端裝置有檢查無電壓的，在另一端裝有檢查同期的，當線路發生故障時，兩端斷路器跳開后，一端只要利用低電壓繼電器檢查線路無電壓，就動作合上斷路器，若重合至暫時性故障線路，則另一端檢查同期，當滿足同期條件時，將該端斷路器合上，從而完成兩端線路的重合。如果線路上發生的是永久性故障，線路從兩端斷開，檢查無電壓側重合后，保護又將斷路器斷開，而另一端不再重合閘。這樣裝有無電壓檢查端的斷路器的工作條件要比裝有檢查同期線路兩端同時裝上有檢查無電壓和檢查的斷電器，利用連接片定期切換其工作方式，以使兩端斷路器工作條件接近相同。工作流程如圖55所示。圖54檢定無壓和檢定同期的三相自動重合閘原理接線圖55檢定無壓和檢定同期ARC工作流程課題四以外的線路發生故障時，靠近電源側的保護首先無選擇性地瞬時動作于跳閘，而后靠來糾正這種非選擇性動作的一種配合方式，如圖6所示。圖56自動重合閘前加速保護方（a）原理說明圖；（b）圖57自動重合閘后加速保護方（a）原理說明圖；（b）課題五高壓輸電線路故障中，90左右是單相接地故障，如果線路三相斷路器可以分相操作，在發生單相接地故障時，僅將故障相斷開而后進行因而，這種重合閘方式是可取的。這也就是單相重合閘方式。當線路上發生了相間故障時，應跳開三相斷路器，而后根據系統具體情況和需要，或進行三相重合閘或不再重合。所以在設計線路的重合閘裝置時，應將上述兩種情況綜合考慮，構成綜合自動重合閘裝置。圖58相電流差突變量選相元除了為實現分相后加速而設置的分相識別相電流元件外，還需設置可作輔助電流保護（相電流速斷）課題六圖59重合閘邏輯框讀圖59，說明重合閘原理單元六電力變壓器的繼電保護課題一對于升壓變壓器和系統聯絡變壓器，當采用上述（2）、（3）圖61容量為63MVA的三繞組電力變壓器保護配置課題二圖62氣體繼電器安裝位置示意1—氣體繼電器；2—3—變壓器頂蓋；4—圖63開口杯擋板式瓦斯繼電器結構1—罩；2—頂針；3—氣塞；4—永久磁鐵；5—6—重錘；7—探針；8—開口銷；9—彈簧；10—11—永久磁鐵；12—螺絲桿；13—干簧觸點（重瓦斯用14—調節桿；15—干簧觸點（輕瓦斯用）；16—套管；17—開口杯與擋板復合式氣體繼電器的結構如圖63所示。向上開口的金屬杯與重錘固定在它們之間的一個轉軸上，正常情況時，繼電器與開圖64瓦斯保護原理接線時，擋板被沖動，擋板帶動永久磁鐵靠近干簧觸點，使其接通，重瓦斯保護動作，斷開變壓器各側斷路器，發出重瓦斯動作信號。如圖64所示。瓦斯繼電器的整定方法如下：對輕瓦斯的整定可利用開口杯另一側的重錘來實現。改變重錘的位置，可使輕瓦斯動作時的氣體容積在課題三如圖65所示電力變壓器差動保護基本原理與輸電線路原理相同，是通過比較變壓器各側電流的大小和相位而構成的保護，選擇性好，靈合作為變壓器的主保護，使保護的性能更加全面和完善。圖65變壓器縱差動保護單相原理接線從圖65所示的單相原理接線圖可以看出變壓器差動保護原理與線路的縱差保護原理完全相同，兩側電流互感器1和2之間的區域為動保護的保護范圍，保護動作于斷開兩側斷路器1、2跳閘。但是，變壓器差動保護中，引起不平衡電流的因素較多，差動回路中的不平衡電流較大，所以必須采取措施設法減小不平衡電流或將不平衡電流的影響降到最低。圖66yd11接線變壓器縱差動保護原理接線及相量（a）接線圖；（b）由于電流互感器都是標準化的定型產品，所以選擇的電流互感器的變比與計算變比往往不相等，因此在差動回路中又會引起不平衡電流。這種不平衡電流的影響，可采用電流補償法來消除，接線如圖67（）所示。將電流互感器二次電流大的一側，經電流變換器進變換，使的輸出與另一側電流互感器二次電流的大小相等。這樣，電流互感器的實際變比與計算變比不等引起的不平衡電流就不存在。圖67變壓器差動回路中電流補償法與磁勢平衡原理接線（a）電流補償接線圖；（b）勵磁涌流的產生及特點。變壓器的勵磁電流只通過變壓器的一次繞組，它通過電流互感器進入差動回路形成不平衡電流，如圖68所示。在正常運行情況下，其值很小，一般不超過變壓器額定電流3～5下對差動保護的影響一般可以不考慮。圖68由勵磁電流形成的不平衡電流示意減小勵磁涌流影響的措施。在變壓器差動保護中，如不采取有效措施消除勵磁涌流的影響，必將導致保護的誤動作。根據勵磁涌流的用能有鑒別間斷角的差動繼電器構成差動保護。④采用二次諧波制動的差動繼電器構成差動保護。圖69勵磁涌流波形的間斷角圖610制動特性曲線外部故障時：很大，具有制動作用，保護不動課題四圖611復合電壓起動的過電流保護原理接線輸入端加三相電壓而輸出端只輸出負序電壓的濾過器稱為負序電壓濾過器，負序電壓濾過器原理接線如圖612所示。由電容1、2及電1、2組成的兩個阻抗臂分別接于線電壓。線電壓中無零序分量，故無需采用其他措施，輸出端無零序電壓。為了消除正序分量，參數選擇如下圖612負序電壓濾過器原理接線圖613負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護原理接線圖614單側電源的三繞組變壓器的過電流保多側電源的三繞組變壓器，應在三側均裝設獨立的過電流保護，并在動作時間最小的電源側裝方向元件，動作方向由變壓器指向母障的后備保護，切除三側斷路器。變壓器高壓繞組中性點是否直接接地運行與變壓器的絕緣水平有關。220k及以上的大型變壓器，高壓繞組均為分級絕緣，但絕緣水平不盡相同；如500k的變壓器中性點的絕緣水平為38k，其中性點必須接地運行；220k的變壓器中性點的絕緣水平為110k地運行，也可在系統不失去接地點的情況下不接地運行。變壓器中性點運行方式不同，接地保護的配置方式也不同。圖615變壓器零序電流保護原理接線圖616兩段式變壓器零序電流原理接線（1）中性點未裝放電間隙。中性點未裝放電間隙的變壓器的接地保護如圖617所示圖617中性點未裝放電間隙的分級絕緣變壓器的接地保護原理接線圖618變壓器接地故障時無選擇性動作示意圖619中性點裝放電間隙的分級絕緣變壓器的接地保護原理接線變壓器中性點接地運行時，隔離開關合上，兩段式零序電流保護投入工作。第段與相鄰元件接地保護Ⅰ段配合，以1（0.5）壓側分段斷路器（或母線聯絡）3，以2（1＋）延時斷開變壓器兩側斷路器。第段與相鄰元件接地保護后備段配合，以3和4的延時分別斷開3和、2。變壓器中性點如不接地運行，則隔離開關過電壓，放電間隙擊穿，放電電流使零序電流元件0起動，瞬時跳開變壓器，將故障切除。此處間隙零序電流元件的一次動作電流根據間隙放電流的經驗數據取100。課題五生產的WBH801A型保護裝置為例，裝置提供兩種勵磁涌流識別方式，當“識別勵磁涌流方式”整定為0時，采用二次諧波原理閉鎖，整定為1差流速斷保護邏輯框圖如圖621所示圖620比率制動差動保護邏輯框圖621差流速斷保護邏輯框式中U2.OP——負序電壓整定值；圖622復合電壓判別邏輯框讀圖622，分析保護原理單元七母線保護課題一利用供電元件的保護切除母線故障如圖71和圖72所示。圖71利用發電機的過電流保護切除母線故圖71所示為獨立運行的發電廠，在母線k點短路時，可利用發電機的過電流保護來切除母線故障圖72利用變壓器的過電流保護切除母線故課題二在正常運行或外部故障時，流入差動繼電器的電流為由各電流互感器的特性差異而產生的不平衡電流（理想情況下為式中——流入短路點k的總短路電流圖73單母線完全電流差動保護原理接線元件固定連接的雙母線完全電流差動保護單相原理接線如圖74所示圖74元件固定連接的雙母線完全電流差動保護單相原理接線保護裝置由三組差動元件組成。第一組相當于母線的完全電流差動，由差動繼電器1，中間繼電器5組成，為母線故障的選擇元件。第二組2、6組成，為母線故障的選擇元件。第三組3、4組成，構成兩組母線完全電流差動保護，3為整套保護起動元件，3動作后斷開母聯斷路器5，并起動兩組選擇元件。圖75元件固定連接方式下正常運行及外部短路時的電流分布圖76元件固定連接方式下Ⅰ母線短路時的電流分布圖77元件固定連接方式破壞后外部短路時的電流分布圖78元件固定連接方式破壞后內部短路時的電流分布課題三電流相位比較式母線差動保護，采用雙母線完全差動保護判別母線是否故障；采用方向（即相位）元件判別是哪一組母線故障。當上短路時，母聯回路的電流的方向是組母線指向組母線；當組母線上短路時，母聯回路的電流的方向是組母線指向組母線。這樣，無論母線運行方式如何改變，只要保證每組母線上有一個電源支路，母線短路時，有短路電流通過母聯回路，保護就不會失去選擇性。另一個輸入端子——電抗變壓器TX2的一次繞組。TX1的二次電壓.與差動回路電流成正比，TX2的二次電壓與成正比，則有圖79電流相位比較式母線差動保護單相原理接線Ⅱ母線故障時，同樣KD動作，而與接近反相位，則有UⅠ＜UⅡ，KP2動作，因此起動KOM3、KOM4、KOM5，斷開Ⅱ母線的元由分析可知：在保證每組母線上有一個電源支路的前提下，當母線連接元件改變時，不會影響選擇元件的正確動作，支路接在哪組母線上，就將該支路斷路器跳閘回路作相應切換即可。比如線路1從母線切換至母線時，可通過切換片1將1的跳閘回路改到3觸點回路，此時母線故障時，就會將1也斷開了。課題四隨著系統容量的不斷擴大、電壓等級的升高，母線的接線方式也越來越復雜（如：雙母線分段及32斷路器接線母線）路時，相應分支的短路電流很大，電流互感器可能嚴重飽和，差動回路會出現很大的不平衡電流，可能導致母線保護誤動作。前述的保護方式不能很好地解決這個問題，而比率制動式母線差動保護能很好地克服外部短路時不平衡電流的影響。比率制動式母線差動保護接線簡單，動作迅速，性能優良。圖710比率制動式母線差動保護原理接側形成電流，經整流后在電阻上構成動作電壓。當＞bk時，二極管1為正向電壓導通，2為反向電壓截止，執行元件（快速干簧繼電器）動作；而當＜bk時，2導通，1截止，執行元件可靠不動作。正常運行時，差動電流＝＋＋…＋＝0，而制動電流＋分別經Rbrk/2形成制動電壓Ubrk，加在P、M兩端，VD2導動作，在差動回路中串入電阻Rd，強制使由于電流互感器飽和引起的不平衡電流流入飽和的電流互感器，即增大，變Rd的值，可改變這種強課題五圖711充電時母線聯絡死區位置示意圖712母線聯絡死區保護邏輯框母線差動保護邏輯框圖如圖713所示圖713母線差動保護邏輯框（以Ⅰ母線為例圖714母線聯絡失靈保護邏輯讀圖715所示邏輯框圖并說明保護原理圖715母線聯絡過流保護邏輯框單元八500kV課題一500kV斷路器非全相運行會使電網產生負序和零序電流，使電網的發、供、用電設備受到損害，因而是不允許的。對32全相運行時，線路不一定非全相，當線路非全相運行時，斷路器一定處于非全相運行狀態，如果其中一臺斷路器退出運行，則另一側斷路器非全相時，必然導致線路非全相運行，因此利用零序電流及位置繼電器經一定延時去起動出口繼電器，將非全相運行的斷路器切除，以達到不允許斷路器非全相運行的目的。遠方跳閘裝置是一種發直接跳閘命令的裝置，32部短路和斷路器失靈等故障時，均可通過遠方保護系統發出遠跳信號，由本端遠跳保護根據收信邏輯和相應的就地判據出口跳開本端斷路器或使對端保護跳閘，如P925故障起動裝置包括遠方跳閘和過電壓保護。圖81遠方跳閘說明如圖81所示，當線路終端點發生短路故障時，線路的兩端保護裝置應該跳開斷路器及，此時，若斷路器本身拒動，則的斷路器失靈保護就地動作跳開斷路器，并使本側的遠方跳閘保護發信，使對側的遠方跳閘保護收信后，將變電站的斷路器及其跳閘，以清除線路對側送至的短路電流。當線路本端過電壓時，如果不設遠方跳閘保護來使對側的斷路器跳閘，則當僅有本側一側的斷路器跳開后，線路的電容電流勢必沿線路由對側流向本側，從而會使本側線路首端的過電壓更甚。因此裝設遠方跳閘保護，在跳開本側兩個的斷路器同時，起動本側的遠方跳閘保護發信，借助線路的載波高頻通道，使對側的遠方跳閘保護收信，由后者收信后，使對側的兩個斷路器跳閘。當線路有并聯電抗器時，遠方跳閘保護與電抗器的保護配套使用，當本側電抗器故障時，用來清除線路對側送來的故障電流。課題二500kV500k變電站電壓等級高、傳輸容量大，對變壓器設計和制造工藝的要求也就很高。對于自耦變壓器，其二次繞組作為一次繞組的一部分，一、二次繞組之間不僅有磁的聯系，還有電的聯系。這樣其具有材料省、造價低、損耗小、質量輕便于運輸安裝，能擴大變壓器的極限制造容量等特點，且在結構上裝有有載調壓裝置，滿足系統調壓的要求。因此目前500k超高壓系統大都利用自耦變壓器完成長距離、大容量的電能變換與傳輸。主保護的配置（電氣部分500k自耦變壓器主保護采用復式比率制動式差動保護，用二次諧波制動方式并設有電流回路斷線閉鎖。變壓器過電壓或過勵磁時，含大壓器內部短路嚴重故障的動作速度。五次諧波制動的過激磁保護。由于大型的變壓器工作磁密接近飽和磁密，一旦過激磁，可能引起差動保護誤出口。而過激磁時，差電流中通常伴有大量的五次諧波，用硬、軟件濾取五次諧波，判斷五次諧波與基波幅值比51＝51差動速斷保護。在變壓器內部嚴重故障時，短路電流很大的情況下，電流互感器嚴重飽和使交流暫態傳變嚴重惡化，電流互感器的從而在變壓器區內發生嚴重故障時快速切除變壓器，為保證裝置的正確動作，其定值選取原則為：在起動判據中，采用周—對于500k自耦變壓器微機保護的起動方式，無論主保護還是后備保護都采用反映故障分量的各側相電流突變量及零序電流穩態量超定值起動方式。靈敏度高、抗干擾能力強。綜上，整個保護由主保護（電氣量）置靈活，能夠反映變壓器的各種故障和不正常工作狀態，從而達到保護變壓器正常運行的目的。3.課題三500kV（1）斷路器非全相運行會使電網產生負序和零序電流，使電網的發、供、用電設備受到損害，因而是不允許的。對32全相運行時，線路不一定非全相，當線路非全相運行時，斷路器一定處于非全相運行狀態，如果其中一臺斷路器退出運行，則另一側斷路器非全相時，必然導致線路非全相運行，因此利用零序電流及位置繼電器經一定延時去起動出口繼電器，將非全相運行的斷路器切除，以達到不允許斷路器非全相運行的目的。單元九備用電源自動投入裝置電力系統中，為了提高對重要用戶的供電可靠性，有時采用單電源的環網供電形式供電或采用雙電源同時供電形式，但這些供電形式下，雖可以提高供電可靠性，但伴隨著引出很多問題，比如說會使短路電流增大，一旦發生故障，后果會更加嚴重，且加重斷路器的負擔。再比如說會使保護及二次回路變得更為復雜，二次回路的可靠性會隨著復雜程度的上升而下降等。如果采用開環運行或母線分段運行，雖沒有這些問題，但供電可靠性又難以保證。如圖91所示，如果讓兩臺變壓器同時運行，并保持3經常處于斷開位置，增加一種自動裝置，當某一供電件因故障退出后，能夠自動、快速地將3投入，于是使停電的負荷快速重新恢復供電而繼續工作。這種方法很好地解決了供電可靠性與減小短路電流、簡化保護接線之間的矛盾。圖91提高供電可靠性措施示意圖92備用電源的備用方式示意（a）明備用方式；（b）對電動機來說，如果停電時間過短，電動機的殘壓可能較高，當裝置動