1、宜宾电业局继电保护工作手册1第一章 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。如图 1.1，由
2、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 本体上标注有 L1、L2，接线盒桩头标注
3、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，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是
4、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。IYICT 绕组保护装置IX图 1.1宜宾电业局继电保护工作手册23、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
5、特性就是测量 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。10%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，I 2 值得到 RX1，R x1U/ 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，比较 m 和 m0 的大小，如果mm 0，则该
6、CT 不满足回路需求，如果mm 0，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改为 57V。PT 变比测试由高压专业试验。PT 的一
7、、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
8、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。I1 ZfhI1eERxm0图 1.2宜宾电业局继电保护工作手册3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，可以由瓦斯继电
9、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
10、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” ，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
11、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该电缆所在一次间隔的种类3 3宜宾电业局继电保护工作手册4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，先电流回路，后控制回路，再信号回路
12、，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 编 1，依此类推，如果该变电站只有一
13、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
14、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 ；该电缆所在一次间隔的调度编号尾数电源种类电缆号数编号电流流入装置的顺序相别宜宾电业局继电保护工作手册5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 630，PT 在II 母或者母线 II 段上，则分别标 6
15、40 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
16、 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。普通开关 主变高压侧 开关 主变中压侧 开关 主变低压侧 开关控制正电源 1 101 201 301控制负电
17、源 2 102 202 302合闸 3 或 7 103 或 107 203 或 207 303 或 307跳闸 33 或 37 133 或 137 233 或 237 333 或 337PT 所在位置电压等级相别33 R33宜宾电业局继电保护工作手册6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 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用电流回路（图 2.1）为例，结合上一章的编号，A 相第一个绕组头端与尾端编
18、号 1A1，1A2，如果是第二个绕组则用 2A1，2A2，其他同理。二、电压回路母线电压回路的星形接线采用单相二次额定电压 57V 的绕组，星形接线也叫做中性点接地电压接线。以变变电站高压侧母线电压接线为例，如图 2.2（1）为了保证 PT 二次回路在莫端发生短路时也能迅速将故障切除，采用了快速动作自动开关 ZK 替代保险。（2）采用了 PT 刀闸辅助接点 G 来切换电压。当 PT 停用时 G 打开，自动断开电压回路，防止 PT 停用时由二次侧向一次侧反馈电压造成人身和设备事故，N600 不经过 ZK 和G 切换，是为了 N600 有永久接地点，防止 PT 运行时因为 ZK 或者 G 接触不良
19、， PT 二次端子箱端子排1A2 1A11B11C11B21C2第一个装置A411B411C411N411第二个装置A412B412C412N412图 2.1YHaYHbYHc1JBA601B601C601N6001ZK2ZK3ZKGA602B602C602A630IB630IC630I1YMa 1YMb 1YMc YMNJDC图 2.2宜宾电业局继电保护工作手册7侧失去接地点。（3）1JB 是击穿保险，击穿保险实际上是一个放电间隙，正常时不放电，当加在其上的电压超过一定数值后，放电间隙被击穿而接地，起到保护接地的作用，这样万一中性点接地不良，高电压侵入二次回路也有保护接地点。（4）传统回路中
20、，为了防止在三相断线时断线闭锁装置因为无电源拒绝动作，必须在其中一相上并联一个电容器 C，在三相断线时候电容器放电，供给断线装置一个不对称的电源。（5）因母线 PT 是接在同一母线上所有元件公用的，为了减少电缆联系，设计了电压小母线 1YMa,1YMb,1YMc,YMN（前面数值“1”代表 I 母 PT。 ）PT 的中性点接地 JD 选在主控制室小母线引入处。（6）在 220KV 变电站，PT 二次电压回路并不是直接由刀闸辅助接点 G 来切换，而是由 G 去启动一个中间继电器，通过这个中间继电器的常开接点来同时切换三相电压，该中间继电器起重动作用，装设在主控制室的辅助继电器屏上。对于双 57V
21、 绕组的 PT，另一组用于表计计度，接线方式与上面完全一致，公用一个击穿保险 1JB，只是编号略有不同，可以参见上一章的讲解。母线零序电压按照开口三角形方式接线，采用单相额定二次电压 100V 绕组。如图2.3。（1）开口三角形是按照绕组相反的极性端由 C 相到 A 相依次头尾相连。（2）零序电压 L630 不经过快速动作开关 ZK，因为正常运行时 U0 无电压，此时若ZK 断开不能及时发觉，一旦电网发生事故时保护就无法正确动作。（3）零序电压尾端 N600按照 反措要求应与星形的 N600 分开，各自引入主控制室的同一小母线 YMn，同样，放电间隙也应该分开，用 2JB。（4）同期抽头 Sa
22、630 的电压为Ua，即100V ，经过 ZK 和 G 切换后引入小母线SaYm。补充知识：开口三角形为什么要接成相反的极性？在图 2.4 中，电网 D 点发生不对称故障，故障点 D 出现零序电动势 E0，零序电流 I0 从线路流向母线，母线零序电压 U0 却是规定由母线指向系统，所以必须将零序电压按照相反方向接线才能使零序功率方向是由母线指向系统。这是传统接线方式，在保护实现微机化后，零序电压由保护计算三相电压矢量和来自产，不再采用母线零序绕组，这样接线是为了备用。YHaYHbYHcSa601L602L601N600G4ZK2JBSa602L630ISa630IYMn 1SaYmAa1YML
23、图 2.3图 2.4M J I0U0 E0D宜宾电业局继电保护工作手册8线路电压的接法线路 PT 一般安装在线路的 A 相， 采用 100V 绕组。（1）线路电压的 ZK 装在各自的端子箱。（2）线路电压采用反极性接法，U x=100V ，与零序电压的抽头 Usa 比较进行同期合闸。 （3）线路电压的尾端 N600 在保护屏的端子上通过短接线与小母线的下引线 YMn 端子相连。第二节 电压操作系统一、辅助继电器屏前面介绍了在 220KV 变电站中，母线电压引入时，并不是直接由 PT 刀闸辅助接点来切换，而是通过辅助接点启动辅助继电器屏上的中间继电器，用中间继电器的常开接点进行切换，该回路如图
24、2.6保护装置YHxN600 A601 A609ZK图 2.51GWJ 2GWJ3GWJ 4GWJ1QJ 2QJ1 3BK890 892 894 896105103 102101+KM KM1RD 2RD5ZK5ZK1151171QJ2GWJ4GWJIGIIGI 母 PT 端子箱ZKII 母 PT 端子箱ZKI 母 PT 刀闸辅助接点II 母 PT 刀闸辅助接点母联或分段的刀闸与开关辅助接点串联图 2.61GQM2GQM731733宜宾电业局继电保护工作手册9（1）PT 刀闸辅助接点 IG 和 IIG 去启动中间继电器 1GWJ，2GWJ，3GWJ ，4GWJ，利用 1GWJ 与 3GWJ 的
25、常开接点去代替图 2.2 与图 2.3 的 G，为了防止辅助接点接触不良，需要两对接点并接。（2）1GQM 和 2GQM 是电压切换小母线，电压切换用于双母线接线方式，1GQM 和2GQM 分别是间隔运行于 I 母和 II 母的切换电源，由图 2.6 可知，在该母线 PT 运行时（IG或 IIG 合上） ，电压切换小母线才能带电（2GWJ 与 4GWJ 合上） ，要么是在电压并列时，1QJ 合上勾通 1GQM 和 2GQM。5ZK 开关在端子箱，可以根据需要人工切断该小母线电源。（3）BK 是电压并列把手开关，电压并列是指双母线其中一条母线的 PT 退出运行，但是该母线仍然在运行中，将另外一条
26、母线上的 PT 二次电压自动切换到停运 PT 的电压小母线上。二次电压要并列，必须要求两条母线的一次电压是同期电压，因此引入母联的刀闸和开关的辅助接点。同时，即便两条母线同期但分列运行，如果 II 母采用了 I 母的电压，当连接在 II 母上的线路有故障时，I 母电压却无变化，这样 II 母线路的保护就可能拒动。所以只有母联开关在运行时候才允许二次电压并列。电压并列回路由图 2.7 表示。图中只画出 A 相电压的并列，需要并列的有 YMa,YMb,YMc,YML,SaYM。单母线分段接线的电压并列同理。（4）信号随着继电保护技术的发展，现在有些 220KV 间隔回路没有采用 1GQM 和 2G
27、QM 小母线的 731 和 733 电源，而是直接采用该间隔保护的第三组操作电源（下一节将讲述）来当该间隔的 731 和 733。白沙变电站 290 开关既是。因此在白沙站工作要注意这两种不同的方式。二、电压切换回路（以 CZX-12 型为代表）2QJ1YMa 2YMa图 2.7图 2.82GWJ4GWJIGIIG1QJ701901903切换电源消失电压并列动作1ZZJ2ZZJ7317331G1G4G4G2G2G7357377317331YQJ2YQJ4D1694D170 4D1714D171CZX-12CZX-12旁路保护装置计度表屏 1021GA609 A6092GMDL宜宾电业局继电保护
28、工作手册10（1）图 2.9 是线路或主变间隔的切换图，旁路开关间隔没有 4G 回路（结合一次系统图 2.11） 。线路运行在某一母线，该母线刀闸合上，导通电源，4D169 或 4D170 和 1ZZJ 或2ZZJ 动作。 1ZZJ 与 2ZZJ 是普通电磁型继电器，装设在计度屏上，一般用型号 DZY-207，用于计度电压的切换（图 2.13） ，计度只切换 A、B、C 三相电压，图中只画出 A 相。（2）当旁路带路时，本线的 4G 合上，而旁路开关同样要选择是运行在 I 母还是 II 母，旁路的 1YQJ1 与 2YQJ1 同样需要动作，所以，本线的 1ZZJ 和 2ZZJ 也可以动作，该线
29、路表计仍可以继续计度。（3）图 2.10 是 CZX-12 型操作箱内部回路， 1YQJ1 与 2YQJ1 是自保持型继电器， 是动作线圈， 是返回线圈，运行于 I 母时，1YQJ1 动作，2YQJ1 返回，运行于 II 母时，2YQJ1 动作，1YQJ1 返回，这样母线电压如图 2.12 就切换进保护装置。自保持继电器动作后必须要返回线圈通电才能返回，可以防止运行中刀闸辅助接点断开导致电压消失，保护误动。1YQJ2 与 2YQJ2 是普通继电器用于信号回路，如图 2.14。图 2.94D1694D170 4D171IIIIII2YQJ12YQJ11YQJ11YQJ12YQJ21YQJ2图2.10I 母II 母1G 2GDL3G4G旁母1G 2GDL3G线路或主变间隔旁路间隔图 2.11保护装置1YQJ12YQJ1A630IA640IA720I图 2.12保护装置1ZZJ2ZZJA630IA720I图 2.13A640II II 计度表屏
