直流系统的构成及要求（578）二、直流系统的绝缘检测（581）三、直流 接地位置的检查（583）四、直流系统的其他问题（584） 保护装置及二次回路抗干扰 (585) 干扰信号的分类（586）二、二次回路干抚电压的来源（586）三、二次回 为抗干扰措施（589）

第七童继电保护整定计算基础

一、整定计算的目的及任务（596）二、整定计算的基本要求（597）三、整定 计算的工作步骤（600）四、整定计算参数选择及计算（600）五、整定计算运 行方式选择（601）六、整定计算的配合方法（603）七、整定计算相关技巧和 应注意的问题（614）八、整定计算定值管理（614） 第二节电流电压保护整定计算 .(615) 一、概述（615）二、阶段式电流保护整定计算方法（615）三、阶段式电流 电压保护整定计算方法（617）四、辅助定值整定及注事项（618）五、整 定计算案例(619) 第三节零序电流保护整定计算 (622) 一、概述（622）二、阶段式率序电流保护整定计算方法（623）三、超高压 电网零序电流保护整定计算方法（625）四、辅助定值整定及注意事项（627) 五、整定计算案例（627) 第四节距离保护整定计算 :(631) 一、概述（631）二、接地距离保护整定计算方法（632）三、相间距离保护 整定计算方法（634）四、辅助定值整定及注意事项（634）五、整定计算算

矿山标准规范范本例(636) 第五节纵联保护整定计算 (640) 一、概述（640）二、纵联方向保护整定计算方法（640）三、纵联距离保护 整定计算方法（641）四、纵联差动保护整定计算方法（641）五、辅助定值 整定及注意事项(641) 第六节变压器保护整定计算 *** (642) 一、概述（642）二、变压器主保护整定计方法（642）三、变压器后备保 护整定计算（646）四、变压器其他相关保护整定（650）五、辅助定值及注 意事项（651）六、整定计算算例（653） 第七节母线及断路器失灵保护整定计算 ..(657) 一、概述（657）二、母线差动保护整定计算方法（657）三、母联相关保护 整定计算方法（659）四、断路器失灵保护整定计算方法（659）五、辅助定 值及注意事项（(660） 第八节特殊运行方式下的影响 .*. (660) 一、概述（660）二、系统运行方式变化的处理（660）三、保护停运的处 理（660）四、其他间题（661) 第九节整定计算工具 .(663) 一、整定计算工具介络（663）二、用计算机进行整定计算的核心工作原 理（667）三、计算机整定使用中的相关问题（668)

第八童继电保护相关知识

第一节一次设备基础知识： 一、变电站的主接线（671）二、变压器（675）三、断路器（680）四、隔离开 关（682）五、互感器（683）六、电抗器（686）七、消孤线围（687）八、防雷 及接地装置（688） 第二节变电运行及事故处理基础 (689) 一、变电站倒隔操作概述（689）二、继电保护有关操作（691）三、事故处理 的基本概念（691） 第三节变电站综合自动化 : .(692) 一、电力系统自动化的特点及功能（692）二、变电站综合自动化的结构形 式（693）三、监控系统的基本功能及实现方法（695）四、数据通信技术（710） 五、串行通信接口和现场总线技术（717）六、工业以太网（723）七、信道和传 输介质（729）八、站内通信系统（732）九、提高通信可靠性的手段（733） 十、数字化变电站（736)

案例·．一起零序互感引起的平行双回线跳阐事故分析……….

一、变压器的故睡和保护配置

（一一）变压器的故障和不正常运行工况 1.变压器的故障 变压器故障可分内部故障和外部故障。 变压器内部故障指的是箱壳内部发生的故障，有绕组的相间短路故障、绕组的匝间短路 故障、绕组与铁芯间的短路故障、变压器绕组引线与外壳发生的单相接地短路。此外，还有 绕组的断线故障。 变压器外部故障指的是箱壳外部引出线间的各种相间短路故障和引出线因绝缘套管闪络 或破碎通过箱壳发生的单相接地短路。 2.变压器的异常运行方式 大型超高压变压器的不正常运行工况主要有过负荷、油箱漏油造成的油面降低、外部短 路故障（接地故障和相间故障）引起的过电流。 对于大容量变压器，因铁芯额定工作磁密与饱和磁密比较接近，所以当电压过高或频率 降低时，容易发生过励磁。 此外，对于中性点不直接接地运行的变压器，可能出现中性点电压过高的现象；运行中 的变压器油温过高（包括有载调压部分）以及压力过高的现象。 （二）变压器保护的配置 1.瓦斯保护 容量在0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA及以上的变压器应装设瓦斯保 护。不仅变压器本体有瓦斯保护，有载调压部分同样设有瓦斯保护。 瓦斯保护用来反映变压器的内部故障和漏油造成的油面降低，同时也能反映绕组的开焊 故障。即使是匝数很少的短路故障，瓦斯保护同样能可靠反应。 瓦斯保护有重瓦斯、轻瓦斯之分。一般重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯动作于信号。当变压 器的内部发生短路故障时，电弧分解油产生的气体在流向油枕的途中冲击气体继电器，使重 瓦斯动作于跳闸。当变压器由于漏油等造成油面降低时，轻瓦斯动作于信号。由于瓦斯保护 反应于油箱内部故障所产生的气流（或油流）或漏油而动作，所以应注意出口继电器的触 点抖动，动作后应有自保持措施。 2.纵差动保护和电流速断保护 用来反映变压器绕组的相间短路故障、绕组的匝间短路故障、中性点接地侧绕组的接地 故障以及引出线的接地故障。应当看到，对于变压器内部的短路故障，如星形接线中绕组尾 部的相间短路故障、绕组很少匝间的短路故障，纵差动保护和电流速断保护是反映不了的 即存在保护死区；此外，也不能反映绕组的开焊故障。注意到瓦斯保护不能反映油箱外部的

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I, w, +i,W, =i.w

式中：W，、W，是1侧和2侧绕组的匝数。 如果忽略励磁电流1，则i,W，+W，=0。 如果变压器的变比和变压器星一角接线带来的相位差异都被正确补偿的话 正常运行或外部故障时，流过变压器各侧电流的相量和为零。即：

变压器的变比和变压器星一角接线带来的相位差异都被正确补偿的话，则变压器 或外部故障时，流过变压器各侧电流的相量和为。即：

亦即变压器正常运行或外部故障时，流人变压器的电流等于流出变压器的电流。两侧电 流的相量和为零，此时，纵差动保护不应动作。 当变压器内部故障时，两侧电流的相量和等于短路点的短路电流。其纵差动保护动作， 切除故障变压器。 图4一1画出了模拟型的变压器纵联差动保护的单相原理接线图。在微机型变压器保护 中，已经不是这样的原理接线图了，各相电流分别进入保护装置，由软件算法实现纵联差动 保护。但仍然可以用该图来分析纵联差动保护的原理。下面分正常运行或外部短路和内部短 路两种情况说明变压器纵联差动保护的基本原理：

从上可以看出，如果变压器里只流过穿越性的电流（负荷电流或外部短路时流过变压 器的短路电流）时差动继电器是不动作的。 2.内部短路 当变压器内部发生短路时，如图4－1（c）所示。由于两侧电源向故障点提供短路电 流，这时电流的实际方向与规定的正方向一致，且幅值均较大。如果把短路电流1k也归算 到TA二次侧的话，流人差动继电器的电流就等于短路电流、即么+/=1,≥0.差动继电

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器可以动作切除故障。 从上可以看出，变压器纵联差动保护的保护范围是构成差动保护的TA所包含的范围 只要在保护范围内部有流出的电流，例如内部短路的短路电流，该电流将流人差动继电器成 为差电流（动作电流）。 （三）数字式纵差动保护的构成 为了在正常运行或外部故障时流入差动继电器的电流为零，应有相位校正和幅值校卫 幅值校正通常称电流平衡调整），同时还应扣除进入差动回路的零序电流分量。在微机变 压器保护中考虑到微机保护软件计算的灵活性，由软件来进行相位校正和电流平衡调整是行

d侧同名相电流的相位相差30°。例如1。超前于！，30°。如果直接用这两个电流构成变压器 纵差动保护，即使它们的幅值相同也会产生很大的不平衡电流，所以要用软件进行校正。 校正方法有两种，一种是以Y侧为基准，将d侧电流进行移相，使d侧电流相位与Y侧电 流相位一致；另一种是以d侧为基准，使Y侧电流相位与d侧一致。 （1）以d侧电流相位为基准，用Y侧电流进行移相。 由软件按下式可求得Y侧用作差动计算的三相电流表达式为：

艺.润添 对于YN，d接线而且高压侧Y侧中性点接地的变压器，当高压侧线路上发生接地故障 时，（对纵差保护而言是区外故障），高压侧Y侧有零序电流流过，而由于变压器低压侧绕 组为d联结，在变压器的低压侧d接线外无零序电流输出，两侧零序电流不能平衡。这样， 若不采取相应的措施，在变压器高压侧系统中发生接地故障时，纵差保护将会误动。为使变 压器纵差保护不误动，应对装置采取猎施使零序电流不进人差动元件。 对于在变压器Y侧移相的变压器纵差保护无论是用软件实现还是用差动TA的三角接线 实现，由于从Y侧通入各相差动元件的电流已经是相应的两相电流之差了，故已将零序电 流滤去，所以没必要再采取其他措施。 对于用软件在变压器d侧进行移相的变压器纵差保护，应对Y侧的零序电流进行补偿 为此Y侧流入各相差动元件的电流应分别为：

(1+1品+1.h）为零序电流，故在Y侧系统中发生接地故障时，就不会有零序电

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流进人各相差动元件。 3.幅值校正 由于变压器的变比、各侧实际使用的TA变比之间不能完全满足一定的关系，在正常运 行和外部故障时变压器两侧差动TA的二次电流幅值不完全相同，即使经过相位校正，从两 侧流人各相差动元件的电流幅值也不相同，在正常运行或外部故障时无法满足/=0的 关系。 在实现变压器纵差保护时，采用“作用等效”的概念。即使两个不相等的电流产生的 作用（对差动元件）相同。 在电磁型变压器纵差保护装置中（BCH型继电器），采用“安匝数”相同原理；而在 晶体管保护及集成电路保护中，将差动两侧大小不同的两个电流通过变换器（例如电抗变 换器）变换成两个完全相等的电压。 在微机型变压器保护装置中，采用在软件上进行幅值校正。引人了一个将两个大小不等 的电流折算成作用完全相同的电流的折算系数，将该系数称作为平衡系数。将一电流作为 基准，将另一侧电流乘以该侧的平衡系数，使正常运行或外部故障时经过相位校正和幅值校 正以后两侧的电流幅值相等，满足Zi=0的关系。 根据变压器的容量，接线组别、各侧电压及各侧差动TA的变比，可以计算出差动两侧 之间的平衡系数。 设变压器的容量为S。，接线组别为YN，d11，两侧的电压（指的是线电压）分别为U 及U，两侧差动TA的变比分别为n及nA，若以变压器的d侧为基准侧，计算出变压器Y 侧的平衡系数K。 （1）差动TA的接线为△/Y（用变压器绕组Y侧的差动TA为△接线进行移相）。 变压器绕组Y接线和d接线两侧流人差动元件的二次电流I及I分别为

（2）差动TA接线为Y/Y，由软件在变压器高压侧（Y侧）移相。 变压器两侧流人差动元件的二次电流分别为

/3. S. BUyn, Uny S. 1A BUARA

Uyn TBUANA

S. S. J3Un.

动元件两侧的计算电流分别为： s. J3Uny

s. 低压侧：么= JBUAnA

低压侧：么= S. JBUAnA

如果以变压器 d 侧的电流 I.为基准，要使 KI、=I.，则变压器 Y 侧的平衡系数 K

每相差动元件两侧的计算电流分别为：

高压侧：V== S J3U.n.

s. 1 S. J3Un J3UAnA

说明：表中列出的平衡系数是用软件在高压侧、中压侧移相或用改变高压侧、中压侧TA接线方式移相的条件下计算出 来的。S。一变压器的额定容量；、n—分别为高压侧额定电压及TA的变比：U.、n。—分别为变压器中压侧 额定电压及TA的变比；UL、RL一分别为变压器低压侧额定电压及TA变比。表中没有列出用软件在低压侧（d 划）移相时的平衡系数。

说明：表中列出的平衡系数是用软件在高压侧、中压侧移相或用改变高压侧、中压侧TA接线方式移相的条件下计算出 来的。S。一变压器的额定容量；、n—分别为高压侧额定电压及TA的变比：U.、n。—分别为变压器中压侧 额定电压及TA的变比；UL、RL一分别为变压器低压侧额定电压及TA变比。表中没有列出用软件在低压侧（d 划）移相时的平衡系数。

4.差动元件的比率制动特性曲线 目前，在变压器纵差保护装置中，为提高内部故障时的动作灵敏度及可靠躲过外部故障 的不平衡电流，均采用具有比率制动特性曲线的差动元件。 不同型号的纵差保护装置，其差动元件的动作特性不相同。差动元件的比率制动特性曲 线有一段折线式，两段折线式及三段折线式。

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Ia, ≥/ + KId

武中—差电流，也称作动作电流。= 之」，即各侧电流的相量和。对

于双绕组变压器而言，1=11:+12（1,、12分别为差动元件两侧的电 流）； lao—差动元件的启动电流，也叫最小动作电流，或初始动作电流； K，折线的斜率，也叫比率制动系数； Ia——制动电流，—般取差动元件各侧电流中的最大者，即Iw=maxli,I，Ii,| 一半。

武中：12为拐点电流，即开始出现制动作用的最小制动

Ixd≤ I zd0 > Isd > Izdl

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样，当差动元件某侧TA二次的一相或两相断线时，差动电流就是断线相上的负荷电流，差 动保护可能误动。 日前，国内生产的微机型变压器差动保护中，均设置有TA断线闭锁元件。在变压器运 行时，一旦出现差动TA二次回路断线，立即发出信号并根据需要将差动保护闭锁。 （1）TA断线闭锁元件的作用原理。 在正常运行时，理想情况下，TA二次三相电流之和应等于零，即

常运行TA二次回路中一相、两相断线的

原理提出以下TA二次回路断线闭锁判据

. + 1, + 1. =0

1. +1, +1. +0

li++1+3i1>8 13i,/≤82

三、变压器纵差动保护需要解决的问题

【一）空投变压器的励磁涌流及和应涌流 从变压器的等值电路可以看出，变压器的励磁电流如同在变压器内部发生短路

从变压器纵联差动保护范围内部往外流出的电流，因此励磁电流将成为差电流（动作电 流）。而励磁涌流是在空投变压器和变压器区外短路切除这两种特殊情况下的励磁电流， 所以此时的励磁涌流也将成为差电流。由于励磁涌流的幅值很大，不采取措施将造成差 动保护误动。 1.励磁涌流产生的机理 以单相变压器为例，说明其空投时励磁涌流产生的机理。 设电源电压为正弦函数U=U.sin（t+α），如果忽略合闸回路电阻、变压器绕组的电阻 以及变压器绕组漏电抗的影响，则空投瞬间变压器铁芯中的磁通与外加电压的关系为

w=Umsin(wt +α)

cos(t +a)+C Wu

C为积分常数，由初始条件确定。当t=0时，为保持合闸瞬间磁链守恒，即 通不能突变，故而可得到

U. cOsox+Φ Wo

愿到电源回路的电阻、变压器绕组的电阻和漏电感带来的时间常数影响，则磁通

= cos(wt +α) +/ Wo Wa

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（3）在一个周期内正半波与负半波不对称

2 ×100% > K2 Kzam

武中K2a 二次谐波制动比； 基波电流； 120 二次谐波电流： Kz——二次谐波制动比的整定值，一般取15%。 在对具有二次谐波制动的差动保护进行定值整定时电气安全标准，二次谐波制动比的整定值越大，该

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差动保护躲过励磁蒲流的能力越弱，越容易误动；反之，二次谐波制动比的整定值越小，差 动保护躲励磁通流的能力越强。 （2）间断角原理。 变压器内部故障时，故障电流波形无间断，间断角很小；而变压器空投时，励磁涌流的 波形是间断的，具有很大的间断角（一般大于60°）。按间断角原理构成的差动保护，是根 据差电流波形是否有间断及间断角的大小来区分故障电流与励磁涌流的。 羊王间断斯角

形无间断，间断角很小；而变压器空投时，励磁涌流的 （一般大于60°）。按间断角原理构成的差动保护，是根 大小来区分故障电流与励磁涌流的。 1）关于间断角。 说明间断角原理的波形图如图4－10所示。 在图410中：I为制动电流（直流），其中包括 直流门坎值折算成的制动电流量；i是流过差动元件的 差流（将负半波反向之后）；§是间断角。 由图可以看出，间断角的物理意义是：在差流的半 个周期内，差动量小于制动量对应的角度。 2）差动元件的闭锁角。

，是按间断角原理构成的变压器纵差保护的一个重要物理量，用它来判断差 差流是故障电流还是励磁涌流引起的。

闭锁角，是按间断角原理构成的变压器纵差保护的一个重要物理量 动元件中的差流是故障电流还是励磁涌流引起的。 当涮量出的间断角.满足

时，则判断差流为励磁涌流，将保护闭锁。

4）8：定值的影响。 当差动元件的启动电流1一定时，整定的闭锁角越小，则闭锁保护时要求的间断角 越小地铁标准规范范本，空投变压器时，差动元件越不容易误动，躲励磁涌流的能力越强。反之，闭锁角8 整定值越大，躲励磁涌流的能力越弱。 （3）波形对称原理。 在微机型变压器纵差保护中，采用波形对称算法，将励磁涌流同变压器故障电流区分 开来。 其计算方法如下：首先将流人差动元件的差流进行微分（差分算法），滤去电流中的直 流分量，使电流波形不偏移横坐标轴（即时间轴）的一侧，然后比较每个周期内差电流的 前半波与后半波的量值。 设；表示差流微分后波形上前半周某一点的值，+18表示差流波形微分后波形上与} 点相差180°点的值，K为比率常数，则当若满足