繼電保護基礎(chǔ)知識

第一章繼電保護工作基本知識

第一節(jié)電流互感器

電流互感器(CT)是電力系統(tǒng)中很重要的電力元件，作用是將?次高壓側(cè)的大電流通

過交變磁通轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娏鞴┙o保護、測量、錄波、計度等使用，本局所用電流互感器二次

額定電流均為5A,也就是銘牌上標注為100/5,200/5等，表示一次側(cè)如果有100A或者200A

電流，轉(zhuǎn)換到二次側(cè)電流就是5A。

電流互感器在二次側(cè)必須有一點接地，目的是防止兩側(cè)繞組的絕緣擊穿后一次高電壓引

入二次回路造成設(shè)備與人身傷害。同時，電流互感器也只能有一點接地，如果有兩點接地,

電網(wǎng)之間可能存在的潛電流會引起保護等設(shè)備的不正確動作。如圖1.1,由于潛電流lx的存

在，所以流入保護裝置的電流IYWL當(dāng)取消多點接地后IX=0,則IY=I。

保在一般的電流回路中都是選擇在該電

護流回路所在的端子箱接地。但是，如果差

裝

置動回路的各個比較電流都在各自的端子箱

接地，有可能由于地網(wǎng)的分流從而影響保

護的工作。所以對于差動保護，規(guī)定所有

電流回路都在差動保護屏一點接地。

圖1.1

電流互感器實驗

1、極性實驗

功率方向保護及距離保護，高頻方向保護等裝置對電流方向有嚴格要求，所以CT必

2、變比實驗

須做極性試驗，以保證二次回路能以CT的減極性方式接線，從而一次電流與二次電流的方

向能夠一致，規(guī)定電流的方向以母線流向線路為正方向,在CT本體上標注有Ll、L2,接

線盒樁頭標注有KI、K2,試驗時通過反復(fù)開斷的直流電流從L1到L2,用直流毫安表檢查

二次電流是否從K1流向K2。線路CT本體的L1端一般安裝在母線側(cè)，母聯(lián)和分段間隔的

CT本體的L1端一般都安裝在I母或者分段的I段側(cè)。接線時要檢查L1安裝的方向，如果

不是按照上面一般情況下安裝，二次回路就要按交換頭尾的方式接線。

CT需要將一次側(cè)電流按線性比例轉(zhuǎn)變到二次側(cè)，所以必須做變比試驗，試驗時的標準

CT是一穿心CT,其變比為(600/N)15,N為升流器穿心次數(shù)，如果穿一次，為600/5。對

于二次是多繞組的CT,有時測得的二次電流誤差較大，是因為其他二次回路開路，是CT

磁通飽和，大部分一次電流轉(zhuǎn)化為勵磁涌流，此時應(yīng)當(dāng)把其他未測的二次繞組短接即可。同

理在安裝時候，未使用的繞組也應(yīng)該全部短接，但是要注意，有些繞組屬于同一繞組上有幾

個變比不同的抽頭，只要使用了一個抽頭，其他抽頭就不應(yīng)該短接，如果該繞組未使用，只

短接最大線圈抽頭就可以。變比試驗測試點為標準CT二次電流分別為0.5A,1A,3A,5A,

10A,15A時CT的二次電流。

3、繞組的伏安特性

理想狀態(tài)下的CT就是內(nèi)阻無窮大的電流源，不因為外界負荷大小改變電流大小，實際

中的CT只能在一定的負載范圍內(nèi)保持固定的電流值，伏安特性就是測量CT在不同的電流

值時允許承受的最大負載，即10%誤差曲線的繪制。伏安特性試驗時特別注意電壓應(yīng)由零

逐漸上升，不可中途降低電壓再升高，以免因磁滯回線關(guān)系使伏安特性曲線不平滑，對于二

次側(cè)是多繞組的CT,在做伏安特性試驗時也應(yīng)將其他二次繞組短接。

10%誤差曲線通常以曲線形式由廠家提供，如圖1.2,橫坐標表示二次負荷，縱坐

乩本標為CT一次電流對其額定一次電流的倍數(shù)。

根據(jù)所測得U,12值得到RXLR*I=U/h,找

出與二次回路負載Rx最接近的值，在圖上找到該

負荷對應(yīng)的mo,該條線路有可能承受的最大負載

的標準倍數(shù)m,比較m和mo的大小，如果m>

mo,則該CT不滿足回路需求，如果mWmo,該

RxZfhCT可以使用。伏安特性測試點為12在0.5A,1A,

圖1.23A,5A,10A,15A時的二次繞組電壓值。

第二節(jié)電壓互感器

電壓互感器（PT）的作用是將高電壓成比例的變換為較低（一般為57V或者100V）的

低電壓,母線PT的電壓采用星形接法，一般采用57V繞組,母線PT零序電壓一般采用100V

繞組三相串接成開口三角形。線路PT一般裝設(shè)在線路A相，采用100V繞組。若有些線路

PT只有57V繞組也可以,只是需要在DISA系統(tǒng)中將手動同期合閘參數(shù)中的100V改為57V。

PT變比測試由高壓專業(yè)試驗。

PT的一、二次也必須有一個接地點，以保護二次回路不受高電壓的侵害，二次接地點

選在主控室母線電壓電纜引入點，由YMN小母線專門引一條半徑至少2.5mm永久接地線

至接地銅排。PT二次只能有這一個接地點（嚴禁在PT端子箱接地），如果有多個接地點，

由于地網(wǎng)中電壓壓差的存在將使PT二次電壓發(fā)生變化，這在《電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)

問答》（以下簡稱《技術(shù)問答》）上有詳細分析。

電流互感器二次繞組不允許開路。

電壓互感器二次繞組不允許短路。

CT與PT工作時產(chǎn)生的磁通機理是不同的。CT磁通是由與之串聯(lián)的高壓回路電流通過

其一次繞組產(chǎn)生的。此時二次回路開路時，其一次電流均成為勵磁電流，使鐵芯的磁通密度

急劇上升，從爾在二次繞組感應(yīng)出高達數(shù)千伏的感應(yīng)電勢。PT磁通是由與PT并聯(lián)的交流

電壓產(chǎn)生的電流建立的，PT二次回路開路，只有一次電壓極小的電流產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的二

次電壓，若PT二次回路短路則相當(dāng)于一次電壓全部轉(zhuǎn)化為極大的電流而產(chǎn)生極大磁通，PT

二次回路會因電流極大而燒毀。

第三節(jié)瓦斯繼電器

瓦斯繼電器是變壓器重要的主保護，安裝在變壓器油枕下的油管中。

輕瓦斯主要反映在運行或者輕微故障時由油分解的氣體上升入瓦斯繼電器,氣壓使油面

下降，繼電器的開口杯隨油面落下，輕瓦斯干簧觸點接通發(fā)出信號，當(dāng)輕瓦斯內(nèi)氣體過多時,

可以由瓦斯繼電器的氣嘴將氣體放出。

重瓦斯主要反映在變壓器嚴重內(nèi)部故障（特別是匝間短路等其他變壓器保護不能快速動

作的故障）產(chǎn)生的強烈氣體推動油流沖擊擋板，擋板匕的磁鐵吸引重瓦斯干簧觸點，使觸點

接通而跳閘。我局用瓦斯繼電器分有載瓦斯繼電器，油管半徑一般為50mm或者80nlm，本

體瓦斯繼電器，油管半徑一般80mm（.

瓦斯試驗

1、輕瓦斯試驗

將瓦斯繼電器放在實驗臺上固定，（繼電器上標注箭頭指向油枕），打開實驗臺上部閥門，

從實驗臺下面氣孔打氣至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)閉閥門，放平實驗臺，打開閥門，觀察

油面降低到何處刻度線時輕瓦斯觸點導(dǎo)通，我局輕瓦斯定值一般為250mm3—350mm3,若

輕瓦斯不滿足要求，可以調(diào)節(jié)開口杯背后的重錘改變開U杯的平衡來滿足需求。

2、重瓦斯試驗（流速實驗）

從實驗臺氣孔打入氣體至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，打開實驗臺

表計電源，選擇表計上的瓦斯孔徑檔位，測量方式選在“流速”，再繼續(xù)打入氣體，觀察表

計顯示的流速值為整定值止，快速打開閥門，此時油流應(yīng)能推動檔板將重瓦斯觸點導(dǎo)通。重

瓦斯定值一般為1.0—L2m/s,若重瓦斯不滿足要求，可以通過調(diào)節(jié)指針彈簧改變檔板的強

度來滿足需求。

3、密閉試驗

同上面的方法將起內(nèi)部充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，將表計測量方式選在“壓力”,

打入氣體，觀察表計顯示的壓力值數(shù)值為0.25MPa,保持該壓力40分鐘，檢查繼電器表面

的樁頭跟部是否有油滲漏。

第四節(jié)二次回路的標號

為了便于二次回路的施工與日常維護，根據(jù)“四統(tǒng)一”的原則，必須對電纜和電纜所用

芯進行編號，編號應(yīng)該做到使用者能根據(jù)編號了解回路用途，能正確接線。

二次編號應(yīng)根據(jù)等電位的原則進行，就是電氣回路中遇于一點的導(dǎo)線都用同一個數(shù)碼表

示，當(dāng)回路經(jīng)過接點或者開關(guān)等隔離后，因為隔離點兩端已不是等電位，所以應(yīng)給予不同的

編號，下面將具體的解釋些常用編號

一、電纜的編號

><□

本間隔電纜的編號

該電纜所在一次間隔的種類

該電纜所在一次間隔的調(diào)度編號尾數(shù)

本間隔電纜的編號：通常從101開始編號，以先間隔各個電氣設(shè)備至端子箱電纜，再端

子箱至主控室電纜，先電流回路，后控制回路，再信號回路，最后其他回路（如電氣聯(lián)鎖回

路，電源回路）的順序，逐條編號，同一間隔電纜編號不允許重復(fù)。

該電纜所在一次間隔的種類：采用英文大寫字母表示，220KV出線間隔E,母聯(lián)EM,

旁路EP,110KV出線間隔Y,母聯(lián)YM,旁路YP,分段YF,35KV出線間隔U,分段UF,

10KV出線間隔S,分段SF,電容器C,主變及主變各側(cè)開關(guān)B,220KVPT：EYH,110KVPT：

YYH,35KVPT：UYH,10KVPT：SYH。

該電纜所在一次間隔的調(diào)度編號尾數(shù)：如白沙變電站的豆沙線調(diào)度編號261,這里就編1,

1#主變編1,1母PT編1,依此類推，如果該變電站只有一路旁路，或者一個母聯(lián)或者分段

開關(guān)，不需要編號。

各個安控裝置如備自投，故障解列，低周減載等的電纜不單獨編號，統(tǒng)一將電纜歸于裝

置所控制的間隔依照上面的原則編號。

電源電纜編號

□XX

電纜號數(shù)

電源種類

電纜號數(shù)：電源電纜聯(lián)系全站同一一次電壓等級的所有間隔，所以應(yīng)該單獨統(tǒng)編號,

一般從01開始依順序編號

電源種類：交流電源編JL，直流電源編ZL。

由上面可知，所有相同間隔的相同功能電纜除了首位數(shù)有區(qū)別，其他數(shù)字應(yīng)該是一樣

的。

二、號頭的編號

電流回路

□XXX

電流流入裝置的順序

編號

相別

電流流入裝置的順序：流入第一個裝置為1,流出后進入下一個裝置為2,依次類推。

編號：一般的CT有四組繞組，保護用的編號41,遙測、錄波用42,計度用44,留一

組備用。

相別：A、B、C、N,N為接地端。

比較特殊的電流回路：

220KV母差：A320、B320、C320、N320；

110KV母差：A310,B310、C310、N310；

主變中性點零序電流：L401,N401；

主變中性點間歇零序電流：L402,N402,

電壓回路

□XXX□

電壓等級

PT所在位置

相別

電壓等級：本變電站一次電壓等級，由羅馬數(shù)值表示，高壓側(cè)I,中壓側(cè)n,低壓側(cè)ni,

零序電壓不標。

PT所在位置：PT在I母或者母線I段上，保護遙測等標630,計度用標630',PT在II

母或者母線II段上，則分別標640與640'。

相別：A、B、C為三相電壓，L為零序電壓。

線路電壓編號A609。

電壓回路接地端都統(tǒng)?編號N600,但是開口三角形接地端編N600'或者N600△以示

區(qū)別。

傳統(tǒng)的同期回路需要引入母線開口三角形電壓回路的100V抽頭用來與線路電壓做同期

比較，該抽頭編號Sa630或者a630o

控制回路

主變高壓側(cè)主變中壓側(cè)主變低壓側(cè)

普通開關(guān)

開關(guān)開關(guān)開關(guān)

控制正電源1101201301

控制負電源2102202302

合閘3或7103或107203或207303或307

跳閘33或37133或137233或237333或337

對于分相操作的220KV線路開關(guān)，在上面的編號前還要加A、B、C相名加以區(qū)分。

白沙等非綜合自動化站手動跳閘：函］或者而

綜合自動化手動遙控正電源L1,合閘L3,跳閘L33。

母差跳閘R33。

對于雙跳圈的220KV以上開關(guān)，母差跳閘編R033與R133,跳閘回路編37與37'以

示區(qū)別，這些方法也同樣適用與其他雙跳圈回路。

主變非電量保護：正電源01,本體重瓦斯03,有載重瓦斯05,壓力釋放07等（輕瓦

斯屬于信號回路）。

信號回路：701—999范圍的奇數(shù)編號，一般信號正電源701,信號負電源702,801—

899之間為遙測信號，901—999之間為光字牌信號。但在本局綜合自動化站也有用801表示

正電源，803—899為遙測信號的。

電壓切換回路：731、733、735、737,白沙站也有用61、63代替731和733。

電壓并列回路:890、892、894、896。

母差刀閘信號：01、71、73o

電源回路：直流儲能電源+HM,-HM,交流電源?A,~B、-C、~N。

以上編號是工作中常用的編號，在下一章介紹二次回路時會做進一步的標注。

第二章基本二次回路

第-節(jié)電流與電壓回路

■電流回路

端子箱端子排

而

一

1A2?1A1市

A411A412二

---------------

個

個

B412

B411裝

裝——

置

置

1C2八7IC1_C411C412

N411N412

豐

圖2.1

以一組保護用電流回路（圖2.1）為例，結(jié)合上一章的編號，A相第一個繞組頭端與尾

端編號1A1,1A2,如果是第二個繞組則用2A1,2A2,其他同理。

二、電壓回路

母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組，星形接線也叫做中性點

接地電壓接線。以變變電站高壓側(cè)母線電壓接線為例，如圖2.2

（1）為了保證PT二次回路在莫端發(fā)生短路時也能迅速將故障切除，采用了快速動作

自動開關(guān)ZK替代保險。

（2）采用了PT刀閘輔助接點G來切換電壓。當(dāng)PT停用時G打開，自動斷開電壓回

路，防止PT停用時由二次側(cè)向一次側(cè)反饋電壓造成人身和設(shè)備事故，N600不經(jīng)過ZK和G

切換，是為了N600有永久接地點，防止PT運行時因為ZK或者G接觸不良，PT二次側(cè)

失去接地點。

（3）1JB是擊穿保險，擊穿保險實際上是一個放電間隙，正常時不放電，當(dāng)加在其上

的電壓超過一定數(shù)值后，放電間隙被擊穿而接地，起到保護接地的作用，這樣萬一中性點接

地不良，高電壓侵入二次回路也有保護接地點。

(4)傳統(tǒng)回路中，為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因為無電源拒絕動作，必須在

其中一相上并聯(lián)一個電容器C,在三相斷線時候電容器放電，供給斷線裝置一個不對稱的電

源。

(5)因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的，為了減少電纜聯(lián)系，設(shè)計了電壓

小母線lYMa』YMb,lYMc,YMN(前面數(shù)值“1”代表I母PT。)PT的中性點接地JD選在

主控制室小母線引入處。

(6)在220KV變電站，PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點G來切換，而是

由G去啟動一個中間繼電器，通過這個中間繼電器的常開接點來同時切換三相電壓，該中

間繼電器起重動作用，裝設(shè)在主控制室的輔助繼電器屏上。

對于雙57V繞組的PT,另一組用于表計計度，接線方式與上面完全一致，公用一個擊

穿保險1JB,只是編號略有不同，可以參見上一章的講解。

母線零序電壓按照開口三角形方式接線，采用單相額定二次電壓100V繞組。如圖2.3。

圖2.3

(1)開口三角形是按照繞組相反的極性端山C相到A相依次頭尾相連。

(2)零序電壓L630不經(jīng)過快速動作開關(guān)ZK,因為正常運行時Uo無電壓，此時若ZK

斷開不能及時發(fā)覺，一旦電網(wǎng)發(fā)生事故時保護就無法正確動作。

(3)零序電壓尾端N600△按照《反措》要求應(yīng)與星形的N600分開，各自引入主控制

室的同一小母線YMn,同樣，放電間隙也應(yīng)該分開，用2JB。

(4)同期抽頭Sa630的電壓為一Ua,即一100V,經(jīng)過ZK和G切換后引入小母線SaYm?

補充知識：開口三角形為什么要接成相反的極性？

在圖2.4中，電網(wǎng)D點發(fā)生不對稱故障，故障點D出現(xiàn)零序電動勢Eo,零序電流Io從

線路流向母線，母線零序電壓Uo卻是規(guī)定由母線指向系統(tǒng)，所以必須將零序電壓按照相反

方向接線才能使零序功率方向是由母線指向系統(tǒng)。這是傳統(tǒng)接線方式，在保護實現(xiàn)微機化后，

零序電壓由保護計算三相電壓矢量和來自產(chǎn)，不再采用母線零序繞組，這樣接線是為了備用。

?rD

U。Eo?

圖2.4

線路電壓的接法

線路PT?般安裝在線路的A相，采用100V繞組。

ZK(1)線路電壓的ZK裝在各

N600_YHxA60i個A609—自的端子箱。

-----________________匕________________t)

(2)線路電壓采用反極性接

_________________________________________________________1

法，Ux=-100V,與零序電壓

的抽頭Usa比較進行同期合閘。

圖2.5

(3)線路電壓的尾端N600在保護屏的端子上通過短接線與小母線的下引線YMn端子

相連。

第二節(jié)電壓操作系統(tǒng)

一、輔助繼電器屏

前面介紹了在220KV變電站中，母線電壓引入時，并不是直接由PT刀閘輔助接點來切

換，而是通過輔助接點啟動輔助繼電器屏上的中間繼電器，用中間繼電器的常開接點進行切

換，該回路如圖2.6

圖2.6

（1）PT刀閘輔助接點IG和HG去啟動中間繼電器1GWJ,2GWJ,3GWJ,4GWJ,利

用1GWJ與3GWJ的常開接點去代替圖2.2與圖2.3的G,為了防止輔助接點接觸不良，需

要兩對接點并接。

（2）1GQM和2GQM是電壓切換小母線，電壓切換用于雙母線接線方式，1GQM和

2GQM分別是間隔運行于【母和II母的切換電源，由圖2.6可知，在該母線PT運行時（IG

或HG合上），電壓切換小母線才能帶電（2GWJ與4GWJ合上），要么是在電壓并列忖，1QJ

合上勾通1GQM和2GQM。5ZK開關(guān)在端子箱，可以根據(jù)需要人工切斷該小母線電源。

（3）BK是電壓并列把手開關(guān)，電壓并列是指雙母線其中一條母線的PT退出運行，但

是該母線仍然在運行中，將另外一條母線上的PT二次電壓自動切換到停運PT的電壓小母

線上。二次電壓要并列，必須要求兩條母線的一次電壓是同期電壓，因此引入母聯(lián)的刀閘和

開關(guān)的輔助接點。同時，即便兩條母線同期但分列運行，如果H母采用了I母的電壓，當(dāng)連

接在U母上的線路有故障時，I母電壓卻無變化，這樣H母線路的保護就可能拒動。所以只

有母聯(lián)開關(guān)在運行時候才允許二次電壓并列。電壓并列回路由圖2.7表示。圖中只畫出A相

電壓的并列，需要并列的有YMa,YMb,YMc,YML,SaYM。單母線分段接線的電壓并列同理。

lYMa2YMa

圖2.7

（4）信號

隨著繼電保護技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在有些220KV間隔回路沒有采用1GQM和2GQM小母

線的731和733電源，而是直接采用該間隔保護的第三組操作電源（下一節(jié)將講述）來當(dāng)該

間隔的731和733。白沙變電站290開關(guān)既是。因此在白沙站工作要注意這兩種不同的方式。

二、電壓切換回路（以CZX-12型為代表）

計度表屏

731

2ZZJ

計度表屏

733

（1）圖2.9是線路或主變間隔的切攪圖？旁路開關(guān)間隔沒有4G回路（結(jié)合一次系統(tǒng)圖

2.11）o線路運行在某一母線，該母線刀閘合上，導(dǎo)通電源，4D169或4D170和1ZZJ或2ZZJ

動作。1ZZJ與2ZZJ是普通電磁型繼電器，裝設(shè)在計度屏上，一般用型號DZY-207,用于計

度電壓的切換（圖2.13）,計度只切換A、B、C三相電壓，圖中只畫出A相。

（2）當(dāng)旁路帶路時，本線的4G合上，而旁路開關(guān)同樣要選擇是運行在I母還是H母,

旁路的1YQJ1與2YQJ1同樣需要動作，所以，本線的1ZZJ和2ZZJ也可以動作，該線路表

計仍可以繼續(xù)計度。_

（3）圖2.10是CZX-12型操作箱內(nèi)部回路，1YQJ1與2YQJ1是自保持型繼電器,印是

動作線圈，畫］是返回線圈，運行于I母時，1YQJ1動作，2YQJ1返回，運行于II母時，2YQJ1

動作，1YQJ1返回，這樣母線電壓如圖2.12就切換進保護裝置。自保持繼電器動作后必須

要返回線圈通電才能返回，可以防止運行中刀閘輔助接點斷開導(dǎo)致電壓消失，保護誤動。

1YQJ2與2YQJ2是普通繼電器用于信號回路，如圖2.14。

2YQJ1

1YQJ1

4D1690.I1YQJ2

2YQJ1

4D170^I2YQJ204D171

1YQJ1

圖2.10

1YQJ1護

A630I/A720I裝

I母置

2YQJ1

A640I)

n母

圖2.12

1G\\2G

,1ZZJ護

A630I/A720P裝

DL置

2ZZJ

A640P,

3G

圖2.13

4G

A1YQ2YQ

901切換繼電器

旁母701-/____/

同時動作信號

旁路間隔?------

1YQ2YQ'DL903

------＞交流失壓信號

線路或主'~V

（母線PT失壓）

變間隔本間隔開關(guān)輔助接點

圖2.11

圖2.14

這里要注意，交流失壓不但用了1YQJ2和2YQJ2的閉接點，還串聯(lián)了開關(guān)的常開接點，

也就是說只有開關(guān)在運行時候才有必要發(fā)交流失壓信號。

（4）圖2.12只畫出A相電壓的切換，現(xiàn)在保護?般需要A、B、C三相與Sa電壓的

切換。切記注意N600不經(jīng)過該切換，是因為萬一該切換接點接觸不良，將使保護內(nèi)部電壓

回路失去接地點，而保護內(nèi)部相電壓也會不正確。同時，所有PT的N600是同一母線YMn,

也不需要切換。

但是圖2.12也有缺陷，例如該裝置原運行在I母后轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，因其H母刀閘此時

未合上，1YQJ1不能返回，保護內(nèi)仍有I母電壓，所以該保護不能算是徹底轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。

因此，現(xiàn)在的操作箱又做出了一點改動，示意圖2.15（未畫出旁路4G回路）。

圖2.15

該回路不再山另一把母線刀閘動作來返回本母線刀閘動作的繼電器，而是選用本刀閘的

輔助常閉接點來返回繼電器，這樣就能解決上面的缺陷。

在上了母差保護之后，圖2.9的電纜設(shè)計同樣遇到缺陷，比如在旁路帶路時候，旁路運

行在I母，那么4G,1YQJ接通操作箱，本線的1YQJ1動作，那么在旁路倒母線刀閘時候,

旁路兩把刀閘都合上，即4G,1YQJ,2YQJ都接通，這樣本線的1YQJ1,2YQJ1全部動作，

這與本線實際情況不一致，母差保護報警“刀閘異常”。因此在龍頭1#主變已經(jīng)取消了旁路

刀閘和4G回路，在旁路帶路時候改山把手開關(guān)直接選擇那段母線電壓直接引進保護。（母

差刀間位置接線參見圖2.21）

第三節(jié)保護操作回路

繼電保護操作回路是二次回路的基本回路，HOKV操作回路構(gòu)成該回路的基本結(jié)構(gòu)，

220KV操作回路也是在該回路上發(fā)展而來，同時保護的微機化也是將傳統(tǒng)保護的電氣量、

開關(guān)量進行邏輯計算后交由操作回路，因此微機保護僅僅是將傳統(tǒng)的操作回路小型化，板塊

化。下面就講解110KV的操作回路。圖2.16。

LD綠燈，表示分閘狀態(tài)HD紅燈，表示合閘狀態(tài)

TWJ跳閘位置繼電器HWJ合閘位置繼電器

HBJ1合閘保持繼電器，電流線圈啟動

TBJI跳閘保持繼電器，電流線圈啟動TBJV跳閘保持繼電器，電壓線圈保持

KK手動跳合閘把手開關(guān)DL1斷路器輔助常開接點

DL2斷路器輔助常閉接點

+KM-KM

（1）當(dāng)開關(guān)運行時，DL1斷開，DL2閉合。HD,HWJ,TBJI線圈，TQ構(gòu)成回路，

HD亮，HWJ動作，但是由于各個線圈有較大阻值，使得TQ上分的電壓不至于讓其動作，

保護調(diào)閘出口時，TJ,TYJ,TBJI線圈，TQ直接勾通，TQ上分到較大電壓而動作，同時

TBJI接點動作自保持TBJI線圈一直將斷路器斷開才返回（即DL2斷開）。

（2）合閘回路原理與跳閘回路回路相同。

（3）在合閘線圈上并聯(lián)了TBJV線圈回路，這個回路是為了防止在跳閘過程中又有合

閘命令而損壞機構(gòu)。例如合閘后合閘接點HJ或者KK的5,8粘連，開關(guān)在跳閘過程中TBJI

閉合，HJ,TBJV線圈，TBJI勾通，TBJV動作時TBJV線圈自保持，相當(dāng)于將合圈短接了

（同時TBJV閉接點斷開，合閘線圈被隔離）。這個回路叫防躍回路，防止開關(guān)跳躍的意思,

簡稱防躍。

(4)KKJ是合后繼電器，通過DI、D2兩個二極管的單相導(dǎo)通性能來保證只有手動合

閘才能讓其動作，手動跳閘才能讓其復(fù)歸，KKJ是磁保持繼電器，動作后不自動返回，KKJ

又稱手合繼電器，其接點可以用于“備自投”、“重合閘”，“不對應(yīng)”等。

(5)HYJ與TYJ是合閘和跳閘壓力繼電器，接入斷路器機構(gòu)的氣壓接點，在以SF6為

滅弧絕緣介質(zhì)的開關(guān)中，如果SF6氣體有泄露，則當(dāng)氣體壓力降至危及滅弧時該接點J1和

J2導(dǎo)通，將操作回路斷開，禁止操作。這里應(yīng)該注意是當(dāng)氣壓低閉鎖電氣操作時候，不應(yīng)

該在現(xiàn)場用機械方式打跳開關(guān)，氣壓低閉鎖是因為氣壓已不能滅弧，此時任何將開關(guān)斷開的

方法性質(zhì)是一樣的，容易讓火弧室炸裂，正確的方法是先把該斷路器的負荷去掉之后，再手

動打跳開關(guān)。

(6)位置繼電器HWJ,TWJ的作用有兩個，一是顯示當(dāng)前開關(guān)位置，二是監(jiān)視跳、合

線圈，例如，在運行時，只有TQ完好，TWJ才動作。

前面講了，在開關(guān)運行時，TQ上有分壓，在開關(guān)斷開時，HQ上有電壓。若跳、合圈

的動作電壓低于所分到的電壓開關(guān)會誤動。根據(jù)規(guī)定，線圈電壓應(yīng)為直流全電壓的35%—

70%,即77V—154V。這就是跳、合閘實驗。注意做實驗時候應(yīng)該讀取線圈動作時候的負載

電壓。

隨著斷路器技術(shù)水平的發(fā)展，機構(gòu)內(nèi)部的二次回路已發(fā)生極大的變化，不再是單一斷路

器的輔助接點DL,加入了彈簧儲能接點，氣壓接點等(當(dāng)然，它們的邏輯圖仍然可以簡化

成圖2.16所示)。有時該二次回路與操作回路有不兼容的情況，以西安高壓開關(guān)廠的

LW25-126型號開關(guān)為例，這個合閘回路可以由圖2.17簡單表示。

CN合閘彈簧儲能接點，儲能完畢后接點閉合

QY開關(guān)內(nèi)部氣壓常開接點，充氣完畢后接點閉合

當(dāng)手動合閘時KK動作，合閘過程中DL1斷開，DL2閉合，整個回路由KK、DL2、R、

52Y線圈勾通，52Y線圈動作，52Y開接點閉合，合閘后回路LD、TWJ、52Y開接點、并

聯(lián)的R和52Y時間接點、52Y線圈勾通(雖然52Y時間接點延時斷開，但不影響回路邏輯)。

盡管這個回路阻值較大，不能讓LD亮，不能讓TWJ動作，但是足以讓52Y線圈一直保持

動作狀態(tài)，所有52Y閉接點一直斷開，HQ被隔離。即使是斷路器跳開，52Y閉接點也不會

返回，影響了下一次合閘，此時就必須將操作電源斷開一下讓52Y復(fù)歸。

該52Y回路設(shè)計是斷路器廠家機構(gòu)內(nèi)部的防躍功能，但是由于52Y與保護元件TWJ等

的電氣參數(shù)不匹配，52Y線圈動作電壓過小所致。

為此，采用以下辦法解決此弊端：

斷開Dll和D12的短接線，D11直接接在斷路器輔助閉接點上，回路命名7',如圖2.18

簡示。

這種接線的缺點是TWJ和LD不再監(jiān)視合圈HQ是否完好。

+KM-KM

圖2.18

操作回路最重要的也是最常見的故障信號是“控制回路斷線”，控制回路斷線原理如圖

2.19

個

701

HWJTWJonl

——弋、_q—處）控制回路斷線

圖2.19

當(dāng)HWJ與TWJ都不動作忖發(fā)“控制回路斷線”，現(xiàn)象是開關(guān)位置信號消失，

位置指示燈熄滅，光字牌或者后臺機發(fā)信號，保護報“THWJ”信號等?？刂苹芈窋嗑€故障

原因一般有：（1）控制保險損壞；（2）開關(guān)斷開狀態(tài)下未儲能；（3）氣壓低機構(gòu)內(nèi)部氣壓

接點斷開操作回路；（4）跳、合線圈有燒壞；（5）斷路器輔助接點接觸不良；（6）電纜芯

37或7（7'）接線不穩(wěn)固；（7）TWJ或HWJ線圈被燒壞等。

在用M2000調(diào)試臺做重合閘實驗需要取外部接點信號，一般取開關(guān)的合位接點信號。

結(jié)合圖2.17,如果取跳位，在開關(guān)合閘之后，彈簧需要段時間重新儲能，也就是說跳位信

號不能及時動作（此時保護應(yīng)短時發(fā)“控制回路斷線”信號，這是正常的），調(diào)試臺也就不

能準確模擬實際故障情況。

這里簡單介紹一下220KV線路等保護操作回路的問題。220KV等級保護屬于雙操作電

源配置，在第二章第二節(jié)切換電源中講到了第三組電源，其實第三組電源不是獨立的電源，

如圖2.20所示，第三組電源在第一組電源有電時自動切換至第?組電源，當(dāng)?shù)谝唤M電源消

失時自動切換到第二組電源。第三組電源主要用于壓力監(jiān)視回路，中間備用繼電器，主變風(fēng)

機控制回路等。

圖2.20

所有保護及安控裝置作用于該斷路器的出口接點都必須通過該斷路器的操作系統(tǒng)，不允

許出口接點直接接入斷路器。

第四節(jié)其他回路

1母差保護卜一線路刀閘位置信號回路

母差保護需要判斷該間隔運行在哪段母線上，一般采用該間隔的刀閘位置繼電器，結(jié)合

圖2.9有圖2.2k

01

母差保護信號公共端

IYQJ1

71

I母刀閘位置

2YQJ1

73

II母刀閘位置

圖2.10的刀閘輔助接

圖2.21

2失靈啟動母差回路

在220KV線路等保護中，還專門裝設(shè)有失靈保護，失靈保護最核心的功能是提供一組

過流動作接點。在間隔發(fā)生故障時候本保護跳閘出口接點TJ2動作，故障電流同時使失靈保

護的LJ也動作，這樣失靈啟動母差。若本保護在母差動作之前把故障切除，則TJ、LJ都返

回，母差復(fù)歸，否則，母差保護將延時出口對應(yīng)該間隔的母差跳閘接點對其跟跳。若跟跳后

該故障還存在，則母差上所有間隔的出口接點全部動作（有些母差保護沒有跟跳功能）。

在220KV系統(tǒng)中，山于是分相操作，分別提供三相接點，使用時應(yīng)將三相接點并聯(lián)，

如圖2.23

01母差保護信號公共端

___失靈啟動母差

03-----------------------

本間隔保護跳閘出口接點本間隔失靈保護過流接點

圖2.22

圖2.23

3不一致保護

在有些失靈保護中還提供了不一致保護功能，不一致又叫非全相，反應(yīng)在斷路器處于單

相或兩相運行的情況下是否要把運行相跳開。如圖2.24

只要斷路器三相不全在跳閘位置或者合閘位置，非全相保護都要啟動，經(jīng)定值整定是否

跳閘。

4綜合重合閘回路

220KV斷路器屬于分相操作機構(gòu)，因此重合閘就分停用、單相重合閘，三相重合閘和

綜合重合閘四種方式，由裝設(shè)在保護屏的重合閘把手開關(guān)人工切換。這四種方式的動作特征

如下：

單重：單相故障單跳單重，多相故障三跳不重。

三重：任何故障都三跳三重。

綜重：單相故障單跳單重，多相故障三跳三重。

停用：單相故障單跳不重，多相故障三跳不重。

注意，選擇停用方式時，僅僅是將該保護的重合閘功能閉鎖，而不是三跳，這是因為

220KV線路是雙保護配置，一套重合閘停用，另一套重合閘可能是在單重方式下運行，所

以本保護不能夠三跳。如果重合閘全部停用，為了保證在任何故障情況下都三跳，必須把“勾

通三跳壓板”投上（對于220KV旁路開關(guān)只有一套保護，所以要停用重合閘就必須先將“勾

三壓板”投入）。整個回路如圖2.25

本保護信號

輸入公共端

勾通三跳壓板

90-------------------勾通三跳GST

1QK;------------------------------------;

丁…JTwJb^TwJc/?

?單重方式

綜重方式

三重方式

圖2.25

勾通三跳信號閉鎖了重合閘，相當(dāng)與把重合閘放電，切換在單重方式時引入斷路器跳位

接點是為了當(dāng)斷路器三跳時也能閉鎖重合。

在220KV斷路器的操作回路中，還設(shè)有跳閘R端子和跳閘Q端子。它們是為外部其它

保護對本斷路器跳閘出口接點而設(shè)計。跳閘后要啟動重合閘的其他保護出口接點接Q端子,

跳閘后將重合閘閉鎖的接R端子（如母差跳閘）。在110KV斷路器操作回路中與其對應(yīng)的是

保護跳閘和手動跳閘端子。

5斷路器位置信號

分相操作機構(gòu)斷路器必須三相都合上才能算是處于合閘位置，只要有一相斷路器跳升就

屬于分閘狀態(tài)，因此HWJ是串聯(lián)，TWJ是并聯(lián)方式來發(fā)信號。

斷路器合閘位置

斷路器分閘位置

6復(fù)合電壓并聯(lián)啟動

復(fù)合電壓是指不對稱故障時的負序電壓和三相故障時的低電壓。在運行中，若負序電壓

大于整定值或低電壓低于整定值，復(fù)壓元件UB啟動。復(fù)合電壓主要用于主變的后備保護。

復(fù)壓并聯(lián)啟動是指人工投入壓板或由主變其它側(cè)的復(fù)壓元件來滿足本側(cè)的復(fù)壓條件，如

圖2.27,以主變高壓側(cè)后備保護為例。

保護信號公共端

本側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動

中壓側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動高壓(則

低壓側(cè)復(fù)壓并聯(lián)啟動高壓側(cè)

圖2.27

復(fù)壓并聯(lián)主要是考慮到在容量比較大的變壓器側(cè)發(fā)生故障，其他側(cè)的電壓變化不大,

此時其它側(cè)后備保護可能因為復(fù)壓條件不滿足而復(fù)合電壓過流元件不能動作。

7主變風(fēng)機回路

圖2.28所示了主變風(fēng)機控制的一般回路。ZK是選擇“自動”/“手動”把手開關(guān)，C是

交流接觸器，BK是單組風(fēng)機的電源開關(guān)，RT是風(fēng)機的熱耦，WJ是主變溫度計，一般設(shè)計

為兩個值45c和55℃,55℃時風(fēng)機啟動，45℃時風(fēng)機返回。GFL是主變后備保護提供的過

負荷接點，作過負荷啟動風(fēng)機用(可以將三側(cè)后備保護的GFL接點并聯(lián)使用)。因此風(fēng)機啟

動方式有三種：

(1)手動啟動方式

ZK的2、4直接啟動ZJ,ZJ啟動C

(2)溫度啟動方式

ZK的1、3接通，溫度超過45℃時1ZJ動作，超過55℃時ZJ動作，1ZJ與ZJ的

接點對ZJ線圈自保持，一直需要溫度下降到45℃以下，1ZJ斷開時才返回。

(3)過負荷啟動方式

主變過負荷時，啟動時間繼電器1SJ,延時啟動ZJ。

2SJ作用是延時報風(fēng)機故障信號。如圖2.29

補充：220KV主變風(fēng)機啟動方式與110KV主變原理完全一致。主要區(qū)別有