1、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。
答：直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。KV1是低电压监视继电器，正常电压KV1励磁，其常闭触点断开，当电压降低到整定值时， KV1失磁，其常闭触点闭合， HP1光字牌亮，发出音响信号。KV2是过电压继电器，正常电压时KV2失磁，其常开触点在断开位置，当电压过高超过整定值时KV2励磁，其常开触点闭合， HP2光字牌亮，发出音响信号。
图E-103直流母线电压监视装置接线图
2．说明图E-104直流绝缘监视装置接线图各元件的作用。
答：图E-108是常用的绝缘监察装置接线图，正常时，电压表1PV开路，而使ST1的触点5-7、9-11（ ST1的1-3、2-4断开）与ST2的触点9-11接通，投入接地继电器KA。当正极或负极绝缘下降到一定值时，电桥不平衡使KA动作，经KM而发出信号（若正、负极对地的绝缘电阻相等时，不管绝缘下降多少，KA不可能动作，就不能发出信号，这是其缺点）。此时，可用2PV进行检查，确定是哪一极的绝缘下降（测“+”对地时，ST2的2-1、6-5接通；测“-”对地时，ST2的1-4、5-8接通。正常时，母线电压表转换开关ST2的2-1、5-8、9-11接通，电压表2PV可测正、负母线间电压，指示为220V。），若正极对地绝缘下降，则投ST1 I档，其触点1-3、13-14接通，调节R3至电桥平衡电压表1PV指示为零伏；再将ST1投至II档，此时其触点2-4、14-15接通，即可从1PV上读出直流系统的对地总绝缘电阻值。若为负极对地绝缘下降，则先将ST1放在II档，调节3R至电桥平衡，再将ST1投至I档，读出直流系统的对地总绝缘电阻值。假如正极发生接地，则正极对地电压等于零。而负极对地指示为220V，反之当负极发生接地时，情况与之相反。电压表1PV用作测量直流系统的总绝缘电阻，盘面上画有电阻刻度。
由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点，为防其它继电器误动，要求电流继电器KA有足够大的电阻值，一般选30kΩ，而其启动电流为1.4mA，当任一极绝缘电阻下降到20 kΩ时，即能发出信号。对地绝缘下降和发生接地是两种情况。
图E-104直流绝缘监视装置接线图
3、根据图E-105分别说明A点与C点；B点与C点；A点与B点或A点与D点同时发生接地时有什么危害。
答：直流系统在变电站中具有重要的位置。要保证一个变电站长期安全运行，其因素是多方面的，其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的。变电站的直流系统比较复杂，通过电缆沟与室外配电装置的端子排、端子箱、操作机构箱等相连接，因电缆破损、绝缘老化、受潮等原因发生接地的可能性较多，发生一极接地时，由于没有短路电流，熔断器不会熔断，仍可继续运行，但也必须及时发现、及时消除。通常，要求直流系统的各种小母线、端子回路、二次电缆对地的绝缘电阻值，用500V摇表测量其值不得小于0.5MΩ。直流回路绝缘的好坏必须经常地进行监视。否则，会给运行带来许多不安全因素。
现以图E-105为例说明直流接地的危害。当图中A点与C点同时有接地出现时，等于+WC、-WC通过大地形成短路回路，可能会使熔断器FU1和FU2熔断而失去保护电源；当B点与C点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，YT跳闸线圈短路，即使保护正常动作，YT跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障的情况下就要越级跳闸；当A点与B点或A点与D点，同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸。直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点，还有许多，在此不一一作介绍了。
因为发生直流接地将产生许多害处，所以对直流系统专门设计一套监视其绝缘状况的装置，让它及时地将直流系统的故障提示给值班人员，以便迅速检查处理。
图E-105直流接地示意图
4、据图E-106具有灯光监视的断路器控制回路图（电磁操动机构）说明各元件的名称，动作过程。
答：图中：+WC、-WC —控制母线； FU1、FU2—熔断器，R1-10/6型，250V；SA —控制开关，LW2-1a.4.6a.40.20.20/F8型；HG —绿色信号灯具，XD2型，附2500Ω电阻；HR —红色信号灯具，XD2型，附2500Ω电阻；
KL —中间继电器，DZB-115/220V型；KMC—接触器； KOM —保护出口继电器；QF—断路器辅助开关；WCL—合闸小母线；WSA—事故跳闸小母线； WS —信号小母线；YT—断路器跳闸线圈；YC—断路器合闸线圈，FU1、FU2—熔断器，RM10-60/25 250V；R1—附加电阻，ZG11-25型，1Ω；R2—附加电阻，ZG11-25型，1000Ω；（+）WTW—闪光小母线。
（一）“跳闸后”位置
当SA的手柄在“跳闸后”位置，断路器在跳闸位置时，其常闭触点闭合，+WC经FU1 SA11-10 HG及附加电阻 QF（常闭） KMC线圈FU2 -WC。此时，绿色信号灯回路接通，绿灯亮，它表示断路器正处于跳闸后位置，同时表示电源、熔断器、辅助触点及合闸回路完好，可以进行合闸操作。但KMC不会动作，因电压主要降在HG及附加电阻上。
（二）“预备合闸”位置
当SA的手柄顺时针方向旋转90o至“预备合闸”位置，SA9-10接通，绿灯HG回路由（+）WTW SA9-10 HG QF（常闭） KMC
FU2 -WC导通，绿灯闪光，发出预备合闸信号，但KMC仍不会启动，因回路中串有HG和R。
（三）“合闸”位置
当SA的手柄再顺时针方向旋转45o至“合闸”位置时，SA5-8触点接通，
接触器KMC回路由+WC SA5-8 KL2（常闭） QF（常闭）KMC线圈 -WC导通而启动，闭合其在合闸线圈回路中的触点，使断
路器合闸。断路器合闸后，QF常闭触点打开、常开触点闭合。
（四）“合闸后”位置
松手后，SA的手柄自动反时针方向转动45o，复归至垂直（即“合闸后”）
位置，SA16-13触点接通。此时，红灯HR回路由 FU1
SA16-13 HR KL线圈 QF（常开） YT线圈 FU2 -WC
导通，红灯亮，指示断路器处于合闸位置，同时表示跳闸回路完好，可
以进行跳闸。
（五）“预备跳闸”位置
SA手柄在“预备跳闸”位置时，SA13-14导通，经（+）WTW HR
KL QF常开触点 YT -WC回路，红灯闪光，发出预备合闸
信号。
（六）“跳闸”位置
将SA手柄反时针方向转45o至“跳闸”位置，SA6-7导通，HR及R被短接，
经+WC SA6-7 KL QF常开触点 -WC，使YT励磁，断路器跳闸。
断路器跳闸后，其常开触点断开，常闭触点闭合，绿灯亮，指示断路器已跳闸
完毕，放开手柄后，SA复位至“跳闸后”位置。
当断路器手动或自动重合在故障线路上时，保护装置将动作跳闸，此时如
果运行人员仍将控制开关放在“合闸”位置（SA5-8触点接通），或自动装置触
点KM1未复归，断路器SA5-8将再合闸。因为线路有故障，保护又动作跳闸，
从而出现多次“跳—合”现象。此种现象称为“跳跃”。断路器若发生跳跃不仅
会引起断路器毁坏，而且还将扩大事故，所谓“防跳”措施，就是利用操作机
构本身机械上具有的“防跳”闭锁装置或控制回路中所具有的电气“防跳”接
线，来防止断路器发生“防跳”的措施。
图E-106中所示控制回路采取了电气“防跳”接线。其KL为跳跃闭锁继
电器，它有两个线圈，一个电流启动线圈，串于跳闸回路中；另一个电压保护
线圈，经过自身常开触点KL1与合闸接触器线圈并联。此外在合闸回路中还串
有常闭触点KL2，其工作原理如下：
当利用控制开关（SA）或自动装置（KM1）进行合闸时，若合在故障线上，
保护将动作，KOM触点闭合，使断路器跳闸。跳闸回路接通的同时，KL电流线
圈带电，KL动作，其常闭触点KL2断开合闸回路，常开触点KL1接通KL的电
压自保持线圈。此时，若合闸脉冲未解除（如SA未复归或KM1卡住等），则KL
电压自保持线圈通过触点SA5-8或KM1的触点实现自保持，使KL2长期打开，
可靠地断开合闸回路，使断路器不能再次合闸。只有当合闸脉冲解除（即KM1
断开或SA5-8切断），KL的电压自保持线圈断电后，回路才能恢复至正常状态。
图中KL3的作用是用来保护出口继电器触点KOM的，防止KOM先于QF打开而被烧坏。电阻R1的作用是保证保护出口回路中当有串接的信号继电器时，信号继电器能可靠动作。
图E-106具有灯光监视的断路器控制回路图
5、据图E-107具有弹簧贮能操作机构的断路器控制、信号回路图说明各元件的名称，动作过程。
答：图E-113为SW4-110型断路器配弹簧操作机构的断路器控制、信号回路，在其合闸线圈中串有弹簧已贮能闭锁触点SQS1只有弹簧贮能后，才能合闸；当设有自动重合闸，如重合于永久性故障时，弹簧来不及贮能（需9S），故不能第二次重合。为可靠起见，仍加了“防跳”回路。
当KAC由跳闸位置继电器的KQT启动时，KQT线圈的一端应接至SQS与QF 之间。如按以往接线，接于SQS之前，当KAC动作，重合于永久性故障后，此时弹簧贮能释放，SQS打开，KQT失电，断开KAC的启动回路，重合闸继电器中的电容又重新充电足够时，待弹簧重新贮能后，SQS闭合，KQT线圈带电，KAC 启动，又进行一次重合闸。此种情况，如不及时断开控制开关，还会反复进行多次。
图E-107具有弹簧贮能操作机构的断路器控制、信号回路图
96、据图E-108具有液压操作机构的断路器控制、信号回路图说明各元件的名称，动作过程。
答：液压机构的工作压力，各厂家有一定差异，以北京开关厂出品CY3型
为例，在20℃时，额定贮气筒压力为11.7±0.98MPa，额定压力17.65MPa，当温度变化1℃时，预充压力变化0.045 MPa。
图E-114中，当液压低于14.72 MPa，合闸回路中的压力触点SP4断开，不允许合闸；当液压低于13.73 MPa，跳闸回路中的压力触点SP5断开，不允许跳闸，如电网运行允许，也可用这个触点启动中间继电器后，作用于跳闸。
当压力低于15.72 MPa，3SP3触点闭合，发出油压降低信号；当液压低于16.72 MPa时，触点SP1、SP2闭合，启动油泵打压，当油压上升到18.63 MPa 时，SP1、SP2均断开，油泵停止打压。当压力低于9.8MPa或高于24.5，MPa 时，由压力表的触点PP1、PP2启动KM3发出压力异常信号，还可以利用KM3常闭触点闭锁油泵电动机启动接触器的启动回路（图中未示出），防止当油压降到零时，启动油泵可能造成断路器的慢分事故。
图E-108具有液压操作机构的断路器控制、信号回路图
97、根据图E-109由两个中间继电器构成的闪光装置接线图，说明动作过程。
答：由两个中间继电器构成的闪光装置的原理接线见图E-109图所示。当某一断路器的位置与其控制开关不对应时，闪光母线（+）WTW经“不对应”回路，信号灯（HR或HG）及操作线圈（YT或YC）与负电源接通，KM1启动，KM1常开触点闭合，KM2相继启动，其常开触点将KM1线圈短接，并使闪光母线直接与正常电源沟通，信号灯（HR或HG）全亮；当KM1触点延时断开后，KM2失磁，其常开触点断开，常闭触点闭合，KM1再次启动，闪光母线（+）WTW经KM1线圈与正电源接通，“不对应”回路中的信号灯呈半亮，重复上述过程，便发出连续的闪光信号。KM1及KM2带延时复位，是为了使闪光变得更加明显。
图中，试验按钮SE的信号灯HW用于模拟试验。当揿下SE时，闪光母线（+）WTW经信号灯HW与负电源接通，于是闪光装置便按上述顺序动作，使试验灯HW发出闪光信号。HW经按钮的常闭触点接在正、负电源之间，因而兼作闪光装置熔断器的监视灯。
图E-109由两个中间继电器构成的闪光装置接线图
98、根据图E-110说明闪光装置接线的构成及动作过程。
答：图E-110中，由KM、R、C组成闪光继电器。按下按钮SE时，它相当于一个不对应回路，闪光母线与负电源接通，闪光继电器KTW的线圈回路接通，电容器C经附加电阻R和“不对应”回路中的信号灯充电，于是加在KM两端的电压不断升高，当达到其动作电压时，KM动作，其常开触点KM.2闭合，闪光母线（+）WTW与正电源直接接通，信号灯全亮。同时其常闭触点KM.1断开它的线圈回路，电容C 便放电，放电后，电容C 的端电压逐渐降低，待降至KM 的返回电压时，KM复归，KM.2断开，KM.1闭合，闪光母线经KM、KM.1与正电源接通，信号灯呈半亮。重复上述过程，便发出连续闪光。
图E-110由闪光继电器构成的闪光装置接线图
99、根据图E-111说明各符号元件的名称及动作过程。
答：常用中央复归能重复动作的事故信号装置。所谓中央复归能重复动作的事故信号，是指断路器自动跳闸后，为使值班人员不受音响信号长期干扰而影响事故处理，可以保留绿灯闪光信号而仅将音响信号立即解除。
图E-111中KSP1为ZC—23型冲击继电器，脉冲变流器T一次侧并联的二极管V和电容器C起抗干扰作用；二次侧并联的二极管V的作用是将T的一次侧电流突然减小而在二次侧感应的电流旁路，使干簧继电器KR不误动（因干簧
继电器动作没有方向性）。其原理是当断路器事故分闸或按下试验按钮SE1时，脉冲变流器T一次绕组中有电流增量，二次绕组中感应电流起动KR，KR动作后起动中间继电器KM。KM有两对触点，一对触点闭合起动蜂鸣器HB，发出音响信号；另一对触点闭合起动时间继电器KT1，经一定延时后，KT1起动KM1，KM1动作后，使KM失磁返回，于是音响停止，整个事故信号回路恢复到原始状态。
准备第二台断路器跳闸时发出音响，不对应启动回路如图E-112。图E-111中常开触点KM2是由预告信号装置引来的（见图E-113），所以自动解除音响用的时间继电器KT1和中间继电器KM1为两套音响信号装置所共用。
为能试验事故音响装置的完好与否，另设有试验按钮SE1，按SE1时，即可启动KSP1，使装置发出音响并按上述程序复归至原始状态。
按下手动复归按钮也可使音响信号解除。
图E-111用ZC-23型冲击继电器构成的事故信号装置的回路图
图E-112
100、根据图E-113说明各符号元件的名称及动作过程。
答：预告信号装置是当设备发生故障或某些不正常运行情况时能自动发出音响和光字牌灯光信号的装置。它可帮助运行人员及时地发现故障及隐患，以便采取适当措施加以处理，防止事故扩大。变电所常见的预告信号有：变压器轻瓦斯动作、变压器过负荷、变压器油温过高、电压互感器二次回路断线、直流回路绝缘降低、控制回路断线、事故音响信号回路熔断器熔断、直流电压过高或过低等。
预告信号一般发自各种监测运行参数的单独继电器，例如过负荷信号由过负荷保护继电器发出。
预告信号分瞬时预告信号和延时信号两种，对某些当电力系统中发生短路故障可能伴随发出的预告信号，例如：过负荷、电压互感器二次回路断线等，都应带延时发出，其延时应大于外部短路的最大切除时限。这样，在外部短路切除后，这些由系统短路所引起的异常就会自动消失，而不让它发出警报信号，以免分散运行人员的注意力。
目前，广泛采用的中央复归带重复动作的预告信号装置，其动作原理与事故音响信号装置相同，所不同的是只是用光字牌灯泡代替了事故音响信号装置不对应启动回路中的电阻R，并用警铃代替了蜂鸣器，图E-118所示为由ZC-23型冲击继电器构成的中央复归能重复动作瞬时预告信息装置接线图，其动作原理与图E-111相似，图中KM1由图E-117引来，用以自动解除音响，WSW1和WSW2为瞬时预告小母线。
当设备发生不正常情况时，例如控制回路断线，则KBC2动作，其常开触点闭合，通过回路+WS KBC2常开触点 HP2 WSW1和WSW2 ST13-14 ST15-16 KSP2 -WS，使KSP2动作，触点KM2闭合，使警铃HA发出音响信号，同时光字牌HP2示出“控制回路断线”信号，按下解除按钮SCL，音响即可解除（也可经一定延时，自动解除），而光字牌信号直到故障消除，KBC2触点返回才会消失。由于采用了ZC-23型继电器，因而信号是可以重复动作的。为能经常检查光字牌灯泡的完好性，设有转换开关ST。处于“合”位时，ST触点1-2、3-4、5-6、7-8、9-10、11-12全接通，分别将信号电源+WS和-WS接至小母线WSW2和WSW1，使光字牌所有的灯泡亮。发预告信号时，两只灯泡是并联的，灯泡明亮，当其中一只灯泡损坏时，仍能保证发出信
号。而试验光字牌时，两只灯泡则是串联的，因而灯光较暗，此时若一只灯泡损坏则该光字牌即不亮。
预告信号装置由单独的熔断器FU3、FU4供电，若FU3或FU4熔断则不能发出预告信号，所以对熔断器电源采用了灯光监视的方法。图E-119为预告信号装置的熔断器监视灯接线图。正常运行时，熔断器监视继电器K2带电，其常开触点闭合，中央信号屏上的白色指示灯HW亮；当FU3熔断时，K2失电，其常闭触点闭合，HW被接至闪光小母线（+）WTW上发出闪光。
图E-113用ZC-23型冲击继电器构成的中央复归能重复动作瞬时预告信
号装置的回路图
图E-114预告信号装置的熔断器监视灯接线图
101、根据图E-115说明线路定时限过电流保护的构成及动作过程。
答：如图E-115，当被保护线路发生故障时，短路电流经电流互感器TA流入KA1—KA3，短路电流大于电流继电器整定值时，电流继电器启动。因三只电流继电器触点并联，所以只要一只电流继电器触点闭合，便启动时间继电器KT，按预先整定的时限，其触点闭合，并启动出口中间继电器KOM。KOM动作后，接通跳闸回路，使QF断路器跳闸，同时使信号继电器动作发出动作信号。由于保护的动作时限与短路电流的大小无关，是固定的，固称为定时限过电流。
图E-115定时限过电流保护的原理接线图
102、根据图E-116说明线路方向过电流保护的构成及动作过程。
答：方向过流的保护原理接线如图E-116所示，电流继电器3、5是启动元件，功率方向继电器4、6是方向元件，采用90°接线（UbcIA及UabIc）。各相电流继电器的触点和对应功率方向继电器触点串联，以达到按相启动的作用。时间继电器7是使保护装置获得必要的动作时限，其触点闭合，经信号继电器8发出跳闸脉冲，使断路器QF跳闸。
方向过电流保护，由于加装了功率方向继电器，因此线路发生短路时，虽然电流继电器都可能动作，但只有流入功率方向继电器的电流与功率方向继电器规定的方向一致时（当规定指向线路时，即一次电流从母线流向线路时），功率方向继电器才动作，从而使断路器跳闸。而当流入功率方向继电器的电流与功率方向继电器规定的方向相反时（即一次电流从线路流向母线时），功率方向继电器不动作，将方向过电流保护闭锁，保证了方向过电流保护的选择性。
在正常运行时，负荷电流的方向也可能符合功率方向继电器的动作方向，
其触点闭合，但此时电流继电器未动作，所以整套方向过电流保护仍被闭锁不动作。
方向过电流保护的动作时限，是将动作方向一致的保护，按逆向阶梯原则进行整定的。
图E-116方向过电流保护的原理接线图
103、根据图E-117说明输电线路三段式电流保护的构成及动作过程。
答：线路三段式电流保护的原理接线图及展开图如图E-117所示。其中KA1、KA2、KS1构成第Ⅰ段瞬时电流速断；KA3、KA4、KT1、KS2构成第Ⅱ段限时电流速断；KA5、KA6、KT2、KS3构成第Ⅲ段定时限过电流。三段保护均作用于一个公共的出口中间继电器KOM，任何一段保护动作均启动KOM，使断路器跳闸，同时相应段的信号继电器动作掉牌，值班人员便可从其掉牌指示判断是哪套保护动作，进而对故障的大概范围作出判断。
图E-117三段式电流保护接线图
（a）原理图（b）展开图
104、根据图E-118说明线路三段式零序电流保护的构成及动作过程。
答：三段式零序电流保护的原理接线如图E-118，在被保护线路的三相上分别装设型号和变比完全相同的电流互感器，将它们的二次绕组互相并联，然后接至电流继电器的线圈。当正常运行和发生相间故障时，电网中没有零序电流，故IR=0，继电器不动作，只有发生接地故障时，才出现零序电流，如其值超过整定值，继电器就动作。
实际工作中，由于三只电流互感器的励磁特性不一致，当发生相间故障时，会造成较大的不平衡电流。为了使保护装置在这种情况下不误动作，通常将保护的动作电流按躲过最大不平衡电流来整定。
与相间短路的电流保护相同，零序电流保护也采用阶段式保护，通常采用三段式。目前的“四统一”保护屏则采用四段式。图E-118为三段式零序电流保护的原理接线图。瞬时零序电流速断（零序Ⅰ段有，由KA1、KM和KS7构成），一般取保护线路末端接地短路时，流过保护装置3倍最大零序电流3Iom的1.3倍，保护范围不小于线路全长的15%~25%。
零序Ⅱ段（由KA3、KT4和KS8构成）的整定电流，一般取下一级线路的零序Ⅰ段整定电流的1.2倍，时限0.5s，保证在本线末端单相接地时，可靠动作。
零序Ⅲ段（由KA5、KT6和KS9构成）的整定电流可取零序Ⅱ（或Ⅲ）段整定的1.2倍，或大于三相短路的最大不平衡电流，其灵敏性要求下一级末端故障时，能可靠动作。
图E-118三段式零序电流保护原理接线图
105、根据图E-119说明双回线的横联差动保护的构成及动作过程。
答：双回线横联差动保护装置是由电流启动元件和功率方向元件组成，图E-119（a）中，功率方向继电器KPD1和KPD2的电流线圈与电流继电器KA串联接于双回线的电流差上。功率方向继电器KPD1与KPD2加进同一电压（接母线电压互感器），但极性相反。在I1> I2（即同一回线上发生故障）时，左边的方向继电器KPD1的转矩为正，而右边的方向继电器KPD2的转矩为负；反之，在I2> I1 （即另一回线上发生故障）时，KPD2的转矩为正，KPD1的转矩为负。这样两回线路中任一回线路上发生故障时，电流继电器KA均启动保护装置，而
两个功率方向继电器则用来判别故障线路。
正常及外部故障时，ⅰ1=ⅰ2、ⅰR =0 、保护不动作。
在线路L-1上K点故障时，ⅰ1>ⅰ2 ，所以ⅰR =ⅰ1-ⅰ2>ⅰs，电流继电器KA1启动，功率方向继电器KPD1触点闭合，KPD2触点不闭合，保护动作跳开断路器QF1。在线路受端，流入继电器的电流ⅰR =ⅰ1+ⅰ2 [见图E-119（b）]，使电流继电器KA2、功率方向继电器KPD3动作，而KPD4不动作，从而使断路器QF3跳闸。同理在线路L-2上短路时，送端KA1、KPD2动作，受端KA2、KPD4动作，同时跳开断路器QF2、QF4。
为防止单回线运行时，横联差动保护在外部故障时误动作，保护的直流电源经双回线两个开关的常开辅助触点串联闭锁，只有当两个开关同时接入时，保护才作用。
方向横联差动保护的动作电流应大于穿越性故障时在差电流回路中引起的最大不平衡电流。
（a）
（b）
图E-119方向横联差动保护的原理图
（a）一相的原理接线；（b）线路内部故障的电流分布
106、根据图E-120说明双回线电流平衡保护的构成及工作情况。
答：电流平衡保护是横联差动保护的另一种形式，它是按比较双回线路中电流的绝对值而工作的，如图E-120所示。电流平衡继电器KBL1、KBL2各有一个工作线圈匝Nw，一个制动线圈匝NB和一个电压线圈匝Nv。KBL1的工作线圈接于线路L-1电流互感器的二次侧，由电流I1产生动作力矩Mw1，其制动线圈接于线路L-2电流互感器的二次侧，由电流I1产生动作力矩MB1。KBL2的工作线圈接于线路L-2电流互感器的二次侧，由I2产生动作力矩Mw2，其制动线圈接于线路L-1电流互感器的二次侧，由I1产生动作力矩MB2。KBL1、KBL2的电压线圈均接于母线电压互感器的二次侧。继电器的动作条件是Mw>MB+Mv（Mv 为电压线圈中产生的力矩）。
正常运行及外部短路时，由于II=I2，KBL1、KBL2由于其反作用力矩Mv 和继电器内弹簧反作用力矩Ms的作用，使触点保持在断开位置，保护不会动作。
当一回线路发生故障（如线路L-1的K点），由于II>I2，并由于电压大大降低，电压线圈的反作用力矩显著减少，因此KBL1中由II产生的动作力矩Mw1大于I2产生的制动力矩MB1与电压产生的制动力矩Mv之和，所以KBL1动作，切除故障线路L-1；对于KBL2，由于流过其制动线圈的电流II大于工作线圈流
过电流I2，即制动力矩大于动作力矩，所以它不会动作。
必须指出，单端电源的双回线路上，平衡保护只能装于送电侧，受电侧不能装设。因为任一回线路短路，流过受电侧两个平衡继电器的工作线圈和制动线圈的电流大小是相等的，保护将不起作用。
由于双回平行线横联差动保护及平衡保护，在靠近对侧出口短路时，本侧两条线路流过的电流，其电流的横差值，不足以启动保护，只有等待对侧的保护动作，切除故障后，本侧的非故障线电流降为零，才由故障线电流启动本侧保护，切除故障线路。这种情况被称为相继动作。线路上相继动作区域大小与保护整定值及短路电流有关。
横联差动保护，其方向继电器接有母线电压，在平行线路出口三相短路时，电压为零，如方向继电器的电压回路没有良好的记忆作用，便会误动，称为电压死区。
图E-120电流平衡保护原理图
107、按图E-121说明变压器瓦斯保护的构成及动作过程。
答：变压器瓦斯保护的主要元件就是瓦斯继电器，它安装在油箱与油枕之间的连接管中。当变压器发生内部故障时，因油的膨胀和所产生的瓦斯气体沿连接管经瓦斯继电器向油枕中流动。若流动的速度达到一定值时，瓦斯继电
器内部的挡板被冲动，并向一方倾斜，使瓦斯继电器的触点闭合，接通跳闸回路或发出信号，如图所示
图中：瓦斯继电器KG的上触点接至信号，为轻瓦斯保护；下触点为重瓦斯保护，经信号继电器KS、连接片XE起动出口中间继电器KOM，KOM的两对触点闭合后，分别使断路器QF1、QF2、跳闸线圈励磁。跳开变压器两侧断路器，即
直流+ KG KS XE KOM 直流-，起动KOM。
直流+ KOM QF1 YT 直流-，跳开断路器QF1。
直流+ KOM QF2 YT 直流-，跳开断路器QF2。
再有，连接片XE也可接至电阻R，使重瓦斯保护不投跳闸而只发信号。
图E-121变压器瓦斯保护原理接线图
108、根据图E-122说明各符号元件的名称及动作过程。
答：变压器纵差保护是按循环电流原理构成的，它能正确区分变压器内、外故障，并能瞬时切除保护区内的故障。图E-122表示双绕组变压器纵差保护的单线原理图。变压器两侧分别装设电流互感器TA1和TA2，并按图中所示极性关系进行连接。
正常运行或外部（如图a中d1点）故障时，差动继电器KD中的电流等于两侧电流互感器二次电流之差，要使这种情况下流过差动继电器的电流为零，应恰当选择两侧电流互感器的变比。由于二次额定电流一般为5A，所以电流互感器的变比为：一次额定电流/二次额定电流，UN/5。忽略变压器的励磁电流，
目录 直流母线电压监视装置原理图--------2 直流绝缘监视装置-----------------2 不同点接地危害图----------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构) --------------------4 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构) -------------------6 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------------------7 闪光装置接线图(由两个中间继电器构 成)-----------------------------9 闪光装置接线图(由闪光继电器构成) ----------------------------10 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图 ------------------------10 预告信号装置原理图----------------12 线路定时限过电流保护原理图---------13 线路方向过电流保护原理图----------14 线路三段式电流保护原理图----------15 线路三段式零序电流保护原理图------16 双回线的横联差动保护原理图---------17 双回线电流平衡保护原理图---------19 变压器瓦斯保护原理图-------------20 双绕组变压器纵差保护原理图--------21 三绕组变压器差动保护原理图---------22 变压器复合电压启动的过电流保护原理图 ---------------------23 单电源三绕组变压器过电流保护原理图 -------------------------24 变压器过零序电流保护原理------------25 变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保------25 线路三相一次重合闸装置原理图----------27 自动按频率减负荷装置(LALF)原理图 -----------------------30 储能电容器组接线图----------------30 小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图 ---------------------------30 变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------31 变电站事故照明原理接线图----------------32 开关事故跳闸音响回路原理接线图----------32 二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)---33 直流回路展开图说明----------------34
1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流：
在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流
电气接线图的介绍和解读步骤 1.首先对照原理图上的元件，在这张图上找到对应的元件（两者元件代号是一样的） 2.了解清楚每个元件的构造，即这个元件的常开/常闭触头数量，原理图里用到了几个。 3.接线图里把每个引线去向和线号都表明了，比如1号元件（HG）的右侧注明2：1，表示导线去向是2号元件（HR）的接线端子1。同样2号元件的右侧1：1表明导线去向是1号元件的端子1，同时还有一根去了端子XT:的2号端子，如此这般。 4.通过对比接线图和原理图，还能发现设计遗漏和错误捏。（比如原理图上使用了某个继电器5个常开触头，可到接线图上才发现，这个继电器只有4个常开） 电气接线图分一次接线图和二次接线图，由于一次设备很少，图也显得很简单，二次设备及元器件就很多了，有控制回路、保护回路、测量回路，图也复杂了许多。 接线图目的是指导我们接线安装、方便日后维护、快速查找故障。 怎么看接线图呢，先把原理图读懂记熟，再看接线图就容易多了。看懂接线图先得了解接线图的绘制规则和内容。 接线图一般表达电气设备和元器件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面等。 所有的元器件都按其所在的实际位置绘制在图纸上，且同一电器的各元件根据其实际结构，使用与把原理图相同的图形符号画在一起，并用点画线框上，其文字符号以及接线端子的编号应与原理图中的标注一致，以便对照检查接线。 接线图中的导线有单根导线、导线组（或线扎）、电缆等之分，可用连续线和中断线来表示。凡导线走向相同的可以合并用线束来表示，到达接线端子板或电器元件的连接点时再分别画出。在用线束表示导线组、电缆等时可用加粗的线条表示，在不引起误解的情况下也可采用部分加粗。另外，导线及套管、穿线管的型号、根数和规格都标注得很清楚。接线图与实物的相对相同很容易看懂的。
3.2 原理说明 3.2.1 母线差动保护 母线差动保护由分相式比率差动元件构成，TA 极性要求支路TA 同名端在母线侧，母联TA 同名端在Ⅰ母侧。差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联和分段开关）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障，小差比率差动用于故障母线的选择。 1）起动元件 a ）电压工频变化量元件，当两段母线任一相电压工频变化量大于门坎（由浮动门坎和固定门坎构成）时电压工频变化量元件动作，其判据为： △u >△U T +0.05U N 其中：△u 为相电压工频变化量瞬时值；0.05U N 为固定门坎；△U T 是浮动门坎，随着变化量输出变化而逐步自动调整。 b ）差流元件，当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作，其判据为： Id > I cdzd 其中：Id 为大差动相电流；I cdzd 为差动电流起动定值。 母线差动保护电压工频变化量元件或差流元件起动后展宽500ms 。 2）比率差动元件 a ） 常规比率差动元件 动作判据为： cdzd m j j I I >∑=1 （1） ∑∑==>m j j m j j I K I 1 1 （2） 其中：K 为比率制动系数；I j 为第j 个连接元件的电流；cdzd I 为差动电流起动定值。） 其动作特性曲线如图3.2所示。 ∑j I j I cdzd I 图3.2 比例差动元件动作特性曲线 为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比例差动元件的比率制动系数有高低两个定值。母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，而当母线分列运行时自动转用比率制动系数低值。 小差比例差动元件则固定取比率制动系数高值。 b ） 工频变化量比例差动元件 为提高保护抗过渡电阻能力，减少保护性能受故障前系统功角关系的影响，本保护除采用由差流构成的常规比率差动元件外，还采用工频变化量电流构成了工频变化量比率差动元件，与制动系数固定为0.2的常规比率差动元件配合构成快速差动保护。其动作判据为：
电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局
电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。
断路器控制回路图 控制回路是二次回路的重要组成部分， 电气设备的种类和型号多 种多样，控制回路的接线方式也很多，但其基本原理是相似的。这里 以某变电站控制回路图为例，简要说明看图的基本方法。 完整的二次回路原理图一般由四张图构成： 原理图一端子图一端子图 —原理图。完整的控制回路图一般包括操作箱接点联系图一保护屏端 子图一汇控柜端子图一断路器控制回路图。 按照上述顺序联接。下面 逐一进行说明： 1、操作箱接点联系图 我们以A 相合闸回路为例来简要说明一下识图方法（图 图1 A 相合闸回路 先来看图上的两种端子: 是箱端子，位于保护装置后侧 ， 厂 是屏端子，一般位于保护屏后两侧，固定在保护屏上。 图的左边为装置的逻辑回路，右侧相对于逻辑回路标有继电装置 的种类及回路名称。如图中根据回路名称，我们可以快速找到 A 相 合闸回路，其中包括跳位监视回路、合闸回路、防跳回路。 跳位监视回路从正电源101通过4D62屏端子接至4n76箱端子, 通过跳 闸位置继电器TWJa 接至4n44,并引至屏端子4D168,从屏端 子通过电缆连接至断路器操作机构箱。图中的 7A 为回路编号（功能 相同的回路在不同型号 101 輕 SMD63 ?4B64 一哼一一― FCX-32KP 「叫— TWJe ^TBJa HlUa HBJu 【恤 .厂|】仙「 丿 ~Mnr-Eir I
的设备中都有统一编号，比如合闸回路的编号一般为7,跳闸回路编号一般为37）。 合闸回路的启动靠手动合闸继电器SHJ或重合闸继电器ZHJ，手合命令发出后启动SHJ,重合闸命令发出后启动ZHJ，然而合闸命令只是一个脉冲，保证合闸回路导通直至断路器合上的是合闸保持继电器HBJa。SHJ或ZHJ发出合闸脉冲后，HBJa线圈励磁，启动合闸回路的HBJa长开接点，这时合闸回路靠HBJa接点继续导通，直至A 相合闸成功，机构箱内的合闸回路断开，HBJa线圈失磁，HBJa长开触点才断开，切断合闸回路。 图中仃BJa为跳跃闭锁继电器，它有两个线圈，一个是电流启动线圈，串联在跳闸回路中，以便当继电保护装置动作于跳闸时，使ITBJa可靠的启动。一个是防跳回路中的电压保持线圈，其主要作用是在继电器动作后能可靠地自保持。直到SHJ或ZHJ返回，仃BJa 的电压线圈失电为止，仃BJa继电器复归。使用仃BJa与2TBJa这两组接点是为了增加回路的可靠性。 2、保护屏端子图 端子图是表示屏与屏之间电缆的连接和屏上设备连接情况的图纸 （图2）。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使
8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样
经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流
第六章二次回路 第二节二次回路的接线图 电力系统的二次回路是个非常复杂的系统。为便于设计、制造、安装、调试及运行维护，通常在图纸上使用图形符号及文字符号按一定规则连接来对二次回路进行描述。这类图纸我们称之为二次回路接线图。 一、二次回路图纸的分类 按图纸的作用，二次回路的图纸可分为原理图和安装图。原理图是体现二次回路工作原理的图纸，按其表现的形式又可分为归总式原理图及展开式原理图。安装图按其作用又分为屏面布置图及安装接线图。 图6-1为简单过流保护的归总式原理图 至信号 至跳闸 图6-1归总式原理图 其特点是将二次回路的工作原理以整体的形式在图纸中表示出来，例如相互连接的电流回路、电压回路、直流回路等，都综合在一起。因此，这种接线图的特点是能够使读图者对整个二次回路的构成以及动作过程，都有一个明确的整体概念。其缺点是对二路的细节表示不够，不能表示各元件之间接线的实际位置，未反映各元件的内部接线及端子编号、回路编号等，不便于现场的维护与调试，对于较复杂的二次回路读图比较困难。因此在实际使用中，广泛采用展开式原理图。 图6-2为展开式原理图
图6-2展幵式原理图 其特点是以二次回路的每个独立电源来划分单元而进行编制的。如交流电流回路、交流电压回路、直 流控制回路、继电保护回路及信号回路等。根据这个原则，必须将同属于一个元件的电流线圈、电压线圈 以及接点分别画在不同的回路中，为了避免混淆，属于同一元件的线圈、接点等，采用相同的文字符号表 示。展开式原理图的接线清晰，易于阅读，便于掌握整套继电保护及二次回路的动作过程、工作原理，特 别是在复杂的继电保护装置的二次回路中，用展开式原理图表示其优点更为突出。 图6-3为屏面布置图 F T 2 —9— 1：7 HS =F 33至跳闸 5 - 1 2 ■ ---------------- 2 705 至信号 + +
电气控制电路基础 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局 电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。 图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。 符号位置的索引 q 符号位置的索引用图号、负次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如下： q 图号是指当某设备的电气原理图按功能多册装订时，每册的编号，一般用数字表示。 q 当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号中可省略“页号”及分隔符“·”。 q 当某一元件相关的各符号元素出现在同一图号的图纸上，而该图号有几张图纸时，可省略“图号”和分隔符“／”q 当某一元件相关的各符号元素出现在只有一张图纸的不同图区时，索引代号只用“图区”表示。 q 如图2－1图区9中的KA常开触点下面的“8”即为最简单的索引代号。它指出了继电器KA的线圈位置在图区民 q 图2－1中接触器KM线圈及继电器KA线圈下方的文字是接触器KM和继电器KA相应触点的索引。 q 电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系使用右图表示。即在原理图中相应的线圈的下方，给出触点的图形符号，并在下面标
发电机差动保护原理
5.1 发电机比率制动式差动保护 比率制动式差动保护是发电机内部相间短路故障的主保护。 5.1.1保护原理 5.1.1.1比率差动原理。 差动动作方程如下： I op ≥ I op.0 ( I res ≤ I res.0 时) I op ≥ I op.0 + S(I res – I res.0) ( I res > I res.0 时) 式中：I op 为差动电流，I op.0为差动最小动作电流整定值，I res 为制动电流，I res.0为最小制动电流整定值，S 为比率制动特性的斜率。各侧电流的方向都以指向发电机为正方向，见图5.1.1。 差动电流： N T op I I I ? ?+= 制动电流： 2 N T res I I I ??-= 式中：I T ，I N 分别为机端、中性点电流互感器(TA)二次侧的电流，TA 的极性见图5.1.1。 图5.1.1 电流极性接线示意图 （根据工程需要，也可将TA 极性端均定义为靠近发电机侧） 5.1.1.2 TA 断线判别 当任一相差动电流大于0.15倍的额定电流时启动TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线： a. 本侧三相电流中至少一相电流为零； b. 本侧三相电流中至少一相电流不变； c. 最大相电流小于1.2倍的额定电流。 5.2发电机匝间保护 发电机匝间保护作为发电机内部匝间短路的主保护。根据电厂一次设备情况，可选择以下方案中的一种： 5.2.1故障分量负序方向(ΔP 2) 匝间保护
该方案不需引入发电机纵向零序电压。 故障分量负序方向(ΔP 2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护。 5.2.1.1保护原理 当发电机三相定子绕组发生相间短路、匝间短路及分支开焊等不对称故障时，在故障点出现负序源。故障分量负序方向元件的2.U ?和2. I ?分别取自机端TV 、TA ，其TA 极性图见图5.2.1.1，则故障分量负序功率?P 2为： ??????????=?-Λ?2.2223sen j e e I U R P ? 式中2Λ?I 为2??I 的共轭相量，?sen 。2为故障分量负序方向继电器的最大灵敏角。一般取60?~80?(2.I ?滞后2. U ?的角度)。 故障分量负序方向保护的动作判据可表示为： P e I U R ε>?????????Λ?22' 2.22'sen j e I I ?-ΛΛ?=? 实际应用动作判据综合为： u U ε>??2 i I ε>??2 ? P 2 = ? U 2r ? ? I ’2r + ? U 2i ? ? I ’2i > εP (εu 、εi 、εP 为动作门槛) 保护逻辑框图见图5.2.1.2。 图5.2.1.1 故障分量负序方向保
高压电动机差动保护原理及注意事项 差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机 一般采用差动保护，或2000kW（含2000kW）以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。差动保护基于 被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误 判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。 差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅 值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0,即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。微机保护一般采用分相比差流方式。 图1电动机差动保护单线原理接线图
为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感 器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中 流过的电流是两侧电流互感器二次电流I ?12与I ?22之差。继电器是反应两侧电流互感 器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线 图。 在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个 BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过 电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。如果是 微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为lai、lai*、Ic1、Ic1* （电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2* （电机的中性线电流），带*的为极性端。 保护装置的原理接线图如图2所示。电流互感器应具有相同的特性，并能满足10%误差要求。
电气原理图和接线图识图方法 电气图纸一般可分为A、B两类： A：电力电气图，它主要是表述电能的传输、分配和转换，如电网电气图、 电厂电气控制图等。 B：电子电气图，它主要表述电子信息的传递、处理；如电视机电气原理图。 电力电气图分一次回路图、二次回路图。 一次回路图也叫一次系统图，是表示一次电气设备(主设备)连接顺序的电气图。 电力的生产、输送和分配、使用需要大量各种类型的电气设备。比如变压器、断路器、互感器、隔离开关等直接参加电能的发、输、配主系统的设备，这就是一次设备。这些设备连接在一起所形成的电路叫一次回路，它们之间 的连接称之为一次接线或主接线。、 二次回路图是表示二次设备之间连接顺序的电气图。 为了确保主系统安全可靠、持续稳定地运行，加装继电保护、安全自动装 置以及监控、测量、调节和保护等装置，以向用户提提供充足的、合格的电能，这就是二次设备。比如各种测量仪器、仪表、控制、信号器件及自动装 置等。这些设备根据特定的要求连接在一起所形成的电路叫二次回路，也称 之为二次接线，二次回路依电源及用途可分为电流回路、电压回路、操作回路、信号回路。 一次系统图：（系统原理图） 用比较简单的符号或带有文字的方框，简单明了地表示电路系统的最基 本结构和组成，直观表述电路中最基本的构成单元和主要特征及相互间关系 的电路图。 二次原理图：（电路原理图） 二次原理图又分为集中式、展开式两种。集中式电路图中各元器件等均 以整体形式集中画出，说明元件的结构原理和工作原理。识读时需清楚了解 图中继电器相关线圈、触点属于什么回路，在什么情况下动作，动作后各相 关部分触点发生什么样变化。
主变差动保护 一、主变差动保护简介 主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障 ，差动保护是输入的两端CT 电流矢量差，当两端CT 电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。 差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT 之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。 二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成 纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。 (二)、纵联差动保护的工作原理 根据基尔霍夫第一定律，0 =∑ ? I ；式中∑? I 表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：变 压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护不应动作。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。
（1）正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（a）所示，则流入继电器的电流为 继电器不动作。 （2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（b）所示，则流入继电器的电流为 此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器。 由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部，而在保护范围外故障时，保护不动作。因此，纵联差动保护不需要与相邻元件的保护在动作时间和动作值上进行配合，是全线快速保护，且具有不反应过负荷与系统震荡及灵敏度高等优点。 三、微机变压器纵差保护的主要元件介绍 主要元件有：1）比率差动保护元件，2）励磁涌流闭锁元件，3）TA饱和闭锁元件，4）TA断线闭锁（告警）元件，5）差动速断元件，6）过励磁闭锁元件 下面对各个元件的功能和原理作个简要的介绍：
1、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。 答：直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。KV1是低电压监视继电器，正常电压KV1励磁，其常闭触点断开，当电压降低到整定值时， KV1失磁，其常闭触点闭合， HP1光字牌亮，发出音响信号。KV2是过电压继电器，正常电压时KV2失磁，其常开触点在断开位置，当电压过高超过整定值时KV2励磁，其常开触点闭合， HP2光字牌亮，发出音响信号。 图E-103直流母线电压监视装置接线图 2．说明图E-104直流绝缘监视装置接线图各元件的作用。 答：图E-108是常用的绝缘监察装置接线图，正常时，电压表1PV开路，而使ST1的触点5-7、9-11（ ST1的1-3、2-4断开）与ST2的触点9-11接通，投入接地继电器KA。当正极或负极绝缘下降到一定值时，电桥不平衡使KA动作，经KM而发出信号（若正、负极对地的绝缘电阻相等时，不管绝缘下降多少，KA不可能动作，就不能发出信号，这是其缺点）。此时，可用2PV进行检查，确定是哪一极的绝缘下降（测“+”对地时，ST2的2-1、6-5接通；测“-”对地时，ST2的1-4、5-8接通。正常时，母线电压表转换开关ST2的2-1、5-8、9-11接通，电压表2PV可测正、负母线间电压，指示为220V。），若正极对地绝缘下降，则投ST1 I档，其触点1-3、13-14接通，调节R3至电桥平衡电压表1PV指示为零伏；再将ST1投至II档，此时其触点2-4、14-15接通，即可从1PV上读出直流系统的对地总绝缘电阻值。若为负极对地绝缘下降，则先将ST1放在II档，调节3R至电桥平衡，再将ST1投至I档，读出直流系统的对地总绝缘电阻值。假如正极发生接地，则正极对地电压等于零。而负极对地指示为220V，反之当负极发生接地时，情况与之相反。电压表1PV用作测量直流系统的总绝缘电阻，盘面上画有电阻刻度。 由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点，为防其它继电器误动，要求电流继电器KA有足够大的电阻值，一般选30kΩ，而其启动电流为1.4mA，当任一极绝缘电阻下降到20 kΩ时，即能发出信号。对地绝缘下降和发生接地是两种情况。
前提是变压器为常见的星星三角接线，点数11. 所谓差流平衡，就是当正常运行或主变区外故障时的状态，装置感受到的变压器两侧电流方向相反，大小相等。这里暂且称装置感受到用来计算差流的量为装置量。 先计算1202的平衡系数。方法如下： 高压侧：PH高=变压器绕组星形接线1/√3 中压侧：PM中=变压器绕组星形接线Mct*Mdy/(Hct*Hdy*√3) 低压侧：PL低=变压器绕组角形接线Lct*Ldy/(Hct*Hdy) 装置量=输入值*平衡系数 例：CT变比H：1200/5 M：1200/5 L：2000/5 PT变比H：230/100 M：115/100 L：37.5/100 变压器星星角接线，CT二次星星星接线 可计算得Ph高，Ph中和Ph低值 当做高低压侧差流平衡时，加量方法如下：任取一个装置制动量X A(装置量)， 则测试仪加入X/PH高 0度（加在高压侧A相） X/ PH低 180度（加在低压侧A相） (补偿电流) X/PH低 0度（加在低压侧C相） 楼主给的是3A,取X为3代入，就可以得到测试仪加入的量了。这样加一定是装置无差流的。 至于为什么要加补偿电流，是因为从前的主变保护如果两侧为星型和三角型，则CT二次侧星型接为三角，三角接为星型，以补偿相位达到差流的平衡。但是现在的微机保护装置，统一二次侧全接为星型，因此需要软件中进行相位补偿。1202相位校正采取方法是星变三角，即将高压侧二次电流进行以下公式变换，也就是楼主所提供的公式。 IAH=（Iah-Ibh）/根3 IBH=（Ibh-Ich）/根3 ICH=（Ich-Iah）/根3 其实就是将来自高压侧的电流互相相减再除以根3 根据上式，如果做高低压侧差流平衡，本来在高压侧A相和低压侧A相通入相同幅值，相位相反的装置量，就应该差流平衡的。但是因为高压侧进行了以上的相位变换，所以当高压侧A相通入电流时，高压侧C相也产生了反相的同幅值电流，所以C相产生了差流。这样没有办法差流平衡。所以要进行补偿，同时在高压侧C相或者低压侧C相也加入一个同相同幅值的装置量来抵消。这就是C相补偿电流的来源。注意上面所
电气原理图识图步骤和 方法 The manuscript was revised on the evening of 2021
步骤和方法 电气原理图绘制一般原则 1.按标准---按规定的电气符号绘制。 2.文字符号标准---按国家标准GB7159-1987规定的文字符号标明。 3.按顺序排列---按照先后工作顺序纵向排列，或者水平排列。 4.用展开法绘制---电路中的主电路，用粗实线画在的左边、上部或下部。 5.表明动作原理与控制关系---必须表达清楚控制与被控制的关系。 6. 电气原理图中的主电路和辅助电路（主电路、辅助电路）。 电气原理图识图的步骤 1.识主电路的具体步骤 （1）查看主电路的选用电器类型。 （2）查看电器是用什么样的控制元件控制，是用几个控制元件控制。（3）查看主电路中除用电器以外的其他元器件，以及这些元件所起的作用。（4）查看电源。电源的种类和电压等级。 2.查看辅助电路的具体步骤 （1）查看辅助电路的电源（交流电源、直流电源）。 （2）弄清辅助电路的每个控制元件的作用。 （3）研究辅助电路中各控制元件的作用之间的制约关系。 电气接线图识图的步骤和方法 电气接线图绘制的基本原则
（1）按照国家规定的电气图形符号绘制，而不考虑真实。 （2）电路中各元件位置及内部结构处理。 （3）每条线都有明确的标号，每根线的两端必须标同一个线号。 （4）凡是标有同线号的导线可以并接于一起。 （5）进线端为元器件的上端接线柱，而出线端为元件的下端接线柱。 电气接线图中电气设备、装置和控制元件位置常识 （1）出入端子处理----安排在配电盘下方或左侧。 （2）控制开关位置----一般都是安排在配电盘下方位置（左上方或右下方）。 （3）熔断器处理----安排在配电盘的上方位置。 （4）开关处理----安装在容易操作的面板上，而不是安装在配电盘上。 （5）指示灯处理----安装在容易观察的面板上。 （6）交直流元件区分处理----采用直流控制的元器件与采用交流控制的元器件分开安装。 电气接线图的识图步骤和方法 （1）分析清楚电气原理图中主电路和辅助电路所含有的元器件，弄清楚每个元器件的动作原理。 （2）弄清楚电气原理图和电气接线图中元器件的对应关系。 （3）弄清楚电气接线图中接线导线的根数和所用导线的具体规格。 （4）根据电气接线图中的线号研究主电路的线路走向。 （5）根据线号研究辅助电路的走向。
电气二次回路的接线是维修电工常常要做的工作，要把这一工作做好一般都得经历多年的实践磨练。特别是碰到复杂的电路图时，接起来很容易出错且难以发现出错点。本人经过反复的思考和实验，摸索出一种简单易学且不易出错的接线方法。 电气二次回路的接线是维修电工常常要做的工作，对于新手来说常感到无从下手，甚至一个简单的电路都很难接好。对于老手来说主要是接复杂的控制回路时容易出错，并且查找出错点还很费神。经过本人多年的摸索和实践，找到了一个解决上述问题的简单方法。实践证明新手用后上手快，很短的时间就可独立接线，老手用后即使面对复杂的电路图也胸有成竹。能一次性地正确地接好电路图，检查起来也有迹可循。确实具有很高的实用价值。本人上网查阅了很多资料均未发现有人用过此法，在过去买的许多电气类书中也没人提到过。这次公开出来，希望有缘的人能细心体会，变成自己的一个绝招。下面我就详细介绍这一方法。 四。我们接线的过程就是将图纸上的电路图变成实际的控制电路的过程。图纸是平面的，而实际控制电路却是立体的。两者之间是有较大差距的。但是如果我们仔细观察就会发现图纸与实际电路之间有一个共同点，即都是用线（导线）将各个元件连接起来。通常在按图接线的过程中是有一定的任意性的。比如线圈的两个接线端，当该线圈是交流380伏时，你可以先从左边端子进，再从右边端子出，也可以反过来先进右边端子，再从左边端子出来。如图1.。正是由于这种任意
性导致了容易接错线的不良后果。特别是面对复杂的图纸时更是容易出错，并且接到一定的程度时自己都会分不清接到哪儿了。所以必须改变这种任意性，建立起某种接线规则，统一按规则来接线。那么这种规则是什么呢？ 当我们面对电路图和配电盘时就会发现各个元件之间的关系。电路图上有两种关系：前后，左右。配电盘上有三种关系：前后，左右，上下。于是我们在按图接线时就可以按照这些关系的内在联系来接线。我总结的规则是：前进后出，左进右出，上进下出，以节点为中心展开。图纸上的关系与实物上的关系对应，每走完一根线就在图纸上对应的线上作一记号，以示走过。这样走一根是一根，有条不紊，大多数情况下都能一气呵成。即使你还不大明白控制回路的控制过程也丝毫不会影响到你的正确接线。为了便于说明具体的接线方法，我就以星——三角降压起动时间继电器控制线路为例来讲解。先讲讲图纸上的前后，左右，节点的概念。如图2。对于FR来说，a为前，b为后; 对于GB2来说，b为前，c为后; 对于SB1来说，c为前，d为后；对于KM常开触头来说，c为前，e为后。其它的依次类推。再说左右，对于Kmy常开触头来说，f为左g.为右. 最后说说节点。图2中，c f g m均是节点。节点就是三个或三个以上的元件接线端共同连接的点。图纸上的前后，左右，节点的概念弄清后，就比较容易理解实际元件的前后，左右，上下，节点的概念。在实际接线中，配电盘在我们面前一般有两种状态：水平放置，垂直放置。无论是哪种状态，我们均应把配电盘假设为水平放置。就像是一张图纸摆在桌面上一样。与图
微机变压器差动保护 一、微机变压器差动保护中电流互感器二次电流的相位校正问题电力系统中变压器常采用Y/D-11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°。如果不采取措施，差回路中将会由于变压器两侧电流相位不同而产生不平衡电流。必需消除这种不平衡电流。 （中华人民共和国行业标准DL—400—91《继电保护和安全自 动装置技术规程》2.3.32条：对6.3MV A及以上厂用工作变压器和并 联运行变压器。10MV A及上厂用变压器和备用变压器和单独运行的 变压器。以及2MV A及以上用电速断保护灵敏度不符合要求的变压 器，应装设纵联差动保护。） （一）用电流互感器二次接线进行相位补偿 其方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图1所示。 图1变压器为Y0/△-11连接和TA为△/Y连接的差动保护原理接线
图2 向量图 采用相位补偿后，变压器星形侧电流互感器二次回路差动臂中的电流2A I 、2B I 、2C I ， 刚好与三角形侧的电流互感器二次回路中的电流2a I 、2b I 、2c I 同相位，如图2所示。 （二） 用保护内部算法进行相位补偿 当变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线时，其二次电流直接接入保护装置，从而简化了TA 二次接线，增加了电流回路的可靠性。但是如图3当变压器为Y 0/△-11连接 时，高、低两侧TA 二次电流之间将存在30°的角度差，图4（a ）为TA 原边的电流相量图。
图3 变压器为Y 0/△-11连接和TA 为Y/Y 连接的差动保护原理接线 图4 向量图 为消除各侧TA 二次电流之间的角度差，由保护软件通过算法进行调整。 1、常规差动保护中电流互感器二次电流的相位校正 大部分保护装置采用Y →△变化调整差流平衡，如四方的CST31、南自厂的PST-1200、WBZ-500H 、南瑞的LFP-972、RCS-985等，其校正方法如下： Y 0侧：2A I ' =（2A I －2B I ）/3 2B I ' =（2 B I －2 C I ）/3 2C I ' =（2C I －2 A I ）/3 △侧：2a I ' =2 a I 2 b I ' =2b I 2c I ' =2c I 式中：2A I 、2B I 、2C I 为Y 0侧TA 二次电流，2A I ' 、2B I ' 、2C I ' 为Y 0侧校正后的各相电流；2 a I 、2 b I 、2 c I 为△侧TA 二次电流，2a I ' 、2b I ' 、2 c I ' 为△侧校正后的各相电流。 经过软件校正后，差动回路两侧电流之间的相位一致，见图4（b ）所示。同理，对于三绕组变压器，若采用Y 0/ Y 0/△-11接线方式，Y 0侧的相位校正方法都是相同的。 2、RCS －978中电流互感器二次电流的相位校正
电气原理图电器布置图电器安装布线图 电气原理图、电器布置图和电气安装接线图 电气控制电路基础 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局 电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。 图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。 符号位置的索引