1、附录 A 译文 1）方向保护基础 9 早期，对于远离发电站的用户，为改善其供电可靠性提出了双回线供电的设想。当然，也可以架设不同的两回线给用户供电。在系统发生故障后，把用户切换至任一条正常的线路。但更好的连续供电方式是正常以双回线同时供电。当发生故障时，只断开故障线。图 1 1 所示为一个单电源、单负载、双回输电线系统。对该系统配置合适的断路器后，当一回线发生故障时，仍可对负载供电。为使这种供电方式更为有效，还需配置合适的继电保护系统，否则，昂贵的电力设备不能发挥其预期的作用。可以考虑在四个断路器上装设瞬时和延时起动继电器。显然，这种类型的继电器无法对所有线路故障进行协调配合。例如，故障点在靠
2、近断路器 D 的线路端， D 跳闸应比 B 快，反之， B 应比 D 快。显然，如果要想使继电器配合协调，继电保护工程师必须寻求除了延时以外的其他途径。 无论故障点靠近断路器 B 或 D 的哪一端，流过断路器 B 和 D 的故障 电流大小是相同的。因此继电保护的配合必须以此为基础，而不是放在从故障开始启动的延时上。我们观察通过断路器 B 或 D 的电流方向是随故障点发生在哪一条线路上变化的。对于 A 和 B 之间的线路上的故障，通过断路器 B 的电流方向为从负载母线流向故障点。对于断路器 D，电流通过断路器流向负载母线。在这种情况下，断路器 B 应跳闸， D 不应跳闸。要达到这个目的，我们可在
3、断路器 B 和D 上装设方向继电器，该方向继电器的联接应保证只有当通过它们的电流方向为离开负载母线时才起动。 图 1 1 对于图 1 1 所示的系统，在断路器 B 和 D 装设了方向过流延 时继电器后，继电器的配合才能实现。断路器 A 和 C 装设元方向的过流延时继电器及瞬时动作的电流继电器。各个继电器整定配合如下：方向继电器不能设置延时，它们只有本身固有的动作时间。 A 和 C 的延时过流继电器通过电流整定使它们作为负载母线或负载设备故障的后备保护。断路器 A 和 C 的瞬时动作元件通过电流整定使它们在负载母线故障时不动作。于是快速保护可以保护发电机和负载之间线路长度的大部分。从图中我们还可
4、看到，在断路器 A 或 C 的线路侧发生的故障使发电机电压崩溃，在断路器 A 和 C 上的瞬时继电器不能真正瞬时切除故障，因为电力设备动作需要 时间，在这个期间内，流过断路器 B 和 D 的电流很小甚至为 0，因此在这种故障状态下，只有等到发电厂有关的断路器动作后，断路器B 和 D 才动作。这就是我们所说的顺序跳闸，通常在上述情况下这样做是允许的。 在一个交流系统中，通过电流矢量与其他参考矢量（例如电压矢量）的比较，可以确定电流的方向。图 1 1 所示系统的参考矢量可从负载母线电压矢量推出。由于在该交流系统中，线路和设备含有电抗，电流和功率的瞬时方向不能确定，这是显而易见的，因为当有电压时，相
5、位落后的电流取样的瞬时值取决于它在电压周期中的瞬间，可能为正，也可能为负或为 零。因此，电压、电流矢量必须在一个时间间隔内采样。为了较为准确的采样，时间间隔可从一个半周期到一个周期。目前正在进行更短时间的采样的研究工作。这个研究工作是给继电器加上一个预测电路，试图以此确定未来时间内矢量的情况。由于要在电力系统电磁暂态过程中预测，这项工作比较复杂。通常用于判断方向的时间越短，所做判断的可靠性越差。 2）距离保护介绍 假如在图 1 2（ a）所示的电力系统装设了带有方向的过流延时继电器，将会出现一些问题。我们知道一个完善的继电保护系统在电力系统所装设的设备被自动断开后的任何运行状态下都应具有 正确
6、的配合协调性。下面请看该系统仅有发电机 1 一个电源时的情况。对于这种状况各继电器的动作能正确配合。当故障发生在断路器 C 和 D 之间的线路上时，流过断路器 A 和 D 的电流方向为跳闸方向。为保证选择性，断路器 A 的跳闸整定时间必须比 D 长。如仅有发电机 2 这一个电源，故障在断路器 A 和 B 之间线路上，对于断路器 A 和 D 来讲，流过的电流方向仍是跳闸方向，但这次断路器 A 应在断路器 D 之前跳闸。因此当电源馈电地点发生改变时，无法设定这种继电保护系统协调两条线上的故障。 在每一个断路器安装处，流过断路器的电流和断路器处的电压都是可以测得的 。如果断路器处的电压（通常是母线电
7、压）被流过断路器的电流去除，就可确定断路器到故障点的欧姆阻抗。由于到故障点的距离与欧姆阻抗有关，故这种继电器元件常称作距离继电器或阻抗继电器。如果这种继电器配上正比于距离的跳闸时间和方向元件，则对于两个以上的多电源系统来说，各保护之间的配合是令人满意的。以往这种继电器未得到广泛采用。保护之间的配合通常采用的是其他不同的方式，但其原理是相同的。 通常，一般电力网络输电线都使用分段型距离继电器进行保护，对于各段区域内的故障，继电器的动作被设计得尽可能的快。一般可以按三段整定，对 应三个不同的距离，第一、二段的应用通常是很明确的，对于第一段保护范围的故障，将跳闸动作整定到尽可能快。保护范围通常为线路的 80。当继电器整定的范围超过 80时，由于范围过长和调整误差，在下一条线路发生故障时易误动。继电器的第二段是保护本线路第一段不能保护的部分，第二段通常整定为大约线路的 120并延时跳闸。第三段提供后备保护和作为其他用途，它的保护范围不直接定义为其所在的线路。 负 载 图 1 2（ a）带有方向的过流延时继电器的电力系统 三段式距离保护动作特 陛如图 1 2（ b）所示。每一个继电器都有 个方向阻抗测量元件。
