1 引 言
发 电 厂 和 变 电 站 内 ， 一 般 都 是 使 用 铅 酸 蓄 电 池 （ 含 免 维 护 蓄 电 池 ） ， 或 储 能 电 容 器 作 为 保 护 电 源 。 保 护 动 作 后 使 断 路 器 脱 扣 ， 从 而 切 除 故 障 线 路 使 之 与 系 统 分 开 。 但 往 往 由 于 蓄 电 池 或 储 能 电 容 器 不 可 靠 ， 造 成 事 故 扩 大 ， 越 级 到 上 一 级 变 电 站 的 断 路 器 脱 扣 ， 后 果 严 重 ， 损 失 极 大 。 经 过 分 析 认 为 在 一 个 变 电 站 内 可 利 用 进 线 断 路 器 的 电 流 互 感 器 LH的 空 余 绕 组 ， 经 过 零 序 和 负 序 电 流 增 量 元 件 ， 整 流 后 专 供 保 护 电 源 ， 特 别 是 断 路 器 的 脱 扣 电 源 。 电 流 增 量 元 件 不 反 应 负 序 电 流 和 零 序 电 流 的 稳 态 量 ， 所 以 它 能 较 好 地 躲 过 正 常 运 行 中 出 现 的 稳 定 的 负 序 分 量 和 不 平 衡 输 出 ， 对 于 各 种 短 路 ， 都 有 整 流 输 出 ， 且 动 作 离 散 度 小 并 有 较 高 的 抗 振 荡 电 流 的 能 力 。 采 用 其 这 一 解 决 办 法 与 蓄 电 池 组 或 储 能 电 容 器 组 相 并 运 行 ， 或 单 独 使 用 是 可 以 避 免 事 故 扩 大 而 减 小 损 失 的 。
2 导 致 事 故 扩 大 的 实 例
1） 以 35kV变 电 站 为 例 ， 如 图 1所 示 。 某 年 12月 8日 35kV线 路 523断 路 器 A、 C两 相 接 地 短 路 ， 使 保 护 动 作 ， 过 电 流 出 口 信 号 继 电 器 掉 牌 ， 但 断 路 器 未 脱 扣 。 经 检 查 断 路 器 操 作 机 构 动 作 灵 活 ， 脱 扣 铁 芯 未 被 吸 起 ， 结 果 越 级 到 110kV变 电 站 的 35kV侧 的 512断 路 器 脱 扣 ， 使 两 个 35kV变 电 站 失 压 ， 甩 掉 几 个 煤 矿 的 井 下 重 要 负 荷 。 事 后 查 明 是 24V大 玻 璃 缸 铅 酸 蓄 电 池 ， 输 出 总 保 险 接 触 不 良 发 热 ， 致 使 电 压 降 大 ， 脱 扣 铁 芯 不 动 作 ， 造 成 523拒 动 ， 越 级 到 512切 除 事 故 点 。
2） 另 一 次 是 某 年 7月 15日 6kV出 线 615电 缆 头 爆 炸 ， 如 图 1所 示 ， 两 台 主 变 压 器 电 流 速 断 保 护 都 动 作 ， 信 号 继 电 器 同 时 掉 牌 （ 615未 装 速 断 保 护 ） 。 保 护 同 时 将 两 台 主 变 压 器 的 分 闸 脱 扣 电 源 送 入 高 低 压 两 侧 的 501、 502、 631、 632断 路 器 的 4个 脱 扣 线 圈 内 。 事 后 经 测 定 每 个 脱 扣 线 圈 的 脱 扣 电 流 是 5.05A,4个 脱 扣 线 圈 共 需 要 20.20A电 流 。 单 靠 老 旧 的 24V大 玻 璃 缸 铅 酸 蓄 电 池 供 脱 扣 电 源 ， 蓄 电 池 极 板 脱 落 严 重 ， 蒸 溜 水 欠 满 ， 容 量 不 足 ， 在 大 电 流 作 用 下 ， 蓄 电 池电 压 急 剧 下 降 ， 不 能 使 铁 芯 迅 速 动 作 冲 击 脱 扣 。 此 次 事 故 相 当 于 母 线 短 路 ， 母 线 电 压 骤 然 下 降 ， 这 时 靠 隔 离 变 压 器 GB提 供 整 流 电 压 的 整 流 桥 1BZ失 去 作 用 ， 如 图 3所 示 。 结 果 越 级 到 另 一 个 35kV变 电 站 的 524断 路 器 脱 扣 ， 又 一 次 扩 大 了 停 电 范 围 。

3） 最 近 一 次 是 1995年 11月 1日 ， 某 110kV变 电 站 ， 如 图 2所 示 ， 10kV线 路 912出 口 处 穿 墙 套 管 故 障 ， 引 起 该 路 电 流 互 感 器 LH三 相 瓷 套 管 炸 裂 。 断 路 器 可 动 铜 连 杆 两 相 全 部 烧 熔 化 ， 一 相 被 烧 断 ， 铝 汇 流 母 线 A、 B、 C三 相 同 时 烧 熔 化 长 达 1.80m。 912与 913之 间 的 铁 隔 板 烧 了 一 个 长 轴 80cm， 短 轴 为 60cm的 椭 圆 形 大 洞 。 其 金 属 蒸 气 使 整 个 10kV开 关 间 绝 缘 下 降 ， 一 次 设 备 降 到 20MΩ ， 二 次 设 备 降 到 0， 整 个 变 电 站 历 时 231h55min方 恢 复 正 常 。

此 次 事 故 纯 属 母 线 三 相 金 属 性 短 路 。 母 线 电 压 急 剧 下 降 。 如 图 3所 示 ， 其 中 整 流 桥 1BZ输 出 低 于 储 能 电 容 器 组 端 电 压 ， 单 靠 输 出 电 压 为 220V的 储 能 电 容 器 组 来 提 供 912、 931、 101断 路 器 的 脱 扣 电 源 。 经 检 测 发 现 储 能 电 容 器 组 引 出 线 接 触 不 良 ， 且 储 能 电 容 量 也 不 足 。 这 是 由 于 平 时 只 是 在 未 断 开 1BZ整 流 电 源 的 情 况 下 ， 通 过 转 换 开 关 WK单 独 分 别 检 查 C1、 C2（ 如 图 3虚 线 框 内 ） 两 组 储 能 电 容 器 容 量 ， 而 未 能 发 现 容 量 不 足 的 缺 陷 。 这 次 事 故 的 结 果 也 越 级 到 上 一 个 变 电 站 的 122脱 扣 ， 造 成 2B、 3B两 个 变 电 站 停 电 。 由 此 看 来 ， 如 果 有 一 直 流 保 护 脱 扣 电 源 与 之 并 联 使 用 ， 上 述 事 故 的 扩 大 是 完 全 可 以 避 免 的 。
3 防 范 措 施
1） 图 3虚 线 框 内 为 原 储 能 电 容 器 组 原 理 接 线 图 ,虚 线 框 外 为 系 统 故 障 时 出 现 的 负 序 电 压 和 零 序 电 压 的 原 理 接 线 图 。
图 3中 的 电 流 互 感 器 LHA、 LHB、 LHC可 利 用 装 在 变 电 站 进 线 断 路 器 的 电 流 互 感 器 LH的 空 余 绕 组 ， 也 可 以 另 装 一 组 电 流 互 感 器 ， 如 图 1断 路 器 521处 的 LH， 图 2断 路 器 101处 的 LH。 用 四 芯 电 缆 将 1A、 1B、 1C、 1N引 接 到 零 序 、 负 序 电 流 增 量 元 件 上 。 35kV小 电 流 接 地 系 统 中 ， 不 可 能 出 现 零 序 电 流 分 量 ， 零 序 补 偿 变 流 器 NO可 以 不 接 入 ， 将 LP连 片 短 接 ， 如 图 3所 示 。 用 于 大 电 流 接 地 系 统 时 ， 将 LP连 片 打 开 ， 使 零 序 补 偿 变 流 器 投 入 。 补 偿 绕 组 Nf匝 数 的 增 减 ， 可 使 电 压UBC向 超 前 方 向 移 相 ， 改 变 C1′ 电 容 量 的 大 小 ， 可 使 UAO滞 后 一 个 角 度 ， 与 UBC同 相 位 ， 使 不 平 衡 电 压 在 正 序 情 况 下 大 大 减 小 。 为 了 平 时 更 精 确 地 检 测 ， 还 可 进 一 步 调 整 R， 使 正 序 输 出 很 容 易 地 为 0V。 D1、 D2是 双 向 限 幅 稳 压 管 ， 用 来 保 护 整 流 桥 2BZ（ C2′ 是 1BZ、 2BZ全 波 整 流 的 共 用 滤 波 电 容 ） 。 2BZ在 故 障 状 态 下 输 出 的 直 流 电 压 ， 通 过 保 险 RD3、 RD4， 并 接 到 储 能 电 容 器 C1、 C2上 ， 互 为 备 用 ， 共 同 去 使 断 路 器 脱 扣 ， 切 除 故 障 点 ， 从 而 提 高 了 断 路 器 保 护 脱 扣 电 源 的 可 靠 性 。

图3 保护原理接线图

2） 虚 线 框 内 隔 离 变 压 器 GB， 原 边 有 三 个 抽 头 ， 可 供 交 流 电 压 220V或 380V使 用 。 副 边 有 五 个 抽 头 ， 供 不 同 保 护 电 压 等 级 的 24V、 48V、 110V、 220V使 用 。 平 时 1BZ输 出 的 直 流 电 压 ， 一 方 面 对 储 能 电 容 器 C1、 C2充 电 ， 另 一 方 面 供 各 断 路 器 位 置 信 号 灯 和 直 流 监 视 等 常 动 继 电 器 励 磁 使 用 。
WK转 换 开 关 转 到 ⑨ ⒓ 接 点 接 通 时 ， 起 动 时 间 继 电 器 SJ， 信 号 继 电 器 灯 掉 牌 ， 可 检 查 第 一 组 储 能 电 容 器 组 C1的 好 坏 。 当 转 换 开 关 转 到 ⑩ ⒒ 接 点 接 通 时 ， 可 检 查 第 二 组 储 能 电 容 组 C2的 好 坏 。
当 转 换 开 关 WK转 到 ⑦ ⑧ 、 ③ ④ 接 点 接 通 时 ， C1、 C2两 组 储 能 电 容 器 全 停 ， 这 时 单 靠 整 流 桥 1BZ供 电 。
4 结 语
1） 从 图 3可 以 看 出 ,虚 线 框 外 的 元 器 件 少 ,结 构 简 单 ,管 理 方 便 ,维 护 量 小 ,节 约 开 支 。
2） 整 流 桥 2BZ的 整 流 电 压 ,由 于 在 断 路 器 未 脱 扣 前 始 终 有 个 短 路 电 流 存 在 (故 障 期 间 ),因 此 始 终 有 个 电 压 企 图 去 断 开 事 故 点 。 这 个 电 压 要 想 消 失 除 非 断 路 器 断 开 切 除 故 障 。 这 就 避 免 了 各 种 蓄 电 池 的 故 障 。 如 果 再 配 以 直 降 变 压 器 供 合 闸 电 源 ， 则 在 110kV简 易 变 电 站 和 35kV及 以 下 的 变 电 站 中 用 此 直 流 保 护 电 源 是 最 合 算 的 。
3） 在 运 行 中 通 过 不 断 地 改 进 和 完 善 ， 将 来 是 有 可 能 取 消 昂 贵 的 难 以 维 护 的 蓄 电 池 组 和 储 能 电 容 器 的 。 试 想 ， 设 法 滤 掉 在 短 路 时 出 现 的 各 种 杂 散 波 形 ， 使 2BZ提 供 的 输 出 电 压 和 蓄 电 池 的 直 流 电 压 具 有 相 同 的 质 量 的 话 ， 将 这 一 直 流 电 源 用 于 高 电 压 等 级 变 电 站 的 微 机 保 护 也 是 可 能 的 。