特高压直流输电换流阀短路保护原理及特性研究
发表时间：2018-09-11T15:20:17.627Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：冯育杰金石炜陈兆兴夏鹏侯宇[导读] 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。
国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁省鞍山市 114000 摘要：随着特高压直流输电(UHVDC)技术的发展，直流输电已经成为了远距离大容量输电的主要模式，直流输电已得到了越来越广泛的应用。在大电网时代，直流输电不仅成为交流输电的一种有力补充，而且成为了电力系统中最具有重要经济和技术意义的环节之一，成为了国内电力科研工作者研究的重要方向。换流器是高压直流输电系统中最为关键、复杂且昂贵的元件，其故障形式和机理、保护配置和
原理与交流系统有着很大的不同。关键词：特高压；直流输电；换流阀；短路保护；原理；分析 1导言
特高压直流输电系统以其更远的输送距离，更大的输送功率，更大区域的非同步互联，更低的功率损耗，灵活的功率调节，更低的线路造价等优势而被越来越多的应用在电力传输领域。特高压直流输电换流阀的本体，作为关键设备，其运行稳定性、安全性、可靠性是通过设计、制造、安装、调试的全过程质量控制才能得以实现的。特高压直流输电换流阀的安装过程，是换流阀从图纸和零部件完成到实体阀的最后关键阶段，需要对整个安装过程中影响特高压换流阀性能的关键节点进行合理控制，才能彻底保证特高压换流阀的优良品质，实现更好的长期稳定运行。 2阀短路保护(VSCP)检测原理为了保护换流阀免受由于换流变压器压器直流侧短路造成的过应力破坏，特高压直流输电系统中均设置了阀短路保护;该保护主要通过测量换流变压器压器阀侧电流(IVY，IVD)和直流极母线电流(IDC1/2P)和中性线电流(IDC1/2N)，并计算出最大的换流变压器压器电流和最大的直流电流，正常运行时这2个值是平衡的。当换流变压器压器阀侧电流幅值高于直流电流则可作为阀短路或其他相间短路的判据，在交流侧电流过大时，换流器被立即跳闸。 3特高压直流输电换流阀特高压直流输电工程通常采用双极十二脉动换流器单元系统，电压等级在±800kV及以上，电流可以从4000A到最高6250A。该特高压双极直流输电系统包括2个完整的可独立输电的单极直流系统，即极1直流系统和极2直流系统。每个完整的单极系统包含2个单极换流器单元，分别安装在整流换流站和逆变换流站。每个换流站内的单极换流器单元由2个12脉动阀组串联组成。一个阀厅仅包含一个12脉动阀组。因此每个换流站共分四个独立阀厅，即极1高压阀厅、极1低压阀厅、极2高压阀厅、极2低压阀厅。锡盟站换流阀设备由西安西电电力系统有限公司自主制造，换流阀采用空气绝缘、水冷却的户内悬吊式双重阀结构。每个阀厅换流阀阀组由6个双重阀阀塔组成。根据电流流向不同，双重阀阀塔分为2种结构，即电流上结构和电流下结构。阀侧星形接法的3相双重阀阀塔是其中一种结构，阀侧三角形接法的3相双重阀阀塔是另一种结构。每个阀厅换流阀阀组通过冷却水管、管母金具、光纤分别与换流阀冷却系统、换流变压器、换流阀控制单元对应连接。在换流阀整体设计中，综合考虑了各种相关的复杂因素，如过电压与绝缘配合、阀电子电路单元抗电磁干扰、主回路电气件合理布局和散热、换流阀的防火和抗震等要求、机械性能和电气性能要求、安装维护便捷要求等，按特定装配工艺，将换流阀的各个组成部件通过标准化作业组装在一起，具有安装快捷，维护方便的特点，有效保证了换流阀和整个直流输电系统的稳定性、可靠性及安全性。 4ＲTDS仿真分析利用ＲTDS仿真系统对酒泉—湖南特高压直流输电工程中所配置的换流阀短路保护进行仿真试验及功能验证。相关系统参数如下:系统为双极全压大地回线方式运行，额定容量8000MW，直流线路额定电压为800kV，整流站交流系统电压为750kV，逆变站为525kV，其控制方式均为典型方式控制。模拟整流站极Ⅰ高端阀组Y/Y绕组阀桥臂100ms短路故障，IVD为低端阀组交流侧电流，IDNC为双极中性线电流，IDCP为极母线电流。故障发生后，在397ms时MAX(IVY，IVD)－MAX(IDC1/2P，IDC1/2N)＞［0.5×ID_NOM+0.2×MAX(IDC1/2P，IDC1/2N)］，整流站极Ⅰ高端阀组Y桥阀短路保护动作，故障电流最大21.6k A，使得整流站高端阀组执行换流器X闭锁，高端阀组隔离。逆变站换流阀过流保护(DCOCP)检测到故障电流大于动作定值，即Max(IVY，IVD，IDCN)＞Iovc_set，经延时后高端阀组执行换流器Y闭锁，极Ⅰ高端阀组封脉冲闭锁，退出运行。逆变站故障发生后，换流变压器阀侧故障短路电流最大2.1kA，系统检测到换相失败，导致Y桥阀短路保护动作，逆变站高端阀组执行换流器X闭锁，高端阀组隔离。换流阀直流侧短路故障(全压0.1 p.u.功率情况下的故障7模拟：一是整流站(以高端阀组为例)在ＲTDS仿真系统中，模拟整流站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间100 ms短路故障，仿真试验时，换流变压器阀侧故障短路电流峰值为19.2kA，Y桥阀短路保护动作，D桥阀短路保护动作，整流站高压阀组执行X闭锁，将高端阀组隔离。逆变站由于DCOCP动作导致高压阀组执行换流器Y闭锁，极Ⅰ高压阀组封脉冲闭锁，退出运行。二是逆变站(以低端阀组为例)在ＲTDS设置模拟逆变站极Ⅰ直流母线与双极中性线之间3s短路故障，换流变压器阀侧故障电流峰值达到5.4kA，逆变站低端换流器换相失败被检测到，延迟进行控制系统切换，然后双桥换相失败保护动作，极Ⅰ低端换流器执行换流器Y闭锁，换流器隔离。整流站在逆变站执行换流器Y闭锁后执行正常闭锁停运，极Ⅰ低端阀组封脉冲闭锁退出运行。三是仿真试验结果：首先换流阀发生阀短路故障时，其特征是交流侧交替发生两相短路和三相短路，由于流过故障阀的电流发生反向而导致其故障电流量剧烈增大，故障时具有交流侧电流激增，直流线路电压、电流和输送功率同时减小的现象。其次整流站发生阀短路故障时比逆变站严重得多，而逆变站发生阀短路故障同时将触发换相失败保护动作。最后当系统输送功率为额定功率时，阀侧故障电流可达到额定值的数倍，此时无论整流站或逆变站的差流很大，制动电流较小，保护可以可靠动作，而当系统输送功率为最小功率时，即0.1 p.u.时，由于整流站故障电流比逆变站故障电流大得多，使得整流站差流值较大，逆变站差流值较小，逆变站存在出现保护拒动的可能。 5结论
换流阀短路保护作为特高压直流输电工程控制保护中的重要组成部分，为避免换流阀因故障损坏提供了可靠保护。通过对该保护的配置及动作逻辑进行了分析并结合ＲTDS验证了该工程所配置的换流阀保护具有较高的灵敏性及可靠性，本文的分析结论对该工程的后续建设及研究具有一定的技术支撑和参考意义。参考文献：
纵联保护原理 线路的纵联保护是指反应线路两侧电量的保护，它可以实现全线路速动。而普通的反应线路一侧电量的保护不能做到全线速动。纵联差动是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位就行比较，从而判断出区内外故障。是属于直接比较两侧电量对纵联保护。目前电力系统中运行对这类保护有：高频相差保护、导引线差动保护、光纤纵差保护、微波电流分相差动保护。纵联方向保护：反应线路故障的测量元件为各种不同原理的方向元件，属于间接比较两侧电量的纵联保护。包括高频距离保护、高频负序方向保护、高频零序方向保护、高频突变量方向保护。 先了解一下纵联差动保护： 为实现线路全长范围内故障无时限切除所以必须采用纵联保护原理作为输电线保护。 输电线路的纵联差动保护（习惯简称纵差保护）就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向连
接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路外,从而决定是否切断被保护回路. 纵联差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。 高频保护的工作原理：将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后，利用输电线路本身构成高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一总保护装置。安工作原理的不同可分为两大类：方向高频保护和相差高频保护。 光纤保护也是高频保护的一总原理是一样的只是高频的通道不一样一个事利用输电线路的载波构成通道一个是利用光纤的高频电缆构成光纤通道。光纤通信广泛采用PCM调制方式。这总保护发展很快现在一般的变电站全是光纤的了经济又安全。
过流保护与短路保护介绍 通常，在电机驱动应用中需要很多不同类型的保护，包括保护功率晶体管、电机或系统的任何部件。变频器的电流保护是其中至关重要的一项。它不仅能预防对功率晶体管的任何潜在损坏，而且在发生故障或控制变得不稳定时能预防电机消磁。过流保护（OCP）和短路保护（SCP）常常互换使用，但两者还是存在差别，我们将在本博文中探讨。 OCP和SCP的差别 简单来说，短路保护是过电流保护的一部分。图1表示不同电流保护之间的关系。接地故障保护、臂短保护和相间短保护都属于短路保护。 图1. 过流保护与短路保护比较 图2表示不同的短路模式和电流路径。如图2（a）所示，当电机绕组短接至电机壳体（通常接地）时，或者当电机电缆短接至接地时，则发生接地故障。图2（b）表示桥臂短路，指高侧IGBT和低侧IGBT同时意外导通并产生极高电流的情况。图2（c）表示相间短路，当不同相间的电机绕组短路时发生。所有三个示例中，电流幅度因电流路径（包括IGBT本身的）阻抗而受限。
图2. 短路电流路径 如何设置OCP点？ 无论面对什么类型的过流情况，如何设置保护电流大小都很关键。要解决这一问题，首先应识别系统中最脆弱的部件。在大多数情况下，IGBT将早于续流二极管受损，因为，当变频器将功率传递至电机时，更容易发生过流情况。那么，是否应该将OCP跳变值设为IGBT能够处理的最大电流？这取决于系统采用的控制方法。在伏特/赫兹控制中（广泛用于感应电机应用），启动时的电流值无法精确预测。另一方面，如果采用磁场定向控制这样的电流控制方法，则特定应用中电机的最大电流值是众所周知的。如图3所示，为此值添加一些裕量将成为OCP触发大小的良好参考点。例如，带FOC的电冰箱使用的永磁电机，
继电保护基本原理及电力知识问答
第一篇 继电保护基本原理 第一章 概述 一．什么是电力系统？ 有两种说法： 1．由生产和输送电能的设备所组成的系统叫电力系统，例如发电机、变压器、母线、输电线路、配电线路等，或者简单说由发、变、输、配、用所组成的系统叫电力系统。 2．有的情况下把一次设备和二次设备统一叫做电力系统。 一次设备：直接生产电能和输送电能的设备，例如发电机、变压器、母线、输电线路、断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器等。 二次设备：对一次设备的运行进行监视、测量、控制、信息处理及保护的设备，例如仪表、继电器、自动装置、控制设备、通信及控制电缆等。 二．电力系统最关注的问题是什么？ 由于电力系统故障的后果是十分严重的，它可能直接造成设备损坏，人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行，从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失，因此电力系统最为关注的是：安全可靠、稳定运行。 三．电力系统的三种工况 正常运行状态；故障状态；不正常运行状态。而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用。 四．继电保护装置 就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务简单说是：故障时跳闸，不正常运行时发信号。 五．继电保护的基本原理和保护装置的组成 为完成继电保护所担负的任务，显然应该要求它正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。如图1-1（a ）、（b ）所示的单侧电源网络接线图，（这是一种最简单的系统），图1-1(a)为正常运行情况，每条线路上都流过由它供电的负荷电流?f （一般比较小）， 各变电所母线上的电压，一般都在额定电压（二次线电压100V ）附近变化，由电压和电流之比所代表的“测量阻抗”Z f 称之为负荷阻抗，其值一般很大。图1-1(b )表示当系统发生故障时的情况，例如在线路B-C 上发生了三相短路，则短路点的 电压U d 降低到零，从电源到短路点之间 将流过很大的短路电流?d , 各变电所母线 上的电压也将在不同 程度上有很大的降低 （称之为残压）。设以Z d 表示短路点到变 电所B 母线之间的阻 抗，根据欧姆定律很 2)
基于功率因数检测的矿井低压电网相敏保护的 研究 宋建成恒王雁欣安平 交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室， 710049 潞安矿务局王庄煤矿， 046031 STUDY ON PHASE\|SENSITIVE SHORT\|CIRCUIT PROTECTION IN UNDERGROUND LV DISTRIBUTION NETWORKS BASED ON DETECTING POWER FACTOR Song Jiancheng Xie Hengkun Xi'an Jiaotong University Xi'an, 710049 China Wang Yanxin Li Anping Wangzhuang Colliery, Lu'an Coal Mining Bureau Xiangyuan, 046031 China ABSTRACT Beginning with the importance of installing short circuit protective system in underground LV cable distribution networks, the principle of phase\|sensitive short\|circuit protection on the basis of
measuring power factor is presented in this paper, the definition methods for its action curve and all factors to interfere with action reliability is analyzed and discussed. Besides, the hardware structure and software flowchart of the protective system controlled by single\|chip microcomputer is also described in this paper. The protective system has been tested and applied to underground explosive\|proof feeder switchgear. It has been proved that this protective system is stable and reliable and is of great applied value in mining industry. KEY WORDS Underground LV cable distribution networks Phase\|sensitive short\|circuit protection Short\|circuit current Power factor 摘要文章从煤矿井下低压电网中装设短路保护的重要性入手，描述了基于功率因数检测的相敏短路保护的工作原理。分析并讨论了其动作特性曲线的确定方法以及影响动作可靠性的各种因素，介绍了以单片机为中央控制单元所构成保护系统的硬件结构和软件框图，对保护系统进行了测试试验并将其应用于矿用隔爆型真空馈电开关。实践证明,该保护系统性能稳定，动作可靠，具有广阔的应用前景。 关键词矿井低压电网相敏短路保护短路电流功率因数短路保护是煤矿井下供电系统中的三大保护之一［1］，它是一种保证供电可靠性和安全性所必需的保护措施。然而在我国煤矿井下供电系统中至今仍在沿用传统的鉴幅式继电保护或电子保护［2］。这种保护整定误差大，动作时间长，可靠性低，尤其在用于馈电线路中的短路保护时，
定时限和反时限过流保护 流过保护装置的短路电流与动作时间之间的关系曲线称为保护装置的延时特性。延时特性又分为定时限延时特性和反时限延时特性。定时限延时动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。反时限延时动作时间与短路电流的大小有关，短路电流大，动作时间短，短路电流小，动作时间长。短路电流与动作时限成一定曲线关系。 过电流保护一般是按避开最大负荷电流这一原则整定的。为了使上、下级的过电流保护具有选择性，在时限上也应应有一个级差。这就使靠近电源端的保护动作时限将很长，这在许多情况下是不允许的。为克服这一缺点，通常采用提高整定值以限制动作范围的办法，不加时限，可以瞬时动作，这种保护叫做电流速断保护。 无时限电流速断不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分。所以，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式来整定（即通过本线路的电流为最大电流），这就存在着保护的死区。为了弥补瞬时速断保护不能保护线路全长的缺点，常采用略带时限的速断保护，即延时速断保护。这种保护一般与瞬时速断保护配合使用，其特点与定时限过电流保护装置基本相同，所不同的是其动作时间比定时限过电流保护的整定时间短。为了使保护具有一定的选择性，其动作时间应比下一级线路的瞬时速断大一时限级差一般取0.5秒。 定时限过流保护电流和时间是定值。反时限过流保护是以I2t等于一个常数来整定的，即电流越大，时间越短，其实I2t是发热量。 如发电机负序保护一般5％发信；9％启动反时限，I2t=8或10；80％时启动定时限，0.5秒跳发变组。 三段的区别主要在于启动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。电流速断不能保护线路全长，限时电流速断不能作为相邻元件的后备，过电流保护的动作时限较长。
一种简单的防短路保护方法 简介：注释：静电损坏器件是击穿，和烧毁是两个概念，不要混淆在一起。 前段时间开发了一个产品，由单片机控制对负载供电，满负载时基准电流为800毫安，程序提供不同的供电模式，具体是由单片机输出一个PWM信号控制MOS管，从而按要求调整工作电流。我们知道MOS管导通时内阻非常小，我们所用的型号约为0.1欧姆的样子，这样正常工作时上面最大压降非常小，只有800毫安*0.1欧姆=0.08伏，上面的功率损耗为0.064瓦，对于电源控制来说是一种效果不错的器件。 虽然MOS管导通内阻非常小，但所流过的电流也有最大限制，如果电 流过大，比如外接负载短路，同样会被烧毁。短路都是非正常工作状态，本来一开始我们并没有对产品进行短路保护考虑，在调试中一次意外让我们把开始考虑增加短路保护。当时装好一块新板，控制信号测试都已经正常，想看看接上负载的情况，当时通常短路保护都是使用保险丝，只要电流一大，保险丝就自动熔断。用保险丝的方法虽然简单，但需要增加成本，另外保险丝熔断需要一段时间，电流过大时就有可能出现保险丝还没熔断，器件已经被烧毁的情况。让我们先来看一下器件烧毁的原因，可以肯定是流过器件的电流过大，内部所发的热量无法及时传递出去，从而导致温度急剧升高，最后被烧毁。 注意这里我说的是电流过大，并不是说电压过高，这么说是想强调有时候虽然电压很高，但这个电压并不能产生持续的大电流，比如人身上的静电很容易就高达几千伏，这么高的电压并不能烧毁任何器件。究其原因就是人身上的静电虽然高，但可以通过接地的导体迅速释放掉，不能形成持续的大电流，放电过程释放的能量并不大，这个能量不足以烧毁器件。到这里我想大家应该
相敏短路保护原理 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
基于功率因数检测的矿井低压电网相敏保护的研 究 宋建成谢恒王雁欣李安平 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验 室，710049 西安潞安矿务局王庄煤矿，046031 山西 STUDY ON PHASE\|SENSITIVE SHORT\|CIRCUIT PROTECTION IN UNDERGROUND LV DISTRIBUTION NETWORKS BASED ON DETECTING POWER FACTOR Song Jiancheng Xie Hengkun Xi'an Jiaotong University Xi'an, 710049 China Wang Yanxin Li Anping Wangzhuang Colliery, Lu'an Coal Mining Bureau Xiangyuan, 046031 China ABSTRACT Beginning with the importance of installing short circuit protective system in underground LV cable distribution networks, the principle of phase\|sensitive short\|circuit protection on the basis of measuring power factor is presented in
this paper, the definition methods for its action curve and all factors to interfere with action reliability is analyzed and discussed. Besides, the hardware structure and software flowchart of the protective system controlled by single\|chip microcomputer is also described in this paper. The protective system has been tested and applied to underground explosive\|proof feeder switchgear. It has been proved that this protective system is stable and reliable and is of great applied value in mining industry. KEY WORDS Underground LV cable distribution networks Phase\|sensitive short\|circuit protection Short\|circuit current Power factor 摘要文章从煤矿井下低压电网中装设短路保护的重要性入手，描述了基于功率因数检测的相敏短路保护的工作原理。分析并讨论了其动作特性曲线的确定方法以及影响动作可靠性的各种因素，介绍了以单片机为中央控制单元所构成保护系统的硬件结构和软件框图，对保护系统进行了测试试验并将其应用于矿用隔爆型真空馈电开关。实践证明,该保护系统性能稳定，动作可靠，具有广阔的应用前景。 关键词矿井低压电网相敏短路保护短路电流功率因数短路保护是煤矿井下供电系统中的三大保护之一［1］，它是一种保证供电可靠性和安全性所必需的保护措施。然而在我国煤矿井下供电系统中至今仍在沿用传统的鉴幅式继电保护或电子保护［2］。这种保护整定误差大，
主要的继电保护及原理 一、线路主保护（纵联保护） 纵联保护：利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量传送到对端，将各端的电气量进行比较，一判断故障在本线路范围内还是范围之外，从而决定是否切断被保护线路。 任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内，信号按期性质可分为三类：闭锁信号、允许信号、跳闸信号。 闭锁信号：收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。 允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。 跳闸信号：收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件。 按输电线路两端所用的保护原理分，可分为：（纵联）差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护。 通道类型：一、导引线通道；二、载波（高频）通道；三、微波通道；四、光纤通道。1）（纵联）差动保护 （纵联）差动保护：原理是根据基尔霍夫定律，即流向一个节点的电流之和等于零。差动保护存在的问题： 一、对于输电线路 1、电容电流：电容电流从线路内部流出，因此对于长线路的空载或轻载线路容易误动。 解决办法：提高启动电流值（牺牲灵敏度）；加短延时（牺牲快速性）；必要是进行电容电流补偿。 *注：穿越性电流就是在保护区外发生短路时，流入保护区内的故障电流。穿越电流不会引起保护误动。 2、TA断线，造成保护误动 解决办法：使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件：①本侧起动原件起动；②本侧差动继电器动作；③收到对侧“差动动作”的允许信号。 保护向对侧发允许信号条件：①保护起动；②差流元件动作 3、弱电侧电流纵差保护存在问题（变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时电流几
乎没有变化） 解决办法：除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外，加装一个低压差流起动元件。 4、高阻接地是保护灵敏度不够 在线路一侧发生高阻接地短路时，远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动，造成两侧差动保护都不能切除故障。 解决办法：由零序差动继电器，通过低比率制动系数的稳态相差元件选相，构成零序1段差动继电器，经延时动作。 *注：比率制动差动即一个和电流（差动），一个差电流（制动），两者综合考虑，差电流越大，才能动作。 5、采样不同步 解决办法：改进技术 6、死区故障 解决办法：远跳 线路M、N侧。将M侧母线保护动作的接点接在电流差动保护装置的“远跳”端子上，保护装置发现该端子的输入接点闭合后立即向N侧发“远跳”信号。N侧接收到该信号后再经（也可不经）起动元件动作作为就地判据发三相跳闸命令并闭锁重合闸。 *注：3/2接线方式中母线保护动作是不允许发“远跳”信号的，而是母线保护起动失灵保护，失灵保护动作后起动“远跳”跳对侧断路器。 二、对于主变 在空载投入变压器、或者是外部故障切除电压恢复时，变压器电流表指针会有很剧烈的摆动，然后再返回正常的空载电流值，这个冲击电流就是所谓的励磁涌流。它有以下几个特点： 1、涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，主要是二次谐波，因 此，励磁涌流的变化曲线为尖顶波，并且有明显的间断角。 2、励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。因 此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢。 3、一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速 度往往比短路电流衰减慢一些。
■ 概 要 ■ 动作说明2 用电压检测器(VD)来用作短路保护是不充分的。●输出检测时(输出短路) 这是因为当VD 输入端的待检测电压VIN 低于VD 输出电压(VOUT)短路时，因为电阻4-地(R4-GND)之间的电的最低工作电压0.9V 的时候，VD 的输出(VOUT)压也就是三极管2(Q2)的VBE 下降到约0.6V 以下，三极管2变得不稳定。下面，介绍一种通过在IC 周边回(Q2)断开。这时，原本被三极管2(Q2)短路的电容1(C1)有路增加器件，在输出完全短路的时候，能使电流流过，电容1(C1)-地(C1-GND)之间的电压缓缓上升。IC 停止工作的闭锁型短路保护电路。当电容1(C1)电压也就是三极管1(Q1)的VBE 约等於0.6V 时，三极管1(Q1)打开，CE 端被短路降为0V ，IC 停止工作。 ■ 特 点 ?可实现完全短路保护。 <电压检测的常数计算> ?配合XC9201系列(带限流机能)一起使用，假设以IC2=0.1mA ，CE_in=5V 为条件来计算电路常数可以强化电路保护的作用。 首先， ■ 动作说明1 ●起动时(保护电路动作的延迟) 当CE_in 被激活后，三极管1(Q1)会导通然后计算IB2的电流，假设Q2的hfe=100,为了不使CE=0，设定电容1(C1)的值，使得三极 管1(Q1)的VBE 达到导通电压(约0.6V)的时间延迟。 在此期间，因为输出电压已经达到2V 以上，三极管2(Q2)导通，三极管1(Q1)的基极-发射极之假设流过R3，R4的偏置电流IBIAS 是基极电流的10倍以上间短路，使得三极管1(Q1)维持在断开状态。 C1电压达到0.6V 的时间设定必须比IC 的软启动时间长。 设定检测电压VDF 为2V ，<延迟时间的计算公式> T ： 三极管Q1的延迟时间(秒)R2：电阻2的电阻值(欧姆)C1：电容C1的电容值(法拉)VBE1：三极管Q1的VBE(伏特)CE_in:信号电压(伏特) (注意) 由於双极型三极管是电流驱动型的器件，如果达不到一定的电流就不能正常工作。 in CE V in CE C R T BE __ln 121 ????=Ω ?Ω===k k m I in CE R C 51501.05_22)(1100 1.022A m h I I fe C B μ===Ω ?Ω===k k I V R BIAS BE 5150126 .042μΩ ?Ω=?=?= k k k V V R V R BE R R 1201196 .0514.1)(432433 :4:)(324R R V V V R BE R =
保护动作原理 按照保护动作原理，纵联保护可分为2类： 1．3．1 方向纵联保护与距离纵联保护。两侧保护继电器仅反应本侧的电气量，利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧，每侧保护根据两侧保护继电器的动作过程逻辑判断区分是区内还是区外故障。可见这类保护是间接比较线路两侧的电气量，在通道中传送的是逻辑信号。按照保护判别方向所用的继电器又可分为方向纵联保护与距离纵联保护。 1．3．2 差动纵联保护。这类保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障。可见这类保护在每侧都直接比较两侧的电气量。类似于差动保护，因此称为差动纵联保护。 如果将两侧保护的原理图绘在一张图上（实际每侧只是整个单元保护的半套），那么前一种保护的通道是在逻辑图中将两侧保护联系起来，而后一种保护的通道是将两侧的交流回路联系起来。 2 方向纵联保护的工作方式 2．1 闭锁式 2．1．1 闭锁式的基本原理 方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频电流，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。在外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远故障侧；在内部故障时两侧方向元件都判断为正方向，都不发送高频电流，两侧收信机接收不到高频电流，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。这就是故障时发信闭锁式方向纵联保护，其基本逻辑图如图1所示。