1、變壓器零序電流保護原理圖
對大電流接地系統中的變壓器裝設的接地零序電流保護，作為變壓器主保護的後備保護及相鄰元件接地短路的後備保護。如圖所示正常情況下，3Io=0，TA 中沒有電流通過，零序電流保護不動作發生接地短路時出現零序電流，當它大於保護的動作電流時，電流繼電器 KA 動作，經 KT 延時後，跳開變壓器兩側斷路器。零序電流保護的動作電流，應大於該側出線零序電流保護後備段的動作電流。保護的動作時限也要比後者大一個Δt。
變壓器零序電流保護原理接線圖
2、變壓器中性點直接接地零序電流保護和中性點間隙接地保護的原理接線圖
目前大電流接地系統普遍採用分級絕緣的變壓器，當變電站有兩臺及以上的分級絕緣的變壓器並列運行時，通常只考慮一部分變壓器中性點接地，而另一部分變壓器的中性點則經間隙接地運行，以防止故障過程中所產生的過電壓破壞變壓器的絕緣。為保證接地點數目的穩定，當接地變壓器退出運行時，應將經間隙接地的變壓器轉為接地運行。由此可見並列運行的分級絕緣的變壓器同時存在接地和經間隙接地兩種運行方式。為此應配置中性點直接接地零序電流保護和中性點間隙接地保護。這兩種保護的原理接線如圖 23 所示。中性點直接接地零序電流保護：中性點直接接地零序電流保護一般分為兩段，第一段由電流繼電器 1、時間繼電器 2、信號繼電器 3 及壓板 4 組成，其定值與出線的接地保護第一段相配合，0.5s 切母聯斷路器。第二段由電流繼電器 5、時間繼電器 6、信號繼電器 7 和 8壓板 9 和 10 等元件組成，。定值與出線接地保護的最後一段相配合，以短延時切除母聯斷路器及主變壓器高壓側斷路器，長延時切除主變壓器三側斷路器。中性點間隙接地保護：當變電站的母線或線路發生接地短路，若故障元件的保護拒動，則中性點接地變壓器的零序電流保護動作將母聯斷路器斷開，如故障點在中性點經間隙接地的變壓器所在的系統中，此局部系統變成中性點不接地系統，此時中性點的電位將升至相電壓，分級絕緣變壓器的絕緣會遭到破壞，中性點間隙接地保護的任務就是在中性點電壓升高至危及中性點絕緣之前，可靠地將變壓器切除，以保證變壓器的絕緣不受破壞。間隙接地保護包括零序電流保護和零序過電壓保護，兩種保護互為備用。零序電流保護由電流繼電器 12、時間繼電器 13、信號繼電器 14 和壓板 15 組成。一次啟動電流通常取 100A 左右，時間取 0.5s。110kV 變壓器中性點放電間隙長度根據其絕緣可取 115~158mm，擊穿電壓可取 63kV（有效值）。當中性點電壓超過擊穿電壓（還沒有達到危及變壓器中性點絕緣的電壓）時，間隙擊穿，中性點有零序電流通過，保護啟動後，經 0.5s延時切變壓器三側斷路器。零序電壓保護由過電壓繼電器 16、時間繼電器 17、信號繼電器 18 及壓板 19 組成，電壓定植按躲過接地故障母線上出現的最高零序電壓整定，110kV 系統一般取 150V；當接地點的選擇有困難、接地故障母線 3Uo 電壓較高時，也可整定為 180V，動作時間取 0.5s。
變壓器中性點直接接地零序電流保護和中性點間隙接地保護的原理接線圖
3、線路三相一次重合閘裝置原理圖
架空線路的短路故障多為瞬時性的，當保護跳閘切除故障後，短路點的絕緣經常可恢復，便可利用自動重合閘繼電器 KAC，使斷路器自動再合閘，即可恢復再送電，這種重合的成功率，多不低於 70%。110kV 線路，一般均應裝設三相一次重合閘裝置，三相一次重合閘裝置的展開圖如圖所示。（1）線路正常運行，開關處於合閘狀態，QF3 常閉觸點斷開，控制開關 SA 在合閘後位置，其觸點 21、23 接通，信號燈 HL 亮，電容 C 經充電電阻 R4 充電，經 15-25s 時間，充電至額定的直流電壓，這時 KAC 處於準備動作狀態。（2）線路發生瞬間故障，保護動作使開關跳閘，其輔助常閉觸點 QF3 閉合，由於 SA還處於"合閘"位置，其觸點 21、23 仍導通，所以重合閘由開關的輔助觸點與 SA 觸點不對應啟動，時間繼電器 KT 經本身的瞬時常閉觸點 KT2 瞬時斷開，使限流電阻 R5 串入 KT 線圈電路中，這時 KT 繼續保持動作狀態，經整定的延時，以保證線路故障點的絕緣恢復和開關準備再次合閘，當 KT 的常開觸點 KT1 接通，構成了電容 C 對中間繼電器 KM 電壓線圈的放電迴路。KM 動作，其常開觸點閉合，使操作電源經 KM2、KM1 觸點、KM 電流自保持線圈、信號繼電器 KS 和壓板 XE1 向合閘接觸器 KMC 發出合閘脈衝，斷路器合閘。同時由 KS 給出重合閘動作信號。斷路器合上後，若是瞬時性故障，重合成功。輔助觸點 QF2、QF3 斷開，繼電器KS、KT 相繼返回，其觸點打開。電容 C 重新充電，經 15~25s 時間充好電，準備下一次動作。這說明裝置是能夠自動復歸的。（3）斷路器重合於永久性故障時，保護再次動作，使斷路器跳閘，KAC 重新啟動，KT觸點閉合，旁路了電容充電，中間繼電器 KM 不會起動，保證了只重合一次。（4）手動跳閘時，控制開關 SA 處於"跳閘"後位置，此時 SA 觸點 21-23 斷開，KAC不啟動；同時，2、4 觸點閉合，使電容 C 對 R6 放電，KM 不能動作。因此，手動跳閘不重合。（5）手動合閘於線路故障，保護動作於跳閘，電容 C 來不及充電到 KM 動作所需要的電壓，不會起動重合閘。6）為防止 KAC 出口中間繼電器 KM 觸點 KM2 與 KM1 被卡住，而出現斷路器多次重合於故障線路上（即"跳躍"），可採用"防跳"措施。1)採用兩對常開觸點 KM1 和 KM2 串聯，若其中一對觸點卡住，另一對能正常斷開，不至發生斷路器"跳躍"現象。2）在斷路器跳閘線圈 YT 迴路中，又串接了防跳繼電器 KL 的電流線圈，當斷路器事故跳閘時，KL 動作。當 KM 兩個串聯的常開觸點被粘住時，KL 的電壓線圈經自身的常開觸點KL1 而帶電自保持，從而使其常閉觸點 KL2、KL3 也保持斷開，使合閘接觸器 KMC 不會接通，達到了"防跳"的目的。當線路低頻減載及母線差動等保護裝置動作後不需重合閘時，設重合閘閉鎖迴路。雙側電源重合閘裝置，還應防止兩側電源的非同期合閘。對於單回聯絡線，可在重合閘的"不對應"啟動迴路中，串入同期或無壓檢定繼電器的觸點，只有當線路跳閘後線路無壓，或對側與本側在同期情況下，才能啟動重合閘裝置；若是雙回平行聯絡線，可以用上述同期或無壓檢定，也可用平行另一回線有電流才允許啟動重合閘的電流檢定方式。圖 26 為重合閘後加速原理接線圖，當重合在永久性故障時，加速繼電器 KACC 旁路了KT 的觸點，可以使重合於故障後，瞬時跳閘。
圖 25 三相一次自動重合閘裝置的展開圖
圖 26 重合閘後加速原理接線圖
4、儲能電容器組接線圖
不在檢查位置時，ZK 觸點 1-2、5-6、9-10 接通，其他觸點斷開。此時 1C 和 2C 的正極分別接至+WC1 和+WC2，各自作本回路跳閘電源。旋 ZK 到檢查 I 組電容器位置時，觸點 1-4、5-8、9-12 接通，其他觸點斷開。此時 2C 正極同時接至+WC1 和+WC2，作兩回路的跳閘電源。1C 正極接至 KT 線圈右端，使 KT 線圈加上 1C 動作，經一定時間接通 KV，若 1C 的電壓足夠，則 KV 啟動，信號燈亮，證明電容器組滿足要求。反之，責說明電容量降低或有斷路存在，應逐一檢查更換。旋 ZK 到檢查 II 組電容器位置時，觸點 3-2、7-6、10-11 接通，其他觸點斷開。此時 1C 作兩回路的跳閘電源，2C 被檢查。
儲能電容器組接線圖
5、小電流接地系統交流絕緣監視原理接線圖
交流絕緣監視的工作原理為，TV 是母線電壓互感器（三相五柱或三個單相組），其一次中性點接地，正常時每相繞組對地電壓為額定相電壓，故二次星形每相繞組電壓是 100/√3V，開口三角形每相繞組電壓是 100/3V。當一次系統中 A 相發生接地時，一次 A 相繞組電壓降到零，其他兩相繞組的電壓升高到線電壓。二次星形繞組的 A 相繞組電壓降到零，其他兩相繞組的電壓升高到 100 V三個電壓表中，A 相電壓表指示零、另兩相指示線電壓，由此得知一次系統 A相接地。二次開口三角形的 A 相繞組電壓降到零，其他兩繞組的電壓升高到 100/3V，三角形開口兩端電壓升高到 100V。加在電壓繼電器 KV 上的電壓由正常時的零伏升高到 100V，KV 動作發出信號。
小電流接地系統交流絕緣監視的原理接線圖
6、變壓器強油循環風冷卻器工作和備用電源自動切換回路接線圖
如圖所示，變壓器投入電網之前，先將 SA 開關手柄置於 I 工作 II 備用，或者 II工作 I 備用位置。當變壓器投入電網時，1KM 常閉觸點接通；1KV1、2KV1 帶電，常開觸點接通，起動 1KV、2KV 使常閉觸點斷開；假定 SA 開關手柄在 I 位，則 SA1-2 接通起動 1KL 接觸器，1KL 主觸頭閉合由工作電源（I）供電。2KL 線圈迴路被 1KL 常閉觸點斷開（閉鎖了）。當工作電源（I）由於某種原因停電，1KL 線圈斷電，1KL 主觸頭斷開工作電源（I），1KL常閉觸點接通，1KV 斷電常閉觸點接通，再經 SA5-6 觸點動作 2KL 接觸器，2KL 主觸頭閉合由工作電源（II）供電。假如工作電源（I）恢復供電時，1KV1 動作起動，1KV 動作，1KV 常閉觸點斷開使 2KL斷電，2KL 的主觸頭斷開工作電源（II），2KL 常閉觸點起動 1KL，1KL 的主觸頭閉合由工作電源（I）供電。
變壓器強油循環風冷卻器工作和備用電源自動切換回路接線圖
7、變電站事故照明原理圖
平時交流接觸器線圈 1KL 是接通的，正常時事故照明是由 380/22V 的交流電源供電。當交流電源發生故障，任何一相失去電壓時，電壓繼電器 1KV、2KV、3KV 之一失去勵磁，該電壓繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點閉合，使交流接觸器 1KL 的銜鐵線圈失磁，1KL 主觸頭就斷開，A、B、C 三相母線與交流電源脫離聯繫。當 1KL 斷開後，其常閉觸點 1KL 閉合，而 1KV、2KV、3KV 之一的常閉觸點已閉合。所以交流接觸器 2KL 的銜鐵線圈勵磁，2KL 主觸頭就接通，其常開觸點 2KL 閉合，使直流接觸器 3KL 的銜鐵線圈勵磁，3KL 主觸頭接通，事故照明被切換到直流電源上。當三相交流電源都恢復時，電壓繼電器 1KV、2KV、3KV 都被勵磁，其三個常閉觸點均斷開，3KL 的銜鐵線圈失磁，3KL 主觸頭斷開，三相母線觸點與直流電源脫離關係。此時 3KL的常閉觸點接通，由於 1KV、2KV、3KV 的三個常開觸點已閉合，使 1KL 的銜鐵線圈勵磁，1KL主觸頭接通，事故照明恢復為三相交流電源供電。
變電站事故照明原理圖
28、開關事故跳閘音響迴路接線圖
（1）利用開關的一對常閉輔助觸點 QF，控制開關 SA1-3、SA17-19 兩對觸點和附加電阻串聯組成。正常的開關輔助觸點 QF 在斷開位置，事故時開關跳閘輔助觸點 QF 閉合，瞬時事故警報迴路接通，發出跳閘警報信號。
（2）利用開關合閘迴路的跳閘位置繼電器 KTP 的一對常開輔助觸點，控制開關 SA1-3、SA17-19 兩對觸點和附加電阻 R 串聯組成。正常運行跳閘位置繼電器在失磁狀態，其觸點在斷開位置，當事故跳閘後 KTP 常開觸點閉合，瞬時接通事故跳閘音響迴路，發出跳閘警報信號。
開關事故跳閘音響迴路接線圖
9、10kV 線路保護原理接線圖
二次迴路的原理圖是體現二次迴路工作原理的圖紙，並且是繪製展開圖和安裝圖的基礎。在原理接線圖中，與二次迴路有關的一次設備和一次迴路，是同二次設備和二次迴路畫在一起的。因此，所有的一次設備（例如變壓器、斷路器等）和二次設備（如繼電器、儀表等），都以整體的形式在圖紙中表示出來，例如相互連接的電流回路、電壓回路、直流回路等都是綜合在一起的。因此，這種接線圖的特點是能夠使看圖者對整個二次迴路的構成以及動作過程，都有一個明確的整體概念。現以某 10kV 線路的繼電保護裝置為例加以說明，從圖中可知，整套保護裝置包括，時限速斷保護，它由電流繼電器 1LJ、2LJ，時間繼電器 1SJ 及信號繼電器 1XJ，連接片 1LP 所組成；過電流保護，它由電流繼電器 3LJ、4LJ，時間繼電器 2SJ，信號繼電器 2XJ，連接片 2LP 所組成。當線路發生 A、B兩相短路時，其動作過程如下：若故障點在時限速斷及過流保護的保護範圍內，因 A 相裝有電流互感器 1LH，其二次反應出短路電流，使時限速斷保護的電流繼電器 1LJ 和過電流保護的電流繼電器 3LJ 均起動。1LJ、3LJ 的常開觸點閉合，將直流正電源分別加在 1SJ、2SJ 的線圈上，使兩個時間繼電器均起動。又因時限速斷保護的動作時間小於過電流保護的動作時間，所以 1SJ 的延時常開觸點先閉合，並經信號繼電器 1XJ 及連接片 1LP 到斷路器 DL 的跳閘線圈，跳開斷路器，切除故障。從圖中可以看出，一次設備（如 DL、1G 等）和二次設備（如 1LJ、1SJ、1XJ 等）都以完整的圖形符號表示出來，能使我們對整套繼電保護裝置的工作原理有一個整體概念。但是這種圖存在著許多缺點：1）只能表示出繼電保護裝置的主要元件，而對細節之處則無法表示。（2）不能反映繼電器之間連接線的實際位置，不便維護和調試。（3）沒有反映出各元件內部的接線情況，如端子編號、迴路編號等。（4）標出的直流"正"、"負"極比較分散，不易看圖。（5）對於較複雜的繼電保護裝置（例如距離保護等）很難用原理接線圖表示出來，即使畫出了圖，也很難看清。因此，在實際工作中廣泛採用展開圖。
10kV 線路保護原理接線圖
10、繼電保護直流回路展開圖
直流回路展開圖按其作用可分為繼電保護迴路、信號迴路、控制迴路等。現以繼電保護迴路為例加以說明，如圖 33 所示。圖的左邊為保護裝置的邏輯迴路，右邊相對於邏輯迴路標有繼電保護裝置的種類及迴路名稱。如過電流、速斷、瓦斯等。 從圖中很容易看清繼電保護的動作過程。例如速斷保護，當速斷保護的電流繼電器 1LJ 或 2LJ 動作後，直流正電源就加到了信號繼電器 3XJ 和保護出口繼電器 1BCJ 線圈上。1BCJ 動作後，分別跳開 1DL、2DL 斷路器。從圖中可知，展開圖的接線清晰、易於閱讀，便於掌握整套繼電保護裝置的動作過程和工作原理，特別是在複雜的繼電保護裝置的二次迴路中，用展開圖繪製，其優點更為突出。
繼電保護直流回路展開圖
11、三繞組變壓器差動保護原理圖
三繞組變壓器差動保護的動作原理和雙繞組變壓器差動保護的動作原理是一樣的，也是按循環電流原理構成的。正常運行和外部短路時，三繞組變壓器三側電流向量和（折算至同一電壓等級）為零。它可能是一側流入另兩側流出，也可能由兩側流入，而從第三側流出。所以，若將任何兩側電流相加再去和第三側電流相比較，就構成三繞組變壓器的差動保護。其原理接線如圖所示。當正常運行和外部短路時，若不平衡電流忽略不計，則流入繼電器的電流為零。即ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=0當內部短路時，流入繼電器的電流則為ⅰR=ⅰI2+ⅰⅡ2+ⅰⅢ2=ΣⅰK/na即等於各側短路電流（二次值）的總和。可見在正常及區外短路時，保護不會動作，而發生內部故障時，保護將靈敏動作。為保證三繞組變壓器差動保護的可靠性和靈敏性，應注意以下幾點：（1）各側電流互感器的變比應統一按變壓器最大額定容量來選擇。（2）外部短路時的三繞組變壓器比雙繞組變壓器的不平衡電流大，宜採用帶制動特性的 BCH-1 型差動繼電器，若 BCH-1 型仍不滿足靈敏度要求，可採用二次諧波制動的差動保護，（3）為解決實際變比與計算變比不一致而引起的不平衡電流，以保證每兩側線圈之間的平衡，對 BCH-1 型差動保護，應將兩組平衡線圈分別接在二次電流較小的兩側。
三繞組變壓器差動保護單相原理圖
12、自動按頻率減負荷裝置(LALF)原理圖
為了提高供電質量，保證系統自身的安全，在系統出現功率缺額而引起頻率下降時，根據頻率下降的程度，自動切除一部分次要用戶，制止頻率下降，並使其逐步恢復正常，這種根據頻率下降程度自動切除部分用戶的裝置。稱為自動按頻率減負荷裝置（LALF），簡稱低頻減負荷裝置。其原理接線如圖 35 所示，LALF 裝置由反應頻率降低的低頻繼電器動作後，時間繼電器和中間繼電器啟動動作跳閘切除負荷，並閉鎖重合閘裝置，一般，LALF 按頻率降低的程度，分輪次切除負荷，先切除次要負荷。數字式低頻繼電器較先進、精度高，頻率的級差整定，可由原來感應型的 0.5Hz 降到0.2Hz；有較完善的防誤動措施（如低壓閉鎖、電流閉鎖和轉差閉鎖等），因此，得到廣泛應用。
自動按頻率減負荷裝置（LALF）原理接線圖
32個實例到此講解完畢，你有收穫嗎？
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