一、操作电源的类别和要求
1、常用的操作电源的类别
①由蓄电池组供电的直流操作电源，具有可靠性高和容量较大的突出优点，但投资较大，运行维护也较复杂。
②整流操作电源，目前应用最为广泛，常用的有硅整流电容储能的和带镉镍蓄电池的硅流的两种。
③交流操作电源，具有简单经济、便于运行维护的突出优点，在小型变电所中应用很广。
④交直流混合操作电源，例如合闸采用交流操作电源，而继电保护、自动装置和跳闸采用蓄电池组供电。
2、操作电源的基本要求
①供电可靠，在一次电路发生故障情况下，它也能保证二次回路正常工作。
②有足够的容量，能够保证二次回路执行其跳、合闸的功能。
③其电流类别应与二次回路中控制、保护装置的电流类别要求相适应。
④尽可能简单经济，便于运行维护。
3、对用作直流电源的蓄电池组要求
①由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5％。
②电压允许波动应控制在额定电压的5％范围内。
③放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85％，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115％。
4、对用作直流电源的交流整流电源要求
①在最大负荷时保护装置动作直流母线电压不应低于额定电压的80％，最高电压不应超过额定电压的115％，并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压波动应控制在额定电压的5％范围内，波纹系数不应大于5％。
②当采用复式整流时，应保证在各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。
③对采用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护，在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其它情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作，同一厂所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。
5、对交流操作电源的要求
①当采用交流操作的保护装置时，短路保护可通过被保护元件的电流互感器取得操作电源。
②变压器的瓦期保护和中性点非直接接地电力网的接地保护，可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源，亦可增加电容储能电源作为跳闸的后备电源。
二、保护装置常用的操作电源
1、直流操作电源
①铅酸蓄电池组
②镉镍蓄电池组
③电容储能的硅整流器
2、交流操作电源
①直接动作式
②中间电流互感器供电方式
③去分流跳闸的交流操作方式
④利用予充电的电容器作跳闸电源的方式。
⑤利用所用变压器作交流操作电源的方式。
五种方式接线图。


screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>
如上图所示。正常情况下，电流继电器KA不动作，其常开触点是断开的，中间电流互感器TAM的二次侧处于开路状态，断路器的跳闸线圈YR不通电，断路器QF不会跳闸。而在一次电路发生相间短路时，KA动作，其常开触点闭合，接通跳闸线圈YR，由中间电流互感器TAM供给跳闸电流，使断路器QF跳闸，切除短路故障。
中间电流互感器的铁心是做成速饱和的，因此它又称为“速饱和电流互感器。其铁心做成速饱和的目的在于：①在短路时，用以限制通过跳闸线圈的电流，一般限制在7～12A内；②用以减轻电流互感器TA1、TA2的二次负载阻抗（TAM铁心饱和后阻抗减小）。但采用中间电流互感器作为操作电源，结线较复杂，使用的电器较多，且灵敏度较低，现已为“去分流跳闸”的交流操作方式所取代见图2-3a、b

screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>
如图2-3a所示。正常情况下，电流继电器KA的常闭角点将跳闸线圈YR短路（分流），YR不通电，因此断路器QF不会跳闸。而在一次电路发生相间短路时，KA动作，其常闭触点断开，使YR的短路分流支路被去掉（被称为"去分流"），从而使电流互感器的二次电流全部通过YR，致使断路器跳闸。这种"去分流跳闸"的交流操作方式的突出优点在于结线简单，省去了中间电流互感器，提高了保护灵敏度。但这种原理结线不够完善，因为如继电器KA的常闭触点遭受外界振动而偶然断开时将导致断路器误跳闸。为此，实际应用的电路如图2-3b所示。这种方式在现代企业供电系统中广泛应用。
由图2-3b可知，此电路中的电流继电器（通常彩GL-型）增加了一对常开触点，与跳闸线圈YR串联，以防止继电器常闭触点偶然断开而造成断路器呈跳闸。
但是，此过电流继电器的常开、常闭触点，必须是"先合后断转换触点"，否则，不仅不起保护作用，而且将造成电流互感器二次侧带负荷开路，这是不允许的。

screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>
如图2-4所示。由预先充好电的电容器向跳闸线圈YR供电。此电容器的电容量（μF）下式确定

式中，WYR为跳闸线圈跳闸所需的电能（W.h）,UC为电容器的充电电压（V）在电压互感器容量足够时，也可直接利用电压互感器作跳闸电源。

screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>

如图2-5所示。利用接于主变压器二次侧的所用变压器TS1和TS2作为交流操作电源，这种方式简单方便，但可靠性不高。
三、铅酸蓄电池组供电的直流操作电源
1、铅酸蓄电池的结构性能
铅酸蓄电池的正极板为二氧化铅（PbO2）,负极板为铅（Pb），电解液为稀硫酸（H2SO4）,其密度为1.20～1.29g/cm3,电池外壳用玻璃或塑料制造。固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池的型号和技术数据可查有关厂家资料。
放电的化学反应式为
　　　　　　　　Pb PbO2 2H2SO4　　　2PbSO4 2H2O　
充电的化学反应式为
　　　　　　　　2PbSO4 2H2OPbO2 2H2SO4 Pb
充电终止电压为2.7V，放电终止电压为1.8V(按10h放电率)。电池额定电压为2V。铅酸蓄电池不宜过放电和过充电
蓄电池充好电后，即使不带负荷，随着时间的增长也会耗去一部分电量，这称为“自放电现象”。铅酸蓄电池一昼夜可因此耗去0.5％～1％的容量。
为了弥补自放电损耗，通常采用浮充电方式运行，即以很小的电流随时给蓄电池充电。
2、按浮电方式运行的含合闸电源的直流操作电源
（1）单母线直流系统结线图2-6

screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>
图a为常见的按浮充电方式运行的蓄电池组单母线直流系统原理结线。它采用一套硅整流设备兼作蓄电池充电及浮充电电源，并选用手动端电池调整器SA。该系统具有以下特点
①设有专用直流合闸小母线，以保证变电所内断路器远距离合闸的电压要求
②正常运行时浮充电设备可以对全部蓄电池进行浮充电，其电流通路如图2-7b所示
③利用手动端电池调整器SA的充电手柄作为合闸母线的电压调整手柄
（2）蓄电池容量的选择
蓄电池容量按下列两个条件选择，取其中较大者：
①按事故状态下持续放电容量选择
　　　　　　　　　　　　　Q=Krel(IL I`L)t
式中，IL为经常性直流负荷电流；I`L为事故状态下增加的直流负荷电流；t为事故持续时间，一般取为1h；Krel为可靠系数，可取1.1
②按最大冲击负荷电流选择：
　　　　　　　　　　　　　IL.max=IL I`L Ion.max
式中，IL和I`L的含义如①：Ion.max为断路器最大合闸电流
（3）蓄电池总台数的确定
①蓄电池总台数按下式确定
　　　　　　　　　　　　　n=UWB/Udsc
式中，UWB为直流母线正常工作电压，取1.05UN,UN为直流系统额定电压，Udsc为单个蓄电池事故放电末期允许的终止电压，取1.95V
②蓄电池基本台数按下式确定
no=UWB/Uch
式中，Uch为单个蓄电池充电末期终止电压，取平均值2.6V；UWB仍取1.05UN。
③端电池指用来调节母线电压的那些蓄电池，其台数为
nend=n－no
　（4）充电设备和浮充电设备的选择
①充电设备的充电电流按下式计算
　　　　　　　　　　　Ich=IL Ich.max
式中，IL为蓄电池组经常性直流负荷电流；Ich.max为蓄电池组最大充电电流，可取10h放电电流。
②充电设备的最高电压按下式计算
　　　　　　　　　　　　　Uch=nUch.(max)
式中，n为蓄电池总台数；Uch.(max)为单个蓄电池充电末期的最高电压，取2.7V
③充电设备的功率按下式计算
　　　　　　　　　　　　　Pch=UchIch=Uch(Ich.max IL)

①其浮充电流按下式计算
Ich.fl=IL Idsc.pr=IL 0.15×
式中，IL为蓄电池组经常性直流负荷电流；Idsc.pr为其自放电电流；QN为所用蓄电池的额定容量（A.h）
②浮充电设备的功率按下式计算
　　　　　　　　　　　　Pch.fl=UchIch.fl

screen.width-333)this.style.width=screen.width-333;" border=0>