建筑電氣第五章實(shí)用教案

1、 在供配電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，往往由于電氣設(shè)備的絕緣損壞、操作維護(hù)不當(dāng)以及外力破壞等原因，造成系統(tǒng)故障或不正常的運(yùn)行狀態(tài)。在供配電系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)為斷線(xiàn)、短路、接地及過(guò)載。為了(wi le)保證供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，避免過(guò)載引起的過(guò)電流或短路產(chǎn)生的故障電流對(duì)系統(tǒng)的影響，因此在供電系統(tǒng)中需裝設(shè)不同類(lèi)型的保護(hù)裝置。保護(hù)裝置的作用是：在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)檢測(cè)出故障，迅速而有選擇地將故障區(qū)域從供電系統(tǒng)中切除，以免系統(tǒng)設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。另一作用是及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中不正常運(yùn)行，如過(guò)載、欠電壓等情況時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)處理，保證安全可靠地供電。 5.1 緒論緒論(xln) 5.1.1 繼電

2、保護(hù)基本任務(wù)第1頁(yè)/共63頁(yè)第一頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln) 供配電系統(tǒng)常用保護(hù)裝置的類(lèi)型主要有： (1) 繼電保護(hù)用各種不同類(lèi)型的繼電器按一定方式連接和組合，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。 (2) 熔斷器保護(hù)適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但是它的斷流能力較小、選擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。 (3) 低壓斷路器保護(hù)又稱(chēng)低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)。由于低壓斷路器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行過(guò)電流、過(guò)負(fù)載、失電壓和欠電壓保護(hù)等，而且可作為(zuwi)控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，因此在

3、對(duì)供電可靠性要求較高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 第2頁(yè)/共63頁(yè)第二頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln) 繼電保護(hù)裝置最早是以機(jī)電式繼電器構(gòu)成為主的，當(dāng)代的繼電保護(hù)裝置雖然已發(fā)展到以微機(jī)或可編程序控制器為主構(gòu)成，但仍然沿用“繼電保護(hù)”一詞。 繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是： 迅速、有選擇性地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使其免于繼續(xù)遭受破壞，并保證其他恢復(fù)正常運(yùn)行。 反應(yīng)(fnyng)不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，由運(yùn)行人員進(jìn)一步處理或自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，也可以延時(shí)將繼續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣元件切除。 與供配電系統(tǒng)中其他自動(dòng)化裝置（如重合閘）配合，采取預(yù)定措施，盡快恢復(fù)供電，縮短事故停電時(shí)間，提高

4、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。第3頁(yè)/共63頁(yè)第三頁(yè)，共64頁(yè)。 動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)層面上應(yīng)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。1. 選擇性 選擇性是指當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只切除故障設(shè)備，最大限度地縮小停電(tn din)范圍，保證系統(tǒng)中非故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。 滿(mǎn)足選擇性要求的做法是：由距故障點(diǎn)最近的電源側(cè)斷路器動(dòng)作切除故障。2. 速動(dòng)性 為了防止事故擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快動(dòng)作，迅速切除故障。5.1 緒論緒論(xln)5.1.2 基本組成第4頁(yè)/共63頁(yè)第四頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln) 故障切除時(shí)間為

5、保護(hù)裝置動(dòng)作(dngzu)時(shí)間和斷路器動(dòng)作(dngzu)時(shí)間之和。一般的快速保護(hù)動(dòng)作(dngzu)時(shí)間在0.060.12s；一般斷路器的動(dòng)作(dngzu)時(shí)間為0.060.15s。3. 靈敏性 指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，就說(shuō)明保護(hù)裝置的靈敏性高。4. 可靠性 保護(hù)裝置的可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作(dngzu)的故障時(shí)，不應(yīng)該拒絕動(dòng)作(dngzu)；而在任何不屬于它應(yīng)該動(dòng)作(dngzu)的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作(dngzu)。 第5頁(yè)/共63頁(yè)第五頁(yè)，共64頁(yè)。1. 繼電保護(hù)工作原理 供配電系發(fā)生

6、故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，電氣物理量會(huì)改變。會(huì)引起電流的增加和電壓的降低，以及電流、電壓間相位角的變化，出現(xiàn)負(fù)序和零序分量等等。繼電器是在電氣物理量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或分?jǐn)嗟淖詣?dòng)(zdng)電器。它是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。常見(jiàn)的繼電保護(hù)有： 反映電流增大的電流速斷、帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)。 反映電壓改變的低電壓或過(guò)電壓保護(hù)。 根據(jù)故障時(shí)被保護(hù)元件兩端電流相位和大小的變化，可構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。5.1 緒論緒論(xln) 5.1.3 繼電保護(hù)工作原理及分類(lèi)第6頁(yè)/共63頁(yè)第六頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln) 既反映電流又反映電流與電壓間相角改變的，有方向過(guò)電流保護(hù)。 根據(jù)接地故障

7、出現(xiàn)的零序分量，可構(gòu)成零序電流保護(hù)等。 除了反映各種電氣物理量而動(dòng)作的保護(hù)外，還有反應(yīng)非電參數(shù)的保護(hù)裝置，如電力變壓器的氣體(瓦斯)保護(hù)、溫度保護(hù)等。 傳統(tǒng)的模擬型繼電保護(hù)一般工作原理如圖5.1所示。它由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成的。 1）測(cè)量部分 測(cè)量部分作用是測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的輸入物理量，如電流、電壓等等，以確定系統(tǒng)是否發(fā)生了短路(dunl)故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)。 2）邏輯部分 根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、先后順序及它第7頁(yè)/共63頁(yè)第七頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln)們的組合等進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護(hù)裝置的動(dòng)作，并向執(zhí)行部分發(fā)出相應(yīng)(xingyng)信號(hào)。 3）執(zhí)行

8、部分 根據(jù)邏輯部分傳送的判斷結(jié)果，最后完成保護(hù)裝置的任務(wù)。如故障時(shí)，發(fā)出切除故障的跳閘脈沖；不正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)出指示信號(hào)；或者根據(jù)保護(hù)的選擇性，不予動(dòng)作等。2. 繼電保護(hù)分類(lèi) 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)根據(jù)被保護(hù)對(duì)象不同，有輸配電線(xiàn)保護(hù)和電氣設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、母線(xiàn)、電容器等保護(hù))。 根據(jù)保護(hù)的動(dòng)作原理可分為：過(guò)電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、功率方向保護(hù)等。 按保護(hù)作用，可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。 電量變換器 電量變換器模擬量輸入多路轉(zhuǎn)換ALFALFS/HS/HA/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）光電隔離 出口繼電器開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道開(kāi)關(guān)量輸入開(kāi)關(guān)量輸出保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)管理微

9、機(jī)系統(tǒng)通訊顯示按鍵打印GPS通訊網(wǎng)絡(luò)第8頁(yè)/共63頁(yè)第八頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln)1) 主保護(hù) 在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生各種類(lèi)型的故障都能能以最快速度有選擇的切除故障的保護(hù)。2) 后備保護(hù) 當(dāng)主保護(hù)動(dòng)作失敗后，用以切除故障的保護(hù)；分為近后備、遠(yuǎn)后備保護(hù)。 近后備是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本設(shè)備或線(xiàn)路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)(shxin)后備的保護(hù)；或當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)(shxin)的后備保護(hù)。 遠(yuǎn)后備是當(dāng)保護(hù)切除故障失敗，由相鄰設(shè)備或線(xiàn)路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備。 第9頁(yè)/共63頁(yè)第九頁(yè)，共64頁(yè)。5.1 緒論緒論(xln)3) 輔助保護(hù) 考慮到主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行或者補(bǔ)充(bchn

10、g)主保護(hù)及后備保護(hù)的性能而設(shè)置的保護(hù)。4) 異常運(yùn)行保護(hù) 反應(yīng)被保護(hù)對(duì)象(輸配電線(xiàn)路或電力設(shè)備)異常運(yùn)行狀態(tài)而動(dòng)作的保護(hù)。 第10頁(yè)/共63頁(yè)第十頁(yè)，共64頁(yè)。 電流互感器的接線(xiàn)，是指電流互感器二次線(xiàn)圈與電流繼電器線(xiàn)圈之間的電氣連接方式。為了表示實(shí)際流入繼電器線(xiàn)圈的電流Ij與電流互感器二次側(cè)電流I2的關(guān)系，引入接線(xiàn)系數(shù)Kj的概念。Kj表示實(shí)際流入繼電器的電流Ij與電流互感器二次側(cè)電流I2之比值，即： （5-1）1. 三相三繼電器完全星形接法 此接線(xiàn)由接成星形的三只電流互感器和三只電流繼電器構(gòu)成。由于每相都裝有電流互感器，并且每個(gè)電流互感器回路均有電流繼電器，因此可以反映出三相、兩相和單相短路

11、以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)(dinwng)中的單相接地短路故障。 5.2 互感器接線(xiàn)互感器接線(xiàn)(ji xin) 5.2.1 電流互感器接線(xiàn)2jjIKI第11頁(yè)/共63頁(yè)第十一頁(yè)，共64頁(yè)。5.2 互感器接線(xiàn)互感器接線(xiàn)(ji xin) 三相三繼電器完全星形接法，其接線(xiàn)系數(shù)Kj=1。 2. 兩相兩繼電器不完全星形接法 接線(xiàn)方式如圖5.4所示。中相(B相)不裝設(shè)電流互感器，當(dāng)B相發(fā)生單相短路(dunl)與單相接地故障時(shí)不能起保護(hù)作用。兩相兩繼電器不完全星形接法又稱(chēng)為“V”形接法，可以提供三相、兩相短路(dunl)保護(hù)，其接線(xiàn)系數(shù)Kj=1。 兩相兩繼電器不完全星形接法作為過(guò)電流保護(hù)應(yīng)用于此電壓等級(jí)的供配電

12、網(wǎng)絡(luò)較為合適。圖5.3 電流(dinli)互感器三相完全星形接法 圖5.4電流互感器兩相不完全星形接法 第12頁(yè)/共63頁(yè)第十二頁(yè)，共64頁(yè)。5.2 互感器接線(xiàn)互感器接線(xiàn)(ji xin)3. 兩相一繼電器差接法 此接法流過(guò)電流(dinli)繼電器的電流(dinli) 是兩相互感器二次電流(dinli)的相量差。正常工作和三相短路時(shí)，三相電流(dinli)對(duì)稱(chēng)。A、C兩相電流(dinli)互感器二次側(cè)電流(dinli)大小相等，相位差120，流過(guò)電流(dinli)繼電器的電流(dinli) 數(shù)值上等于電流(dinli)互感器二次電流(dinli)的倍，接線(xiàn)系數(shù)。 A、B兩相或C、B兩相短路時(shí)，僅

13、一只電流(dinli)互感器二次側(cè)有短路電流(dinli)，所以接線(xiàn)系數(shù)Kj=1。 A、C兩相短路時(shí)，兩只電流(dinli)互感器的二次側(cè)短路電流(dinli)與在數(shù)值上相等，相位差180，所以接線(xiàn)系數(shù)Kj=2。 兩相一繼電器差接法能構(gòu)成三相、兩相短路保護(hù)，不過(guò)保護(hù)靈敏度會(huì)隨相間短路的類(lèi)型而變。jIjI 圖5.5電流(dinli)互感器的兩相差接法 第13頁(yè)/共63頁(yè)第十三頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 發(fā)生短路故障時(shí)，高壓供配電線(xiàn)路上的電流急劇增大同時(shí)電壓降低，利用這個(gè)特點(diǎn)可以構(gòu)成電流電壓保護(hù)。當(dāng)線(xiàn)路電流大過(guò)啟動(dòng)(qdng)電流值或低于啟動(dòng)(qdng)電壓

14、值時(shí)動(dòng)作。 高壓供配電線(xiàn)路上的電流保護(hù)依據(jù)啟動(dòng)(qdng)參數(shù)整定原則的不同可分為：不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)流保護(hù)三種。第14頁(yè)/共63頁(yè)第十四頁(yè)，共64頁(yè)。1. 動(dòng)作原理與參數(shù)整定 不帶時(shí)限電流速斷屬于瞬動(dòng)保護(hù)，它的動(dòng)作不帶時(shí)限(僅有繼電器本身固有動(dòng)作時(shí)間)，用最短的時(shí)間切除故障，以滿(mǎn)足(mnz)繼電保護(hù)的速動(dòng)性要求。為保證其選擇性，動(dòng)作電流按躲過(guò)被保護(hù)線(xiàn)路末端最大短路電流來(lái)整定。這種保護(hù)裝置稱(chēng)為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。 不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)又稱(chēng)為段電流保護(hù)，其整定原理用圖5.7加以說(shuō)明。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)5.3.1 不帶時(shí)限電流

15、速斷保護(hù)第15頁(yè)/共63頁(yè)第十五頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 圖5.7是單側(cè)電源供電(n din)線(xiàn)路，不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)設(shè)在線(xiàn)路的電源側(cè)，其動(dòng)作電流按躲開(kāi)相鄰下一級(jí)線(xiàn)路出口處(k-2點(diǎn))短路條件來(lái)整定。因保護(hù)范圍末端(k-1點(diǎn))短路的電流值與相鄰下一段線(xiàn)路首端(k-2點(diǎn))的短路電流值幾乎相等，所以不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流值也可按躲開(kāi)本線(xiàn)路末端(k-1點(diǎn))短路來(lái)整定。 所謂“躲開(kāi)”的意思是指：速斷保護(hù)KA1的一次動(dòng)作電流 大于在最大運(yùn)行方式下(k-1點(diǎn))三相短路時(shí)流過(guò)被保護(hù)元件的短路電流，即：1opI第16頁(yè)/共63頁(yè)第十六頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高

16、壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) （5-2） （5-3）式中： I段電流保護(hù)可靠系數(shù)，當(dāng)采用DL型電磁式電流繼電器時(shí)，取1.21.3；當(dāng)采用GL型感應(yīng)式電流繼電器時(shí)，取1.41.5；對(duì)過(guò)電流脫扣器取1.82。 最大運(yùn)行方式下，線(xiàn)路(xinl)末端(k-1點(diǎn))三相短路時(shí)，一次側(cè)短路電流周期分量有效值； 段電流保護(hù)的二次整定電流； Kj電流互感器變比。(311 maxoprelkIK I）(321 maxreljopkiKKIIK）relK(31 maxkI）2opI第17頁(yè)/共63頁(yè)第十七頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 從圖5.7中可看出，從電源側(cè)開(kāi)

17、始短路(dunl)電流的數(shù)值沿著線(xiàn)路呈遞減分布。因不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流值是在末端最大短路(dunl)電流基礎(chǔ)上乘上大于一的系數(shù)得到，所以保護(hù)的最大范圍小于線(xiàn)路WL1的全長(zhǎng)。在線(xiàn)路末端短路(dunl)時(shí)保護(hù)將不動(dòng)作，被稱(chēng)為死區(qū)。死區(qū)的范圍會(huì)隨著運(yùn)行方式、短路(dunl)類(lèi)型的不同而變化。 因?yàn)椴粠r(shí)限電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線(xiàn)路的全長(zhǎng)，其靈敏度按保護(hù)安裝處(即線(xiàn)路首端)最小運(yùn)行方式下兩相短路(dunl)電流進(jìn)行校驗(yàn)。 （5-4）pS(2min11.2kpopISI）第18頁(yè)/共63頁(yè)第十八頁(yè)，共64頁(yè)。 不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)不能切除死區(qū)內(nèi)的故障，必須由另外的保護(hù)來(lái)負(fù)責(zé)。因此(ync)線(xiàn)路上

18、考慮再增設(shè)第二套保護(hù)即段電流速斷保護(hù)。 第段電流速斷保護(hù)要求在任何情況下都能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，其保護(hù)范圍必然延伸到相鄰下一段線(xiàn)路中，如圖5.8所示。 5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)5.3.2 帶時(shí)限電流速斷保護(hù) 第19頁(yè)/共63頁(yè)第十九頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 圖5.8中WL1線(xiàn)路的第段電流速斷保護(hù)(boh)的一次電流動(dòng)作值 是在下一段WL2不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)(boh)(即段)的一次電流動(dòng)作值 基礎(chǔ)上再乘上段可靠系數(shù) 得到的，即： （5-5）第段電流速斷保護(hù)(boh)二次電流整定值 為： （5-6） WL1線(xiàn)路的第段電流速斷保護(hù)(b

19、oh)，其保護(hù)(boh)范圍延伸到下一段相鄰線(xiàn)路前端，與下一段WL2線(xiàn)路不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)(boh)保護(hù)(boh)范圍有重疊。 第段電流速斷保護(hù)(boh)為了具有選擇性，必須帶有時(shí)限。當(dāng)下一段相鄰線(xiàn)路前端短路時(shí)，下一段段電流速斷保護(hù)(boh)先于本段第段電流速斷保護(hù)(boh)動(dòng)作切除故障，同時(shí)為了保證速動(dòng)性的要求，通常所11opI21opIrelK1211oprelopIK I12opI1221reljopopiKKIIK第20頁(yè)/共63頁(yè)第二十頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)帶時(shí)限只比不帶時(shí)限電流速(li s)斷保護(hù)高一個(gè)時(shí)限的級(jí)差t，所以稱(chēng)它為帶時(shí)限電流速

20、(li s)斷保護(hù)。 在圖5.8中，WL1線(xiàn)路的帶時(shí)限電流速(li s)斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 高于下一段線(xiàn)路WL2不帶時(shí)限電流速(li s)斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限 一個(gè)t，即： （5-7） 時(shí)限級(jí)差t原則上是盡量的短，一般t在0.30.7s，可取0.5s。 帶時(shí)限電流速(li s)斷保護(hù)能夠保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，校驗(yàn)段靈敏度 要用本段線(xiàn)路末端發(fā)生短路故障時(shí)的最小兩相短路電流 ，即系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線(xiàn)路末端發(fā)生兩相短路電流。 （5-8）1t2t12ttt pS(2minkI）(2min111.31.5kpopISI）第21頁(yè)/共63頁(yè)第二十一頁(yè)，共64頁(yè)。 帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)包括定時(shí)限和反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。其動(dòng)作電

21、流值按躲過(guò)線(xiàn)路最大負(fù)荷電流整定。并且考慮到線(xiàn)路最大負(fù)荷電流通過(guò)保護(hù)裝置可能引起的誤動(dòng)作，還要求其返回電流也要大于線(xiàn)路最大負(fù)荷電流。帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)以時(shí)限來(lái)保證動(dòng)作的選擇性。因啟動(dòng)電流相對(duì)較小，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，它不僅能保護(hù)本條線(xiàn)路全長(zhǎng)，而且也能保護(hù)相鄰下一級(jí)線(xiàn)路的全部。既可作近后備保護(hù)，也可作遠(yuǎn)后備保護(hù)。1. 定時(shí)限過(guò)流保護(hù) 所謂定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置，就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限是一定(ydng)的，不隨通過(guò)保護(hù)裝置電流大小的變化而變化。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)是電流保5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)5.3.3 帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 第22頁(yè)/共63頁(yè)第二十二頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(

22、goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)護(hù)的第段，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)流保護(hù)。其啟動(dòng)以后的動(dòng)作時(shí)限是固定的，不隨通過(guò)電流的大小而變。 圖5.9所示為單側(cè)電源電網(wǎng)中過(guò)流保護(hù)的配置。圖中，TA1、TA2、TA3假定全為過(guò)流保護(hù)，分別安置在線(xiàn)路(xinl)WL1、WL2和WL3的電源側(cè)。若在線(xiàn)路(xinl)WL3上k-3點(diǎn)發(fā)生短路，短路電流將由電源經(jīng)過(guò)線(xiàn)路(xinl)WLl、WL2、WL3流至k-3點(diǎn)。短路電流大于各級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流時(shí)，三套保護(hù)裝置將同時(shí)啟動(dòng)。但是根據(jù)保護(hù)裝置選擇性的要求，應(yīng)該由距k-3故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置KA3動(dòng)作，使斷路器QF3跳閘，切除故障。而保護(hù)裝置KA1、KA2則應(yīng)在故障切除后立即返回。所第

23、23頁(yè)/共63頁(yè)第二十三頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)以要求各保護(hù)裝置整定時(shí)限不同，越靠近電源側(cè)時(shí)限越長(zhǎng)，即： （5-9） （5-10） （5-11） 圖5.9表明：定時(shí)限過(guò)流保護(hù)之間動(dòng)作時(shí)限的配合曲線(xiàn)為階梯形狀。從線(xiàn)路未端到電源側(cè)逐級(jí)增加，越靠近電源，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)。各段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限固定，與通過(guò)電流的大小無(wú)關(guān)。 定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作電流值，是按其返回電流躲開(kāi)通過(guò)最大負(fù)荷電流整定的，即： （5-12） （5-13）式中： 過(guò)電流保護(hù)的可靠(kko)系數(shù)。123ttt23ttt1232ttttt 1.maxrelII1.maxrerellIKIrel

24、K第24頁(yè)/共63頁(yè)第二十四頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù) 因動(dòng)作電流與返回電流之間的關(guān)系是： （5-14）式中：Ire電流繼電器的返回電流； Iop電流繼電器的啟動(dòng)電流； Kre電流繼電器的返回系數(shù)。 所以，過(guò)電流保護(hù)的一次動(dòng)作電流值為： （5-15） 過(guò)電流保護(hù)的二次動(dòng)作電流整定值為： （5-16） 過(guò)電流保護(hù)按其保護(hù)范圍末端最小短路電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。如圖5.9所示，當(dāng)WL1線(xiàn)路首端的過(guò)流保護(hù)KA1作為近后備保護(hù)時(shí)，選擇(xunz)末端k-1點(diǎn)短路作為校驗(yàn)點(diǎn)，其近后備保護(hù)靈敏系數(shù)為：rereopIK I11.maxrereloplrereIKIIKK2.

25、maxreljoplreiKKIIK K(2)1.min11.3ksopISI第25頁(yè)/共63頁(yè)第二十五頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)式中： 本線(xiàn)路末端發(fā)生短路時(shí)的最小兩相短路電流的穩(wěn)態(tài)值； 近后備保護(hù)(boh)靈敏系數(shù)。注：后備保護(hù)(boh)的作用和特點(diǎn)是什么？（1）后備保護(hù)(boh)有近后備和遠(yuǎn)后備兩種構(gòu)成方式。（2）遠(yuǎn)后備在每個(gè)被保護(hù)(boh)元件配置的一套保護(hù)(boh)中有分別起主保護(hù)、后備保護(hù)(boh)作用的兩部分。作為后備保護(hù)(boh)的部分既可作為該元件主保護(hù)(boh)拒動(dòng)的后備，更主要是作為相鄰下一元件的斷路器或保護(hù)(boh)拒動(dòng)的后備。（3）

26、近后備在每個(gè)被保護(hù)(boh)元件上都裝設(shè)分別起主保護(hù)(boh)和后備保護(hù)作用的兩套獨(dú)立保護(hù)(boh)，近后備作用實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)為：首先是“就近”實(shí)現(xiàn)，不依靠相鄰上一元件處的保護(hù)(boh)；其次是主保護(hù)(boh)拒動(dòng)，由本處的后備保護(hù)(boh)起作用。斷路器拒動(dòng)則由本站裝設(shè)的斷路器失靈保護(hù)(boh)(2)1.minkIsS第26頁(yè)/共63頁(yè)第二十六頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)（屬近后備）動(dòng)作切除連接在該段母線(xiàn)上的其它斷路器。（4）遠(yuǎn)后備保護(hù)的功能比較完善，它對(duì)相鄰元件的保護(hù)裝置、斷路器、二次回路(hul)和直流電源故障引起的拒動(dòng)都能起到后備作用，同時(shí)比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)

27、，宜優(yōu)先采用。一般只有當(dāng)遠(yuǎn)后備保護(hù)不能滿(mǎn)足靈敏度要求時(shí)，才考慮采用近后備方式。 當(dāng)過(guò)流保護(hù)KA1作為線(xiàn)路WL2遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，選擇k-2點(diǎn)短路作為校驗(yàn)點(diǎn)，其近后備保護(hù)靈敏系數(shù)為： （5-18）式中： 流經(jīng)保護(hù)安裝處的相鄰下一段線(xiàn)路末端短路時(shí)的最小兩相短路電流穩(wěn)態(tài)值。(2)1.min11.2ksopISI(2)1.minkI第27頁(yè)/共63頁(yè)第二十七頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)2. 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理(yunl)，如圖5-10所示。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與線(xiàn)路通過(guò)電流的大小成反比，當(dāng)通過(guò)的故障電流越大時(shí)動(dòng)作時(shí)限越小。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)可

28、以由傳統(tǒng)的GL系列感應(yīng)型過(guò)電流繼電器構(gòu)成，也可以由LL系列半導(dǎo)體器件的反時(shí)限過(guò)流繼電器，JGL系列集成電路反時(shí)限過(guò)流繼電器構(gòu)成。第28頁(yè)/共63頁(yè)第二十八頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 圖中KA(KA1、KA2)為反時(shí)限過(guò)電流繼電器。正常時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)打開(kāi)。當(dāng)一次回路相間短路時(shí)，KA按反時(shí)限特性動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)；斷路器的交流脫扣器OR (OR1、OR2)被串入電流互感器二次回路，因分流而跳閘(tio zh)。 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限隨電流大小變化的情況可用反時(shí)限動(dòng)作特性曲線(xiàn)表達(dá)出，如圖5.11所示。 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)

29、限特性曲線(xiàn)實(shí)際上有許多條，是曲線(xiàn)束。當(dāng)按不同的時(shí)間檔次選擇t時(shí)，實(shí)際上是在選擇曲線(xiàn)束中的某一束。比如，在10倍動(dòng)作電流的條件下把保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間整定為t1，那么第29頁(yè)/共63頁(yè)第二十九頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)動(dòng)作特性曲線(xiàn)1將被選中；動(dòng)作時(shí)間調(diào)整為t2時(shí)，動(dòng)作特性曲線(xiàn)2被選中。 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)之間的時(shí)限配合，從選擇性的角度仍然要滿(mǎn)足由負(fù)載端到電源端按t逐級(jí)增大的原則。因反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與電流大小(dxio)有關(guān)，在給定的電流范圍內(nèi)，上下級(jí)保護(hù)間的時(shí)限配合均要滿(mǎn)足選擇性的要求才行；所以時(shí)限配合實(shí)際上是動(dòng)作曲線(xiàn)之間的配合。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作曲線(xiàn)

30、是按照10倍動(dòng)作電流時(shí)間來(lái)整定的。 圖5.12所示的線(xiàn)路中，假定線(xiàn)路WL1和WL2分別裝設(shè)有反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)KA1、KA2，并且最后一級(jí)線(xiàn)路的反時(shí)限電流保護(hù)KA2的10倍動(dòng)作電流時(shí)間已經(jīng)整定為t2，如圖5.11。KA2的動(dòng)作時(shí)限特性第30頁(yè)/共63頁(yè)第三十頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)因此被定為曲線(xiàn)2。KA1的動(dòng)作特性曲線(xiàn)，需要通過(guò)整定10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間t1而得到。步驟如下： 設(shè)置(shzh)WL2首端短路點(diǎn)K-2，計(jì)算出K2點(diǎn)短路的電流值IK2。 計(jì)算出K2點(diǎn)短路時(shí)KA2的動(dòng)作電流倍數(shù)n2= IK2/Iop2。 在圖5.11中，KA2的曲線(xiàn)上確定出K

31、-2點(diǎn)短路時(shí)KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間t2。 計(jì)算K-2點(diǎn)短路KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間t1 = t2 +t，t可取0.7s。 計(jì)算K-2點(diǎn)短路時(shí)KA1的動(dòng)作電流倍數(shù)n1= IK2/Iop1。 在圖5.11中，由和n1的交匯點(diǎn)確定出KA1的動(dòng)作曲線(xiàn)(即動(dòng)作特性曲線(xiàn)1)。 在圖5.11中，動(dòng)作特性曲線(xiàn)1上找出KA1 的10倍動(dòng)作電流時(shí)間t1。 最后把保護(hù)KA1反時(shí)限繼電器上的10倍動(dòng)作電流時(shí)間整定為t1。第31頁(yè)/共63頁(yè)第三十一頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù) 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作(dngzu)電流仍可按(5-15)、(5-16)式原則整定，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的一次動(dòng)作(

32、dngzu)電流值為： （5-19）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的二次動(dòng)作(dngzu)電流整定值為： （5-20）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)按(5-17)、(5-18)式計(jì)算。11.maxrereloplrereIKIIKK2.maxreljoplreiKKIIK K第32頁(yè)/共63頁(yè)第三十二頁(yè)，共64頁(yè)。1. 三段式電流保護(hù)組成 上面介紹的不帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)分別是供配電線(xiàn)路的第段、第段、第段保護(hù)，合在一塊構(gòu)成一套完整保護(hù)稱(chēng)為(chn wi)三段式電流保護(hù)。 如圖5.13所示，第1、段電流保護(hù)合起來(lái)構(gòu)成線(xiàn)路的主保護(hù)。第段電流保護(hù)的保護(hù)范圍為本線(xiàn)路段中前端一部分，動(dòng)作

33、時(shí)限為保護(hù)裝置無(wú)延時(shí)的固有動(dòng)作時(shí)間。第二段電流保護(hù)的保護(hù)范圍為本 5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)5.3.4 三段式電流保護(hù)第33頁(yè)/共63頁(yè)第三十三頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路段后端的死區(qū)，其動(dòng)作范圍一直延伸到下一段線(xiàn)路中，動(dòng)作時(shí)限為本線(xiàn)路段第段電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限再加t。第段電流保護(hù)作為本線(xiàn)路段主保護(hù)的近后備保護(hù)和下一段線(xiàn)路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。其保護(hù)范圍為本線(xiàn)路段和下一段線(xiàn)路的全部。其動(dòng)作時(shí)限按照階梯原則與下一段定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)配合。 三段式電流保護(hù)雖然很完整，但也應(yīng)根據(jù)具體的情況靈活設(shè)置。有些情況下可只裝設(shè)第I、段電流保護(hù)或只需裝設(shè)第、段電

34、流保護(hù)。 2. 三段式電流保護(hù)裝置的展開(kāi)式原理圖 展開(kāi)式原理圖屬于電力系統(tǒng)的二次接線(xiàn)圖，它將二次接線(xiàn)中的每個(gè)電流流通的回路劃分開(kāi)來(lái)。各個(gè)回路一行一行的由上到下排列(pili)，回路中的元件一般沿電流通過(guò)的方向按先后動(dòng)作順序從左向右排列(pili)。各回路中屬于同一元件的要采用相同的文字符號(hào)。第34頁(yè)/共63頁(yè)第三十四頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù) 圖5.14為傳統(tǒng)電磁式繼電器構(gòu)成的三段式電流保護(hù)的展開(kāi)式原理圖，包括交流電流回路、直流保護(hù)回路、信號(hào)回路三個(gè)部分。 交流電流回路是電流互感器的二次部分，a、b相分別接有六個(gè)繼電器線(xiàn)圈，它們兩兩成對(duì)構(gòu)成三個(gè)保護(hù)的電流測(cè)

35、量(cling)回路。 直流保護(hù)回路中有三段式電流保護(hù)的啟動(dòng)回路、延時(shí)回路和KM中間繼電器啟動(dòng)的跳閘出口回路。 信號(hào)回路有三段式電流保護(hù)信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)，當(dāng)它們閉合后向中央信號(hào)裝置發(fā)事故信號(hào)。信號(hào)繼電器的觸點(diǎn)是手動(dòng)復(fù)歸的。第35頁(yè)/共63頁(yè)第三十五頁(yè)，共64頁(yè)。 在經(jīng)常過(guò)負(fù)荷的電纜或電纜與架空線(xiàn)混合的3KV66KV線(xiàn)路上，可以裝設(shè)(zhun sh)線(xiàn)路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷是對(duì)稱(chēng)性的，因此只在一相設(shè)置線(xiàn)路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)即可。過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)也可動(dòng)作于跳閘，動(dòng)作時(shí)間取1015s。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流值應(yīng)按躲過(guò)線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流整定，過(guò)負(fù)荷保護(hù)的二次動(dòng)作電流 的整定值為： （5-

36、21）式中：Ki電流互感器變比。 Ilmax 最大負(fù)荷電流。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)5.3.5 供配電線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷保護(hù) ol2opI（）ol2.max1.2 1.3opliIIK（ ）第36頁(yè)/共63頁(yè)第三十六頁(yè)，共64頁(yè)。 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時(shí)，不構(gòu)成短路，接地電流很小；并且三相線(xiàn)電壓的對(duì)稱(chēng)性也沒(méi)有遭受破壞，三相負(fù)荷供電不受影響，電力用戶(hù)可以繼續(xù)運(yùn)行2個(gè)小時(shí)。 但是此系統(tǒng)單相接地后，非故障相對(duì)地電壓將升高倍，為了避免非故障相絕緣薄弱而損壞，進(jìn)一步造成接地短路事故，保護(hù)應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便值班運(yùn)行人員采取措施，及時(shí)消除故障。對(duì)人身和設(shè)備的安全造成危險(xiǎn)時(shí)

37、，應(yīng)有(yn yu)選擇性地動(dòng)作于跳閘。1. 絕緣監(jiān)視裝置 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序電壓分量，利用它可構(gòu)成無(wú)選擇性的電壓型接地保護(hù)，即絕緣監(jiān)視5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)5.3.6 供配電線(xiàn)路單相接地保護(hù) 第37頁(yè)/共63頁(yè)第三十七頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)裝置。 絕緣監(jiān)視裝置可采用一只三相五柱式三繞組電壓互感器或三只單相三繞組電壓互感器構(gòu)成。電壓互感器接成開(kāi)口三角形的二次繞組，構(gòu)成了零序電壓過(guò)濾器，開(kāi)口端接有一只過(guò)電壓繼電器。 當(dāng)系統(tǒng)中任一線(xiàn)路發(fā)生單相接地時(shí)，都將在開(kāi)口三角形的開(kāi)口處出現(xiàn)(chxin

38、)100V左右的零序電壓，使繼電器動(dòng)作，發(fā)出燈光與音響的報(bào)警信號(hào)。不過(guò)，絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出的是無(wú)選擇性信號(hào)。為了要找出故障線(xiàn)路，值班人員可以依次斷開(kāi)各條線(xiàn)路；當(dāng)斷開(kāi)某條線(xiàn)路零序電壓消失，說(shuō)明該線(xiàn)路即是故障線(xiàn)路。第38頁(yè)/共63頁(yè)第三十八頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)2. 零序電流保護(hù) 單相接地時(shí)會(huì)產(chǎn)生零序電流分量，并且故障線(xiàn)路零序電流與非故障線(xiàn)路零序電流的大小方向各不相同，借此可以區(qū)分出故障線(xiàn)路和非故障線(xiàn)路，構(gòu)成有選擇性的零序電流保護(hù)(或零序功率方向保護(hù))，根據(jù)需要發(fā)信號(hào)或動(dòng)作(dngzu)于跳閘。 電纜引出線(xiàn)路(包括電纜線(xiàn)路和電纜改架空線(xiàn)路)可以采用零序電流

39、互感器構(gòu)成零序電流保護(hù)接線(xiàn)，如圖5.15(a)；架空線(xiàn)路引出則要采用三只相同的電流互感器同極性并聯(lián)構(gòu)成，如圖5.15(b)。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，由母線(xiàn)向非故障線(xiàn) 第39頁(yè)/共63頁(yè)第三十九頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù)路流過(guò)本線(xiàn)路的電容性零序電流，由故障線(xiàn)路向母線(xiàn)流回所有非故障線(xiàn)路的電容性零序電流之和，一般數(shù)值較大。因此，零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲開(kāi)非故障線(xiàn)路上的電容性零序電流進(jìn)行整定。 在安裝零序電流互感器的電纜引出線(xiàn)路上，其二次動(dòng)作電流整定為： （5-22）式中： 零序電流保護(hù)(boh)的可靠系數(shù)，不帶時(shí)限動(dòng)作取45，帶時(shí)限動(dòng)作取1.52。

40、 Ki電流互感器變比。 3倍本線(xiàn)路每相的正常對(duì)地電容電流(單相接地時(shí)，非故障線(xiàn)路的電容性零序電流為正常時(shí)本線(xiàn)路每相對(duì)地電容電流的三倍)。 Ico很難通過(guò)接地電容來(lái)精確計(jì)算，實(shí)際應(yīng)用中使用經(jīng)驗(yàn)公式：00203relopCikIIK（ ）（ ）0relk（ ）03CI第40頁(yè)/共63頁(yè)第四十頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓高壓(goy)線(xiàn)路繼電保護(hù)線(xiàn)路繼電保護(hù) （5-23）式中：UN系統(tǒng)額定電壓，kV。 L(oh)架空線(xiàn)路的長(zhǎng)度，km。 L(cab)電纜線(xiàn)路的長(zhǎng)度，km。 采用零序電流濾過(guò)器的架空線(xiàn)路，其零序保護(hù)的動(dòng)作電流為： （5-24）式中： Iuc2濾過(guò)器二次側(cè)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流，A。 零序電

41、流保護(hù)靈敏度校驗(yàn)公式： （5-25）式中： 單相接地時(shí)，所有非故障線(xiàn)路三倍每相的正常對(duì)地電容電流之和，A。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，如果出線(xiàn)回路(hul)少，故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路零序電流差別較小，零序電流保護(hù)可能不滿(mǎn)足靈敏度的要求，這0353350NohcabCULLI（）（）（）000223CopreluciIIkIK（ ）（ ）（）00023/1.251.5CisopIkSI（ ）（ ）03CI第41頁(yè)/共63頁(yè)第四十一頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)時(shí)可采用判斷故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路首端零序電流流向的零序功率方向保護(hù)。 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)，如果接

42、地電流較大，會(huì)在接地點(diǎn)形成間歇性放電電弧，引起35倍于相電壓的或更高的弧光過(guò)電壓。過(guò)電壓使系統(tǒng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)擊穿，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)都有很大的危害(wihi)。 因此3kV10kV鐵塔或鋼筋混凝土桿的架空線(xiàn)路構(gòu)成系統(tǒng)，所有35kV、66kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流超過(guò)10A；3kV10kV電纜線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)，單相接地故障電容電流超過(guò)30A時(shí)，其電源中性點(diǎn)應(yīng)采取經(jīng)消弧繞組接地方式。 消弧線(xiàn)圈相當(dāng)于一個(gè)電感線(xiàn)圈，接在電源中心點(diǎn)與大地之間。系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，提供一感性電流，補(bǔ)償接地電容電流，第42頁(yè)/共63頁(yè)第四十二頁(yè)，共64頁(yè)。5.3 高壓線(xiàn)路高壓線(xiàn)路(xinl)繼電保護(hù)繼電保護(hù)使接地電流

43、減小。通常消弧線(xiàn)圈采取過(guò)補(bǔ)償?shù)姆绞竭\(yùn)行，即補(bǔ)償?shù)浇拥攸c(diǎn)的殘余接地電流是感性的。由于(yuy)是過(guò)補(bǔ)償，當(dāng)線(xiàn)路單相接地時(shí)，零序功率方向保護(hù)無(wú)法選擇故障線(xiàn)路；并且補(bǔ)償后的接地殘余電流不大，采用零序電流保護(hù)很難滿(mǎn)足靈敏性要求。因此在這類(lèi)系統(tǒng)中，需要采用其他方式構(gòu)成接地保護(hù)。第43頁(yè)/共63頁(yè)第四十三頁(yè)，共64頁(yè)。 電力變壓器作為用電負(fù)荷的電源在供配電系統(tǒng)中大量使用，其安全運(yùn)行關(guān)系到供配電系統(tǒng)工作的可靠性。必須根據(jù)(gnj)其容量的大小和重要程度，設(shè)置性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)裝置，確保變壓器的正常運(yùn)行。 變壓器故障分內(nèi)部故障和外部故障兩種。常見(jiàn)內(nèi)部故障包括：線(xiàn)圈的相間短路、匝間或?qū)娱g短路、單相接地短路

44、以及燒壞鐵芯等。這些故障都伴隨有電弧產(chǎn)生，電弧將會(huì)引起絕緣油的劇烈氣化，從而可能導(dǎo)致油箱爆炸等更嚴(yán)重的事故。常見(jiàn)的外部故障包括：套管及引出線(xiàn)上的短路和接地。最容易發(fā)生的外部故障是由于絕緣套管損壞而引起引出線(xiàn)的相間短路和碰5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.1 概述第44頁(yè)/共63頁(yè)第四十四頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)殼后的接地短路。變壓器常見(jiàn)的不正常工作狀態(tài)是：過(guò)負(fù)荷、溫升過(guò)高以及油面下降超過(guò)了允許程度等。變壓器的過(guò)負(fù)荷和溫度的升高將使絕緣材料迅速(xn s)老化，絕緣強(qiáng)度降低，除影響變壓器的使用壽命外，還會(huì)進(jìn)一步引起其它故障。 根據(jù)繼電保

45、護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程 GB/T 142852006的規(guī)定，對(duì)升壓、降壓、聯(lián)絡(luò)變壓器，以上變壓器的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 第45頁(yè)/共63頁(yè)第四十五頁(yè)，共64頁(yè)。 變壓器電流速斷保護(hù)的構(gòu)成原理(yunl)與線(xiàn)路的電流速斷保護(hù)大同小異，保護(hù)動(dòng)作電流的整定原理(yunl)如圖5.16所示。 變壓器電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器負(fù)荷側(cè)母線(xiàn)K-2點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)電源側(cè)保護(hù)的最大短路電流計(jì)算，即： （5-26） （5-27）5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.2 電力變壓器電流速斷保護(hù)(312 maxoprelkIK I）(322 maxreljopkiKKIIK

46、）第46頁(yè)/共63頁(yè)第四十六頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)式中：Iop1變壓器電流(dinli)速斷保護(hù)一次整定電流(dinli)； Krel變壓器電流(dinli)速斷保護(hù)可靠系數(shù)，采用DL型電磁電流(dinli)繼電器時(shí)，取1.31.4； 最大運(yùn)行方式下，變壓器負(fù)荷側(cè)母線(xiàn)K-2點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)電源側(cè)短路電流(dinli)周期分量有效值； Iop2變壓器電流(dinli)速斷保護(hù)的二次整定電流(dinli)； Kj接線(xiàn)系數(shù)； Ki電流(dinli)互感器變比。 變壓器電流(dinli)速斷保護(hù)動(dòng)作電流(dinli)的整定，還要躲過(guò)變壓器空載投入或突然恢復(fù)電壓時(shí)出

47、現(xiàn)的勵(lì)磁涌流。 變壓器電流(dinli)速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)按保護(hù)安裝處(K-1點(diǎn))最小運(yùn)行方式下兩相短路電流(dinli) 校驗(yàn)，即： （5-28）(32 maxkI）(21 minkI）(21 min11.5kpopISI）第47頁(yè)/共63頁(yè)第四十七頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù) 變壓器的電流速斷保護(hù)也有“死區(qū)”，因此不能單獨(dú)作為主保護(hù)使用，還需與別的保護(hù)相配合。 電流速斷保護(hù)的不足之處是保護(hù)范圍受到限制，一般只能保護(hù)到變壓器電源側(cè)的部分線(xiàn)圈。因此，電流速斷保護(hù)必須和瓦斯保護(hù)以及過(guò)電流保護(hù)互相配合，才能可靠的對(duì)中小容量的變壓器起到保護(hù)作用。變壓器在空載投入或突

48、然恢復(fù)電壓時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)沖擊性的勵(lì)磁電流，為了避免(bmin)電流速斷保護(hù)誤動(dòng)作，可在速斷電流整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢查速斷保護(hù)是否誤動(dòng)作。 第48頁(yè)/共63頁(yè)第四十八頁(yè)，共64頁(yè)。 過(guò)電流保護(hù)作為變壓器相間短路的后備保護(hù)使用，既可以是變壓器主保護(hù)的后備，又可以是相鄰母線(xiàn)(mxin)或線(xiàn)路的后備。變壓器過(guò)電流保護(hù)的構(gòu)成原理與線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)相同。其動(dòng)作電流按躲開(kāi)變壓器最大負(fù)荷電流整定，即： （5-29）式中：Iop1過(guò)電流保護(hù)的一次動(dòng)作電流值。 Krel過(guò)電流保護(hù)的可靠系數(shù)。 Kre電流繼電器的返回系數(shù)。 ITmax變壓器的最大負(fù)荷電流。變壓器過(guò)電流保護(hù)的二次動(dòng)作電流整定值為： （5-

49、30） 5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.3 電力變壓器過(guò)電流保護(hù)1.maxrelopTreKIIK2.maxreljopTreiKKIIK K第49頁(yè)/共63頁(yè)第四十九頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù) 確定變壓器的最大負(fù)荷電流時(shí)要考慮(kol)到：對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，切除一臺(tái)變壓器后的負(fù)荷電流大小；以及對(duì)降壓變壓器應(yīng)考慮(kol)負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流。ITmax可取1.53倍的變壓器一次額定電流。 變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限和線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)相同，仍然按階梯原則整定。 變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗(yàn)公式為： （5-31）式中： 保護(hù)

50、范圍末端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝處的最小兩相短路電流的穩(wěn)態(tài)值。 Sp變壓器過(guò)電流靈敏系數(shù)，近后備保護(hù)取1.3，遠(yuǎn)后備保護(hù)取1.2。 如變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不滿(mǎn)足要求，可采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)等。 (2).min1kpopISI(2).minkI第50頁(yè)/共63頁(yè)第五十頁(yè)，共64頁(yè)。 變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)的組成、工作原理與線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷保護(hù)的組成、工作原理完全相同，動(dòng)作電流整定計(jì)算公式與線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷保護(hù)基本相同，只是(zhsh)式中的應(yīng)為變壓器一次側(cè)的額定電流。動(dòng)作時(shí)間取1015s。運(yùn)行中的變壓器發(fā)出過(guò)負(fù)荷信號(hào)時(shí)，當(dāng)班人員應(yīng)檢查變壓器各側(cè)電流是否超過(guò)規(guī)定值，并即時(shí)報(bào)告，然后檢查變壓器的油溫、油位

51、是否正常，同時(shí)將冷卻器全部投入運(yùn)行，及時(shí)掌握過(guò)負(fù)荷情況，并按規(guī)定巡視檢查。 5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.4 電力變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)第51頁(yè)/共63頁(yè)第五十一頁(yè)，共64頁(yè)。 電力變壓器的瓦斯保護(hù)屬于非電參數(shù)保護(hù)，其主要元件是安裝在油箱與油枕之間聯(lián)通管道上的瓦斯繼電器(氣體繼電器)，如圖5.17所示。 瓦斯保護(hù)可以對(duì)油浸式變壓器內(nèi)部(nib)的如：變壓器的匝間、層間短路，鐵芯故障，套管內(nèi)部(nib)故障，油面下降等故障提供保護(hù)。當(dāng)油浸式變壓器的油箱內(nèi)部(nib)發(fā)生故障時(shí)，電弧燒灼變壓器油或者絕緣材料，分解并產(chǎn)生大量的氣體，故障越嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多。5.4 電力電力(d

52、inl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.5 電力變壓器瓦斯保護(hù)第52頁(yè)/共63頁(yè)第五十二頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù) 瓦斯保護(hù)分為輕瓦斯和重瓦斯兩種。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，少量氣體慢慢上升，進(jìn)入瓦斯繼電器內(nèi)部，匯集于頂部。氣體慢慢增多，不斷降低繼電器內(nèi)部的油面，最終使輕瓦斯動(dòng)作。輕瓦斯動(dòng)作后發(fā)出燈光(dnggung)和音響的預(yù)告信號(hào)。 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生的大量氣體，帶動(dòng)油流迅猛地通過(guò)聯(lián)通管道，使重瓦斯動(dòng)作。重瓦斯動(dòng)作于跳閘，同時(shí)發(fā)出燈光(dnggung)和音響的事故信號(hào)。 瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它只能反映油箱內(nèi)部故障

53、，不能保護(hù)油箱的外部電路，因此，瓦斯保護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)使用。 第53頁(yè)/共63頁(yè)第五十三頁(yè)，共64頁(yè)。 變壓器的差動(dòng)保護(hù)，主要是用來(lái)保護(hù)變壓器線(xiàn)圈及其引出線(xiàn)和絕緣套管的相間保護(hù)，還可以保護(hù)變壓器的匝間短路(dunl)。保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。 10000kVA及以上的單獨(dú)運(yùn)行的變壓器和6300kVA及以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；6300kVA及以下單獨(dú)運(yùn)行的重要變壓器，也可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)速斷保護(hù)靈敏度不滿(mǎn)足要求時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)利用故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流來(lái)動(dòng)作，保護(hù)靈敏度很高，而且動(dòng)作迅速。它與瓦斯保護(hù)都是變壓器的主保護(hù)。在工

54、廠(chǎng)企業(yè)的35kV的變電所常使用，10kV變電所一般不用。 5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)5.4.6 電力變壓器差動(dòng)保護(hù)第54頁(yè)/共63頁(yè)第五十四頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù) 差動(dòng)保護(hù)分為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)比較被保護(hù)元件兩端的電流幅值與相位，用于單回路；橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)比較兩個(gè)平行回路的電流幅值與方向。變壓器差動(dòng)保護(hù)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，用于保護(hù)變壓器的內(nèi)部(nib)、套管及引出線(xiàn)的各種短路，是大容量或重要變壓器的主保護(hù)。變壓器差動(dòng)保護(hù)的原理接線(xiàn)如圖5.18所示。1. 變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作原理 在變壓器正常工作和保護(hù)區(qū)外部K-1點(diǎn)短路

55、時(shí)，流入差動(dòng)繼電器KD的是變壓器一、二次側(cè)電流互感器二次電流的差值IKD=I1-I2。因I1與I2差別很小，所以差動(dòng)繼電器KD不動(dòng)作。當(dāng)保護(hù)區(qū)外部K-2點(diǎn)短路時(shí)，進(jìn)入差動(dòng)繼電器KD的電流IKD=I1，超過(guò)保護(hù)的動(dòng)作電流值Iop(d)，KD瞬時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。 第55頁(yè)/共63頁(yè)第五十五頁(yè)，共64頁(yè)。5.4 電力電力(dinl)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)2. 變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生與減少 1) 建筑物內(nèi)部變電所常采用(ciyng)Yd11型連接組別的變壓器，繞組兩側(cè)電流有30的相位差。如果兩側(cè)電流互感器采用(ciyng)相同接線(xiàn)，即使調(diào)整變比讓互感器二次電流相等，差動(dòng)回路的不平衡電流仍可達(dá)到互感器二次電流的0.518倍。為了減小Yd11型連接組別變壓器差動(dòng)回路的不平衡電流，將變壓器星形接線(xiàn)一側(cè)的電流互感器接成三角形連接，三角形接線(xiàn)側(cè)的電流互感器接成星形連接，這樣可以使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流相位一致。 2）差動(dòng)保護(hù)電流互感器變比