繼電保護(hù)知識(shí)培訓(xùn)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)知識(shí)培訓(xùn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用一一四四三三二二繼電保護(hù)的基本原理與組成繼電保護(hù)的基本原理與組成變壓器繼電保護(hù)變壓器繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程主要內(nèi)容一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)的定義定義一：定義一： 由生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)。由生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)。 例如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、配電線路例如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、配電線路等，或者簡(jiǎn)單說由等，或者簡(jiǎn)單說由發(fā)、變、輸、配、用發(fā)、變、輸、配、用所組成的系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)。叫電力系統(tǒng)。定義二：定義二： 把一次設(shè)備

2、和二次設(shè)備統(tǒng)一叫做電力系統(tǒng)。把一次設(shè)備和二次設(shè)備統(tǒng)一叫做電力系統(tǒng)。一次設(shè)備：直接生產(chǎn)電能和輸送電能的設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、一次設(shè)備：直接生產(chǎn)電能和輸送電能的設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、斷路器、電抗器、電流互感器、變壓器、母線、輸電線路、斷路器、電抗器、電流互感器、電壓互感器等。電壓互感器等。二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、信息二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、信息處理及保護(hù)的設(shè)備，例如儀表、繼電器、自動(dòng)裝置、控制設(shè)處理及保護(hù)的設(shè)備，例如儀表、繼電器、自動(dòng)裝置、控制設(shè)備、通信及控制電纜等。備、通信及控制電纜等。電力系統(tǒng)的核心問題由于電力系統(tǒng)故障的后果是十分

3、嚴(yán)重的，由于電力系統(tǒng)故障的后果是十分嚴(yán)重的，它可能直接造成設(shè)備損壞，人身傷亡和它可能直接造成設(shè)備損壞，人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而直接破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而直接或間接地給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)難以估計(jì)的巨或間接地給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)難以估計(jì)的巨大損失，因此電力系統(tǒng)最為關(guān)注的是：大損失，因此電力系統(tǒng)最為關(guān)注的是： 安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。安全穩(wěn)定電力系統(tǒng)的三大工況不正常運(yùn)行狀態(tài)：小接地電流系統(tǒng)的單相接地、過負(fù)荷、變壓器過熱、系統(tǒng)振蕩、電壓升高、頻率降低等。電力系統(tǒng)的故障：三相短路f(3)、兩相短路f(2) 、單相短路接地f(1)、兩相短路接地f(1,1)、斷線、變壓器繞組匝間短

4、路、復(fù)合故障等。電力系統(tǒng)的三種工況工況二工況一正常運(yùn)行狀態(tài)工況三不正常運(yùn)行狀態(tài)故障狀態(tài)發(fā)生故障可能引起的后果 1、故障點(diǎn)通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備燒壞； 2、系統(tǒng)中設(shè)備，在通過短路電流時(shí)所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力使設(shè)備縮短使用壽命； 3、因電壓降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量；破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。 事事故故事故：事故：指系統(tǒng)的全部或部分的正常運(yùn)行遭到破指系統(tǒng)的全部或部分的正常運(yùn)行遭到破壞，以致造成對(duì)用戶的停止送電、少送電、電壞，以致造成對(duì)用戶的停止送電、少送電、電能質(zhì)量變壞到不能容許的程度，甚至毀壞設(shè)備能質(zhì)量變壞到不能容許的程度，甚至毀壞設(shè)

5、備等等。等等。 繼電保護(hù)裝置及其任務(wù) 繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置：就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生 故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。 返回 基本基本任務(wù)任務(wù)： 1. 1.發(fā)生發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元元 件件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)運(yùn) 行行。 2. 2.對(duì)對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求要求 保保 護(hù)護(hù)經(jīng)過一定的延時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無(wú)經(jīng)經(jīng)過一定的延時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無(wú)經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)

6、出信號(hào)（減負(fù)荷或跳閘常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)（減負(fù)荷或跳閘），）， 且且能與自動(dòng)重合閘相配合。能與自動(dòng)重合閘相配合。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用一一四四三三二二繼電保護(hù)的基本原理與組成繼電保護(hù)的基本原理與組成變壓器繼電保護(hù)變壓器繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程主要內(nèi)容 二、繼電保護(hù)的基本原理與組成 繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。 1、利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別。 2、利用內(nèi)部故障和外部故障時(shí)被保護(hù)元件兩側(cè)電流相位（或功率方向）的差別。 3、對(duì)稱分量

7、是否出現(xiàn)。 4、反應(yīng)非電氣量的保護(hù)。 繼電保護(hù)的基本原理1、利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別 發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測(cè)量阻抗等的變化可發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測(cè)量阻抗等的變化可以構(gòu)成如下保護(hù)。以構(gòu)成如下保護(hù)。 （1 1）電流保護(hù)：反映電流的增大而動(dòng)作。）電流保護(hù)：反映電流的增大而動(dòng)作。 （2 2）低電壓保護(hù)：反應(yīng)于電壓的降低而動(dòng)作。）低電壓保護(hù)：反應(yīng)于電壓的降低而動(dòng)作。 （3 3）距離保護(hù)：反應(yīng)于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地之間的距離（或測(cè)）距離保護(hù)：反應(yīng)于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地之間的距離（或測(cè)量阻抗的減?。┒鴦?dòng)作。量阻抗的減?。┒鴦?dòng)作。ZdA12BIdCUd=0d(3)圖11單側(cè)電源線路 2、利用

8、內(nèi)部故障和外部故障時(shí)被保護(hù)元件兩側(cè)電流相位的差別。 規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路。規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路。 正常運(yùn)行和線路正常運(yùn)行和線路AB外部故障時(shí)，外部故障時(shí)，A-B兩兩側(cè)電流的大小相等相位相差側(cè)電流的大小相等相位相差180 。 當(dāng)線路當(dāng)線路AB內(nèi)部短路時(shí)，內(nèi)部短路時(shí)，A-B兩側(cè)電流一兩側(cè)電流一般大小相等、相位相等。般大小相等、相位相等。構(gòu)成各種差動(dòng)原構(gòu)成各種差動(dòng)原理的保護(hù)，如縱理的保護(hù)，如縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，相聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，相差高頻保護(hù)、方差高頻保護(hù)、方向高頻保護(hù)等。向高頻保護(hù)等。3、對(duì)稱分量是否出現(xiàn) 電氣元件在正常運(yùn)行（或發(fā)生對(duì)稱短路）時(shí)，負(fù)電氣元件在正常運(yùn)行（或發(fā)生對(duì)稱短路）時(shí)

9、，負(fù) 序分量和零序分量為零；序分量和零序分量為零； 在發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，一般負(fù)序和零序都較大。在發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，一般負(fù)序和零序都較大。 因此，根據(jù)這些分量的是否存在可以構(gòu)成零序保因此，根據(jù)這些分量的是否存在可以構(gòu)成零序保護(hù)和負(fù)序保護(hù)。此種保護(hù)裝置都具有良好的選擇性和護(hù)和負(fù)序保護(hù)。此種保護(hù)裝置都具有良好的選擇性和靈敏性。靈敏性。4、反應(yīng)非電氣量的保護(hù) 反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成瓦斯保護(hù)；成瓦斯保護(hù)； 反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高而構(gòu)成的過熱保反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高而構(gòu)成的過熱保護(hù)等。護(hù)等。 繼電保護(hù)一般由三個(gè)部分組成繼電保護(hù)一般由三個(gè)部

10、分組成: :測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。部分，其原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。測(cè)量部分邏輯部分執(zhí)行部分故障參數(shù)量輸出信號(hào)整定值圖13繼電保護(hù)裝置的原理結(jié)構(gòu)圖 測(cè)量被保護(hù)元件工作狀測(cè)量被保護(hù)元件工作狀態(tài)的物理量，并和已給態(tài)的物理量，并和已給的整定值進(jìn)行比較，從的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動(dòng)。動(dòng)。根據(jù)測(cè)量部分各根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小，輸出量的大小，性質(zhì)，出現(xiàn)的順性質(zhì)，出現(xiàn)的順序等，使保護(hù)裝序等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯置按一定的邏輯程序工作，最后程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。傳到執(zhí)行部分。根據(jù)邏輯部分送根據(jù)邏輯部分送的信號(hào)，最后

11、完的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如發(fā)負(fù)的任務(wù)。如發(fā)出信號(hào)，跳閘或出信號(hào)，跳閘或不動(dòng)作等。不動(dòng)作等。繼電保護(hù)的組成繼電保護(hù)的組成舉例說明舉例說明 正常狀態(tài)：正常狀態(tài)： 一次設(shè)備通過的電流為負(fù)載電流一次設(shè)備通過的電流為負(fù)載電流 KA流過的流過的二次電流小于動(dòng)作值二次電流小于動(dòng)作值 KA不動(dòng)作不動(dòng)作其接點(diǎn)不閉合其接點(diǎn)不閉合斷路器主、輔觸點(diǎn)保護(hù)不動(dòng)作保護(hù)不動(dòng)作 。電流繼電器時(shí)間繼電器電流互感器脫扣器中間繼電器跳閘線圈短路故障時(shí)：短路故障時(shí)：流過一次設(shè)備的電流激增流過一次設(shè)備的電流激增 返回 KA流過的二次電流流過的二次電流大于大于KA動(dòng)作值動(dòng)作值KA接點(diǎn)閉合，接點(diǎn)閉合， KT得電

12、得電KT觸點(diǎn)閉合觸點(diǎn)閉合KM線圈得電，其觸點(diǎn)閉合線圈得電，其觸點(diǎn)閉合QF的的YT線圈得電跳閘線圈得電跳閘切除故障。切除故障。 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求 1、選擇性 選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。d d3 3點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)6 6動(dòng)作，動(dòng)作，6QF6QF跳閘；跳閘； 若保護(hù)若保護(hù)6 6或或6QF6QF拒動(dòng)，拒動(dòng)， 5QF5QF跳閘；跳閘；d d2 2點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)5 5動(dòng)作，動(dòng)

13、作，5QF5QF跳閘；跳閘； 若保護(hù)若保護(hù)5 5或或5QF5QF拒動(dòng)，保護(hù)拒動(dòng)，保護(hù)1 1和保護(hù)和保護(hù)3 3動(dòng)作動(dòng)作于于1QF1QF、3QF3QF跳閘；跳閘；d d1 1點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)1 1和保護(hù)和保護(hù)2 2動(dòng)作，動(dòng)作，1QF1QF、2QF2QF跳閘；跳閘； 若保護(hù)若保護(hù)2 2或或2QF2QF拒動(dòng)，保護(hù)拒動(dòng)，保護(hù)3 3動(dòng)作于動(dòng)作于3QF3QF跳跳閘閘； 2、速動(dòng)性 速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障。 短路時(shí)快速切除故障，可以縮小故障范圍，減短路時(shí)快速切除故障，可以縮小故障范圍，減輕短路引起的破壞程度，減小對(duì)用戶工作的影響，提輕短路引起的破壞程度，減小對(duì)用戶工作

14、的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 靈敏性是指對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)靈敏性是指對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈行狀態(tài)的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護(hù)的靈敏度就敏系數(shù)來(lái)衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護(hù)的靈敏度就越高，反之就越低。越高，反之就越低。 3 3、靈敏性、靈敏性 以上以上四個(gè)基本要求之間，有的相輔相成，有的相四個(gè)基本要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對(duì)不同的使用條件，分別地進(jìn)行協(xié)調(diào)?；ブ萍s，需要針對(duì)不同的使用條件，分別地進(jìn)行協(xié)調(diào)。 此四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)的此四個(gè)基本要求

15、是分析研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，根基礎(chǔ)，根據(jù)據(jù)被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來(lái)確定具體被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的地位和作用來(lái)確定具體的保護(hù)方式，以滿足其相應(yīng)的要求。的保護(hù)方式，以滿足其相應(yīng)的要求。 4、可靠性 可靠性是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了屬于可靠性是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在其它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在其它不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作它不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。返回電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用一一四四三三二二繼電保護(hù)的基本原理與組成繼電保護(hù)的基本原理與組成變壓器繼電保護(hù)變壓器繼電保護(hù)電力

16、系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程主要內(nèi)容三、變壓器微機(jī)繼電保護(hù)一、變壓器的故障和異常情況變壓器的內(nèi)部故障：指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障。主要故障類型：各相繞組之間的相間短路；單相繞組部分線匝之間的匝間短路；單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障。內(nèi)部故障的危害：因?yàn)槎搪冯娏鳟a(chǎn)生的高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組絕緣和鐵芯，而且會(huì)使絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量氣體，有可能使變壓器外殼局部變形破裂，甚至發(fā)生油箱爆炸事故。因此，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，必須迅速將變壓器切除。變壓器的外部故障：系指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障。主要故障類型：引出線之間發(fā)生的相間短路；絕

17、緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過外殼）短路。變壓器的異常情況：由于外部短路或過負(fù)荷而引起的過電流、油箱漏油而造成的油面降低、變壓器中性點(diǎn)電壓升高、由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵(lì)磁等。變壓器保護(hù)配置(一)瓦斯保護(hù):防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低重瓦斯 跳閘輕瓦斯 信號(hào)(二)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù):防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路。(三)相間短路的后備保護(hù)：防御變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備。(四)零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路。(五)過負(fù)荷、過勵(lì)磁保護(hù)：防御變壓

18、器對(duì)稱過負(fù)荷、過勵(lì)磁。瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是指變壓器發(fā)生內(nèi)部短路（包括匝間短路），但是短路電流達(dá)不到電流保護(hù)定值時(shí)，而使被保護(hù)變壓器直接跳閘的一種保護(hù)。它屬于變壓器的主保護(hù)，正常運(yùn)行中不能解除。變壓器按照瓦斯繼電器的動(dòng)作壓力分為輕重兩種情況，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯根據(jù)情況可動(dòng)作于跳閘，也可動(dòng)作于信號(hào)。瓦斯保護(hù)動(dòng)作機(jī)理是由于內(nèi)部短路產(chǎn)生電弧，電弧將擊穿絕緣油，產(chǎn)生瓦斯氣體。因此，瓦斯保護(hù)對(duì)于油浸式變壓器來(lái)說是有意義的；對(duì)于干式變壓器，根本沒有絕緣油的存在，談不上瓦斯保護(hù)。 但是對(duì)于干式變壓器，需要加強(qiáng)的是溫度保護(hù)，以確保變壓器線圈狀況，因此干式變壓器一般設(shè)置了兩個(gè)層次的溫度保護(hù)：低溫報(bào)警、高溫跳閘，具體溫度值的設(shè)定可根據(jù)變壓器廠家的說明來(lái)進(jìn)行。差動(dòng)保護(hù)主變差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障 ，差動(dòng)保護(hù)是輸入的兩端CT電流矢量差達(dá)到設(shè)定的動(dòng)作值時(shí)啟動(dòng)動(dòng)作元件。差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)是保護(hù)兩端電流互感器之間的故障（即保護(hù)范圍在輸入的兩端CT之間的設(shè)備上），正常情況流進(jìn)的電流和流出的電流在保護(hù)內(nèi)大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動(dòng)電流等于零；故障時(shí)兩端電流向故障點(diǎn)流，在保護(hù)內(nèi)電流疊加，差動(dòng)電流大于零。驅(qū)動(dòng)保護(hù)出口繼電器動(dòng)作，跳開兩側(cè)的斷路器，使故障設(shè)備斷開電源。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作