供配電系統(tǒng)繼電保護方案分析報告課件

第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學內(nèi)容◆繼電保護的任務、要求、基本工作原理◆常用保護繼電器工作原理◆電流保護的接線方式

◆電力線路的繼電保護

◆電力變壓器的繼電保護

重點內(nèi)容◆微機繼電保護◆電力線路的繼電保護

◆電力變壓器的繼電保護

第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學內(nèi)容◆繼電保護的任務、要求、1第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學目標◆掌握繼電保護的任務、要求、基本工作原理◆熟悉常用保護繼電器工作原理

◆熟悉電流保護的接線方式

◆掌握電力線路的繼電保護組成、原理、整定計算

◆了解微機繼電保護組成及原理◆掌握變壓器的繼電保護組成、原理、整定計算

第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學目標◆掌握繼電保護的任務、要2第6章供配電系統(tǒng)繼電保護學時安排及作業(yè)布置學時安排：6～8學時作業(yè)布置：6-1、2、3、4第6章供配電系統(tǒng)繼電保護學時安排及作業(yè)布置學時安排：6～83第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的任務

●故障或不正常運行狀態(tài)若不及時處理或處理不當，就可能引發(fā)事故。

●不正常運行狀態(tài)主要有過負荷、設備溫度升高等?！?/p>

系統(tǒng)運行過程中，不可避免地會發(fā)生一些故障或處于不正常運行狀態(tài)。

●

最常見的故障是各種形式的短路?！駷楸ＷC系統(tǒng)安全可靠運行，各主要電氣設備和線路必須裝設保護裝置。

繼電保護基本任務

◆當發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供配電系統(tǒng)中切除，使故障元件損壞程度減至最輕，并保證最大限度迅速恢復無故障部分的正常運行。

◆反映不正常工作狀態(tài)，根據(jù)運行維護的具體條件和設備的承受能力，發(fā)出警報信號、減負荷或延時跳閘?！裟芘c供配電系統(tǒng)的自動裝置如自動重合閘裝置（ARD）、備用電源自動投入裝置（APD）等配合，以進一步提高系統(tǒng)運行的可靠性。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的任務4第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

對繼電保護的要求

◆選擇性

Gk點發(fā)生短路，何處繼電保護裝置動作？◆可靠性：不拒動，不誤動。◆速動性：防止故障擴大，減輕危害，提高運行穩(wěn)定性?！綮`敏性：表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)的反應能力。“靈敏性”通常用靈敏系數(shù)Sp來衡量。Sp愈大，靈敏性愈高，愈能反應輕微故障。

第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識對繼電保護的要求5第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的任務

G◆過電流保護裝置的靈敏系數(shù)提醒：P81熔斷器的靈敏度系數(shù)Sp；P79斷路器的靈敏度系數(shù)Sp。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的任務6第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的基本工作原理●

利用短路故障后系統(tǒng)參數(shù)變化，構(gòu)成不同原理的繼電保護：◆電流增大◆線路始端測量阻抗減小電流保護◆電壓降低欠電壓保護阻抗保護（距離保護）◆電流電壓之間相位角變化方向過電流保護…●

繼電保護裝置原理結(jié)構(gòu)測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸出信號輸入信號測量被保護對象電氣量（如電流、電壓），與整定值比較，輸出比較結(jié)果。進行邏輯判斷，確定是否該使斷路器動作或發(fā)出信號，并將命令傳給執(zhí)行部分

根據(jù)邏輯部分傳送的信號，執(zhí)行如跳閘、發(fā)出信號等操作。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的基本工7第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

◆

繼電器：一種在其輸入的物理量（電量或非電量）達到規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通（導通）或分斷（阻斷、關(guān)斷）的自動電器。◆保護繼電器的分類

■按在繼電保護裝置電路中的功能分

測量繼電器：繼電保護裝置的第一級，用來反應被保護元件的特性量變化屬于主繼電器或起動繼電器。有或無繼電器：按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者為零時而動作，用來實現(xiàn)特定的邏輯功能，屬輔助繼電器。包括時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器

■按其反應的物理量分

電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、氣體繼電器等■按其反應的數(shù)量變化分

過量繼電器：過電流繼電器欠量繼電器：欠電壓繼電器第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器◆8第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

◆保護繼電器的分類

■按組成元件分

機電型繼電器：按結(jié)構(gòu)原理還可以分為電磁式、感應式等繼電器。具有簡單可靠、便于維修等特點，我國中小型用戶供配電系統(tǒng)中現(xiàn)仍普遍應用。電子型繼電器：用電子電路構(gòu)成的繼電器，屬無觸點靜態(tài)繼電器。具有動作靈敏、體積小、能耗低、耐震動、無機械慣性、壽命長等一系列優(yōu)點，但也存在抗干擾能力比機電型繼電器低、元件的質(zhì)量及性能不夠穩(wěn)定等缺點。隨著電子技術(shù)的進一步發(fā)展和靜態(tài)繼電器保護技術(shù)的不斷完善，它將在中小型用戶供配電系統(tǒng)中逐步得到推廣應用。微機型繼電器：以微處理器為核心組成的新型繼電保護裝置。與傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比，具有可靠性高、功能齊全、調(diào)試維護方便、性能價格比高等優(yōu)點。微機型繼電保護裝置已成為電力系統(tǒng)繼電保護的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在中大型用戶供配電系統(tǒng)中也具有廣闊的應用前景。備注：本章主要介紹機電型繼電器第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器◆9第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流繼電器

常用保護繼電器

◆電磁式電流繼電器

DL-20C系列I>KA1①由于機械阻力的存在，Kre小于1，0.8--0.85②通過改變彈簧的反作用力矩或兩個電流線圈的串并聯(lián)可調(diào)節(jié)IOP③它是瞬時動作，…..p135第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流繼電器常用10第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流繼電器

常用保護繼電器

◆感應式電流繼電器

I>KAGL-10、20nqb=2-8“反時限特性”速斷電流

速斷電流倍數(shù)：

第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流繼電器常用11第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

電壓繼電器

◆電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和原理，與電磁式電流繼電器類似，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，且多作成低電壓（欠電壓）繼電器。低電壓繼電器是在低于某一電壓時動作，顯然，其返回系數(shù)＞1，一般為1.25。

KVU>時間繼電器

◆用來使保護裝置獲得所要求的延時（時限）。DY-

DS-38KT第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器12第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

信號繼電器

◆電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中用來發(fā)出指示信號，有電流型和電壓型兩種。主要由電磁元件、信號牌和觸點構(gòu)成。當繼電器線圈通電時，電磁元件中的銜鐵動作而使信號牌掉下，顯示動作信號，同時使動靜觸點接通，接通外部信號回路。電磁式時間繼電器動作后不能自動復位，需要手動復位。中間繼電器

◆彌補主繼電器觸點數(shù)量或觸點容量的不足。

DX-11KSDZ-15KM第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器13第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流保護的接線方式

◆電流保護的接線方式是指電流繼電器與電流互感器之間的聯(lián)接方式。為表述流過繼電器線圈的電流IKA與電流互感器的二次側(cè)電流I2的關(guān)系，引入接線系數(shù)：

三相三繼電器完全星形接線

◆對各種故障都起作用，當故障電流相同時，對所有故障都同樣靈敏，對相間短路動作可靠，至少有兩個繼電器動作。◆需要三只電流互感器和三只電流繼電器，四根聯(lián)接導線，投資大?！舳噙m用于大接地電流系統(tǒng)中作相間短路和單相接地短路保護，在中小型用戶供配電系統(tǒng)中應用較少。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流保護的接線方式14第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流保護的接線方式

兩相兩繼電器不完全星形接線

◆兩只電流互感器和兩只電流繼電器一般都裝在A、C兩相上。

◆AC相短路時，兩只繼電器動作；當AB相或BC相短路時，只有一個繼電器動作。◆在中性點直接接地系統(tǒng)中，當B相發(fā)生接地故障時，保護裝置不動作?！舨荒軐崿F(xiàn)單相接地保護，但相對于三相三繼電器接線，較經(jīng)濟?！魪V泛應用于中性點不接地系統(tǒng)，作為相間短路保護用。但由于對AB、BC兩相短路時，只有一個繼電器動作，因而可靠性不如三相三繼電器式。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流保護的接線方式15第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

■按GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定：對3～66kV電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護?！粝嚅g短路保護◆單相接地保護◆對可能經(jīng)常過負荷的電纜線路，應裝設過負荷保護，動作于信號。電力線路的繼電保護配置●帶時限的過電流保護；●電流速斷保護（過電流保護的時限不大于0.5～0.7s，按GB50062-92規(guī)定，可不裝設電流速斷保護）?！裣嚅g短路保護應動作于斷路器跳閘切除短路故障部分?！窠^緣監(jiān)視裝置，裝設在變配電所的高壓母線上，動作于信號?！裼羞x擇性的單相接地保護（零序電流保護），亦動作于信號，但當危及人身和設備安全時，則應動作于跳閘。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護■按GB500616第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

定時限過電流保護裝置的組成和原理

帶時限的過電流保護I>I>KTKSKMKA2KA1QFYR+_TA1TA2+++QSQF-_電路原理圖第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護定時限過電流保護17第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

反時限過電流保護裝置的組成和原理

帶時限的過電流保護KA1I>I>KA2YR1YR2TA1TA2KA1KA1KA2KA2電路原理圖第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護反時限過電流保護18第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

動作電流的整定

帶時限的過電流保護××KA1KT1KA2KT2整定原則：

①②×第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護動作電流的整定19第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

動作時間的整定

帶時限的過電流保護××KA1KT1KA2KT2階梯原則

第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護動作時間的整定20第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

過電流保護的靈敏系數(shù)

帶時限的過電流保護如過電流保護靈敏度作為后備保護時，其Sp≥1.2即可。定時限過電流保護與反時限過電流保護的比較

項目定時限過電流保護反時限過電流保護動作時間精確、整定簡便整定麻煩、誤差大接線復雜簡單設備投資大（需直流操作電源）小動作特性越靠近電源，動作時間越長有電流速斷保護第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護過電流保護的靈敏21第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護按“階梯原則”整定過電流保護的動作時間，則越靠近電源的線路，其保護動作時間就越長，而短路電流越大，危害也就更加嚴重，顯然這不符合保護速動性的原則。因此，一般當電流保護時限超過0.5~0.7s時，還應裝設瞬動的電流速斷保護裝置。保護裝置的組成和原理

I>I>KTKSKMKA2KA1QFYR+_TA1TA2+++QSQF-_去掉時間元件第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護22第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護速斷電流的整定

整定原則：××KA1KA2Krel為可靠系數(shù)，對DL型繼電器，取1.2~1.3；對GL型繼電器，取1.4~1.5。K-1K-2第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護23第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護電流速斷保護的“死區(qū)”及其彌補

××KA1KA2“死區(qū)”彌補：速斷保護+帶時限保護第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護24第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護電流速斷保護的靈敏度系數(shù)電流速斷保護的靈敏度按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流來檢驗。因此電流速斷保護的靈敏度必須滿足的條件為～2第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護25第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護●應用：小接地電流系統(tǒng)●保護裝置類型：無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置或有選擇性的單相接地保護裝置

●動作：一般發(fā)信號絕緣監(jiān)視裝置在供配電變電所中常采用三個單相三繞組電壓互感器或一臺三相五芯柱三繞組電壓互感器接成

Y0/Y0/

正常運行時，三相電壓對稱，沒有零序電壓，過電壓繼電器不動作，無信號發(fā)出；

當三相系統(tǒng)任一相發(fā)生完全接地時，接地相對地電壓為零，其它兩相對地電壓升高倍，同時在開口三角形上出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出故障信號。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護●應26第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護（又稱零序電流保護）單相接地保護裝置架空線路接地保護電纜線路接地保護

對電纜線路接地保護裝置，電纜頭的接地線在裝設時，必須穿過零序電流互感器鐵心后接地？第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護（又27第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護單相接地保護裝置動作電流的整定單相接地保護的動作電流應躲過在其它線路上發(fā)生單相接地時在本線路上引起的電容電流IC單相接地保護靈敏度

單相接地保護的靈敏度，應按被保護線路末端發(fā)生單相接地故障時流過接地線的不平衡電流作為最小故障電流來檢驗，而這一電容電流為與被保護線路有電聯(lián)系的總電網(wǎng)電容電流與該線路本身的電容電流之差。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護單相28第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

過負荷保護過負荷保護，只對可能經(jīng)常出現(xiàn)過負荷的電纜線路才予以裝設，一般延時動作于信號。

I>KTKSKA1+TA++QSQF-_動作電流按躲過線路的計算電流I30來整定：動作時間一般取10～15s。信號第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護過負荷保護29第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

概述電力變壓器故障及異常運行狀態(tài)◆繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；◆繞組的匝間短路；

◆外部相間短路引起的過電流；

◆中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；◆過負荷；◆油面降低；

◆變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護概述電力變壓器30第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

概述電力變壓器保護配置電壓容量其它保護配置6～10kV帶時限過電流保護top≥0.5～0.7s電流速斷保護≥800kVA戶外瓦斯保護即氣體繼電保護≥400kVA戶內(nèi)≥400kVA可能過負荷過負荷保護過電流保護、瓦斯保護可能過負荷過負荷保護≥35kV≥10000kVA單臺差動保護代替電流速斷保護≥6300kVA多臺并列備注：變壓器內(nèi)部輕微故障，則過負荷及瓦斯保護動作于信號；變壓器內(nèi)部嚴重故障，則除過負荷外的保護均動作于跳閘。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護概述電力變壓器31第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的過電流保護

變壓器的過電流保護主要對變壓器外部故障進行保護，也可作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。

變壓器過電流保護的組成、原理同電力線路保護。

動作電流：

動作時間：按“階梯原則”整定，與線路過電流保護完全相同。終端變電所可為0.5s

靈敏度：按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的高壓側(cè)穿越電流值來檢驗，要求

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保32第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的電流速斷保護

電流速斷保護主要是對變壓器的內(nèi)部短路故障進行保護。

組成、原理同電力線路保護。

動作電流：

變壓器的電流速斷保護也有“死區(qū)”。彌補死區(qū)的措施，同樣是配備帶時限的過電流保護。

靈敏度：按裝置裝設處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路電流值來檢驗，要求

Ik.max為低壓母線的三相短路電流周期分量有效值換算到高壓側(cè)的穿越電流值，即變壓器電流速斷保護的速斷電流按躲過低壓母線三相短路電流周期分量有效值來整定。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保33第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的過負荷保護

動作電流按躲過變壓器額定一次電流來整定：

動作時間一般取10～15s。

變壓器過負荷保護的組成、原理與線路的過負荷保護相同.第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保34第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。

氣體保護的主要元件是氣體繼電器，裝在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。

為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。1%～1.5%第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保35第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

氣體繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理

氣體繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種類型，現(xiàn)在廣泛應用的是開口杯式。

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保36第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

變壓器瓦斯保護的接線

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保37第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護●前述線路及變壓器的各種保護有一個共同的特點，就是動作參數(shù)的整定必須與相鄰元件的保護相配合，因此就不能快速切除被保護線路末端附近的故障，這在高壓電網(wǎng)中往往不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求?！癫顒颖Ｗo從原理上不反映相鄰元件上發(fā)生的故障，因而不需與相鄰元件的保護配合，所以可實現(xiàn)保護范圍內(nèi)全范圍速動。●差動保護分縱聯(lián)差動和橫聯(lián)差動兩種形式，縱聯(lián)差動保護用于單回路，橫聯(lián)差動保護用于雙回路。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保38第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護的基本原理

主要用來保護變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可用來保護變壓器的匝間短路，其保護區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間?！粼谧儔浩髡＿\行或差動保護的區(qū)外k-1點發(fā)生短路時:

（或極?。?/p>

◆保護區(qū)內(nèi)k-2點發(fā)生短路時

:

（單端供電的變壓器）不動作

動作

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保39第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護中的不平衡電流及其抑制

變壓器差動保護是利用保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時變壓器兩側(cè)電流在差動回路中引起的不平衡電流而動作的一種保護。不平衡電流：在變壓器正常運行或保護區(qū)外部短路時，希望其盡可能的小，理想情況下：實際情況下是不可能的。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保40第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護中的不平衡電流及其抑制

◆由變壓器接線引起的不平衡電流及其消除措施

CTCT第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保41第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護中的不平衡電流及其抑制

◆由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流及其消除措施

變壓器的電壓比和電流互感器的變流比各有標準，因此不太可能使之完全匹配，從而不太可能使差動保護兩邊的電流完全相等，這就必然在差動回路中產(chǎn)生不平衡電流。

為消除這一不平衡電流，可以在互感器二次回路接入自耦電流互感器來進行平衡，或利用速飽和電流互感器中的或?qū)ｉT的差動繼電器中的平衡線圈來實現(xiàn)平衡，消除不平衡電流。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保42第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護中的不平衡電流及其抑制

◆有變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流及其減小措施

由于變壓器在空載時投入產(chǎn)生的勵磁涌流只通過變壓器一次繞組，而二次繞組因空載而無電流，從而在差動回路中產(chǎn)生相當大的不平衡電流。通過在差動回路中接入速飽和電流互感器，而將繼電器接在速飽和電流互感器的二次側(cè)，以減小勵磁涌流對差動保護的影響。

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保43第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的差動保護變壓器差動保護動作電流的整定

◆應躲過變壓器差動保護區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流

◆應躲過變壓器的勵磁涌流

◆在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負荷時，差動保護不應動作

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的差動保44第6章繼電保護6.4微機繼電保護簡介

概述

◆利用計算機系統(tǒng)采集和處理電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，通過數(shù)值計算迅速而準確地判斷電力系統(tǒng)故障及故障范圍，并經(jīng)過嚴密邏輯過程后有選擇性地執(zhí)行跳閘和報警等命令。這種基于計算機系統(tǒng)的繼電保護裝置，就是計算機繼電保護。由于計算機系統(tǒng)多采用微處理器，所以也稱微機保護。◆與機電式元件構(gòu)成繼電保護相比較，微機保護靈活性強，性能穩(wěn)定、可靠性高，可實現(xiàn)故障自診斷、自閉鎖和自恢復，體積小、功能全，運行維護工作量小，現(xiàn)場調(diào)試方便，可在線修改或檢查保護定值。同時，它具有較完善的通信功能，便于構(gòu)成綜合自動化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運行的自動化水平?！魝鹘y(tǒng)的保護裝置采用的是布線邏輯，保護的每一種功能都是由相應的器件通過連線來實現(xiàn)，微機保護的基本構(gòu)成與一般的微機應用技術(shù)相似，可以看成由硬件與軟件兩部分構(gòu)成。第6章繼電保護6.4微機繼電保護簡介概述◆利用計算機45第6章繼電保護6.4微機繼電保護簡介

微機保護的硬件

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

計算機系統(tǒng)

開關(guān)量輸出、輸人系統(tǒng)

外圍設備第6章繼電保護6.4微機繼電保護簡介微機保護的硬件數(shù)46第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學內(nèi)容◆繼電保護的任務、要求、基本工作原理◆常用保護繼電器工作原理◆電流保護的接線方式

◆電力線路的繼電保護

◆電力變壓器的繼電保護

重點內(nèi)容◆微機繼電保護◆電力線路的繼電保護

◆電力變壓器的繼電保護

第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學內(nèi)容◆繼電保護的任務、要求、47第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學目標◆掌握繼電保護的任務、要求、基本工作原理◆熟悉常用保護繼電器工作原理

◆熟悉電流保護的接線方式

◆掌握電力線路的繼電保護組成、原理、整定計算

◆了解微機繼電保護組成及原理◆掌握變壓器的繼電保護組成、原理、整定計算

第6章供配電系統(tǒng)繼電保護教學目標◆掌握繼電保護的任務、要48第6章供配電系統(tǒng)繼電保護學時安排及作業(yè)布置學時安排：6～8學時作業(yè)布置：6-1、2、3、4第6章供配電系統(tǒng)繼電保護學時安排及作業(yè)布置學時安排：6～849第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的任務

●故障或不正常運行狀態(tài)若不及時處理或處理不當，就可能引發(fā)事故。

●不正常運行狀態(tài)主要有過負荷、設備溫度升高等?！?/p>

系統(tǒng)運行過程中，不可避免地會發(fā)生一些故障或處于不正常運行狀態(tài)。

●

最常見的故障是各種形式的短路。●為保證系統(tǒng)安全可靠運行，各主要電氣設備和線路必須裝設保護裝置。

繼電保護基本任務

◆當發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供配電系統(tǒng)中切除，使故障元件損壞程度減至最輕，并保證最大限度迅速恢復無故障部分的正常運行。

◆反映不正常工作狀態(tài)，根據(jù)運行維護的具體條件和設備的承受能力，發(fā)出警報信號、減負荷或延時跳閘?！裟芘c供配電系統(tǒng)的自動裝置如自動重合閘裝置（ARD）、備用電源自動投入裝置（APD）等配合，以進一步提高系統(tǒng)運行的可靠性。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的任務50第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

對繼電保護的要求

◆選擇性

Gk點發(fā)生短路，何處繼電保護裝置動作？◆可靠性：不拒動，不誤動。◆速動性：防止故障擴大，減輕危害，提高運行穩(wěn)定性?！綮`敏性：表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障和不正常工作狀態(tài)的反應能力。“靈敏性”通常用靈敏系數(shù)Sp來衡量。Sp愈大，靈敏性愈高，愈能反應輕微故障。

第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識對繼電保護的要求51第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的任務

G◆過電流保護裝置的靈敏系數(shù)提醒：P81熔斷器的靈敏度系數(shù)Sp；P79斷路器的靈敏度系數(shù)Sp。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的任務52第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

繼電保護的基本工作原理●

利用短路故障后系統(tǒng)參數(shù)變化，構(gòu)成不同原理的繼電保護：◆電流增大◆線路始端測量阻抗減小電流保護◆電壓降低欠電壓保護阻抗保護（距離保護）◆電流電壓之間相位角變化方向過電流保護…●

繼電保護裝置原理結(jié)構(gòu)測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸出信號輸入信號測量被保護對象電氣量（如電流、電壓），與整定值比較，輸出比較結(jié)果。進行邏輯判斷，確定是否該使斷路器動作或發(fā)出信號，并將命令傳給執(zhí)行部分

根據(jù)邏輯部分傳送的信號，執(zhí)行如跳閘、發(fā)出信號等操作。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識繼電保護的基本工53第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

◆

繼電器：一種在其輸入的物理量（電量或非電量）達到規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通（導通）或分斷（阻斷、關(guān)斷）的自動電器。◆保護繼電器的分類

■按在繼電保護裝置電路中的功能分

測量繼電器：繼電保護裝置的第一級，用來反應被保護元件的特性量變化屬于主繼電器或起動繼電器。有或無繼電器：按電氣量是否在其工作范圍內(nèi)或者為零時而動作，用來實現(xiàn)特定的邏輯功能，屬輔助繼電器。包括時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器

■按其反應的物理量分

電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、氣體繼電器等■按其反應的數(shù)量變化分

過量繼電器：過電流繼電器欠量繼電器：欠電壓繼電器第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器◆54第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

◆保護繼電器的分類

■按組成元件分

機電型繼電器：按結(jié)構(gòu)原理還可以分為電磁式、感應式等繼電器。具有簡單可靠、便于維修等特點，我國中小型用戶供配電系統(tǒng)中現(xiàn)仍普遍應用。電子型繼電器：用電子電路構(gòu)成的繼電器，屬無觸點靜態(tài)繼電器。具有動作靈敏、體積小、能耗低、耐震動、無機械慣性、壽命長等一系列優(yōu)點，但也存在抗干擾能力比機電型繼電器低、元件的質(zhì)量及性能不夠穩(wěn)定等缺點。隨著電子技術(shù)的進一步發(fā)展和靜態(tài)繼電器保護技術(shù)的不斷完善，它將在中小型用戶供配電系統(tǒng)中逐步得到推廣應用。微機型繼電器：以微處理器為核心組成的新型繼電保護裝置。與傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比，具有可靠性高、功能齊全、調(diào)試維護方便、性能價格比高等優(yōu)點。微機型繼電保護裝置已成為電力系統(tǒng)繼電保護的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在中大型用戶供配電系統(tǒng)中也具有廣闊的應用前景。備注：本章主要介紹機電型繼電器第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器◆55第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流繼電器

常用保護繼電器

◆電磁式電流繼電器

DL-20C系列I>KA1①由于機械阻力的存在，Kre小于1，0.8--0.85②通過改變彈簧的反作用力矩或兩個電流線圈的串并聯(lián)可調(diào)節(jié)IOP③它是瞬時動作，…..p135第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流繼電器常用56第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流繼電器

常用保護繼電器

◆感應式電流繼電器

I>KAGL-10、20nqb=2-8“反時限特性”速斷電流

速斷電流倍數(shù)：

第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流繼電器常用57第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

電壓繼電器

◆電磁式電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和原理，與電磁式電流繼電器類似，只是電壓繼電器的線圈為電壓線圈，且多作成低電壓（欠電壓）繼電器。低電壓繼電器是在低于某一電壓時動作，顯然，其返回系數(shù)＞1，一般為1.25。

KVU>時間繼電器

◆用來使保護裝置獲得所要求的延時（時限）。DY-

DS-38KT第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器58第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

常用保護繼電器

信號繼電器

◆電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中用來發(fā)出指示信號，有電流型和電壓型兩種。主要由電磁元件、信號牌和觸點構(gòu)成。當繼電器線圈通電時，電磁元件中的銜鐵動作而使信號牌掉下，顯示動作信號，同時使動靜觸點接通，接通外部信號回路。電磁式時間繼電器動作后不能自動復位，需要手動復位。中間繼電器

◆彌補主繼電器觸點數(shù)量或觸點容量的不足。

DX-11KSDZ-15KM第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識常用保護繼電器59第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流保護的接線方式

◆電流保護的接線方式是指電流繼電器與電流互感器之間的聯(lián)接方式。為表述流過繼電器線圈的電流IKA與電流互感器的二次側(cè)電流I2的關(guān)系，引入接線系數(shù)：

三相三繼電器完全星形接線

◆對各種故障都起作用，當故障電流相同時，對所有故障都同樣靈敏，對相間短路動作可靠，至少有兩個繼電器動作。◆需要三只電流互感器和三只電流繼電器，四根聯(lián)接導線，投資大?！舳噙m用于大接地電流系統(tǒng)中作相間短路和單相接地短路保護，在中小型用戶供配電系統(tǒng)中應用較少。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流保護的接線方式60第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識

電流保護的接線方式

兩相兩繼電器不完全星形接線

◆兩只電流互感器和兩只電流繼電器一般都裝在A、C兩相上。

◆AC相短路時，兩只繼電器動作；當AB相或BC相短路時，只有一個繼電器動作。◆在中性點直接接地系統(tǒng)中，當B相發(fā)生接地故障時，保護裝置不動作?！舨荒軐崿F(xiàn)單相接地保護，但相對于三相三繼電器接線，較經(jīng)濟?！魪V泛應用于中性點不接地系統(tǒng)，作為相間短路保護用。但由于對AB、BC兩相短路時，只有一個繼電器動作，因而可靠性不如三相三繼電器式。第6章繼電保護6.1繼電保護的基本知識電流保護的接線方式61第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

■按GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定：對3～66kV電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護?！粝嚅g短路保護◆單相接地保護◆對可能經(jīng)常過負荷的電纜線路，應裝設過負荷保護，動作于信號。電力線路的繼電保護配置●帶時限的過電流保護；●電流速斷保護（過電流保護的時限不大于0.5～0.7s，按GB50062-92規(guī)定，可不裝設電流速斷保護）?！裣嚅g短路保護應動作于斷路器跳閘切除短路故障部分?！窠^緣監(jiān)視裝置，裝設在變配電所的高壓母線上，動作于信號。●有選擇性的單相接地保護（零序電流保護），亦動作于信號，但當危及人身和設備安全時，則應動作于跳閘。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護■按GB500662第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

定時限過電流保護裝置的組成和原理

帶時限的過電流保護I>I>KTKSKMKA2KA1QFYR+_TA1TA2+++QSQF-_電路原理圖第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護定時限過電流保護63第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

反時限過電流保護裝置的組成和原理

帶時限的過電流保護KA1I>I>KA2YR1YR2TA1TA2KA1KA1KA2KA2電路原理圖第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護反時限過電流保護64第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

動作電流的整定

帶時限的過電流保護××KA1KT1KA2KT2整定原則：

①②×第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護動作電流的整定65第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

動作時間的整定

帶時限的過電流保護××KA1KT1KA2KT2階梯原則

第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護動作時間的整定66第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

過電流保護的靈敏系數(shù)

帶時限的過電流保護如過電流保護靈敏度作為后備保護時，其Sp≥1.2即可。定時限過電流保護與反時限過電流保護的比較

項目定時限過電流保護反時限過電流保護動作時間精確、整定簡便整定麻煩、誤差大接線復雜簡單設備投資大（需直流操作電源）小動作特性越靠近電源，動作時間越長有電流速斷保護第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護過電流保護的靈敏67第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護按“階梯原則”整定過電流保護的動作時間，則越靠近電源的線路，其保護動作時間就越長，而短路電流越大，危害也就更加嚴重，顯然這不符合保護速動性的原則。因此，一般當電流保護時限超過0.5~0.7s時，還應裝設瞬動的電流速斷保護裝置。保護裝置的組成和原理

I>I>KTKSKMKA2KA1QFYR+_TA1TA2+++QSQF-_去掉時間元件第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護68第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護速斷電流的整定

整定原則：××KA1KA2Krel為可靠系數(shù)，對DL型繼電器，取1.2~1.3；對GL型繼電器，取1.4~1.5。K-1K-2第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護69第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護電流速斷保護的“死區(qū)”及其彌補

××KA1KA2“死區(qū)”彌補：速斷保護+帶時限保護第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護70第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

電流速斷保護電流速斷保護的靈敏度系數(shù)電流速斷保護的靈敏度按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流來檢驗。因此電流速斷保護的靈敏度必須滿足的條件為～2第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護電流速斷保護71第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護●應用：小接地電流系統(tǒng)●保護裝置類型：無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置或有選擇性的單相接地保護裝置

●動作：一般發(fā)信號絕緣監(jiān)視裝置在供配電變電所中常采用三個單相三繞組電壓互感器或一臺三相五芯柱三繞組電壓互感器接成

Y0/Y0/

正常運行時，三相電壓對稱，沒有零序電壓，過電壓繼電器不動作，無信號發(fā)出；

當三相系統(tǒng)任一相發(fā)生完全接地時，接地相對地電壓為零，其它兩相對地電壓升高倍，同時在開口三角形上出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出故障信號。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護●應72第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護（又稱零序電流保護）單相接地保護裝置架空線路接地保護電纜線路接地保護

對電纜線路接地保護裝置，電纜頭的接地線在裝設時，必須穿過零序電流互感器鐵心后接地？第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護（又73第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

單相接地保護單相接地保護裝置動作電流的整定單相接地保護的動作電流應躲過在其它線路上發(fā)生單相接地時在本線路上引起的電容電流IC單相接地保護靈敏度

單相接地保護的靈敏度，應按被保護線路末端發(fā)生單相接地故障時流過接地線的不平衡電流作為最小故障電流來檢驗，而這一電容電流為與被保護線路有電聯(lián)系的總電網(wǎng)電容電流與該線路本身的電容電流之差。第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護單相接地保護單相74第6章繼電保護6.2

電力線路的繼電保護

過負荷保護過負荷保護，只對可能經(jīng)常出現(xiàn)過負荷的電纜線路才予以裝設，一般延時動作于信號。

I>KTKSKA1+TA++QSQF-_動作電流按躲過線路的計算電流I30來整定：動作時間一般取10～15s。信號第6章繼電保護6.2電力線路的繼電保護過負荷保護75第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

概述電力變壓器故障及異常運行狀態(tài)◆繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；◆繞組的匝間短路；

◆外部相間短路引起的過電流；

◆中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；◆過負荷；◆油面降低；

◆變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護概述電力變壓器76第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

概述電力變壓器保護配置電壓容量其它保護配置6～10kV帶時限過電流保護top≥0.5～0.7s電流速斷保護≥800kVA戶外瓦斯保護即氣體繼電保護≥400kVA戶內(nèi)≥400kVA可能過負荷過負荷保護過電流保護、瓦斯保護可能過負荷過負荷保護≥35kV≥10000kVA單臺差動保護代替電流速斷保護≥6300kVA多臺并列備注：變壓器內(nèi)部輕微故障，則過負荷及瓦斯保護動作于信號；變壓器內(nèi)部嚴重故障，則除過負荷外的保護均動作于跳閘。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護概述電力變壓器77第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的過電流保護

變壓器的過電流保護主要對變壓器外部故障進行保護，也可作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。

變壓器過電流保護的組成、原理同電力線路保護。

動作電流：

動作時間：按“階梯原則”整定，與線路過電流保護完全相同。終端變電所可為0.5s

靈敏度：按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的高壓側(cè)穿越電流值來檢驗，要求

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保78第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的電流速斷保護

電流速斷保護主要是對變壓器的內(nèi)部短路故障進行保護。

組成、原理同電力線路保護。

動作電流：

變壓器的電流速斷保護也有“死區(qū)”。彌補死區(qū)的措施，同樣是配備帶時限的過電流保護。

靈敏度：按裝置裝設處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路電流值來檢驗，要求

Ik.max為低壓母線的三相短路電流周期分量有效值換算到高壓側(cè)的穿越電流值，即變壓器電流速斷保護的速斷電流按躲過低壓母線三相短路電流周期分量有效值來整定。第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保79第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的電流保護

變壓器的過負荷保護

動作電流按躲過變壓器額定一次電流來整定：

動作時間一般取10～15s。

變壓器過負荷保護的組成、原理與線路的過負荷保護相同.第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的電流保80第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。

氣體保護的主要元件是氣體繼電器，裝在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。

為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。1%～1.5%第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保81第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

氣體繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理

氣體繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種類型，現(xiàn)在廣泛應用的是開口杯式。

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保82第6章繼電保護6.3

電力變壓器的繼電保護

變壓器的氣體保護(瓦斯保護)

變壓器瓦斯保護的接線

第6章繼電保護6.3電力變壓器的繼電保護變壓器的氣體保83第6章繼電保護6