供配電系統(tǒng)的繼電保護課件

一、繼電保護裝置的基本任務

1.當被保護設(shè)備或線路發(fā)生故障時，保護裝置動作，有選擇地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，從而使供電系統(tǒng)的非故障區(qū)域恢復正常工作，并使故障元件免于繼續(xù)受到損壞，防止故障蔓延。2.對于不正常運行狀態(tài)，保護裝置發(fā)出信號，有一定時限、有選擇地保護動作。第七章供配電系統(tǒng)的繼電保護

7-1概述二、繼電保護的基本要求

1、選擇性2、快速性3、靈敏性4、可靠性三、繼電保護裝置的基本原理

不同原理的繼電保護裝置有：1.利用電流改變的繼電保護裝置：電流速斷、定時限過電流、零序電流保護裝置等2.利用電壓改變的繼電保護裝置：低電壓、過電壓和零序電壓保護裝置等3.利用電壓與電流的相位關(guān)系改變的繼電保護裝置：方向過電流保護裝置4.利用電壓與電流的比值改變的繼電保護裝置：距離保護裝置5.利用電網(wǎng)輸入電流與輸出電流的之差繼電保護裝置：差動保護6.綜合保護7-26~10KV電網(wǎng)過電流保護和電流速斷保護

一、電流互感器二、保護接線方式Kw=1（一）三相三繼電器的完全星形接線Kw=1（二）兩相兩電器的不完全星形接線Kw=1,2或（三）兩相一繼電器的兩相電流差式接線三、電流繼電器工作原理動作電流：使電流繼電器動作的最小電流，用表示。返回電流：使電流繼電器返回的最大電流，用表示。返回系數(shù)：返回電流與動作電流之比，用表示四、定時限過電流保護（一）相關(guān)概念1.過電流保護當被保護元件中電流超過預先整定值時，使斷路器跳閘的保護。2.過電流保護類型

過電流保護電流速斷保護時限過流保護定時限過電流保護反時限過電流保護3.定時限過電流保護：保護裝置動作時限固定，與電流大小無關(guān)。（二）定時限過電流保護工作原理分析（1）正常工作時：（2）過電流時：定時限過電流保護原理（三）時限特性（四）整定計算動作電流：動靈敏系數(shù)：五、反時限過電流保護（一）定義保護裝置的動作時間與電流的大小成反比，即電流越大，動作越快。（二）元件實現(xiàn)

GL型感應式電流繼電器，其既是起動元件，又是時間元件。（三）定、反時限過電流保護比較·定時限保護動作時間準確，整定簡單；繼電器多，接觸線復雜，投資大，用于大型總變電站?！し磿r限保護所需繼電器少，接線簡單、投資少；動作時間整定繁瑣，動作誤差大，用于中小型總變電站。五、電流速斷保護（一）定義和分析是一種瞬時動作的電流保護，無延時，保護范圍小。（二）整定計算動作電流：靈敏系數(shù)：（三）速斷保護定時限保護的配合1.速斷保護為什么要配合定時限保護使用？為了排除速度按保護上的“死區(qū)”。2.速斷保護定時限保護的配合（如何配合？）分析：第三節(jié)6~10kv線路單相接地保護及絕緣監(jiān)視明確兩個概念：1.大電流接地系統(tǒng)：指中性點直接接地的系統(tǒng)。單相接地時，故障點流過很大的短路電流。（用于110KV及以上和380V系統(tǒng)。）2.小電流接地系統(tǒng)：指中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。單相接地時，故障點流過電流不大。（用于6~10KV系統(tǒng)。）

·補充知識

對稱分量法（用于不對稱三相電路分析）

設(shè)對稱三相電路的電壓為：設(shè)不對稱三相電路的電壓為：不對稱量可寫成:零序電壓：零序電流：注：零序電壓和零序電流反應三相電路的不對稱度，利用零序電壓和零序電流可以監(jiān)測和保護單相接地故障。一、中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障分析

正常運行時：正常運行時：對稱，每相對地電壓為相電壓；各相對地電容電流平衡，相量和為0.

單相接地故障時（如C相）：單相接地時：接地相對地電壓為0V,非接地相對低電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來的倍；非接地相對地有電容電流，接地相無電容電流，接地點電流和不為0.

結(jié)論：1.單相接地時，故障點的零序電壓（以C相接地為例）:

2.單相接地時，故障點的電流：

3.有多條支路的電路單相接地時（1）電網(wǎng)各處接地相的對地電壓都為0V,非故障相對地電壓升高為線電壓，即為原來的倍。（2）非故障相線路的零序電流為該線路自己的零序電流，方向由母線指向電路；故障相線路的零序電流為非故障相零序電流之和，方向由電路指向母線。注：支路越多，零序電流越大。

二、中性點不接地系統(tǒng)單相保護和絕緣監(jiān)視

1.零序電壓保護

利用零序電壓的大小來反應三相電網(wǎng)對地電抗的不平衡度，監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣情況。

（1）零序電壓保護（絕緣監(jiān)視）接線圖（2）分析

①正常運行時各電壓表的讀數(shù)為相電壓，零序電壓為0，電壓繼電器KV不動作。

②單相接地時，故障相電表讀數(shù)為0，其他兩相電壓表讀數(shù)為原來的倍；電壓繼電器KV電壓為,KV動作，發(fā)出接地報警信號。2.零序電流保護

利用零序電流的大小來反應三相電網(wǎng)對地電抗的不平衡度，監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣情況。

注：零序電流保護整電流應躲過其他線路發(fā)生單相接地故障時在該支路引起的零序電流。

整定電流：

7-5電力變壓器的繼電保護一、變壓器故障類型及保護設(shè)置

1.故障類型內(nèi)部故障：相間、匝間短路、單相接殼和鐵芯燒壞。外部故障：絕緣套管及引出線的相間短路和單相接地故障

2.保護類型（1）瓦斯保護（2）差動保護（3）過電流保護（4）零序電流保護

變壓器的主保護（5）過負荷保護（6）溫度保護3.繼電保護設(shè)置（1）35~110KV/6~10KV變壓器繼電保護①1000KVA以下設(shè)定時限過電流保護和電流速斷保護；②1000KVA~6300KVA設(shè)瓦斯、設(shè)定時限過電流保護和電流速斷保護；③10000KVA及以上設(shè)瓦斯、差動和過電流保護；（2）6~10KV/0.4KV變壓器繼電保護只設(shè)設(shè)定時限過電流保護和電流速斷保護。（有的直接設(shè)熔斷器）

二、瓦斯保護

1.保護范圍：內(nèi)部故障

2.主要器件：瓦斯繼電器（也稱氣體繼電器）

3.安裝位置：油箱與油枕連通管上

4.結(jié)構(gòu)及原理：

5.優(yōu)點：動作快、靈敏度高、能反應變壓器內(nèi)部所有故障

6.缺點：不能保護外部故障。三、差動保護（一）工作原理電流繼電器輸入電流為變壓器兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。正常時，電流差為零，繼電器不動；故障時，電流差較大，繼電器動作。注：差動保護的保護范圍是兩互感器安裝點之間的故障。（二）差動保護裝置中不平衡電流產(chǎn)生的原因及消除措施1.變壓器一、二次側(cè)接線方式不同消除措施：變壓器Y接側(cè)的電流互感器Δ接變壓器Δ

接側(cè)的電流互感器Y接2.兩側(cè)電流互感器變比計算值與標準值不同消除措施：利用差動繼電器的平衡線圈消除3.兩側(cè)電流互感器的型號和特性不同消除措施：提高動作電流躲過（4）變壓器勵磁涌流消除措施：①延時動作躲過；②提高提高動作電流躲過；③利用差動繼電器中的速飽和變流器抑制。（5）運行中改變變壓器調(diào)壓分接頭消除措施：提高動作電流躲過（三）差動保護繼電器由速飽和變流器和電流繼電器組成。速飽和變流器組成：（1）差動線圈Wd:接入差動電路，把不平衡電流通過磁路傳給二次線圈W2→電流繼電器KA；（2）平衡線圈Weq?,Weq?:分別接入兩臂中，適當選擇平衡線圈和差動線圈，能使正常運行情況下滿足（3）二次線圈W2：與電流繼電器相連（4）短路電流線圈：消除勵磁涌流電流（四）差動保護整定計算步驟：（1）計算變壓器兩側(cè)額定電流，選出電流互感器，求出兩個電流互感器的二次側(cè)電流。取電流大的一側(cè)作為基準側(cè)。（2）計算基準側(cè)保護裝置的動作電流。①躲過勵磁涌流

②躲過外部短路時引起的最大不平衡電流

③躲過電流互感器二次斷線引起的不平衡電流

注：取上述最大電流作為動作電流。（3）差動線圈匝數(shù)和基準側(cè)平衡線圈匝數(shù)確定基準側(cè)繼電器動作電流基準側(cè)線圈匝數(shù)計算：一般（4）確定另一側(cè)的平衡線圈

（5）求實際平衡線圈匝數(shù)與計算匝數(shù)不等引起的相對誤差（6）靈敏系數(shù)校驗注：用另一側(cè)校驗

四、電流速斷保護注：小容量變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護，代替差動保護（保護一部分）1.整定計算

靈敏系數(shù)：五、過電流保護注：可作為變壓器外部故障的的主保護，同時作為內(nèi)部故障的后被保護。裝設(shè)在電源側(cè)。1.整定計算

靈敏系數(shù)：六、單相接地保護注：設(shè)在變壓器二次側(cè)的中性線上，采用零序電流保護。1.整定計算注：要躲過正常運行時中性線上的最大不平衡電流。

七、變壓器過負荷保護注：一般在一相裝電流繼電器來實現(xiàn)（電源側(cè)）。1.整定計算

習題1.（線路過電流保護）

試整定10KV線路定時限過電流和電流速斷保護裝置，并校驗靈敏系數(shù)。已知最大運行方式時三相短路電流線路首端IK1.max=3.82KA,線路末端IK2.max=1.61KA，最小運行方式時線路首端IK1.min=3.1KA,線路末端IK2.min=1.46KA，線路最大負荷電流120A，保護裝置采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比200/5A。習題2、一臺容量為3200KVA，變比為35/6KV，Y，d11(Y/△11)接法的降壓變壓器，變壓器高壓側(cè)引線最小三相短路電流I（3）k1.min=1482A，變壓器低壓側(cè)引出線最大、最小三相短路電流歸算到高壓側(cè)分別為I（3）k2.max=604A，I（3）k2.min=515A。6KV側(cè)最大負荷電流275A，歸算到35KA側(cè)，試進行縱差動整定計算。習題3、某工廠變電所有一臺降壓變壓器，35/10KV，容量為8000KVA，Y/△-11接線，35KV側(cè)最大運行方式下三相短路電流I(3)k1.max=5KA，最小運行方式下三相短路電流I(3)k1.min=3KA，10KV側(cè)最大運行方式下三相短路電流I(3)k2.max=2.7KA，最小運行方式下三相短路電流I(3)k2.min=2.5KA，保護用電流互感器采用三相星形接線，變比為60，請計算變壓器電流速斷保護、過電流保護的整定值，并校驗靈敏度系數(shù)是