電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 教案 劉學(xué)軍 第1~2章 緒論、電網(wǎng)的電流電壓保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教案第31頁(yè)課程教案（學(xué)年第2學(xué)期）課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)授課學(xué)時(shí)：48授課班級(jí)：任課教師：課程編號(hào)授課班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化20-1、2學(xué)生人數(shù)90課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程類型學(xué)科基礎(chǔ)課（）；專業(yè)方向課程（√）；公選課程（）；授課方式理論（√）實(shí)驗(yàn)（√）實(shí)習(xí)（）考核方式考試（√）考查（）課程總學(xué)時(shí)48學(xué)分3學(xué)時(shí)分配課堂講授40學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)課程8學(xué)時(shí)教材名稱電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第二版）教學(xué)參考書1．主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社，20122．主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)學(xué)習(xí)指導(dǎo).中國(guó)電力出版社，20163．賀家李等編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（第五版）.中國(guó)電力出版社，20184．張保會(huì)，尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.中國(guó)電力出版社，20235．主編.繼電保護(hù)原理（第三版）.中國(guó)電力出版社，20236．江蘇省電力公司編電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及實(shí)用技術(shù)，中國(guó)電力出版社，2006授課教師職稱教授電氣部電氣工程授課時(shí)間年3月3日第1周第1次課年月日教學(xué)時(shí)數(shù)2章節(jié)：第一章緒論教學(xué)目的及要求：1.了解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)、作用2．理解繼電保護(hù)的基本要求3．了解繼電保護(hù)裝置工作原理、構(gòu)成及分類。教學(xué)重點(diǎn)：繼電保護(hù)的基本要求教學(xué)難點(diǎn)：理解繼電保護(hù)四性即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性之間的辯證關(guān)系。建立主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)的基本概念。教學(xué)手段：多媒體課件教學(xué)方法：教師啟發(fā)式講述，關(guān)鍵問(wèn)題和學(xué)生共同討論解決，對(duì)于較好理解的部分，如教學(xué)目的3可以學(xué)生自學(xué)為主，教師輔導(dǎo)。作業(yè)（習(xí)題）：1-3；1-4；1-5教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配（min）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用電力系統(tǒng)的故障及不正常工作狀態(tài)繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)2．第二節(jié)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求（1）選擇性；（2）速動(dòng)性；（3）靈敏性（4）可靠性3．第三節(jié)繼電保護(hù)的工作原理、構(gòu)成及分類（1）繼電保護(hù)工作原理（2）繼電保護(hù)裝置的分類即構(gòu)成1）機(jī)電型；2）靜態(tài)型；3）繼電保護(hù)裝置構(gòu)成4．繼電保護(hù)課程的特點(diǎn)1055151020101051.由電力系統(tǒng)故障引出繼電保護(hù)裝置，引出繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)。2.對(duì)繼電保護(hù)基本要求主要講述清楚選擇性，其它三性好理解。3.繼電保護(hù)工作原理用過(guò)流保護(hù)的模型說(shuō)明，繼電保護(hù)裝置以機(jī)電型為基礎(chǔ)，以整流型為主，以微機(jī)型為發(fā)展研究方向4.課程特點(diǎn)講清首先要有預(yù)備知識(shí)，同時(shí)注意理論和實(shí)踐并重。第1章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)及作用一、電力系統(tǒng)故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)短路故障引起嚴(yán)重后果，發(fā)生短路后1.損壞電器設(shè)備，縮短使用年限。2.部分地區(qū)電壓下降，影響供電電能質(zhì)量。3.影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，擴(kuò)大事故，瓦解系統(tǒng)。二、繼電保護(hù)裝置由繼電器構(gòu)成的一種自動(dòng)裝置，“繼電保護(hù)”一詞即可指繼電保護(hù)技術(shù)或由繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。三、保護(hù)裝置任務(wù)1.切除故障元件，保證其它非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。2.反映電氣元件不正常工作狀態(tài)。3.與其它自動(dòng)裝置配合，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。第二節(jié)對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求四條：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。1.選擇性G7G75318962TK3K1K4ABCDWL5WL1WL3圖1-1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中有選擇性動(dòng)作的說(shuō)明實(shí)現(xiàn)選擇性：點(diǎn)短路動(dòng)作，跳閘。點(diǎn)短路和動(dòng)作，和跳閘。2）后備保護(hù)：如故障即短路，拒動(dòng)，則由動(dòng)作，跳閘切除故障線路，故稱為后備保護(hù)，因在遠(yuǎn)處實(shí)現(xiàn)又稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)。3）主保護(hù)：一般把反映被保護(hù)元件嚴(yán)重故障，快速動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置稱為主保護(hù)，而把在主保護(hù)系統(tǒng)失敗時(shí)備用的保護(hù)裝置稱為后備保護(hù)。2.速動(dòng)性快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，故障切除時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之和?？焖俦Ｗo(hù)動(dòng)作時(shí)間，最快有一般斷路器動(dòng)作時(shí)間，最快有3.靈敏性（最小靈敏性）根據(jù)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力，在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，不論各種情況下都能敏銳感覺(jué)，正確反應(yīng)。通常用靈敏系數(shù)反應(yīng)。4.可靠性在規(guī)定保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生它應(yīng)動(dòng)作的故障時(shí)不拒動(dòng)，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)不錯(cuò)誤動(dòng)作。以上四條基本要求，選擇性是關(guān)鍵，靈敏性必須足夠高，速動(dòng)性達(dá)到必要即可，最重要的是保證可靠性。第三節(jié)繼電保護(hù)的工作原理，構(gòu)成分類一、繼電保護(hù)的原理根據(jù)電力系統(tǒng)故障后電氣量變化特征構(gòu)成各種繼電保護(hù)。（1）構(gòu)成電流保護(hù)，構(gòu)成電流速斷保護(hù)。（2）構(gòu)成低電壓保護(hù)，電壓速斷保護(hù)。（3）與之間相角變化構(gòu)成功率方向保護(hù)。（4）測(cè)量阻抗變化構(gòu)成距離保護(hù)（5）被保護(hù)元件兩端電流相位、大小變化構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。根據(jù)反應(yīng)非電氣量的保護(hù)如氣體（瓦斯）保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等。二、繼電保護(hù)裝置的分類及構(gòu)成（1）分類數(shù)字型（微機(jī)保護(hù)）圖1-2模擬型繼電保護(hù)裝置原理框圖如線路過(guò)電流保護(hù)裝置單相原理框圖如圖1-3圖1-3線路過(guò)流保護(hù)單相原理接線圖（2）數(shù)字型微機(jī)保護(hù)如圖1-4多路模擬量輸入計(jì)算人機(jī)對(duì)話接口機(jī)系開關(guān)量輸入統(tǒng)開關(guān)量輸出 外部通訊接口圖1-4微機(jī)繼電保護(hù)硬件部分原理框圖主要由五部分組成：1．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)（模擬量輸入系統(tǒng)）包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能。完成將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。2．微機(jī)主系統(tǒng)包括微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、定時(shí)器及并行口等。3．開關(guān)量輸入輸出通道。由若干并行口、光電耦合器件及中間繼電器組成。4．通訊接口。包括通訊接口電路及接口。5．電源。供給微處理器、數(shù)字電路、模擬轉(zhuǎn)換芯片及繼電器所需弱電電壓。第1周第2次課2009年3月4日教學(xué)時(shí)數(shù)1章節(jié)：第2章2.1.1互感器教學(xué)目的及要求：理解互感器工作原理、誤差、準(zhǔn)確度級(jí)和額定容量，掌握互感器極性和接線方式及使用注意事項(xiàng)。了解電磁型繼電器結(jié)構(gòu)及工作原理教學(xué)重點(diǎn)：1.用向量圖、等值電路分析互感器的極性、誤差、準(zhǔn)確度級(jí)、額定容量2．保護(hù)用電流互感器的四種接線。引入保護(hù)裝置接線系數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)：1.的10%誤差即允許二次負(fù)荷阻抗；2.的接線及接線系數(shù)3.的接線，電壓變比。教學(xué)手段：板書，手工繪圖教學(xué)方法：教師啟發(fā)性講述，重點(diǎn)內(nèi)容和學(xué)生一起討論，提問(wèn)，等互動(dòng)和學(xué)生交流學(xué)習(xí)。作業(yè)（習(xí)題）：2-1，2-6，2-8，2-12教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配備注電流互感器（1）工作原理（2）誤差（3）準(zhǔn)確度級(jí)和額定容量（4）極性及接線（5）使用注意事項(xiàng)2．電壓互感器（1）工作原理（2）誤差（3）接線3．、使用注意事項(xiàng)4.繼電器介紹20555502055551、互感器主要講TA的工作原理及接線。講清楚TA的接線系數(shù)。2、繼電器主要分析電磁型電流繼電器，理解繼電器的動(dòng)作電流，返回電流的物理意義。其他繼電器自學(xué)。3、講清楚繼電器的文字符號(hào)和圖形符號(hào)，繼電器常開、常閉接點(diǎn),延時(shí)接點(diǎn)。教后記：2.1.1互感器及變換器一、電流互感器（）工作原理同變壓器，相當(dāng)于工作在短路情況下的小容量升壓變壓器。電流變比：圖2-1原理圖圖2-2等值電路圖2-3相量圖2.誤差eq\o\ac(○,1)電流誤差eq\o\ac(○,2)相位誤差3.準(zhǔn)確度級(jí)和二次額定容量準(zhǔn)確度級(jí)有0.2、0.5、1、3、10、。其對(duì)保護(hù)級(jí)（過(guò)流保護(hù)用，差動(dòng)保護(hù)用，、）與測(cè)量級(jí)不同。由10%誤差曲線查的最大允許負(fù)荷，則，準(zhǔn)確度級(jí)和誤差限值如表2-1（頁(yè)）圖2-4為10%誤差曲線，為電流互感器的一次電流倍數(shù)。由查圖2-5，用10%誤差曲線確定互感器二次負(fù)荷。圖2-410%誤差曲線圖2-5用10%誤差曲線確定互感器二次負(fù)荷KK圖2-7電流互感器極性表示及向量圖圖2-6電流互感器二次回路接線系數(shù)4.極性及接線方式（1）極性（減極性標(biāo)示）（2）接線保護(hù)擁有四種接線1）單相式接線2）兩相電流差接線3）二相星形接線4）三相星形接線圖2-10完全星形接線兩相星形接線2-9兩相電流差接線（1）當(dāng)采用兩相電流差接線時(shí)：1)正常或三相短路2）兩相短路3）、兩相短路圖2-11不完全星形接線（2）三相完全星形接線，各種短路情況下（3）二相不完全星形接線，各種短路情況下保護(hù)裝置二次動(dòng)作電流為：5．電流互感器接線及應(yīng)用（1）在小接地電流系統(tǒng)6~10kV采用兩相不完全星形接線。（2）在110及以上或變壓器保護(hù)中采用三相星形接線。（3）在6~10線路及高壓電動(dòng)機(jī)采用兩相電流差接線。6．（1）二次側(cè)不允許開路；，在二次繞組產(chǎn)生過(guò)電壓。（2）二次側(cè)一端必須接地，防止高壓竄入二次側(cè)。（3）連線注意端子的極性。二、電壓互感器（）1、電磁式電壓互感器1工作原理同變壓器，相當(dāng)于工作在空載狀態(tài)下的小容量升壓變壓器。圖2-13等值電路圖2-14相量圖1）變比：2)電壓誤差：3)角度誤差：4)電壓互感器接線方式eq\o\ac(○,1)單相式eq\o\ac(○,2)兩個(gè)單相eq\o\ac(○,3)三個(gè)單相接成星形eq\o\ac(○,4)三個(gè)單相三繞組接成（開口三角形）。其變比為2．使用注意事項(xiàng)（1）二次側(cè)不允許短路；（2）一次和二次側(cè)必須裝置熔斷器保護(hù)；（3）二次側(cè)必須接地；（4）連接時(shí)注意極性。圖2-15三個(gè)單相三繞組接成（開口三角形）接線第1周第2次課2009年3月10日教學(xué)時(shí)數(shù)1章節(jié)：第2章一、復(fù)習(xí)前課主要內(nèi)容二、變換器教學(xué)目的及要求：理解變換器的工作原理，了解其結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)：電抗變換器；教學(xué)難點(diǎn)：電抗變換器的工作原理、特性、參數(shù)轉(zhuǎn)移電抗的物理意義。教學(xué)手段：板書，手工繪圖教學(xué)方法：重點(diǎn)內(nèi)容啟發(fā)式講授為主，對(duì)于部分內(nèi)容如其他分量濾過(guò)器學(xué)習(xí)采用以教師輔導(dǎo)學(xué)生討論自學(xué)形式。作業(yè)（習(xí)題）：2-6；2-8；2-12教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配（分鐘）備注前課回顧電壓變換器電流變換器電抗變換器本次課小結(jié)101010105靜態(tài)繼電器、微機(jī)繼電器需要弱電信號(hào)輸入，并與強(qiáng)電隔離，因此需要電量變送器把電流互感器、電壓互感器輸出的強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為弱電型號(hào)。電流變換器、電壓變換器的工作原理可用變壓器原理分析，。重點(diǎn)講解電抗變換器。教后記：第三節(jié)變換器電壓變換器1．工作原理同變壓器2．電壓變換器一次繞組串接電阻。改變的大小，可以改變角的大小。圖2-9電壓變換器一次繞組串接電阻（a）原理接線圖（b）相量圖二、電流變換器將輸入電流變成與其成正比的電壓圖2-10電流變換器原理接線及相量圖三、電抗變換器作用是將輸入電流轉(zhuǎn)換為與其成正比的輸出電壓，其物理意義是其相當(dāng)于一個(gè)電抗器圖2-10電抗變換器的原理圖、等值電路和相量圖——電抗變換器的轉(zhuǎn)移阻抗，是一個(gè)復(fù)數(shù)，當(dāng)鐵心未飽和時(shí)，是一個(gè)常數(shù)。電抗變換器物理意義分析如下：當(dāng)、開路，空氣隙較大，磁阻大磁導(dǎo)小即電感小，勵(lì)磁電流則大大增加，由于二次阻抗很大，負(fù)荷電流可以忽略不計(jì)，因此，可以認(rèn)為一次電流全部流入勵(lì)磁回路。即。故把看成一個(gè)電抗器。第2周第3次課2009年3月11日教學(xué)時(shí)數(shù)2章節(jié)：第2章電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù)2.1.2電流保護(hù)常用的繼電器；2.1.3無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)；教學(xué)目的及要求：1、理解繼電器的分類。掌握電磁型、靜態(tài)型、感應(yīng)性、整流型和微機(jī)型繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理。教學(xué)重點(diǎn)：1電磁型繼電器的工作原理及結(jié)構(gòu)。電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流。返回系數(shù)，繼電特性。教學(xué)難點(diǎn)：無(wú)時(shí)限電流瞬斷保護(hù)的工作原理、結(jié)構(gòu)。教學(xué)手段：利用繼電器實(shí)物講授其結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理。教學(xué)方法：?jiǎn)l(fā)性講授，在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)繼電器實(shí)物動(dòng)作演示。教具型繼電器。作業(yè)（習(xí)題）：教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配（分）備注2.1.2電流保護(hù)常用的繼電器電磁型繼電器1．結(jié)構(gòu)及工作原理2．電流繼電器3．其他繼電器二、靜態(tài)型繼電器微機(jī)型繼電器三、到試驗(yàn)室觀看各種類型及電器，了解其結(jié)構(gòu)，動(dòng)作特性，圖形符號(hào)，工作原理四、無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)301010103030重點(diǎn)講述電磁型繼電器，主要講述，電流繼電器，其他繼電器簡(jiǎn)要介紹介紹電流保護(hù)第一段，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。教后記：第2章2.1.2電流保護(hù)常用的繼電器電流保護(hù)常用的繼電器有電磁型、靜態(tài)型、和感應(yīng)型三種。一、電磁性繼電器1．電磁型繼電器磁路結(jié)構(gòu)如圖3-1三種。圖2-1電磁型繼電器原理結(jié)構(gòu)圖螺管繞組式；(b)吸引銜鐵式；(c)轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式電磁轉(zhuǎn)矩為：繼電器的文字符號(hào)及圖形符號(hào)電流繼電器KADL-10電壓繼電器KVDJ-131時(shí)間繼電器KTDS-100中間繼電器KMDZ-10信號(hào)繼電器KSDX-11圖2-2DL-10型電流繼電器圖2-3GL-10型電流繼電器二、感應(yīng)型電流繼電器結(jié)構(gòu)：由電磁元件和感應(yīng)元件構(gòu)成。如圖3-3GL-10型電流繼電器，具有反時(shí)限動(dòng)作特性，見(jiàn)圖3-4。1．感應(yīng)元件工作原理圖2-4向量圖反時(shí)限。輸入電流產(chǎn)生磁通，在短路環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生短路磁通從圖3-4向量圖中可以看出，和在空間相差一個(gè)電角度，而在時(shí)間上又相差一個(gè)電角度。根據(jù)電機(jī)學(xué)理論可知，兩個(gè)在空間、時(shí)間上有電角差的磁勢(shì)必然合成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即鋁盤被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割，相似于異步電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子的作用。故產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。2．電磁元件電磁元件由裝在電磁鐵上側(cè)銜鐵10和電磁鐵芯、繞組構(gòu)成，銜鐵左端有搖把。由它瞬時(shí)閉合觸點(diǎn)12。調(diào)整瞬動(dòng)電流倍數(shù)的螺絲（即調(diào)整磁路空氣隙長(zhǎng)度）可改變瞬動(dòng)電流的大小。瞬動(dòng)電流倍數(shù)為：圖3-4GL-10型電流繼電器時(shí)限特性三、整流型電流繼電器結(jié)構(gòu)：由電流變換器和晶體管整流濾波構(gòu)成。如LL-10型反時(shí)限電流繼電器。圖2-5時(shí)間繼電器圖2-6信號(hào)繼電器四、繼電器動(dòng)作特性—繼電器的動(dòng)作電流，使繼電器動(dòng)作的最小電流稱為繼電器的動(dòng)作電流。返回系數(shù)。DL型取0.85~0.9；GL型—繼電器的返回電流，使繼電器返回的最最大電流稱為繼電器的返回電流。“1”“0”圖2-7繼電特性由于繼電器在動(dòng)作過(guò)程中存在很大的剩余轉(zhuǎn)矩，所以繼電器從起始位置至最終位置動(dòng)作是突發(fā)性的，不可能停留在中間某一個(gè)中間位置上，這種動(dòng)作特性稱為繼電器的繼電特性。2468246813取0.8~0.85。五、改變電流繼電器動(dòng)作電流的方法。（1）調(diào)整電流繼電器的把手，改變彈簧的反作用力。（2）粗調(diào)改變繼電器線圈串、并聯(lián)。如圖3-8所示，繞組串聯(lián)，4-6，兩繞組并聯(lián)2-4，6-8圖2-8繼電器繞組線圈接法第2周4次課2009年3月17日教學(xué)時(shí)數(shù)2章節(jié)：2.1.3無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)；2.1.4帶時(shí)限的流速斷保護(hù)教學(xué)目的及要求：掌握保護(hù)工作原理、接線及整定計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)、帶時(shí)限速斷丟保護(hù)的工作原理、整定計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：保護(hù)范圍的確定、整定計(jì)算教學(xué)手段：多媒體課件教學(xué)方法：?jiǎn)l(fā)性講授法作業(yè)（習(xí)題）：2-12，2-15教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配分備注復(fù)習(xí)回顧及提問(wèn)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)分支系數(shù)本次課總結(jié)及布置作業(yè)1030201010101、計(jì)算輸電線路在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的短路電流。最大短路電流為三相短路電流，校驗(yàn)保護(hù)的靈敏度時(shí)，用最小運(yùn)行發(fā)下的兩相短路電流。2、用無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，也稱為第一段電流保護(hù)。用第一段保護(hù)整定計(jì)算說(shuō)明圖，分析電流保護(hù)第一段動(dòng)作電流的整定，時(shí)限，保護(hù)范圍。3、講解第一段電流速斷保護(hù)原理接線圖。4、第一段電流保護(hù)有死區(qū)，為擴(kuò)大保護(hù)范圍，可以采用電壓、電流連鎖保護(hù)。5、自適應(yīng)無(wú)時(shí)限電流瞬斷保護(hù)不作要求。6、第一段電流保護(hù)有死區(qū)，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，根據(jù)選擇性要求，引入第二段電流保護(hù)，即帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。用第二段電流保護(hù)整定計(jì)算說(shuō)明圖，分析電流保護(hù)第二段動(dòng)作電流的整定，時(shí)限，保護(hù)范圍。7、講解第二段電流速斷保護(hù)原理接線圖。要求掌握斷路器、繼電器、電流互感器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。教后記：第2章2.1.3無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)利用輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)短路電流增大，電壓降低可以構(gòu)成電流、電壓保護(hù)。電流保護(hù)可以分為三種。電流保護(hù)可以分為無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，稱為第I段；帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，稱為第II段；定時(shí)限（反時(shí)限）過(guò)流保護(hù)。一、電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式電力系統(tǒng)有最大、最小運(yùn)行方式。GG圖2-9網(wǎng)絡(luò)圖最小運(yùn)行方式KK圖2-10（a）最大運(yùn)行方式KK圖2-10（b）系統(tǒng)最大運(yùn)行方式系統(tǒng)最大運(yùn)行方式系統(tǒng)最小運(yùn)行方式圖2-10（c）供電網(wǎng)絡(luò)短路電流曲線最大運(yùn)行方式短路阻抗：最小運(yùn)行方式短路阻抗：短路電流：（1）最小運(yùn)行方式（2）最大運(yùn)行方式二、無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)（電流保護(hù)I段）工作原理、接線及整定計(jì)算（一）工作原理以單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象。無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)整定計(jì)算說(shuō)明從圖2-10c可看出短路電流為，。動(dòng)作電流整定為保證相鄰線路出口處點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1不誤動(dòng)作，則保護(hù)1第1段動(dòng)作電流，引入可靠系數(shù)，則保護(hù)1第1段動(dòng)作電流為：。式中可靠系數(shù)DL繼電器型取1.2～1.3，GL繼電器型取1.5～1.6。靈敏系數(shù)校驗(yàn)第1段電流保護(hù)有死區(qū)，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，保護(hù)的靈敏性用保護(hù)區(qū)長(zhǎng)度與被保護(hù)線路全長(zhǎng)的百分比表示。隨系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路類型改變而改變，要求在最大運(yùn)行方式下，在最小運(yùn)行方式下。。最大保護(hù)范圍：最小保護(hù)范圍：3．無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)接線圖2-11．無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)單相接線原理接線圖（1）電流繼電器KA作為啟動(dòng)元件。(2)中間繼電器KM的作用，觸點(diǎn)容量大，增強(qiáng)電流。利用中間繼電器的短延時(shí)（0.06~0.08s）作用，躲過(guò)避雷器短路線路的放電時(shí)間(10ms)。4．無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)評(píng)價(jià)1）優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作迅速，簡(jiǎn)單可靠。2）缺點(diǎn)：不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，故不能單獨(dú)使用，而且它的保護(hù)范圍隨運(yùn)行方式的變化而變化。當(dāng)運(yùn)行方式變化很大、被保護(hù)的線路很短時(shí)，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)圖2-12線路—變壓器組無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)圖2-13被保護(hù)線路不同長(zhǎng)度對(duì)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響。圖2-14被保護(hù)線路不同長(zhǎng)度對(duì)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的影響。5．線路—變壓器組電流速斷保護(hù)把線路和變壓器看成一個(gè)整體，當(dāng)變壓器故障時(shí)，切除變壓器和切除線路的后果是一樣的，因此變壓器故障時(shí)可以用線路速斷保護(hù)切除，此時(shí)保護(hù)可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)。動(dòng)作電流：按躲過(guò)變壓器二次母線在最大運(yùn)行方式下三相短路電流整定。2.1.4帶時(shí)限電流速斷保護(hù)電流保護(hù)I段有死區(qū)，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，為了保證速動(dòng)性，用盡可能短的時(shí)間切除故障。可以增設(shè)第二套保護(hù)即電流速斷保護(hù)II段。為了獲得選擇性，II段速斷電流保護(hù)帶時(shí)限，以便與相鄰的I段電流速斷保護(hù)相配合。II段速斷電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算1．帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖電流保護(hù)II段單相原理接線圖如圖2-152.II段保護(hù)的工作原理如圖3-17所示，II段保護(hù)范圍包括線路全長(zhǎng)并延伸到相鄰線路一部分，但不會(huì)超出相鄰線路保護(hù)I段保護(hù)范圍，更不會(huì)進(jìn)入相鄰線路保護(hù)II段范圍。它的動(dòng)作時(shí)限大于I段一個(gè)時(shí)限級(jí)差，從而保證了他們之間的選擇性。2．保護(hù)動(dòng)作電流：可靠系數(shù)，取1.1~1.15時(shí)限：圖2-15帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的單相原理接線圖圖2-16帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算說(shuō)明圖三、分支系數(shù)GGGG12ABC圖2-17具有助增電流的電網(wǎng)流過(guò)故障點(diǎn)電流，被保護(hù)線路電流為，，分支電路相當(dāng)于一個(gè)電源，使故障電路電流增大了，故稱為助增電流，這樣使增大了倍，將使保護(hù)范圍縮短，所以在整定計(jì)算時(shí)要縮小倍。保護(hù)1的II段動(dòng)作電流應(yīng)用下式計(jì)算?！种禂?shù)。G1G12A圖2-18具有汲出電流的電網(wǎng)當(dāng)分支電路為并聯(lián)電路，WL2的K點(diǎn)短路電流，并聯(lián)支路WL1的存在，使故障線路電流減小了，故稱為汲出電流。減小了倍，從而使保護(hù)范圍伸長(zhǎng)，導(dǎo)致無(wú)選擇性的誤動(dòng)作。因此在整定計(jì)算時(shí)，應(yīng)增大倍。保護(hù)1的II段動(dòng)作電流應(yīng)用下式計(jì)算?！种禂?shù)。第3周第5次課2009年3月19日教學(xué)時(shí)數(shù)2章節(jié)：2.1.5定時(shí)限電流速斷保護(hù)；2.1.6三段式電流保護(hù)教學(xué)目的及要求：掌握三段式電流保護(hù)的工作原理、接線及整定計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：定時(shí)限電流保護(hù)的工作原理、接線及整定計(jì)算，時(shí)限特性。教學(xué)難點(diǎn)：三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算及時(shí)限圖，展開圖、安裝圖的識(shí)讀；教學(xué)手段：多媒體課件教學(xué)方法：?jiǎn)l(fā)性講述作業(yè)（習(xí)題）：3-18教學(xué)內(nèi)容提要（教學(xué)過(guò)程）時(shí)間分配備注復(fù)習(xí)回顧及提問(wèn)1．定時(shí)限電流保護(hù)工作原理、接線及整定計(jì)算時(shí)限特性2．三段式電流保護(hù)階段式電流保護(hù)的構(gòu)成原理1、展開圖、安裝圖的識(shí)讀；2、線路保護(hù)整定計(jì)算。本次課總結(jié)及布置作業(yè)1035151553510151010復(fù)習(xí)電流保護(hù)第一、二段的工作原理.2、總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)根據(jù)選擇性引入定時(shí)限電流保護(hù)即第三段電流保護(hù)。3、第一段、二段電流保護(hù)是根據(jù)短路電流大小實(shí)現(xiàn)選擇性，第三段電流保護(hù)是根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)短實(shí)現(xiàn)象征性的。4、三段式電流保護(hù)的工作原理如上所述，重點(diǎn)講解他的應(yīng)用，整定計(jì)算。了解在什么情況下設(shè)置三段式電流保護(hù)。5、要求能夠讀懂三段式電流保護(hù)的原理接線圖和咱開接線圖。這對(duì)于以后學(xué)生參加電力工程工作到現(xiàn)場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。教后記：2.1.4定時(shí)限過(guò)流保護(hù)工作原理定時(shí)限過(guò)流保護(hù)（電流保護(hù)III段）是按躲過(guò)線路最大負(fù)荷電流整定動(dòng)作電流的，并以時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性。不僅可以保護(hù)線路全長(zhǎng)，還可保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)。不僅作為本級(jí)線路的近后備保護(hù)，還可以作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。圖2-20定時(shí)限過(guò)流保護(hù)時(shí)限特性——指相鄰下一級(jí)母線具有分支電路，其分支電路保護(hù)時(shí)限最長(zhǎng)的時(shí)限。二、定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算1．動(dòng)作電流的整定(1)按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定（2）過(guò)流保護(hù)的返回電流要大于故障切除后線路的自啟動(dòng)電流。即取保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為，則繼電器動(dòng)作電流為動(dòng)作時(shí)限靈敏系數(shù)校驗(yàn)（1）近后備保護(hù)（2）遠(yuǎn)后備保護(hù)各保護(hù)之間的配合如圖3-20點(diǎn)短路時(shí)，對(duì)同一個(gè)故障點(diǎn)而言，越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系數(shù)。2.1.5三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)的構(gòu)成瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能作為線路首端一部分的主保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)可作為瞬時(shí)電流速斷的近后備，且可作為線路末端的主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)能作為本線路全長(zhǎng)的近后備，同時(shí)又可作為相鄰下一線路的遠(yuǎn)后備。然而動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)。因此，為了迅速、可靠地切除被保護(hù)線路的故障，可將上述三種電流保護(hù)組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù)，稱為階段式電流保護(hù)，一般是構(gòu)成三段式電流保護(hù)，通常將瞬時(shí)電流速斷保護(hù)稱為I段，限時(shí)電流速斷保護(hù)稱為II段，過(guò)電流保護(hù)稱III段。I、II段共同構(gòu)成主保護(hù)，第III段作為后備保護(hù)。特別地指出：階段式電流保護(hù)不一定都用三段，也可以只用I、II段。圖3-21示意出三段式電流保護(hù)各段動(dòng)作電流，保護(hù)范圍及動(dòng)作時(shí)限的配合情況。1．時(shí)限特性圖2-21三段式電流保護(hù)的接線圖繼電保護(hù)的接線圖一般有框圖、原理圖、安裝圖三種。對(duì)于采用機(jī)電型繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，用得最多的是原理圖和安裝圖。原理圖又分為歸總式和分開原理圖。（一）歸總式原理圖該圖的目的是為了表示出保護(hù)的全部組成元件和它們之間的聯(lián)系及其動(dòng)作原理。原理圖下所有組成元件都以完整的圖形符號(hào)表示，便于閱讀，適于初學(xué)者閱讀。圖2-22歸總式單相原理接線圖（二）展開圖特點(diǎn)：將保護(hù)的交流電流電壓回路、直流回路、信號(hào)回路分開繪制。各繼電器的線圈和觸點(diǎn)分開，分別畫在它們各自所屬的回路中。同一元件在同一圖上為同一符號(hào)。閱讀方法：堅(jiān)持“同一圖上同一元件同一符號(hào)”原則，一般按先交流后直流，由上而下，從左到右的順序閱讀。例1：在圖2-21所示的35kV單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，線路Ll和L2均考慮裝設(shè)