繼電保護基礎(chǔ)培訓

繼電保護基礎(chǔ)1繼電保護基礎(chǔ)培訓本章主要內(nèi)容繼電保護的基本知識單側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的電流保護電網(wǎng)的接地保護電力系統(tǒng)的主設(shè)備保護10kV配電系統(tǒng)的保護工廠供電系統(tǒng)的保護民用建筑配電系統(tǒng)的保護2繼電保護基礎(chǔ)培訓第一節(jié)繼電保護的基本知識3繼電保護基礎(chǔ)培訓一、繼電保護的基本原理一）繼電保護裝置

一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，完成這一功能的電力系統(tǒng)保護裝置稱為繼電保護裝置二）保護的構(gòu)成

1、測量模塊

2、邏輯模塊

3、執(zhí)行模塊4繼電保護基礎(chǔ)培訓一、繼電保護的基本原理三）保護構(gòu)成原理利用電力系統(tǒng)中基本參數(shù)的區(qū)別構(gòu)成的繼電保護利用流過電流方向判定保護區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障正向故障或反向故障利用不對稱分量作為判據(jù)構(gòu)成保護反應(yīng)非電氣量的保護5繼電保護基礎(chǔ)培訓二、對繼電保護裝置的基本要求一）選擇性

當電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置發(fā)出跳閘命令,僅將故障設(shè)備切除，使得故障停電范圍盡可能的小，保證無故障部分繼續(xù)運行

二）速動性

快速地切除故障以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度

6繼電保護基礎(chǔ)培訓二、對繼電保護裝置的基本要求三）靈敏性

在事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)部發(fā)生故障時，不論短路點的位置，短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能敏銳感覺，正確反應(yīng)四）可靠性

在保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作

7繼電保護基礎(chǔ)培訓三、常用的保護繼電器及操作電源一）保護繼電器1、電流繼電器：電流保護的測量元件2、電壓繼電器：電壓保護的測量元件3、中間繼電器：在繼電保護裝置和自動裝置中用以增加觸點數(shù)量以及容量4、時間繼電器：建立必要的延時，以保證保護動作的選擇性和某種邏輯關(guān)系5、信號繼電器：作為繼電保護裝置和自動裝置動作的信號指示8繼電保護基礎(chǔ)培訓二）操作電源

1、概念 高壓斷路器的合閘跳閘回路以及繼電保護裝置中的操作回路、控制回路、信號回路等所需要的電源

2、分類直流電源整流電源交流電源三、常用的保護繼電器及操作電源9繼電保護基礎(chǔ)培訓四、繼電保護常用的儀用互感器一）電流互感器（TA）

1、概念： 將電力系統(tǒng)一次回路的大電流變?yōu)槎位芈罚ūＷo或是測量回路）的標準小電流（5A或1A）的儀用互感器

2、作用： 隔離與變換10繼電保護基礎(chǔ)培訓四、繼電保護常用的儀用互感器一）電流互感器（TA）

3、電流互感器的10％誤差曲線： 當變比誤差為10％、角度誤差為7°時，飽和電流倍數(shù)m（電流互感器一次側(cè)的電流與一次側(cè)額定電流的比值）與二次側(cè)負載的關(guān)系曲線

4、電流互感器的接線方式： 三相式完全星形接線，兩相兩繼電器的不完全星形接線，兩相單繼電器的兩相電流差接線

5、使用注意事項： 運行中電流互感器二次繞組萬不可開路11繼電保護基礎(chǔ)培訓二）電壓互感器（TV）

1、概念：將電力系統(tǒng)一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈罚ūＷo或是測量回路）的標準的低電壓（一般為100V）的儀用互感器。

2、作用：隔離與變換

3、分類：電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器

4、使用注意事項：運行中電壓互感器二次繞組萬不可短路四、繼電保護常用的儀用互感器12繼電保護基礎(chǔ)培訓第二節(jié)單側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的電流保護

13繼電保護基礎(chǔ)培訓一、三段式電流保護一）無時限電流速斷保護（電流I段）

不帶時限（只有繼電器本身固有動作時間）的瞬動電流保護。 保護的動作電流按躲過被保護線路外部短路的最大短路電流來整定，以滿足選擇性。

1、動作電流：

2、動作時間：

3、保護靈敏度：

14繼電保護基礎(chǔ)培訓一、三段式電流保護二）帶時限電流速斷保護（電流II段）

保護本線路并延伸至相鄰線路，但不超過相鄰線路無時限電流速斷或是帶時限電流速斷保護的保護范圍。以時限保證選擇性。

1、動作電流（取以下計算值大者）：與相鄰線路配合：

與相鄰變壓器配合：

2、動作時間：

3、保護靈敏度：15繼電保護基礎(chǔ)培訓一、三段式電流保護三）定時限過流保護（電流III段）

動作電流按躲過最大負荷電流來整定，并以時限來保證動作選擇性

1、動作電流：

2、動作時間：

3、保護靈敏度：近后備：

遠后備：16繼電保護基礎(chǔ)培訓一、三段式電流保護

四）原理接線17繼電保護基礎(chǔ)培訓二、反時限過電流保護

動作時限與被保護線路中電流大小有關(guān)的一種保護，當電流大時，保護的動作時限短，而電流小時動作時限長18繼電保護基礎(chǔ)培訓第三節(jié)電網(wǎng)的接地保護

19繼電保護基礎(chǔ)培訓一、中性點直接接地電網(wǎng)一）三段式零序電流保護

1、零序I段： 無時限零序電流速斷保護

2、零序II段： 帶時限零序電流速斷保護

3、零序III段： 零序過流保護*三段式零序電流保護接線類于三段式電流保護，只是繼電器引入的是零序電流。20繼電保護基礎(chǔ)培訓二、中性點非直接接地電網(wǎng)一）中性點不接地電網(wǎng)

1、單相接地故障特點電網(wǎng)各處故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高至電網(wǎng)線電壓，電網(wǎng)中出現(xiàn)大小等于電網(wǎng)正常時相電壓的零序電壓非故障線路保護安裝處，流過本線路的零序電容電流方向由母線指向非故障線路，超前零序電壓90°；故障線路保護安裝處流過所有非故障元件的零序電容電流之和，數(shù)值較大，方向由故障線路指向母線，滯后零序電壓90°21繼電保護基礎(chǔ)培訓一）中性點不接地電網(wǎng)

2、接地保護絕緣監(jiān)察零序電流保護零序功率方向保護（選講）二、中性點非直接接地電網(wǎng)22繼電保護基礎(chǔ)培訓二）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)

1、補償方式欠補償完全補償過補償 *一般采用過補償方式（電感電流值大于接地電容電流）二、中性點非直接接地電網(wǎng)23繼電保護基礎(chǔ)培訓中性點非直接接地電網(wǎng)二）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)

2、單相接地特點電網(wǎng)各處故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高至電網(wǎng)線電壓，電網(wǎng)中出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常時的相電壓故障線路和非故障線路保護安裝處的電流都由母線流向線路，并且大小差別一般不大，接地點電流為一很小的感性電流24繼電保護基礎(chǔ)培訓中性點非直接接地電網(wǎng)二）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)

3、接地保護絕緣監(jiān)視裝置反應(yīng)穩(wěn)態(tài)3次諧波分量的接地保護反應(yīng)暫態(tài)零序電流的保護等25繼電保護基礎(chǔ)培訓第四節(jié)電力系統(tǒng)的主設(shè)備保護26繼電保護基礎(chǔ)培訓一、電力變壓器保護一）差動保護

基于比較變壓器各側(cè)的電流大小和相位的原理構(gòu)成

1、差動保護的不平衡電流 理論上當變壓器正常運行或是差動保護區(qū)外故障時，流入差動繼電器的電流應(yīng)為零，但實際流過差動繼電器的電流為不平衡電流 變壓器總的不平衡電流： 27繼電保護基礎(chǔ)培訓一、電力變壓器保護一）差動保護

2、差動保護的原理接線28繼電保護基礎(chǔ)培訓二）瓦斯保護

非電量保護，測量元件為氣體繼電器，安裝于變壓器油箱和油枕的通道上 與差動保護一起作為主保護，對變器內(nèi)部故障全面保護一、電力變壓器保護29繼電保護基礎(chǔ)培訓三）電流速斷保護

裝設(shè)于容量較小的變壓器的電源側(cè)，保護動作于跳開變壓器兩側(cè)斷路器 電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時，保護采用完全星形接線，如為非直接接地系統(tǒng)，則采用兩相不完全星形接線

一、電力變壓器保護30繼電保護基礎(chǔ)培訓一）縱差保護

作為發(fā)電機定子繞組及其引出線相間短路的主保護，在保護范圍內(nèi)發(fā)生相間短路時，快速動作于停機

1、動作電流（取以下之大者）躲過外部短路時差動回路出現(xiàn)的最大不平衡電流躲過電流互感器二次回路一相斷線時的差動回路出現(xiàn)的額定負荷電流一、同步發(fā)電機的保護31繼電保護基礎(chǔ)培訓一）縱差保護

2、原理接線*雖然是發(fā)電機內(nèi)部相間短路最靈敏的保護，但是在中性點附近經(jīng)過渡電阻相間短路時，仍存在一定的死區(qū)一、同步發(fā)電機的保護32繼電保護基礎(chǔ)培訓二）其它保護1、發(fā)電機的匝間短路保護2、發(fā)電機定子繞組單相接地保護3、發(fā)電機勵磁回路接地保護4、發(fā)電機失磁保護等5、發(fā)電機相間短路的后備保護6、發(fā)電機定子過負荷保護7、勵磁繞組過負荷保護8、轉(zhuǎn)子表面負序過負荷保護（負序電流保護）一、同步發(fā)電機的保護33繼電保護基礎(chǔ)培訓二）其它保護9、發(fā)電機低頻保護10、發(fā)電機逆功率保護11、發(fā)電機非全相運行保護12、過電壓保護13、過勵磁保護14、失步保護等一、同步發(fā)電機的保護34繼電保護基礎(chǔ)培訓第五節(jié)10kV配電系統(tǒng)的保護

35繼電保護基礎(chǔ)培訓一、10kV配電線路的保護一）特點

我國的10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構(gòu)成。 對于特殊線路結(jié)構(gòu)或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮增加其它保護（如電流保護Ⅱ段、電壓閉鎖等）。 10kV線路保護在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證36繼電保護基礎(chǔ)培訓二）保護

1、電流速斷保護：無時限電流速斷保護或是帶時限電流速斷保護

2、過電流保護： 6~10kV配電線路都要求裝設(shè)，與高壓輸電線路過流保護同樣整定

3、單相接地保護：配電線路裝設(shè)單相接地保護并不是必須的，可以根據(jù)需要選擇安裝；并且小接地電流系統(tǒng)，單相接地故障時只需發(fā)信號一、10kV配電線路的保護37繼電保護基礎(chǔ)培訓一）特點

10kV配電變壓器的常見故障及不正常運行方式與高壓系統(tǒng)中電力變壓器相同，但由于10kV配電變壓器的容量一般并不很大，因此保護有自己的特點。二）保護 目前，越來越多的10kV配變?yōu)楦墒阶儔浩?，此類變壓器可以采用負荷開關(guān)加熔斷器的保護方案二、10kV配電變壓器的保護38繼電保護基礎(chǔ)培訓三、10kV電力電容器的保護一）概述

10kV電力電容器一般是并聯(lián)在配電網(wǎng)絡(luò)中用以補償工頻交流電力系統(tǒng)中的感性負荷、提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)、改善電網(wǎng)質(zhì)量、降低線路損耗。為了保證其安全運行，電力電容器也應(yīng)該裝設(shè)適當?shù)谋Ｗo裝置二）特點

電容器組的繼電保護方式與其接線方案相關(guān)39繼電保護基礎(chǔ)培訓三）保護措施

當電容器組與斷路器之間的連線發(fā)生故障時，應(yīng)該裝設(shè)過電流保護 雙三角形連接電容器組一般采用橫聯(lián)差動保護；雙星形接線電容器組內(nèi)部故障時需要采用中性線電流平衡保護 另外，為了防止在母線電壓波動幅度比較大的情況下，導致電容器組長期過電壓運行，應(yīng)該裝設(shè)過電壓保護裝置三、10kV電力電容器的保護40繼電保護基礎(chǔ)培訓四）并聯(lián)電容器組的主要故障

電容器內(nèi)部故障及其引出線短路電容器組與斷路器之間連線的短路電容器組中某一些故障電容切除后引起過電壓電容器組單相接地故障電容器組過電壓電容器組連接母線失壓電容器組過負荷三、10kV電力電容器的保護41繼電保護基礎(chǔ)培訓五）并聯(lián)電容器組的保護專用熔斷器保護帶短時限的電流速斷或是過電流保護，動作于跳閘對單星形接線的電容器組，采用中性線對地電壓不平衡保護；對多段串連單星形接線電容器組，采用段間電壓差動或是橋式差電流保護對雙星形接線的電容器組，采用中性線不平衡電壓或是不平衡電流保護三、10kV電力電容器的保護42繼電保護基礎(chǔ)培訓五）并聯(lián)電容器組的保護

利用電容器組所接母線上的絕緣監(jiān)察裝置檢出裝設(shè)過電壓保護，帶時限動作于信號或是跳閘裝設(shè)低電壓保護，帶時限動作于信號或是跳閘只有當系統(tǒng)高次諧波含量較高或電容器組投運后實測其回路中電流超過允許值時裝設(shè)過負荷保護三、10kV電力電容器的保護43繼電保護基礎(chǔ)培訓第六節(jié)工廠供電系統(tǒng)的保護

44繼電保護基礎(chǔ)培訓一、工廠供電系統(tǒng)的保護

工廠供電系統(tǒng)，一般指的是一個廠區(qū)范圍之內(nèi)的供配電系統(tǒng) 工廠供電系統(tǒng)的高壓配電網(wǎng)一般采用繼電保護裝置或是高壓熔斷器進行保護，而車間內(nèi)的低壓配電系統(tǒng)的保護多采用低壓斷路器和低壓熔斷器。工廠供電系統(tǒng)還應(yīng)考慮變、配電所中的變壓器以及母線保，并且為了提高供電可靠性，工廠一般還裝有備用電源自動投入裝置和線路自動重合閘裝置45繼電保護基礎(chǔ)培訓二、工廠供電系統(tǒng)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護一）過電流保護

可以采用定時限或是反時限過電流保護二）電流速斷保護

為了可靠快速的切除故障，就需要裝設(shè)速斷保護46繼電保護基礎(chǔ)培訓三）階段式電流保護

為保證保護動作的選擇性，電流速斷保護的保護范圍不能達到線路全長，因此要構(gòu)成階段式的電流保護，一般是無時限電流速斷保護與定時限過電流保護配合四）低電壓保護

在工廠供電系統(tǒng)中用于提高過電流保護的靈敏度以及在系統(tǒng)發(fā)生故障時切除不重要的發(fā)電機二、工廠供電系統(tǒng)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護47繼電保護基礎(chǔ)培訓五）單相接地保護

中性點不接地系統(tǒng)，當發(fā)單相接地時，一般并不要求立即將電源切斷，但為了防止兩點接地而產(chǎn)生更大的短路電流，應(yīng)對單相接地故障設(shè)置絕緣監(jiān)察裝置（參見本章的三節(jié)），必要時也可通過繼電保護裝置切斷故障 *中性點不接地系統(tǒng)中，單相接地故障不立刻切除的條件是其接地電容電流滿足限制值二、工廠供電系統(tǒng)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護48繼電保護基礎(chǔ)培訓六）方向電流保護

1、方向的問題 如果工廠供電系統(tǒng)采用環(huán)形電網(wǎng)或是雙側(cè)電源供電，當電網(wǎng)中某一處發(fā)生故障時，如仍裝設(shè)定時限過電流保護，僅靠時限整定將無法滿足保護動作的選擇性

2、方向元件 功率方向繼電器：判斷短路時的功率方向二、工廠供電系統(tǒng)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護49繼電保護基礎(chǔ)培訓六）方向電流保護

3、90°接線方式接線方式：指在三相系統(tǒng)中，功率方向繼電器的電流以及電壓的接入方式。要求能夠正確地反應(yīng)故障方向并且動作靈敏90°接線：指不考慮電壓及電流負荷角時，接入功率方向繼電器電壓滯后電流90°二、工廠供電系統(tǒng)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護50繼電保護基礎(chǔ)培訓第七節(jié)民用建筑配電系統(tǒng)的保護

51繼電保護基礎(chǔ)培訓一、概述

對于民用建筑配電系統(tǒng)，不同的變配電設(shè)備應(yīng)采用不同的保護，滿足選擇性、靈敏性、可靠性以及靈活性的要求

供電線路：過載保護、短路保護、單相接地保護、雷電過電壓保護、操作過電壓保護等

變壓器：過載保護、內(nèi)部短路保護、接線端子短路、雷電過電壓保護等 各種用電負荷：