供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù)

1、供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 內(nèi)容提要：概述供電系統(tǒng)保護(hù)的一些基本知識(shí)和基本問題內(nèi)容提要：概述供電系統(tǒng)保護(hù)的一些基本知識(shí)和基本問題 首先簡(jiǎn)要說明繼電保護(hù)的基本概念；首先簡(jiǎn)要說明繼電保護(hù)的基本概念； 然后介紹單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，然后介紹單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)， 電力變壓器的保護(hù)，電力變壓器的保護(hù)， 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)；低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)； 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護(hù)的基本概念繼電保護(hù)的基本概念 第二節(jié)第二節(jié) 單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 第三節(jié)第三節(jié) 電力變壓器的保護(hù)電力變壓器的保護(hù) 第四節(jié)第四節(jié) 低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)低壓配電系統(tǒng)的保護(hù) 第五節(jié)第五節(jié) 供電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)供

2、電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護(hù)的基本概念繼電保護(hù)的基本概念 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 一、一、 供電系統(tǒng)的保護(hù)供電系統(tǒng)的保護(hù) 1供電系統(tǒng)中保護(hù)裝置的作用與類型 在供電系統(tǒng)中需裝設(shè)不同類型的保護(hù)裝置，在發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)在供電系統(tǒng)中需裝設(shè)不同類型的保護(hù)裝置，在發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng) 檢測(cè)出故障，并且迅速、及時(shí)地將故障區(qū)域從供電系統(tǒng)中切除，以免檢測(cè)出故障，并且迅速、及時(shí)地將故障區(qū)域從供電系統(tǒng)中切除，以免 系統(tǒng)設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。當(dāng)系統(tǒng)處于不正常運(yùn)行，如過載、欠電壓等系統(tǒng)設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。當(dāng)系統(tǒng)處于不正常運(yùn)行，如過載、欠電壓等 情況時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)處理，保證

3、安全可靠地供電。情況時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)處理，保證安全可靠地供電。 供電系統(tǒng)中常見的保護(hù)裝置類型主要有如下三種：供電系統(tǒng)中常見的保護(hù)裝置類型主要有如下三種： (1) 繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置 是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件（線路、變壓器、是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件（線路、變壓器、 母線、用電設(shè)備等）發(fā)生故障或處于不正常運(yùn)行狀態(tài)、并動(dòng)作于斷路器跳閘母線、用電設(shè)備等）發(fā)生故障或處于不正常運(yùn)行狀態(tài)、并動(dòng)作于斷路器跳閘 或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置，其適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中?；虬l(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置，其適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (2) 熔

4、斷器保護(hù)熔斷器保護(hù) 廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡(jiǎn)單 經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。但是它的斷流能力較小，選經(jīng)濟(jì)，在供電系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)普遍。但是它的斷流能力較小，選 擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復(fù)供電，因此在要求 供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。 (3) 低壓斷路器保護(hù)低壓斷路器保護(hù) 又稱低壓自動(dòng)開關(guān)保護(hù)，由于低壓斷路又稱低壓自動(dòng)開關(guān)保護(hù)，由于低壓斷路 器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行過電流、過負(fù)載、失電壓和欠電壓保器帶有多種脫扣器，能夠進(jìn)行過電流、過負(fù)

5、載、失電壓和欠電壓保 護(hù)等，而且可作為控制開關(guān)進(jìn)行操作，因此在對(duì)供電可靠性要求較護(hù)等，而且可作為控制開關(guān)進(jìn)行操作，因此在對(duì)供電可靠性要求較 高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2繼電保護(hù)裝置的基本要求 v 選擇性選擇性 v 快速性快速性 v 可靠性可靠性 v 靈敏性靈敏性 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (1) 可靠性可靠性 保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，必須可靠動(dòng)作，不保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，必須可靠動(dòng)作，不 應(yīng)拒絕動(dòng)作，在不該動(dòng)作的情況下就不應(yīng)該誤動(dòng)作。應(yīng)拒絕動(dòng)作，在不該動(dòng)作的情況下就不應(yīng)該誤動(dòng)作。 為了滿足可

6、靠性的要求，保護(hù)裝置接線應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，力為了滿足可靠性的要求，保護(hù)裝置接線應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，力 求減少繼電器接點(diǎn)，避免保護(hù)裝置斷線、短路、接地和錯(cuò)誤的求減少繼電器接點(diǎn)，避免保護(hù)裝置斷線、短路、接地和錯(cuò)誤的 接線，所有輔助元件如連接端子、連接導(dǎo)線以及安裝施工，都接線，所有輔助元件如連接端子、連接導(dǎo)線以及安裝施工，都 應(yīng)當(dāng)十分可靠。應(yīng)當(dāng)十分可靠。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (2) 靈敏性靈敏性 保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能 力稱為靈敏性，如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及力稱為靈敏性，如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的

7、故障都能及 時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，即具有足夠的反應(yīng)能力，說明保護(hù)裝置的靈敏度時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，即具有足夠的反應(yīng)能力，說明保護(hù)裝置的靈敏度 高。保護(hù)裝置靈敏與否，一般都用靈敏系數(shù)（高。保護(hù)裝置靈敏與否，一般都用靈敏系數(shù)（ks）來衡量。以過）來衡量。以過 電流保護(hù)為例，靈敏系數(shù)表示為：電流保護(hù)為例，靈敏系數(shù)表示為： 系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)區(qū)末端的短路電流；系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)區(qū)末端的短路電流； 保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 被保護(hù)的電氣設(shè)備被保護(hù)的電氣設(shè)備 繼電保護(hù)裝置類型繼電保護(hù)裝置類型 最低靈敏度最低靈敏度ks 變壓器、線路等變壓器、線路等 所有電氣設(shè)

8、備所有電氣設(shè)備 過電流保護(hù)過電流保護(hù) 5 （如滿足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)，（如滿足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)， 靈敏度可降為靈敏度可降為1.25） 電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù) 2.0 后備保護(hù)后備保護(hù) 1.2 （如滿足此要求將使保護(hù)過分復(fù)（如滿足此要求將使保護(hù)過分復(fù) 雜或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅雜或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅 按常見的運(yùn)行方式和故障類型校按常見的運(yùn)行方式和故障類型校 驗(yàn)靈敏度）驗(yàn)靈敏度） 變壓器變壓器 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 2.0 310kV電纜線路電纜線路 中性點(diǎn)不直接接地電中性點(diǎn)不直接接地電 力網(wǎng)中的零序電流保力網(wǎng)中的零序電流保 護(hù)護(hù) 1.25 310kV架空線路架空線路 1.50

9、 繼電保護(hù)裝置靈敏度繼電保護(hù)裝置靈敏度 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (3) 選擇性選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置應(yīng)先動(dòng)作，當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置應(yīng)先動(dòng)作， 切除故障，而供電系統(tǒng)的其他無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，滿足這一要切除故障，而供電系統(tǒng)的其他無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，滿足這一要 求的動(dòng)作就叫有選擇性。求的動(dòng)作就叫有選擇性。 k點(diǎn)點(diǎn) 故故 障障 QF2 動(dòng)動(dòng) 作作 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (4) 速動(dòng)性速動(dòng)性 保護(hù)裝置在盡可能的條件下，應(yīng)盡快地動(dòng)作切除事故，以保護(hù)裝置在盡可能的條件下，應(yīng)盡快地動(dòng)作切除事故，以 減少對(duì)用電設(shè)備的影響，如果故障能在減少對(duì)用電設(shè)備

10、的影響，如果故障能在0.2s內(nèi)切除，則一般電內(nèi)切除，則一般電 動(dòng)機(jī)就不會(huì)停轉(zhuǎn)。迅速的動(dòng)作還能減輕對(duì)系統(tǒng)的破壞程度，減動(dòng)機(jī)就不會(huì)停轉(zhuǎn)。迅速的動(dòng)作還能減輕對(duì)系統(tǒng)的破壞程度，減 輕對(duì)元件的損害程度，減少用戶在低電壓下工作的時(shí)間和停電輕對(duì)元件的損害程度，減少用戶在低電壓下工作的時(shí)間和停電 時(shí)間，加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。時(shí)間，加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 二、繼電器與繼電特性二、繼電器與繼電特性 1繼電器 繼電器是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。繼電器是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。它是一種能自動(dòng)執(zhí)行斷、續(xù)控制它是一種能自動(dòng)執(zhí)行斷、續(xù)控制 的部件，當(dāng)

11、其輸入量達(dá)到一定值時(shí)，能使其輸出的被控制量發(fā)生預(yù)計(jì)的狀態(tài)變的部件，當(dāng)其輸入量達(dá)到一定值時(shí)，能使其輸出的被控制量發(fā)生預(yù)計(jì)的狀態(tài)變 化，如觸點(diǎn)打開、閉合，或電平由高變低、由低變高等，具有對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)化，如觸點(diǎn)打開、閉合，或電平由高變低、由低變高等，具有對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn) “通通”、“斷斷”控制的作用?？刂频淖饔?。 v 按反應(yīng)的物理量分為：電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器按反應(yīng)的物理量分為：電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器 v 按實(shí)現(xiàn)的型式分為：電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字式按實(shí)現(xiàn)的型式分為：電磁式、感應(yīng)式、數(shù)字式 v 按繼電器在保護(hù)回路中所起的作用分為：按繼電器在保護(hù)回路中所起的作用分為：量度繼電器、時(shí)

12、間繼電器、量度繼電器、時(shí)間繼電器、 中間繼電器、信號(hào)繼電器、出口繼電器中間繼電器、信號(hào)繼電器、出口繼電器 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 例如例如過電流繼電器過電流繼電器 來自電流互感器二次側(cè)的電流來自電流互感器二次側(cè)的電流I，加入到過電流繼電器的輸入端。，加入到過電流繼電器的輸入端。 當(dāng)電流當(dāng)電流I大于由繼電器的安裝位置和工作任務(wù)而預(yù)先給定的動(dòng)作值大于由繼電器的安裝位置和工作任務(wù)而預(yù)先給定的動(dòng)作值Iop 時(shí)，比較環(huán)節(jié)有輸出。在電磁型繼電器中，由于需要靠電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)時(shí)，比較環(huán)節(jié)有輸出。在電磁型繼電器中，由于需要靠電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng) 機(jī)械觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)與閉合，需要一定的功率和時(shí)間，繼電器有自身固有機(jī)械觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)

13、動(dòng)與閉合，需要一定的功率和時(shí)間，繼電器有自身固有 動(dòng)作時(shí)間（幾毫秒），一般的干擾不會(huì)造成誤動(dòng)；在數(shù)字型繼電器中，動(dòng)作時(shí)間（幾毫秒），一般的干擾不會(huì)造成誤動(dòng)；在數(shù)字型繼電器中， 由于其動(dòng)作速度快、功率小，為提高動(dòng)作的可靠性并防止干擾信號(hào)引由于其動(dòng)作速度快、功率小，為提高動(dòng)作的可靠性并防止干擾信號(hào)引 起的誤動(dòng)作，故考慮了必須使測(cè)量值大于動(dòng)作值的持續(xù)時(shí)間超過起的誤動(dòng)作，故考慮了必須使測(cè)量值大于動(dòng)作值的持續(xù)時(shí)間超過 23ms時(shí)，繼電器才能動(dòng)作于輸出。時(shí)，繼電器才能動(dòng)作于輸出。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2繼電特性 為保證繼電器動(dòng)作后可靠地有輸出，防止當(dāng)輸入電流在整定值附近波動(dòng)時(shí)輸為保證繼電器動(dòng)作后可

14、靠地有輸出，防止當(dāng)輸入電流在整定值附近波動(dòng)時(shí)輸 出不停地跳變，對(duì)繼電器有明確的動(dòng)作特性要求。出不停地跳變，對(duì)繼電器有明確的動(dòng)作特性要求。 例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流I時(shí)不時(shí)不 動(dòng)作，輸出高電平動(dòng)作，輸出高電平E0（或其觸點(diǎn)是開的）；只有其流（或其觸點(diǎn)是開的）；只有其流 過的電流大于動(dòng)作電流過的電流大于動(dòng)作電流Iop時(shí)才能夠迅速起動(dòng)、穩(wěn)定可時(shí)才能夠迅速起動(dòng)、穩(wěn)定可 靠地輸出低電平靠地輸出低電平E1（或閉合其觸點(diǎn)）；一旦流過繼電（或閉合其觸點(diǎn)）；一旦流過繼電 器的電流減小，并小于返回電流器的電流減小，并小于返回電流Ire（其值能夠確保繼（其值能夠確

15、保繼 電器復(fù)位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出電器復(fù)位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出 高電平高電平E0（或觸點(diǎn)重新打開）。無論起動(dòng)和返回，繼（或觸點(diǎn)重新打開）。無論起動(dòng)和返回，繼 電器的動(dòng)作都是明確的，它不可能停留在某一個(gè)中間電器的動(dòng)作都是明確的，它不可能停留在某一個(gè)中間 位置，這種動(dòng)作特性常稱之為位置，這種動(dòng)作特性常稱之為“繼電特性繼電特性”。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 其中，返回電流Ire與起動(dòng)電流Iop的比值稱為繼電器的返回系數(shù)返回系數(shù)kre， 為了保證動(dòng)作后輸出狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性，過電流繼電器的 返回系數(shù)恒小于1。 在實(shí)際應(yīng)用中，常常要求過電流繼電器有較 高的返回系數(shù)

16、，如0.850.95。 re re op I k I 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 三、繼電保護(hù)用的電流互感器三、繼電保護(hù)用的電流互感器 1電流互感器的10%誤差曲線 供電系統(tǒng)中主要是采用電流保護(hù)，下面著重對(duì)電流互感器的兩個(gè)重要方面進(jìn)行介紹 電流互感器的電流誤差是指測(cè)出的電流kTAI2對(duì)實(shí)際電流I1的相對(duì)誤差百分值，即 100% 1 12TA I IIk I 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) TA11 II 2 Z 所謂電流互感器的10%誤差曲線，是指互感器的電流誤 差為10%時(shí)一次電流對(duì)其額定電流的倍數(shù) k= 與二次 側(cè)負(fù)荷阻抗 的關(guān)系曲線 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2電流互感器與電流繼電器的接線

17、方式 為了表述繼電器電流為了表述繼電器電流Ik與電流互感器二次側(cè)電流與電流互感器二次側(cè)電流 的關(guān)系，的關(guān)系， 特引入一個(gè)接線系數(shù)特引入一個(gè)接線系數(shù)kkx 式中式中 流入電流互感器的電流；流入電流互感器的電流； 電流互感器二次側(cè)電流。電流互感器二次側(cè)電流。 KTA 2 II KX k K I TA.2 I TA 2 I 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 電流互感器與電流繼電器之間的接線方式有：電流互感器與電流繼電器之間的接線方式有： 三相三繼電器式完全星形接線三相三繼電器式完全星形接線 兩相兩繼電器式不完全星形接線兩相兩繼電器式不完全星形接線 兩相三繼電器式不完全星形接線兩相三繼電器式不完全星形接線

18、兩相一繼電器電流差式接線兩相一繼電器電流差式接線 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (1) (1) 三相三繼電器式接線三相三繼電器式接線 1 kx k 所用保護(hù)元件最多所用保護(hù)元件最多 所有短路電流都會(huì)通過所有短路電流都會(huì)通過 繼電器反映出來，產(chǎn)生相繼電器反映出來，產(chǎn)生相 應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (2) (2) 兩相兩繼電器式接線和兩相三繼電器式接線兩相兩繼電器式接線和兩相三繼電器式接線 兩相式接線兩相式接線 所用元件較少所用元件較少 未接互感器的單相短路故障不能保護(hù)未接互感器的單相短路故障不能保護(hù) 采用兩相三繼電器接線提高靈敏度采用兩相三繼電器接線提高靈敏度 供電

19、技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (3) (3) 兩相一繼電器式接線（兩相差式接線）兩相一繼電器式接線（兩相差式接線） 流入繼電器的電流為兩相流入繼電器的電流為兩相 電流互感器二次側(cè)電流之差電流互感器二次側(cè)電流之差 不同短路電流通過繼電器不同短路電流通過繼電器 有不同的靈敏度。有不同的靈敏度。 不能反應(yīng)出第三相（不能反應(yīng)出第三相（B B相）相） 的單相接地短路故障的單相接地短路故障 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 接線系數(shù)接線系數(shù)kkx的值的值 項(xiàng) 目 三相三繼電器 兩相兩繼電器 兩相一繼電器 兩相三繼電器 三相短路 111 A、C相短路 1121 A、B或B、C相短路 1111 3 引入接線系數(shù)后，電流互

20、感器一次側(cè)電流與流入電流繼電器引入接線系數(shù)后，電流互感器一次側(cè)電流與流入電流繼電器 電流的關(guān)系為：電流的關(guān)系為： kx k TA2TA1 k I KIKI 式中式中 KTA 電流互感器的變流比；電流互感器的變流比； I1、I2 電流互感器一次側(cè)、二次側(cè)電流；電流互感器一次側(cè)、二次側(cè)電流； Ik 流入電流繼電器的電流。流入電流繼電器的電流。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 第二節(jié)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)第二節(jié)單端供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 所謂定時(shí)限，是指過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是固定的，與通過其上 電流的大小無關(guān)。 一、過電流保護(hù)一、過電流保護(hù) 當(dāng)流過被保護(hù)元件中的電流超過預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值

21、時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)， 并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)，這種繼電保護(hù) 稱為過電流保護(hù)。 定時(shí)限過電流保護(hù)定時(shí)限過電流保護(hù) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 由電流繼電器由電流繼電器1KA與與2KA、 時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器KT和信號(hào)繼電器和信號(hào)繼電器KS 組成。其中，組成。其中，1KA、2KA是測(cè)量是測(cè)量 元件，用來判斷通過線路電流是元件，用來判斷通過線路電流是 否超過預(yù)設(shè)值；否超過預(yù)設(shè)值；KT為延時(shí)元件，為延時(shí)元件， 它以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來保證裝置動(dòng)作它以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來保證裝置動(dòng)作 有選擇性；有選擇性；KS用來發(fā)出保護(hù)動(dòng)作用來發(fā)出保護(hù)動(dòng)作 的信號(hào)的信號(hào) 定時(shí)限過電流保護(hù)的原理圖定時(shí)限過電流

22、保護(hù)的原理圖 (1) 定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 正常運(yùn)行時(shí)，1KA、2KA、 KT、KS的觸點(diǎn)都是斷開的，當(dāng) 被保護(hù)區(qū)故障或電流過大時(shí)， 1KA或2KA動(dòng)作，通過其觸點(diǎn)起 動(dòng)時(shí)間繼電器KT，經(jīng)過預(yù)定的延 時(shí)后，KT的觸點(diǎn)閉合，將斷路器 QF的跳閘線圈YR接通，QF跳閘， 同時(shí)起動(dòng)了信號(hào)繼電器KS，信號(hào) 牌掉下，并接通燈光或音響信號(hào)。 這樣，不正常狀態(tài)或故障被切除。 定時(shí)限過電流保護(hù)的展開圖定時(shí)限過電流保護(hù)的展開圖 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 為保證在正常情況下各條線路上的過電流保護(hù)絕對(duì)不動(dòng)作，為保證在正常情況下各條線路上的過電流保護(hù)絕對(duì)不

23、動(dòng)作， 顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上出現(xiàn)的最大負(fù)顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上出現(xiàn)的最大負(fù) 荷電流；同時(shí)還必須考慮在外部故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷自起荷電流；同時(shí)還必須考慮在外部故障切除后電壓恢復(fù)，負(fù)荷自起 動(dòng)電流作用下保護(hù)裝置必須能夠返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自動(dòng)電流作用下保護(hù)裝置必須能夠返回，其返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自 起動(dòng)電流。一般情況下，負(fù)荷自起動(dòng)電流大于最大負(fù)荷電流，因起動(dòng)電流。一般情況下，負(fù)荷自起動(dòng)電流大于最大負(fù)荷電流，因 此往往以負(fù)荷自起動(dòng)電流決定過電流保護(hù)的起動(dòng)電流。此往往以負(fù)荷自起動(dòng)電流決定過電流保護(hù)的起動(dòng)電流。 (2) 定時(shí)限過電流保護(hù)的工作原理定時(shí)

24、限過電流保護(hù)的工作原理 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流 式中式中 Iop 繼電器的動(dòng)作電流（一次側(cè)）；繼電器的動(dòng)作電流（一次側(cè)）； 保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，一般取一般取1.151.25 ； 自起動(dòng)系數(shù)，由負(fù)荷性質(zhì)及線路接線決定，一般取自起動(dòng)系數(shù)，由負(fù)荷性質(zhì)及線路接線決定，一般取1.53； Kre 保護(hù)裝置的返回系數(shù)，保護(hù)裝置的返回系數(shù)，工程上一般采用工程上一般采用0.850.95 ； 計(jì)算負(fù)荷電流。計(jì)算負(fù)荷電流。 re Mstk k kk C I op I K k st.M k C I 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (3) 按選擇

25、性要求整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按選擇性要求整定過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 各級(jí)過電流保護(hù)中時(shí)間繼電器KT的延時(shí)時(shí)限是按階梯原則來整定的 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定和配合定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定和配合 為了保證前后兩級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，在后一級(jí)保護(hù)裝置為了保證前后兩級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，在后一級(jí)保護(hù)裝置 的線路首端的線路首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比后一點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，前一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比后一 級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要大一個(gè)時(shí)間差級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要大一個(gè)時(shí)間差 ，對(duì)于定時(shí)限保護(hù)裝置，一，對(duì)于定時(shí)限保護(hù)裝置，一 般取般取0.5s（對(duì)于微機(jī)型過

26、電流保護(hù)，對(duì)于微機(jī)型過電流保護(hù)，常取常取0.35s）。 t 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (4) 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn) mink I )2( mink I 定時(shí)限過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)是以其保護(hù)末端最小短路電流 與動(dòng)作電流Iop之比ks來衡量，要求ks1.31.5。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的供電 系統(tǒng)，最小短路電流出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式下末端兩相短路時(shí)的短路電流 ，故 s k op )2( mink II = 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (1) 反時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線反時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線 2. 反時(shí)限過電流保護(hù)反時(shí)限過電流保護(hù) a) 原理圖 b) 展開圖 供電技術(shù)-供電系

27、統(tǒng)繼電保護(hù) (2) 反時(shí)限過電流保護(hù)的整定配合反時(shí)限過電流保護(hù)的整定配合 a) 短路點(diǎn)距離與動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系 b) 反時(shí)限動(dòng)作特性曲線 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) q 定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，容易整定。而且不論短路 電流大小，動(dòng)作時(shí)間是一定的，不會(huì)因短路電流小而動(dòng)作時(shí)間長。電流大小，動(dòng)作時(shí)間是一定的，不會(huì)因短路電流小而動(dòng)作時(shí)間長。 q 定時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近定時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：繼電器數(shù)目較多，接線比較復(fù)雜。在靠近 電源處短路時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間太長。電源處短路時(shí)，保護(hù)裝置

28、的動(dòng)作時(shí)間太長。 q 反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：可采用交流操作，接線簡(jiǎn)單，所用保護(hù)設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：可采用交流操作，接線簡(jiǎn)單，所用保護(hù)設(shè) 備數(shù)量少，因此這種方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在工廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電備數(shù)量少，因此這種方式簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，在工廠供電系統(tǒng)中的車間變電所和配電 線路上用得較多。線路上用得較多。 q 反時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：整定、配合較麻煩，繼電器動(dòng)作時(shí)限誤差反時(shí)限過電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：整定、配合較麻煩，繼電器動(dòng)作時(shí)限誤差 較大，當(dāng)距離保護(hù)裝置安裝處較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長，延較大，當(dāng)距離保護(hù)裝置安裝處較遠(yuǎn)的地方發(fā)生短路時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間較長，延 長了故障持續(xù)時(shí)間。長

29、了故障持續(xù)時(shí)間。 3、定時(shí)限與反時(shí)限過電流保護(hù)的比較、定時(shí)限與反時(shí)限過電流保護(hù)的比較 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 二、電流速斷保護(hù)二、電流速斷保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的時(shí)限一經(jīng)整定便不能變動(dòng)，如下圖所示， 當(dāng)k3處發(fā)生三相短路故障時(shí)，斷路器QF3處繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間必須經(jīng)過 才能動(dòng)作，達(dá)不到速動(dòng)性的目的。為了減小本段線路故障下的事故影響范圍， 當(dāng)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0.7s時(shí)，便需設(shè)置反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電 流保護(hù)即電流速斷保護(hù)，以保證本段線路的短路故障能迅速地被切除。 0 2tt 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 具有電流速斷和定時(shí)限過電流保護(hù)的原理線路圖 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 電流

30、速斷保護(hù)的動(dòng)作電流必須按躲過它所保護(hù)線路末端在最大運(yùn)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流必須按躲過它所保護(hù)線路末端在最大運(yùn) 行方式下發(fā)生的短路電流來整定。行方式下發(fā)生的短路電流來整定。 max.k )3( TA kxk op.k I k kk I 式中式中 Iop.k速斷保護(hù)動(dòng)作電流；速斷保護(hù)動(dòng)作電流； kk 可靠系數(shù)，一般可取可靠系數(shù)，一般可取1.21.3； 被保護(hù)線路末端短路時(shí)的最大短路電流。被保護(hù)線路末端短路時(shí)的最大短路電流。 (3) k max I (2) k min I s k (2) k minop II 速斷保護(hù)的靈敏度是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路電 流 與其動(dòng)作電流Iop之比，即

31、 = 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ) 由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按被保護(hù)線路末端的最大短路電流由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按被保護(hù)線路末端的最大短路電流 來整定的，因而其動(dòng)作電流會(huì)大于被保護(hù)范圍末端的短路電流，這使得來整定的，因而其動(dòng)作電流會(huì)大于被保護(hù)范圍末端的短路電流，這使得 保護(hù)裝置不能保護(hù)全段線路，出現(xiàn)一段保護(hù)裝置不能保護(hù)全段線路，出現(xiàn)一段“死區(qū)死區(qū)”。 速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，而不能保護(hù)線路的全長。速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，而不能保護(hù)線路的全長。 為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)

32、的缺點(diǎn)，在裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路上，為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到保護(hù)的缺點(diǎn)，在裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路上， 必須配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)。在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主必須配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)。在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主 保護(hù)，過電流保護(hù)為后備保護(hù)；而在電流速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)，過電流保保護(hù)，過電流保護(hù)為后備保護(hù)；而在電流速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)，過電流保 護(hù)為基本保護(hù)。護(hù)為基本保護(hù)。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù)與電流速斷保護(hù)配合的動(dòng)作時(shí)間示意圖 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 例 某工廠10kV供電線路，已知計(jì)算負(fù)荷電流 =180A， =1.5，在最大 運(yùn)行方式下末端和始端的短路電流分別為

33、 2300A， 4600A；在最 小運(yùn)行方式時(shí)， 2200A， 4400A，線路末端出線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 為0.5s，線路首端保護(hù)的繼電器為非全星形聯(lián)結(jié)，試整定該保護(hù)各個(gè)參數(shù)。 C I Mst k (3) maxk1 I (3) maxk2 I (3) mink1 I (3) mink2 I 解： 1) 過電流保護(hù)整定如下： Mst k C I=1.5180A=270A，選用300/5A電流互感器， TA k =300/5=60。 保護(hù)動(dòng)作一次側(cè)電流 op I re Mstk k kk C I381AA180 85. 0 5 . 12 . 1 = 繼電器1KA動(dòng)作電流 = op.K I TA k

34、k k op IA 60 3811 =6.35A, 取6.5A= 時(shí)間繼電器的整定時(shí)限 (0.5+0.5)s=1s o ttt 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 保護(hù)靈敏度 s k op )2( mink1 I I 381 2200 2 3 515= 2) 因動(dòng)作時(shí)限大于0.7s，需加速斷保護(hù)裝置，其整定計(jì)算如下：一次 動(dòng)作電流 op I )3( maxk1k Ik A230025. 1 A2875= 繼電器2KA的動(dòng)作電流 op K I op TA kx I k k A2875 60 1 A9 .47 = = ，取48A 速斷保護(hù)的靈敏度 s k op )2( mink2 I I 2875 440

35、0 2 3 325. 1= = 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 三、低電壓保護(hù)三、低電壓保護(hù) 低電壓閉鎖的過電流保護(hù)低電壓閉鎖的過電流保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過最大負(fù)荷電流來整定的， 在某些情況下可能滿足不了靈敏度要求。為此，可采用低電壓閉鎖 的過電流保護(hù)來提高其靈敏度。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2. 用于電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)用于電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù) 電動(dòng)機(jī)采用低電壓保護(hù)的目的是當(dāng)電網(wǎng)電壓降低到某一數(shù)值時(shí)， 低電壓保護(hù)動(dòng)作，將不重要的或不允許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)切除， 以保證重要電動(dòng)機(jī)在電網(wǎng)電壓恢復(fù)時(shí)順利地自起動(dòng)。 1) 在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)往往伴隨著電壓暫時(shí)下降甚至消失，當(dāng) 故障切除后

36、系統(tǒng)電壓又恢復(fù)時(shí)，為了保證重要電動(dòng)機(jī)此時(shí)能順利 自起動(dòng)，對(duì)不重要和不準(zhǔn)許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，可裝設(shè)動(dòng)作電壓為 (60%70%) UN、時(shí)限為0.51.5s的低電壓保護(hù)，即 Kop U TV N )7 . 06 . 0( k U = 2) 對(duì)于由于生產(chǎn)工藝或技術(shù)、安全的要求不允許“長期”失電 后再自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，可裝設(shè)動(dòng)作電壓為(50%55%) UN、時(shí) 限為(510)s的低電壓保護(hù)。即 Kop U TV N )55.05.0( k U = 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 四、中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)四、中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù) 用戶供電系統(tǒng)采取中性點(diǎn)非有效接地方式，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)

37、， 流經(jīng)故障點(diǎn)的電流IC由線路相對(duì)地的分布電容決定（IC為正常時(shí)每相 對(duì)地電容電流的3倍），比負(fù)荷電流小得多，而且三相之間的線電壓 仍然保持對(duì)稱，對(duì)接于線電壓上負(fù)荷的供電沒有影響，因此在一般情 況下允許系統(tǒng)再繼續(xù)運(yùn)行12h。但是，在單相接地以后，故障相對(duì)地 電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高到 倍，如果流過故障點(diǎn)的接地電 流數(shù)值較大，就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧以致引起約3.5倍的過電 壓、損壞絕緣，故障有可能進(jìn)一步擴(kuò)大成為相間或兩相對(duì)地短路。此 時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便工作人員查找發(fā)生接地的線路，采取措施 予以消除；特別是，當(dāng)單相接地對(duì)人身和設(shè)備的安全有危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng) 動(dòng)作于跳閘。 因此，根據(jù)中性點(diǎn)

38、非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的特點(diǎn)，對(duì)供 電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)裝設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)裝置，必要時(shí)還裝設(shè)零序電流保護(hù)。 3 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 1. 絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置 其利用供電系統(tǒng)單相接地后出 現(xiàn)的零序電壓給出信號(hào)。在中性點(diǎn) 非有效接地的供電系統(tǒng)中，只要本 級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地故障， 則在同一電壓等級(jí)的所有母線上都 將出現(xiàn)數(shù)值較高的零序電壓。利用 這一特點(diǎn)，在變電所的母線上一般 裝設(shè)網(wǎng)絡(luò)單相接地的絕緣監(jiān)視裝置， 它利用接地后出現(xiàn)的零序電壓，帶 延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，表明本級(jí)電壓網(wǎng) 絡(luò)中出現(xiàn)了單相接地。 在供電系統(tǒng)中常用三相五芯柱式 電壓互感器或三只三繞組單相電壓互感 器作中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝

39、置 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 絕緣監(jiān)視裝置的絕緣監(jiān)視裝置的保護(hù)方法簡(jiǎn)單，但給出信號(hào)沒有選擇性，值 班人員想判別出故障發(fā)生在哪一條線路上，還需要依次斷 開各條線路來尋找。若斷開某線路時(shí)接地信號(hào)能消失，即 表明故障是在該線路上。 這種監(jiān)視裝置可用于出線不太多、負(fù)荷電流允許短時(shí)間內(nèi)切 斷的供電網(wǎng)中。 此外，在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于電壓互感器本身有誤差以及 高次諧波電壓的存在，開口三角形繞組有不平衡電壓輸出， 因此繼電器的動(dòng)作電壓要躲過這一不平衡電壓，一般整定 為15V。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 利用單相接地故障線路的零序電流較非故障線路大的特點(diǎn)，實(shí) 現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于跳閘，此即線路的零

40、序電流保護(hù)。 當(dāng)供電系統(tǒng)某一線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，其他線路上都會(huì)出 現(xiàn)不平衡的電容電流（零序電流），而這些非故障線路屬于正常線路， 其保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，因此，非故障線路保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)至少 大于本線路的電容電流。 2. 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 五五 過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù) 其動(dòng)作電流整定其動(dòng)作電流整定為為 c I k I TA op 3 . 12 . 1 Ic所保護(hù)線路的計(jì)算電流。所保護(hù)線路的計(jì)算電流。 對(duì)于可能時(shí)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)， 延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。 動(dòng)作時(shí)間一般整定為1015s 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 第三節(jié)電

41、力第三節(jié)電力變壓器的保護(hù)變壓器的保護(hù) 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 一、一、 概述概述 1 1變壓器易產(chǎn)生的故障和不正常工作狀態(tài)變壓器易產(chǎn)生的故障和不正常工作狀態(tài) 變壓器故障變壓器故障 及不正常工作狀態(tài)及不正常工作狀態(tài) 變壓器故障變壓器故障不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài) 內(nèi)部故障內(nèi)部故障 線圈的相間短線圈的相間短 路、匝間或?qū)勇?、匝間或?qū)?間短路、單相間短路、單相 接地短路以及接地短路以及 燒壞鐵心等。燒壞鐵心等。 外部故障外部故障 套管及引出線套管及引出線 上的短路和接上的短路和接 地。地。 過負(fù)荷、溫升過過負(fù)荷、溫升過 高以及油面下降高以及油面下降 超過了允許程度超過了允許程度 等。等。 供電

42、技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2 2電力變壓器上常見的繼電保護(hù)裝置電力變壓器上常見的繼電保護(hù)裝置 對(duì)于電力變壓器的常見故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：對(duì)于電力變壓器的常見故障及異常運(yùn)行狀態(tài)，一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)： (1) 差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù) 反應(yīng)變壓器的內(nèi)、外部故障，瞬時(shí)動(dòng)作于跳反應(yīng)變壓器的內(nèi)、外部故障，瞬時(shí)動(dòng)作于跳 閘。閘。 (2) 瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù) 反應(yīng)變壓器的內(nèi)部故障或油面降低，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。反應(yīng)變壓器的內(nèi)部故障或油面降低，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 (3) 過電流保護(hù)過電流保護(hù) 反應(yīng)變壓器外部短路引起的過電流，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘，反應(yīng)變壓器外部短路引起的過電

43、流，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘， 可作為上述保護(hù)的后備?？勺鳛樯鲜霰Ｗo(hù)的后備。 (4) 過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù) 反應(yīng)過載而引起的過電流，一般作用于信號(hào)。反應(yīng)過載而引起的過電流，一般作用于信號(hào)。 (5) 溫度保護(hù)溫度保護(hù) 反應(yīng)變壓器油、繞組溫度升高或冷卻系統(tǒng)的故障，反應(yīng)變壓器油、繞組溫度升高或冷卻系統(tǒng)的故障， 動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 二電力變壓器的瓦斯保護(hù)二電力變壓器的瓦斯保護(hù) 1. 1. 瓦斯保護(hù)工作原理瓦斯保護(hù)工作原理 電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱 內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和

44、故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣 材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度，材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度， 與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱 為瓦斯保護(hù)。為瓦斯保護(hù)。 對(duì)于容量在對(duì)于容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的戶及以上的戶 內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 瓦斯繼電器（氣體繼

45、電器），安裝于瓦斯繼電器（氣體繼電器），安裝于 變壓器油箱與油枕之間的連通管上，如變壓器油箱與油枕之間的連通管上，如 圖圖4-18a)所示。為讓變壓器的油箱內(nèi)產(chǎn)所示。為讓變壓器的油箱內(nèi)產(chǎn) 生的氣體順利通過與瓦斯繼電器連接的生的氣體順利通過與瓦斯繼電器連接的 管道流入油枕，應(yīng)保證連通管對(duì)變壓器管道流入油枕，應(yīng)保證連通管對(duì)變壓器 油箱頂蓋有油箱頂蓋有2%4%的傾斜度，變壓器的傾斜度，變壓器 安裝應(yīng)取安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度。的傾斜度。 2. 2. 瓦斯繼電器的安裝瓦斯繼電器的安裝 圖圖4-18 a)瓦斯繼電器在變壓器上的安裝瓦斯繼電器在變壓器上的安裝 1 變壓器油箱變壓器油箱 2 聯(lián)通管聯(lián)通管

46、 3 瓦斯繼電器瓦斯繼電器 4 油枕油枕 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 圖圖4-18 b) FJ3-80FJ3-80型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖型開口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖 1 1蓋；蓋；2 2容器；容器；3 3上油杯；上油杯；4 4永久磁鐵；永久磁鐵；5 5上動(dòng)觸點(diǎn)；上動(dòng)觸點(diǎn)；6 6上靜觸點(diǎn)；上靜觸點(diǎn)； 7 7下油杯；下油杯；8 8永久磁鐵；永久磁鐵；9 9下動(dòng)觸點(diǎn)；下動(dòng)觸點(diǎn)；1010下靜觸點(diǎn)；下靜觸點(diǎn)；1111支架；支架；1212下下 油杯平衡錘；油杯平衡錘；1313下油杯轉(zhuǎn)軸；下油杯轉(zhuǎn)軸；1414擋板；擋板；1515上油杯平衡錘；上油杯平衡錘；1616上油上油 杯轉(zhuǎn)軸；杯轉(zhuǎn)軸；17

47、17放氣閥；放氣閥；1818接線盒接線盒 3. 3. 瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu) 。 瓦斯繼電器有浮筒式和開口杯式瓦斯繼電器有浮筒式和開口杯式 開口杯式結(jié)構(gòu)及工作：開口杯式結(jié)構(gòu)及工作： (1) (1) 變壓器正常運(yùn)行時(shí)，上開口變壓器正常運(yùn)行時(shí)，上開口 杯杯3及下開口杯及下開口杯7都浸在油內(nèi)，均受到都浸在油內(nèi)，均受到 浮力。因平衡錘的重量所產(chǎn)生的力矩浮力。因平衡錘的重量所產(chǎn)生的力矩 大于開口杯（包括杯內(nèi)的油重）一側(cè)大于開口杯（包括杯內(nèi)的油重）一側(cè) 的力矩，開口杯處于向上傾斜的位置，的力矩，開口杯處于向上傾斜的位置， 此時(shí)上、下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開的。此時(shí)上、下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開的。 供電技術(shù)-供

48、電系統(tǒng)繼電保護(hù) (2) (2) 變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體聚集在繼電器的上變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體聚集在繼電器的上 部，迫使繼電器內(nèi)油面下降，上浮子的開口杯部，迫使繼電器內(nèi)油面下降，上浮子的開口杯3逐漸露出油面，浮力逐漸露出油面，浮力 逐漸減小，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡逐漸減小，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡 錘的力矩而降落，這時(shí)上接點(diǎn)閉合而接通信號(hào)回路，這稱之為錘的力矩而降落，這時(shí)上接點(diǎn)閉合而接通信號(hào)回路，這稱之為“輕輕 瓦斯動(dòng)作瓦斯動(dòng)作”。 (3) (3) 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生的大量氣體或強(qiáng)烈的油當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)

49、重故障時(shí)，產(chǎn)生的大量氣體或強(qiáng)烈的油 流將沖擊擋板流將沖擊擋板14，使下開口杯，使下開口杯7立刻向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使下觸點(diǎn)接通跳閘回立刻向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使下觸點(diǎn)接通跳閘回 路，這稱之為路，這稱之為“重瓦斯動(dòng)作重瓦斯動(dòng)作”。 (4) (4) 如果變壓器油箱漏油，使得瓦斯繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡，如果變壓器油箱漏油，使得瓦斯繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡， 先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出信號(hào)，接著繼電器的下油杯下降，先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出信號(hào)，接著繼電器的下油杯下降， 使斷路器跳閘。使斷路器跳閘。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 4. 4. 變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的故障分析變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的故障分析 收集瓦斯繼電器內(nèi)的氣

50、體做色譜分析，如無氣體，應(yīng)檢查二次收集瓦斯繼電器內(nèi)的氣體做色譜分析，如無氣體，應(yīng)檢查二次 回路和瓦斯繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好；回路和瓦斯繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好； 檢查油位、油溫、油色有無變化；檢查油位、油溫、油色有無變化； 檢查防爆管是否爆裂噴油；檢查防爆管是否爆裂噴油； 檢查變壓器外殼有無變形，焊縫是否開裂噴油；檢查變壓器外殼有無變形，焊縫是否開裂噴油； 如果經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，而確定是因二次回路故障引起誤如果經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，而確定是因二次回路故障引起誤 動(dòng)作時(shí)，可退出瓦斯保護(hù)，投入其他保護(hù)，試送變壓器，并密切監(jiān)視；動(dòng)作時(shí)，可退出瓦斯保護(hù)，投入其他保護(hù)，試送變壓器，

51、并密切監(jiān)視； 在瓦斯保護(hù)的動(dòng)作原因未查清前，不得合閘送電。在瓦斯保護(hù)的動(dòng)作原因未查清前，不得合閘送電。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 三、三、 變壓器的電流保護(hù)變壓器的電流保護(hù) 1 1變壓器的過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)變壓器的過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù) 規(guī)程規(guī)定，電壓規(guī)程規(guī)定，電壓10kV及以下、容量在及以下、容量在10MVA及以下的變壓器，對(duì)及以下的變壓器，對(duì) 其內(nèi)部、套管及引出線的短路故障應(yīng)采用電流速斷保護(hù)；其內(nèi)部、套管及引出線的短路故障應(yīng)采用電流速斷保護(hù)；3566kV及及 以下中小容量的降壓變壓器，對(duì)其外部相間短路引起的過電流，宜采以下中小容量的降壓變壓器，對(duì)其外部相間短路引起的過電流，宜采

52、用過電流保護(hù)。同時(shí)，對(duì)于供電系統(tǒng)中單側(cè)電源的雙繞組或三繞組變用過電流保護(hù)。同時(shí)，對(duì)于供電系統(tǒng)中單側(cè)電源的雙繞組或三繞組變 壓器，過電流保護(hù)宜安裝于變壓器的各側(cè)。壓器，過電流保護(hù)宜安裝于變壓器的各側(cè)。 變壓器過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的工作原理、整定原則與線路變壓器過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的工作原理、整定原則與線路 保護(hù)的基本相同保護(hù)的基本相同 。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 圖圖4-19 Dyn11變壓器低壓側(cè)變壓器低壓側(cè)ab相間短路電流分布及相量圖相間短路電流分布及相量圖 (1)(1)電流互感器的接線方式對(duì)電流互感器的接線方式對(duì)變壓器電流保護(hù)的影響變壓器電流保護(hù)的影響 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保

53、護(hù) 3 )2( k I 通過對(duì)電流相量圖的分析可以得出，當(dāng)變壓器低壓側(cè)通過對(duì)電流相量圖的分析可以得出，當(dāng)變壓器低壓側(cè)ab相間短路時(shí)，相間短路時(shí)，流流 若變壓器保護(hù)用電流繼電器采用非全星形結(jié)線，則由于若變壓器保護(hù)用電流繼電器采用非全星形結(jié)線，則由于A、C相都是流相都是流 過較小的故障電流，因此靈敏度較低。過較小的故障電流，因此靈敏度較低。 過變壓器高壓側(cè)過變壓器高壓側(cè)A、C相的故障電流均為相的故障電流均為，且方向相同。而且方向相且方向相同。而且方向相 同。而同。而B相流流過的故障電流為相流流過的故障電流為2，由此可見：由此可見： 若電流互感器采用全星形結(jié)線或兩相三繼電器結(jié)線，則總有一個(gè)繼電器若電

54、流互感器采用全星形結(jié)線或兩相三繼電器結(jié)線，則總有一個(gè)繼電器 若電流互感器采用兩相電流差結(jié)線，則通過繼電器的故障電流為零，保若電流互感器采用兩相電流差結(jié)線，則通過繼電器的故障電流為零，保 護(hù)裝置不動(dòng)作。護(hù)裝置不動(dòng)作。 流過的故障電流為流過的故障電流為2 ，因此比非全星形結(jié)線靈敏度高。因此比非全星形結(jié)線靈敏度高。 因此，變壓器過電流保護(hù)互感器的結(jié)線方式，通常采用全星形或非全星形因此，變壓器過電流保護(hù)互感器的結(jié)線方式，通常采用全星形或非全星形 。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) (2) (2) 過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的整定過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)的整定 1 1）變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定）變壓器過電

55、流保護(hù)動(dòng)作電流整定 式中式中 IL.max (1.53)I1N.T ； ； I1N.T 變壓器一次側(cè)的額定電流。變壓器一次側(cè)的額定電流。 其動(dòng)作時(shí)間也按其動(dòng)作時(shí)間也按“階梯原則階梯原則”整定，與線路過電流保護(hù)完全相同。整定，與線路過電流保護(hù)完全相同。 對(duì)車間變電所來說，其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值（對(duì)車間變電所來說，其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值（0.5s）。）。 靈敏度按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路靈敏度按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路 電流換算到高壓側(cè)來校驗(yàn)。電流換算到高壓側(cè)來校驗(yàn)。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 變壓器電流速斷保護(hù)主要是對(duì)變壓器的內(nèi)部故障，如相間

56、短變壓器電流速斷保護(hù)主要是對(duì)變壓器的內(nèi)部故障，如相間短 路等進(jìn)行保護(hù)。路等進(jìn)行保護(hù)。 動(dòng)作電流整定計(jì)算公式動(dòng)作電流整定計(jì)算公式 式中式中 Ik.max 變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流換算變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流換算 到高壓側(cè)的穿越電流值。到高壓側(cè)的穿越電流值。 靈敏度按保護(hù)裝置安裝處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下靈敏度按保護(hù)裝置安裝處（高壓側(cè)）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下 發(fā)生兩相短路的短路電流值來校驗(yàn)。要求發(fā)生兩相短路的短路電流值來校驗(yàn)。要求k ks s1.51.5。 2 2）變壓器）變壓器電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)保護(hù)動(dòng)作電流整定保護(hù)動(dòng)作電流整定 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 變壓器過電流保護(hù)動(dòng)

57、作跳閘，應(yīng)作如下檢查和處理：變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘，應(yīng)作如下檢查和處理： 1）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路；）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路； 2）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備是否短路；）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備是否短路； 3）檢查低壓側(cè)保護(hù)是否動(dòng)作，各條線路的保護(hù)有無動(dòng)作；）檢查低壓側(cè)保護(hù)是否動(dòng)作，各條線路的保護(hù)有無動(dòng)作； 4）確認(rèn)母線無電時(shí)，應(yīng)拉開該母線所帶的線路；）確認(rèn)母線無電時(shí)，應(yīng)拉開該母線所帶的線路； 5）如是母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負(fù)荷的方法處理；）如是母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負(fù)荷的方法處理； 6）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級(jí)跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器；

58、）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級(jí)跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器； 7）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。 (3) 變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘后故障分析變壓器過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘后故障分析 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 2 2零序電流保護(hù)零序電流保護(hù) 零序電流保護(hù)整定零序電流保護(hù)整定 零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)靈敏度靈敏度校驗(yàn)校驗(yàn) 一次側(cè)接入一次側(cè)接入10kV及以下非有效接地系統(tǒng)中及以下非有效接地系統(tǒng)中Yyno聯(lián)結(jié)的變壓器，對(duì)低聯(lián)結(jié)的變壓器，對(duì)低 壓側(cè)單相接地短路，可以選擇在低壓側(cè)中性點(diǎn)回路裝設(shè)零序電流保護(hù)。壓側(cè)單相接地短路，可以選擇在低壓側(cè)中性點(diǎn)回路裝設(shè)零序電流保護(hù)。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電

59、保護(hù) 3 3變壓器的過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷保護(hù) 對(duì)于對(duì)于400kVA及以上數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器和作為其他負(fù)荷備用電源及以上數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器和作為其他負(fù)荷備用電源 的單臺(tái)運(yùn)行變壓器，根據(jù)實(shí)際可能出現(xiàn)過負(fù)荷情況，一般應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保的單臺(tái)運(yùn)行變壓器，根據(jù)實(shí)際可能出現(xiàn)過負(fù)荷情況，一般應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保 護(hù)。由于過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的，只需在一相中安裝一護(hù)。由于過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的，只需在一相中安裝一 個(gè)電流繼電器即可構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)裝置。對(duì)經(jīng)常有人值班的變電所，過負(fù)個(gè)電流繼電器即可構(gòu)成過負(fù)荷保護(hù)裝置。對(duì)經(jīng)常有人值班的變電所，過負(fù) 荷保護(hù)作用于信號(hào)；在無經(jīng)常值班人員的變電所

60、，過負(fù)荷可動(dòng)作于跳閘或荷保護(hù)作用于信號(hào)；在無經(jīng)常值班人員的變電所，過負(fù)荷可動(dòng)作于跳閘或 切除部分負(fù)荷。切除部分負(fù)荷。 供電技術(shù)-供電系統(tǒng)繼電保護(hù) 四變壓器的差動(dòng)保護(hù)四變壓器的差動(dòng)保護(hù) （1）變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理。）變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理。 在變壓器正常工作或保護(hù)區(qū)域外部發(fā)在變壓器正常工作或保護(hù)區(qū)域外部發(fā) 生短路故障時(shí)，電流互感器二次側(cè)電流生短路故障時(shí)，電流互感器二次側(cè)電流 同時(shí)增加，流入繼電器的動(dòng)作電流也是同時(shí)增加，流入繼電器的動(dòng)作電流也是 為零，或僅為變壓器一、二次側(cè)的不平為零，或僅為變壓器一、二次側(cè)的不平 衡電流，不平衡電流小于繼電器動(dòng)作電衡電流，不平衡電流小于繼電器動(dòng)作電 流，故保