現(xiàn)代電氣工程基礎(chǔ)五

1、1第第五五章章 發(fā)電廠和變電站的二次系統(tǒng)發(fā)電廠和變電站的二次系統(tǒng)內(nèi)容提要內(nèi)容提要: :二次系統(tǒng)是指對一次系統(tǒng)和一次設(shè)備進行控二次系統(tǒng)是指對一次系統(tǒng)和一次設(shè)備進行控制、測量、保護、指示的所有電路。制、測量、保護、指示的所有電路。（1 1）二次接線圖）二次接線圖（2 2）斷路器的控制與信號、絕緣監(jiān)察）斷路器的控制與信號、絕緣監(jiān)察（3 3）輸電線路的繼電保護）輸電線路的繼電保護（重點、難點）（重點、難點）（4 4）自動裝置）自動裝置（5 5）操作電源）操作電源25 5.1 .1 概述概述二次回路二次回路：對一次設(shè)備進行監(jiān)視、控制、：對一次設(shè)備進行監(jiān)視、控制、測量、保護的電路。測量、保護的電路。二次回

2、路的類型二次回路的類型：測量回路、（開關(guān)）控：測量回路、（開關(guān)）控制回路、信號回路、繼電保護回路、自動制回路、信號回路、繼電保護回路、自動裝置回路、操作電源（交流、直流）裝置回路、操作電源（交流、直流）二次回路圖二次回路圖： 原理接線圖原理接線圖 展開接線圖展開接線圖 安裝接線圖安裝接線圖35 5.1.1 .1.1 原理接線原理接線圖圖表示二次元件的電氣聯(lián)系與工作原理。表示二次元件的電氣聯(lián)系與工作原理。特點：二次元件以整體圖形表示。工程上較少采特點：二次元件以整體圖形表示。工程上較少采用。用。5 5.1.2 .1.2 展開式接線展開式接線圖圖按操作電源分別畫出回路，二次元件的不同部分按操作電源

3、分別畫出回路，二次元件的不同部分（如線圈、接點）畫在不同的回路中。（如線圈、接點）畫在不同的回路中。5 5.1.3 .1.3 安裝接線圖安裝接線圖所有元件都按實際位置、接線畫出，用于施工安所有元件都按實際位置、接線畫出，用于施工安裝、檢修裝、檢修包括：平面布置圖、屏后接線包括：平面布置圖、屏后接線圖圖、端子排、端子排圖圖4交流回路交流回路直流回路直流回路操動機構(gòu)操動機構(gòu)操作電源操作電源5交流電流回路交流電流回路直流電流回路直流電流回路看圖方法：先交流后直流；從上到下，從左到右看圖方法：先交流后直流；從上到下，從左到右6不連線，采用對面標(biāo)號法，跨屏接線必須通過端子排不連線，采用對面標(biāo)號法，跨屏接

4、線必須通過端子排785 5.2 .2 控制與信號系統(tǒng)控制與信號系統(tǒng)斷路器控制斷路器控制：分合閘控制電路。根據(jù)操動機構(gòu)、：分合閘控制電路。根據(jù)操動機構(gòu)、操作電源種類不同而多種多樣。操作電源種類不同而多種多樣。信號信號：位置信號、預(yù)告信號、事故信號、中央信：位置信號、預(yù)告信號、事故信號、中央信號；燈光、音響、警鈴、光字牌號；燈光、音響、警鈴、光字牌5.2.1 控制開關(guān)控制開關(guān)對斷路器控制電路進行操作的操作元件。對斷路器控制電路進行操作的操作元件。又叫萬能式轉(zhuǎn)換開關(guān)，又叫萬能式轉(zhuǎn)換開關(guān)，LW2、LW5有有6個位置：個位置：910115 5.2.2 .2.2 操動機構(gòu)操動機構(gòu)驅(qū)動斷路器、隔離開關(guān)等分合

5、閘的傳動機驅(qū)動斷路器、隔離開關(guān)等分合閘的傳動機構(gòu)。構(gòu)。高壓斷路器用：手動式、電磁式、彈簧式、高壓斷路器用：手動式、電磁式、彈簧式、液壓式、氣壓式、電動機式、永磁式液壓式、氣壓式、電動機式、永磁式125 5.2.3 .2.3 斷路器控制回路斷路器控制回路5 5.2.3.1 .2.3.1 斷路器控制回路的基本要求斷路器控制回路的基本要求（1 1）自動、手動分合閘；分、合閘后，能自）自動、手動分合閘；分、合閘后，能自動切斷跳、合閘線圈回路電流。動切斷跳、合閘線圈回路電流。（2 2）防跳；）防跳；（3 3）位置信號；）位置信號；（4 4）自動合閘、跳閘的信號；）自動合閘、跳閘的信號；（5 5）控制回路

6、完好性監(jiān)視；）控制回路完好性監(jiān)視；（6 6）接線簡單。）接線簡單。135 5.2.3.2 .2.3.2 簡化的斷路器控制回路簡化的斷路器控制回路手動合閘手動合閘手動跳閘手動跳閘自動跳閘自動跳閘自動合閘自動合閘防跳：合閘于防跳：合閘于“預(yù)伏故障預(yù)伏故障”，且控制電路，且控制電路一直處于合閘操作一直處于合閘操作斷路器跳躍。斷路器跳躍。14KO-合閘接觸器QF1、QF2是QF的動斷、動合觸點YR-跳閘線圈YO-合閘線圈KLB-防跳繼電器KM0-繼電保護KM1-自動裝置SA-控制開關(guān)控制母線控制母線合閘母線合閘母線ONOFF動合或常開觸點動斷155 5.2.3.3 .2.3.3 簡化的斷路器信號回路簡

7、化的斷路器信號回路手動合閘：手動合閘：RDRD平光平光手動跳閘：手動跳閘：GNGN平光平光自動（事故）跳閘：自動（事故）跳閘：GNGN閃光，事故音響信號閃光，事故音響信號自動合閘：自動合閘：RDRD閃光閃光16限流電阻限流電阻音響信號母線音響信號母線預(yù)備合閘合閘跳閘后跳閘閃光信號閃光信號小母線小母線預(yù)備跳閘175 5.2.3.4 .2.3.4 中央信號回路中央信號回路控制室：事故音響、光字牌控制室：事故音響、光字牌( (不正常運行狀態(tài)不正常運行狀態(tài)) )（1 1）簡易中央音響信號回路）簡易中央音響信號回路事故音響信號事故音響信號個別解除式個別解除式（圖）（圖）中央復(fù)歸不能重復(fù)動作中央復(fù)歸不能重

8、復(fù)動作（圖）（圖）預(yù)告音響信號預(yù)告音響信號不能重復(fù)動作的中央復(fù)歸式不能重復(fù)動作的中央復(fù)歸式（2 2）重復(fù)動作中央復(fù)歸式）重復(fù)動作中央復(fù)歸式（圖）（圖5.3 .3 絕緣監(jiān)視絕緣監(jiān)視交流系統(tǒng)：中性點不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線交流系統(tǒng)：中性點不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)圈接地系統(tǒng)接地保護接地保護直流系統(tǒng)：出現(xiàn)兩點接地時，可能導(dǎo)致相直流系統(tǒng)：出現(xiàn)兩點接地時，可能導(dǎo)致相應(yīng)的繼電保護和自動裝置誤動作。應(yīng)的繼電保護和自動裝置誤動作。直流回路絕緣監(jiān)視裝置：及時發(fā)現(xiàn)一點接直流回路絕緣監(jiān)視裝置：及時發(fā)現(xiàn)一點接地故障地故障電橋：信號電橋：信號+ +測量測量235 5.3.1 .3.1 信號電橋

9、信號電橋電位電阻電位電阻R1=R2R1=R2；R R（+ +）、）、R R（- -）為直流正負(fù)母線絕緣）為直流正負(fù)母線絕緣電阻；電阻；KVIKVI為絕緣監(jiān)察繼電為絕緣監(jiān)察繼電器。器。正常時，電橋平衡，正常時，電橋平衡，KVIKVI不不動作。動作。當(dāng)一條直流母線絕緣電阻下當(dāng)一條直流母線絕緣電阻下降時，電橋失去平衡，下降降時，電橋失去平衡，下降到到101020k20k 時時KVIKVI動作。動作。245 5.3.2 .3.2 測量電橋測量電橋255 5.4 .4 電力系統(tǒng)繼電保護基本概念與要求電力系統(tǒng)繼電保護基本概念與要求5 5.4.1 .4.1 電力系統(tǒng)故障及非正常運行狀態(tài)電力系統(tǒng)故障及非正常運

10、行狀態(tài) 單相接地（短路）單相接地（短路） 故障故障 兩相接地短路兩相接地短路 兩相短路兩相短路 三相短路三相短路 斷線斷線 過負(fù)荷過負(fù)荷 不正常運行不正常運行 過電壓過電壓 非全相運行非全相運行 事故事故265 5.4.2 .4.2 繼電保護任務(wù)和作用繼電保護任務(wù)和作用繼電保護裝置：反應(yīng)故障或不正常運行狀繼電保護裝置：反應(yīng)故障或不正常運行狀態(tài)而動作于跳閘或給出報警信號的自動裝態(tài)而動作于跳閘或給出報警信號的自動裝置。置。任務(wù)：任務(wù)：（1 1）自動、迅速、有選擇地跳開斷路器，切）自動、迅速、有選擇地跳開斷路器，切除故障部分，保證無故障部分繼續(xù)運行。除故障部分，保證無故障部分繼續(xù)運行。（2 2）反應(yīng)

11、不正常運行狀態(tài)，動作于信號、減）反應(yīng)不正常運行狀態(tài)，動作于信號、減負(fù)荷和跳閘。負(fù)荷和跳閘。275 5.4.3 .4.3 對繼電保護的基本要求對繼電保護的基本要求（1 1）選擇性）選擇性-只有離故障點最近的保護動作。途徑：動只有離故障點最近的保護動作。途徑：動作時間、動作電流（電壓）作時間、動作電流（電壓）28（2 2）速動性）速動性故障切除時間故障切除時間= =繼電保護裝置動作時間（最繼電保護裝置動作時間（最快可達快可達10ms)+10ms)+斷路器動作時間（固有分閘斷路器動作時間（固有分閘時間時間+ +電弧熄滅時間電弧熄滅時間, ,最快可達最快可達50-68ms50-68ms）。）。(3)(

12、3)靈敏性靈敏性保護裝置對保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障和不正常保護裝置對保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障和不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。用靈敏度定量描述用靈敏度定量描述29（4 4）可靠性）可靠性-不誤動作和拒動作不誤動作和拒動作 速動性和選擇性是相互制約的。速動性和選擇性是相互制約的。6.4.4 6.4.4 繼電保護的基本原理繼電保護的基本原理故障時特征量：電流、電壓及其序分量；阻抗故障時特征量：電流、電壓及其序分量；阻抗繼電保護裝置的構(gòu)成：測量部分、邏輯部分、執(zhí)繼電保護裝置的構(gòu)成：測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分。行部分。測量部分測量部分邏輯部分邏輯部分執(zhí)行部分執(zhí)行部分整定值整定值輸出信號輸出信號

13、輸入輸入信號信號30動作電流動作電流I IOPOP（整定電流）（整定電流）返回電流返回電流I Irere: :使電流繼電器返回的電流臨界值使電流繼電器返回的電流臨界值返回系數(shù)：返回系數(shù)：k krere=I=Irere/I/IOPOP (0.85-0.9) (0.85-0.9)31電磁線圈電磁線圈及電磁鐵及電磁鐵動靜觸點動靜觸點323334感應(yīng)式電流繼電器實物圖片感應(yīng)式電流繼電器實物圖片356.4.5 繼電保護技術(shù)的發(fā)展概況元件：感應(yīng)型（元件：感應(yīng)型（19011901）電磁型電磁型晶體管晶體管型（型（7070年代）年代）集成電路型集成電路型微機型（除微機型（除實現(xiàn)復(fù)雜的保護功能外，還能夠?qū)崿F(xiàn)故障

14、實現(xiàn)復(fù)雜的保護功能外，還能夠?qū)崿F(xiàn)故障錄波、故障測距、事件順序記錄）錄波、故障測距、事件順序記錄）原理：反應(yīng)單側(cè)電氣量的電流、電壓、方原理：反應(yīng)單側(cè)電氣量的電流、電壓、方向、距離保護向、距離保護反應(yīng)雙側(cè)電氣量的縱差、反應(yīng)雙側(cè)電氣量的縱差、高頻、微波、光纖保護（通信方式）高頻、微波、光纖保護（通信方式）365 5.5 .5 輸電線路的繼電保護輸電線路的繼電保護5 5.5.1 .5.1 輸電線路的電流保護輸電線路的電流保護輸電線路相間短路時，產(chǎn)生短路電流，電壓輸電線路相間短路時，產(chǎn)生短路電流，電壓下降，從而可構(gòu)成過電流保護和低電壓保護。下降，從而可構(gòu)成過電流保護和低電壓保護。輸電線路的電流保護：定時

15、限過電流保護、輸電線路的電流保護：定時限過電流保護、瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護（電瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護（電流三段保護）流三段保護）37微機型保護繼電器實物圖片微機型保護繼電器實物圖片38電流三段保護電流三段保護39最大運行方式與最小運行方式最大運行方式與最小運行方式 三相、兩相短路穩(wěn)態(tài)電流三相、兩相短路穩(wěn)態(tài)電流 kskkskXXEIXXEXEI23)2()3(最大運行方式：最大運行方式：I Ik.maxk.max(3)(3)最小運行方式最小運行方式:I :Ik.mink.min(3)(3)、 I Ik.mink.min(2)(2) 40415 5.5.5.1 .5.5.1

16、 定時限過電流保護定時限過電流保護( (第三段第三段) )定時限定時限: :動作時間與故障電流大小無關(guān)動作時間與故障電流大小無關(guān). .42動作電流的整定動作電流的整定整定原則整定原則: :按躲過最大負(fù)荷電流整定按躲過最大負(fù)荷電流整定. .（1）一次側(cè)動作電流）一次側(cè)動作電流Iop.1IL.max（2）在相鄰線路最大自起動電流）在相鄰線路最大自起動電流Ist下能可靠返回。下能可靠返回。Ire.1Ist=kstIL.max，即，即Iop.1kstIL.max/kremax. 1 .LrestrelIIIopIkkkIKrel-可靠系數(shù)，1.151.25Kst-自起動系數(shù)，11.5Kre-返回系數(shù)，

17、0.8543動作時間的整定動作時間的整定階梯原則：階梯原則：t=0.5s44靈敏度靈敏度 按保護范圍最小相間短路電流進行校驗。按保護范圍最小相間短路電流進行校驗。I Ikminkmin(2)(2)-系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端兩系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端兩相短路電流。相短路電流。k ks s-靈敏度系數(shù)，靈敏度系數(shù)，1.21.21.5。 1 .)2(min.opksIIk 45定時限過電流保護的適用范圍定時限過電流保護的適用范圍 由于越靠近電源，動作時間越長，所以不由于越靠近電源，動作時間越長，所以不能作為能作為主保護主保護，一般用于，一般用于后備保護后備保護（本線（本線路的路的近后備近后備

18、，下一相鄰線路的，下一相鄰線路的遠后備遠后備）。）。466.5.1.2 6.5.1.2 瞬時電流速斷保護瞬時電流速斷保護特點特點：無人為延時，嚴(yán)重故障情況下快速切除障。：無人為延時，嚴(yán)重故障情況下快速切除障。構(gòu)成構(gòu)成：定時限保護裝置中去掉時間繼電器。：定時限保護裝置中去掉時間繼電器。中間繼電器的作用中間繼電器的作用:(1):(1)觸點容量大觸點容量大, ,可直接接跳閘回路可直接接跳閘回路; ; (2) (2)防止管型避雷器放電時防止管型避雷器放電時 引起保護誤動作引起保護誤動作. .47整定原則整定原則：躲過本線路未端的最大短路電流。：躲過本線路未端的最大短路電流。（保證下一級線路短路時不動作

19、（保證下一級線路短路時不動作）max. 1 .krelIopIkIKrel=1.21.348保護范圍與靈敏度保護范圍與靈敏度n不能保護線路全長。不能保護線路全長。n要求（靈敏度）：最大運行方式下，發(fā)生三要求（靈敏度）：最大運行方式下，發(fā)生三相短路時，保護范圍相短路時，保護范圍Lmax達到線路全長的達到線路全長的50%；最小運行方式下，發(fā)生兩相短路時，；最小運行方式下，發(fā)生兩相短路時，保護范圍保護范圍Lmin達到線路全長的達到線路全長的1520%。)23(1(%)max. 1minsIOPABxIUxL49瞬時電流速斷保護的特點與應(yīng)用瞬時電流速斷保護的特點與應(yīng)用n簡單可靠，動作迅速；但不能保護線

20、路全簡單可靠，動作迅速；但不能保護線路全長，且受系統(tǒng)運行方式影響。長，且受系統(tǒng)運行方式影響。n不能單獨使用，必須與定時限過電流保護不能單獨使用，必須與定時限過電流保護配合使用，作為主保護，定時限過電流保配合使用，作為主保護，定時限過電流保護作后備保護。護作后備保護。505 5.5.1.3 .5.1.3 限時電流速斷保護限時電流速斷保護定義：帶有時限的電流速斷保護定義：帶有時限的電流速斷保護構(gòu)成：與定時限過電流保護類似，只構(gòu)成：與定時限過電流保護類似，只是動作電流、動作時間的整定不一樣。是動作電流、動作時間的整定不一樣。要求的保護范圍：線路全長，但不能要求的保護范圍：線路全長，但不能超過下一級線

21、路瞬時電流速斷保護的超過下一級線路瞬時電流速斷保護的范圍。范圍。51動作電流的整定動作電流的整定 原則：躲過下一級線路瞬時電流速斷保護的動作原則：躲過下一級線路瞬時電流速斷保護的動作電流。電流。動作時間的整定動作時間的整定 -比下一級線路瞬時電流速斷保護的動作比下一級線路瞬時電流速斷保護的動作時間（約時間（約0.1s)長長t (參考下頁圖）參考下頁圖）2 . 11 . 1. 2 . 1 .relIoprelIIOPkIkI52t53限時電流速斷保護的靈敏度限時電流速斷保護的靈敏度 I Ik.mink.min(2)(2)-系統(tǒng)最小運行方式下，本線路系統(tǒng)最小運行方式下，本線路末端兩相短路電流。末端

22、兩相短路電流。5 . 13 . 1. 1 .)2(min.IIopksIIk545 5.5.1.4 .5.1.4 電流保護的接線方式電流保護的接線方式指電流繼電器線圈與電流互感器二次線圈之指電流繼電器線圈與電流互感器二次線圈之間的連接。間的連接。一般采用三相三繼電器（星形）（一般采用三相三繼電器（星形）（圖圖）、兩）、兩相兩繼電器（不完全星形）接線（相兩繼電器（不完全星形）接線（圖圖）。接）。接線系數(shù)線系數(shù)k k = =繼電器電流繼電器電流/ /電流互感器二次電電流互感器二次電流流=1=155KC1ATA3TA2TA1QFTA1aKC2cbKC3TA32S2TA22S22S22S1B2S1C2

23、S1III56acTA 1TA 2AQ F2S22S2C2S12S1TA 1TA 2K C 2K C 1II575 5.5.1.5 .5.1.5 三段式電流保護裝置三段式電流保護裝置II瞬時電流速斷保護瞬時電流速斷保護 II- II-限時電流速斷保護限時電流速斷保護 III- III-定時限過流速斷保護定時限過流速斷保護 （后備保護）（后備保護）應(yīng)用應(yīng)用 （1 1）對末端線路：可用兩段（）對末端線路：可用兩段（I+IIII+III或或II+IIIII+III），也可只裝），也可只裝IIIIII（0.5s)0.5s)三段式電流保護的接線及相互配合（下圖）三段式電流保護的接線及相互配合（下圖）主保

24、護主保護5859605 5.5.2 .5.2 方向電流保護方向電流保護又叫功率方向保護又叫功率方向保護5 5.5.2.1 .5.2.1 方向性過電流保護方向性過電流保護（功率方向保護）（功率方向保護）為什么要用方向保護為什么要用方向保護？-兩端電源網(wǎng)絡(luò)中的選擇性動作兩端電源網(wǎng)絡(luò)中的選擇性動作61構(gòu)成構(gòu)成：電流保護：電流保護+ +功率方向元件（反映功率功率方向元件（反映功率的方向）的方向）功率方向功率方向：母線流入線路為正方向。功率：母線流入線路為正方向。功率方向繼電器在功率方向為正時才動作，再方向繼電器在功率方向為正時才動作，再按電流保護的選擇性動作。按電流保護的選擇性動作。625 5.5.2

25、.2 .5.2.2 功率方向繼電器功率方向繼電器90arg)90（,arg90arg9090arg90-功率方向為率方向coskkiukikuKkkkkkIUkkIkUk：IUIUP則內(nèi)角經(jīng)電壓形成回路變換后6364“死區(qū)死區(qū)”及其消除及其消除 保護安裝處附近短路時，母線殘余電壓接近保護安裝處附近短路時，母線殘余電壓接近于于0 0，繼電器不能正確動作。繼電器通過，繼電器不能正確動作。繼電器通過“記憶記憶”功能（即保持故障前電壓的幅值功能（即保持故障前電壓的幅值和相位）。和相位）。繼電器接線繼電器接線：9090接線，一相電流，另兩接線，一相電流，另兩相的線電壓。相的線電壓。原理接線圖原理接線圖6

26、5666.5.2.3 6.5.2.3 雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中速斷電流保護整定的特點雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中速斷電流保護整定的特點如圖所示的保護如圖所示的保護3 3的的I I段保護：既要躲過母線段保護：既要躲過母線C C處三處三相短路電流，又要躲過母線相短路電流，又要躲過母線B B的三相短路電流（反的三相短路電流（反方向故障），這就會導(dǎo)致動作電流整定得過大，靈方向故障），這就會導(dǎo)致動作電流整定得過大，靈敏度不夠，此時應(yīng)設(shè)置方向保護躲過反方向故障，敏度不夠，此時應(yīng)設(shè)置方向保護躲過反方向故障，以保證選擇性。以保證選擇性。676.5.3 6.5.3 接地保護接地保護接地保護類型取決于中性點接地方式接地保護類型取決于中性

27、點接地方式（1 1）大電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)（直接接地，（直接接地，110kV110kV及以上）：故障電流大，電流保護能反應(yīng)，及以上）：故障電流大，電流保護能反應(yīng)，但靈敏度低，動作時限長，故應(yīng)設(shè)接地短但靈敏度低，動作時限長，故應(yīng)設(shè)接地短路保護。路保護。（2 2）小電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)（不接地或經(jīng)消弧線圈（不接地或經(jīng)消弧線圈接地，接地，3 366kV66kV）：接地電流（對地電容）：接地電流（對地電容電流）較小，允許繼續(xù)短時間（電流）較小，允許繼續(xù)短時間（2h)2h)運行運行, ,但應(yīng)該設(shè)零序保護，動作于信號。但應(yīng)該設(shè)零序保護，動作于信號。685 5.5.3.1 .5.3.1 中性點直

28、接接地電網(wǎng)單相接地短路時中性點直接接地電網(wǎng)單相接地短路時電流和電壓的特點電流和電壓的特點69單相接地（短路）時，產(chǎn)生零序電壓和零序單相接地（短路）時，產(chǎn)生零序電壓和零序電流電流零序電流濾過器零序電流濾過器00003333kkAAkkCBAkkCkBkAUUIIIIIIIUUUUQ FQ STA 123+K Ea a 零序電流過濾器零序電流過濾器70b b 零序電流互感器零序電流互感器234+1KE5716.5.3.2 6.5.3.2 中性點直接接地電網(wǎng)的接地保護中性點直接接地電網(wǎng)的接地保護-設(shè)三段零序電流保護，原理接線圖如下，設(shè)三段零序電流保護，原理接線圖如下，整定方法類似于電流保護。整定方法

29、類似于電流保護。725 5.5.3.3 .5.3.3 中性點不接地電網(wǎng)單相接地時電流、中性點不接地電網(wǎng)單相接地時電流、電壓的特點及接地保護電壓的特點及接地保護特點特點（1 1）三相對地電壓不對稱，全系統(tǒng)產(chǎn)生零序）三相對地電壓不對稱，全系統(tǒng)產(chǎn)生零序電壓。接地相對地電壓為電壓。接地相對地電壓為0,0,其它兩相對地其它兩相對地電壓升為線電壓。電壓升為線電壓。（2 2）線電壓不變，仍對稱，不含零序分量。）線電壓不變，仍對稱，不含零序分量。（3 3）接地電流為零序電流，但各線路分布不）接地電流為零序電流，但各線路分布不一樣，見圖。一樣，見圖。73747576保護設(shè)置保護設(shè)置（1 1）絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視

30、裝置：利用一次系統(tǒng)接地后出現(xiàn)：利用一次系統(tǒng)接地后出現(xiàn)的零序電壓給出信號或跳閘。（參考的零序電壓給出信號或跳閘。（參考下頁圖下頁圖）（2 2）零序電流保護零序電流保護（參考（參考上頁圖上頁圖）（3 3）零序功率方向保護零序功率方向保護 -故障線路保護安裝處的零序電流滯后零序電故障線路保護安裝處的零序電流滯后零序電壓壓9090；非故障線路保護安裝處的零序電流超；非故障線路保護安裝處的零序電流超前零序電壓前零序電壓9090。77FU3WV(L3)WV(L2)TVWV(L1)FUKVFU1 FU2PV3PV2PV1VVPV4VVw電 壓 互 感 器接地信號裝置dM電壓小母線dNvuTV絕緣檢查電壓表n

31、電壓表786.5.4 6.5.4 距離保護距離保護距離保護又叫距離保護又叫阻抗保護阻抗保護。原理原理（1 1）故障點到保護安裝處的阻抗與距離成線）故障點到保護安裝處的阻抗與距離成線性關(guān)系。性關(guān)系。（2 2）阻抗）阻抗= =保護安裝處的電壓保護安裝處的電壓/ /電流。電流。（3 3）根據(jù)）根據(jù)Z Z就可確定故障點位置，從而判斷就可確定故障點位置，從而判斷保護是否應(yīng)該動作（根據(jù)電流保護的選擇保護是否應(yīng)該動作（根據(jù)電流保護的選擇性要求）。性要求）。795 5.5.4.1 .5.4.1 阻抗繼電器阻抗繼電器基本原理基本原理 距離保護只要求掌握以上基本原理，其它內(nèi)容不作要距離保護只要求掌握以上基本原理，

32、其它內(nèi)容不作要求。求。805 5.5.5 .5.5 高頻保護高頻保護高頻保護高頻保護：借助高頻通道（通信），傳送：借助高頻通道（通信），傳送故障電氣量特征信息，綜合線路兩側(cè)的故故障電氣量特征信息，綜合線路兩側(cè)的故障電氣量特征，當(dāng)判斷出故障是本線路內(nèi)障電氣量特征，當(dāng)判斷出故障是本線路內(nèi)時，迅速發(fā)出跳閘命令，切除故障。時，迅速發(fā)出跳閘命令，切除故障。815 5.5.5.1 .5.5.1 高頻通道的構(gòu)成高頻通道的構(gòu)成高頻信號高頻信號：一端的矩形脈沖信號（允許信號、跳：一端的矩形脈沖信號（允許信號、跳閘信號、閉鎖信號）閘信號、閉鎖信號）高頻信號（高頻信號（5050300kHz300kHz）通信通道（輸

33、電線路）通信通道（輸電線路）對端保護。對端保護。高頻通道高頻通道：“相相- -相相”制、制、“相相- -地地”制制（1 1）高頻阻波器：電感線圈）高頻阻波器：電感線圈+ +可變電容并聯(lián)，工作可變電容并聯(lián)，工作于諧振狀態(tài)（高頻載波頻率下）（于諧振狀態(tài)（高頻載波頻率下）（圖圖）（2 2）結(jié)合電容器）結(jié)合電容器（3 3）連接濾波器）連接濾波器（4 4）高頻收發(fā)信機）高頻收發(fā)信機8283阻波器阻波器84阻波器阻波器855 5.5.5.2 .5.5.2 方向高頻保護方向高頻保護K1K1短路時，保護短路時，保護3 3、4 4功率方向為正，停止功率方向為正，停止發(fā)信，保護動作，發(fā)信，保護動作，3QF3QF、

34、4QF4QF跳閘；保護跳閘；保護2 2、5 5功率方向為負(fù)，發(fā)信機持續(xù)發(fā)信，兩側(cè)保功率方向為負(fù)，發(fā)信機持續(xù)發(fā)信，兩側(cè)保護不動作，防止誤動。護不動作，防止誤動。865 5.5.5.3 .5.5.3 相差高頻保護相差高頻保護規(guī)定電流從母線流向線路為正方向。比較規(guī)定電流從母線流向線路為正方向。比較故障兩端故障電流相位，故障線路兩端電故障兩端故障電流相位，故障線路兩端電流相位相同，非故障線路兩端電流相位相流相位相同，非故障線路兩端電流相位相反。反。875 5.5.6 .5.6 電力變壓器保護電力變壓器保護故障故障內(nèi)部故障：相間短路、接地短路、匝間短路內(nèi)部故障：相間短路、接地短路、匝間短路外部故障：套管

35、和引出線相間和接地短路外部故障：套管和引出線相間和接地短路不正常運行狀態(tài)不正常運行狀態(tài) 外部電路短路引起的過電流及中性點過電壓、過負(fù)荷、外部電路短路引起的過電流及中性點過電壓、過負(fù)荷、過勵磁、油面下降過勵磁、油面下降保護配置保護配置 瓦斯（氣體）保護、差動保護（或電流速斷保護）、瓦斯（氣體）保護、差動保護（或電流速斷保護）、過電流保護、過負(fù)荷保護、過勵磁保護等。過電流保護、過負(fù)荷保護、過勵磁保護等。88瓦斯（氣體）保護瓦斯（氣體）保護l反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)氣體變化或油面下降的反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)氣體變化或油面下降的高靈敏保護裝置。高靈敏保護裝置。l分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護，前者在輕分為輕瓦斯保護和重

36、瓦斯保護，前者在輕微故障引起少量氣體或變壓器漏油導(dǎo)致油微故障引起少量氣體或變壓器漏油導(dǎo)致油面下降時動作于信號；后者是內(nèi)部短路產(chǎn)面下降時動作于信號；后者是內(nèi)部短路產(chǎn)生大量氣體時，動作于斷路器跳閘。生大量氣體時，動作于斷路器跳閘。l室內(nèi)室內(nèi)400kVA以上、室外以上、室外800kVA以上變壓以上變壓器均需安裝瓦斯保護。器均需安裝瓦斯保護。89罩罩項針項針氣塞氣塞咀子咀子套管套管探針探針磁鐵磁鐵開口杯開口杯重錘重錘支架支架 調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)桿輕瓦斯觸點輕瓦斯觸點彈簧彈簧磁鐵磁鐵擋板擋板螺桿螺桿重重瓦斯觸點瓦斯觸點QJQJ型氣體繼電器型氣體繼電器90KG KTM引P變壓器體本自33471218PKA QFS

37、AXB1KGFU1KS2 KS3KAYTR1W C(L1)FU2R2QFKS1KA保 護 回 路信 號溫 度信 號輕瓦斯信號重 瓦 斯跳 閘控制回路回 路跳 閘控制小母線熔斷器T A 1 T A 3T A 2Q F變變壓壓器器瓦瓦斯斯保保護護與與溫溫度度保保護護的的接接線線圖圖 91K A6 1 0 k V-Y T 2Q F 2k -122k -2K S 2Q F 2信 號+1 2K D+Y T 111Q F 13 5 k V-Q F 1+信 號K S 2+IIIII IT A 2T A 1 變壓器差動保護變壓器差動保護是利用保護區(qū)內(nèi)發(fā)是利用保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時變壓生短路故障時變壓器兩側(cè)電流

38、在差動器兩側(cè)電流在差動回路中引起的不平回路中引起的不平衡電流衡電流I Idsqdsq（= =I I1 1/ /I I2 2/ /）動作的一種保）動作的一種保護。護。5 5.5.6.1 .5.6.1 變壓器的變壓器的縱差動保護縱差動保護（1 1）原理）原理92選擇合適的互感器變比和接線方式，使得正常情況選擇合適的互感器變比和接線方式，使得正常情況下流入差動繼電器的不平衡電流為下流入差動繼電器的不平衡電流為0 0。 22122 111 22)(0III：nnnnInIIIIKTTATATATAK內(nèi)部短路時變壓器變比93（2 2）不平衡電流的消除）不平衡電流的消除變壓器縱差動保護應(yīng)躲過在正常運行及外

39、部短路變壓器縱差動保護應(yīng)躲過在正常運行及外部短路時各種因素造成的不平衡電流。時各種因素造成的不平衡電流。勵磁涌流引起的不平衡電流勵磁涌流引起的不平衡電流變壓器空載投入時（突然加上電壓），由于鐵心變壓器空載投入時（突然加上電壓），由于鐵心中的磁通不能突變，將出現(xiàn)暫態(tài)過程（與電網(wǎng)短中的磁通不能突變，將出現(xiàn)暫態(tài)過程（與電網(wǎng)短路類似），產(chǎn)生很大的非周期磁通，鐵心嚴(yán)重飽路類似），產(chǎn)生很大的非周期磁通，鐵心嚴(yán)重飽和，勵磁阻抗大幅下降，于是產(chǎn)生勵磁涌流，最和，勵磁阻抗大幅下降，于是產(chǎn)生勵磁涌流，最大可達到額定電流大可達到額定電流6-86-8倍。倍。94穩(wěn) 態(tài)暫 態(tài)0.01s00ti0t穩(wěn)態(tài)暫態(tài)勵 磁 涌 流

40、0.01s0i0i0t勵磁涌流特點：勵磁涌流特點：n 含有的非周期分量幅值含有的非周期分量幅值很大；很大；n 含有大量的高次諧波，含有大量的高次諧波，尤其是二次諧波可達到尤其是二次諧波可達到15以上以上n； 波形間有明顯的間斷。波形間有明顯的間斷。95減弱勵磁涌影響的措施減弱勵磁涌影響的措施a.a.采用速飽和電流互感器，防止涌流進入差采用速飽和電流互感器，防止涌流進入差動繼電器；動繼電器；b.b.鑒別波形間斷角，分辨出勵磁電流；鑒別波形間斷角，分辨出勵磁電流；c.c.用二次諧波構(gòu)成制動量，當(dāng)出現(xiàn)勵磁涌流用二次諧波構(gòu)成制動量，當(dāng)出現(xiàn)勵磁涌流時制動保護。時制動保護。由變壓器接線由變壓器接線(Y,d

41、11)(Y,d11)而引起的不平衡電流而引起的不平衡電流-通過配置電流互感器的接線方式和變比來通過配置電流互感器的接線方式和變比來解決。解決。96I2 AI2 BI2 CI2 C AI2 B CI2 A BI2 a bI2 b cI2 c aI2 a bI2 b cI2 c aIIIIIIIIIB C2B2A B2 A2C2C A2b c2a b2c a2I2 AI2 BI2 CI2 C AI2 B CI2 A BI2 a bI2 b cI2 c aI2 a bI2 b cI2 c aIIIIIIIIIB C2B 2A B2 A2C 2C A2b c 2a b 2c a 2acb1ca1b1c

42、1ab1a1bc1C一次側(cè)1B1AI1AI1BI1CI1aI1bI1c二次側(cè)IIIIIIIII97由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流由兩側(cè)電流互感器變流比選擇而引起的不平衡電流-可接入平衡線圈可接入平衡線圈由于電流互感器型號不同引起的不平衡電流由于電流互感器型號不同引起的不平衡電流電流誤差、相角誤差電流誤差、相角誤差變壓器分接頭變化引起變比變化而產(chǎn)生不平衡電流變壓器分接頭變化引起變比變化而產(chǎn)生不平衡電流i2Ti13KKK98（3 3）變壓器差動保護的整定計算原則）變壓器差動保護的整定計算原則為防止正常運行時電流互感器二次斷線引為防止正常運行時電流互感器二次斷線引起保護誤動，差動保護動

43、作電流應(yīng)躲過變起保護誤動，差動保護動作電流應(yīng)躲過變壓器最大負(fù)荷電流（換算到電流互感器二壓器最大負(fù)荷電流（換算到電流互感器二次側(cè)的值）次側(cè)的值）躲過外部短路時的最大不平衡電流。躲過外部短路時的最大不平衡電流。躲過勵磁涌流的影響，通常是動作電流躲躲過勵磁涌流的影響，通常是動作電流躲過變壓器額定電流，并通過空載投入檢驗。過變壓器額定電流，并通過空載投入檢驗。99變壓器差動保護的靈敏度變壓器差動保護的靈敏度I Ik.mink.min-取變壓器二次母線兩相短路電流取變壓器二次母線兩相短路電流0 . 2.min.KOPTAkSInIkK1005 5.5.6.2 .5.6.2 變壓器的電流、電壓保護變壓器的

44、電流、電壓保護（1 1）過電流保護：定時限、速斷（）過電流保護：定時限、速斷（原理圖原理圖） - -用于變壓器內(nèi)部短路保護的后備保護，構(gòu)成與用于變壓器內(nèi)部短路保護的后備保護，構(gòu)成與整定計算與線路保護完全一樣。整定計算與線路保護完全一樣。（2 2）零序電流保護）零序電流保護 - -針對變壓器內(nèi)部單相接地短路（針對變壓器內(nèi)部單相接地短路（原理接線圖原理接線圖）（3 3）低電壓起動的過電流保護、復(fù)合電壓起動的）低電壓起動的過電流保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護、負(fù)序過電流保護過電流保護、負(fù)序過電流保護-當(dāng)過電流保護靈敏度不夠時采用，這些保護在負(fù)當(dāng)過電流保護靈敏度不夠時采用，這些保護在負(fù)荷自起動時不會誤

45、動作。荷自起動時不會誤動作。1011 Q F2 Q FT A 2I反 時 限 過 電 流 （ 或 ）1K CT A 1t定 時 限 過 電 流K CIT A 3II2 Q F反 時 限 電 流 速 斷 （ 或 ）T A 1K C1 Q F定 時 限 電 流 速 斷T A 2T A 3K C102Q FQ ST A 1T A 3T A 2T A NQ FL 1K EL 3Y T零零序序電電流流保保護護1035 5.5.7 .5.7 發(fā)電機保護發(fā)電機保護故障及保護配置故障及保護配置l 定子繞組的相間短路定子繞組的相間短路-縱差動保護；縱差動保護；l 定子繞組的接地短路定子繞組的接地短路-接地保護接

46、地保護l 匝間短路匝間短路-匝間短路保護匝間短路保護l 轉(zhuǎn)子繞組的一點、兩點接地短路轉(zhuǎn)子繞組的一點、兩點接地短路-接地保護接地保護l 失磁失磁-失磁保護失磁保護不正常運行不正常運行：過負(fù)荷；外部短路引起的過電流；：過負(fù)荷；外部短路引起的過電流；勵磁回路過負(fù)荷；過電壓；逆功率勵磁回路過負(fù)荷；過電壓；逆功率 -過電流保護、負(fù)序電流保護過電流保護、負(fù)序電流保護1045 5.5.7.1 .5.7.1 發(fā)電機縱差動保護發(fā)電機縱差動保護相間短路主保護相間短路主保護1055 5.5.7.2 .5.7.2 發(fā)電機匝間短路的橫差動保護發(fā)電機匝間短路的橫差動保護同一相繞組內(nèi)部或之間的短路同一相繞組內(nèi)部或之間的短路

47、環(huán)流環(huán)流構(gòu)成構(gòu)成1065 5.5.7.3 .5.7.3 發(fā)電機定子單相接地保護發(fā)電機定子單相接地保護發(fā)電機定子繞組中性點采用不接地或經(jīng)消發(fā)電機定子繞組中性點采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地弧線圈接地單相接地時，產(chǎn)生零序電壓單相接地時，產(chǎn)生零序電壓利用零序電壓可構(gòu)成單相接地保護利用零序電壓可構(gòu)成單相接地保護1075 5.5.8 .5.8 母線保護母線保護-差動保護1086.5.9 6.5.9 微機型繼電保護概論微機型繼電保護概論109電壓形成環(huán)節(jié)模擬量低通濾波器采樣保持器多路轉(zhuǎn)換開關(guān) A/D轉(zhuǎn)換器模擬量電壓電流等輸入電壓形成環(huán)節(jié)模擬量低通濾波器采樣保持器模擬量低通濾波器電壓形成環(huán)節(jié)采樣保持器開關(guān)量(開

48、關(guān)狀態(tài)等)輸入光電隔離電路并行接口光電隔離電路并行接口出口電路開關(guān)量(保護跳閘，信號等)輸出計算機系統(tǒng)打印機通 信鍵 盤整定調(diào)試110電 壓 回 路微機電壓監(jiān)測WV(L1)QF微 機 保 護 單 元TA4TA12S2TA3TA22S1TA2TA1單 元微機保護WV(L3)2S22S22S12S1TA3TA4S2WV(L2)S1電 流 回 路電流速斷與過電流保護電流回路接地保護元單護保機微配電變壓器采用微機保護的實例接線圖配電變壓器采用微機保護的實例接線圖1115 5.6 .6 常用自動裝置常用自動裝置5 5.6.1 .6.1 自動重合閘自動重合閘電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障電力系統(tǒng)的故障特別是架空線路上的故障大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。大多是暫時性的，多數(shù)能很快地自行消除。