第八章繼電保護

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 電網(wǎng)的過電流保護電網(wǎng)的過電流保護第三節(jié)第三節(jié) 電網(wǎng)的接地保護電網(wǎng)的接地保護第四節(jié)第四節(jié) 電力變壓器的保護電力變壓器的保護FLASH動畫：6、10、23、29、41、43、52、54、57、61、64、67第八章第八章 繼電保護繼電保護第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、繼電器保護裝置的作用與要求一、繼電器保護裝置的作用與要求1 1、繼電保護裝置的作用、繼電保護裝置的作用1 1）不正常運行狀態(tài)：）不正常運行狀態(tài)：過負荷、一相斷線、一過負荷、一相斷線、一相接地。相接地。2 2）故障：）故障：短路。短路。3 3）繼電保護裝置及作用：）繼電保護裝置及作用：不正常運行狀態(tài)時，發(fā)

2、出信號，提醒工作人不正常運行狀態(tài)時，發(fā)出信號，提醒工作人員及時采取措施；故障時員及時采取措施；故障時, ,切斷故障電路。切斷故障電路。2、對繼電保護裝置的要求。、對繼電保護裝置的要求。1）選擇性：）選擇性：切除故障部分，保證無故障部切除故障部分，保證無故障部分繼續(xù)運行。分繼續(xù)運行。2）速動性：）速動性：快速切斷故障，減少故障存在快速切斷故障，減少故障存在的時間。的時間。 3）靈敏性：）靈敏性：指故障或不正常運行狀態(tài)的反指故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力映能力,用靈敏系數(shù)來反映。用靈敏系數(shù)來反映。兩種情況：兩種情況：對反映故障時參數(shù)量增加的：對反映故障時參數(shù)量增加的：對反映故障時參數(shù)量降低的：對反

3、映故障時參數(shù)量降低的： 保護裝置的動作整定值小值保護區(qū)內(nèi)故障參數(shù)的最rK大值保護區(qū)內(nèi)故障參數(shù)的最保護裝置的動作整定值rK靈敏系數(shù)整定：靈敏系數(shù)整定：四級：四級：1.2、1.25、1.5、2。井下：井下：主保護主保護Kr1.5，后備保護，后備保護Kr1.25。4）可靠性）可靠性不拒動、不誤動。要求質(zhì)量好、接線簡單、不拒動、不誤動。要求質(zhì)量好、接線簡單、整定正確、加強維護。整定正確、加強維護。二、常用保護繼電器二、常用保護繼電器1、作用：、作用：用來接通或控制保護回路。用來接通或控制保護回路。2、種類：、種類：電磁式繼電器、感應式繼電器、電磁式繼電器、感應式繼電器、晶體管繼電器。晶體管繼電器。1）

4、電磁式電流繼電器）電磁式電流繼電器工作原理工作原理整定方法整定方法：A、平滑調(diào)節(jié)。、平滑調(diào)節(jié)。B、級進調(diào)節(jié)。、級進調(diào)節(jié)。動作時間動作時間：0.01s-0.05s。特點特點：接點容量較小接點容量較小移動鼠標察看部件名稱移動鼠標察看部件名稱2 2）電磁式中間繼電器）電磁式中間繼電器（1）作用：）作用：A、提供足夠數(shù)量的觸點以便同時控制不同、提供足夠數(shù)量的觸點以便同時控制不同的的電路。電路。B、增加觸點容量，以便接通斷開較大的電、增加觸點容量，以便接通斷開較大的電流流回路（如跳閘回路）?；芈罚ㄈ缣l回路）。C、提供必要的延時特性，以滿足保護及自、提供必要的延時特性，以滿足保護及自動動裝置的要求。裝置

5、的要求。（2）特點：延時動作）特點：延時動作（3）原理：電磁理論）原理：電磁理論（4）種類：電壓式、電流式，）種類：電壓式、電流式，瞬動、延時動作瞬動、延時動作瞬動時間：瞬動時間：0.05s-0.06s。3）電磁式時間繼電器）電磁式時間繼電器 （1）特點）特點 延時動作延時動作（2）原理）原理4 4）電磁式信號繼電器）電磁式信號繼電器（1）種類）種類：電流型、電壓型。：電流型、電壓型。 （2）作用）作用：動作指示，以便判別故障性質(zhì)。：動作指示，以便判別故障性質(zhì)。（3）原理）原理移移動動鼠鼠標標察察看看部部件件名名稱稱5）感應式繼電器）感應式繼電器（1）結(jié)構(gòu)組成與工作原理）結(jié)構(gòu)組成與工作原理、組

6、成：、組成：由感應系統(tǒng)（反時限）和電磁系由感應系統(tǒng)（反時限）和電磁系統(tǒng)（瞬時）組成。統(tǒng)（瞬時）組成。、動作時限：、動作時限：從繼電器動作到觸點閉合的從繼電器動作到觸點閉合的時間。時間。、反時限特性。、反時限特性。、電磁系統(tǒng)的動作時間：、電磁系統(tǒng)的動作時間：0.05s-0.1s。（2）動作電流與動作時限的調(diào)節(jié)）動作電流與動作時限的調(diào)節(jié)、動作電流：、動作電流：使蝸桿與扇形齒輪嚙合的最小電流。使蝸桿與扇形齒輪嚙合的最小電流。、感應系統(tǒng)動作電流調(diào)整：、感應系統(tǒng)動作電流調(diào)整：利用插銷改變繼電器利用插銷改變繼電器線圈的匝數(shù)來調(diào)整。線圈的匝數(shù)來調(diào)整。、感應系統(tǒng)動作時限調(diào)整：、感應系統(tǒng)動作時限調(diào)整：改變扇形齒

7、輪的起始改變扇形齒輪的起始位置。位置。（3）優(yōu)、缺點：）優(yōu)、缺點：接點容量大；直接作用于斷路器接點容量大；直接作用于斷路器跳閘。結(jié)構(gòu)復雜，精確度較低。跳閘。結(jié)構(gòu)復雜，精確度較低。6）晶體管繼電器）晶體管繼電器（1）優(yōu)缺點：）優(yōu)缺點：質(zhì)量輕，體積小，耗電少，質(zhì)量輕，體積小，耗電少，壽命長，工作可靠。壽命長，工作可靠。（2）電路結(jié)構(gòu)組成）電路結(jié)構(gòu)組成：電壓形成回路，啟動：電壓形成回路，啟動回路，時限回路，出口信號回路等?；芈?，時限回路，出口信號回路等。（3）電路的工作原理）電路的工作原理三、微機保護裝置三、微機保護裝置1、微機保護的優(yōu)越性、微機保護的優(yōu)越性1）電力系統(tǒng)微機保護。）電力系統(tǒng)微機保護。

8、2）微機保護的優(yōu)點。）微機保護的優(yōu)點。2、微機保護的硬件組成、微機保護的硬件組成1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2）主機。）主機。3）開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)。）開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)。四、電流保護裝置的接線方式四、電流保護裝置的接線方式 是指電流繼電器與電流互感器的連接方式。是指電流繼電器與電流互感器的連接方式。 常用接線方式有三種常用接線方式有三種1、完全星型接線（三相三繼電器接法）、完全星型接線（三相三繼電器接法）1）接法：）接法：圖圖8-10a2）接線系數(shù)：）接線系數(shù)：KW=Ik/I23）特點：）特點：正確反映各類短路故障。相間短正確反映各類短路故障。相間短路、單相接地短路。路、單相接地短路。

9、4）應用：）應用：中性點直接接地系統(tǒng)。中性點直接接地系統(tǒng)。2、不完全星形接線（兩相繼電器接法）、不完全星形接線（兩相繼電器接法）1）接線：）接線：圖圖8-10b2）接線系數(shù)）接線系數(shù):3）特點：）特點：相間短路保護。相間短路保護。4）應用：）應用：中性點不直接接地系統(tǒng)。中性點不直接接地系統(tǒng)。5）改進：）改進：圖圖8-12兩相三繼電器不完全星兩相三繼電器不完全星形接線，其目的是提高兩相兩繼電器接形接線，其目的是提高兩相兩繼電器接線方式的靈敏度。線方式的靈敏度。3.兩相電流差接線（圖兩相電流差接線（圖8-10c）1）兩相一繼電器的差接接線方式：）兩相一繼電器的差接接線方式：2）接線系數(shù)：）接線系數(shù)

10、： （三相短路）（三相短路） Kw=1（U、V 或或V、W相間短路）相間短路） Kw=2（U、W相間短路相間短路）3）V相單相接地時不能反映。相單相接地時不能反映。4）應用：）應用：相間短路。一般用作電動機、相間短路。一般用作電動機、不重要的不重要的10KV及以下線路的過流保護。及以下線路的過流保護。3wK小小 結(jié)結(jié)1、對繼電保護裝置的要求：、對繼電保護裝置的要求：選擇性、速動性、選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。靈敏性、可靠性。2、常用的繼電保護繼電器：、常用的繼電保護繼電器：電磁式繼電器電磁式繼電器（電流、中間、時間、信號）、（電流、中間、時間、信號）、感應式繼電感應式繼電器器、晶體管繼電器

11、晶體管繼電器。3、微機保護裝置微機保護裝置：特性、組成。：特性、組成。4、繼電保護裝置的接線方式：、繼電保護裝置的接線方式：接法、接線系接法、接線系數(shù)、特點、應用數(shù)、特點、應用等。等。作業(yè)：作業(yè)： P218： 2第二節(jié)第二節(jié) 電網(wǎng)的過電流保護電網(wǎng)的過電流保護過電流保護：過電流保護：就是利用過流時電流增大的特就是利用過流時電流增大的特點構(gòu)成的保護裝置。點構(gòu)成的保護裝置。分類：分類：定時限過電流保護，反時限過電流保定時限過電流保護，反時限過電流保護，無時限電流速斷保護，有時限電流速斷護，無時限電流速斷保護，有時限電流速斷保護。保護。一、開式電網(wǎng)的定時限過電流保護一、開式電網(wǎng)的定時限過電流保護1、保

12、護裝置的工作原理、保護裝置的工作原理1）接線）接線 2）組成）組成 3）原理）原理、保護裝置的時限特性、保護裝置的時限特性 1）時限配合：）時限配合：采用階梯原則。采用階梯原則。2）時限級差：）時限級差：定時限定時限t =0.5s-0.7s 反時限反時限t=0.7s-0.9s3、保護裝置的整定計算、保護裝置的整定計算動作電流、動作時限。動作電流、動作時限。1）動作電流的整定）動作電流的整定（1）躲開最大工作電流。）躲開最大工作電流。 IopIwmax，Iop=KstIwmax（2）返回電流）返回電流Ire應大于最大工作電流應大于最大工作電流定時限過流保護的時限特性定時限過流保護的時限特性1、動

13、作電流的整定、動作電流的整定 整定計算、靈敏度校驗與定時限過電流保護整定計算、靈敏度校驗與定時限過電流保護裝置類同。裝置類同。2、動作時限整定、動作時限整定按階梯原則整定，要滿足時限的配合按階梯原則整定，要滿足時限的配合: t1.s1= t2.s1t；t=0.70.9S 四、電流速斷保護四、電流速斷保護1、瞬時電流速斷保護、瞬時電流速斷保護2、限時電流速斷保護裝置、限時電流速斷保護裝置1）限時電流速斷保護裝置動作時限比無時限速限時電流速斷保護裝置動作時限比無時限速斷保護大一時限差斷保護大一時限差t（0.5s）。）。2）兩階段速斷保護裝置：）兩階段速斷保護裝置：由無時限電流速斷和由無時限電流速斷

14、和限時電流速斷保護裝置組成。限時電流速斷保護裝置組成。第一級速斷裝置：第一級速斷裝置：瞬時電流速斷保護裝置。瞬時電流速斷保護裝置。第二級速斷裝置：第二級速斷裝置：限時電流速斷保護裝置。限時電流速斷保護裝置。上一級線路的限時電流速斷保護的動作電流要比上一級線路的限時電流速斷保護的動作電流要比下一級線路的瞬時速斷裝置的動作電流大些。下一級線路的瞬時速斷裝置的動作電流大些。3）限時電流速斷裝置的靈敏度應按線路末端限時電流速斷裝置的靈敏度應按線路末端最小兩相短路電流校驗，其值不應小于最小兩相短路電流校驗，其值不應小于1.25。 4）三段式電流保護裝置）三段式電流保護裝置 （1）三段式電流保護裝置：）三

15、段式電流保護裝置： 瞬時電流速斷稱為第一段保護，限時電流速瞬時電流速斷稱為第一段保護，限時電流速斷稱為第二段，定時限過電流保護稱為第三斷稱為第二段，定時限過電流保護稱為第三段保護。段保護。（2）應用）應用310KV：一般用兩段式電流保護裝置。一般用兩段式電流保護裝置。35 KV及以上：及以上：三段式電流保護裝置。三段式電流保護裝置。第三節(jié)第三節(jié) 電網(wǎng)的接地保護電網(wǎng)的接地保護一、絕緣監(jiān)視裝置一、絕緣監(jiān)視裝置 電網(wǎng)絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖電網(wǎng)絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖1、作用：、作用： 監(jiān)視電網(wǎng)的對地絕緣。監(jiān)視電網(wǎng)的對地絕緣。2、絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖及工作原理。絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖及工作原理

16、。 3、組成：、組成：由三相五柱式電壓互感器、電壓表由三相五柱式電壓互感器、電壓表和電壓繼電器組成。和電壓繼電器組成。4、三相五柱式電壓互感器、三相五柱式電壓互感器結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 5、信號顯示：、信號顯示：音響、燈光音響、燈光和指示牌。和指示牌。6、缺點：、缺點：動作無選擇性。動作無選擇性。二、零序電流保護二、零序電流保護利用故障線路零序電利用故障線路零序電流比非故障線路零序流比非故障線路零序電流大的特點，實現(xiàn)電流大的特點，實現(xiàn)有選擇性的保護。有選擇性的保護。1、原理、原理2、接線、接線 3、動作電流、動作電流4、靈敏度、靈敏度單相接地故障，按保護裝置最小零序電流來校單相接地故障，按保護裝置最小

17、零序電流來校驗。驗。1）計算公式：）計算公式：2）要求：）要求：電纜線路：電纜線路：Kr1.25，架空線路：架空線路：Kr1.5。wCoUKIOKOP13OPOOOKICCwUK)(31第四節(jié)第四節(jié) 電力變壓器保護電力變壓器保護變壓器變壓器故障類型：故障類型：內(nèi)部故障：內(nèi)部故障：主要有繞組的相間短路、繞組匝主要有繞組的相間短路、繞組匝間短路和單相接地短路等。間短路和單相接地短路等。外部故障：外部故障：引出線和絕緣線套管的相間短路引出線和絕緣線套管的相間短路或接地短路等?；蚪拥囟搪返?。不正常運行狀態(tài)：不正常運行狀態(tài)：過負荷及油面過低和溫度過負荷及油面過低和溫度升高等。升高等。一、變壓器的瓦斯保護

18、一、變壓器的瓦斯保護當變壓器發(fā)生內(nèi)部故障當變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，短路電流所產(chǎn)生的時，短路電流所產(chǎn)生的電弧將使變壓器油和其電弧將使變壓器油和其它絕緣物分解而產(chǎn)生大它絕緣物分解而產(chǎn)生大量的氣體，利用這種氣量的氣體，利用這種氣體作為信號實現(xiàn)保護的體作為信號實現(xiàn)保護的裝置稱為瓦斯保護裝置。裝置稱為瓦斯保護裝置。1、瓦斯保護裝置保護范瓦斯保護裝置保護范圍：油箱內(nèi)部故障和油面圍：油箱內(nèi)部故障和油面降低等不正常運行狀態(tài)。降低等不正常運行狀態(tài)。2、結(jié)構(gòu)、組成。結(jié)構(gòu)、組成。 瓦斯保護的主要元件是瓦斯繼電器，它安裝在變壓瓦斯保護的主要元件是瓦斯繼電器，它安裝在變壓器油箱和油枕的連接處。器油箱和油枕的連接處。瓦斯保

19、護的接線如圖所示瓦斯保護的接線如圖所示瓦斯保護的主要優(yōu)點是：瓦斯保護的主要優(yōu)點是：動作迅速，靈敏度動作迅速，靈敏度高，接線和安裝簡單，能反映變壓器油箱內(nèi)高，接線和安裝簡單，能反映變壓器油箱內(nèi)部各種類型的故障。部各種類型的故障。瓦斯保護的缺點是：瓦斯保護的缺點是：不能反應外部套管和引不能反應外部套管和引出線的短路故障，因而還必須與其它保護裝出線的短路故障，因而還必須與其它保護裝置配合使用。置配合使用。容量較小的變壓器容量較小的變壓器在電源側(cè)裝設電流在電源側(cè)裝設電流速斷保護，它與瓦速斷保護，它與瓦斯保護互相配合，斯保護互相配合，可以保護變壓器內(nèi)可以保護變壓器內(nèi)部和電源側(cè)套管及部和電源側(cè)套管及引出線

20、上的全部故引出線上的全部故障。變壓器的電流障。變壓器的電流速斷保護原理接線速斷保護原理接線如圖所示。如圖所示。二、變壓器的速斷保護二、變壓器的速斷保護Iop、Iop.k 保護裝置一次側(cè)的動作電流、繼電保護裝置一次側(cè)的動作電流、繼電器的動作電流，器的動作電流，A； 變壓器二次側(cè)母線最大三相短路電流，變壓器二次側(cè)母線最大三相短路電流，A；Kk可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.2-1.31.2-1.3；Ki電流互感的變比；電流互感的變比；KT變壓器的變比。變壓器的變比。 )3(max2sI電流速斷保護的靈敏系數(shù)：電流速斷保護的靈敏系數(shù)：式中式中 保護裝置安裝處最小短路電流。保護裝置安裝處最小短路電流。)2

21、(min1sI2)2(min1kopisrIKIK差動保護差動保護是反應是反應變壓器兩側(cè)電變壓器兩側(cè)電流之差的保護流之差的保護裝置，其保護裝置，其保護原理接線如圖原理接線如圖所示。所示。三、變壓器的縱聯(lián)差動保護三、變壓器的縱聯(lián)差動保護1、縱聯(lián)差動保護的原理、縱聯(lián)差動保護的原理 當保護范圍內(nèi)部發(fā)生短路時（當保護范圍內(nèi)部發(fā)生短路時（S1點），對于單側(cè)電源供電的變壓點），對于單側(cè)電源供電的變壓器，則僅變壓器一側(cè)電流互感器器，則僅變壓器一側(cè)電流互感器有電流，此時有電流，此時I I2 2=0=0，I Ik k= =I I1 1，繼電，繼電器動作，使變壓器兩側(cè)斷路器跳器動作，使變壓器兩側(cè)斷路器跳閘，瞬時切

22、除故障。閘，瞬時切除故障。兩臺變壓器并聯(lián)運行，兩臺變壓器并聯(lián)運行，一一臺變壓器發(fā)生故障臺變壓器發(fā)生故障時，流過繼電器的電時，流過繼電器的電流流: :I Ik k= =I I1 1+ +I I2 2故障變壓器的差動保護故障變壓器的差動保護動作，有選擇的將故動作，有選擇的將故障變壓器切除。保護障變壓器切除。保護原理如圖所示。原理如圖所示。2、差動保護中不平衡電流的產(chǎn)生及克服方法、差動保護中不平衡電流的產(chǎn)生及克服方法適當選擇變壓器兩側(cè)電流互感器變比和接線方式，使適當選擇變壓器兩側(cè)電流互感器變比和接線方式，使正常運行及外部短路時，流過繼電器的電流為零，正常運行及外部短路時，流過繼電器的電流為零，保護裝

23、置不動作。保護裝置不動作。1）變壓器接線方式的影響）變壓器接線方式的影響為消除因變壓器兩側(cè)線圈接線方式不同而產(chǎn)生的不為消除因變壓器兩側(cè)線圈接線方式不同而產(chǎn)生的不平衡電流，采用相位差補償?shù)姆椒?。即將變壓器平衡電流，采用相位差補償?shù)姆椒?。即將變壓器星形接線側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形；變星形接線側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形；變壓器三角形接線側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形，壓器三角形接線側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形，消除相位差，如圖所示。消除相位差，如圖所示。2）電流互感器類型和變比的影響）電流互感器類型和變比的影響3）變壓器勵磁涌流的影響）變壓器勵磁涌流的影響3、采用、采用BCH-2型繼電器構(gòu)成

24、的差動保護的工型繼電器構(gòu)成的差動保護的工作原理作原理變壓器的差動保護利用變壓器的差動保護利用BCH-2型繼電器，可以躲過型繼電器，可以躲過勵磁涌流和外部短路故障，當保護區(qū)故障時，能勵磁涌流和外部短路故障，當保護區(qū)故障時，能可靠動作。其接線原理圖如圖所示。可靠動作。其接線原理圖如圖所示。 雙繞組變壓器差動保護的原理接線圖如圖所示。雙繞組變壓器差動保護的原理接線圖如圖所示。圖中圖中KD為為BCH-2型差動繼電器，型差動繼電器，KS為信號繼為信號繼電器，電器，KM為出口中間繼電器。為出口中間繼電器。四、變壓器的過電流保護四、變壓器的過電流保護變壓器過電流保護的單相原理接線圖變壓器過電流保護的單相原理接線圖.1、動作電流整定、動作電流整定應按躲過變壓器的最大工作電流來整定，即應按躲過變壓器的最大工作電流來整定，即式中：式中：Iop變壓器