華工自動化企業(yè)供電第7章供配電系統(tǒng)的繼電保護ppt課件

1、第七章 供配電系統(tǒng)的繼電維護本章要點 繼電維護是變電所二次回路的重要組成部分，其作用是防止因短路缺點或者設備異常運轉呵斥電氣設備或者供配電系統(tǒng)損壞，提高供電可靠性，是供電設計的重要內容。本章主要講述繼電維護的根本知識和實際、整定計算方法以及線路、變壓器、發(fā)電機等電氣設備的繼電維護的有關內容；同時對于熔斷器維護整定計算以及重合閘安裝、電源備自投安裝進展引見。本章主要掌握如下問題：1、繼電維護的根本知識 1繼電維護的義務； 2繼電維護的要求； 3繼電維護的組成及原理； 4當前繼電維護的主要方式；.第七章 供配電系統(tǒng)的繼電維護 5電流維護的接線方式和接線系數；2、常用的繼電維護器 1常用的繼電維護器

2、的分類及表示方法； 2常用的繼電維護器引見；3、線路的繼電維護原理 1電力線路的常見缺點與維護配置； 2過電流維護原理及參數整定方法； 3電流速斷維護原理及參數整定方法；4、電力變壓器的繼電維護 1瓦斯維護原理； 2差動維護原理；.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 一、繼電維護的義務1繼電維護安裝可以反映供配電系統(tǒng)中電氣設備發(fā)生缺點或不正常運轉形狀，并可以使斷路器跳閘或者起動信號安裝發(fā)出預告信號的一種安裝。2繼電維護的義務：(1) 切除缺點，恢復供電：自動地、迅速地、有選擇性地將缺點設備從供配電系統(tǒng)中切除，使其他非缺點部分迅速恢復正常供電；(2) 指示異常運轉形狀：正確反映電氣設備的不正常運轉形狀，

3、發(fā)出預告信號，以便操作人員采取措施，恢復電器設備的正常運轉；(3) 提高供電可靠性：與供配電系統(tǒng)的自動安裝(如自動重合閘安裝、備用電源自動投人安裝等)配合，提高供配電系統(tǒng)的供電可靠性；.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 二、對繼電維護的要求總體要求滿足“四性：選擇性、可靠性、速動性和靈敏性。1.選擇性：當供配電系統(tǒng)發(fā)生缺點時，繼電維護安裝動作只切除缺點設備，使停電范圍最小，保證系統(tǒng)中無缺點部分仍可以正常任務。假設供電系統(tǒng)發(fā)生缺點時，接近缺點點的維護安裝不動作，而間隔缺點點較遠前一級維護安裝動作越級動作，稱為“失去選擇性。2.可靠性：不誤動，不拒動；繼電維護在其所規(guī)定的維護范圍內，假設發(fā)生缺點或出現異

4、常運轉形狀，應該準確動作，不拒動；發(fā)生任何維護不該動作的缺點或者出現異常形狀，不誤動；維護安裝的可靠程度與維護安裝的元件質量、接線方式以及安裝、整定、運轉等多種要素有關。.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 3.速動性：發(fā)生缺點時，繼電維護應該盡快動作，切除缺點，減小缺點引起的損失，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。缺點切除時間等于維護安裝動作時間和斷路器動作時間之和。4.靈敏性：靈敏性是指繼電維護在其范圍之內，對發(fā)生的缺點或異常運轉形狀的反響才干，在繼電維護的范圍內，不論系統(tǒng)的運轉方式、短路性質和短路位置如何，維護都應該正確動作。維護安裝的靈敏度通常采用維護安裝的維護區(qū)內在電力系統(tǒng)為最小運轉方式時的最小短路電流

5、 與維護安裝一次動作電流即維護安裝動作電流換算到一次電路的值Iop1的比值來表示，即：.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 三、繼電維護的根本任務原理及構成 供配電系統(tǒng)發(fā)生缺點時，會引起電流增大、電壓降低、電壓和電流之間相位角改動等，利用上述物理量在缺點時和正常時的差別，可以構成各種不同任務原理的繼電維護安裝：電流維護、電壓維護、方向維護、間隔維護和差動維護等。.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 根本組成：丈量、邏輯、執(zhí)行三部分組成。丈量部分丈量被維護設備的某物理量，并和維護安裝的整定值進展比較，判別被維護設備能否發(fā)生缺點，維護安裝能否該起動；邏輯部分根據丈量部分輸出量的大小、性質和出現的順序，使維護安裝按

6、照一定的邏輯關系任務，輸出信號到執(zhí)行部分。執(zhí)行部分 根據邏輯部分的輸出信號驅動維護安裝動作，使斷路器跳閘或者發(fā)出信號。.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 四當前繼電維護的主要方式1.機電型繼電器維護安裝主要經過各種繼電器的整定來完成維護功能，當前繼電維護的主要方式；2晶體管繼電維護安裝利用不同功能的晶體管電路組成，動作快、靈敏度高、功耗小、體積小、分量輕等；但是存在抗干擾性能差，元件易損壞以及由此帶來的誤操作等缺陷。目前運用不多；3微機繼電維護安裝繼電維護安裝的未來開展趨勢；.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 五、電流維護的接線方式和接線系數電流維護的接線方式：電流維護中的電流繼電器與電流互感器二次繞組的

7、銜接方式。接線系數：流入繼電器的電流與電流互感器二次繞組電流的比值：.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 1三相三繼電器接線方式 三相三繼電器接線方式是將3只電流繼電器分別與3只電流互感器相銜接，如下圖，又稱完全星形接線。它能反映各種短路缺點，流人繼電器的電流與電流互感器二次繞組的電流相等，其接線系數在任何短路情況下均等于1。這種接線方式主要用于高壓大接地電流系統(tǒng)，維護相間短路和單相短路。.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 2兩相兩繼電器接線方式兩相兩繼電器接線方式是將兩只電流繼電器分別與設在A，C相的電流互感器銜接，如下圖，又稱不完全星形接線。由于B相沒有裝設電流互感器和電流繼電器，因此，它不能反響單相短

8、路，只能反響相間短路，其接線系數在各種相間短路時均為1。此接線方式主要用于小接地電流系統(tǒng)的相間短路維護。 .第一節(jié) 繼電維護的根本知識 3兩相一繼電器接線方式兩相一繼電器接線方式如下圖，流入繼電器的電流為兩個CT二次繞組電流之差，即 ，因此又稱為兩相電流差接線。.第一節(jié) 繼電維護的根本知識 當正常任務或出現三相短路時，由于三相電流對稱，流入繼電器的電流為CT二次電流的 倍，即 ；當A,C兩相短路時，A相和C相的電流大小相等，方向相反，所以 ；當A,B或者B,C短路時，由于B相沒有電流互感器，流入繼電器的電流與電流互感器二次電流相等，故 ；可見這種接線方式可以反映各種不同的相間短路，但其接線系數

9、隨短路種類的不同而不同，維護的靈敏度也不同，主要用于高壓電機的維護。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類一、繼電器的分類及表示方法維護繼電器relay:在其輸入的物理量到達規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通或者分斷的自動電器。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類.第二節(jié)常用的維護繼電器分類繼電器的類型表示方法：.第二節(jié)常用的維護繼電器分類二、幾種常見繼電器的引見1.電磁式電流繼電器單流繼電器文字符號：KA；為起動元件。內部構造，圖形符號如下圖。動作原理如圖解釋。與電流互感器的二次側串聯(lián)銜接。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類.第二節(jié)常用的維護繼電器分類繼電器的動作電流使過流繼電器動作的最小電流， operating c

10、urrent；繼電器的前往電流使繼電器由動作形狀前往到起始位置的最大電流， returning current ；繼電器的前往系數前往電流與動作電流的比值：(returning ratio)顯然，對于過量繼電器而言：前往系數越大繼電器越靈敏，電磁式電流繼電器的前往系數通常為：0.85。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類調理方式：1改動調整桿的位置改動彈簧的反作用力，可以實現力矩的平滑調整；2改動繼電器線圈的接線方式；當線圈由串聯(lián)變?yōu)椴⒙?lián)時，相當于線圈匝數減少了一半，由于繼電器動作所需的電磁力是一定的，即所需磁動勢一定，因此動作電流增大一倍；反之動作電流將會減小一倍。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類2.電

11、磁式電壓繼電器電壓繼電器的文字符號：KV；為起動元件。電磁式電壓繼電器與電流繼電器的任務原理根本一樣；區(qū)別：電壓線圈的匝數較多，與電壓互感器并聯(lián)；.第二節(jié)常用的維護繼電器分類3.電磁式時間繼電器電磁式時間繼電器的文字符號為:KT；DS型電磁式時間繼電器內部接線和圖形符號如下圖。作用：使維護安裝獲得延時；可以經過調整主靜觸點和自動觸點之間的相對位置，來調整時間的長短。留意：不能常時間通電，否那么需求串接電阻。 .第二節(jié)常用的維護繼電器分類.第二節(jié)常用的維護繼電器分類4.電磁式信號繼電器文字符號為：KS；電磁式信號繼電器的作用：發(fā)出指示信號，表示維護動作，同時接通訊號回路，發(fā)出燈光或者音響信號；又

12、稱指示繼電器。內部接線和圖形符號如下圖。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類5.電磁式中間繼電器文字符號：KM。作用：觸頭容量較大，數量較多，在繼電維護安裝中用于彌補主繼電器觸頭容量或者觸頭數量的缺乏。用作輔助繼電器auxiliary relay。電磁式中間繼電器的內部構造和圖形符號如下圖。.第二節(jié)常用的維護繼電器分類.第三節(jié) 電力線路的繼電維護一、電力線路的常見缺點和維護配置1供配電線路特點：用戶內部的高壓電力線路的電壓等級普通為635KV，線路較短，而且通常為單端供電。2常見缺點：相間短路、單相接地、過負荷。3維護類型：主要采用電流維護原理，裝設相間短路維護、單相接地維護、過負荷維護。.第三節(jié) 電

13、力線路的繼電維護二、過電流維護過電流維護 (over-current protection)當經過線路的電流大于繼電器的動作電流時，維護安裝起動，并用時限來保證動作的選擇性。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護一過流維護的接線和任務原理1定時限過電流維護安裝的接線和任務原理短路過程分析： 當一次側發(fā)生短路缺點時，繼電器電流大于其動作電流時： KA動作KA常開觸點閉合KT線圈通電KT延時后常開觸點閉合KM和KS線圈通電：KS動作，指示牌掉下，常開觸點閉合啟動燈光和音響。KM動作，常開觸點閉合YR通電QF跳閘切斷斷路缺點。 跳閘完成即短路缺點被切除之后，繼電維護安裝中除了KS之外其它一切的繼電器均能自動前

14、往到初始形狀，而KS需求手動復位。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護二維護整定計算.第三節(jié) 電力線路的繼電維護 可靠系數；DL型取1.2, GL型取1.3；接線系數；由詳細的接線方式決議；前往系數，DL型取0.85,GL型取0.8；CT變比；維護安裝一次側的動作電流為：1.動作電流整定.第三節(jié) 電力線路的繼電維護2動作時限整定為了保證前后兩級維護安裝動作的選擇性，過電流維護的動作時間，應按照“階梯原那么進展整定。由上所述，定時限過電流維護安裝的起動由電流繼電器完成，動作時限的實現由時間繼電器完成。特點：維護安裝的動作時限與短路電流的大小無關，僅取決于由選擇性確定的時間繼電器的整定時間定時限過電流維護

15、的特點；.第三節(jié) 電力線路的繼電維護 為保證動作的選擇性，自傲載側向電源側，后一級線路的過電流維護安裝的動作時限應比前一級線路維護的動作時限大一個時限級差，如下圖，即按階梯原那么進展整定。式中， 為時限級差，定時限過電流維護取05s。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護3維護靈敏度校驗過電流維護的靈敏度采用系統(tǒng)最小運轉方式下線路末端的兩相短路電流進展校驗。過電流維護范圍：本級線路與下級線路；本級線路為主維護，下級線路為其后備維護；.第三節(jié) 電力線路的繼電維護三、電流速斷維護 過電流維護的缺乏：線路越接近電源，過電流維護的動作時限越長，而短路電流越大，危害也越大；.第三節(jié) 電力線路的繼電維護1電流速斷維

16、護的接線和任務原理 1電流速斷維護實踐為一種不帶時限瞬時動作的過電流維護，相當于在過電流維護安裝中將定時限過電流維護中的時間繼電器去掉，即起動的電流繼電器直接接信號繼電器和中間繼電器，從而發(fā)出信號以及執(zhí)行跳閘。 2定時限過電流維護和電流速斷維護共用一套電流互感器和中間繼電器，電流速斷維護還單獨運用電流繼電器3KA和4KA，信號繼電器2KS。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護2電流速斷維護的整定1動作電流整定由于電流速斷維護動作不帶時限，為了保證速斷維護動作的選擇性：在下一級線路首端出現最大短路電流三相短路時，電流速斷維護不應動作，即速斷維護動作電流，防止在后一級速斷維護所維護的線路首端發(fā)生三相短路時

17、前一級速斷維護誤動作的能夠性，以保證選擇性。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護那么速斷維護繼電器的動作電流整定值為：維護線路末端最大三相短路電流；可靠系數；接線系數；CT變比。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護2電流速斷維護的死區(qū)以及彌補方式電流速斷維護的動作電流大于線路末端的最大三相短路電流，所以電流速斷不能線路全長，只能維護線路的一部分；而且接近線路末端的一段線路上發(fā)生的不一定是最大的短路電流如兩相短路，此時電流速斷不會動作，電流速斷不能有效維護電路的全長。維護安裝不能維護的區(qū)域稱為“死區(qū)dead band。維護死區(qū)線路不能被維護的部分；維護區(qū)線路可以被維護的部分；所以：電流速斷維護存在維護死區(qū)。.第

18、三節(jié) 電力線路的繼電維護彌補措施：為了彌補死區(qū)得不到維護的缺陷，凡是裝設電流速斷維護的線路，必需配備帶時限的過電流維護，過電流維護的動作時間比電流速斷維護至少長一個時間級差：留意：a保證前后的過電流維護動作時間符合“階梯原那么，從而保證選擇性；b在電流速斷維護的區(qū)域內，速斷維護是主維護，過電流維護是后備維護；而在電流速斷維護的死區(qū)內，過電流維護為根本維護。.第三節(jié) 電力線路的繼電維護3靈敏度校驗由于電流速斷維護存在死區(qū)，因此靈敏度校驗不能用線路末端最小兩相短路電流進展校驗，而只能用線路首端最小兩相短路電流 進展校驗：.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護一電力變壓器的常見缺點和維護配置1分類2常見缺點

19、.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護3.維護配置1瓦斯維護適用對象： 的油浸式變壓器或 車間油浸式變壓器；作用：作為內部缺點以及油面降低的主維護，反響于油箱內部所產生的氣體或油流而動作；輕瓦斯維護：動作于信號；重瓦斯維護：動作于跳閘；.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護2縱差維護或者電流速斷維護適用對象： 的并聯(lián)運轉及較重要的變壓器、或者 的單獨運轉變壓器；其他的容量較小的變壓器可采用電流速斷的維護方案進展維護；作用：變壓器繞組、絕緣套管以及引出線相間短路的主維護；動作于跳閘。3過電流維護適用對象：降壓變壓器；作用：外部短路缺點的主維護；瓦斯以及縱差維護的后備維護；.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護二、變壓器

20、的氣體維護(1)氣體維護安裝原理：當變壓器油箱內出現缺點時，電弧高溫會使得變壓器內的油分解成大量的油氣體，經過氣體繼電器完成動作；.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護(1)動作過程分析：輕瓦斯動作： 變壓器內部細微缺點時，產生的氣體較少，聚集在氣體繼電器的上部，使得油面下降，上開口油杯顯露油面，重力產生的力矩大于平衡錘力矩，開場下降，導致上部的干簧觸點閉合；發(fā)出警告信號。重瓦斯維護： 變壓器內部發(fā)生嚴重缺點時，產生大量氣體，油氣混合物迅猛從油箱經過聯(lián)通管沖向油枕。在油氣混合物的沖擊下，氣體繼電器的擋板被掀起，使得下開口油杯下降，下干簧觸點閉合；發(fā)出跳閘信號，使得斷路器跳閘。漏油事故維護：假設變壓器油

21、箱嚴重漏油，隨著氣體繼電器內的油面下降，首先上油杯下降，上干簧觸點閉合，發(fā)出報警信號；接著下油杯下降，下干簧觸點閉合，發(fā)出跳閘信號，使得斷路器跳閘。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護3.氣體維護的接線1細微缺點時，KG動作上觸點閉合，發(fā)出預告信號；2嚴重缺點時，KG動作下觸點閉合，起動中間繼電器，發(fā)出跳閘信號以及預告信號；.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護留意：1為了防止油流引起的抖動，利用了自堅持觸點保證斷路器可靠跳閘；2變壓器進展濾油、加油、換硅膠時，必需將切換片XB轉換到信號燈HL上，防止重瓦斯誤操作；3氣體繼電器安裝在油箱與油枕之間；4瓦斯維護之后，可以經過蓄積在氣體繼電器中的氣體成分進展缺點

22、診斷，判別缺點緣由以及處置要求。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護三變壓器的差動維護1裝設差動維護的必要性：電流速斷維護迅速但存在維護死區(qū)；過電流維護可以維護整個變壓器，但動作時間過長；動作靈敏但只能維護變壓器的內部缺點；為抑制上述的缺陷，GB規(guī)定：10000KVA及以上的單獨運轉變壓器和6300KVA及以上的并列運轉的變壓器應該裝設差動維護。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護2動作原理：.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護變壓器一、二次側不平衡電流，即經過繼電器的電流為：當正常運轉時，不平衡電流較小，小于繼電器的動作電流，不動作Iub；當內部出現缺點時，當K1點發(fā)生短路時，變壓器一次側電流增大，二次側電流

23、減小，那么Iub較大，導致維護安裝動作；當K2點發(fā)生短路時，變壓器的一次側、二次側電流同時添加，那么Iub根本堅持不變，維護安裝不動作；差動維護的維護范圍：兩側流互之間的區(qū)域；包括變壓器內部缺點、絕緣套管以及引出線上的斷路缺點。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護3變壓器差動維護中不平衡電流產生的緣由和減小措施變壓器差動維護實踐上是利用維護區(qū)內發(fā)生短路缺點時，變壓器兩側電流在差動回路差動維護連結中銜接繼電器的回路中引起的不平衡電流disequilibrated current而動作的一種維護。為提高維護的靈敏度，變壓器正常運轉時或者維護區(qū)域外短路時，希望流入繼電器的不平衡電流盡能夠小，最好為0，但由

24、于變壓器的銜接組別和電流互感器的變比等緣由，不平衡電流不能夠為0。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護1由于變壓器接線而引起的不平衡電流及消除措施Yd11結合的變壓器：變壓器高低壓側存在30度的相位差；即使經過恰中選擇變壓器兩側流互的變比，使得CT二次電流大小相等，但是由于這兩個電流之間存在30度的相位差，因此在差動回路中依然有相當大的不平衡電流存在；處理措施：在變壓器星形結合一側的CT接成三角形結合，而變壓器三角形結合一側的CT結合成星形，便可以消除差動回路中因變壓器兩側電流相位不同而引起的不平衡電流。如下圖。.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護.第四節(jié) 電力變壓器的繼電維護2由兩側CT變流比選擇而引起的不平衡電流及其消除措施緣由：由于變壓器的變比和互感器的變比各有規(guī)范，很難完全配合得當，從而很難實現差動維護兩邊的電流完全相等，必然在回路中產生不平衡電流；消除措施：在二次回路中串聯(lián)自耦電流互感器來進展平衡，以及添加其他的平衡線圈方式實現平衡，到達消除的目的。.