供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)課件

一、繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)

1.當(dāng)被保護(hù)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，有選擇地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，從而使供電系統(tǒng)的非故障區(qū)域恢復(fù)正常工作，并使故障元件免于繼續(xù)受到損壞，防止故障蔓延。2.對(duì)于不正常運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)，有一定時(shí)限、有選擇地保護(hù)動(dòng)作。第七章供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)

7-1概述二、繼電保護(hù)的基本要求

1、選擇性2、快速性3、靈敏性4、可靠性三、繼電保護(hù)裝置的基本原理

不同原理的繼電保護(hù)裝置有：1.利用電流改變的繼電保護(hù)裝置：電流速斷、定時(shí)限過電流、零序電流保護(hù)裝置等2.利用電壓改變的繼電保護(hù)裝置：低電壓、過電壓和零序電壓保護(hù)裝置等3.利用電壓與電流的相位關(guān)系改變的繼電保護(hù)裝置：方向過電流保護(hù)裝置4.利用電壓與電流的比值改變的繼電保護(hù)裝置：距離保護(hù)裝置5.利用電網(wǎng)輸入電流與輸出電流的之差繼電保護(hù)裝置：差動(dòng)保護(hù)6.綜合保護(hù)7-26~10KV電網(wǎng)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)

一、電流互感器二、保護(hù)接線方式Kw=1（一）三相三繼電器的完全星形接線Kw=1（二）兩相兩電器的不完全星形接線Kw=1,2或（三）兩相一繼電器的兩相電流差式接線三、電流繼電器工作原理動(dòng)作電流：使電流繼電器動(dòng)作的最小電流，用表示。返回電流：使電流繼電器返回的最大電流，用表示。返回系數(shù)：返回電流與動(dòng)作電流之比，用表示四、定時(shí)限過電流保護(hù)（一）相關(guān)概念1.過電流保護(hù)當(dāng)被保護(hù)元件中電流超過預(yù)先整定值時(shí)，使斷路器跳閘的保護(hù)。2.過電流保護(hù)類型

過電流保護(hù)電流速斷保護(hù)時(shí)限過流保護(hù)定時(shí)限過電流保護(hù)反時(shí)限過電流保護(hù)3.定時(shí)限過電流保護(hù)：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限固定，與電流大小無關(guān)。（二）定時(shí)限過電流保護(hù)工作原理分析（1）正常工作時(shí)：（2）過電流時(shí)：定時(shí)限過電流保護(hù)原理（三）時(shí)限特性（四）整定計(jì)算動(dòng)作電流：動(dòng)靈敏系數(shù)：五、反時(shí)限過電流保護(hù)（一）定義保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與電流的大小成反比，即電流越大，動(dòng)作越快。（二）元件實(shí)現(xiàn)

GL型感應(yīng)式電流繼電器，其既是起動(dòng)元件，又是時(shí)間元件。（三）定、反時(shí)限過電流保護(hù)比較·定時(shí)限保護(hù)動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確，整定簡(jiǎn)單；繼電器多，接觸線復(fù)雜，投資大，用于大型總變電站?！し磿r(shí)限保護(hù)所需繼電器少，接線簡(jiǎn)單、投資少；動(dòng)作時(shí)間整定繁瑣，動(dòng)作誤差大，用于中小型總變電站。五、電流速斷保護(hù)（一）定義和分析是一種瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)，無延時(shí)，保護(hù)范圍小。（二）整定計(jì)算動(dòng)作電流：靈敏系數(shù)：（三）速斷保護(hù)定時(shí)限保護(hù)的配合1.速斷保護(hù)為什么要配合定時(shí)限保護(hù)使用？為了排除速度按保護(hù)上的“死區(qū)”。2.速斷保護(hù)定時(shí)限保護(hù)的配合（如何配合？）分析：第三節(jié)6~10kv線路單相接地保護(hù)及絕緣監(jiān)視明確兩個(gè)概念：1.大電流接地系統(tǒng)：指中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)。單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過很大的短路電流。（用于110KV及以上和380V系統(tǒng)。）2.小電流接地系統(tǒng)：指中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過電流不大。（用于6~10KV系統(tǒng)。）

·補(bǔ)充知識(shí)

對(duì)稱分量法（用于不對(duì)稱三相電路分析）

設(shè)對(duì)稱三相電路的電壓為：設(shè)不對(duì)稱三相電路的電壓為：不對(duì)稱量可寫成:零序電壓：零序電流：注：零序電壓和零序電流反應(yīng)三相電路的不對(duì)稱度，利用零序電壓和零序電流可以監(jiān)測(cè)和保護(hù)單相接地故障。一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障分析

正常運(yùn)行時(shí)：正常運(yùn)行時(shí)：對(duì)稱，每相對(duì)地電壓為相電壓；各相對(duì)地電容電流平衡，相量和為0.

單相接地故障時(shí)（如C相）：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)：接地相對(duì)地電壓為0V,非接地相對(duì)低電壓變?yōu)榫€電壓，即為原來的倍；非接地相對(duì)地有電容電流，接地相無電容電流，接地點(diǎn)電流和不為0.

結(jié)論：1.單相接地時(shí)，故障點(diǎn)的零序電壓（以C相接地為例）:

2.單相接地時(shí)，故障點(diǎn)的電流：

3.有多條支路的電路單相接地時(shí)（1）電網(wǎng)各處接地相的對(duì)地電壓都為0V,非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，即為原來的倍。（2）非故障相線路的零序電流為該線路自己的零序電流，方向由母線指向電路；故障相線路的零序電流為非故障相零序電流之和，方向由電路指向母線。注：支路越多，零序電流越大。

二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相保護(hù)和絕緣監(jiān)視

1.零序電壓保護(hù)

利用零序電壓的大小來反應(yīng)三相電網(wǎng)對(duì)地電抗的不平衡度，監(jiān)視電網(wǎng)對(duì)地的絕緣情況。

（1）零序電壓保護(hù)（絕緣監(jiān)視）接線圖（2）分析

①正常運(yùn)行時(shí)各電壓表的讀數(shù)為相電壓，零序電壓為0，電壓繼電器KV不動(dòng)作。

②單相接地時(shí)，故障相電表讀數(shù)為0，其他兩相電壓表讀數(shù)為原來的倍；電壓繼電器KV電壓為,KV動(dòng)作，發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。2.零序電流保護(hù)

利用零序電流的大小來反應(yīng)三相電網(wǎng)對(duì)地電抗的不平衡度，監(jiān)視電網(wǎng)對(duì)地的絕緣情況。

注：零序電流保護(hù)整電流應(yīng)躲過其他線路發(fā)生單相接地故障時(shí)在該支路引起的零序電流。

整定電流：

7-5電力變壓器的繼電保護(hù)一、變壓器故障類型及保護(hù)設(shè)置

1.故障類型內(nèi)部故障：相間、匝間短路、單相接殼和鐵芯燒壞。外部故障：絕緣套管及引出線的相間短路和單相接地故障

2.保護(hù)類型（1）瓦斯保護(hù)（2）差動(dòng)保護(hù)（3）過電流保護(hù)（4）零序電流保護(hù)

變壓器的主保護(hù)（5）過負(fù)荷保護(hù)（6）溫度保護(hù)3.繼電保護(hù)設(shè)置（1）35~110KV/6~10KV變壓器繼電保護(hù)①1000KVA以下設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)；②1000KVA~6300KVA設(shè)瓦斯、設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)；③10000KVA及以上設(shè)瓦斯、差動(dòng)和過電流保護(hù)；（2）6~10KV/0.4KV變壓器繼電保護(hù)只設(shè)設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。（有的直接設(shè)熔斷器）

二、瓦斯保護(hù)

1.保護(hù)范圍：內(nèi)部故障

2.主要器件：瓦斯繼電器（也稱氣體繼電器）

3.安裝位置：油箱與油枕連通管上

4.結(jié)構(gòu)及原理：

5.優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作快、靈敏度高、能反應(yīng)變壓器內(nèi)部所有故障

6.缺點(diǎn)：不能保護(hù)外部故障。三、差動(dòng)保護(hù)（一）工作原理電流繼電器輸入電流為變壓器兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。正常時(shí)，電流差為零，繼電器不動(dòng)；故障時(shí)，電流差較大，繼電器動(dòng)作。注：差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍是兩互感器安裝點(diǎn)之間的故障。（二）差動(dòng)保護(hù)裝置中不平衡電流產(chǎn)生的原因及消除措施1.變壓器一、二次側(cè)接線方式不同消除措施：變壓器Y接側(cè)的電流互感器Δ接變壓器Δ

接側(cè)的電流互感器Y接2.兩側(cè)電流互感器變比計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值不同消除措施：利用差動(dòng)繼電器的平衡線圈消除3.兩側(cè)電流互感器的型號(hào)和特性不同消除措施：提高動(dòng)作電流躲過（4）變壓器勵(lì)磁涌流消除措施：①延時(shí)動(dòng)作躲過；②提高提高動(dòng)作電流躲過；③利用差動(dòng)繼電器中的速飽和變流器抑制。（5）運(yùn)行中改變變壓器調(diào)壓分接頭消除措施：提高動(dòng)作電流躲過（三）差動(dòng)保護(hù)繼電器由速飽和變流器和電流繼電器組成。速飽和變流器組成：（1）差動(dòng)線圈Wd:接入差動(dòng)電路，把不平衡電流通過磁路傳給二次線圈W2→電流繼電器KA；（2）平衡線圈Weq?,Weq?:分別接入兩臂中，適當(dāng)選擇平衡線圈和差動(dòng)線圈，能使正常運(yùn)行情況下滿足（3）二次線圈W2：與電流繼電器相連（4）短路電流線圈：消除勵(lì)磁涌流電流（四）差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算步驟：（1）計(jì)算變壓器兩側(cè)額定電流，選出電流互感器，求出兩個(gè)電流互感器的二次側(cè)電流。取電流大的一側(cè)作為基準(zhǔn)側(cè)。（2）計(jì)算基準(zhǔn)側(cè)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流。①躲過勵(lì)磁涌流

②躲過外部短路時(shí)引起的最大不平衡電流

③躲過電流互感器二次斷線引起的不平衡電流

注：取上述最大電流作為動(dòng)作電流。（3）差動(dòng)線圈匝數(shù)和基準(zhǔn)側(cè)平衡線圈匝數(shù)確定基準(zhǔn)側(cè)繼電器動(dòng)作電流基準(zhǔn)側(cè)線圈匝數(shù)計(jì)算：一般（4）確定另一側(cè)的平衡線圈

（5）求實(shí)際平衡線圈匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的相對(duì)誤差（6）靈敏系數(shù)校驗(yàn)注：用另一側(cè)校驗(yàn)

四、電流速斷保護(hù)注：小容量變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，代替差動(dòng)保護(hù)（保護(hù)一部分）1.整定計(jì)算

靈敏系數(shù)：五、過電流保護(hù)注：可作為變壓器外部故障的的主保護(hù)，同時(shí)作為內(nèi)部故障的后被保護(hù)。裝設(shè)在電源側(cè)。1.整定計(jì)算

靈敏系數(shù)：六、單相接地保護(hù)注：設(shè)在變壓器二次側(cè)的中性線上，采用零序電流保護(hù)。1.整定計(jì)算注：要躲過正常運(yùn)行時(shí)中性線上的最大不平衡電流。

七、變壓器過負(fù)荷保護(hù)注：一般在一相裝電流繼電器來實(shí)現(xiàn)（電源側(cè)）。1.整定計(jì)算

習(xí)題1.（線路過電流保護(hù)）

試整定10KV線路定時(shí)限過電流和電流速斷保護(hù)裝置，并校驗(yàn)靈敏系數(shù)。已知最大運(yùn)行方式時(shí)三相短路電流線路首端IK1.max=3.82KA,線路末端IK2.max=1.61KA，最小運(yùn)行方式時(shí)線路首端IK1.min=3.1KA,線路末端IK2.min=1.46KA，線路最大負(fù)荷電流120A，保護(hù)裝置采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比200/5A。習(xí)題2、一臺(tái)容量為3200KVA，變比為35/6KV，Y，d11(Y/△11)接法的降壓變壓器，變壓器高壓側(cè)引線最小三相短路電流I（3）k1.min=1482A，變壓器低壓側(cè)引出線最大、最小三相短路電流歸算到高壓側(cè)分別為I（3）k2.max=604A，I（3）k2.min=515A。6KV側(cè)最大負(fù)荷電流275A，歸算到35KA側(cè)，試進(jìn)行縱差動(dòng)整定計(jì)算。習(xí)題3、某工廠變電所有一臺(tái)降壓變壓器，35/10KV，容量為8000KVA，Y/△-11接線，35KV側(cè)最大運(yùn)行方式下三相短路電流I(3)k1.max=5KA，最小運(yùn)行方式下三相短路電流I(3)k1.min=3KA，10KV側(cè)最大運(yùn)行方式下三相短路電流I(3)k2.max=2.7KA，最小運(yùn)行方式下三相短路電流I(3)k2.min=2.5KA，保護(hù)用電流互感器采用三相星形接線，變比為60，請(qǐng)計(jì)算變壓器電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)的整定值，并校驗(yàn)靈敏度系數(shù)是