電力工程課件-電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(二次系統(tǒng))

第六章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)概論3/26/20241河北科技大學(xué)電氣工程系第六章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)6.1二次接線(xiàn)的基本概念和二次回路圖6.2繼電保護(hù)的基本知識(shí)6.3常用保護(hù)繼電器6.4線(xiàn)路的電流保護(hù)6.5其他類(lèi)型的繼電保護(hù)簡(jiǎn)介3/26/20242Tuesday,March26,20246.1二次接線(xiàn)的基本概念和二次回路圖3/26/20243Tuesday,March26,2024對(duì)一次設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的輔助電氣設(shè)備稱(chēng)為二次設(shè)備。變電所的二次設(shè)備包括測(cè)量?jī)x表、控制與信號(hào)回路、繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等。它們相互間所連接的電路稱(chēng)為二次回路或二次接線(xiàn)。

二次回路按照功用可分為控制回路、合閘回路、信號(hào)回路、測(cè)量回路、保護(hù)回路以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置回路等；按照電路類(lèi)別分為直流回路、交流回路和電壓回路。反映二次接線(xiàn)間關(guān)系的圖稱(chēng)為二次回路圖。二次回路的接線(xiàn)圖按用途可分為原理接線(xiàn)圖、展開(kāi)接線(xiàn)圖和安裝接線(xiàn)圖3種形式。3/26/20244Tuesday,March26,2024供配電系統(tǒng)的二次回路功能示意圖如圖所示。3/26/20245Tuesday,March26,2024圖中，斷路器控制回路的主要功能是對(duì)斷路器進(jìn)行通、斷操作，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，電流互感器二次回路有較大的電流，相應(yīng)繼電保護(hù)的電流繼電器動(dòng)作，保護(hù)回路做作出相應(yīng)的動(dòng)作，一方面保護(hù)回路中的出口(中間)繼電器接通斷路器控制回路中的跳閘回路，使斷路器跳閘，斷路器的輔助觸點(diǎn)啟動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)回路發(fā)出聲響和燈光信號(hào)；另一方面保護(hù)回路中相應(yīng)的故障動(dòng)作回路的信號(hào)繼電器向信號(hào)回路發(fā)出信號(hào)，如光字牌，信號(hào)掉牌等。

操作電源主要是向二次回路提供所需的電源。電壓、電流互感器還向監(jiān)測(cè)、電能計(jì)量回路提供主回路的電流和電壓參數(shù)。3/26/20246原理接線(xiàn)圖

原理接線(xiàn)圖用來(lái)表示繼電保護(hù)、監(jiān)視測(cè)量和自動(dòng)裝置等二次設(shè)備或系統(tǒng)的工作原理，它以元件的整體形式表示各二次設(shè)備間的電氣連接關(guān)系。通常在二次回路的接線(xiàn)原理圖上還將相應(yīng)的一次設(shè)備畫(huà)出，構(gòu)成整個(gè)回路，便于了解各設(shè)備間的相互工作關(guān)系和工作原理。

6～10kV高壓線(xiàn)路電氣測(cè)量?jī)x表原理接線(xiàn)圖3/26/202476.2繼電保護(hù)的基本知識(shí)

3/26/20248常用保護(hù)裝置的類(lèi)型（1）繼電保護(hù)。繼電保護(hù)是用各種不同類(lèi)型的繼電器按一定方式連接和組合，構(gòu)成繼電保護(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。當(dāng)系統(tǒng)處于不正常運(yùn)行，如過(guò)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，保證安全可靠地供電。繼電保護(hù)適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。（2）熔斷器保護(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，因此在要求供電可靠性較高的場(chǎng)所不宜用。（3）低壓斷路器保護(hù)。這種保護(hù)又稱(chēng)低壓自動(dòng)開(kāi)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(guò)電流、過(guò)負(fù)載、失電壓和欠電壓保護(hù)等，而且可作為控制開(kāi)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。

3/26/20249電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種反事故自動(dòng)裝置。

一、繼電保護(hù)的作用自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。能正確反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)要求發(fā)出報(bào)警信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。它的基本任務(wù)是：3/26/202410測(cè)量部分：從被保護(hù)對(duì)象輸入有關(guān)信號(hào)，并與給定的整定值進(jìn)行比較，決定保護(hù)是否動(dòng)作；邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護(hù)裝置是否應(yīng)該動(dòng)作；執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分做出的判斷，執(zhí)行保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)（跳閘或發(fā)報(bào)警信號(hào)）。

二、繼電保護(hù)的基本原理圖6-1繼電保護(hù)裝置組成方框圖斷路器跳閘或報(bào)警信號(hào)3/26/2024111故障時(shí)電流上升，構(gòu)成過(guò)電流保護(hù)；2故障時(shí)電壓下降，構(gòu)成低電壓保護(hù)；3電壓和電流比值的變化，構(gòu)成阻抗（距離）保護(hù)；4電壓和電流相位角的變化，構(gòu)成方向保護(hù)。3/26/202412

繼電保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)裝置是由若干個(gè)繼電器組成的，如圖所示，當(dāng)線(xiàn)路上發(fā)生短路時(shí)，起動(dòng)用的電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，使時(shí)間繼電器KT起動(dòng)，KT經(jīng)整定的一定時(shí)限后，接通信號(hào)繼電器KS和中間繼電器KM，KM觸頭接通斷路器QF的跳閘回路，使斷路器QF跳閘。3/26/202413

三、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求（1）選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統(tǒng)中的非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。圖6-2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)選擇性說(shuō)明圖k3點(diǎn)故障QF6動(dòng)作3/26/202414（2）快速性（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，以減少對(duì)用電設(shè)備的影響，如果故障能在0.2s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，減輕對(duì)元件的損害程度，減少用戶(hù)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(guò)程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）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(mǎn)足可靠性的要求，保護(hù)裝置接線(xiàn)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(xiàn)、短路、接地和錯(cuò)誤的接線(xiàn)，所有輔助元件如連接端子、連接導(dǎo)線(xiàn)以及安裝施工，都應(yīng)當(dāng)十分可靠。

3/26/202415（4）靈敏性：指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反映能力。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時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，即具有足夠的反應(yīng)能力，說(shuō)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)來(lái)衡量，靈敏系數(shù)大，靈敏度越高。

對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量增加的保護(hù)（如過(guò)電流保護(hù)）：對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量降低的保護(hù)（如低電壓保護(hù)）：3/26/202416被保護(hù)的電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置類(lèi)型最低靈敏度Sp

變壓器、線(xiàn)路等所有電氣設(shè)備過(guò)電流保護(hù)5（如滿(mǎn)足此要求將使保護(hù)復(fù)雜時(shí)，靈敏度可降為1.25）電流速斷保護(hù)2.0后備保護(hù)1.2（如滿(mǎn)足此要求將使保護(hù)過(guò)分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可僅按常見(jiàn)的運(yùn)行方式和故障類(lèi)型校驗(yàn)靈敏度）變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)2.03～10kV電纜線(xiàn)路中性點(diǎn)不直接接地電力網(wǎng)中的零序電流保護(hù)1.253～10kV架空線(xiàn)路1.50表

電流繼電保護(hù)裝置靈敏度

3/26/2024176.2常用保護(hù)繼電器

3/26/202418

繼電器是組成繼電保護(hù)裝置的基本元件。

根據(jù)繼電器反應(yīng)的物理量分，有電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器等。根據(jù)繼電器的工作原理分，有電磁式、感應(yīng)式等。按其反應(yīng)參量變化情況分，有過(guò)電流繼電器、過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器等。按其與一次電路的聯(lián)系分，有一次式和二次式：一次式繼電器的線(xiàn)圈與一次電路直接相連，二次式繼電器的線(xiàn)圈連接在電流互感器或電壓互感器的二次側(cè)。高壓系統(tǒng)應(yīng)用的的保護(hù)繼電器一般都屬于二次式繼電器。

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電磁繼電器作用原理1—鐵心；2—銜鐵；3—線(xiàn)圈；4—接點(diǎn)（觸頭）；5—彈簧

電磁式電流和電壓繼電器在繼電保護(hù)裝置中均為啟動(dòng)元件，屬于測(cè)量元件。

一、電磁型繼電器（DL型）3/26/2024201．電磁型電流繼電器（KA）結(jié)構(gòu)：如圖6-3所示。工作原理：當(dāng)在繼電器線(xiàn)圈中通入電流IK時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力Fem。當(dāng)電磁力Fem大于彈簧的反作用力Fsp和摩擦力Ffr時(shí)，繼電器便產(chǎn)生動(dòng)作。圖6-3電磁式電流繼電器結(jié)構(gòu)圖1－線(xiàn)圈2－電磁鐵3－鋼舌片4－靜觸點(diǎn)5－動(dòng)觸點(diǎn)

6－起動(dòng)電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿7－標(biāo)度盤(pán)（銘牌）8－軸承

9－反作用彈簧10－轉(zhuǎn)軸3/26/202421動(dòng)作電流：能使繼電器產(chǎn)生動(dòng)作的最小電流，稱(chēng)為繼電器的動(dòng)作電流，用Iop.K表示。返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱(chēng)為繼電器的返回電流，用Ire.K表示。返回系數(shù)：是指繼電器的返回電流與動(dòng)作電流的比值，用Kre表示，即繼電器動(dòng)作后，減小IK就能使繼電器返回原位。對(duì)于過(guò)電流繼電器，Kre＜1，一般要求

Kre

=0.8～0.9；對(duì)于欠電流繼電器，Kre

＞1，一般要求

Kre=1.06～1.2。3/26/2024222．電磁型電壓繼電器（KV）其結(jié)構(gòu)和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統(tǒng)中多用低電壓（欠電壓）繼電器。動(dòng)作電壓：能使繼電器產(chǎn)生動(dòng)作的最高電壓，稱(chēng)為繼電器的動(dòng)作電壓，用Uop.K表示。返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱(chēng)為繼電器的返回電壓，用Ure.K表示。返回系數(shù)：是指繼電器的返回電壓與動(dòng)作電壓的比值。說(shuō)明：低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre＞1，一般為1.25。3/26/2024233．時(shí)間繼電器(KT)的作用：使保護(hù)裝置獲得一定的延時(shí)，以保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性。當(dāng)繼電器的線(xiàn)圈接上工作電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，繼電器的觸點(diǎn)才動(dòng)作。4.中間繼電器(實(shí)質(zhì)上是電壓繼電器KM)的作用:

5.信號(hào)繼電器(KS)的作用：用于各保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動(dòng)作的指示信號(hào)，以提醒運(yùn)行人員注意。為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點(diǎn)數(shù)量（一般有8對(duì)）和容量；使觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)時(shí)帶有不大的延時(shí)(0.4～0.8s)；通過(guò)繼電器的自保持，以適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。3/26/202424

二、感應(yīng)型繼電器（GL型）結(jié)構(gòu)：如圖6-4所示。感應(yīng)系統(tǒng)：由線(xiàn)圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2和鋁盤(pán)4組成，它的動(dòng)作是有時(shí)限的；電磁系統(tǒng)：由線(xiàn)圈1、電磁鐵2和銜鐵15組成，它的動(dòng)作是瞬時(shí)的。圖6-4感應(yīng)式電流繼電器結(jié)構(gòu)圖1—線(xiàn)圈2—電磁鐵3—短路環(huán)4—可轉(zhuǎn)鋁盤(pán)5—鋼片6—可偏鋁框架7—調(diào)節(jié)彈簧8—制動(dòng)永久磁鐵9—扇形齒輪10—蝸桿11—扁桿12—繼電器觸點(diǎn)

13—時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿14—速斷電流調(diào)節(jié)螺釘15—銜鐵16—?jiǎng)幼麟娏髡{(diào)節(jié)插銷(xiāo)3/26/202425

GL型電流繼電器的功能：兼有電磁型電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器的功能。因此，可用感應(yīng)型電流繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，從而使保護(hù)接線(xiàn)大大簡(jiǎn)化。

三、靜態(tài)繼電器靜態(tài)繼電器是指用模擬電子電路及部分?jǐn)?shù)字電路構(gòu)成的電子型繼電器，分為晶體管型和集成電路型繼電器兩類(lèi)。靜態(tài)繼電器的“靜態(tài)”是相對(duì)于電磁型繼電器的“觸點(diǎn)”動(dòng)作而言的，它的信息傳遞是通過(guò)“0、1”開(kāi)關(guān)信息傳遞的。靜態(tài)繼電器是用硅材料為主構(gòu)成的繼電器，因此又叫“固體”繼電器。3/26/202426各種繼電器的表示符號(hào)和圖形符號(hào)3/26/2024276.3線(xiàn)路的電流保護(hù)

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一、保護(hù)裝置的接線(xiàn)方式接線(xiàn)系數(shù)：在繼電保護(hù)回路中，流入繼電器中的電流IK與對(duì)應(yīng)電流互感器的二次電流I2的比值，稱(chēng)為接線(xiàn)系數(shù)，即3/26/202429電流互感器與電流繼電器之間的接線(xiàn)方式

三相三繼電器式完全星形接線(xiàn)兩相兩繼電器式不完全星形接線(xiàn)兩相三繼電器式不完全星形接線(xiàn)兩相一繼電器電流差式接線(xiàn)3/26/202430（1）三相完全星形接線(xiàn)方式（三相三繼電器式接線(xiàn)）圖

三相三繼電器式接線(xiàn)

所用保護(hù)元件最多所有短路電流都會(huì)通過(guò)繼電器反映出來(lái)，產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。用于高壓大接地電流系統(tǒng)（中性點(diǎn)直接接地），保護(hù)相間短路和單相短路。

電路特點(diǎn)3/26/202431（2）兩相兩繼電器式接線(xiàn)和兩相三繼電器式接線(xiàn)三相不完全星形接線(xiàn)方式圖

兩相式接線(xiàn)電路特點(diǎn)所用元件較少，KM＝1

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(xiàn)提高靈敏度用于小接地電流系統(tǒng)的相間短路保護(hù)3/26/202432（3）兩相一繼電器式接線(xiàn)（兩相差式接線(xiàn)）電路特點(diǎn)流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次側(cè)電流之差不同短路電流通過(guò)繼電器有不同的靈敏度。Kw不同。不能反應(yīng)出第三相（B相）的單相接地短路故障

用于6-10kV和高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)正常運(yùn)行或三相短路時(shí)：發(fā)生A、C兩相短路時(shí)：A、B或B、C兩相短路時(shí)：3/26/202433二、繼電保護(hù)裝置的操作電源

繼電保護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和交流操作電源兩大類(lèi)。由于交流操作電源具有投資小、運(yùn)行維護(hù)方便及二次回路簡(jiǎn)單、可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中、小型工廠應(yīng)用最為廣泛。交流操作繼電保護(hù)裝置

直接動(dòng)作式

去分流跳閘式3/26/202434（1）直接動(dòng)作式利用斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過(guò)電流脫扣器（跳閘線(xiàn)圈）YR作為電流繼電器直接動(dòng)作于跳閘，可接成兩相兩繼電器式或兩相差式接線(xiàn)。正常運(yùn)行時(shí)，YR流過(guò)的電流小于YR的動(dòng)作電流，不動(dòng)作。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，短路電流反映到電流互感器的二次側(cè)，流過(guò)YR的電流達(dá)到動(dòng)作值，使斷路器QF跳閘。這種接線(xiàn)保護(hù)靈敏度低.直接動(dòng)作式過(guò)電流保護(hù)電路3/26/202435（2）去分流跳閘式正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA的常閉接點(diǎn)將跳閘線(xiàn)圈YR短路，YR無(wú)電流流過(guò)，斷路器QF不會(huì)跳閘。而在一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，KA動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，使YR的短路分流支路被去掉（即“去分流”），電流互感器的二次側(cè)的電流全部流過(guò)YR，斷路器跳閘。這種接線(xiàn)簡(jiǎn)單，靈敏度較高，但要求繼電器的觸點(diǎn)容量較大。去分流跳閘式過(guò)電流保護(hù)電路3/26/202436

當(dāng)通過(guò)線(xiàn)路的電流大于繼電器的動(dòng)作電流，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限(各個(gè)保護(hù)裝置具有不同的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間-時(shí)間繼電器)保證動(dòng)作的選擇性。每一線(xiàn)路的過(guò)電流保護(hù)除保護(hù)本線(xiàn)路外，還對(duì)相鄰下一線(xiàn)路起后備保護(hù)。越靠近電源的線(xiàn)路，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限就越長(zhǎng)，稱(chēng)階梯式時(shí)限特性。

短路離電源越遠(yuǎn)，故障電流越小。

三、過(guò)電流保護(hù)3/26/2024371.過(guò)電流保護(hù)的原理和組成定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作原理和組成（圖6-11）圖6-11定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理圖和展開(kāi)圖a）原理圖b）展開(kāi)圖3/26/202438

當(dāng)被保護(hù)線(xiàn)路中電流增大且超過(guò)整定值時(shí)，電流繼電器啟動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器，待時(shí)間繼電器延時(shí)到預(yù)先整定時(shí)間，保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障并報(bào)警。這種保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是預(yù)先整定的，不隨短路電流大小的變化而變化，因而稱(chēng)為定時(shí)限。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)在工廠供電系統(tǒng)中多采用兩相式接線(xiàn)（2個(gè)電流繼電器）。在短路故障切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器都自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS需手動(dòng)復(fù)位。3/26/202439反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作原理和組成（圖6-12）圖6-12反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理圖和展開(kāi)圖a）原理圖b）展開(kāi)圖3/26/202440

反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)就是通過(guò)保護(hù)裝置的故障電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，而故障電流越小，動(dòng)作時(shí)間就越長(zhǎng)。這種保護(hù)裝置由GL型電流繼電器（反時(shí)限）組成。工作原理：在正常情況下，電流繼電器通過(guò)正常工作電流，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷路器的跳閘線(xiàn)圈不會(huì)得電。發(fā)生短路時(shí)，電流繼電器KA中流過(guò)的電流增大，到達(dá)其動(dòng)作值，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通YR，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，去掉分流使YR得電帶動(dòng)斷路器跳閘。3/26/2024412.過(guò)電流保護(hù)裝置的整定計(jì)算動(dòng)作電流：

Iop＞

IL.max保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iop應(yīng)躲過(guò)線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流IL.max，以免在最大負(fù)荷通過(guò)時(shí)保護(hù)裝置誤動(dòng)作。即

圖6-13過(guò)電流保護(hù)的計(jì)算示意圖返回電流也應(yīng)該躲過(guò)線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流，以保證保護(hù)裝置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免發(fā)生誤動(dòng)作。3/26/202442①定時(shí)限過(guò)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)裝置的線(xiàn)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，一般取0.5s。②反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限整定和配合。為了保證各保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置也應(yīng)該按照階梯原則來(lái)選擇。對(duì)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置，

t一般取0.7s。動(dòng)作時(shí)限：3/26/202443動(dòng)作時(shí)限：應(yīng)按“階梯原則”整定（見(jiàn)圖6-14）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：圖6-14過(guò)電流保護(hù)整定說(shuō)明圖a）電路b）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限整定c）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限整定即3/26/202444過(guò)電流保護(hù)的評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：既可作本級(jí)近后備，又可作下級(jí)遠(yuǎn)后備。缺點(diǎn)：越靠近電源端，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限反而越長(zhǎng)，因此不能作為主保護(hù)；反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的接線(xiàn)簡(jiǎn)單，但動(dòng)作時(shí)限整定復(fù)雜。3/26/202445四．線(xiàn)路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)（補(bǔ)充）線(xiàn)路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)線(xiàn)路圖動(dòng)作于信號(hào)3/26/202446五電流速斷保護(hù)線(xiàn)路越靠近電源，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就越長(zhǎng)，而短路電流也越大，危害也越大，這是過(guò)電流保護(hù)的不足。國(guó)家規(guī)定，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限超過(guò)0.5s-0.7s時(shí)，應(yīng)該裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)是一種無(wú)時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)。3/26/2024471．電流速斷保護(hù)的組成及整定圖

電流速斷保護(hù)的原理圖

電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流必須按躲過(guò)它所保護(hù)線(xiàn)路末端在最大運(yùn)行方式下發(fā)生的短路電流來(lái)整定。（大于）

保護(hù)范圍死區(qū)3/26/2024482．瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理接線(xiàn)圖（圖6-18）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)作迅速；缺點(diǎn)：其動(dòng)作電流大于被保護(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(xiàn)路，出現(xiàn)一段“死區(qū)”。在裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線(xiàn)路上，必須配備帶時(shí)限的過(guò)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(guò)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(guò)電流保護(hù)為基本保護(hù)。圖6-18瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的單相原理接線(xiàn)圖3/26/202449按GB50062—1992《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定；對(duì)3～66kV電力線(xiàn)路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

作為線(xiàn)路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)(按規(guī)定，過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5～0.7s時(shí)，可不裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù))。相間短路保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷路器的跳閘機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。對(duì)可能經(jīng)常過(guò)負(fù)荷的電纜線(xiàn)路，按GB50062—1992規(guī)定，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。3/26/202450

七、三段式過(guò)電流保護(hù)由瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（第Ⅰ段）、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)（第Ⅱ段）和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（第Ⅲ段）配合構(gòu)成的一整套保護(hù)，稱(chēng)為三段式過(guò)電流保護(hù)。1.三段式過(guò)電流保護(hù)的保護(hù)范圍及時(shí)限配合（圖6-21）第Ⅰ段與第二段聯(lián)合：為本線(xiàn)路的主保護(hù)。第Ⅲ段：作為本線(xiàn)路的近后備和相鄰線(xiàn)路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。某些情況下，可以只有兩段保護(hù)。3/26/202451其他線(xiàn)路保護(hù)方向保護(hù)用于35Kv以下兩側(cè)電源輻射型網(wǎng)絡(luò)和單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的主保護(hù)。（方向繼電器）

距離保護(hù)

35Kv電網(wǎng)的主保護(hù)，及不要求全線(xiàn)速動(dòng)的110Kv以上電網(wǎng)的主保護(hù)；

要求全線(xiàn)速動(dòng)的110Kv以上電網(wǎng)的后備保護(hù)。

高頻保護(hù)1）利用電力線(xiàn)載波通訊技術(shù)：50—300KHz2）微波通訊：

3000—30000MHz

主要用于220Kv以上線(xiàn)路的主保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)速動(dòng)保護(hù)。3/26/2024526.4其他類(lèi)型的繼電保護(hù)簡(jiǎn)介

3/26/202453一電力變壓器的保護(hù)1．變壓器易產(chǎn)生的故障和不正常工作狀態(tài)變壓器故障及不正常工作狀態(tài)變壓器故障不正常工作狀態(tài)內(nèi)部故障線(xiàn)圈的相間短路、匝間或?qū)娱g短路、單相接地短路以及燒壞鐵心等。

外部故障套管及引出線(xiàn)上的短路和接地。

過(guò)負(fù)荷、溫升過(guò)高以及油面下降超過(guò)了允許程度等。

3/26/2024542.變壓器的保護(hù)裝置（1）帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)裝置。（2）電流速斷保護(hù)裝置。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)。

（3）瓦斯保護(hù)裝置。（4）過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置。（5）溫度保護(hù)裝置。3/26/2024553．電力變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯繼電器有浮筒式和開(kāi)口杯式。瓦斯保護(hù)動(dòng)作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，在工廠中使用相當(dāng)廣泛，但它不能反映變壓器引出端子以上的故障。

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FJ3-80型開(kāi)口杯式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1—蓋；2—容器；3—上油杯；4—永久磁鐵；5—上動(dòng)觸點(diǎn)；6—上靜觸點(diǎn)；7—下油杯；8—永久磁鐵；9—下動(dòng)觸點(diǎn)；10—下靜觸點(diǎn)；11—支架；12—下油杯平衡錘；13—下油杯轉(zhuǎn)軸；14—擋板；15—上油杯平衡錘；16—上油杯轉(zhuǎn)軸；17—放氣閥；18—接線(xiàn)盒變壓器正常運(yùn)行時(shí)，上開(kāi)口杯3及下開(kāi)口杯7都浸在油內(nèi)，均受到浮力。因平衡錘的重量所產(chǎn)生的力矩大于開(kāi)口杯（包括杯內(nèi)的油重）一側(cè)的力矩，開(kāi)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(kāi)的。3/26/202457當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，電弧高溫使油分解產(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(kāi)口杯3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(chēng)之為“輕瓦斯動(dòng)作”。

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)烈的油流將沖擊擋板14，使下開(kāi)口杯7立刻向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使下觸點(diǎn)接通跳閘回路，這稱(chēng)之為“重瓦斯動(dòng)作”。3/26/202458瓦斯保護(hù)的原理接線(xiàn)圖瓦斯保護(hù)動(dòng)作快，靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能反映變壓器油箱內(nèi)的各種故障，在工廠中使用相當(dāng)廣泛，但它不能反映變壓器引出端子以上的故障。3/26/202459Tuesday,March26,2024NSP712變壓器差動(dòng)保護(hù)，適用于110kV及以下電壓等級(jí)的雙圈、三圈變壓器，滿(mǎn)足三側(cè)差動(dòng)的要求。

主要功能：

（1）

差動(dòng)速斷保護(hù)；比率差動(dòng)保護(hù)，采用二次諧波制動(dòng)；

（2）

復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)；零序電壓保護(hù)；過(guò)負(fù)荷保護(hù)；

（3）

CT斷線(xiàn)判別等功能。

典型應(yīng)用：

國(guó)內(nèi)由本公司實(shí)施的工程中已有數(shù)十套運(yùn)行于220kV、110kV和35kV等各級(jí)電壓變電站和發(fā)電廠中。3/26/202460Tuesday,March26,2024發(fā)電機(jī)保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)，失磁保護(hù)，接地保護(hù)母線(xiàn)保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)電動(dòng)機(jī)保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)，電流速斷保護(hù)，接地保護(hù)斷路器失靈保護(hù)：主要用于110Kv以上線(xiàn)路的后備保護(hù)（雙跳閘回路與線(xiàn)圈）電力電容器保護(hù)：過(guò)流保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)3/26/202461Tuesday,March26,2024NSP711發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，適用于大、中、小型汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)等類(lèi)型的發(fā)電機(jī)直接上網(wǎng)接線(xiàn)方式、發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線(xiàn)方式等。NSP711適用的幾種典型接線(xiàn)方式為：

（1）用于直接上網(wǎng)的發(fā)電機(jī)保護(hù)

（2）用于大型發(fā)變組的發(fā)電機(jī)專(zhuān)用保護(hù)3/26/202462Tuesday,March26,2024主要功能

（1）

差動(dòng)速斷保護(hù)和比率差動(dòng)保護(hù)，采用二次諧波制動(dòng)，復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流；

（2）

定子接地保護(hù)（1、電流型，