《供配電技術(shù)》6.7 教案

《供配電技術(shù)》教案設(shè)計(jì)項(xiàng)目課題6.7高壓線路繼電保護(hù)授課時(shí)間授課對象學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：（1）掌握電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的整定；（2）掌握電力變壓器過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定。2.技能目標(biāo)：（1）能根據(jù)保護(hù)裝置的動(dòng)作情況判斷變壓器的故障；（2）能對高壓線路的帶時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)進(jìn)行整定。3.素養(yǎng)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)崇尚技藝、求實(shí)創(chuàng)新的職業(yè)品質(zhì)；（2）樹立科技成才、技能報(bào)國的人生理想。重、難點(diǎn)重點(diǎn)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的整定難點(diǎn)電力變壓器過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定教學(xué)方法講授法、討論法、問答法教學(xué)用具教材、課件、教案等教學(xué)流程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注情境導(dǎo)入【師】請學(xué)生講一講對高壓線路繼電保護(hù)的認(rèn)識(shí)?！旧糠e極討論并回答老師提出的問題，對于不理解的部分認(rèn)真聽講，并做好聽課筆記。講授新知任務(wù)1電力線路繼電保護(hù)概述對于3～66kV的電力線路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。作為電力線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)。若過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限不大于0.5～0.7s，則不裝設(shè)電流速斷保護(hù)，相間短路保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘，切除短路故障。作為電力線路的單相接地保護(hù)，主要有以下兩種保護(hù)方式。（1）絕緣監(jiān)察裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。（2）有選擇性的單相接地保護(hù)（也稱零序電流保護(hù)），一般動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)單相接地危及人身和設(shè)備安全時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于跳閘。任務(wù)2帶時(shí)限過電流保護(hù)1.定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的組成和原理。定時(shí)限過電流保護(hù)裝置采用直流操作電流，通常由電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器及中間繼電器組成。電流繼電器一般采用DL-10型，時(shí)間繼電器一般采用DS-100型，中間繼電器一般采用DZB-100型，信號(hào)繼電器一般采用DX-11型。2.反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的組成和原理。反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小成反比，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。它是由GL型電流繼電器組成的，由于GL-15、GL-16型電流繼電器的觸點(diǎn)容量較大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏髂芰蛇_(dá)150A，所以采用交流操作電源“去分流跳閘”的操作方式。反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的工作原理：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA經(jīng)過一定延時(shí)后，常開觸點(diǎn)先閉合，常閉觸點(diǎn)后斷開（觸點(diǎn)是先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)），這時(shí)斷路器因跳閘線圈YR去分流而跳閘，切除短路故障。同時(shí)GL型電流繼電器的信號(hào)牌掉下，指示保護(hù)裝置已動(dòng)作。當(dāng)短路故障切除后，電流繼電器自動(dòng)返回到初始狀態(tài)，信號(hào)牌需要手動(dòng)復(fù)位。任務(wù)3過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作原理和整定1.過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。能使保護(hù)裝置啟動(dòng)的最小電流稱為保護(hù)裝置的動(dòng)作電流。帶時(shí)限過電流保護(hù)（包括定時(shí)限和反時(shí)限）的動(dòng)作電流應(yīng)躲過線路正常運(yùn)行時(shí)流經(jīng)線路的最大負(fù)荷電流，保護(hù)裝置的返回電流也必須躲過線路的最大負(fù)荷電流。過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定公式為2.過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。（1）定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。每套保護(hù)裝置要具有不同的動(dòng)作時(shí)間。一般來說，某一級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)選擇得比它下一級(jí)保護(hù)裝置中動(dòng)作時(shí)間最長的大一個(gè)時(shí)間差Δt。（2）反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。為了保證各保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間也應(yīng)按“階梯原則”進(jìn)行整定。由于它的動(dòng)作時(shí)間與通過保護(hù)裝置的電流有關(guān)，因此，其動(dòng)作時(shí)間實(shí)際上指的是在某一短路電流下，或者在某一動(dòng)作電流倍數(shù)下的動(dòng)作時(shí)間。3.過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)條件。過電流保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)條件根據(jù)式確定4.低電壓閉鎖的過電流保護(hù)。過電流保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流應(yīng)躲過可能出現(xiàn)的最大工作電流。有時(shí)為了降低啟動(dòng)電流，提高保護(hù)裝置的靈敏度，可采用具有低電壓閉鎖的過電流保護(hù)裝置。在線路的過電流繼電器KA的常開觸點(diǎn)回路中，串入低電壓繼電器KV的常閉觸點(diǎn)，KV經(jīng)過電壓互感器TV接在被保護(hù)線路上。5.定時(shí)限和反時(shí)限過電流保護(hù)的比較。定時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間較精確，整定簡便，且不論短路電流大小，動(dòng)作時(shí)間都一定，不會(huì)出現(xiàn)因短路電流小，動(dòng)作時(shí)間長而延長故障時(shí)間和擴(kuò)大事故等問題。缺點(diǎn)是所需繼電器較多，接線復(fù)雜且需直流操作電源，投資費(fèi)用較高。此外，靠近直流電源處的保護(hù)裝置，動(dòng)作時(shí)間較長，這是帶時(shí)限過電流保護(hù)共同的缺點(diǎn)。反時(shí)限過電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是所需繼電器數(shù)量減少很多，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，還可采用交流操作方式，因此簡單經(jīng)濟(jì)，投資費(fèi)用減少。缺點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間的整定較麻煩，且誤差較大。當(dāng)短路電流較小時(shí)，動(dòng)作時(shí)間很長，延長了故障的持續(xù)時(shí)間。任務(wù)4電流速斷保護(hù)1.電流速斷保護(hù)裝置的組成和原理。電流速斷保護(hù)實(shí)際上是瞬時(shí)動(dòng)作的過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間僅為繼電器本身的固有動(dòng)作時(shí)間，它的動(dòng)作選擇性不是依靠動(dòng)作時(shí)間，而是依靠選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)作電流來解決。2.電流速斷保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)條件。電流速斷保護(hù)的靈敏度，按線路首端在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流Ik.min來檢驗(yàn)。因此電流速斷保護(hù)的靈敏度按照《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)定為3.電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”及彌補(bǔ)方法。由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過線路末端的最大短路電流來整定的，因此當(dāng)靠近線路末端的一段線路上產(chǎn)生的不一定是最大短路電流（如兩相短路電流）時(shí)，電流速斷保護(hù)裝置就不動(dòng)作，即電流速斷保護(hù)實(shí)際上不能保護(hù)整段線路的長度。這種保護(hù)裝置保護(hù)不到的區(qū)域，稱為“死區(qū)”。為了彌補(bǔ)電流速斷保護(hù)存在“死區(qū)”的缺點(diǎn)，規(guī)定只要裝設(shè)電流速斷保護(hù)的線路，必須裝設(shè)帶時(shí)限過電流保護(hù)。且過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷保護(hù)至少大一個(gè)時(shí)間差Δt=0.5~0.7s，而且前后兩級(jí)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)符合“階梯原則”，以保證動(dòng)作選擇性。在電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)，電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，過電流保護(hù)作為后備保護(hù)；而在電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”內(nèi)，過電流保護(hù)作為基本保護(hù)。繼電保護(hù)裝置補(bǔ)充檢驗(yàn)的內(nèi)容如下。（1）對繼電器進(jìn)行機(jī)械部分檢查及電氣特性試驗(yàn)。（2）二次通電試驗(yàn)。（3）二次回路絕緣電阻試驗(yàn)。（4）繼電保護(hù)裝置的整組動(dòng)作試驗(yàn)。對運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置需要定期進(jìn)行巡視檢查，巡視檢查的內(nèi)容如下。（1）各類繼電器的外殼有無破損，整定值的位置是否變動(dòng)。（2）感應(yīng)式電流繼電器的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，經(jīng)常帶電的繼電器節(jié)點(diǎn)處有無抖動(dòng)及磨損，線圈及附加電阻有無過熱情況。（3）在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并立即向技術(shù)部門報(bào)告。（4）繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器跳閘后，應(yīng)檢查保護(hù)裝置的動(dòng)作情況，并查明原因。在送電前，應(yīng)將所有的掉牌信號(hào)全部復(fù)位。任務(wù)5單相接地保護(hù)1.有選擇性的單相接地保護(hù)的基本原理。單相接地保護(hù)，又稱零序電流保護(hù)，主要利用單相接地產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)裝置動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。當(dāng)單相接地可能危及人身和設(shè)備安全時(shí)，動(dòng)作于跳閘。2.單相接地保護(hù)動(dòng)作電流的整定。式中，Ic為電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，被保護(hù)線路本身流入電網(wǎng)的電容電流；Ki為零序電流互感器的電流比；Krel為可靠系數(shù)，當(dāng)保護(hù)裝置不帶時(shí)限時(shí)，取4~5，當(dāng)保護(hù)裝置帶時(shí)限時(shí)，取1.5~2。3.單相接地保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)條件。單相接地保護(hù)的靈敏度，應(yīng)按被保護(hù)線路末端發(fā)生單相接地時(shí)流過接地線的不平衡電流作