繼電保護(hù)課件

一、電力系統(tǒng)的組成,

電能成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的一部分，生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得發(fā)電

機(jī)單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸送距離增大，并且對(duì)電能的可

靠性提出了更高的要求。于是逐步地將一個(gè)個(gè)孤立的發(fā)電廠、變電所連接起來(lái)，

形成強(qiáng)大的電力系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、輸電線(xiàn)路、用戶(hù)等部分組成。

發(fā)電廠把不同的能量轉(zhuǎn)化成電能。在輸電過(guò)程中，為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)經(jīng)

濟(jì)供電的要求，就得采用多種電壓等級(jí)的方式輸送電能，電力系統(tǒng)中的電壓等級(jí)

的升高及降低，是通過(guò)變壓器完成的，安裝變壓器及其它裝置的整體，稱(chēng)為變電

所。

1.1一次設(shè)備、二次設(shè)備、電氣主接線(xiàn)

一次設(shè)備。直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備稱(chēng)為一次設(shè)備。電能由發(fā)電機(jī)發(fā)出，

經(jīng)過(guò)一系列的一次設(shè)備直接送到用電器，從而完成電能的生產(chǎn)與使用的全過(guò)程。

一次設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、限流電抗器、母線(xiàn)、電

纜、互感器等。

二次設(shè)備。對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察、測(cè)量、控制和保護(hù)的輔助設(shè)備，

稱(chēng)為二次設(shè)備。二次設(shè)備主要包括儀表、信號(hào)、繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)控制設(shè)備等。

電氣主接線(xiàn)。在發(fā)電廠和變電所中，為了適應(yīng)各種運(yùn)行方式的需要，將各

種設(shè)備根據(jù)要求，按著一定次序連接成為固定的電路。一次設(shè)備所連成的電路，

稱(chēng)為一次電路或電氣主接線(xiàn)。

常見(jiàn)的主接線(xiàn)為單母分段接線(xiàn)、內(nèi)橋接線(xiàn)。典型接線(xiàn)圖如下圖所示。

1.2斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)

斷路器：又稱(chēng)開(kāi)關(guān)。是用在高壓電路正常或故障狀態(tài)下，接通與斷開(kāi)電路

的專(zhuān)用電器。斷路器部分的觸頭部分裝有特殊的滅弧裝置。滅弧裝置能迅速地熄

滅在切斷電路過(guò)程中觸頭間的電弧，使電路可靠迅速地?cái)嚅_(kāi)。電力系統(tǒng)運(yùn)行中，

如果系統(tǒng)發(fā)生故障，則由繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，自動(dòng)斷開(kāi)斷路器，使故障點(diǎn)與系統(tǒng)

正常部分?jǐn)嚅_(kāi)。

隔離開(kāi)關(guān)：又稱(chēng)刀閘。隔離開(kāi)關(guān)的觸頭部分沒(méi)有特殊的滅弧裝置，它不能

熄滅在切斷電路過(guò)程中觸頭間所產(chǎn)生的電弧。隔離開(kāi)關(guān)主要起隔離電壓和切換電

路的作用。隔離開(kāi)關(guān)一般應(yīng)與斷路器串聯(lián)接入電路。

母線(xiàn)：母線(xiàn)起著匯集和分配電能的作用。一段母線(xiàn)上有進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)，這些

線(xiàn)路有共同的電壓，但是負(fù)荷電流分配不同。變電站的主接線(xiàn)不同，所擁有的母

線(xiàn)段數(shù)也不同。

1.3互感器

電力系統(tǒng)中的一次信號(hào)一般都是很大的信號(hào)，如10KV的電壓，5KA的電流

等等，這種大信號(hào)是無(wú)法輸入保護(hù)裝置及測(cè)量回路的，需要有一種裝置把這些大

信號(hào)按比例變換到小信號(hào)，這就是互感器。

目前大部互感器是應(yīng)用變壓涔原理（即電磁感應(yīng)原理）來(lái)變換電壓和電流，

這種互感器也稱(chēng)電磁式互感器。根據(jù)所變換的信號(hào)不同，互感器可分為電壓互感

器和電流互感器。

電壓互感器和電流互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別

是向測(cè)量?jī)x表（電度表、電流表、電壓表）、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等供給信號(hào)，

實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

互感器在電力系統(tǒng)中的作用具體表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

1）將一次回路的高電壓和大電流變換成二次回路標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小

電流。電壓互感器二次側(cè)的額定電壓規(guī)定為100V（線(xiàn)電壓）或57.7V（相電

壓）。電流互感器二次側(cè)的額定電流規(guī)定一般為5Ao這可以使測(cè)量?jī)x表和繼

保裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，二次設(shè)備的絕緣水平按低電壓統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，

以降低成本和價(jià)格，而且使用方便。

2）一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)是通過(guò)互感器聯(lián)絡(luò)的，這樣它就起到了一次

高壓與二次低壓的隔離作用。并且互感器必須有?點(diǎn)接地，從而確保了運(yùn)行

人員和二次設(shè)備的安全。

電流互感器的特點(diǎn)和要求：

1）一次繞組與高玉回路串聯(lián)，11只取決于所在高壓回路電流，而與二次負(fù)

荷大小無(wú)關(guān)。

2）二次回路不允許開(kāi)路，否則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓，危及人身及設(shè)備安全。

3）CT二次回路必須有一點(diǎn)直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生

對(duì)地高電壓，但僅一點(diǎn)接地。

電壓互感器的特帚口要求：

1）一次繞組與高壓電路并聯(lián)。

2）二次繞組不允許短路（短路電流燒毀PT）,裝有熔斷器。

3）二次繞組有一點(diǎn)直接接地。

電流互感器在變電站中一般根據(jù)精度及量程分為兩種，即保護(hù)CT、測(cè)量CT,在

變壓器保護(hù)中，保護(hù)CT還會(huì)分為過(guò)流CT及差動(dòng)CT。電壓互感器在大多數(shù)站里

是保護(hù)和測(cè)量合用的，但有的廠站也會(huì)分開(kāi)。

雖然二次設(shè)備已經(jīng)把電流和電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電流和低電壓，但是仍不在

計(jì)算機(jī)可以采集的信號(hào)量程內(nèi)，所以，在申瑞DEP系列的產(chǎn)品中，交流采樣板

（8201,6501）的任務(wù)就是將二次側(cè)的電流和電壓，通過(guò)自身的電流和電壓變送

器再次進(jìn)行降低，降低到AD采樣板可以接受的電流和電壓等級(jí)。我們的保護(hù)CT

和監(jiān)測(cè)CT是分開(kāi)的，PT是共用的。

二基本概念

2.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念與作用

1.繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置。

*繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護(hù)原

理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成。

*繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心。

繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣亓件發(fā)牛故障或不正常運(yùn)行狀

態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。如我公司現(xiàn)在的DEP820

系列保護(hù)裝置。

2.電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)：（三相交流系統(tǒng)）

*故障：各種短路（三相短路、兩相短路、單相接地短路等）和斷線(xiàn)（單相、

兩相），其中最常見(jiàn)且最危險(xiǎn)的是各種類(lèi)型的短路。其后果：

1電流增加危害故障設(shè)備和非故障設(shè)備；

2電壓降低影響用戶(hù)正常工作；

3破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大（系統(tǒng)振蕩，互解）

*不正常運(yùn)行狀態(tài)：

電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如：

過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等。

以上不正常運(yùn)行態(tài)可能會(huì)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)或動(dòng)咋于解列（跳閘）。

3.繼電保護(hù)裝置的作用：

在最短的時(shí)間辨認(rèn)出故障狀態(tài)、不正常運(yùn)行狀態(tài)，并作出相應(yīng)處理

繼電保護(hù)裝置被形象的比喻為“靜靜的哨兵”

2.1繼電保護(hù)的基本原理、構(gòu)成與分類(lèi)

2.1.1基本原理

繼電保護(hù)主要是為區(qū)分系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)與故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，這就決

定了其原理是找差別。舉例說(shuō)明：

故障時(shí)電流增加一＞過(guò)電流保護(hù)

故障時(shí)電壓降低一＞低電壓保護(hù)

區(qū)內(nèi)故障功率方向與區(qū)外故障功率方向相反一,方向保護(hù)

故障時(shí)阻抗降低一＞阻抗保護(hù)

區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障的差動(dòng)電流,大攸?’不同一＞電流差動(dòng)保護(hù)

故障時(shí)有負(fù)序分量或冬序分量一＞序分量保護(hù)

另外還有非電氣量：瓦斯保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)

原則上說(shuō)：只要找出正常運(yùn)行與故障時(shí)系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征

（差別），即可找出一種原理，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。

繼電保護(hù)分為兩種原理：過(guò)量保護(hù)及欠量保護(hù)。所有的保護(hù)原理都是根據(jù)電

流/電壓/開(kāi)入量套入原理中計(jì)算，最終得出一個(gè)結(jié)果：跳閘與否。

無(wú)論是過(guò)量或欠量，其實(shí)都是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)的兩種不同運(yùn)行狀態(tài)

導(dǎo)致的各電氣信號(hào)不平衡，如：過(guò)流、低壓，低周等等。保護(hù)裝置就要針對(duì)

這種不平衡迅速反應(yīng)，以最快的速度，最小的代價(jià)切除發(fā)生不平衡的故障區(qū)。

2.1.2構(gòu)成

以過(guò)電流保護(hù)為例：

一般由測(cè)量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。

（1）測(cè)量元件

作用：測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)物理量模擬量（如電流、電壓、阻抗、

功率方向等）。

（2）邏輯元件

作用：根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或

它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的原理及時(shí)序邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳

閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。

（3）執(zhí)行元件：

作用：根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故

障時(shí)一跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)一發(fā)信號(hào)；正常運(yùn)行時(shí)一不動(dòng)作。

2.1.3分類(lèi)

幾種方法如下：

（1）按被保護(hù)的對(duì)象分類(lèi)：輸電線(xiàn)路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)

保護(hù)、母線(xiàn)保護(hù)等；

（2）按保護(hù)原理分類(lèi)：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、方向保護(hù)、

零序保護(hù)等；

（3）按保護(hù)所反應(yīng)故障類(lèi)型分類(lèi)：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保

護(hù)、斷線(xiàn)保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過(guò)勵(lì)磁保護(hù)等；

（4）按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類(lèi)：機(jī)電型保護(hù)（如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保

護(hù)）、整流型保折、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等；

（5）按保護(hù)所起的作用分類(lèi)：主保護(hù)、后備保尹、輔助保護(hù)等；

主保護(hù)一滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被

保護(hù)設(shè)備和線(xiàn)路故障的保護(hù)。

后備保護(hù)一主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來(lái)切除故障的保護(hù)。又分為遠(yuǎn)后

備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。

①遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線(xiàn)路的保護(hù)

來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。

②近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線(xiàn)路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)

現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。

輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)

行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。

2.2對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求：選擇性、

速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。

（一）選擇性（最小的代價(jià)）：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將

故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量縮小停電范圍。

（二）速動(dòng)性（最快的速度）：快速切除故障。

其目的是：提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；減少用戶(hù)在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間；減少故障元件的

損壞程度，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

T=tbh+tn.；

T一故障切除時(shí)間；

保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；

tD「斷路器動(dòng)作時(shí)間；

一般的快速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.06?0.12s,最快的可達(dá)0.01-0.04s。

一般的斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.06?0.15s,最快的可達(dá)0.02-0.06so

（三）靈敏性：指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿(mǎn)足靈敏性要

求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類(lèi)型如何，都能靈敏

地正確地反應(yīng)出來(lái)。

對(duì)反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的稱(chēng)為過(guò)量保護(hù)（如電流保護(hù)）

對(duì)反應(yīng)于數(shù)值下降而動(dòng)作的稱(chēng)為欠量保護(hù)（如低電壓保護(hù)）

（四）可靠性（不拒動(dòng)、不誤動(dòng)）：指發(fā)生了屬于保護(hù)裝置該動(dòng)作的故障，它能

可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作（拒動(dòng)）；而在不該動(dòng)作時(shí)，能可靠不動(dòng)，即不發(fā)

生錯(cuò)誤動(dòng)作（簡(jiǎn)稱(chēng)誤動(dòng)）。

影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素：

內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、制造工藝

水平、內(nèi)外接線(xiàn)簡(jiǎn)明，觸點(diǎn)多少等；

外在的：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝

上述四性是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，它們之間既有矛盾的一面，又

有在一定條件下統(tǒng)一的一面。

三、保護(hù)種類(lèi)

3.1過(guò)流保護(hù)

配置：

'第I段-----電流速斷保護(hù)I

三段式《第II段----限時(shí)電流速斷保J主保護(hù)

<翼in段----過(guò)電流保護(hù)后備保護(hù)

一、電流速斷保護(hù)（第I段）：

對(duì)于僅反應(yīng)于電流噌大而瞬時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)，稱(chēng)為電流速斷保護(hù)。為了保護(hù)

的選擇性，動(dòng)作電流按躲過(guò)本線(xiàn)路末端短路時(shí)的最大短路短路整定。

僅靠動(dòng)作電流值來(lái)保證其選擇性

能無(wú)延時(shí)地保護(hù)本線(xiàn)路的一部分（不是一個(gè)完整的電流保護(hù)）。

二、限時(shí)電流速斷保護(hù)（第n段）

任何情況下能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)，并具有足夠的靈敏性。在滿(mǎn)足要求前一條的

前提下，力求動(dòng)作時(shí)限最小。

因動(dòng)作帶有延時(shí)，故稱(chēng)限時(shí)電流速斷保護(hù)。

限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線(xiàn)路全長(zhǎng)

依靠動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間共同保證其選擇性

與第I段共同構(gòu)成被保護(hù)線(xiàn)路的主保護(hù)，兼作第I段的近后備保護(hù)。

三、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)（第in段）

作為本線(xiàn)路主保護(hù)的近后備以及相鄰線(xiàn)下一線(xiàn)路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動(dòng)電流

按躲最大負(fù)荷電流來(lái)整定的保護(hù)稱(chēng)為過(guò)電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能保護(hù)本線(xiàn)路全

長(zhǎng)，且能保護(hù)相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)。

第ni段的/或比第I、II段的歷小得多，其靈敏度比第I、n段更高；

在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都互相配合時(shí)，才能保證選攔性;

保護(hù)范圍是本線(xiàn)路和相鄰下一線(xiàn)路全長(zhǎng)；

電網(wǎng)末端第in段的動(dòng)作時(shí)間可以是保護(hù)中所有元件的固有動(dòng)作時(shí)間之和（可

瞬時(shí)動(dòng)作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級(jí)線(xiàn)路保護(hù)亦可簡(jiǎn)化（I+m或in）,越

接近電源，“越長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。

3.2電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)具有很好的快速性，但當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí)，保護(hù)范

圍可能很小，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)。為了在不增加保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的條件下增長(zhǎng)俁護(hù)

范圍，可以再加一個(gè)低電壓聯(lián)鎖邏輯。

簡(jiǎn)而言之，在故障情況下，電流增大，同時(shí)電壓降低，必須電流大于電流

定值，而電壓小于電壓定值時(shí)，還可以出口跳閘。

此外，還有復(fù)合電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)，復(fù)合電壓由低電壓元件與負(fù)序電壓元

件構(gòu)成。

3.3方向性電流保護(hù)

雙電源多電源和環(huán)形電網(wǎng)供電更可靠，但卻帶來(lái)新問(wèn)題。背側(cè)與區(qū)內(nèi)短路電

流不易區(qū)分。沒(méi)有選擇性。

原因分析?：反方向故障時(shí)對(duì)側(cè)電源提供的短路電流引起誤動(dòng)。

解決辦法：加裝方向元件一一功率方向繼電器。僅當(dāng)它和電流測(cè)量元件均動(dòng)

作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)變成針對(duì)兩個(gè)單側(cè)電源了系

統(tǒng)。

電流規(guī)定方向：從母電流向線(xiàn)路為正。

電流本身無(wú)法判定方向，需要一個(gè)基準(zhǔn)一一電壓。

因此，利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)

生故障的方向。

死區(qū)：當(dāng)正方向出口短路時(shí)，電壓降到很低，甚至為零。這樣功率方向判據(jù)

中的方向公式最終結(jié)果為0,沒(méi)有方向，這種情況稱(chēng)之為死區(qū)。消除辦法：加電

壓記憶回路。

3.4線(xiàn)路的接地保護(hù)

大接地電流系統(tǒng)：系統(tǒng)中主變壓器中性點(diǎn)直接接地在此系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生接

地故障時(shí)，通過(guò)變壓器接地點(diǎn)構(gòu)成短路通路，使故障相流過(guò)很大的短路電流。

110KV及以上電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

60KV及以下電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地或不直接接地（小接地電流系

統(tǒng)）

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，單相接地故障幾率占總故障率

的70%，八90%o所以如何正確設(shè)置接地故障的保護(hù)是該系統(tǒng)的中心問(wèn)題之一。而

在該系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序分量，而正常運(yùn)行時(shí)無(wú)零序分

量。故可利用零序分量構(gòu)成接地短路的保護(hù)。我公司產(chǎn)品中變壓器后備保護(hù)中就

使用了零序過(guò)流保護(hù)元件。

小接地電流系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過(guò)消弧線(xiàn)圈和高阻抗接地的三相系統(tǒng),

稱(chēng)為“小電流接地系統(tǒng)”。

在小接地電流系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，且三

相電壓仍保持對(duì)稱(chēng)，對(duì)負(fù)荷供電沒(méi)有影響，因此，一般都允許再繼續(xù)運(yùn)行1-2

小時(shí)，而不必立即跳閘。但是單相接地后，非故障相對(duì)地電壓升高1.732倍，會(huì)

危害絕緣。為防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，要求繼電保護(hù)裝置能有選擇地發(fā)出信號(hào)，以

便運(yùn)行人員及時(shí)處理。

我公司的保護(hù)產(chǎn)品中，套管零序功率方向保護(hù)（IFPO）即為小接地系統(tǒng)的

選線(xiàn)功能。

3.5自動(dòng)重合閘

3.5.1自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用

自動(dòng)重合閘裝置是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝

置。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線(xiàn)路大多數(shù)故障是瞬時(shí)性的，如：

（1）雷擊過(guò)電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。

（2）大風(fēng)時(shí)的短時(shí)碰線(xiàn)。

（3）通過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)身體（或樹(shù)枝）放電。

此時(shí)，若保護(hù)動(dòng)一一＞熄弧一一＞故障消除一一＞合斷路器一一＞恢復(fù)供電。

自動(dòng)重合閘的作用：

（1）對(duì)暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。

（2）對(duì)兩側(cè)電源線(xiàn)路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提高線(xiàn)路的輸

送容量。

（3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘。

但是，自動(dòng)重合閘本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永久性的。所以若重

合于永久性故障時(shí)，其不利影響：

（1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；

（2）使斷路器的工作條件惡化（因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。

據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)重合閘成功率60-90%,經(jīng)濟(jì)效益很高，所以在電力

系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

3.5.2對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求

（1）動(dòng)作迅速。-一般0.5秒~1.5秒。

（2）不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次

（最多四次）。

（3）動(dòng)作后應(yīng)能芻動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。

（4）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操作）。

（5）手動(dòng)合閘于故障線(xiàn)路不重合（多屬于永久性故障）。

3.5.3三相自動(dòng)重合閘

（一）單側(cè)電源線(xiàn)路的三相一次重合閘：

當(dāng)線(xiàn)路上故障（單相接地短路、相間短路）一一＞保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)三相一一＞

重合閘起動(dòng)一一＞合三相：故障是瞬時(shí)性的，重合成功；故障是永久性的，保護(hù)

再次跳開(kāi)三相，不再重合。

（二）兩側(cè)電源線(xiàn)路三相一次重合閘：

1、應(yīng)考慮的兩個(gè)問(wèn)題：

（1）時(shí)間的配合；考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時(shí)跳閘，此時(shí)須保證兩側(cè)

均跳閘后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間。

（2）同期問(wèn)題：重合時(shí)兩側(cè)系統(tǒng)是否同期的問(wèn)題以及是否允許非同期合閘

的問(wèn)題。

在兩側(cè)的斷路器上，除裝有單側(cè)電源線(xiàn)路的自動(dòng)重合閘外，在一側(cè)（M側(cè)）

裝有低電壓繼電器，用以檢查線(xiàn)路上有無(wú)電壓（檢無(wú)壓側(cè)），在另一側(cè)（NM）

裝有同期檢定繼電器，進(jìn)行同期檢定（檢同期側(cè)）。

1）工作過(guò)程：

當(dāng)線(xiàn)路短路時(shí)，兩側(cè)DL斷開(kāi)，線(xiàn)路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動(dòng)作，經(jīng)

自動(dòng)重合閘重合。a、重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器在兩側(cè)電源符合同步條件

后再進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電；b、重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開(kāi)M側(cè)DL

不再重合，N側(cè)不重合。

2）兩點(diǎn)說(shuō)明：

a、有上述分析可見(jiàn)，M側(cè)DL如重合于永久性故障，就將連續(xù)兩次切斷短

路電流，所以工作條件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同

步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。

b、在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動(dòng)、誤碰跳閘機(jī)構(gòu)等）使檢

無(wú)壓側(cè)（M側(cè)）誤跳閘時(shí)，因線(xiàn)路上仍有電壓，無(wú)法進(jìn)行重合（缺陷），為此，

在檢無(wú)壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。這樣，在上述

情況下，同步檢定繼電器工作，可將誤跳閘的DL重新合閘。

注：在使用同步檢定的一側(cè)，絕對(duì)不允許同時(shí)投入無(wú)壓檢定繼電器。

3.5.4重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則

1、單側(cè)電源線(xiàn)路的三相重合閘：

原則上越短越好，但應(yīng)力爭(zhēng)重合成功，保證：

（1）故障點(diǎn)電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；

（2）斷路器觸頭周?chē)^緣強(qiáng)度的恢復(fù)及消弧室重新充滿(mǎn)油，準(zhǔn)備好重合于

永久性故障時(shí)能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護(hù)裝置起動(dòng)方式，

還應(yīng)加上DL跳閘時(shí)間。

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用0.5到1秒左右。

2、兩側(cè)電源線(xiàn)路的三相重合閘：

除上述要求外，還須考慮時(shí)間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對(duì)側(cè)后

跳。

3.5.5自動(dòng)重合閘與繼目保護(hù)的配合

兩者關(guān)系極為密切，保護(hù)可利用重合閘提供的便利條件，加速切除故障，一

般有如下兩種配合方式：

1、重合閘前加速保護(hù)（簡(jiǎn)稱(chēng)“前加速”）

只在線(xiàn)路首端安裝重合閘。故障時(shí)先無(wú)選擇地跳閘，再由重合閘重合，若成功，

恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動(dòng)作。

優(yōu)點(diǎn)：快速切出故障，設(shè)備少。

缺點(diǎn)：永久性故障，再次切除故障的時(shí)間可能很長(zhǎng)；裝ZCH的DL動(dòng)作次數(shù)

多，若DL拒動(dòng)，將擴(kuò)大停電范圍。

主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。

2、重合閘后加速保護(hù)（簡(jiǎn)稱(chēng)“后加速”）

每條線(xiàn)路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH.

第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘，若是永久性故障，重合后

則加速保護(hù)動(dòng)作，切除故障。

優(yōu)點(diǎn)：第一次跳閘時(shí)有選擇性的，再次切除故障的時(shí)間加快，有利于系統(tǒng)并

聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

缺點(diǎn)：第一次動(dòng)作時(shí)間可能時(shí)限稍長(zhǎng)。

應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。

3.5.6與低周低壓減載的配合

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生有功功率缺額引起系統(tǒng)頻率大幅度下降時(shí)，按頻率下降的

不同程度自動(dòng)斷開(kāi)相應(yīng)的非重要負(fù)荷，阻止頻率下降，并且頻率迅速恢復(fù)到某期

望值，這種安全自動(dòng)裝置稱(chēng)為自動(dòng)低周（或低頻）減載裝置。

由于低周減載是屬于線(xiàn)路的不正常運(yùn)行狀態(tài)，不需要重合閘，故低周減載

動(dòng)作后，應(yīng)去閉鎖重合閘。

3.6備用電源自投

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，為滿(mǎn)足電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及可靠供電，常采用備用電源自動(dòng)

投入裝置。備自投裝置使系統(tǒng)自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)裝置相結(jié)合，是一種對(duì)用戶(hù)提

供不間斷供電的經(jīng)濟(jì)而又有效的技術(shù)措施。

一次系統(tǒng)的運(yùn)行方式可能會(huì)根據(jù)需要而變動(dòng)。為了自適應(yīng)一次系統(tǒng)，備自投

也有多種運(yùn)行方式，但基本上都遵循以下的總則：

1.工作母線(xiàn)失壓（非PT斷線(xiàn)造成）；

2.跳開(kāi)與原工作電源相連接的斷路器，以免各用電源合閘于故障；

3.檢查備用電源是否合格，如滿(mǎn)足要求則合上工作母線(xiàn)與備用電源相連的斷

路器。

4.備自投只動(dòng)作一次。

4.元件保護(hù)

4.1變壓器保護(hù)

4.1.1變壓器的故障類(lèi)型

,各項(xiàng)繞組之間的相間短路

油箱內(nèi)部故障《單項(xiàng)繞組部分線(xiàn)匝之間的匝間短路

?單項(xiàng)繞組或引出線(xiàn)通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地故障

r引出線(xiàn)的相間短路

油箱外部故障＜

絕緣套管閃爍或破壞引出線(xiàn)通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路

4.1.2變壓器不正常工作狀態(tài)

外部短路或過(guò)負(fù)荷-----?過(guò)電流

油箱漏油造成油面降低

變壓器中性點(diǎn)接地

外加電壓過(guò)高或頻率降低-----?過(guò)勵(lì)磁等

4.1.3應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置

（1）瓦斯保護(hù)：防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低

重瓦哈?跳閘

［輕瓦為f信號(hào)

（2）縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)：防御變壓器繞組和引出線(xiàn)的多相短路、

大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線(xiàn)的單相接地短路及繞組匝間短路

（3）相間短路的后備保護(hù)。作為（1）（2）的后備

（a）過(guò)電流保護(hù)

（b）復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)

（c）負(fù)序過(guò)電流

（4）零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路

（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷

4.2發(fā)電機(jī)保護(hù)

發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作

用，同時(shí)發(fā)電機(jī)本身也是一個(gè)十分貴重的電器元件，因此，應(yīng)該針對(duì)各種不同的

故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼電保折裝置。

4.2.1發(fā)電機(jī)的故障類(lèi)型

1）定子繞組相間短路：危害最大