实操继电保护-讲课正是

1、第六章第六章 继电保护及二次回路继电保护及二次回路 主讲人：蒲正华 第一讲：第一讲： 绪绪 论论一、电力系统继电保护的概念与作用一、电力系统继电保护的概念与作用 1、继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。继继电保护技术：继继电保护技术：是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护装置的设计、继电保护运行及维护等技术构成。J 继电保护装置：继电保护装置：就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它是完成继电保护功能的核心。 2 2、电力系统的故障和不正常运行状态、电力系统

2、的故障和不正常运行状态： 故障：故障： 各种短路（d(3)、 d(2) 、d(1) ）和断线（单相、两相）。 最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果： 1) 故障点的电弧使故障设备损坏； 2) 短路电流产生的热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到伤害； 3) 部分电力系统的电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏，影响产品质量； 4) 破坏电力系统运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使电力系统瓦解，造成大面积停电的恶性事故。不正常运行状态：不正常运行状态： 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、

3、系统震荡等。3 3继电保护的任务：继电保护的任务： 任务：任务： 1) 当电力系统出现故障时，继电保护装置应能快速、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免受损坏，保证系统其它部分继续运行。 2) 当电力系统出现不正常工作状态时，继电保护能及时反应。一般发出信号，告诉值班人员予以处理。被形象的比喻为被形象的比喻为“静静的哨兵静静的哨兵”。 3) 3)当正常供电的电源因故突然中断时，通当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置迅速投入备用电源，使重过继电保护和自动装置迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。要设备能继续获得供电。二、继电保护的基本原理、构成与分类：二、继电保护

4、的基本原理、构成与分类： 1 1、基本原理：利用系统故障时某些参数发生变化，与正常运行时不同来构成、基本原理：利用系统故障时某些参数发生变化，与正常运行时不同来构成各种不同的保护。如：电流、距离等。各种不同的保护。如：电流、距离等。 1、I 增加 故障点与电源间 电流保护。 2、U降低、增加 低电压保护、过压保护。 3、电压、电流相位变化；正常：20左右 短路：60-85 方向保护。 4、Z=模值减少 ； 阻抗保护（距离保护） 5、IdIdz 电流差动保护 6、 I2 、I0 序分量保护等。 7、 7、频率降低 频率保护 8、另外非电气量：瓦斯保护，过热保护。原原原则上说：原则上说： 只要找出

5、正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。且差别越明显，保护性能越好。IUarg三）继电器的作用、分类和图形符号三）继电器的作用、分类和图形符号 1、分类：按结构原理可分为 电 磁 型 感应型 整流型 极化型 晶体管型 微机型 按继电器反应量的性质可分为 电流 电压 功率方向 阻抗 周波（频率）按反应量的增大或减小可分为 过量继电器 低量继电器2 2、构成、构成 以过电流保护为例：以过电流保护为例： 正常运行：正常运行： Ir=If LJ不动 故障时

6、：故障时： Ir=IdIdz LJ动SJ动（延时）XJ动信号 TQ动跳闸 一般继电保护装置由测量元件测量元件、逻辑元件逻辑元件和执行元执行元件件三部分组成。 （1 1） 测量元件测量元件 ：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动或动作。 （2 2） 逻辑元件逻辑元件 ：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布线逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传

7、给执行元件。 ：或、与、非、延时启动、延时返回等。 （3 3） 执行元件：执行元件： 作用作用:根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。 如：如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。 3. 3.分类：分类： （1 1）按被保护的对象分类：）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护、电容器保护等； （2 2）按保护原理分类：）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护、频率保护等； （3 3）按保护所反应故障类型分类：）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失

8、步保护、失磁保护及过励磁保护等； （4 4）按继电保护装置的实现技术分类：）按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等； （5 5）按保护所起的作用分类：）按保护所起的作用分类： 主保护、后备保护、辅助保护等；：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时

9、，由断路器失灵保护来实现后备保护。：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护（如电流保护）。 三、对继电保护的基本要求：三、对继电保护的基本要求： （一）对动作于跳闸的继电保护，在技术上（一）对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：一般应满足四个基本要求： 选择性、快速性、灵敏性、可靠性选择性、快速性、灵敏性、可靠性。 ：是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障设备切除，而使非故障设备仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。当d1短路时，保护1、2动跳1DL、2DL，有选择性当d2短路时，保护5、6动跳5DL、6DL，有选择性当d3短路时，保护7、8动

10、跳7DL、8DL，有选择性 若保护若保护7 7拒动或拒动或7 7DLDL拒动，保护拒动，保护5 5动动跳跳5 5DLDL（有选择性）尽管这样有选择性）尽管这样切除了一部分非故障线路，扩大了停电范围，但限制了故障的发切除了一部分非故障线路，扩大了停电范围，但限制了故障的发展，使停电范围缩小了）展，使停电范围缩小了）若保护若保护7 7和和7 7DLDL正确动作于跳闸，保护正确动作于跳闸，保护5 5动动跳跳5 5DLDL，则越级跳闸（则越级跳闸（非选择性）非选择性） ：选择性就是故障点在区内（增加保护范围概念）就动作，区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保

11、护比较完善（对保护装置、DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。选择性的条件：选择性的条件：1 1、时间配合。缺点：多级会出现时限过大。、时间配合。缺点：多级会出现时限过大。2 2、定值（保护动作值）配合。缺点：缩短保护范围、定值（保护动作值）配合。缺点：缩短保护范围、多级会出现靠电源侧定值过大、最下级保护定值过小难多级会出现靠电源侧定值过大、最下级保护定值过小难于整定等。于整定等。3 3、保护方式配合。、保护方式配合。（二）快速性（二）快速性1、提高系统稳定性；提高系统中发电机并列运行的稳定性。2、减少用户在低电压下的工作时间；3、减少故障元

12、件的损坏程度 。4、避免故障进一步扩大，提高重合闸动作的成功率。如单相故障发展多相故障。DLbhtttt故障切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.06-0.12s，最快的可达0.01-0.04s。一般的断路器的动作时间为0.06-0.15s，最快的可达0.02-0.06s。快速性的缺陷：1、对于微机保护来说，过度追求快速性，必然降低了保护动作的准确性。（从采样定律来讲）2、对于一定类型的保护方式来说，必将缩小保护范围。（举无时限电流保护来讲）因此，按照技术经济条件来判断，保护选择性和快速性矛盾时，首先保证选择性还是快速性，对系统有利。如果，保证了选

13、择性切除故障较慢，对系统不利，宁愿选择快速性而选择性较差的保护形式。切除故障的最小时间的要求400500kV 0.020.04s； 220330kV 0.04-0.1s110kV 0.10.7s10kV 取决于不允许电压长时间降低的用户。（三）灵敏性：三）灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况或非正常工作情况的反应能力。 满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。 通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。 对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）dzdlmIIKmin保护的动作参数故障参数的最小计算值保护区内金属性短路时对

14、反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护） 其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。 在继电保护和安全自动装置技术规程（DL40091）中，对各类保护的灵敏系数Klm的要求都作了具体规定。max.ddzlmUUK故障参数的最大计算值保护区内金属性短路时保护的动作参数（四）可靠性：（四）可靠性： 指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。不发生错误动作（简称误动

15、）。 影响可靠性有内在的和外在的因素：影响可靠性有内在的和外在的因素： ：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等； ：运行维护水平、调试是否正确、正确安装四个基本要求互相关联而又互相矛盾，如过度考虑灵敏度和选择性，必将使保护装置复杂，降低可靠性。需综合考虑。四、发展：四、发展： 原理：原理：随电力系统的发展和科学技术的进步而发展过电流保护（最早熔断器） 电流差动保护（1901年） （1908年） 方向性电流保护 距离保护 高频保护 （1910年） （1920年） （1927年） 微波保护 行波保护、光纤保护 （50年代） （70年代诞生、50年代

16、有设想） 结构型式：结构型式： 机电型 电子型 微机型 (电磁型、感应型、电动型) 晶体管 集成电路 20世纪50年代 60年代末提出 70年代后 半期出样机 3 3、图形符号：、图形符号： 第二讲：继电保护的基本元件第二讲：继电保护的基本元件 一、互感器：一、互感器：（1 1）电流互感器：）电流互感器： 1 1 1、作用：、作用：（一次）大电流（二次）小电流（额定值为5A或1A）；隔离作用。减极性减极性”原原则同名端在一侧则同名端在一侧2 2、工作特点和要求：、工作特点和要求： 1）一次绕组与高压回路串联，I1只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。 2）二次回路不允许开路，否则会产

17、生危险的高电压，危及人身及设备安全。 3）CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。 4） 变换的准确性（幅值误差和相位误差又叫比差、角差）。3 3、极性：、极性： “减极性减极性”原则：原则：当同时从一、二次绕组的同极性端子通入相同方向电流时，它们在铁芯中产生磁通的方向相同。当从一次绕组“*”标端通入交流电时，则在二次侧感应电流从“*”标端流出。从两侧同极性端观察时， ， 反方向，称为减极性标记。此时铁芯中的合成磁势为 ，则 。这表明 ， 同相位。1I2I02211ININ11212IINNI1I2I1I2I4 4、误差：、误差：幅值误差和相位误

18、差。 ZL很小，Zu大。%10%100*121IIII。72 2、电压互感器：、电压互感器： 1 1、作用、作用：一次高电压 二次低电压（额定值100V） 2 2、 工作特点和要求：工作特点和要求： 1）一次绕组与高压电路并联。 2）二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。 3）二次绕组有一点直接接地。 4）变换的准确性（角比差）。3 3、 电磁式电压互感器电磁式电压互感器 其工作原理与变压器相同。 四、继电器特性四、继电器特性 以过电流继电器为例： 动作 ； 返回。继电器的动作电流：能使继电器动作的最小电流值。IdzJ继电器的返回电流：能使继电器返回的最大电流值。IhJhJJII

19、dzJJII继电特性的两个要点：1）永远处于动作或返回状态，无中间状态。2）Idz不等于Ih，使接点无抖动。 返回系数。过量继电器，Kh小于1；欠量继电器，Kh大于1。dzJhJhIIK五、常用继电器结构，原理和内部接线五、常用继电器结构，原理和内部接线一）电磁型电流继电器一）电磁型电流继电器 (型号DL） 电流线圈绕在铁芯上，当电流大于某一值时，可使可动舌片克服弹簧的拉力转动，使接点接通，继电器动作。 *继电器的动作电流：能使电流继电器开始动作的最小电流。 （ IDZ） *继电器的返回电流：使继电器可动触点开始返回原位的最大电流。（If） 返回系数：返回电流初以动作电流。 Kf=IFH/ID

20、Z 过流继电器返回系数总是小于1，要求在0.850.9之间。二）电磁型电压继电器二）电磁型电压继电器结构与电流继电器相似。不同之处：电流继电器铁芯上套的是电流线圈，而电压继电器铁芯上套的是电压线圈。电磁型电压继电器型号为电磁型电压继电器型号为DJ,DJ,分为过电压继电器和低电压继电器分为过电压继电器和低电压继电器.DJ-111,DJ-.DJ-111,DJ-121,DJ-131121,DJ-131为过电压继电器为过电压继电器. DJ-112,DJ-122,DJ-132. DJ-112,DJ-122,DJ-132为低电压继电器为低电压继电器低电压继电器的动作电压（UDZ）：指在继电器线圈上施加额定

21、电后又逐渐降低至继电器开始动作时的最高电压。低电压继电器的返回电压（UFH）：指继电器动作后又逐渐升高电压时，继电器可动触点开始返回原来位置的最低电压。UFHUDZ，因此低电压继电器返回系数KFH=UFH/UDZ1要求不大于1.2。由上述可知，低量继电器KFH1，过量继电器KFH1。 三）三）GL系列感应型过电流继电器系列感应型过电流继电器 1 1 GL系列感应型过电流继电器既具有反时限特性的感应元件系列感应型过电流继电器既具有反时限特性的感应元件, ,又有电磁速又有电磁速断元件断元件. . 2 2 触点容量大触点容量大, ,不需要时间继电器和中间继电器不需要时间继电器和中间继电器, ,即可构

22、成过流保护和速断即可构成过流保护和速断保护保护. .而且特别适用于交流操作的保护装置中而且特别适用于交流操作的保护装置中. . 3 3 感应元件为带时限的过电流保护感应元件为带时限的过电流保护, ,电磁元件构成电流速断保护电磁元件构成电流速断保护. .感应元件感应元件动作时间与电流大小有关动作时间与电流大小有关: :电流大电流大, ,动作时间短动作时间短; ;电流小电流小, ,动作时间长动作时间长, ,所以叫所以叫反时限保护反时限保护. .动作特性曲线 四）电磁型时间继电器四）电磁型时间继电器 （型号（型号DS）作用：在继电保护装置中建立所需要的时限。DS-110.五）电磁中间继电器五）电磁中

23、间继电器 （型号（型号DZ）作用：1、在继电保护装置中用来增加触点数量和触点容量。2、有延时（0.060.08s）躲过管型避雷器放电，防止避雷器放电时保护误动。（避雷器放电约半个周波，但可能延续到11.5个周波。）六）电磁型信号继电器六）电磁型信号继电器 (型号型号DX)作用：用来发出整套保护装置或者保护装置中某一回路的动作信号。DX-11型1、电流型信号继电器线圈中通过电流时，该工作电流在线圈上的压降不超过电源额定电压的10；2、保护装置动作时，流过继电器线圈的电流必须不小于信号继电器的额定工作电流的1.5倍。第三讲：单测电源网络相间短路第三讲：单测电源网络相间短路的电流保护的电流保护三段式

24、第段电流速断保护第段限时电流速断保护第段过电流保护主保护后备保护配置：配置：一、电流速断保护（第段）： 对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。用| |I|I|表示。 1 1、短路电流的计算：、短路电流的计算：图中：1最大运行方式下d(3)2最小运行方式下d(2)3保护1速断保护动作电流dsdsdlZZEZZEI1)3(dsddlZZEII1)3()2(2323 可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关 最大运行方式：对每一套保护装置来讲，在被保护线路末端短路时，系统等值阻抗最小，通过该保护装置的短路电流为最大的运行方式。（Zs.min） 最小运行方式：对每一套保

25、护装置来讲，在同样短路情况下，系统等值阻抗最大，通过该保护装置的短路电流为最小的运行方式。（Zs.max）2 2、整定值计算及灵敏性校验、整定值计算及灵敏性校验 为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定max.1 .BdkdzIKI3 . 12 . 1kK 保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，。（IdZ） 在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长。1 .dzI灵敏性：用保护范围的大小来衡量 lmax 、lmin一般用lmin来校验：要求：（15-20） 希望值50方法： 图解法 解析法： 可得 式中

26、ZL=Z1l被保护线路全长的阻抗值，动作时间t = 0s%100minllmin.1max1 .23dsdZlZZEI)23(1%100max1 .minsdZLZIEZll3 3、构成、构成 DLTQLHLJZJ信号XJI 1） 元件的作用元件的作用 A、DLDL1 1：DL的常开辅助触点，DL跳开后，DL1随之断开，切断TQ中的电流 若无DL1则切TQ中的电流由ZJ担负，会烧坏其触点。 B B、中间继电器中间继电器ZJZJ的作用的作用： a）触点容量大，用以接通跳闸回路（LJ的小） b）有延时（0.060.08s）躲过管型避雷器放电，防止避雷器放电时保护误动。（避雷器放电约半个周波，但可能

27、延续到11.5个周波。） C C、信号继电器：信号继电器：保护动作后，指示并记录该套保护的动作，以便值班人员根据保护动作情况，对故障进行分析。 2 2）动作原理：动作原理： 3 3）保护范围：）保护范围： 只保护本线路的80%左右，由整定电流保证选择性。 连接：GL继电器内部接线图 4 4、小结、小结 仅靠动作电流值来保证其选择性 能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。二、限时电流速断保护（第二、限时电流速断保护（第段）段） 保护本线路全长带有一定延时的第二套电流速断保护。用| |I|I|t t表示。 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 在满足要求的前提下，力求动作

28、时限最小。 因动作带有延时，故称限时电流速断保护。（一般取0.5S）1221LH信号XJDLLHTQLJSJIt1）SJ：延时接通跳闸线圈2）动作原理： 2 2、保护范围：、保护范围： 本线路全长，由延时来保证选择性。1 1、构造、构造3 3、整定值的计算和灵敏性校、整定值的计算和灵敏性校验验 为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第段的保护范围。即整定值与相邻线路第段配合。 动作电流：动作电流：2 .1 .dZkdZIKI动作时间动作时间： t取0.5“，称时间阶梯，其确定原则。灵敏性：灵敏性： 要求：1.3-1.5若灵敏性不满足要求，与相邻线路第段配合。此时：动作电

29、流：动作电流：动作时间：动作时间：tttt211 .min.dZdBlmIIK2 .1 .dZkdZIKIttt214 4、优缺点、优缺点： 优点： 灵敏性高；保护线路全长；可以做一段的近后备。 缺点：不能起完全的远后备作用5 5、小结：、小结： 限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长 依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性 与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的近后备保护。1 1、作用、作用：作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。用I It t表示，需设置时间

30、表示，需设置时间阶段差阶段差0.50.50.7s0.7s，动作时间为，动作时间为1.01.01.2S1.2S。2 2、整定值的计算和灵敏性校验：、整定值的计算和灵敏性校验：1）动作电流： 躲最大负荷电流 在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。三、定时限过电流保护（第三、定时限过电流保护（第段）段） 电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZqmax.maxfZqZqIKImax.maxfZqkZqkhIKKIKImaxfhZqkhhdZIKKKKII式中， 25. 115. 1kK33 . 1ZqK85. 0hK 显然，应按（2）式计算动作电流，且由（2）式可见，Kh

31、越大，IdZ越小，Klm越大。因此，为了提高灵敏系数，要求有较高的返回系数。（过电流继电器的返回系数为0.850.9） （2） 在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第段的测量元件均可能动作。例如：下图中d1短路时，保护14都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。（t=0.5-0.7S）2 2）动作时间）动作时间即 ：4321ttttttt43ttt32ttt21阶梯时间特性 注注：当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合.3 3）灵敏性）灵敏性近后备： ；Id1.min本线路末端短路时的短路电流。远后备： ，Id2min 相邻线路末端

32、短路时的短路电流。3 . 1min. 11dZdlmIIK2 . 1min. 22dZdlmIIK 3：DLLHTQLJSJItU t2 d2处短路，t2t3有选择性，但是产生了矛盾。上述矛盾的要求不可能同时满足。2 2、灵敏性、灵敏性： 受运行方式的影响大，往往满足不了要求。电流保护的缺点 例例：第段：运行方式变化较大且线路较短，可能失去保护范围； 第段：长线路重负荷（If增大，Id减小），灵敏性不满足要求。IdzIdzIII213IdzIdzIII3123、 速动性： 第、段满足； 第段越靠近电源，t越长缺点 4、可靠性： 线路越简单，可靠性越高优点七、应用范围：七、应用范围： 35KV及

33、以下的单电源辐射状网络中；第段：110KV等，辅助保护八 电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断：1、速断保护动作说明发生了短路事故。2、对于架空线路（重合闸未投），可能存在瞬时性故障，可以试送一次，如保护再次动作，说明是永久性故障。巡线查找故障点。3、对于变压器、电容器、电力电缆或室内电力线路，不允许试送。 第四讲：电网相间短路的方向性电流保第四讲：电网相间短路的方向性电流保护护 一、问题的提出一、问题的提出 双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。23tt 电流速断保护：d1处短路， d2处短路，对过电流保护：d1处短路， d2处短路，有选择性，但是产生了矛盾。上述矛盾的要求不

34、可能同时满足。IdzIdzIII213IdzIdzIII31232tt 采用保护原理：凡是流过保护的短路功率是采用保护原理：凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路的保护就启动；凡是流过保护的由母线指向线路的保护就启动；凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线的保护就不启动。短路功率是由线路指向母线的保护就不启动。 二、解决方法：二、解决方法： 加装功率方向继电器（方向过电流保护） 灵敏角：300、450。反应故障电流和母线残压功率方向 依据：正向故障时，U Ucycy超前I Id 0-900 反向故障时，U Ucycy超前I Id 1800-2700 三三、加装、加装功率方向继电器功率方向继电器

35、后的效果：后的效果： 加装功率方向继电器功率方向继电器后，可把该网看成两个单侧电源电网则保护分为两组：则保护分为两组： 1 1DLDL、3DL3DL、5DL5DL反应反应I I电源供电的短路电流电源供电的短路电流 2 2DLDL、4DL4DL、6DL6DL反应反应IIII电源供电的短路电流电源供电的短路电流环网也如此。 此时可按三段式电流保护的整定方法整定动作电流和动作时间 I1DL 2DL 3DL 4DL 5DL6DLII4 4、原理接线图：、原理接线图：信号 XJSJtLHDL LHTQLJ I 信号动作原理：正向故障时，LJ、GJ均动，经SJ延时作用于跳闸反向故障时，LJ动、GJ不动，保

36、护不动。 4 4、低电压保护、低电压保护信号 35kV及以上的电力线路有时还设置低电压保护（灵敏度比电流保护高），利用短路时，三相电压严重不平衡，通过低电压继电器来反应，以达到跳闸。缺点：a）PT二次保险断相，易误动作。b）其他线路发生短路，母线电压同样下降，可能导致低电压继电器动作。 因此，实际中采用电流电压互为闭锁的方式。（电流元件两相星性接线，3个电压继电器接线电压）DLLHTQLJSJItU 信号XJ二、电力变压器的保护二、电力变压器的保护对于对于310kV配电变压器的保护主要有过流保护和电流速断保护配电变压器的保护主要有过流保护和电流速断保护*气体保护的使用范围：单台容量在800kV

37、A及以上的油浸式变压器或车间内装设的容量在400kVA及以上的油浸式变压器必须安装。*单台容量在10000kVA及以上或单台容量在6300kVA及以上的并列运行变压器，应装设电流差动保护，以代替电流速断保护。*对于大容量、高电压的降压变压器为提高灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。一）过流保护一）过流保护变压器过流保护接线与线路的过流保护接线方式相同。二）电流速断保护（按不完全星性两相两继电器接线）。二）电流速断保护（按不完全星性两相两继电器接线）。三）差动保护三）差动保护变压器的主保护1、保护原理 变压器两侧的电流互感器按循环电流接线方式接入差动继电器。（基尔霍夫电流定律）I=iIiII

38、 正常运行或外部短路时，流入继电器的电流为很小的不平衡电流； 内部故障时，流入继电器的电流为两侧的短路电流之和。2、接线方式 大容量变压器通常按Y，d接线，一次侧（高压侧)接成星形、二次侧（低压侧）接成三角形，一次侧（高压侧)电流与二次侧（低压侧）电流不能直接按图5-18接线。必须进行三种补偿：变比补偿、数值补偿和相位补偿，才能按图5-18接线。3、微机保护通过软件完成相位补偿。4、差动保护的运行注意事项1）保护范围：变压器高低压侧电流互感器之间的所有设备。不仅包括变压器本身，还包括变压器高低压侧的引线。2）差动保护动作的可能原因：a 变压器内部故障，如相间短路、匝间短路。 B 高低压侧引线相

39、间短路 c 电流互感器发生匝间短路或二次回路断线、短路。3）注意事项A 差动保护动作，主变跳闸后，应查明原因或进行内部检定，确无异常时，方可强送；B 停电工作时，若涉及差动回路，则其投运时应接信号，同时要对它进行六角图试验和测量不平衡电流值，在确无异常时，方可接于跳闸。四）气体保护瓦斯继电器瓦斯继电器作用：当变压器内部发生故障（如相间、匝间短路）时，伴随有电弧产生，会产生大量气体和向上冲涌的油流，使瓦斯继电器动作。 保护范围：变压器本体。目前用得较多的为QJ180型复合式瓦斯继电器轻瓦斯保护开口杯重瓦斯保护挡板要点：接跳闸的触点用双干簧触点串联，提高触点的抗干扰性。（重瓦斯）*为什么差动保护不

40、能代替瓦斯保护瓦斯保护能反应变压器油箱内部的任何故障，如铁芯过热烧伤，油面降低等，但差动保护对此无反应。又如变压器绕组发生少数线匝的匝短路，虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但相电流上却并不大，因此差动保护没有反应。但瓦斯保护对此却能灵敏地反应，这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。三：高压电动机保护常采用电流速断保护（或电流纵差保护）和过负荷保护。接线方式同变压器保护类似。过负荷保护根据需要可动作于跳闸或作用于信号，也可设置两套过负荷保护，一套保护动作于跳闸，一套保护动作于信号。2000kW及以上大容量的高压电机，普遍采用电流纵差保护代替电流速断保护

41、，2000kW以下的电动机，如电流速断保护灵敏度不能满足要求，也可采用电流纵差保护代替电流速断保护。有时，还装设反映单相接地故障的零序电流保护。欠压保护，同步电机的失步保护。四：电力电容器组保护普遍采用速断保护和过流保护；速断保护取电力电容器组额定电流的22.5倍，0s；如延时速断保护取电力电容器组额定电流的1.52倍，动作时间为0.2s，以避开电力电容器组的合闸涌流；过压保护、欠压保护、差压保护。第五节第五节 微机保护及变电站综合自动化微机保护及变电站综合自动化一、微机保护装置的特点一、微机保护装置的特点1 1、维护调试方便、维护调试方便2 2、可靠性高（弱电）、可靠性高（弱电）3 3、易于

42、获得附加功能、易于获得附加功能(适时检测）适时检测）4 4、灵活性大、灵活性大(多套定值切换）多套定值切换）5 5、保护性能得到很好改善（可以实现复杂、保护性能得到很好改善（可以实现复杂的保护）。的保护）。 二、微机保护的硬件原理二、微机保护的硬件原理硬件系统一般包括三大部分：模拟量输入系统、CPU主系统、开关量输入/输出系统一）模拟量输入系统（数据采集系统）一）模拟量输入系统（数据采集系统）1、电压形成回路 微机保护通常要求输入信号为5V或10V，必须将TA、TV输出的高电压大电流进行变换，即采用中间变换器。2、采样保持（S/H）电路 作用：在一极短的时间内，测量模拟输入量在该时刻的瞬时值，

43、并在模拟数字转换器进行转换的期间内保持其输出不变。3、模拟量多路转换开关（MPX） 由于模数转换器昂贵，不是每个模拟量输入通道设一个A/D，而是公用一个，中间经MPX切换轮流由公用的A/D转换成数字量输入微机。4、模数转换器（A/D转换器或称ADC） 电力系统中心电流、电压信号均为模拟量，因此必须采用A/D将连续的模拟量变为离散的数字量，才能输入微机。二）开关量输入及输出回路二）开关量输入及输出回路1、开关量输入回路 对微机保护装置的开关量输入，即接点状态的输入可分为两大类：1）安装在装置面板上的接点：（如调试时用或检查装置用的键盘接点）2）从装置外部经过端于排引入装置的接点：（如运行中切换的

44、各种压板、转换开关）2、开关量输出回路 开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中安信号等。一般采用并行接口的输出口来控制有接点继电器的方法，为提高抗干扰能力，也经过一级光电隔离。3、定值输入 保护装置整定值的修改，可由装置面板上的定值插销或拨轮开关的调整来实现，或由装置面板上的键盘输入。4、打印机的接口三、微机保护的具体应用三、微机保护的具体应用一）变压器保护一）变压器保护 常规保护必须在各侧增设辅助电流互感器，并适当选择变化及Y/接法，来弥补变压器各侧电流的变化误差数值误差及接线误差。 采用微机保护时，可省去辅助电流互感器，三种误差可通过计算机软件的修改来弥补。 还可增加一些附加措施来防

45、止励磁涌流可能引起的误动：1、利用励磁涌流波形与故障电流波形的差别（间断角）；2、利用励磁涌流与变压器内部故障电流上升率的差别。二）线路距离保护二）线路距离保护 增加了自适应性能： 例如：在振荡闭锁回路中判别系统振荡和系统故障的t，能适应振荡过程中振荡周期愈来愈短的情况，自动缩短则有效进行闭锁，以防止 t跟不上振荡周期而导致距离保护误动。 可靠识别振荡中再故障： 利用dR/dt的变化率来判断，即dR/dt开始变化很大，然后基本不变，满足两条件以为振荡中发生故障。只有微机保护才能实践此功能。四、变电站综合自动化系统四、变电站综合自动化系统 指变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置

46、、运动装置），利用微机及网络技术，经过功能的重新组合和优化设计，对变电站执行自动监控、测量、运行操作及其协调的一种综合性的自动化系统。有以下功能：1、“四遥”功能：遥控、遥测、遥信、遥脉2、定时打印电量和负荷率。3、自动投切电容器，实现功率因数自动调整。4、具有带负载调压的变压器，可自动调压。5、变电站倒闸操作票的自动填写打印。四、自动重合闸和备用电源自投装置四、自动重合闸和备用电源自投装置一）自动重合闸装置一）自动重合闸装置1、为什么采用自动重合闸、为什么采用自动重合闸a 针对瞬时性故障针对瞬时性故障 b提高供电可靠性提高供电可靠性C 弥补保护选择性的不足。弥补保护选择性的不足。基本要求：1

47、、人为断开断路器时，重合闸不动作；2、手动合闸于故障线路，重合闸不动作；充电时间3、对于同一次故障，自动重合闸的动作次数应符合预先的规定；4、自动重闸动作后应能自动复归，以备下次线路故障时再动作；5、当断路器处于不正常状态时，重合闸应退出运行。（重合闸闭锁）*电力电缆供电的馈线，不采用重合闸。2 2、动作原理、动作原理几个元件的作用： 电容器C用于保证重合闸装置只动作一次； 充电电阻4R用于限制电容器C的充电速度，防止一次重合闸不成功时而发生多次重合，放电电阻6R为重合闸时（如手动合开关），电容器可通过6R来放电。 二）备用电源自动投入装置（二）备用电源自动投入装置（BZTBZT）概念：指工作

48、电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入。可以是概念：指工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入。可以是合上备用电源线路的断路器，也可是备用变压器的断路器。合上备用电源线路的断路器，也可是备用变压器的断路器。基本要求：1、只有在正常工作电源跳闸后，方能自动投入备用电源；2、备用电源自投装置只应动作一次；如备用电源合闸后又自动跳闸，不得再次自动合闸。3、当备用电源无电时，BZT不动作；4、当电压互感器的保险熔断时，BZT不应误动。 母 联八：继电保护与二次回路对变电站安全运行的重要意义。注意事项：1、相关人员应根据工作需要熟练掌握继电保护与二次回路的工作原理、接线方式和运行注意事项。2、变电站应

49、做到备有全部继电保护和二次回路的有关图纸，并与实际相符。继电保护和二次回路的验收试验资料齐全。3、继电保护的整定值和投入使用情况应详细列表写明，放置在明显便于查找的地方。4、继电保护的投运和退出应根据调度的命令执行。5、操作电源必须保证安全可靠、容量足够。 第三节第三节 变电所的二次回路变电所的二次回路一、二次回路的功用、分类及接线图一、二次回路的功用、分类及接线图一）变电所二次回路的含义、作用与分类一）变电所二次回路的含义、作用与分类 一次设备发电厂、变电所中凡直接用来接受与分配电能以及改变电能电压相关的所有设备。包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器、电抗器、电容器、避雷器、

50、输配电线路。 一次系统由一次设备连接成的系统称为电气一次系统或电气主接线系统。 二次设备为保证主接线（一次）系统的正常与安全运行，凡对一次 电气设备进行监视、测量、操纵、控制及起保护作用的辅助性电气设备。 二次回路由二次设备按一定顺序和要求互相连接构成的回路称为二次回路或二次系统。 按二次设备各种不同的用途可分为： 继电保护二次回路、自动装置二次回路、控制系统二次回路、测量仪表二次回路、信号装置二次回路、操作电源二次回路等。二）二次回路原理图、展开图及安装接线图二）二次回路原理图、展开图及安装接线图1、原理图1.1、绘制原理图的目的、绘制原理图的目的：在图上所有仪表和继电器都是以整体形式的设备

51、图形符号表示，不画出内部接线，而只画出接点的连接。并将二次部分的电流回路、电压回路、直流回路和一次回路图绘制在一起。特点是一、二次回路画在一起。目的：是为了表示出回路的全部组成元件和它们之间的联系及其动作原理。在原理图上所有组成元件都以完整的图形符号表示，故能对整套保护的构成和工作原理给出直观的、完整的概念。1.2、原理图的缺点：、原理图的缺点：原理图只能给出保护主要元件工作的原理，但对一些细节，如元件的内部接线、引出端子及回路的编号等都没有表示出来，特别在元件较多、接线较复杂时，原理图的绘制和阅读都比较困难，而且不便于现场查找回路及调试，这使得原理图的应用受到一定限制。 三段式电流保护原理图

52、 2 展开图展开图2.12.1、展开图的特点：、展开图的特点：是将保护的交流电流回路、交流电压回路、直流回路、信号回路分开绘制。各继电器的线圈和触点也分开，分别画在它们各自、所属的回路中。为了便于阅读和查对，属于同一个继电器的各部件要标以相同的文字符号。 2 2.2.2、绘制展开图时，应遵守下列规则：、绘制展开图时，应遵守下列规则： 1）回路的排列一般按交流电流回路、交流电压回路、直流回路、信号回路的顺序排列。弥补了原理图没有元件内部接线、没有元件端子号码和回路标号等缺陷。 2）每个回路内，各行的排列顺序：交流回路为a、b、c相 ，直流回路按保护的动作顺序自上主而下排列。3）每一行中各元件（继

53、电器的线圈、触点等）按实际连接顺序绘制。4）展开图各回路的右侧常有文字说明，便于了解各回路的作用。阅读展开图时，一般应按先交流后直流，由上而下，从左到右的顺序阅读。展开图的绘制和阅读均较方便，且便于供查线和调试用。特别对于复杂的保护，其优越性更加显著。因此，展开图在生产中得到广泛应用。展开图展开图3、安装接线图 由于二次设备布置分散，需要用控制电缆将它们互相连接起来，因此单凭原理图和展开图来安装是困难的。为此在二次接线安装时，须绘制安装接线图。 包括：屏面布置图、屏背面接线图和端子排图。屏面布置图：表示屏上设备的布置情况，按实际尺寸照一定比例绘制。屏背面接线图：标明屏上设备在屏背面引出端子间以

54、及与端子排间的连接情况。端子排图：表示屏上设备与屏顶设备、屏外设备的连接情况。二、二次回路的编号与设备标志二、二次回路的编号与设备标志1 1 一般要求一般要求 a a在展开接线图中对回路进行编号。在展开接线图中对回路进行编号。B B在安装接线图中除编号外，在安装接线图中除编号外，尚须对设备进行标志。尚须对设备进行标志。C C 二次回路的编号按等电位原则进行。二次回路的编号按等电位原则进行。2 2 展开接线图回路编号：展开接线图回路编号：交直流回路采用不同的方法编号。交直流回路采用不同的方法编号。3 3 安装接线图设备标志和编号安装接线图设备标志和编号4 4 端子排标志方法端子排标志方法: :垂

55、直布置时，排列由上而下；水平布置时，排列从左而右。顺序：交垂直布置时，排列由上而下；水平布置时，排列从左而右。顺序：交流电流回路；交流电压回路；控制回路；信号回路和其他回路。流电流回路；交流电压回路；控制回路；信号回路和其他回路。三三 相对编号法相对编号法 （普遍采用）（普遍采用）五、交流及复式整流操作电源五、交流及复式整流操作电源 变电站开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使用的电源称为操作电源。 基本要求：基本要求：要有足够的可靠性。不论变电站的运行状态如何变化，即使发生短路，母线电压降为零，操作电源不允许出现中断，仍应保证有足够的电压和足够的容量。 分类：交流操作电源适用于接线方式较为简单的小容量变电站。 直流操作电源适用于较为重要、容量较大变电站。一）交流操作电源一）交流操作电源1、变流器供给操作电源（电流互感器）、变流器供给操作电源（电流互感器） 只有发生短路事故时，或者在负荷电流较大