第七章++继电保护与二次回路

1、第第七七章章继电保护与二次回路继电保护与二次回路刘老师：刘老师容提要：内容提要：v本章比重占本章比重占5%第一节第一节 继电保护任务及基本要求继电保护任务及基本要求第二节第二节 变压器保护变压器保护第三节第三节 电力线路及设备保护电力线路及设备保护第四节第四节 电力系统自动装置电力系统自动装置第五节第五节 二次回路基本知识二次回路基本知识第六节第六节 变电所操作电源变电所操作电源继电保护的任务继电保护的任务v当电气设备发生短路故障时，能自动迅速的将故当电气设备发生短路故障时，能自动迅速的将故障设备从电力系统中切除，将事故尽可能限制在障设备从电力系统中切除，将事故尽可能

2、限制在小范围内。小范围内。v当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动化装置还可以迅速投入备用电源，使重护和自动化装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备继续获得供电。要设备继续获得供电。电气设备发生故障的危害电气设备发生故障的危害v电气设备发生短路故障时，产生很大的短路电流；电气设备发生短路故障时，产生很大的短路电流；v电网电压下降，电气设备过热烧坏；电网电压下降，电气设备过热烧坏；v充油设备产生气体，出现喷油或者着火；充油设备产生气体，出现喷油或者着火；v导线被烧断，供电中断；导线被烧断，供电中断；v电力系统稳定性被破坏；电力系统稳定性被破坏

3、；多种继电保护方式多种继电保护方式v根据电气设备发生故障时的各种形态及电气量变根据电气设备发生故障时的各种形态及电气量变化，设计各种继电保护方式：化，设计各种继电保护方式： 电流过负荷保护电流过负荷保护、过电流保护过电流保护、电流速断保护电流速断保护、方向电流保护方向电流保护、低电压保护低电压保护、过电压保护过电压保护、电流电流闭锁电压速断保护闭锁电压速断保护、差动保护差动保护、高频保护高频保护等。等。继电保护的基本要求继电保护的基本要求v选择性选择性当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性的切除故障，使非故障部分继续运行，停电择性的切除故障，使

4、非故障部分继续运行，停电范围尽量缩小。范围尽量缩小。v快速性快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因故障而降低的时间，微的状态，减少系统电压因故障而降低的时间，提高电力系统稳定性。提高电力系统稳定性。继电保护的基本要求继电保护的基本要求v灵敏性灵敏性继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内的故障的反映能力，能对被保护设备发护范围内的故障的反映能力，能对被保护设备发生的故障和不正常运行方式能灵敏的感受和灵敏生的故障和不正常运行方式能灵敏的感受和灵敏的反映。的反映。v可靠性

5、可靠性需要动作时不拒动，不需要动作时不误动需要动作时不拒动，不需要动作时不误动保护继电器保护继电器1、电流继电器：电流保护的测量元件；2、电压继电器：电压保护的测量元件；3、中间继电器：在继电保护装置和自动装置中用以增加触点数量以及容量 ，也可使触点闭合或断开时带有不大的延时；4、时间继电器：建立必要的延时，以保证保护动作的选择性和某种逻辑关系 ；5、信号继电器：作为继电保护装置和自动装置动作的信号指示；变压器保护变压器保护v310kV配电变压器主要有配电变压器主要有过电流保护、电流速过电流保护、电流速断保护断保护；v单台油浸变压器容量在单台油浸变压器容量在800kVA以上的，车间内以上的，车

6、间内400kVA及以上油浸变压器装设及以上油浸变压器装设气体保护气体保护；v单台容量单台容量10000kVA以上的，或者单台以上的，或者单台6300kVA以以上的并列运行变压器，装设上的并列运行变压器，装设差动保护差动保护；v大容量、高电压的降压变，为了提高灵敏度，采大容量、高电压的降压变，为了提高灵敏度，采用复合电压闭锁的过电流保护；用复合电压闭锁的过电流保护；变压器过电流保护变压器过电流保护v过流保护的原理：当电气设备发生短路事故时，过流保护的原理：当电气设备发生短路事故时，将产生很大的短路电流，利用这一特点设置过电将产生很大的短路电流，利用这一特点设置过电流保护和电流速断保护。流保护和电

7、流速断保护。v动作时限的两种实现办法：动作时限的两种实现办法： 定时限过电流保护：动作时限经整定后不变；定时限过电流保护：动作时限经整定后不变； 反时限过电流保护：动作时限随电流的大小而变反时限过电流保护：动作时限随电流的大小而变化，电流越大动作时限越短。化，电流越大动作时限越短。变压器电流差动保护变压器电流差动保护v 变压器差动保护变压器差动保护的保护范包括变的保护范包括变压器一、二次侧压器一、二次侧电流互感器之间电流互感器之间的所有设备，其的所有设备，其中除了被保护设中除了被保护设备变压器之外，备变压器之外，还有变压器的一还有变压器的一、二次连接线。、二次连接线。变压器气体保护变压器气体保

8、护v油浸变压器内部故障时，短路电流产生的电弧产油浸变压器内部故障时，短路电流产生的电弧产生大量气体，利用这些气体动作于保护装置，也生大量气体，利用这些气体动作于保护装置，也叫叫瓦斯保护瓦斯保护；v气体保护、电流速断保护和差动保护是气体保护、电流速断保护和差动保护是变压器主变压器主保护保护；过电流保护是；过电流保护是后备保护后备保护。电力线路及设备保护电力线路及设备保护v610kV电力线路电力线路的继电保护只有的继电保护只有过电流保护过电流保护和和电流速断保护电流速断保护；v35kV及以上的电力线路可装设低电压保护，限时及以上的电力线路可装设低电压保护，限时电流速断保护；电流速断保护；v对于双测

9、电源供电线路，设置方向继电器，判别对于双测电源供电线路，设置方向继电器，判别电流方向，如方向过电流保护、方向电流速断保电流方向，如方向过电流保护、方向电流速断保护。护。高压电动机保护高压电动机保护v高压电动机常用保护为高压电动机常用保护为电路速断保护和过负荷保电路速断保护和过负荷保护护；v2000kW及其以上容量的高压电动机，采用纵联差及其以上容量的高压电动机，采用纵联差动保护代替电流速断保护；动保护代替电流速断保护；v高压电动机的其它保护：反映单相接地故障的零高压电动机的其它保护：反映单相接地故障的零序电流保护，反映电压降低的欠电压保护和同步序电流保护，反映电压降低的欠电压保护和同步电机的失

10、步保护。电机的失步保护。电力电容器保护电力电容器保护v中小容量的高压电容器组普遍采用中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断电流速断或或延延时电流速断保护时电流速断保护作为相间短路保护。作为相间短路保护。变电所继电保护自动装置新技术应用变电所继电保护自动装置新技术应用v 变电站采用微机综合自动化的功能：变电站采用微机综合自动化的功能： 对变电站正常运行的各项主要参数自动采集、处理、打对变电站正常运行的各项主要参数自动采集、处理、打印和显示；印和显示； 定时打印电量和负荷率；定时打印电量和负荷率； 自动投切电容器；自动投切电容器； 带负载调压变压器的自动调压；带负载调压变压器的自动调压； 负荷自动

11、控制；负荷自动控制； 系统发生短路故障时，自动记录事故发生时间、短路电系统发生短路故障时，自动记录事故发生时间、短路电流大小等情况；流大小等情况； 对故障前后的数据进行采集和处理，对事故进行分析；对故障前后的数据进行采集和处理，对事故进行分析； 变电站倒闸操作票的自动填写打印等。变电站倒闸操作票的自动填写打印等。继电保护动作与故障判断和处理继电保护动作与故障判断和处理v当出现电流速断保护动作断路器跳闸时，如果被当出现电流速断保护动作断路器跳闸时，如果被保护设备是架空电力线路，考虑到架空电力线路保护设备是架空电力线路，考虑到架空电力线路有可能发生瞬时性短路故障，如由于刮风或鸟类有可能发生瞬时性短

12、路故障，如由于刮风或鸟类碰撞，或者遭受雷击，短路故障瞬间自动消失，碰撞，或者遭受雷击，短路故障瞬间自动消失，因此电流速断保护动作后，根据具体需要，因此电流速断保护动作后，根据具体需要，可以可以合闸试送合闸试送。如果合闸试送失败，继电保护再次动。如果合闸试送失败，继电保护再次动作跳闸，则说明故障不是瞬时性的，而是永久性作跳闸，则说明故障不是瞬时性的，而是永久性的。的。v如果被保护设备是电力变压器、电力电容器、电如果被保护设备是电力变压器、电力电容器、电力电缆或室内电力线路，则一旦发生电流速断保力电缆或室内电力线路，则一旦发生电流速断保护动作跳闸，就护动作跳闸，就不允许合闸试送电不允许合闸试送电。

13、 继电保护动作与故障判断和处理继电保护动作与故障判断和处理v当变压器差动保护动作时，可能原因：当变压器差动保护动作时，可能原因：1、电力变压器内部发生事故，例如相间短路或匝间、电力变压器内部发生事故，例如相间短路或匝间短路；短路；2、电力变压器一、二次连续发生相间短路；、电力变压器一、二次连续发生相间短路；3、电流互感器发生匝间短路或者二次回路出现断线、电流互感器发生匝间短路或者二次回路出现断线、短路。、短路。自动重合闸自动重合闸v由于发生故障，继电保护动作断路器自动跳闸后由于发生故障，继电保护动作断路器自动跳闸后，能使断路器自合闸的装置称为自动重合闸装置，能使断路器自合闸的装置称为自动重合闸

14、装置。自动重合闸可以满足选择性的不足。自动重合闸可以满足选择性的不足。v电缆线路不应用自动重合闸。电缆线路不应用自动重合闸。自动重合闸的基本要求自动重合闸的基本要求v在下列情况下，自动重合闸不应动作：在下列情况下，自动重合闸不应动作：1、值班人员人为操作断路器断开；、值班人员人为操作断路器断开；2、值班人员操作断路器合闸，由于线路上有故障、值班人员操作断路器合闸，由于线路上有故障，引起断路器随即跳闸；，引起断路器随即跳闸；v对于同一次故障，自动重合闸的动作次数应符合对于同一次故障，自动重合闸的动作次数应符合预先的规定。如一次重合闸就应只动作一次；预先的规定。如一次重合闸就应只动作一次；v自动重

15、合闸动作之后应能自动复归，以备下次线自动重合闸动作之后应能自动复归，以备下次线路故障时再动作；路故障时再动作；v当断路器处于不正常状态时，重合闸应退出运行当断路器处于不正常状态时，重合闸应退出运行。备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置v当工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投当工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入。即可用于合上备用电源线路的断路器，也可入。即可用于合上备用电源线路的断路器，也可用于合上备用变压器的断路器。用于合上备用变压器的断路器。 v备用电源自动投入应满足：备用电源自动投入应满足：1、只有在正常工作电源断路器跳闸后，方能自动、只有在正常工作电源断路器跳闸后，方能自

16、动投入备用电源断路器；投入备用电源断路器；2、当正常工作电源断路器跳闸后，备用电源自投、当正常工作电源断路器跳闸后，备用电源自投装置应只动作一次。如果备用电源合闸后又自动装置应只动作一次。如果备用电源合闸后又自动跳闸，不得再次自动合闸；跳闸，不得再次自动合闸；3、当备用电源无电压时，自投装置不应动作；、当备用电源无电压时，自投装置不应动作；4、当电压互感器的熔丝熔断时，自投装置不应误、当电压互感器的熔丝熔断时，自投装置不应误动作。动作。二次回路基本概念二次回路基本概念v发电厂和变电所中直接与生产和输配电能相关的发电厂和变电所中直接与生产和输配电能相关的设备称为设备称为一次设备一次设备，例如：发

17、电机、变压器、断，例如：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器等。路器、隔离开关、母线、互感器等。v对一次设备进行监视、测量、控制和保护作用的对一次设备进行监视、测量、控制和保护作用的辅助设备称为辅助设备称为二次设备二次设备。如：继电器，操作电源。如：继电器，操作电源等；等；v由二次设备按照一定顺序和要求相互连接构成的由二次设备按照一定顺序和要求相互连接构成的电气回路称为二次回路。电气回路称为二次回路。v按照二次设备用途分为：继电保护、自动装置、按照二次设备用途分为：继电保护、自动装置、控制系统、测量仪表、信号装置和操作电源。控制系统、测量仪表、信号装置和操作电源。二次回路接线图二次回

18、路接线图1、原理接线图、原理接线图将各种电气以集合形式表示，表明接线方式和动将各种电气以集合形式表示，表明接线方式和动作原理；作原理； 特点：一、二次回路画在一起，对所有设备有一特点：一、二次回路画在一起，对所有设备有一个完整的概念；个完整的概念；2、展开接线图、展开接线图将交流回路和直流回路分开表示。交流回路分为将交流回路和直流回路分开表示。交流回路分为电压回路和电流回路；直流回路分为操作回路和电压回路和电流回路；直流回路分为操作回路和信号回路；信号回路；3、安装接线图、安装接线图包括平面布置图、屏背面接线图和端子排图。包括平面布置图、屏背面接线图和端子排图。二次回路接线图阅读顺序二次回路接

19、线图阅读顺序阅读原理接线图的顺序是什么？阅读原理接线图的顺序是什么？ 从电流互感器的二次侧看短路电流出现后，能使从电流互感器的二次侧看短路电流出现后，能使哪个继电器动作，该继电器的触点闭合（或断开哪个继电器动作，该继电器的触点闭合（或断开）后，又使哪个继电器启动，依次看下去，直到）后，又使哪个继电器启动，依次看下去，直到看到使断路器跳闸及发出信号为止；看到使断路器跳闸及发出信号为止； 阅读展开接线图的顺序是什么？阅读展开接线图的顺序是什么？1、先读交流电路后读直流线路；、先读交流电路后读直流线路；2、直流电流的流通方向是从左到右，即从正电源经、直流电流的流通方向是从左到右，即从正电源经触点到线圈再回到负电源；触点到线圈再回到负电源；3、元件的动作顺序是：从上到下，从左到右。、元件的动作顺序是：从上到