继电保护知识培训

1、继电保护基础知识培训继电保护基础知识培训2014.04什么是继电保护什么是继电保护 当电力系统中的电气设备当电力系统中的电气设备( (如发电机、线路、变压器、电如发电机、线路、变压器、电动机等动机等) )或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要有向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的需要有向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施、用于保护电气设备或电力系统的成设备。实现这种自

2、动化措施、用于保护电气设备或电力系统的成套硬件设备，一般通称为继电保护装置。继电保护装置是保证电套硬件设备，一般通称为继电保护装置。继电保护装置是保证电气设备或电力系统安全运行的基本的装备。气设备或电力系统安全运行的基本的装备。一、保护的作用一、保护的作用1 1、当被保护的电力系统或设备发生故障时，该继电保护装置迅速准、当被保护的电力系统或设备发生故障时，该继电保护装置迅速准确地给距离故障设备最近的断路器发出跳闸命令，使故障设备及确地给距离故障设备最近的断路器发出跳闸命令，使故障设备及时从电力系统中断开，最大限度地减少对电力设备本身的损坏，时从电力系统中断开，最大限度地减少对电力设备本身的损坏

3、，防止事故蔓延，降低对电力系统安全供电的影响。防止事故蔓延，降低对电力系统安全供电的影响。2 2、反应电气设备的不正常工作状态，并根据不正常工作状态和设备、反应电气设备的不正常工作状态，并根据不正常工作状态和设备运行维护条件的不同运行维护条件的不同( (例如有无经常值班人员例如有无经常值班人员) )发出信号，以便值发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整。班人员进行处理，或由装置自动地进行调整。第一节第一节 保护的作用、基本原理及要求保护的作用、基本原理及要求 二、保护的基本原理二、保护的基本原理 供配电系统中应用着各种各样的保护装置，尽管它们在结构上各供配电系统中应用着各种各样

4、的保护装置，尽管它们在结构上各不相同，但基本上都是由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部不相同，但基本上都是由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部分构成，如框图所示。分构成，如框图所示。（续上）（续上） 其中测量部分用来反应和转换被保护对象的各种电气参数，经过其中测量部分用来反应和转换被保护对象的各种电气参数，经过变换后，送给逻辑部分，与整定值进行比较，作出逻辑判断，当变换后，送给逻辑部分，与整定值进行比较，作出逻辑判断，当判别出被保护对象有故障时，起动执行部分，发出操作指令，使判别出被保护对象有故障时，起动执行部分，发出操作指令，使断路器跳闸。断路器跳闸。 供配电系统发生故障时，相对于正常运行状

5、态，很多电气量都要供配电系统发生故障时，相对于正常运行状态，很多电气量都要发生明显变化。例如：在短路回路中电流会突然增大；故障相的发生明显变化。例如：在短路回路中电流会突然增大；故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点愈近，电压下降愈多，相电压或相间电压会下降，而且离故障点愈近，电压下降愈多，甚至降为零；电压与电流间的相位角会发生变化；测量阻抗（保甚至降为零；电压与电流间的相位角会发生变化；测量阻抗（保护安装处电压与电流相量的比值）会发生变化；电气元件两侧电护安装处电压与电流相量的比值）会发生变化；电气元件两侧电流关系发生变化；出现负序和零序分量等。流关系发生变化；出现负序和零序分量等。

6、利用供电系统故障时运行参数与正常运行时参数的差别可以构成利用供电系统故障时运行参数与正常运行时参数的差别可以构成各种不同原理的保护装置。各种不同原理的保护装置。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来 继电保护有四个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、继电保护有四个基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性，要全面考虑。在某些情况下，速动性，要全面考虑。在某些情况下，“四性四性”的要求有矛盾不的要求有矛盾不能兼顾时，应有所侧重；片面强调某一项要求，都会导致保护复能兼顾时，应有所侧重；片面强调某一项要求，都会导致保护复杂化、影响经济指标及不利于运行维护等。整定计算尤其需要处杂化、影响经济

7、指标及不利于运行维护等。整定计算尤其需要处理好四性的协调关系。理好四性的协调关系。1 1、选择性、选择性 选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。首先由故障线路或元件本身的保护切除故障，当上述保护缩小。首先由故障线路或元件本身的保护切除故障，当上述保护或开关拒动时，才允许相邻保护动作。继电保护选择性的满足，或开关拒动时，才允许相邻保护动作。继电保护选择性的满足，主要由整定计算来考虑，通过正确整定保护装置的动作值和动

8、作主要由整定计算来考虑，通过正确整定保护装置的动作值和动作时间来实现，即通常说的灵敏度和动作时间配合，其原则是从故时间来实现，即通常说的灵敏度和动作时间配合，其原则是从故障点向电源方面的各级保护，其灵敏度逐级降低，其动作时限逐障点向电源方面的各级保护，其灵敏度逐级降低，其动作时限逐级增长。级增长。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来续上：续上： 时限配合：上一级保护时限比下一级保护时限要大，所大的时限配合：上一级保护时限比下一级保护时限要大，所大的时限差，即为时限级差。时限差，即为时限级差。 保护范围配合：也叫灵敏度有配合。保护装置对被保保护范围配合：也叫灵敏度有配合。保护装置对被

9、保护对象的故障反应有一定的范围，上一级保护的保护范围应比下护对象的故障反应有一定的范围，上一级保护的保护范围应比下一级相应段保护范围为短，即在下一级保护范围末端故障时，下一级相应段保护范围为短，即在下一级保护范围末端故障时，下一级保护动作，上一级保护不动作这叫做范围有配合。一级保护动作，上一级保护不动作这叫做范围有配合。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来2 2、速动性、速动性 短路故障引起电流的增大、电压的降低，保护装置快速短路故障引起电流的增大、电压的降低，保护装置快速地断开故障，有利于减轻设备的损坏程度，为负荷创造尽快恢复地断开故障，有利于减轻设备的损坏程度，为负荷创造尽快恢

10、复的条件，提高发电机并列运行的稳定性。的条件，提高发电机并列运行的稳定性。 为了提高速动性，一是配置快速保护；二是可通过合理为了提高速动性，一是配置快速保护；二是可通过合理的缩小动作时间级差来提高快速性；三是正确地采用先无选择性的缩小动作时间级差来提高快速性；三是正确地采用先无选择性和后用重合闸补救相结合的措施，或备用电源自投的方式。例如和后用重合闸补救相结合的措施，或备用电源自投的方式。例如: :线路变压器组、分段保护等。线路变压器组、分段保护等。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来3 3、灵敏性、灵敏性 灵敏性是指在所规定的保护范围内发生所有可能发生的故灵敏性是指在所规定的保护

11、范围内发生所有可能发生的故障或不正常工作状态时，保护装置的迅速反应能力。反应能力是障或不正常工作状态时，保护装置的迅速反应能力。反应能力是用继电保护装置的灵敏系数用继电保护装置的灵敏系数( (灵敏度灵敏度) )来衡量。如保护装置对保护来衡量。如保护装置对保护区内极轻微的故障都能及时迅速地反应和动作，就说明保护装置区内极轻微的故障都能及时迅速地反应和动作，就说明保护装置的灵敏度高。的灵敏度高。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来4 4、可靠性、可靠性 要求保护装置处于良好状态，随时准备动作。保护装置要求保护装置处于良好状态，随时准备动作。保护装置的误动作是造成正常情况下停电、事故情况

12、下扩大事故的直接根的误动作是造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源，因此必须避免，用简单的话来说，就是源，因此必须避免，用简单的话来说，就是“该动的就动，不该该动的就动，不该动的不动动的不动”，即不误动、不拒动。保护的可靠性主要由高质量的，即不误动、不拒动。保护的可靠性主要由高质量的保护装置、合理的设计、可靠的安装调试、精心的运行维护来保保护装置、合理的设计、可靠的安装调试、精心的运行维护来保证。整定计算中，主要通过制定简单、合理的保护方案来保证。证。整定计算中，主要通过制定简单、合理的保护方案来保证。另外在运行方式变化时应注意对定值进行调整以确保保护系统可另外在运行方式变化时应注意

13、对定值进行调整以确保保护系统可靠动作。靠动作。三、对保护装置的基本要来三、对保护装置的基本要来 继电保护的四性在整定计算中非常重要，在制定保护系继电保护的四性在整定计算中非常重要，在制定保护系统方案中常常很难同时满足四个基本要求，整定计算工作很重要统方案中常常很难同时满足四个基本要求，整定计算工作很重要的一部分就是对四性进行统一协调。的一部分就是对四性进行统一协调。 (1)(1) 可靠性与选择性、灵敏性、速冻性存在矛盾。例如保护装置的环可靠性与选择性、灵敏性、速冻性存在矛盾。例如保护装置的环节越少、回路越简单可靠性越高，但简单的保护很难满足选择性、节越少、回路越简单可靠性越高，但简单的保护很难

14、满足选择性、快速性、灵敏性的要求。快速性、灵敏性的要求。 (2)(2) 选择性与灵敏性存在矛盾。例如，对于电流保护，提高整定值可选择性与灵敏性存在矛盾。例如，对于电流保护，提高整定值可以保证选择性，降低整定值才能保证灵敏性，尤其是大、小方式以保证选择性，降低整定值才能保证灵敏性，尤其是大、小方式相差较大时，很难同时满足二者的要求。相差较大时，很难同时满足二者的要求。(3)(3) 选择性与速动性存在矛盾。时间越长越容易保证选择性，但无法选择性与速动性存在矛盾。时间越长越容易保证选择性，但无法满足速动性的要求。满足速动性的要求。第二节第二节 常用保护元件及接线常用保护元件及接线一、保护用继电器一、

15、保护用继电器（一）保护用继电器的分类（一）保护用继电器的分类1 1、按组成元件分：有机电型、晶体管型、集成型、微机型等。、按组成元件分：有机电型、晶体管型、集成型、微机型等。2 2、按反映的物理量分：有电流继电器、电压继电器、功率继电器、按反映的物理量分：有电流继电器、电压继电器、功率继电器、瓦斯继电器等。瓦斯继电器等。3 3、按反映的输入量的大小分：有过量和欠量动作继电器。、按反映的输入量的大小分：有过量和欠量动作继电器。4 4、按其在保护装置中的功能分：有起动继电器、时间继电器、信号、按其在保护装置中的功能分：有起动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器等。继电器、中间继电器等。（二）

16、继电器的工作原理（二）继电器的工作原理1 1、电磁型电流继电器、电磁型电流继电器 2 2、电磁型电压继电器、电磁型电压继电器3 3、感应型电流继电器、感应型电流继电器 4 4、静态继电器、静态继电器5 5、微机型继电器、微机型继电器（三）继电器的特性（三）继电器的特性 继电器的信号输出（动作或返回）都是明确、干脆的，它不可能继电器的信号输出（动作或返回）都是明确、干脆的，它不可能停留在某个中间状态，这就是继电器的继电特性。停留在某个中间状态，这就是继电器的继电特性。 二、电流保护装置的接线方式二、电流保护装置的接线方式 定义接线系数定义接线系数 为流过继电器的电流为流过继电器的电流 与电流互感

17、器二次与电流互感器二次电流电流 之比，即之比，即KXKKAI2TAI2TAKAKXIIK1、三相三继电器完全星形接线方式2、两相两继电器不完全星形接线方式 1KXK1KXK3、两相一继电器两相电流差接线方式3KXK第三节第三节 线路保护线路保护一、线路的故障形式一、线路的故障形式 对中性点不接地系统，其线路常见的故障形式有对中性点不接地系统，其线路常见的故障形式有1 1相间短路包括三相短路和两相短路。这种故障的特点是：故障电相间短路包括三相短路和两相短路。这种故障的特点是：故障电流急剧增加为正常工作电流的十几倍、甚至上百倍。对于这种故流急剧增加为正常工作电流的十几倍、甚至上百倍。对于这种故障一

18、般采用反应各相电流过量而动作的过电流保护。障一般采用反应各相电流过量而动作的过电流保护。2 2单相接地这种故障的特点是：由于中性点不接地，单相接地故障单相接地这种故障的特点是：由于中性点不接地，单相接地故障回路中只有很小的电容电流，故障时各相上流过的电流与正常时回路中只有很小的电容电流，故障时各相上流过的电流与正常时的工作电流相差不大，因此木能采用反应各相电流变化的电流保的工作电流相差不大，因此木能采用反应各相电流变化的电流保护。但系统在非单相接地时，三相电流之和为零；而单相接地时，护。但系统在非单相接地时，三相电流之和为零；而单相接地时，三相电流之和不为零，且三相对地电压之和也不为零。利用这

19、一三相电流之和不为零，且三相对地电压之和也不为零。利用这一特征，一般采用反应零序电流过量而动作的零序电流保护，或采特征，一般采用反应零序电流过量而动作的零序电流保护，或采用反应零序电压过量而动作的零序电压保护（又称为系统绝缘监用反应零序电压过量而动作的零序电压保护（又称为系统绝缘监视）。视）。二、相间短路保护二、相间短路保护 一）定时限过电流保护一）定时限过电流保护1 1定时限过电流保护的原理顾名思义，定时限过电流保护是反映）定时限过电流保护的原理顾名思义，定时限过电流保护是反映）电流过量动作，且具有规定的动作时间的保护。因此，这种保护电流过量动作，且具有规定的动作时间的保护。因此，这种保护有

20、两个整定值需要确定，即动作电流值和动作时间值。有两个整定值需要确定，即动作电流值和动作时间值。2 2定时限过电流保护动作值的定时限过电流保护动作值的 整定计算出的这个规定数值叫做整定计算出的这个规定数值叫做“整定值整定值”。 定时限过电流保护动作值的整定计算包括动作电流的整定和动作定时限过电流保护动作值的整定计算包括动作电流的整定和动作时间的整定。时间的整定。（续上）（续上）（二）反时限过电流保护（二）反时限过电流保护 反时限过电流保护动作电流的整定计算和灵敏度校验方法均与反时限过电流保护动作电流的整定计算和灵敏度校验方法均与定时限过电流保护相同。定时限过电流保护相同。1 1反时限过电流保护的

21、特点反时限过电流保护的特点 保护装置的动作时间与故障电流的大保护装置的动作时间与故障电流的大小成反比。即故障电流越大，动作时限越短。在同一条线路上，小成反比。即故障电流越大，动作时限越短。在同一条线路上，靠近电源侧的始端发生短路时，短路电流大，其动作时限短，反靠近电源侧的始端发生短路时，短路电流大，其动作时限短，反之末端发生短路，短路电流较小，动作时限较长。一般用感应式之末端发生短路，短路电流较小，动作时限较长。一般用感应式电流继电器或半导体反时限电流继电器组成。它既是起动元件又电流继电器或半导体反时限电流继电器组成。它既是起动元件又是时间元件，且触点容量大，不必借用中间继电器，可直接接通是时

22、间元件，且触点容量大，不必借用中间继电器，可直接接通断路器跳闸线圈。断路器跳闸线圈。2 2反时限过电流保护的动作时间整定反时限过电流保护的动作时间整定 由于反时限过电流保护动作由于反时限过电流保护动作时限随电流大小而变化，因此，整定的时间必须指出是某一电流时限随电流大小而变化，因此，整定的时间必须指出是某一电流值或动作电流的某一倍数下的动作时间。值或动作电流的某一倍数下的动作时间。3 3反时限与定时限过电流保护的时限配合反时限与定时限过电流保护的时限配合 。4 4反时限过电流保护与定时限过电流保护比较反时限过电流保护与定时限过电流保护比较 定时限过电流保护定时限过电流保护的优点是动作时限比较准

23、确，整定简单；缺点是所需继电器数量的优点是动作时限比较准确，整定简单；缺点是所需继电器数量较多，接线复杂，且靠近线路首端动作时限较长。较多，接线复杂，且靠近线路首端动作时限较长。（续上）（续上）三）电流速断保护三）电流速断保护1 1、保护工作原理、保护工作原理 带时限的过电流保护之所以需要时限来保证其动作的选择性，是带时限的过电流保护之所以需要时限来保证其动作的选择性，是因为保护的电流动作值较小，不能保证选择性。如果要去掉延时，因为保护的电流动作值较小，不能保证选择性。如果要去掉延时，则必须使电流动作值满足选择性的要求。则必须使电流动作值满足选择性的要求。2 2、电流速断保护的整定计算、电流速

24、断保护的整定计算3 3、电流速断保护的灵敏度校验、电流速断保护的灵敏度校验三、线路单相接地保护三、线路单相接地保护（一）单相接地电容电流分析与计算（一）单相接地电容电流分析与计算 1 1、单相接地电容电流分析、单相接地电容电流分析 2 2、单相接地电容电流计算、单相接地电容电流计算 3 3、考虑电力设备引起电容电流增值的计算：、考虑电力设备引起电容电流增值的计算：（二）中性点不接地系统的接地保护（二）中性点不接地系统的接地保护 1 1绝缘监视装置绝缘监视装置 利用单相接地时，系统会出现零序电压这一特利用单相接地时，系统会出现零序电压这一特征而构成的绝缘监视装置是最简单实用的中性点不接地系统单相

25、征而构成的绝缘监视装置是最简单实用的中性点不接地系统单相接地保护方式。接地保护方式。 2 2零序电流保护零序电流保护 利用故障线路的零序电流大于非故障线路零序利用故障线路的零序电流大于非故障线路零序电流的特点，可以构成有选择性的零序电流保护并可动作于信号电流的特点，可以构成有选择性的零序电流保护并可动作于信号或跳闸。或跳闸。第四节第四节 电力变压器的保护电力变压器的保护一、电力变压器的故障形式一、电力变压器的故障形式 l. l. 绕组及其引出线的相间短路绕组及其引出线的相间短路 包括三相短路和两相短路。与线路包括三相短路和两相短路。与线路相间短路一样，这种故障的特点是，短路相上电流急剧增加为正

26、相间短路一样，这种故障的特点是，短路相上电流急剧增加为正常电流的若干培，因此可采用反应电流过量而动作的过电流保护常电流的若干培，因此可采用反应电流过量而动作的过电流保护装置来加以保护。装置来加以保护。 对于油浸式变压器，当油箱内统组发生相间短路时，危害很大，对于油浸式变压器，当油箱内统组发生相间短路时，危害很大，故障处的电弧不仅可能烧坏绕组绝缘和铁心，而且可能会使绝缘故障处的电弧不仅可能烧坏绕组绝缘和铁心，而且可能会使绝缘材料和变压器油强烈气化，从而引起油箱爆炸。针对这种情况，材料和变压器油强烈气化，从而引起油箱爆炸。针对这种情况，变压器除了设置过电流保护外，还应设置反应油箱内油气化量多变压器

27、除了设置过电流保护外，还应设置反应油箱内油气化量多少的瓦斯保护。少的瓦斯保护。2. 2. 统组匝间短路统组匝间短路 绕组匝阳短路也是变压器的常见故障。绕组匝间绕组匝阳短路也是变压器的常见故障。绕组匝间短路时也会使故障点电流增加，但增加的多少与短路匝数有关，短路时也会使故障点电流增加，但增加的多少与短路匝数有关，当短路匝数不多时，故障电流与正常电流差异不是很大，过电流当短路匝数不多时，故障电流与正常电流差异不是很大，过电流保护装置不一定能反应出来。因此，对这种故障，油浸式变压器保护装置不一定能反应出来。因此，对这种故障，油浸式变压器采用瓦斯保护；干式变压器采用反应绕组短路时温度升高的温度采用瓦斯

28、保护；干式变压器采用反应绕组短路时温度升高的温度保护。保护。3 3二次测单相短路二次测单相短路 变压器二次测中性点直接接地，其单相短路时，变压器二次测中性点直接接地，其单相短路时，故障相出现较大的短路电流、一般，首先考虑用变压器一次测装故障相出现较大的短路电流、一般，首先考虑用变压器一次测装设的过电流保护兼作单相短路保护，若灵敏度不够，再考虑在变设的过电流保护兼作单相短路保护，若灵敏度不够，再考虑在变压器二次侧采用反应三根电流之利的零序电流保护。压器二次侧采用反应三根电流之利的零序电流保护。（续上）（续上）4. 4. 过负荷过负荷 虽然变压器有一定的过负荷能力，但过负荷时间不能太虽然变压器有一

29、定的过负荷能力，但过负荷时间不能太长。因此，当变压器的实际负荷超过其额定负荷时，采用反应变长。因此，当变压器的实际负荷超过其额定负荷时，采用反应变压器过负荷的过负荷保护。压器过负荷的过负荷保护。5. 5. 油浸式变压器的油面降低油浸式变压器的油面降低 油侵式变压器展用变压器油作绕组的油侵式变压器展用变压器油作绕组的相间绝缘和对地绝缘的，因此，绕组必须完全浸泡在变压器油中，相间绝缘和对地绝缘的，因此，绕组必须完全浸泡在变压器油中，当油面降低时，会威胁变压器的绝缘，从而引起短路故障。针对当油面降低时，会威胁变压器的绝缘，从而引起短路故障。针对这种情况，应设置可反应油面降低的瓦斯保护。这种情况，应设

30、置可反应油面降低的瓦斯保护。6. 6. 干式变压器绕组温度升高干式变压器绕组温度升高 干式变压器统组温度升高的原因很多，干式变压器统组温度升高的原因很多，如过负荷、匝间短路、环境温度过高、冷却系统故障等。针对这如过负荷、匝间短路、环境温度过高、冷却系统故障等。针对这种情况，应设置温度保护。种情况，应设置温度保护。（续上）（续上）二、变压器保护配置二、变压器保护配置 针对以上变压器故障形式，变压器应配置必要的主保护和后备保针对以上变压器故障形式，变压器应配置必要的主保护和后备保护，以下分别予以介绍。护，以下分别予以介绍。1 1、瓦斯保护、瓦斯保护 瓦斯保护由气体继电器实现，气体继电器设于变压器油

31、箱与瓦斯保护由气体继电器实现，气体继电器设于变压器油箱与油枕间的连通管上，当油再式变压器油箱内部发生故障时，由油枕间的连通管上，当油再式变压器油箱内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，使变压器油及其他绝缘材料分解，于故障点电流和电弧的作用，使变压器油及其他绝缘材料分解，产生气体，他，它们将从油箱流向油枕。故障程度越严重，产产生气体，他，它们将从油箱流向油枕。故障程度越严重，产生气体越多，流速越快，甚至气流中还夹杂着变压器油。利用生气体越多，流速越快，甚至气流中还夹杂着变压器油。利用这种气体实现的保护称为瓦斯保护。瓦斯保护是油浸式变压器这种气体实现的保护称为瓦斯保护。瓦斯保护是油浸式变压器

32、的主要保护之一。的主要保护之一。 在出现轻微瓦斯及油面下降时，保护应动作于信号；在出在出现轻微瓦斯及油面下降时，保护应动作于信号；在出现大量瓦斯时（重瓦斯），通常应动作于跳闸。现大量瓦斯时（重瓦斯），通常应动作于跳闸。 瓦斯保护装设于容量为瓦斯保护装设于容量为800KVA800KVA及以上的变压器。及以上的变压器。（续上）（续上）使用瓦斯继电器时应注意：使用瓦斯继电器时应注意：（1 1）瓦斯继电器的下浮子必须为挡板式）瓦斯继电器的下浮子必须为挡板式（2 2）安装时的要求：）安装时的要求：（3 3）瓦斯继电器的油流整定：）瓦斯继电器的油流整定： 强迫油循环的变压器为强迫油循环的变压器为1.11.

33、25m/s1.11.25m/s 无强迫油循环的变压器为无强迫油循环的变压器为0.61m/s0.61m/s瓦斯保护在日常维护时应注意：瓦斯保护在日常维护时应注意：（1 1）变压器在带电状态下进行滤油、注油；大量放油、放气；调换）变压器在带电状态下进行滤油、注油；大量放油、放气；调换硅胶等，应将重瓦斯保护从跳闸位置改接为信号，并采取防止空硅胶等，应将重瓦斯保护从跳闸位置改接为信号，并采取防止空气大量进入，待工作结束后，空气排尽，无信号示警发生时，再气大量进入，待工作结束后，空气排尽，无信号示警发生时，再从信号改投跳闸。从信号改投跳闸。 （续上）（续上）（2 2）新装变压器或停电检修进行过滤油、调换

34、瓦斯电器；在投入运）新装变压器或停电检修进行过滤油、调换瓦斯电器；在投入运行时，须将空气排尽，才将重瓦斯保护投入跳闸。但变压器在冲行时，须将空气排尽，才将重瓦斯保护投入跳闸。但变压器在冲击合闸或新装变压器在空载试运行期间，重瓦斯必须投入跳闸。击合闸或新装变压器在空载试运行期间，重瓦斯必须投入跳闸。（）变压器瓦斯保护的范围（）变压器瓦斯保护的范围变压器内部多相短路；变压器内部多相短路； 匝间短路，线圈与铁芯或外壳短路；匝间短路，线圈与铁芯或外壳短路； 铁芯故障铁芯故障( (发热烧损发热烧损) )； 油面下降或漏油；油面下降或漏油； 分接开关接触不良或导线焊接不良。分接开关接触不良或导线焊接不良。

35、（续上）（续上）2 2、差动保护、差动保护（1 1）作用及应用）作用及应用 用来保护变压器绕组、套管及引出线上的相间短路及单相接地。用来保护变压器绕组、套管及引出线上的相间短路及单相接地。小容量变压器采用电流速断保护，但对于大容量的变压器当变压器小容量变压器采用电流速断保护，但对于大容量的变压器当变压器内部靠近二次出现的故障，电流速断保护动作电流较大，速断保内部靠近二次出现的故障，电流速断保护动作电流较大，速断保护灵敏度不够，因此规程规定，对于大容量变压器应装设差动保护灵敏度不够，因此规程规定，对于大容量变压器应装设差动保护。护。（2 2）定义及工作原理：）定义及工作原理：用以比较变压器两侧的

36、电流的大小和方向的方法而构成的保护。用以比较变压器两侧的电流的大小和方向的方法而构成的保护。（续上）（续上）采用环流法接线采用环流法接线（1 1）正常运行及外部短路电流互感器一次电流大小相等，如果适当）正常运行及外部短路电流互感器一次电流大小相等，如果适当选择两侧电流互感器，使其电流互感器的二次电流大小相等，选择两侧电流互感器，使其电流互感器的二次电流大小相等，继电器不动作。继电器不动作。（2 2）内部故障）内部故障 如果是一侧电源，流入继如果是一侧电源，流入继电器电器 的电流是变压器故障的电流是变压器故障电流经变换后的电流。电流经变换后的电流。 如果是两侧电源，则流入如果是两侧电源，则流入

37、差动继电器的电流是两侧故差动继电器的电流是两侧故 障电流经变换后的电流之和。障电流经变换后的电流之和。（续上）（续上） 以上两种情况均足以使继电器动作，断路器跳闸，使故障变压器以上两种情况均足以使继电器动作，断路器跳闸，使故障变压器脱离运行。脱离运行。（3 3）保护范围：）保护范围： 为两侧电流互感器之间的全部区域，包括变压器的高低压绕组、为两侧电流互感器之间的全部区域，包括变压器的高低压绕组、套管、引出线及高压侧断路器。套管、引出线及高压侧断路器。注意：注意： 差动保护和瓦斯保护共同构成变压器的主保护，两者不能互相代差动保护和瓦斯保护共同构成变压器的主保护，两者不能互相代替，在运行中两者不能

38、同时退出。差动保护用于保护变压器内部、替，在运行中两者不能同时退出。差动保护用于保护变压器内部、绕组、套管及引出线上的短路故障，而瓦斯保护可以全面地反映绕组、套管及引出线上的短路故障，而瓦斯保护可以全面地反映变压器油箱内各种类型故障及匝间短路等。变压器油箱内各种类型故障及匝间短路等。（续上）（续上）（4 4）差动保护的接线方式）差动保护的接线方式 变压器接线组别不同，即使两侧的电流大小相等，但相位不同，也变压器接线组别不同，即使两侧的电流大小相等，但相位不同，也会在继电器中有一个相当大的电流而使继电器误动作。采取相位会在继电器中有一个相当大的电流而使继电器误动作。采取相位补偿方法：即将变压器星

39、形接线一侧的电流补偿方法：即将变压器星形接线一侧的电流 互感器二次绕组接互感器二次绕组接成三角形；而将变压器三角形侧电成三角形；而将变压器三角形侧电 流互感器的二次绕组接成星形。流互感器的二次绕组接成星形。 （5 5）差动保护目前采用的最多的是比率制动原理来达到外部短路不）差动保护目前采用的最多的是比率制动原理来达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的变压器差动。误动和内部短路灵敏动作的变压器差动。 变压器差动保护的最大不平衡电流的大小主要与以下几点有关变压器差动保护的最大不平衡电流的大小主要与以下几点有关: : 变压器各侧变压器各侧UeUe、IeIe各不相同、各侧各不相同、各侧CTCT型号不相

40、同（暂态特性不型号不相同（暂态特性不一致）、三相接线方式不相同使其不平衡电流比发电机差动不平一致）、三相接线方式不相同使其不平衡电流比发电机差动不平衡电流大；衡电流大；（续上）（续上） 变压器高压绕组常有调压分接头，有的要求带负荷调压，使变变压器高压绕组常有调压分接头，有的要求带负荷调压，使变压器差动保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大；压器差动保护已调整平衡的二次电流又被破坏，不平衡电流增大； 变压器差动保护范围除包括各侧绕组外，还包括变压器铁芯，变压器差动保护范围除包括各侧绕组外，还包括变压器铁芯，差动保护区内不仅有电路还有磁路，更为严重的是变压器在空载差动保护区内不仅有电路还

41、有磁路，更为严重的是变压器在空载合闸时的暂态过励磁电流合闸时的暂态过励磁电流励磁涌流，其值可为励磁涌流，其值可为IeIe的的1010倍以上。倍以上。 近年来出现的大型发变组在带负荷时，相邻变压器空充电时，近年来出现的大型发变组在带负荷时，相邻变压器空充电时，正常运行变压器产生的和应涌流。正常运行变压器产生的和应涌流。（续上）（续上）3 3、变压器的后备保护、变压器的后备保护（1 1）变压器相间故障的后备保护）变压器相间故障的后备保护 保护的作用保护的作用 变压器相间故障的后备保护，是外部短路引起的过电流以及变压器相间故障的后备保护，是外部短路引起的过电流以及变压器本身故障的后备保护，保护动作后

42、将变压器的各侧断路变压器本身故障的后备保护，保护动作后将变压器的各侧断路器断开。器断开。 保护的类型及其选择原则保护的类型及其选择原则 变压器相间故障的后备保护可采用：变压器相间故障的后备保护可采用： 不带或带低电压启动的过电流保护；不带或带低电压启动的过电流保护； 复合电压启动的过电流保护；复合电压启动的过电流保护；（续上）（续上） 负序电流和单相式低电压启动的过电流保护。负序电流和单相式低电压启动的过电流保护。 带或不带低电压启动的过电流保护，一般用于降压变压器，复合带或不带低电压启动的过电流保护，一般用于降压变压器，复合电压启动的过电流保护用于升压变压器和过电流灵敏度不满足要电压启动的过

43、电流保护用于升压变压器和过电流灵敏度不满足要求的降压变压器；负序电流和单相式低电压启动的过电流保护，求的降压变压器；负序电流和单相式低电压启动的过电流保护，则用于大容量升压变压器系统联络变压器。则用于大容量升压变压器系统联络变压器。 对于变压器后备保护的配置，应照顾到整个发电厂或变电站保护对于变压器后备保护的配置，应照顾到整个发电厂或变电站保护的一致性。例如，当工作在同一母线并列运行的大容量变压器上的一致性。例如，当工作在同一母线并列运行的大容量变压器上需要采用负序电流保护时，则其它容量较小的变压器亦可采用负需要采用负序电流保护时，则其它容量较小的变压器亦可采用负序电流保护。序电流保护。（续上

44、）（续上） 保护配置原则保护配置原则 变压器相间故障的后备保护配置如下：变压器相间故障的后备保护配置如下： 对双绕组变压器，过电流保护通常装设在主电源侧；对双绕组变压器，过电流保护通常装设在主电源侧； 对多绕组变压器，一般各侧电压均装设过电流保护，但可根据电对多绕组变压器，一般各侧电压均装设过电流保护，但可根据电力系统的具体情况允许在某一侧不装，但是，主电源侧的保护应力系统的具体情况允许在某一侧不装，但是，主电源侧的保护应有两段动作时限，以较小动作时限动作于未装设保护侧的断路器有两段动作时限，以较小动作时限动作于未装设保护侧的断路器跳闸；跳闸； 在供电能分开运行的母线段的双绕组降压变压器上，保

45、护装设在在供电能分开运行的母线段的双绕组降压变压器上，保护装设在电源侧和每段母线侧。电源侧和每段母线侧。 对多侧电源的多绕组变压器，如根据选择性的要求，后备保护应对多侧电源的多绕组变压器，如根据选择性的要求，后备保护应具备有方向性。具备有方向性。（续上）（续上）4 4、变压器的接地保护、变压器的接地保护 对于两侧或三侧的升压或降压变压器，当其中性点直接接地时，对于两侧或三侧的升压或降压变压器，当其中性点直接接地时，在接地侧应装设防止单相接地短路的零序过电流保护。该保护可在接地侧应装设防止单相接地短路的零序过电流保护。该保护可借用变压器的过电流保护来实现，当其灵敏度不满足要求时，可借用变压器的过

46、电流保护来实现，当其灵敏度不满足要求时，可装设专用的零序电流保护。装设专用的零序电流保护。5 5、变压器的过负荷保护、变压器的过负荷保护 变压器的过负荷保护反应变压器三相对称性过负荷，它动作后经变压器的过负荷保护反应变压器三相对称性过负荷，它动作后经一定时间发出报警信息，以提醒运行人员及时处理。过负荷保护一定时间发出报警信息，以提醒运行人员及时处理。过负荷保护一般装设与电源侧。一般装设与电源侧。（续上）（续上）6 6、变压器的温度保护、变压器的温度保护 电力变压器的安全可靠运行和使用寿命，很大程度上取决于变电力变压器的安全可靠运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。而绕组温度

47、超过绝缘耐受温度是使绝压器绕组绝缘的安全可靠。而绕组温度超过绝缘耐受温度是使绝缘破坏，导致变压器不能正常工作的主要原因之一。由于干式变缘破坏，导致变压器不能正常工作的主要原因之一。由于干式变压器无法采用瓦斯保护，因此温度保护就成为干式变压器常用的压器无法采用瓦斯保护，因此温度保护就成为干式变压器常用的保护措施之一。保护措施之一。 温度保护的特点：当变压器过负荷运行、有风冷却器故障或当温度保护的特点：当变压器过负荷运行、有风冷却器故障或当变压器内部发生故障时变压器的温度会上升，当变压器的温度上变压器内部发生故障时变压器的温度会上升，当变压器的温度上升值超过允许范围时，温度保护装置就会报警或跳闸。

48、变压器温升值超过允许范围时，温度保护装置就会报警或跳闸。变压器温度保护分顶层油温度和绕组温度。度保护分顶层油温度和绕组温度。F F级干式变压器允许的温度是级干式变压器允许的温度是120120度。也就是温控器设置度。也就是温控器设置100100度风机启动，度风机启动，130130度报警，度报警，150150跳闸跳闸保护。保护。 7 7、变压器的压力释放保护，当变压器内部因故障使压力超过压力释、变压器的压力释放保护，当变压器内部因故障使压力超过压力释放器时，则压力释放器也应动作来释放内部压力，以防变压器发放器时，则压力释放器也应动作来释放内部压力，以防变压器发生爆炸。生爆炸。 第五节第五节 电动机

49、保护配置电动机保护配置一、电动机的主要故障和不正常运行状态一、电动机的主要故障和不正常运行状态1 1、定子绕组的相间短路、定子绕组的相间短路2 2、单相接地以及一相的匝间短路。、单相接地以及一相的匝间短路。其不正常运行状态主要是各种形式的过负其不正常运行状态主要是各种形式的过负荷。荷。产生过负荷的主要原因有：所带机械过负产生过负荷的主要原因有：所带机械过负荷；电源电压和频率的下降而引起的转荷；电源电压和频率的下降而引起的转速下降；一相断线而造成的两相运行；速下降；一相断线而造成的两相运行；电动机启动或自启动时间过长等等。长电动机启动或自启动时间过长等等。长时间的过负荷会使电动机的温升超过允时间

50、的过负荷会使电动机的温升超过允许值，加速绝缘老化，甚至发展成故障。许值，加速绝缘老化，甚至发展成故障。（续上）（续上）1 1、电动机保护的常见配置、电动机保护的常见配置电动机的差动保护电动机的差动保护2000KW2000KW以上的电动机，在速断灵敏度不满足要求及有特殊要求的情况以上的电动机，在速断灵敏度不满足要求及有特殊要求的情况下需配置差动（纵差保护或磁平衡差动）保护。纵差保护可按下需配置差动（纵差保护或磁平衡差动）保护。纵差保护可按一下整定：一下整定：纵差保护的原理：基于被保护元件始端电流和末端电流的相位和幅值纵差保护的原理：基于被保护元件始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的。的原

51、理而构成的。电流速断保护电流速断保护电动机的速断保护主要作为电动机定子绕组发生相间短路或电源电缆电动机的速断保护主要作为电动机定子绕组发生相间短路或电源电缆发生短路时的主保护。发生短路时的主保护。 （续上）（续上）反时限电流保护反时限电流保护电动机的单相接地保护电动机的单相接地保护 中性点不接地供电系统中，在正常运行时由于电源和负载都中性点不接地供电系统中，在正常运行时由于电源和负载都是对称的，所以该系统中无零序电压和零序电流。当某一相发是对称的，所以该系统中无零序电压和零序电流。当某一相发生接地时，该相的对地电容电流为零，其他两相的电容电流则生接地时，该相的对地电容电流为零，其他两相的电容电

52、流则经大地、故障点、故障线路和电源而构成闭合回路，三相电容经大地、故障点、故障线路和电源而构成闭合回路，三相电容电流之和不为零，产生零序电流。一般来说，当电流之和不为零，产生零序电流。一般来说，当310KV310KV高压电高压电动机发生单相接地时，接地电流大于动机发生单相接地时，接地电流大于5A5A时，会烧坏电动机铁芯。时，会烧坏电动机铁芯。（续上）（续上）电动机的低电压保护电动机的低电压保护 设低电压保护的目的：当母线电压降低时，将一部分不重要的电设低电压保护的目的：当母线电压降低时，将一部分不重要的电动机及按生产过程要求不容许或不需要自启动的电动机从电网中切动机及按生产过程要求不容许或不需

53、要自启动的电动机从电网中切除，以保证重要电动机的自启动和加速电网电压的恢除，以保证重要电动机的自启动和加速电网电压的恢复。为了实复。为了实施低电压施低电压 保护，一般将常用电动机可进行必要的分类：一是重要保护，一般将常用电动机可进行必要的分类：一是重要电动机，如给水泵、循环水泵引风机等电动机，一旦停电会造成大电动机，如给水泵、循环水泵引风机等电动机，一旦停电会造成大面积的工艺停产，这类电动机应不设低电压保护，电压一恢复应尽面积的工艺停产，这类电动机应不设低电压保护，电压一恢复应尽快让其自启动。二是不重要电动机，应设低电压保护，当母线电压快让其自启动。二是不重要电动机，应设低电压保护，当母线电压

54、降低时，首先将他们从电网中切除。降低时，首先将他们从电网中切除。（续上）（续上）1 1、不需要自起动的次要电动机、不需要自起动的次要电动机2 2、不允许自起动的电动机、不允许自起动的电动机3 3、需要自起动的电动机、需要自起动的电动机NopUU7 . 01stop5.0NopUU） 55. 05 . 0 (1stop）（5 . 15 . 0NopUU） 5 . 04 . 0(1stop）（105第六节第六节 电容器保护配置电容器保护配置一、电力电容器保护配置一、电力电容器保护配置1 1、电流速断保护。、电流速断保护。 2 2、定时限电流保护，过电流保护主要用于检出电容器内部短路极间、定时限电流

55、保护，过电流保护主要用于检出电容器内部短路极间击穿、接地故障和当系统其它设备投切或短路侵入的涌流以及击穿、接地故障和当系统其它设备投切或短路侵入的涌流以及高次谐波过负荷情况下产生的过电流。高次谐波过负荷情况下产生的过电流。3 3、不平衡电流保护，不平衡电流保护是通过检测电容器组三相不平、不平衡电流保护，不平衡电流保护是通过检测电容器组三相不平衡电流来判断电容器组内部是否发生故障衡电流来判断电容器组内部是否发生故障, ,从而给出报警信号或从而给出报警信号或者跳闸信号使电容器组退出运行。不平衡电流保护不者跳闸信号使电容器组退出运行。不平衡电流保护不（续上）（续上）能够识别故障相、三相平衡故障保护及

56、多相同时发生的故障能够识别故障相、三相平衡故障保护及多相同时发生的故障4 4、单相接地保护，大部分的并联电容器都用在中性点不接地系统，、单相接地保护，大部分的并联电容器都用在中性点不接地系统，其本身既有可能发生单相接地，也有可能在系统发生单相接地其本身既有可能发生单相接地，也有可能在系统发生单相接地时受系统过电压的影响而出现继发性的对地绝缘击穿。时受系统过电压的影响而出现继发性的对地绝缘击穿。5 5、不平衡电压保护，用于避免单相电容器个别元件因短路、击穿、不平衡电压保护，用于避免单相电容器个别元件因短路、击穿、断线等故障的事故扩大。如星形接线的电容器一相损坏时，中断线等故障的事故扩大。如星形接

57、线的电容器一相损坏时，中性点电压及其它两相的电压均会升高损坏所有电容器。性点电压及其它两相的电压均会升高损坏所有电容器。（续上）（续上）6 6、过电压保护、过电压保护, ,过电压保护主要用于防止电容器基波过负荷和防止系过电压保护主要用于防止电容器基波过负荷和防止系统内部出现的其它过电压。统内部出现的其它过电压。7 7、低电压保护、低电压保护, ,在电压从低电压恢复时和在无负荷且只有电容器投人在电压从低电压恢复时和在无负荷且只有电容器投人情况下避免发生功率因数超前过多及母线电压升高时，应采用情况下避免发生功率因数超前过多及母线电压升高时，应采用低电压保护。另外，在电压从低电压恢复时，同时投空载变

58、压低电压保护。另外，在电压从低电压恢复时，同时投空载变压器和电容器，为了限制变压器励磁涌流大量涌入电容器回路造器和电容器，为了限制变压器励磁涌流大量涌入电容器回路造成过电压，这时也应采用低电压保护。成过电压，这时也应采用低电压保护。 第七节第七节 发电机保护配置发电机保护配置发电机是电力系统的最重要的设备之一。他的安全运行对电力系统稳发电机是电力系统的最重要的设备之一。他的安全运行对电力系统稳定运行起着决定性作用。发电机的故障和不正常运行，不仅使定运行起着决定性作用。发电机的故障和不正常运行，不仅使发电机本身遭到严重损坏，而且对整个电力系统的安稳运行带发电机本身遭到严重损坏，而且对整个电力系统

59、的安稳运行带来严重后果。来严重后果。（续上）（续上）一、发电机的故障一、发电机的故障1 1、定子绕组的相间短路，是发电机最严重的故障之一，很大的短路、定子绕组的相间短路，是发电机最严重的故障之一，很大的短路电流及其所产生的电弧，不但会破坏绝缘，而且会烧坏绕组和电流及其所产生的电弧，不但会破坏绝缘，而且会烧坏绕组和铁芯，甚至引起火灾。铁芯，甚至引起火灾。2 2、定子绕组的一相匝间短路，被短路的各匝将有短路电流流过，产、定子绕组的一相匝间短路，被短路的各匝将有短路电流流过，产生局部过热，破坏绕组绝缘，并有可能发展成为单相接地或相生局部过热，破坏绕组绝缘，并有可能发展成为单相接地或相间短路。间短路。

60、3 3、定子绕组单相接地，最常见的单相接地故障是定子绕组绝缘破坏、定子绕组单相接地，最常见的单相接地故障是定子绕组绝缘破坏二造成的一相绕组碰到铁芯。二造成的一相绕组碰到铁芯。（续上）（续上）发电机电压系统一般是中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地发电机电压系统一般是中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统。单相接地后，发电机电压系统的电容电流将经过接地点系统。单相接地后，发电机电压系统的电容电流将经过接地点的定子铁芯而流入大地。一般认为，当接地电流达到的定子铁芯而流入大地。一般认为，当接地电流达到5A5A左右时左右时会熔化铁芯，甚至发展成为相间短路。会熔化铁芯，甚至发展成为相间短路。4