第6章供配電系統(tǒng)

繼電保護(hù)原理第6章供配電系統(tǒng)

繼電保護(hù)原理16繼電保護(hù)與自動裝置6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.2電網(wǎng)相間短路電流電壓保護(hù)6.3小接地電流系統(tǒng)的單相接地保護(hù)6.4電力變壓器保護(hù)6.5高壓電動機(jī)保護(hù)6.6備用電源自動投入裝置6繼電保護(hù)與自動裝置6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)26.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用6.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成6.1.3繼電器的分類6.1.4對繼電保護(hù)的基本要求6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和31短路故障對系統(tǒng)的危害：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是各種類型的短路。發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下后果：(1)數(shù)值較大的短路電流通過故障點(diǎn)時，產(chǎn)生電弧，使故障設(shè)備損壞或燒毀。6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用1短路故障對系統(tǒng)的危害：6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)4(2)短路電流通過非故障元件時，使電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料的溫度超過散熱條件的允許值而不斷升高，造成載流導(dǎo)體熔斷或加速絕緣老化和損壞，從而可能發(fā)展成為故障；(3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大下降，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品的質(zhì)量。(4)破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，從而使事故擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)瓦解。(2)短路電流通過非故障元件時，使電氣設(shè)備的52電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行，指電壓、電流、頻率（轉(zhuǎn)速）在規(guī)定的范圍內(nèi)，各個一次電氣設(shè)備能夠正常工作而不損壞的運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行，指電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到破壞但未出現(xiàn)故障的狀態(tài)，比如像過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等。故障，各種短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1))和斷線（單相、兩相），其中最常見且最危險的是各種類型的短路。2電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)63繼電保護(hù)基本任務(wù)：繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)：自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。3繼電保護(hù)基本任務(wù)：7(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件而動作于信號，以便及時采取措施減輕故障危害。此時一般不要求保護(hù)迅速動作。(3)繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)8由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必不可少的技術(shù)措施之一。由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要96.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成1基本原理：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)——找差別：電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征6.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成1基本原理：102構(gòu)成它主要由測量、邏輯和執(zhí)行三部分組成，測量回路的作用是測量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)有關(guān)的物理量的變化，如電流、電壓等的變化，以確定電力系統(tǒng)是否發(fā)生了短路故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況；邏輯回路的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)測量回路的輸出信號，進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動作，并向執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的信號；執(zhí)行回路的作用是執(zhí)行邏輯回路的判斷，發(fā)出切除故障的跳閘脈沖或指示不正常運(yùn)行情況的信號。2構(gòu)成測量回路的作用是測量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)11線路過電流保護(hù)裝置單相原理接線圖線路過電流保護(hù)裝置單相原理接線圖121繼電器基本概念繼電器是根據(jù)某種輸入信號來實(shí)現(xiàn)自動切換電路的自動控制電器。“類似于開關(guān)”。繼電器的基本原理：當(dāng)輸入信號達(dá)到某一定值或由某一定值突跳到零時，繼電器就動作，使被控制電路通斷。它的功能是反應(yīng)輸入信號的變化以實(shí)現(xiàn)自動控制和保護(hù)。繼電器定義：能自動地使被控制量發(fā)生跳躍變化的控制元件稱為繼電器。6.1.3繼電器：1繼電器基本概念6.1.3繼電器：132分類按輸入信號的性質(zhì)可分為電氣繼電器(如電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、阻抗繼電器等)和非電氣繼電器(如溫度繼電器、壓力繼電器、速度繼電器、瓦斯繼電器等)兩類；按工作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式(如晶體管型)、整流式、數(shù)字式等；按用途可分為控制繼電器(用于自動控制電路中)和保護(hù)繼電器(用于繼電保護(hù)電路中)。保護(hù)繼電器按其在繼電保護(hù)裝置中的功能，可分為主繼電器(如電流繼電器、電壓繼器、阻抗繼電器等)和輔助繼電器(如時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等)。2分類143.繼電器的繼電特性3.繼電器的繼電特性154.繼電器的返回系數(shù)

繼電器的返回系數(shù)是指返回電流與動作電流的比值，即Kre是一個重要的參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中要求繼電器有較高的返回系數(shù)。4.繼電器的返回系數(shù)Kre是一個重要的參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中要166.1.4對繼電保護(hù)的基本要求：對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。選擇性：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，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。6.1.4對繼電保護(hù)的基本要求：17當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路故障時，應(yīng)由故障線路上的保護(hù)1和2動作，將故障線路切除，這時變電所B則仍可由另一條非故障線路繼續(xù)供電。在要求保護(hù)動作有選擇性的同時，還必須考慮保護(hù)或斷路器有拒動的可能性，因而就需要考慮后備保護(hù)的問題。當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路故障時，應(yīng)由故障線路上的保護(hù)1和2動18速動性：快速切除故障。提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；減少用戶在低電壓下的工作時間；減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

t－故障切除時間；tbh-保護(hù)動作時間；tDL-斷路器動作時間一般的快速保護(hù)動作時間為0.06～0.12s，最快的可達(dá)0.01～0.04s。一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達(dá)0.02～0.06s。速動性：19靈敏性指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；要求：不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為Klm。靈敏性20可靠性：指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作（拒動）；而在不該動作時，他能可靠不動，即不發(fā)生錯誤動作（簡稱誤動）。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)外接線簡明，觸點(diǎn)多少等；外在的：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝可靠性：21上述四個基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，也是貫穿本章的一個基本線索。在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。上述四個基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的22最早的繼電保護(hù)是熔斷器19世紀(jì)末期出現(xiàn)了電磁型過電流繼電器1901年出現(xiàn)了感應(yīng)型過電流繼電器1908年出現(xiàn)了電流差動保護(hù)原理20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了距離保護(hù)1927年出現(xiàn)了高頻方向保護(hù)1950年前后出現(xiàn)了微波保護(hù)20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了行波保護(hù)的思想，70年代末期出現(xiàn)了裝置之后原理上的創(chuàng)新甚少！6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史最早的繼電保護(hù)是熔斷器6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史23從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)晶體管，開始出現(xiàn)晶體管保護(hù)從20世紀(jì)70年代末期到80年代初期，出現(xiàn)集成電路保護(hù)從20世紀(jì)60年代提出微機(jī)保護(hù)，80年代前后出現(xiàn)裝置從上世紀(jì)末期，出現(xiàn)基于微機(jī)的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信于一體的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式：機(jī)電型電子型微機(jī)型(電磁型、感應(yīng)型、電動型)

（晶體管、集成電路）從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)晶體管，開始出現(xiàn)晶體管保護(hù)(電磁型、感246.2電網(wǎng)相間短路電流、電壓保護(hù)原理電力系統(tǒng)短路故障特征之一：故障相線路電流突然增大，同時故障點(diǎn)電壓降低。繼電保護(hù)配置方案：電流保護(hù)、低壓保護(hù)適用范圍：小電流接地系統(tǒng)6.2電網(wǎng)相間短路電流、電壓保護(hù)原理電力系統(tǒng)短路故障特征之254.2.1電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）1、保護(hù)動作原理與整定計(jì)算：①定義：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。②對速斷保護(hù)的期望和要求速動性好保護(hù)本線路全長（靈敏性：全線速動，最理想效果）；下條線路出口短路時保護(hù)不動作（選擇性：基本要求，必須滿足）4.2.1電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）26單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)電流速斷保護(hù)工作原理圖如圖所示的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，為切除故障線路，需在每條線路的電源側(cè)裝設(shè)斷路器和相應(yīng)的保護(hù)裝置，即無時限電流速斷保護(hù)分別裝設(shè)在線路L1、L2的電源側(cè)(也稱為線路的首端)。單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)電流速斷保護(hù)工作原理圖如圖所示的單側(cè)電源輻27注意：期望無法同時得到滿足，存在一個矛盾解決方法：優(yōu)先保證選擇性。即：下一條線路出口短路時不啟動，又稱按躲開下一條線路出口短路電流的條件整定注意：期望無法同時得到滿足，存在一個矛盾28③電流速斷保護(hù)整定計(jì)算③電流速斷保護(hù)整定計(jì)算29當(dāng)線路上任一點(diǎn)發(fā)生三相短路時，通過被保護(hù)元件(即線路)的電流為式中ES——系統(tǒng)等效電源的相電勢，也可以是母線上的電壓；ZS——保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗，即系統(tǒng)阻抗；Z1——線路單位長度的正序阻抗，單位為Ω/km；Lk——短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離。當(dāng)線路上任一點(diǎn)發(fā)生三相短路時，通過被保護(hù)元件(即線路)的電流30最大運(yùn)行方式：當(dāng)系統(tǒng)阻抗最小時，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最大的運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。如圖曲線1表示系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下短路點(diǎn)沿線路移動時三相短路電流的變化曲線。在最大運(yùn)行方式下，發(fā)生三相短路時通過被保護(hù)元件的電流最大，即最大短路電流為：最大運(yùn)行方式：當(dāng)系統(tǒng)阻抗最小時，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最大的31最小運(yùn)行方式:短路時系統(tǒng)阻抗最大，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最小的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式。如圖：曲線2表示系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下短路點(diǎn)沿線路移動時最小短路電流的變化曲線在最小運(yùn)行方式下，發(fā)生兩相短路時通過被保護(hù)元件的電流最小，即最小短路電流為：最小運(yùn)行方式:短路時系統(tǒng)阻抗最大，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最32為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定，即最大運(yùn)行方式下三相短路條件下（短路情況最嚴(yán)重）同理：為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短332靈敏性校驗(yàn)什么是靈敏性？為什么要考慮靈敏性？第6章_繼電保護(hù)與自動裝置概要課件34電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，保護(hù)范圍越長，表明保護(hù)越靈敏。保護(hù)范圍通常用線路全長的百分?jǐn)?shù)表示，一般要求最大保護(hù)范圍≥50%，最小保護(hù)范圍≥15%。電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，保護(hù)范圍越長，表353保護(hù)接線3保護(hù)接線364速斷保護(hù)評價僅靠動作電流值來保證其選擇性動作迅速，故稱速斷保護(hù)（速動性）接線簡單可靠（可靠性）不能保護(hù)線路全長，并且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響（靈敏性）4速斷保護(hù)評價376.2.2限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）：1定義：由于電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路全長，為了切除本線路速斷保護(hù)范圍外的故障，并作為作為速斷保護(hù)的后備，需增加一段新的保護(hù)，因該保護(hù)動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護(hù)。2對速斷保護(hù)的期望和要求任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性；在滿足上述要求的前提下，力求動作時限最小。6.2.2限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）：383限時電流速斷保護(hù)整定計(jì)算為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍,動作時限高出下一條線路Ⅰ段保護(hù)Δt。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。（為什么？）3限時電流速斷保護(hù)整定計(jì)算39第6章_繼電保護(hù)與自動裝置概要課件40動作電流整定假設(shè)保護(hù)2裝有電流速斷保護(hù)，其動作電流整定為保護(hù)1限時電流速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)整定為動作電流整定假設(shè)保護(hù)2裝有電流速斷保護(hù)，其動作電流整定為41動作時限的整定靈敏性校驗(yàn)為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時，應(yīng)具有足夠的靈敏性，一般用靈敏系數(shù)來校驗(yàn)，即規(guī)程規(guī)定動作時限的整定靈敏性校驗(yàn)為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時電流速424原理接線圖4原理接線圖435限時電流速斷保護(hù)評價限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的后備保護(hù)。能夠保護(hù)線路全長，并且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。5限時電流速斷保護(hù)評價446.2.3定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段）：原理：是指動作電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)裝置。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路時，則能反應(yīng)于電流的增大而動作。由于短路電流一般比最大負(fù)荷電流大得多，所以保護(hù)的靈敏性較高，不僅能保護(hù)本線路的全長，作本線路的近后備保護(hù)，而且還能保護(hù)相鄰線路全長，作相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。6.2.3定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段）：45定時限過電流速斷保護(hù)整定計(jì)算對定時限過電流速斷保護(hù)的期望和要求保護(hù)本線路全長，作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)相鄰線路全長，作為下一線路主保護(hù)的遠(yuǎn)后備。動作電流整定滿足兩個條件:過電流保護(hù)的動作電流應(yīng)大于該線路上可能出現(xiàn)且通過保護(hù)裝置的最大負(fù)荷電流；在外部故障切除后電壓恢復(fù)時負(fù)荷自啟動電流作用下保護(hù)裝置必須能夠可靠返回，即返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自啟動電流。定時限過電流速斷保護(hù)整定計(jì)算46對于QF1處過電流保護(hù)，有：返回電流動作電流對于QF1處過電流保護(hù)，有：返回電流動作電流47動作時限的整定動作時限的整定48靈敏性校驗(yàn)過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗(yàn)類似于限時電流速斷保護(hù)，即靈敏性校驗(yàn)494定時限過電流保護(hù)評價第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動作時間可以是保護(hù)中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；越接近電源，tⅢ越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。4定時限過電流保護(hù)評價506.2.4三段式電流保護(hù)裝置1.階段式電流保護(hù)的構(gòu)成與配合為保證迅速、可靠而有選擇性地切除故障，可將電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段），根據(jù)需要組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù)，稱為三段式電流保護(hù)。具體應(yīng)用時，可以采用電流速斷保護(hù)加定時限過電流保護(hù)，或限時電流速斷保護(hù)加定時限過電流保護(hù)，也可以三者同時采用。6.2.4三段式電流保護(hù)裝置51階段式電流保護(hù)的配合說明圖階段式電流保護(hù)的配合說明圖522三段式電流保護(hù)的評價對繼電保護(hù)的評價，主要是從選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個方面出發(fā)，看其是否滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求，是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。1)選擇性在單測電源輻射網(wǎng)中，有較好的選擇性，但在多電源或單電源環(huán)網(wǎng)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可能無法保證選擇性。2)速動性電流速斷保護(hù)以保護(hù)固有動作時限動作于跳閘；限時電流速斷保護(hù)動作時限一般在0.5s以內(nèi)，因而動作迅速是這兩種保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。過電流保護(hù)動作時限較長，特別是靠近電源側(cè)的保護(hù)動作時限可能長達(dá)幾秒，這是過電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)。2三段式電流保護(hù)的評價533)靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大、靈敏性差是三段式電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)。例：第Ⅰ段：運(yùn)行方式變化較大且線路較短，可能失去保護(hù)范圍；第Ⅲ段：長線路重負(fù)荷（If增大，Id減小），靈敏性不滿足要求。4)可靠性由于三段式電流保護(hù)中繼電器簡單，數(shù)量少，接線、調(diào)試和整定計(jì)算都較簡便，不易出錯，因此可靠性較高。3)靈敏性545)應(yīng)用范圍：35KV及以下的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)中；第Ⅰ段：110KV等，輔助保護(hù)5)應(yīng)用范圍：556.4變壓器保護(hù)6.4.1概述6.4.2變壓器瓦斯保護(hù)6.4.3變壓器電流速斷保護(hù)6.4.4變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)6.4.5變壓器相間短路的后備保護(hù)6.4變壓器保護(hù)6.4.1概述566.4.1概述變壓器的故障：油箱內(nèi)部故障：各相繞組之間的相間短路單相繞組部分線匝之間的匝間短路單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障引出線的相間短路6.4.1概述變壓器的故障：57油箱外部故障：引出線的相間短路絕緣套管閃絡(luò)或破壞造成引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路油箱外部故障：582變壓器不正常工作狀態(tài)：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流油箱漏油造成油面降低變壓器中性點(diǎn)電壓升高外加電壓過高或頻率降低引起過勵磁等2變壓器不正常工作狀態(tài)：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流593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斯跳閘輕瓦斯信號對800kVA及以上油浸式變壓器和400kVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。3應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（1）瓦斯保護(hù)603應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路

對6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器和10MVA單獨(dú)運(yùn)行的變壓器以及6.3MVA以上廠用變壓器應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。3應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：616.4.1概述對10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時間大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。6.4.1概述對10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)62(3)外部相間短路時的保護(hù)反應(yīng)變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)(或電流速斷保護(hù))后備的過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)。過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流。復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。(3)外部相間短路時的保護(hù)63（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）過負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對稱過負(fù)荷（6）過勵磁保護(hù)：防御變壓器過勵磁（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646.4.2變壓器瓦斯保護(hù)1定義：當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，使得變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，因而從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量氣體，此時將有大量的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用變壓器內(nèi)部故障時的這一特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)裝置稱為瓦斯保護(hù)。6.4.2變壓器瓦斯保護(hù)1定義：652瓦斯保護(hù)動作原理氣體繼電器安裝示意圖1—瓦斯繼電器；2—油枕；3—變壓器頂蓋；4—連接管2瓦斯保護(hù)動作原理氣體繼電器安裝示意圖664.4.1概述開口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖1—下開口杯2—上開口杯3—干簧觸點(diǎn)4—平衡錘5—放氣閥6—探針7—支架8—擋板9—進(jìn)油擋板10—永久磁鐵4.4.1概述開口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖67“電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。

3瓦斯保護(hù)接線“電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或684瓦斯保護(hù)評價如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路、鐵芯局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時，往往縱差保護(hù)等其他保護(hù)均不能動作，而瓦斯保護(hù)卻能夠動作。因此，瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障最有效的一種主保護(hù)；瓦斯保護(hù)能反應(yīng)油箱內(nèi)各種故障，且動作迅速、靈敏性高、接線簡單；不能反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的故障。故不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，須與縱差保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。4瓦斯保護(hù)評價如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間69瓦斯保護(hù)不能保護(hù)變壓器外部故障，故對于較小容量變壓器，可在變壓器電源側(cè)加裝電流速斷保護(hù)，作為變壓器電源側(cè)主保護(hù)。并用過流保護(hù)作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)6.4.3變壓器電流速斷保護(hù)瓦斯保護(hù)不能保護(hù)變壓器外部故障，故對于70接線原理圖1動作電流整定：2保護(hù)校驗(yàn)：3保護(hù)特點(diǎn)：接線原理圖1動作電流整定：2保護(hù)校驗(yàn)：3保護(hù)特點(diǎn)71變壓器縱差保護(hù)主要是用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。6.4.4變壓器的縱差保護(hù)變壓器縱差保護(hù)主要是用來反應(yīng)變壓器繞組、引出6.4.472正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，欲使這種情況下流過繼電器的電流基本為零，則應(yīng)恰當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。1保護(hù)原理和不平衡電流正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的73若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時，流入差動繼電器的電流為：當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時，流入差動繼電器的電74但是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，不論正常運(yùn)行還是外部故障，差動繼電器內(nèi)都有某些電流流入，稱之為不平衡電流。下面分析不平衡電流產(chǎn)生原因及克服方法：1)電流互感器的影響電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同變壓器各側(cè)電流互感器型號不同但是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，不論正常運(yùn)行還是外部故障，差動繼電器752)變壓器的勵磁涌流變壓器縱差保護(hù)繼電器的正確選型、設(shè)計(jì)和整定，都與變壓器勵磁電流有關(guān)。變壓器的勵磁電流是只流入變壓器接通電源一側(cè)繞組的，對縱差保護(hù)回路來說，勵磁電流的存在就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時的短路電流。因此，它必然給縱差保護(hù)的正確工作帶來影響產(chǎn)生勵磁涌流的原因主要是變壓器鐵芯的嚴(yán)重飽和使勵磁阻抗大幅度降低。2)變壓器的勵磁涌流76勵磁涌流的大小和衰減速度與合閘瞬間電壓的相位、剩磁的大小、電源和變壓器的容量等有關(guān)。勵磁涌流的大小和衰減速度與合閘瞬間電壓的相位、剩磁的大小、電773)變壓器各側(cè)電流相位不同引起的不平衡電流3)變壓器各側(cè)電流相位不同引起的不平衡電流782縱差保護(hù)的整定計(jì)算1)縱差保護(hù)動作電流的整定原則躲過電流互感器二次回路斷線時引起的差動電流變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時，另一側(cè)電流互感器的二次電流全部流入差動繼電器中，此時引起保護(hù)誤動動作電流必須大于正常運(yùn)行情況下變壓器的最大負(fù)荷電流，即當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時，可采用變壓器的額定電流，可靠系數(shù)一般取1.3。2縱差保護(hù)的整定計(jì)算1)縱差保護(hù)動作電流的整定原則當(dāng)79躲過保護(hù)范圍外部短路時的最大不平衡電流躲過保護(hù)范圍外部短路時的最大不平衡電流80躲過變壓器的最大勵磁涌流按上面三個條件計(jì)算縱差保護(hù)的動作電流，選取最大值作為保護(hù)的整定值。所有電流都是折算到電流互感器的二次值。躲過變壓器的最大勵磁涌流按上面三個條件計(jì)算縱差保護(hù)的動作電流812)縱差保護(hù)動靈敏系數(shù)的校驗(yàn)靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)為各種運(yùn)行方式下變壓器內(nèi)部故障時，流經(jīng)差動繼電器的最小差動電流，即采用在單側(cè)電源供電時，系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，變壓器發(fā)生短路時的最小短路電流。按要求，靈敏系數(shù)一般不小于2。2)縱差保護(hù)動靈敏系數(shù)的校驗(yàn)為各種運(yùn)行方式下變壓器824.4.4變壓器相間短路的后備保護(hù)為了防止外部短路引起的過電流和作為變壓器縱差保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備，變壓器還應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)。變壓器相間短路的后備保護(hù)既是變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)。主要類型：過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)等。4.4.4變壓器相間短路的后備保護(hù)為了防止外部短路引起的83保護(hù)的啟動電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定Kre1——可靠系數(shù)，一般取為1.2～1.3；Kre

——返回系數(shù)，取為0.85～0.95；最大負(fù)荷電流應(yīng)考慮負(fù)荷中電動機(jī)自啟動時的最大電流1過電流保護(hù)保護(hù)的啟動電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)Kre1——可靠系數(shù)，一84第6章_繼電保護(hù)與自動裝置概要課件852低電壓啟動的過電流保護(hù)保護(hù)的啟動元件包括電流繼電器和低電壓繼電器。2低電壓啟動的過電流保護(hù)保護(hù)的啟動元件包括電流繼電器86電流繼電器的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定，即因而其動作電流比過電流保護(hù)的啟動電流小，從而提高了保護(hù)的靈敏性。低電壓繼電器的動作電壓Uop

可按躲過正常運(yùn)行時最低工作電壓整定電流繼電器的動作電流按躲過變壓器的額定電流整定，即因而其動作874.5高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)1概述電動機(jī)常見故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)類型：定子繞組相間短路；單相接地；電動機(jī)過負(fù)荷；低電壓；同步電動機(jī)失磁、失步等。應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)電流速斷保護(hù)；差動保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；低電壓保護(hù)；單相接地保護(hù)。4.5高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)1概述88電流速斷保護(hù)接線方式：兩相兩繼電器、兩相一繼電器結(jié)線。動作電流：按躲過電動機(jī)的最大起動電流Ist.max來整定，整定計(jì)算的公式為:

式中，Krel為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，采用DL型電流繼電器時取1.4-1.6，采用GL型電流繼電器時取1.8-2。2電動機(jī)的相間短路保護(hù)電流速斷保護(hù)2電動機(jī)的相間短路保護(hù)89靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)90動作電流應(yīng)按躲過電動機(jī)額定電流IN.M來整定，整定計(jì)算的公式為:

式中，Krel為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對DL型繼電器，取1.5-2?？v聯(lián)差動保護(hù)動作電流縱聯(lián)差動保護(hù)91靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)92動作電流：按躲過電動機(jī)的額定電流來整定，式中，Krel為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，動作于信號取1.4-1.6；動作于信號，Kre為繼電器的返回系數(shù)，一般為0.8。3電動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)動作電流：按躲過電動機(jī)的額定電流來整定，3電動機(jī)的93第6章供配電系統(tǒng)

繼電保護(hù)原理第6章供配電系統(tǒng)

繼電保護(hù)原理946繼電保護(hù)與自動裝置6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.2電網(wǎng)相間短路電流電壓保護(hù)6.3小接地電流系統(tǒng)的單相接地保護(hù)6.4電力變壓器保護(hù)6.5高壓電動機(jī)保護(hù)6.6備用電源自動投入裝置6繼電保護(hù)與自動裝置6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)956.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用6.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成6.1.3繼電器的分類6.1.4對繼電保護(hù)的基本要求6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史6.1繼電保護(hù)基礎(chǔ)6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和961短路故障對系統(tǒng)的危害：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是各種類型的短路。發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下后果：(1)數(shù)值較大的短路電流通過故障點(diǎn)時，產(chǎn)生電弧，使故障設(shè)備損壞或燒毀。6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用1短路故障對系統(tǒng)的危害：6.1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)97(2)短路電流通過非故障元件時，使電氣設(shè)備的載流部分和絕緣材料的溫度超過散熱條件的允許值而不斷升高，造成載流導(dǎo)體熔斷或加速絕緣老化和損壞，從而可能發(fā)展成為故障；(3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大下降，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品的質(zhì)量。(4)破壞電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，從而使事故擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)瓦解。(2)短路電流通過非故障元件時，使電氣設(shè)備的982電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行，指電壓、電流、頻率（轉(zhuǎn)速）在規(guī)定的范圍內(nèi)，各個一次電氣設(shè)備能夠正常工作而不損壞的運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行，指電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到破壞但未出現(xiàn)故障的狀態(tài)，比如像過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等。故障，各種短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1))和斷線（單相、兩相），其中最常見且最危險的是各種類型的短路。2電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)993繼電保護(hù)基本任務(wù)：繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)：自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。3繼電保護(hù)基本任務(wù)：100(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件而動作于信號，以便及時采取措施減輕故障危害。此時一般不要求保護(hù)迅速動作。(3)繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)101由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必不可少的技術(shù)措施之一。由此可見，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要1026.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成1基本原理：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)——找差別：電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征6.1.2繼電保護(hù)的基本原理和組成1基本原理：1032構(gòu)成它主要由測量、邏輯和執(zhí)行三部分組成，測量回路的作用是測量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)有關(guān)的物理量的變化，如電流、電壓等的變化，以確定電力系統(tǒng)是否發(fā)生了短路故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況；邏輯回路的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)測量回路的輸出信號，進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動作，并向執(zhí)行元件發(fā)出相應(yīng)的信號；執(zhí)行回路的作用是執(zhí)行邏輯回路的判斷，發(fā)出切除故障的跳閘脈沖或指示不正常運(yùn)行情況的信號。2構(gòu)成測量回路的作用是測量與被保護(hù)電氣設(shè)備或線路工作狀態(tài)104線路過電流保護(hù)裝置單相原理接線圖線路過電流保護(hù)裝置單相原理接線圖1051繼電器基本概念繼電器是根據(jù)某種輸入信號來實(shí)現(xiàn)自動切換電路的自動控制電器?！邦愃朴陂_關(guān)”。繼電器的基本原理：當(dāng)輸入信號達(dá)到某一定值或由某一定值突跳到零時，繼電器就動作，使被控制電路通斷。它的功能是反應(yīng)輸入信號的變化以實(shí)現(xiàn)自動控制和保護(hù)。繼電器定義：能自動地使被控制量發(fā)生跳躍變化的控制元件稱為繼電器。6.1.3繼電器：1繼電器基本概念6.1.3繼電器：1062分類按輸入信號的性質(zhì)可分為電氣繼電器(如電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、阻抗繼電器等)和非電氣繼電器(如溫度繼電器、壓力繼電器、速度繼電器、瓦斯繼電器等)兩類；按工作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式(如晶體管型)、整流式、數(shù)字式等；按用途可分為控制繼電器(用于自動控制電路中)和保護(hù)繼電器(用于繼電保護(hù)電路中)。保護(hù)繼電器按其在繼電保護(hù)裝置中的功能，可分為主繼電器(如電流繼電器、電壓繼器、阻抗繼電器等)和輔助繼電器(如時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等)。2分類1073.繼電器的繼電特性3.繼電器的繼電特性1084.繼電器的返回系數(shù)

繼電器的返回系數(shù)是指返回電流與動作電流的比值，即Kre是一個重要的參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中要求繼電器有較高的返回系數(shù)。4.繼電器的返回系數(shù)Kre是一個重要的參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中要1096.1.4對繼電保護(hù)的基本要求：對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。選擇性：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，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。6.1.4對繼電保護(hù)的基本要求：110當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路故障時，應(yīng)由故障線路上的保護(hù)1和2動作，將故障線路切除，這時變電所B則仍可由另一條非故障線路繼續(xù)供電。在要求保護(hù)動作有選擇性的同時，還必須考慮保護(hù)或斷路器有拒動的可能性，因而就需要考慮后備保護(hù)的問題。當(dāng)k1點(diǎn)發(fā)生短路故障時，應(yīng)由故障線路上的保護(hù)1和2動111速動性：快速切除故障。提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；減少用戶在低電壓下的工作時間；減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

t－故障切除時間；tbh-保護(hù)動作時間；tDL-斷路器動作時間一般的快速保護(hù)動作時間為0.06～0.12s，最快的可達(dá)0.01～0.04s。一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達(dá)0.02～0.06s。速動性：112靈敏性指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；要求：不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為Klm。靈敏性113可靠性：指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作（拒動）；而在不該動作時，他能可靠不動，即不發(fā)生錯誤動作（簡稱誤動）。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)外接線簡明，觸點(diǎn)多少等；外在的：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝可靠性：114上述四個基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，也是貫穿本章的一個基本線索。在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。上述四個基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的115最早的繼電保護(hù)是熔斷器19世紀(jì)末期出現(xiàn)了電磁型過電流繼電器1901年出現(xiàn)了感應(yīng)型過電流繼電器1908年出現(xiàn)了電流差動保護(hù)原理20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了距離保護(hù)1927年出現(xiàn)了高頻方向保護(hù)1950年前后出現(xiàn)了微波保護(hù)20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了行波保護(hù)的思想，70年代末期出現(xiàn)了裝置之后原理上的創(chuàng)新甚少！6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史最早的繼電保護(hù)是熔斷器6.1.5繼電保護(hù)發(fā)展簡史116從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)晶體管，開始出現(xiàn)晶體管保護(hù)從20世紀(jì)70年代末期到80年代初期，出現(xiàn)集成電路保護(hù)從20世紀(jì)60年代提出微機(jī)保護(hù)，80年代前后出現(xiàn)裝置從上世紀(jì)末期，出現(xiàn)基于微機(jī)的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信于一體的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式：機(jī)電型電子型微機(jī)型(電磁型、感應(yīng)型、電動型)

（晶體管、集成電路）從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)晶體管，開始出現(xiàn)晶體管保護(hù)(電磁型、感1176.2電網(wǎng)相間短路電流、電壓保護(hù)原理電力系統(tǒng)短路故障特征之一：故障相線路電流突然增大，同時故障點(diǎn)電壓降低。繼電保護(hù)配置方案：電流保護(hù)、低壓保護(hù)適用范圍：小電流接地系統(tǒng)6.2電網(wǎng)相間短路電流、電壓保護(hù)原理電力系統(tǒng)短路故障特征之1184.2.1電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）1、保護(hù)動作原理與整定計(jì)算：①定義：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。②對速斷保護(hù)的期望和要求速動性好保護(hù)本線路全長（靈敏性：全線速動，最理想效果）；下條線路出口短路時保護(hù)不動作（選擇性：基本要求，必須滿足）4.2.1電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）119單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)電流速斷保護(hù)工作原理圖如圖所示的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，為切除故障線路，需在每條線路的電源側(cè)裝設(shè)斷路器和相應(yīng)的保護(hù)裝置，即無時限電流速斷保護(hù)分別裝設(shè)在線路L1、L2的電源側(cè)(也稱為線路的首端)。單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)電流速斷保護(hù)工作原理圖如圖所示的單側(cè)電源輻120注意：期望無法同時得到滿足，存在一個矛盾解決方法：優(yōu)先保證選擇性。即：下一條線路出口短路時不啟動，又稱按躲開下一條線路出口短路電流的條件整定注意：期望無法同時得到滿足，存在一個矛盾121③電流速斷保護(hù)整定計(jì)算③電流速斷保護(hù)整定計(jì)算122當(dāng)線路上任一點(diǎn)發(fā)生三相短路時，通過被保護(hù)元件(即線路)的電流為式中ES——系統(tǒng)等效電源的相電勢，也可以是母線上的電壓；ZS——保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的阻抗，即系統(tǒng)阻抗；Z1——線路單位長度的正序阻抗，單位為Ω/km；Lk——短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離。當(dāng)線路上任一點(diǎn)發(fā)生三相短路時，通過被保護(hù)元件(即線路)的電流123最大運(yùn)行方式：當(dāng)系統(tǒng)阻抗最小時，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最大的運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。如圖曲線1表示系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下短路點(diǎn)沿線路移動時三相短路電流的變化曲線。在最大運(yùn)行方式下，發(fā)生三相短路時通過被保護(hù)元件的電流最大，即最大短路電流為：最大運(yùn)行方式：當(dāng)系統(tǒng)阻抗最小時，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最大的124最小運(yùn)行方式:短路時系統(tǒng)阻抗最大，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最小的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式。如圖：曲線2表示系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下短路點(diǎn)沿線路移動時最小短路電流的變化曲線在最小運(yùn)行方式下，發(fā)生兩相短路時通過被保護(hù)元件的電流最小，即最小短路電流為：最小運(yùn)行方式:短路時系統(tǒng)阻抗最大，流經(jīng)被保護(hù)元件短路電流最125為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定，即最大運(yùn)行方式下三相短路條件下（短路情況最嚴(yán)重）同理：為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短1262靈敏性校驗(yàn)什么是靈敏性？為什么要考慮靈敏性？第6章_繼電保護(hù)與自動裝置概要課件127電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，保護(hù)范圍越長，表明保護(hù)越靈敏。保護(hù)范圍通常用線路全長的百分?jǐn)?shù)表示，一般要求最大保護(hù)范圍≥50%，最小保護(hù)范圍≥15%。電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)通常用保護(hù)范圍來衡量，保護(hù)范圍越長，表1283保護(hù)接線3保護(hù)接線1294速斷保護(hù)評價僅靠動作電流值來保證其選擇性動作迅速，故稱速斷保護(hù)（速動性）接線簡單可靠（可靠性）不能保護(hù)線路全長，并且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響（靈敏性）4速斷保護(hù)評價1306.2.2限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）：1定義：由于電流速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路全長，為了切除本線路速斷保護(hù)范圍外的故障，并作為作為速斷保護(hù)的后備，需增加一段新的保護(hù)，因該保護(hù)動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護(hù)。2對速斷保護(hù)的期望和要求任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性；在滿足上述要求的前提下，力求動作時限最小。6.2.2限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）：1313限時電流速斷保護(hù)整定計(jì)算為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍,動作時限高出下一條線路Ⅰ段保護(hù)Δt。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。（為什么？）3限時電流速斷保護(hù)整定計(jì)算132第6章_繼電保護(hù)與自動裝置概要課件133動作電流整定假設(shè)保護(hù)2裝有電流速斷保護(hù)，其動作電流整定為保護(hù)1限時電流速斷保護(hù)的動作電流應(yīng)整定為動作電流整定假設(shè)保護(hù)2裝有電流速斷保護(hù)，其動作電流整定為134動作時限的整定靈敏性校驗(yàn)為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時，應(yīng)具有足夠的靈敏性，一般用靈敏系數(shù)來校驗(yàn)，即規(guī)程規(guī)定動作時限的整定靈敏性校驗(yàn)為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時電流速1354原理接線圖4原理接線圖1365限時電流速斷保護(hù)評價限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的后備保護(hù)。能夠保護(hù)線路全長，并且保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。5限時電流速斷保護(hù)評價1376.2.3定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段）：原理：是指動作電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)裝置。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路時，則能反應(yīng)于電流的增大而動作。由于短路電流一般比最大負(fù)荷電流大得多，所以保護(hù)的靈敏性較高，不僅能保護(hù)本線路的全長，作本線路的近后備保護(hù)，而且還能保護(hù)相鄰線路全長，作相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。6.2.3定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段）：138定時限過電流速斷保護(hù)整定計(jì)算對定時限過電流速斷保護(hù)的期望和要求保護(hù)本線路全長，作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)相鄰線路全長，作為下一線路主保護(hù)的遠(yuǎn)后備。動作電流整定滿足兩個條件:過電流保護(hù)的動作電流應(yīng)大于該線路上可能出現(xiàn)且通過保護(hù)裝置的最大負(fù)荷電流；在外部故障切除后電壓恢復(fù)時負(fù)荷自啟動電流作用下保護(hù)裝置必須能夠可靠返回，即返回電流應(yīng)大于負(fù)荷自啟動電流。定時限過電流速斷保護(hù)整定計(jì)算139對于QF1處過電流保護(hù)，有：返回電流動作電流對于QF1處過電流保護(hù)，有：返回電流動作電流140動作時限的整定動作時限的整定141靈敏性校驗(yàn)過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗(yàn)類似于限時電流速斷保護(hù)，即靈敏性校驗(yàn)1424定時限過電流保護(hù)評價第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動作時間可以是保護(hù)中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；越接近電源，tⅢ越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。4定時限過電流保護(hù)評價1436.2.4三段式電流保護(hù)裝置1.階段式電流保護(hù)的構(gòu)成與配合為保證迅速、可靠而有選擇性地切除故障，可將電流速斷保護(hù)（電流Ⅰ段）限時電流速斷保護(hù)（電流Ⅱ段）定時限過電流速斷保護(hù)（電流Ⅲ段），根據(jù)需要組合在一起構(gòu)成一整套保護(hù)，稱為三段式電流保護(hù)。具體應(yīng)用時，可以采用電流速斷保護(hù)加定時限過電流保護(hù)，或限時電流速斷保護(hù)加定時限過電流保護(hù)，也可以三者同時采用。6.2.4三段式電流保護(hù)裝置144階段式電流保護(hù)的配合說明圖階段式電流保護(hù)的配合說明圖1452三段式電流保護(hù)的評價對繼電保護(hù)的評價，主要是從選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個方面出發(fā)，看其是否滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求，是否符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。1)選擇性在單測電源輻射網(wǎng)中，有較好的選擇性，但在多電源或單電源環(huán)網(wǎng)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可能無法保證選擇性。2)速動性電流速斷保護(hù)以保護(hù)固有動作時限動作于跳閘；限時電流速斷保護(hù)動作時限一般在0.5s以內(nèi)，因而動作迅速是這兩種保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。過電流保護(hù)動作時限較長，特別是靠近電源側(cè)的保護(hù)動作時限可能長達(dá)幾秒，這是過電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)。2三段式電流保護(hù)的評價1463)靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大、靈敏性差是三段式電流保護(hù)的主要缺點(diǎn)。例：第Ⅰ段：運(yùn)行方式變化較大且線路較短，可能失去保護(hù)范圍；第Ⅲ段：長線路重負(fù)荷（If增大，Id減?。`敏性不滿足要求。4)可靠性由于三段式電流保護(hù)中繼電器簡單，數(shù)量少，接線、調(diào)試和整定計(jì)算都較簡便，不易出錯，因此可靠性較高。3)靈敏性1475)應(yīng)用范圍：35KV及以下的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)中；第Ⅰ段：110KV等，輔助保護(hù)5)應(yīng)用范圍：1486.4變壓器保護(hù)6.4.1概述6.4.2變壓器瓦斯保護(hù)6.4.3變壓器電流速斷保護(hù)6.4.4變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)6.4.5變壓器相間短路的后備保護(hù)6.4變壓器保護(hù)6.4.1概述1496.4.1概述變壓器的故障：油箱內(nèi)部故障：各相繞組之間的相間短路單相繞組部分線匝之間的匝間短路單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障引出線的相間短路6.4.1概述變壓器的故障：150油箱外部故障：引出線的相間短路絕緣套管閃絡(luò)或破壞造成引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路油箱外部故障：1512變壓器不正常工作狀態(tài)：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流油箱漏油造成油面降低變壓器中性點(diǎn)電壓升高外加電壓過高或頻率降低引起過勵磁等2變壓器不正常工作狀態(tài)：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流1523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斯跳閘輕瓦斯信號對800kVA及以上油浸式變壓器和400kVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。3應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（1）瓦斯保護(hù)1533應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路

對6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器和10MVA單獨(dú)運(yùn)行的變壓器以及6.3MVA以上廠用變壓器應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。3應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：1546.4.1概述對10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時間大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。6.4.1概述對10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)155(3)外部相間短路時的保護(hù)反應(yīng)變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)(或電流速斷保護(hù))后備的過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)。過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流。復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。(3)外部相間短路時的保護(hù)156（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）過負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對稱過負(fù)荷（6）過勵磁保護(hù)：防御變壓器過勵磁（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1576.4.2變壓器瓦斯保護(hù)1定義：當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，使得變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，因而從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量氣體，此時將有大量的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用變壓器內(nèi)部故障時的這一特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)裝置稱為瓦斯保護(hù)。6.4.2變壓器瓦斯保護(hù)1定義：1582瓦斯保護(hù)動作原理氣體繼電器安裝示意圖1—瓦斯繼電器；2—油枕；3—變壓器頂蓋；4—連接管2瓦斯保護(hù)動作原理氣體繼電器安裝示意圖1594.4.1概述開口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖1—下開口杯2—上開口杯3—干簧觸點(diǎn)4—平衡錘5—放氣閥6—探針7—支架8—擋板9—進(jìn)油擋板10—永久磁鐵4.4.1概述開口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖160“電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或用電單位，也可以指用電設(shè)備或用電單位的功率或電流的大小。

3瓦斯保護(hù)接線“電力負(fù)荷”在不同的場合可以有不同的含義，它可以指用電設(shè)備或1614瓦斯保護(hù)評價如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路、鐵芯局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時，往往縱差保護(hù)等其他保護(hù)均不能動作，而瓦斯保護(hù)卻能夠動作。因此，瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障最有效的一種主保護(hù)；瓦斯保護(hù)能反應(yīng)油箱內(nèi)各種故障，且動作迅速、靈敏性高、接線簡單；不能反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的故障。故不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，須與縱差保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。4瓦斯保護(hù)評價如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間162瓦斯保護(hù)不能保護(hù)變壓器外部故障，故對于較小容量變壓器，可在變壓器電源側(cè)加裝電流速斷保護(hù)，作為變壓器電源側(cè)主保護(hù)。并用過流保護(hù)作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)6.4.3變壓器電流速斷保護(hù)瓦斯保護(hù)不能保護(hù)變壓器外部故障，故對于163接線原理圖1動作電流整定：2保護(hù)校驗(yàn)：3保護(hù)特點(diǎn)：接線原理圖1動作電流整定：2保護(hù)校驗(yàn)：3保護(hù)特點(diǎn)164變壓器縱差保護(hù)主要是用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。6.4.4變壓器的縱差保護(hù)變壓器縱差保護(hù)主要是用