第七章++繼電保護(hù)與二次回路第一頁(yè)，共29頁(yè)。內(nèi)容提要：本章比重占5%第一節(jié)繼電保護(hù)任務(wù)及基本要求第二節(jié)變壓器保護(hù)第三節(jié)電力線路及設(shè)備保護(hù)第四節(jié)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第五節(jié)二次回路基本知識(shí)第六節(jié)變電所操作電源第二頁(yè)，共29頁(yè)。繼電保護(hù)的任務(wù)當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)迅速的將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，將事故盡可能限制在小范圍內(nèi)。當(dāng)正常供電的電源因故突然中斷時(shí)，通過繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置還可以迅速投入備用電源，使重要設(shè)備繼續(xù)獲得供電。第三頁(yè)，共29頁(yè)。電氣設(shè)備發(fā)生故障的危害電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生很大的短路電流；電網(wǎng)電壓下降，電氣設(shè)備過熱燒壞；充油設(shè)備產(chǎn)生氣體，出現(xiàn)噴油或者著火；導(dǎo)線被燒斷，供電中斷；電力系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞；第四頁(yè)，共29頁(yè)。多種繼電保護(hù)方式根據(jù)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的各種形態(tài)及電氣量變化，設(shè)計(jì)各種繼電保護(hù)方式：

電流過負(fù)荷保護(hù)、過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、方向電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)等。第五頁(yè)，共29頁(yè)。繼電保護(hù)的基本要求選擇性 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇性的切除故障，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行，停電范圍盡量縮小。快速性 快速切除故障，可以把故障部分控制在盡可能輕微的狀態(tài)，減少系統(tǒng)電壓因故障而降低的時(shí)間，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。第六頁(yè)，共29頁(yè)。繼電保護(hù)的基本要求靈敏性 繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障的反映能力，能對(duì)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式能靈敏的感受和靈敏的反映。可靠性 需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不拒動(dòng)，不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不誤動(dòng)第七頁(yè)，共29頁(yè)。保護(hù)繼電器1、電流繼電器：電流保護(hù)的測(cè)量元件；2、電壓繼電器：電壓保護(hù)的測(cè)量元件；3、中間繼電器：在繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置中用以增加觸點(diǎn)數(shù)量以及容量，也可使觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)帶有不大的延時(shí)；4、時(shí)間繼電器：建立必要的延時(shí)，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性和某種邏輯關(guān)系；5、信號(hào)繼電器：作為繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置動(dòng)作的信號(hào)指示；第八頁(yè)，共29頁(yè)。變壓器保護(hù)3～10kV配電變壓器主要有過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)；單臺(tái)油浸變壓器容量在800kVA以上的，車間內(nèi)400kVA及以上油浸變壓器裝設(shè)氣體保護(hù)；單臺(tái)容量10000kVA以上的，或者單臺(tái)6300kVA以上的并列運(yùn)行變壓器，裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)；大容量、高電壓的降壓變，為了提高靈敏度，采用復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)；第九頁(yè)，共29頁(yè)。變壓器過電流保護(hù)過流保護(hù)的原理：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流，利用這一特點(diǎn)設(shè)置過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。動(dòng)作時(shí)限的兩種實(shí)現(xiàn)辦法：定時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限經(jīng)整定后不變；反時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限隨電流的大小而變化，電流越大動(dòng)作時(shí)限越短。第十頁(yè)，共29頁(yè)。變壓器電流差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范包括變壓器一、二次側(cè)電流互感器之間的所有設(shè)備，其中除了被保護(hù)設(shè)備變壓器之外，還有變壓器的一、二次連接線。第十一頁(yè)，共29頁(yè)。變壓器氣體保護(hù)油浸變壓器內(nèi)部故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電弧產(chǎn)生大量氣體，利用這些氣體動(dòng)作于保護(hù)裝置，也叫瓦斯保護(hù)；氣體保護(hù)、電流速斷保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)是變壓器主保護(hù)；過電流保護(hù)是后備保護(hù)。第十二頁(yè)，共29頁(yè)。電力線路及設(shè)備保護(hù)6～10kV電力線路的繼電保護(hù)只有過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)；35kV及以上的電力線路可裝設(shè)低電壓保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)；對(duì)于雙測(cè)電源供電線路，設(shè)置方向繼電器，判別電流方向，如方向過電流保護(hù)、方向電流速斷保護(hù)。第十三頁(yè)，共29頁(yè)。高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)為電路速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)；2000kW及其以上容量的高壓電動(dòng)機(jī)，采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)代替電流速斷保護(hù)；高壓電動(dòng)機(jī)的其它保護(hù)：反映單相接地故障的零序電流保護(hù)，反映電壓降低的欠電壓保護(hù)和同步電機(jī)的失步保護(hù)。第十四頁(yè)，共29頁(yè)。電力電容器保護(hù)中小容量的高壓電容器組普遍采用電流速斷或延時(shí)電流速斷保護(hù)作為相間短路保護(hù)。第十五頁(yè)，共29頁(yè)。變電所繼電保護(hù)自動(dòng)裝置新技術(shù)應(yīng)用變電站采用微機(jī)綜合自動(dòng)化的功能：對(duì)變電站正常運(yùn)行的各項(xiàng)主要參數(shù)自動(dòng)采集、處理、打印和顯示；定時(shí)打印電量和負(fù)荷率；自動(dòng)投切電容器；帶負(fù)載調(diào)壓變壓器的自動(dòng)調(diào)壓；負(fù)荷自動(dòng)控制；系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)記錄事故發(fā)生時(shí)間、短路電流大小等情況；對(duì)故障前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，對(duì)事故進(jìn)行分析；變電站倒閘操作票的自動(dòng)填寫打印等。第十六頁(yè)，共29頁(yè)。繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理當(dāng)出現(xiàn)電流速斷保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘時(shí)，如果被保護(hù)設(shè)備是架空電力線路，考慮到架空電力線路有可能發(fā)生瞬時(shí)性短路故障，如由于刮風(fēng)或鳥類碰撞，或者遭受雷擊，短路故障瞬間自動(dòng)消失，因此電流速斷保護(hù)動(dòng)作后，根據(jù)具體需要，可以合閘試送。如果合閘試送失敗，繼電保護(hù)再次動(dòng)作跳閘，則說明故障不是瞬時(shí)性的，而是永久性的。如果被保護(hù)設(shè)備是電力變壓器、電力電容器、電力電纜或室內(nèi)電力線路，則一旦發(fā)生電流速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘，就不允許合閘試送電。

第十七頁(yè)，共29頁(yè)。繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理當(dāng)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可能原因：1、電力變壓器內(nèi)部發(fā)生事故，例如相間短路或匝間短路；2、電力變壓器一、二次連續(xù)發(fā)生相間短路；3、電流互感器發(fā)生匝間短路或者二次回路出現(xiàn)斷線、短路。第十八頁(yè)，共29頁(yè)。自動(dòng)重合閘由于發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作斷路器自動(dòng)跳閘后，能使斷路器自合閘的裝置稱為自動(dòng)重合閘裝置。自動(dòng)重合閘可以滿足選擇性的不足。電纜線路不應(yīng)用自動(dòng)重合閘。第十九頁(yè)，共29頁(yè)。自動(dòng)重合閘的基本要求在下列情況下，自動(dòng)重合閘不應(yīng)動(dòng)作： 1、值班人員人為操作斷路器斷開； 2、值班人員操作斷路器合閘，由于線路上有故障，引起斷路器隨即跳閘；對(duì)于同一次故障，自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次重合閘就應(yīng)只動(dòng)作一次；自動(dòng)重合閘動(dòng)作之后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，以備下次線路故障時(shí)再動(dòng)作；當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)時(shí)，重合閘應(yīng)退出運(yùn)行。第二十頁(yè)，共29頁(yè)。備用電源自動(dòng)投入裝置當(dāng)工作電源因故障自動(dòng)跳閘后，備用電源自動(dòng)投入。即可用于合上備用電源線路的斷路器，也可用于合上備用變壓器的斷路器。備用電源自動(dòng)投入應(yīng)滿足： 1、只有在正常工作電源斷路器跳閘后，方能自動(dòng)投入備用電源斷路器； 2、當(dāng)正常工作電源斷路器跳閘后，備用電源自投裝置應(yīng)只動(dòng)作一次。如果備用電源合閘后又自動(dòng)跳閘，不得再次自動(dòng)合閘； 3、當(dāng)備用電源無電壓時(shí)，自投裝置不應(yīng)動(dòng)作； 4、當(dāng)電壓互感器的熔絲熔斷時(shí)，自投裝置不應(yīng)誤動(dòng)作。第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。二次回路基本概念發(fā)電廠和變電所中直接與生產(chǎn)和輸配電能相關(guān)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，例如：發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)作用的輔助設(shè)備稱為二次設(shè)備。如：繼電器，操作電源等；由二次設(shè)備按照一定順序和要求相互連接構(gòu)成的電氣回路稱為二次回路。按照二次設(shè)備用途分為：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x表、信號(hào)裝置和操作電源。第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。二次回路接線圖1、原理接線圖 將各種電氣以集合形式表示，表明接線方式和動(dòng)作原理；特點(diǎn)：一、二次回路畫在一起，對(duì)所有設(shè)備有一個(gè)完整的概念；2、展開接線圖 將交流回路和直流回路分開表示。交流回路分為電壓回路和電流回路；直流回路分為操作回路和信號(hào)回路；3、安裝接線圖 包括平面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖。第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。二次回路接線圖閱讀順序閱讀原理接線圖的順序是什么？ 從電流互感器的二次側(cè)看短路電流出現(xiàn)后，能使哪個(gè)繼電器動(dòng)作，該繼電器的觸點(diǎn)閉合（或斷開）后，又使哪個(gè)繼電器啟動(dòng)，依次看下去，直到看到使斷路器跳閘及發(fā)出信號(hào)為止；閱讀展開接線圖的順序是什么？1、先讀交流電路后讀直流線路；2、直流電流的流通方向是從左到右，即從正電源經(jīng)觸點(diǎn)到線圈再回到負(fù)電源；3、元件的動(dòng)作順序是：從上到下，從左到右。

第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。二次回路及編號(hào)為便于安裝施工和運(yùn)行維護(hù)，在展開接線圖中對(duì)回路應(yīng)進(jìn)行編號(hào)；在安裝接線圖中除編號(hào)外，尚需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行編號(hào)。二次回路的編號(hào)，依據(jù)等電位的原則進(jìn)行，就是在回路中連接在一點(diǎn)的全部導(dǎo)線都用同一個(gè)數(shù)碼表示。當(dāng)回路經(jīng)過開關(guān)或繼電器觸點(diǎn)隔開后，應(yīng)給予不同編號(hào)。第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。相對(duì)編號(hào)法如果兩個(gè)設(shè)備的連接線端子需要連接起來，在甲設(shè)備的接線端子上，標(biāo)出乙設(shè)備接線端子編號(hào)；同時(shí)，在乙設(shè)備該接線端子上標(biāo)出甲設(shè)