1、1,第七章 繼電保護基礎,2,本章主要內(nèi)容,繼電保護的基本知識 單側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的電流保護 電網(wǎng)的接地保護 電力系統(tǒng)的主設備保護 10kV配電系統(tǒng)的保護 工廠供電系統(tǒng)的保護 民用建筑配電系統(tǒng)的保護,3,第一節(jié) 繼電保護的基本知識,4,一、繼電保護的基本原理,一）繼電保護裝置 一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，完成這一功能的電力系統(tǒng)保護裝置稱為繼電保護裝置 二）保護的構成 1、測量模塊 2、邏輯模塊 3、執(zhí)行模塊,5,一、繼電保護的基本原理,三）保護構成原理 利用電力系統(tǒng)中基本參數(shù)的區(qū)別構成的繼電保護 利用流過電流方向判定保護區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障正向故障或反向故障 利用不對稱

2、分量作為判據(jù)構成保護 反應非電氣量的保護,6,二、對繼電保護裝置的基本要求,一）選擇性 當電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置發(fā)出跳閘命令,僅將故障設備切除，使得故障停電范圍盡可能的小，保證無故障部分繼續(xù)運行 二）速動性 快速地切除故障以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及縮小故障元件的損壞程度,7,二、對繼電保護裝置的基本要求,三）靈敏性 在事先規(guī)定的保護范圍內(nèi)部發(fā)生故障時，不論短路點的位置，短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能敏銳感覺，正確反應 四）可靠性 在保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應該動作的故障時，它不應該拒絕動作，而在任何其他該保護不

3、應該動作的情況下，則不應該誤動作,8,三、常用的保護繼電器及操作電源,一）保護繼電器 1、電流繼電器：電流保護的測量元件 2、電壓繼電器：電壓保護的測量元件 3、中間繼電器：在繼電保護裝置和自動裝置中用以增加觸點數(shù)量以及容量 4、時間繼電器：建立必要的延時，以保證保護動作的選擇性和某種邏輯關系 5、信號繼電器：作為繼電保護裝置和自動裝置動作的信號指示,9,二）操作電源 1、概念 高壓斷路器的合閘跳閘回路以及繼電保護裝置中的操作回路、控制回路、信號回路等所需要的電源 2、分類 直流電源 整流電源 交流電源,三、常用的保護繼電器及操作電源,10,四、繼電保護常用的儀用互感器,一）電流互感器（TA）

4、 1、概念： 將電力系統(tǒng)一次回路的大電流變?yōu)槎位芈罚ūＷo或是測量回路）的標準小電流（5A或1A）的儀用互感器 2、作用： 隔離與變換,11,四、繼電保護常用的儀用互感器,一）電流互感器（TA） 3、電流互感器的10誤差曲線： 當變比誤差為10、角度誤差為7時，飽和電流倍數(shù)m（電流互感器一次側(cè)的電流與一次側(cè)額定電流的比值）與二次側(cè)負載的關系曲線 4、電流互感器的接線方式： 三相式完全星形接線，兩相兩繼電器的不完全星形接線，兩相單繼電器的兩相電流差接線 5、使用注意事項： 運行中電流互感器二次繞組萬不可開路,12,二）電壓互感器（TV） 1、概念：將電力系統(tǒng)一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈罚ūＷo或是

5、測量回路）的標準的低電壓（一般為100V）的儀用互感器。 2、作用：隔離與變換 3、分類：電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器 4、使用注意事項：運行中電壓互感器二次繞組萬不可短路,四、繼電保護常用的儀用互感器,13,第二節(jié) 單側(cè)電源電網(wǎng)相間短路的電流保護,14,一、三段式電流保護,一）無時限電流速斷保護（電流I段） 不帶時限（只有繼電器本身固有動作時間）的瞬動電流保護。 保護的動作電流按躲過被保護線路外部短路的最大短路電流來整定，以滿足選擇性。 1、動作電流： 2、動作時間： 3、保護靈敏度：,15,一、三段式電流保護,二）帶時限電流速斷保護（電流II段） 保護本線路并延伸至相鄰線路，但不超過

6、相鄰線路無時限電流速斷或是帶時限電流速斷保護的保護范圍。以時限保證選擇性。 1、動作電流（取以下計算值大者）： 與相鄰線路配合： 與相鄰變壓器配合： 2、動作時間： 3、保護靈敏度：,16,一、三段式電流保護,三）定時限過流保護（電流III段） 動作電流按躲過最大負荷電流來整定，并以時限來保證動作選擇性 1、動作電流： 2、動作時間： 3、保護靈敏度： 近后備： 遠后備：,17,一、三段式電流保護,四）原理接線,18,二、反時限過電流保護,動作時限與被保護線路中電流大小有關的一種保護，當電流大時，保護的動作時限短，而電流小時動作時限長,19,第三節(jié) 電網(wǎng)的接地保護,20,一、中性點直接接地電網(wǎng)

7、,一）三段式零序電流保護 1、零序I段： 無時限零序電流速斷保護 2、零序II段： 帶時限零序電流速斷保護 3、零序III段： 零序過流保護 *三段式零序電流保護接線類于三段式電流保護，只是繼電器引入的是零序電流。,21,二、中性點非直接接地電網(wǎng),一）中性點不接地電網(wǎng) 1、單相接地故障特點 電網(wǎng)各處故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高至電網(wǎng)線電壓，電網(wǎng)中出現(xiàn)大小等于電網(wǎng)正常時相電壓的零序電壓 非故障線路保護安裝處，流過本線路的零序電容電流方向由母線指向非故障線路，超前零序電壓90；故障線路保護安裝處流過所有非故障元件的零序電容電流之和，數(shù)值較大，方向由故障線路指向母線，滯后零序電壓90,2

8、2,一）中性點不接地電網(wǎng) 2、接地保護 絕緣監(jiān)察 零序電流保護 零序功率方向保護（選講）,二、中性點非直接接地電網(wǎng),23,二）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng) 1、補償方式 欠補償 完全補償 過補償 * 一般采用過補償方式（電感電流值大于接地電容電流）,二、中性點非直接接地電網(wǎng),24,中性點非直接接地電網(wǎng),二）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng) 2、單相接地特點 電網(wǎng)各處故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓升高至電網(wǎng)線電壓，電網(wǎng)中出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常時的相電壓 故障線路和非故障線路保護安裝處的電流都由母線流向線路，并且大小差別一般不大，接地點電流為一很小的感性電流,25,中性點非直接接地電網(wǎng),二）中

9、性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng) 3、接地保護 絕緣監(jiān)視裝置 反應穩(wěn)態(tài)3次諧波分量的接地保護 反應暫態(tài)零序電流的保護等,26,第四節(jié) 電力系統(tǒng)的主設備保護,27,一、電力變壓器保護,一）差動保護 基于比較變壓器各側(cè)的電流大小和相位的原理構成 1、差動保護的不平衡電流 理論上當變壓器正常運行或是差動保護區(qū)外故障時，流入差動繼電器的電流應為零，但實際流過差動繼電器的電流為不平衡電流 變壓器總的不平衡電流：,28,一、電力變壓器保護,一）差動保護 2、差動保護的原理接線,29,二）瓦斯保護 非電量保護，測量元件為氣體繼電器，安裝于變壓器油箱和油枕的通道上 與差動保護一起作為主保護，對變器內(nèi)部故障全面保護,一、

10、電力變壓器保護,30,三）電流速斷保護 裝設于容量較小的變壓器的電源側(cè)，保護動作于跳開變壓器兩側(cè)斷路器 電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時，保護采用完全星形接線，如為非直接接地系統(tǒng)，則采用兩相不完全星形接線,一、電力變壓器保護,31,第五節(jié) 10kV配電系統(tǒng)的保護,32,一、10kV配電線路的保護,一）特點 我國的10kV配電線路的保護，一般采用電流速斷、過電流及三相一次重合閘構成。 對于特殊線路結構或特殊負荷線路保護，不能滿足要求時，可考慮增加其它保護（如電流保護段、電壓閉鎖等）。 10kV線路保護在整定計算中，定值計算偏重靈敏性，對有用戶變電所的線路，選擇性靠重合閘來保證,33,二）保護 1、電流速斷

11、保護：無時限電流速斷保護或是帶時限電流速斷保護 2、過電流保護：610kV配電線路都要求裝設，與高壓輸電線路過流保護同樣整定 3、單相接地保護：配電線路裝設單相接地保護并不是必須的，可以根據(jù)需要選擇安裝；并且小接地電流系統(tǒng)，單相接地故障時只需發(fā)信號,一、10kV配電線路的保護,34,一）特點 10kV配電變壓器的常見故障及不正常運行方式與高壓系統(tǒng)中電力變壓器相同，但由于10 kV配電變壓器的容量一般并不很大，因此保護有自己的特點。 二）保護 目前，越來越多的10kV配變?yōu)楦墒阶儔浩?，此類變壓器可以采用負荷開關加熔斷器的保護方案,二、10kV配電變壓器的保護,35,三、10kV電力電容器的保護,

12、一）概述 10kV電力電容器一般是并聯(lián)在配電網(wǎng)絡中用以補償工頻交流電力系統(tǒng)中的感性負荷、提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)、改善電網(wǎng)質(zhì)量、降低線路損耗。為了保證其安全運行，電力電容器也應該裝設適當?shù)谋Ｗo裝置 二）特點 電容器組的繼電保護方式與其接線方案相關,36,三）保護措施 當電容器組與斷路器之間的連線發(fā)生故障時，應該裝設過電流保護 雙三角形連接電容器組一般采用橫聯(lián)差動保護；雙星形接線電容器組內(nèi)部故障時需要采用中性線電流平衡保護 另外，為了防止在母線電壓波動幅度比較大的情況下，導致電容器組長期過電壓運行，應該裝設過電壓保護裝置,三、10kV電力電容器的保護,37,四）并聯(lián)電容器組的主要故障 電容器內(nèi)部故障及其引出線短路 電容器組與斷路器之間連線的短路 電容器組中某一些故障電容切除后引起過電壓 電容器組單相接地故障 電容器組過電壓 電容器組連接母線失壓 電容器組過負荷,三、10kV電力電容器的保護,38,五）并聯(lián)電容器組的保護 專用熔斷器保護 帶短時限的電流速斷或是過電流保護，動作于跳閘 對單星形接線的電容器組，采用中性線對地電壓不平衡保護；對多段串連單星形接線電容器組，采