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1、新能源應(yīng)用技術(shù) 李偉鵬,電力系統(tǒng)繼電保護(hù),Electric Power System Relay Protection,第一章 緒論 第二章 繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí) 第三章 輸電線路接地保護(hù) 第四章 電網(wǎng)的距離保護(hù) 第五章 電力變壓器保護(hù) 第六章 同步發(fā)電機(jī)保護(hù) 第七章 母線保護(hù),目 錄,第一章 緒論,本章主要內(nèi)容,一、繼電保護(hù)的任務(wù) 二、繼電保護(hù)裝置構(gòu)成基本原理和組成 三、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求 四、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),1.正常運(yùn)行,2.故障,3.不正常運(yùn)行,斷線,短路,三相短路、 兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)以及變壓器繞組間的匝間短路等,單相斷線 兩相斷

2、線,過(guò)負(fù)荷、 過(guò)電壓 頻率降低 、系統(tǒng)振蕩等,上頁(yè),下頁(yè),返回,一、繼電保護(hù)的任務(wù),1.當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)地、迅速地、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 2.當(dāng)電力系統(tǒng)中電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、保護(hù)裝置構(gòu)成基 本原理和組成,測(cè)量,邏輯,執(zhí)行,上頁(yè),下頁(yè),返回,繼電保護(hù)裝置的分類(lèi),繼電保護(hù)裝置,上頁(yè),下頁(yè),返回,對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求:,三、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求,上頁(yè),下頁(yè),返回,選擇性舉例,1、2 跳閘,5、

3、6 跳閘,7、8 跳閘,若7QF拒動(dòng)，保護(hù)5動(dòng)作跳開(kāi)5QF將故障切除，停電范圍擴(kuò)大了。但是如果保護(hù)5不動(dòng)作跳閘，故障線路就無(wú)法切除，因此，此時(shí)保護(hù)5的動(dòng)作也是有選擇性動(dòng)作，若保護(hù)7和7QF正確動(dòng)作于跳閘同時(shí)，保護(hù)5也動(dòng)作跳開(kāi)5QF，則保護(hù)5的動(dòng)作就是非選擇性動(dòng)作，稱(chēng)為越級(jí)跳閘。,上頁(yè),下頁(yè),返回,關(guān)于靈敏性,靈敏性用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，并表示為 ，也稱(chēng)為靈敏度。 在計(jì)算保護(hù)的靈敏系數(shù)時(shí)，可按如下原則考慮： 1.在可能的運(yùn)行方式下，選擇最不利于保護(hù)動(dòng)作的運(yùn)行方式； 2.在所保護(hù)的短路類(lèi)型中，選擇最不利于保護(hù)動(dòng)作的短路類(lèi)型； 3.在保護(hù)區(qū)內(nèi)選擇最不利于保護(hù)動(dòng)作的那點(diǎn)作為靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)（計(jì)算所選的短路點(diǎn)）

4、。,上頁(yè),下頁(yè),返回,四、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,1、保護(hù)原理方面,過(guò)電流保護(hù)（最早熔斷器） 1901年,電流差動(dòng) 保護(hù) 1908年,方向性 電流保護(hù) 1910年,距離 保護(hù) 1920年,行波保護(hù) 光纖保護(hù) 20世紀(jì)70年代,微波保護(hù) 20世紀(jì) 50年代,上頁(yè),下頁(yè),返回,高頻 保護(hù) 1927年,繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,2、結(jié)構(gòu)型式方面,機(jī)電型 （電磁型、 感應(yīng)型）,整流型,微機(jī)型,集成 電路型,晶體管型,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二章 繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí),本章主要內(nèi)容,一、電流互感器及電壓互感器 二、變換器 三、對(duì)稱(chēng)分量分量濾過(guò)器 四、常用繼電器 五、微機(jī)保護(hù)的基本知識(shí),一、保護(hù)用電流互感器,第一節(jié) 電流互

5、感器及電壓互感器,（一）電流互感器正方向規(guī)定,一次側(cè)同名端流進(jìn),二次側(cè)同名端流出,等值電路,相量圖,由等值電路可見(jiàn)：,將電力系統(tǒng)的一次電流按一定的變比變換成二次較小電流，供給測(cè)量表計(jì)和繼電器，同時(shí)還可以使二次設(shè)備與一次高壓隔離，保證工作人員的安全。,由電磁平衡原理：,所以,上頁(yè),下頁(yè),返回,1、電流互感器存在誤差的原因,（二）電流互感器的誤差,比值誤差,角度誤差,勵(lì)磁電流的存在，由于勵(lì)磁電流的存在，使一次電流折算值與二次電流不等，即兩者的大小和相位不同。,小于10%,小于7,2、電流互感器10%誤差曲線,電流互感器比值誤差為10%，角度誤差小于7，電流互感器一次電流倍數(shù)與允許的二次負(fù)載阻抗之間

6、的關(guān)系曲線。,上頁(yè),下頁(yè),返回,電 壓 互 感 器 的 接 線 方 式,星型接線,三相五柱式接線,V-V接線,特點(diǎn)：可以獲得對(duì)稱(chēng)的三個(gè)線電壓，但不能獲得相電壓,可以獲得相電壓、線電壓和零序電壓,可以獲得相電壓、線電壓和零序電壓,二 電壓互感器,上頁(yè),下頁(yè),返回,電壓互感器二次電壓可看成是電壓源，而電流互感器二次電流可看成是電流源； 電壓互感器在正常工作情況下鐵芯的工作磁密較電流互感器高得多； 電壓互感器工作在二次側(cè)開(kāi)路狀態(tài)，電流互感器工作在二次側(cè)短路狀態(tài)； 電流互感器二次不能開(kāi)路 。,（三）電流互感器與電壓互感器的工作特點(diǎn),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、變換器的功能：,第二節(jié) 變換器,1按照保護(hù)裝置構(gòu)

7、成原理的要求，進(jìn)行電氣量的變換 與綜合； 2將被保護(hù)設(shè)備的強(qiáng)電交流二次回路與保護(hù)裝置的直流弱電回路相隔離； 3利用測(cè)量變換器一、二次線圈的屏蔽層，抑制干擾信號(hào)的侵入，提高保護(hù)裝置的抗干擾能力。,二、變換器的種類(lèi)：,電流變換器,電壓變換器,電抗變壓器,上頁(yè),下頁(yè),返回,一、電壓變換器（TV）,電壓變換器用于將一次電壓變換成裝置所需要的二次電壓。,上頁(yè),下頁(yè),返回,當(dāng)忽略其比值誤差和角度誤差時(shí)，則二次輸出電壓：,二次輸出電壓,變換系數(shù),一次輸入電壓,二、電流變換器（T）,電流變換器用于將一次電流變換成裝置所需要的二次電壓。,上頁(yè),下頁(yè),返回,當(dāng)忽略其比值誤差和角度誤差時(shí)，則二次輸出電壓：,二次輸出

8、電壓,變換系數(shù),電流互感器變比,三、電抗變壓器（UR）,電抗變壓器用于將一次電流變換成裝置所需要的二次電壓。,上頁(yè),下頁(yè),返回,電抗變壓器鐵芯具有氣 隙，其勵(lì)磁回路的勵(lì)磁電 抗數(shù)值很小，相對(duì)于二次 較大的負(fù)荷阻抗來(lái)說(shuō)，完 全可以忽略不計(jì)，故一次 電流全部作為勵(lì)磁電流， 電抗變壓器在工作時(shí)繞組 可認(rèn)為處于開(kāi)路狀態(tài),調(diào)節(jié)電抗變壓器一、二次繞組的匝數(shù)可以改變,通過(guò)調(diào)節(jié)電抗變壓器繞組所接的電阻可以改變的 角度,電流變換器與電抗變壓器都是將一次電流成比例的變 換成二次電壓的，但是在應(yīng)用上有些不同。電流變換 器在磁路未飽和時(shí)，勵(lì)磁電流可以忽略，其二次輸出 電壓波形基本保持了一次電流信號(hào)的波形。,電抗變壓器

9、一次電流全部作為勵(lì)磁電流，在暫態(tài)情況下，忽略鐵芯有功損耗，其二次輸出 電壓為： 電抗變壓器二次輸出電壓對(duì)一次電流中的諧波成分有放大作用，對(duì)一次電流中的非周期電流 有抑制作用,當(dāng)輸入端三相電流、電壓中 含有三序分量時(shí)，輸出端只 輸出負(fù)序分量。,為了提高保護(hù)裝置的靈敏度，經(jīng)常采用序分量來(lái)作為保護(hù)的判據(jù)。要獲得這些序分量就必須借助于各種序分量濾過(guò)器，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器。,當(dāng)輸入端三相電流、電壓中 含有三序分量時(shí)，輸出端只 輸出零序分量。,第三節(jié) 對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器,零序分量濾過(guò)器,零序電壓濾過(guò)器,零序電流濾過(guò)器,負(fù)序分量濾過(guò)器,負(fù)序電壓濾過(guò)器,負(fù)序電流濾過(guò)器,上頁(yè),下頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,零序電壓

10、濾過(guò)器,零序電壓濾過(guò)器的作用是為了獲得零序電壓，它的輸入是三相電壓，輸出只與輸入電壓中的零序電壓成正比。,構(gòu)成依據(jù)：,構(gòu)成元件 ：,三個(gè)單相式電壓互感器或 三相五柱式電壓互感器都 可以獲得,上頁(yè),下頁(yè),返回,零序電流濾過(guò)器,零序電流濾過(guò)器的作用是為了獲得零序電流，它的輸入是三相電流，輸出只與輸入電流中的零序電流成正比。,構(gòu)成依據(jù)：,構(gòu)成元件 ：,由三臺(tái)具有相同型號(hào)和變比 的電流互感器構(gòu)成零序電流 濾過(guò)器。,輸入電流繼電器的電流 正常運(yùn)行，忽略勵(lì)磁電流 考慮勵(lì)磁電流,上頁(yè),下頁(yè),返回,阻容式單相負(fù)序電壓濾過(guò)器,參數(shù)關(guān)系,輸出電壓,輸 入 正 序 電 壓,輸 入 負(fù) 序 電 壓,上頁(yè),下頁(yè),返回,

11、阻容移相式單相負(fù)序電流濾過(guò)器,上頁(yè),下頁(yè),返回,單相負(fù)序電流濾過(guò)器相量圖,1.輸入零序電流,輸出為零。,2. 輸 入 正 序 序 電 流,3. 輸 入 負(fù) 序 序 電 流,1.基本結(jié)構(gòu),第四節(jié) 常用繼電器,電磁鐵,可動(dòng)銜鐵,線圈,觸點(diǎn),彈簧,止擋,2.基本原理,當(dāng)電磁力矩 大于彈簧力 矩和摩擦力 矩之和,繼 電器動(dòng)作, 接點(diǎn)閉合,上頁(yè),下頁(yè),返回,電流繼電器,過(guò)電流繼電器,電壓繼電器,中間繼電器,時(shí)間繼電器,信號(hào)繼電器,低電流繼電器,過(guò)電壓繼電器,低電壓繼電器,反應(yīng)被保護(hù)元件電流降低而動(dòng)作的一種繼電器,反應(yīng)被保護(hù)元件電壓升高而動(dòng)作的一種繼電器,起橋梁作用,接點(diǎn)多容量大,可實(shí)現(xiàn)短延時(shí), 及自保持

12、。,建立保護(hù)所需要的延時(shí)時(shí)間。,當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，明顯標(biāo)示出繼電器 或保護(hù)裝置動(dòng)作狀態(tài)。,3. 常用電磁型繼電器的類(lèi)型,反應(yīng)被保護(hù)元件電壓降低而動(dòng)作的一種繼電器,上頁(yè),下頁(yè),返回,反應(yīng)被保護(hù)元件電流升高而動(dòng)作的一種繼電器,4. 電磁型常用繼電器圖片,上頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,動(dòng)作電流,返回電流,返回系數(shù),使電流繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合的最小電流,使電流繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)打開(kāi)的最大電流,返回電流與動(dòng)作電流之比,實(shí)驗(yàn)接線,合上電源開(kāi)關(guān)S,調(diào)整自耦調(diào)壓器,使 輸入電流繼電器的電流升高,當(dāng)小燈 剛好亮?xí)r電表指示的電流就是繼電器 的動(dòng)作電流.,調(diào)整自耦調(diào)壓器,使輸入電流繼電器 的電流減小,當(dāng)小燈剛好熄滅時(shí),電

13、表 指示的電流就是繼電器的返回電流.,5. 電磁型過(guò)電流繼電器的參數(shù),6. 電磁型低電壓繼電器的參數(shù),上頁(yè),下頁(yè),返回,動(dòng)作電壓,返回電壓,返回系數(shù),使電壓繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合的最大電壓,使電壓繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)的最小電壓,返回電壓與動(dòng)作電壓之比,實(shí)驗(yàn)接線,合上電源開(kāi)關(guān)S,調(diào)整自耦調(diào)壓器,使 輸入電壓繼電器的電壓升高至額定值 這時(shí)繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi),調(diào)整自耦 調(diào)壓器,減小加入繼電器的電壓,當(dāng)小 燈剛好亮?xí)r,電壓表指示的電壓就是 繼電器的動(dòng)作電壓.,調(diào)整自耦調(diào)壓器,使輸入電壓繼電器 的電壓升高, 當(dāng)小燈剛熄滅時(shí),電壓 表指示的電壓就是繼電器的返回電壓.,流過(guò)保護(hù)1的短路電流大于整定的動(dòng)作電流 時(shí):

14、 保護(hù)動(dòng)作.,第一節(jié) 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,1.工作原理,線路上發(fā)生三相短路時(shí),流過(guò)保護(hù)1的 短路電流:,最大運(yùn)行式下,最小運(yùn)行方下,為了保證選擇性，電流速斷保護(hù)的動(dòng)作 電流應(yīng)躲過(guò)下一線路首端（或本線路末 端）短路故障時(shí)流過(guò)本保護(hù)的短路電流,最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端N發(fā)生金 屬性三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流。,無(wú)實(shí)現(xiàn)保護(hù)不能 保護(hù)線路全長(zhǎng),保護(hù) 范圍隨運(yùn)行方式而 變化,第一節(jié) 無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù),2.接線原理,信號(hào),上頁(yè),下頁(yè),返回,電流互感器,電流繼電器,中間繼電器,信號(hào)繼電器,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié) 限時(shí)電流速斷保護(hù),1.工作原理,由于無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)一

15、般不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，為切除本線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，為此增設(shè)第二套電流速斷保護(hù)，即限時(shí)電流速斷保護(hù),限時(shí)電流速斷保護(hù)。它的動(dòng)作范圍應(yīng)包括被保護(hù)線路全長(zhǎng)。為了獲得動(dòng)作選擇性，第二套電流速斷保護(hù)必須帶時(shí)限，以便和相鄰線路段電流速斷保護(hù)相配合，,所帶的時(shí)限只比瞬時(shí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)或兩個(gè)時(shí)限級(jí)差t，所以稱(chēng)它為限時(shí)電流速斷保護(hù)。此情況下，它的保護(hù)范圍不超越相鄰線路段或段電流保護(hù)的保護(hù)范圍,2.動(dòng)作電流整定,保護(hù)1的限時(shí)電流速斷動(dòng)作電流 應(yīng)為: 考慮到電流計(jì)算和整定誤差等不利因素，故引入可靠系數(shù)后寫(xiě)為:,3.動(dòng)作時(shí)限選擇,保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)區(qū)延伸到m點(diǎn),為使在nm之間發(fā)生故障時(shí)不

16、誤動(dòng)作,動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為:,第二節(jié) 限時(shí)電流速斷保護(hù),4.靈敏度校驗(yàn),為了保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的靈敏度。通常用靈敏系數(shù) 來(lái)表示。,在最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路末端發(fā)生 兩相金屬性短路故障時(shí)流經(jīng)保護(hù)的電流。,上頁(yè),下頁(yè),返回,5.原理接線,上頁(yè),下頁(yè),返回,限時(shí)電流速斷保護(hù) 與無(wú)時(shí)限電流速斷 保護(hù)接線的主要區(qū)別 是將中間繼電器換成 了時(shí)間繼電器。當(dāng)電 流繼電器動(dòng)作后，須 經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器的延 時(shí)后，才能動(dòng)作于跳 閘。,第二節(jié) 限時(shí)電流速斷保護(hù),限時(shí)電流速斷保護(hù)雖能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，但不能作為下一線路保護(hù)的后備。而定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)不僅能保

17、護(hù)本線路全長(zhǎng)，還能保護(hù)相鄰線路的全長(zhǎng)，可以起到后備保護(hù)的作用。這是因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)不是按躲過(guò)某一短路電流，而是按躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的，故它的動(dòng)作電流值較低，靈敏度較高，保護(hù)范圍大。,第三節(jié) 定限時(shí)過(guò)電流保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 定限時(shí)過(guò)電流保護(hù),定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)也是靠適當(dāng)選取 動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限來(lái)獲得選擇性的。,一、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則,1）動(dòng)作電流應(yīng)整定得大于該線路上可能出現(xiàn) 的最大負(fù)荷電流 2）在外部短路故障切除后，電流繼電器能可靠返回。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 定限時(shí)過(guò)電流保護(hù),二、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定原則,1）過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)按

18、階梯原則選擇,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 定限時(shí)過(guò)電流保護(hù),三、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)限的靈敏度校驗(yàn),靈敏度校驗(yàn)應(yīng)按如下兩種情況分別考慮： (1) 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)作為本線路的近后備保護(hù)時(shí)，其校驗(yàn)點(diǎn) 應(yīng)選在本線路末端 （2）當(dāng)過(guò)電流保護(hù)作為相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)， 其校驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)選在相鄰線路（元件）末端， 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取性能 更好的保護(hù)方式。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第四節(jié) 電流保護(hù)的接線方式,一、三種基本的接線方式,電流保護(hù)的接線方式， 指的是電流繼電器與 電流互感器二次繞組 之間的連接方式,有三 種基本的接線方式。,三相三繼電器完全星接線方式,兩相兩繼電器不完全星接線方式,兩相電流差

19、接線方式,三相三繼電器完全星接線方式,可以反 應(yīng)各種 類(lèi)型的 相間故 障和接 地故障,上頁(yè),下頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,兩相兩繼電器不完全星接線方式,可以反 應(yīng)各種 類(lèi)型的 相間故 障和有 電流互 感器相 的接地 故障。,上頁(yè),下頁(yè),返回,兩相電流差接線方式,通過(guò)繼電器的 電流為兩相電 流之差.不同 故障類(lèi)型和 短路相別下, 通過(guò)繼電器 的電流和電 流互感器二 次電流之比 是不同的 .,定義接線系數(shù)，為流入繼電器 的電流與電流互感器二次電流之比， 以 表示。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第四節(jié) 電流保護(hù)的接線方式,二、各種接線方式的性能分析,(一)對(duì)相間短路故障的反應(yīng)能力 完全星形和不完全星形接線都能

20、正確反應(yīng)被保 護(hù)線路不同相別的相間短路故障，只是動(dòng)作的繼電 器數(shù)目不同而已。兩相不完全星形接線方式在AB和 BC相間短路故障時(shí)只有一個(gè)繼電器動(dòng)作。三相完全 星形接線方式在各種相間短路故障時(shí)，至少有兩個(gè) 繼電器動(dòng)作，動(dòng)作可靠性較高。,第四節(jié) 電流保護(hù)的接線方式,二、各種接線方式的性能分析,(二)對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力 在小接地電流電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，流 過(guò)接地點(diǎn)的僅為零序電容電流，相間電壓仍然對(duì)稱(chēng)， 對(duì)負(fù)荷沒(méi)有影響。為提高供電可靠性，允許小接地電 流電網(wǎng)帶一點(diǎn)接地繼續(xù)運(yùn)行一短時(shí)間。故在這種電網(wǎng) 中，在不同地點(diǎn)發(fā)生兩點(diǎn)接地短路時(shí)，要求保護(hù)動(dòng)作 只切除一個(gè)接地故障點(diǎn)，以提

21、高供電可靠性。,上頁(yè),下頁(yè),返回,對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力,1.串聯(lián)線路,上頁(yè),下頁(yè),返回,完全星型,不完全星型,由于兩個(gè)保護(hù)在定值和時(shí)限上都按選擇性要求而配合整定的，因此，能夠保證100地只切 除線路。,由于B相不裝電流互感器和相應(yīng)的電流繼電器，當(dāng)線路上發(fā)生B相接地，而線路I上發(fā)生A相或C相接地時(shí)，保護(hù)2不能動(dòng)作，只能由保護(hù)1動(dòng)作切除線路I，擴(kuò)大了停電范圍。這種接線方式在不同相別的兩點(diǎn)接地組合中，只能保證的機(jī)會(huì)有選擇性地切除一條線路。,上頁(yè),下頁(yè),返回,1.并聯(lián)線路,對(duì)小接地電流電網(wǎng)中的兩點(diǎn)異地接地的反應(yīng)能力,完全星型,兩套保護(hù)將同時(shí)動(dòng)作，而切除兩條線路。,不完全星型,保護(hù)

22、動(dòng)作情況,“+”動(dòng)作 “-”不動(dòng)作,能保證有的機(jī)會(huì)只切除一條線路。,(三)對(duì)YN，d11接線變壓器后兩相短路的反應(yīng)能力,上頁(yè),下頁(yè),返回,當(dāng)過(guò)電流保護(hù)接于變壓器的一側(cè)，作為變壓器及另一側(cè)線路故障的后備保護(hù)時(shí)，保 護(hù)的接線將直接影響保護(hù)對(duì)某些故障的 反應(yīng)能力或靈敏性。,d側(cè)各相電流之間的關(guān)系,Y側(cè)各相電流之間的關(guān)系,d側(cè)a、b兩相發(fā)生短路時(shí)，YN側(cè)A相和C 相中的電流只為B相電流的一半。,上頁(yè),下頁(yè),返回,對(duì)YN，d11接線變壓器后兩相短路的反應(yīng)能力結(jié)論,當(dāng)采用變壓器高壓側(cè)(YN側(cè))的過(guò)電流保護(hù)，作為 變壓器保護(hù)的后備保護(hù)時(shí)，若保護(hù)采用三相完全星形 接線，則接于B相的電流繼電器靈敏度最高，是其他

23、 兩相電流繼電器的兩倍。 當(dāng)采用兩相不完全星形接線時(shí)，因B相上沒(méi)有電流 繼電器，所以不能反應(yīng)B相的最大電流，故靈敏度只有 三相完全星形接線時(shí)的一半。 為克服這一缺點(diǎn)，可在不完全星形接線的中性線 上接入一個(gè)電流繼電器，流過(guò)這個(gè)繼電器的電流大小 與B相電流相等。稱(chēng)為二相三繼電器接線。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第五節(jié) 階段式電流保護(hù),將無(wú)時(shí)限電流速斷、限時(shí)電流速斷及定時(shí)限過(guò)電 流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成一整套保護(hù)，使之相互補(bǔ)充 和配合，稱(chēng)為三段式電流保護(hù)。 通常將無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)稱(chēng)為I段； 限時(shí)電流速斷保護(hù)稱(chēng)為段； 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)稱(chēng)為段。 I段和段保護(hù)共同組成線路的主保護(hù)，段保 護(hù)作為本線路I、段保護(hù)的近

24、后備，也作為下一線 路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。,三段式電流保護(hù)保護(hù)范圍示意圖,上頁(yè),下頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,三段式電流保護(hù)接線原理圖,I段,II段,III段,上頁(yè),下頁(yè),返回,三 段 式 電 流 保 護(hù) 接 線 展 開(kāi) 圖,I段,上頁(yè),下頁(yè),返回,三 段 式 電 流 保 護(hù) 接 線 展 開(kāi) 圖,第三章 輸電線路接地保護(hù),本章主要內(nèi)容,一、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù) 二、小接地電流系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù),第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),一、中性點(diǎn)工作方式,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地,中性點(diǎn)直接接地,中性點(diǎn)不接地,中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地,上頁(yè),下頁(yè),返回,當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接 地故障時(shí)，即 構(gòu)

25、成單相接地 短路，這時(shí)所 產(chǎn)生的故障電 流很大 ，稱(chēng)中 性點(diǎn)直接接地 的系統(tǒng)為大接 地電流系統(tǒng)。,當(dāng)一相發(fā)生 接地故障時(shí)， 故障電流是各 元件對(duì)地的電 容電流，往往 比負(fù)荷電流小 得多，所以這 種系統(tǒng)叫小接 地電流系統(tǒng)。,二、中性變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇點(diǎn)工作方式,上頁(yè),下頁(yè),返回,變壓器中性點(diǎn)接地情況的變化，直接影響 到零序電流保護(hù)的靈敏度。因此，對(duì)變壓器中 性點(diǎn)接地的選擇應(yīng)滿足兩點(diǎn)要求： 不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓； 不使零序序網(wǎng)有較大的變化，以保證零序電 流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏度。,變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇原則如下： (1)在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一臺(tái)變壓器中 性點(diǎn)接地，以防止

26、中性點(diǎn)不接地的電源因某種原因與其它 電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。 (2)在雙母線按固定聯(lián)接方式運(yùn)行的變電所，每組母線上至 少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān) 斷開(kāi)后，每組母線上仍保留一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器。 (3)如果兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)選用零序阻抗相等的變壓 器。正常將其中一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地 的變壓器退出運(yùn)行時(shí)，則將另一臺(tái)變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn) 行。,(4)在兩臺(tái)以上變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況下，規(guī)定正常 按一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，其它變壓器中性點(diǎn) 不接地。當(dāng)中性點(diǎn)接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，將其中零 序阻抗或綜合零序阻抗與停用變壓器的相近的一臺(tái) 或

27、兩臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器轉(zhuǎn)入中性點(diǎn)接地運(yùn)行。 (5) 低壓側(cè)無(wú)電源的變壓器的中性點(diǎn)可以不接地運(yùn)行， 以提高零序電流保護(hù)靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接線。,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,三、接地故障時(shí)零序分量的分布特點(diǎn),故障點(diǎn)處、母線M 和N處的零序電壓 為 當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相接地 短路時(shí)，故障點(diǎn)處的 零序電流為,零序電壓、零序電流的分布具有下特點(diǎn)： (1)故障點(diǎn)處的零序電壓最高，變壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為零。,(2)零序電流是由故障點(diǎn)處零序電壓產(chǎn)生，只在故障點(diǎn)與中性點(diǎn)接地的變壓器之間流動(dòng)。并由大地構(gòu)成回路。,(3)零序或負(fù)序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向?yàn)橛赡?/p>

28、線指向故障點(diǎn)，而零序功率方向卻由故障點(diǎn)指向母線。,上頁(yè),下頁(yè),返回,四、零序電流保護(hù)的組成及多段式零序電流保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),1.無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù),工作原理和整定與相間 短路的無(wú)時(shí)限電流速斷 保護(hù)類(lèi)似,1、躲過(guò)被保護(hù)線路末端接 地短路故障時(shí)，流過(guò)本保 護(hù)的最大零序電流。 可靠系數(shù)， 一般取1.25-1.3。 N處發(fā)射接地故障 時(shí)，最大零序 電流。,2、躲過(guò)斷路器三相觸頭不 同時(shí)合閘時(shí)，流過(guò)保護(hù)的 最大零序電流。 可靠系數(shù)，一般取 1.1-1.2。 三相觸頭不同時(shí)合 閘時(shí)，最大零序 電流。,3、當(dāng)被保護(hù)線路采用單相 自動(dòng)重合閘時(shí)，保護(hù)還應(yīng)

29、躲過(guò)單相重合閘過(guò)程中出 現(xiàn)非全相運(yùn)行又伴隨振蕩 時(shí)的零序電流。 - 可靠系數(shù)，一般取 1.1-1.2。 非全相振蕩時(shí)的 零序電流。,零序電流I段的動(dòng)作電流取上 述三個(gè)條件計(jì)算的最大者。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),2. 限時(shí)零序電流速斷保護(hù),限時(shí)零序電流速斷保護(hù) 工作原理和整定與相間 短路的限時(shí)電流速斷保 護(hù)類(lèi)似,其動(dòng)作時(shí)限和電 流與相鄰線路零序I段 配合。,1、按與相鄰線路的零序電 流I段配合 _可靠系數(shù)， 一般取1.25-1.3。 _分支系數(shù).,2、按躲過(guò)非全相運(yùn)行時(shí)的 零序電流整定“躲非全相運(yùn) 行段” _本線路非全相運(yùn) 行時(shí)的最大零序 電流。,零序段的

30、靈敏度應(yīng) 按被保護(hù)線路末端接 地故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的 最小三倍零序電流來(lái) 校驗(yàn)，要求 Ksen1315。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),3. 零序過(guò)電流速保護(hù),零序過(guò)電流速保護(hù)工作 原理和整定與相間短路 的過(guò)電流保護(hù)類(lèi)似,1躲過(guò)相鄰線路出口處 發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò) 保護(hù)的最大不平衡電流。 -相鄰線路出口 處發(fā)生三相短路 時(shí)，零序電流濾 過(guò)器所輸出的最 大不平衡電流。,可按下式計(jì)算 非周期分量系數(shù)，取1-2 電流互感器同型系數(shù)，三相同型時(shí)取0.不 同型時(shí)取1。 電流互感器10%誤差，取0； 相鄰線路出口處三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù) 安裝點(diǎn)的最大短路電流。,2.與相鄰線路I

31、II段零序電流保護(hù)的靈敏度取得配合,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,4. 零序方向電流速保護(hù),1.增設(shè)方向元件的必要性,在零序電流保護(hù)正方 向有中性點(diǎn)接地的變 壓器的情況下，無(wú)論 被保護(hù)線路對(duì)側(cè)有無(wú) 電源，當(dāng)保護(hù)反方向 發(fā)生非對(duì)稱(chēng)接地故障 時(shí)，就有零序電流通 過(guò)保護(hù)安裝點(diǎn)。,2.正向故障時(shí)，保護(hù)安裝 點(diǎn)零序電壓與零序電流的 相位關(guān)系,上頁(yè),下頁(yè),返回,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),3.整流型零序功率方向繼電器,動(dòng)作回路和制 動(dòng)回路的電壓,功率方向繼電器 動(dòng)作方程,上頁(yè),下頁(yè),返回,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),LG-12型零序功率

32、方向繼電器接線方式,繼電器電壓線圈的“*”端與零序電壓濾過(guò)器 的非“*”端相接，即采用反極性接線方式,第一節(jié)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù),大接地電流系統(tǒng)零序保護(hù)的評(píng)價(jià),一、靈敏庹高 過(guò)電流保護(hù)是按最大負(fù)荷電流整定， 而零序過(guò)電流保護(hù)是按躲過(guò)最大不平衡電 流整定，因此，零序過(guò)電流保護(hù)的靈敏度 高。,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、動(dòng)作迅速 零序過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，不必與 Y，d接線的降壓變壓器后的線路保護(hù)動(dòng) 作時(shí)限相配合，因此，其動(dòng)作時(shí)限比相 間過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限短。,三、不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，三相 是對(duì)稱(chēng)的，反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)都受其 影響，可能誤動(dòng)作。而

33、零序電流保護(hù)則不受 其影響，因?yàn)檎袷幖皩?duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，無(wú)零序 分量。,四、接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠 零序電流保護(hù)反應(yīng)單一的零序分量，故 用一只測(cè)量繼電器就可反應(yīng)三相中任意一相 的接地短路，使用繼電器的數(shù)量少。所以， 零序電流保護(hù)接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、調(diào)試維護(hù)方 便、動(dòng)作可靠。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),一.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn),第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),單相接地的特點(diǎn): 1、發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。 非故障相電壓升高至原來(lái)的 倍，電源中性點(diǎn)對(duì)地電 壓與故障相電勢(shì)的相量大小相等方向相反； 2、非故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)本線路的零序

34、電容 電流。容性無(wú)功功率是由母線指向非故障線路； 3、故障線路保護(hù)安裝處，流過(guò)的是所有非故障元件 的零序電容電流之和。而容性無(wú)功功率是由故障線路 指向母線。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),二.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的保護(hù)方式,3零序功率方向保護(hù),在出線較少的情況下，非故障線 路的零序電容電流與故障線路的 零序電容電流相差不大，采用零 序電流保護(hù)靈敏度很難滿足要求 ，

35、可利用故障線路和非故障線路 零序功率方向的不同，區(qū)分出故 障線路，構(gòu)成有選擇性的零序 方向保護(hù)區(qū)分出故障,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn),上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié)小接地電流系統(tǒng)單相接地 故障的保護(hù),經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn): 當(dāng)采用過(guò)補(bǔ)償方式時(shí)，流經(jīng)故障線路和非故障 線路保護(hù)安裝處的電流，是電容性電流，其容 性無(wú)功功率方向都是由母線流向線路。故無(wú)法 利用功率方向來(lái)判別是故障線路還是非故障線 路。當(dāng)過(guò)補(bǔ)償度不大時(shí)，也很難利用電流大小 判別出故障線路。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第四章 電網(wǎng)的距離保護(hù),本章主要內(nèi)容,一、距

36、離保護(hù)的工作原理 二、阻抗繼電器 三、方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題 四、阻抗繼電器的接線方式 五、影響距離保護(hù)正確工作的因素 六、距離保護(hù)的整定計(jì)算 七、微機(jī)保護(hù)裝置舉例,第一節(jié) 距離保護(hù)的工作原理,用阻抗繼電器作為測(cè)量元件，測(cè)量保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離，并且根據(jù)距離的遠(yuǎn)近來(lái)決定保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)稱(chēng)為距離保護(hù)或阻抗保護(hù)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,一、工作原理,二、實(shí)現(xiàn)特性,距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝點(diǎn)至短路點(diǎn)之間距離的關(guān)系t=（L），稱(chēng)為距離保護(hù)的時(shí)限特性。為了滿足速動(dòng)性、選擇性和靈敏性的要求，廣泛采用具有三段動(dòng)作范圍的階梯型時(shí)限性。,數(shù)字式線路保護(hù),第一節(jié) 距離保護(hù)的工作原理,上頁(yè),下頁(yè),返

37、回,三、組成元件,跳 閘,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié) 阻抗繼電器,一、阻抗繼電器的動(dòng)作特性,全阻抗繼電器,方向阻抗繼電器,偏移特性阻抗繼電器,上頁(yè),下頁(yè),返回,1、全阻抗繼電器,二、阻抗繼電器的構(gòu)成方法,上頁(yè),下頁(yè),返回,2、方向阻抗繼電器,二、阻抗繼電器的構(gòu)成方法,上頁(yè),下頁(yè),返回,3、偏移特性阻抗繼電器,二、阻抗繼電器的構(gòu)成方法,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、阻抗繼電器交流回路的原理接線,1、全阻抗繼電器：根據(jù)比幅原理構(gòu)成,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、阻抗繼電器交流回路的原理接線,1、全阻抗繼電器：根據(jù)相位原理構(gòu)成,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、阻抗繼電器交流回路的原理接線,2、方向阻抗繼電器：根據(jù)幅值原理構(gòu)成,

38、上頁(yè),下頁(yè),返回,三、阻抗繼電器交流回路的原理接線,2、方向阻抗繼電器：根據(jù)相位原理構(gòu)成,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題,一、方向阻抗繼電器的死區(qū)及其消除措施 （一）方向阻抗繼電器的死區(qū) 當(dāng)保護(hù)正方向出口附近發(fā)生相間短路時(shí)，母線電壓為零或很小，加到繼電器上的電壓小于最小電壓時(shí)，方向阻抗繼電器不能動(dòng)作。發(fā)生此情況的一定范圍，稱(chēng)為方向阻抗繼電器的死區(qū)。 （二）消除死區(qū)的措施 在方向阻抗繼電器中引入插入電壓或極化電壓，并且要求它們同相位。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題,1、記憶回路：,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題,2引入非故障相電壓：,

39、上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題,二、阻抗繼電器的精確工作電流 1、精工電流的定義 當(dāng)繼電器的起動(dòng)阻抗等于0.9倍的整定阻抗時(shí)所對(duì)應(yīng)的最小測(cè)量電流，稱(chēng)為精確工作電流。 2、精工電流的特性曲線,上頁(yè),下頁(yè),返回,第四節(jié) 阻抗繼電器的接線方式,一、阻抗繼電器的接線方式要求 1、測(cè)量阻抗應(yīng)正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離； 2、繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)與故障類(lèi)型無(wú)關(guān)，即保護(hù)范圍應(yīng)不隨故障類(lèi)型而變化。 二、相間短路阻抗繼電器的0接線方式,上頁(yè),下頁(yè),返回,1.三相短路,上頁(yè),下頁(yè),返回,2.兩相短路,上頁(yè),下頁(yè),返回,3.兩相接地短路,上頁(yè),下頁(yè),返回,（二）接地短路阻抗繼電器的接線方式

40、,1、接線方式：,上頁(yè),下頁(yè),返回,（二）接地短路阻抗繼電器的接線方式,2、測(cè)量阻抗的計(jì)算：,第五節(jié) 影響距離保護(hù)正確工作的因素,一、分支線對(duì)距離保護(hù)的影響,上頁(yè),下頁(yè),返回,1、助增電流的影響：,第五節(jié) 影響距離保護(hù)正確工作的因素,一、分支線對(duì)距離保護(hù)的影響,上頁(yè),下頁(yè),返回,2、外汲電流的影響：,二、過(guò)度電阻對(duì)距離保護(hù)的影響,上頁(yè),下頁(yè),返回,2、過(guò)渡電阻對(duì)單側(cè)電源線路和影響,這樣當(dāng)Rg較大時(shí)保護(hù)1 和保護(hù)2將同時(shí)以第II段的時(shí)限動(dòng)作，從而失去選擇性。,二、過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響,過(guò)渡電阻可能引起某些保護(hù)的無(wú)選擇性動(dòng)作。,上頁(yè),下頁(yè),返回,

41、二、過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響,阻抗繼電器在+R方向所占的面積越大，影響越小,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響,1、振蕩時(shí)電流、電壓的分布與變化,M側(cè)電源的 電動(dòng)勢(shì),振蕩電流,M側(cè)電源的 阻抗,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響,2、振蕩時(shí)電流、電壓的分布與變化,2、測(cè)量阻抗的變化規(guī)律,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響,4、振蕩閉鎖裝置的原理,3、對(duì)距離保護(hù)的影響,全阻抗繼電器受振蕩的影響最大，而透鏡型繼電器所受的影響最小。 當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)越靠近振蕩中心時(shí)，受到的影響就越大。 當(dāng)距離保護(hù)帶有較大的延時(shí)，可利用其延時(shí)躲開(kāi)振蕩的響。,上頁(yè),下頁(yè),返回

42、,四、電壓互感器二次斷線對(duì)距離保護(hù)的影響,第五章 電力變壓器保護(hù),本章主要內(nèi)容,一、常見(jiàn)故障、不正常運(yùn)行及保護(hù) 二、變壓器主保護(hù) 三、變壓器后備保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù) 四、變壓器接地保護(hù),第一節(jié) 常見(jiàn)故障和不正常運(yùn)行及保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,瓦斯保護(hù),過(guò)電流保護(hù),零序保護(hù),二、不正常運(yùn)行：,過(guò)負(fù)荷保護(hù),一、常見(jiàn)故障,（后備保護(hù)）,第二節(jié) 變壓器主保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、瓦斯保護(hù)原理及構(gòu)成,反應(yīng)變壓器 油箱內(nèi)部故障 產(chǎn)生的氣體而 動(dòng)作,主要由瓦 斯繼電器構(gòu)成, 輕瓦斯動(dòng)作于 信號(hào),重瓦斯 動(dòng)作于跳閘.,瓦斯保護(hù)的主 要元件是瓦斯 繼電器，它安 裝在變壓器的 油箱和油枕之 間的連接管道 中.,瓦斯保

43、護(hù)原理接線,瓦斯繼電器,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié) 變壓器主保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、變壓器縱差動(dòng)保護(hù),1、基本原理及實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn):,變壓器縱差動(dòng)保護(hù)通常采用環(huán)流法接線。原理與輸電線路類(lèi)似，但在實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位不同。,上頁(yè),下頁(yè),返回,變壓器縱差動(dòng)保護(hù),2、影響差動(dòng)保護(hù)的因素及措施:,分析勵(lì)磁涌流 的特點(diǎn),勵(lì)磁涌流 影響的措施,變壓器差動(dòng) 保護(hù)的構(gòu)成,含有大量的非周期分量，使波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)； 勵(lì)磁涌流中含有大量的二次諧波電流分量； 勵(lì)磁涌流相鄰波形之間存在“間斷角”。,采用具有速飽和變流器的BCH型差動(dòng)繼電器構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)； 采用二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成變壓

44、器縱差動(dòng)保護(hù)； 采用鑒別波形間斷角原理構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,比率制動(dòng)式差動(dòng)繼電器的組成及作用,比率制動(dòng)部分是用于防止外部短路時(shí)，由于不平衡電流影響而造成誤動(dòng)作； 二次諧波制動(dòng)部分的作用，是防止變壓器空載投入時(shí)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流而造成保護(hù)誤動(dòng)作； 差動(dòng)電流速斷部分作用，防止變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，差動(dòng)繼電器拒動(dòng)和加快切除故障； 差動(dòng)部分作用，保證內(nèi)部故障時(shí)正確動(dòng)作。,第三節(jié) 變壓器后備保護(hù)和 過(guò)負(fù)荷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、變壓器的過(guò)電流保護(hù),1、原理接線： 2、整定原則：,第三節(jié) 變壓器后備保護(hù)和 過(guò)負(fù)荷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù),1、原理接線： 2、

45、低電壓繼電器整定原則及方法：,應(yīng)低于正常運(yùn)行情況下母線上可能出現(xiàn)的最低工作電壓 。,3、靈敏度校驗(yàn)：,按后備保護(hù)范圍末端發(fā)生短路故障進(jìn)行校驗(yàn)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 變壓器后備保護(hù)和 過(guò)負(fù)荷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,三、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù),1、原理接線： 2、負(fù)序電壓繼電器整定原則及方法：,躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)負(fù)序電壓濾過(guò)器出現(xiàn)的最大不平衡電壓。,第三節(jié) 變壓器后備保護(hù)和 過(guò)負(fù)荷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,四、負(fù)序電流和單相低電壓起動(dòng)的 過(guò)電流保護(hù),1、原理接線： 2、負(fù)序電流繼電器整定原則及方法：,躲過(guò)變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)序電流濾過(guò)器輸出的最大不平衡電流 。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 變壓器后備

46、保護(hù)和 過(guò)負(fù)荷保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,五、變壓器過(guò)負(fù)荷 變壓器過(guò)負(fù)荷電流大多數(shù)情況下三相是對(duì)稱(chēng)的，因此只裝設(shè)對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。即只用一個(gè)電流繼電器接于任一相電流之中，動(dòng)作時(shí)經(jīng)延時(shí)作用于信號(hào)。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)變壓器額定電流。 過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，應(yīng)比過(guò)電流保護(hù)的最大時(shí)限增加一個(gè)時(shí)限階差t。,第四節(jié) 變壓器的接地保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、原理框圖,第四節(jié) 變壓器的接地保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、整定計(jì)算,二、整定計(jì)算,二、整定計(jì)算,二、整定計(jì)算,二、整定計(jì)算,1、零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流與相鄰元件零序后備保護(hù)動(dòng)作電流配合整定。,2、動(dòng)作時(shí)限與相鄰元件零序電流后備保護(hù)的時(shí)限配合 整定。,

47、3、零序電流元件3I0的動(dòng)作電流根據(jù)間隙擊穿電流的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)整定，一般一次值為100A。時(shí)間元件T的延時(shí)，一般取05s。,第六章 同步發(fā)電機(jī)保護(hù),本章主要內(nèi)容,一、常見(jiàn)故障和不正常運(yùn)行及保護(hù) 二、發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù) 三、定子繞組匝間短路保護(hù) 四、定子繞組的接地保護(hù) 五、負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù) 六、同步發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù) 七、同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù),第一節(jié) 常見(jiàn)故障和不正常運(yùn)行及保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障及保護(hù)：,相間短路縱差動(dòng)保護(hù),匝間短路匝間短路保護(hù),單相接地單相接地保護(hù),一點(diǎn)接地一點(diǎn)接地保護(hù),二點(diǎn)接地二點(diǎn)接地保護(hù),為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將故障或不 正常運(yùn)行狀態(tài)的影

48、響限制到最小范圍，按照GB14 258-1993繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程 的規(guī)定，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)裝置。,第一節(jié) 常見(jiàn)故障和不正常運(yùn)行及保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、發(fā)電機(jī)不正常運(yùn)行及保護(hù),轉(zhuǎn)子失磁,減負(fù)荷或動(dòng)作于 解列滅磁,過(guò)電流,過(guò)電流保護(hù),以短時(shí)限動(dòng)作于解列， 以長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于停機(jī),過(guò)負(fù)荷,過(guò)負(fù)荷保護(hù),動(dòng)作于信號(hào)或減負(fù) 荷、降低勵(lì)磁電流,過(guò)電壓,過(guò)電壓保護(hù),動(dòng)作于解列滅磁,逆功率,逆功率保護(hù),動(dòng)作于信號(hào) 或解列,失磁保護(hù),第二節(jié) 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、用BCH2型繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù),、原理接線：,上頁(yè),下頁(yè),返,一、用BCH2型繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù),

49、、整定計(jì)算：,、整定計(jì)算：,）躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流。,）為避免電流互感器二次回路斷線時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于發(fā)電機(jī)的額定電流。,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、用LCD-12差動(dòng)繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù),、原理接線,調(diào)節(jié)最小動(dòng)作電流,調(diào)節(jié)制動(dòng)特性斜率,上頁(yè),下頁(yè),返,二、用LCD-12差動(dòng)繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù),2、LCD12型繼電器制動(dòng)特性曲線,直線4表示 外部短路 故障時(shí)通 過(guò)變壓器 的故障電 流和不平 衡電流之 間的關(guān)系,二、用LCD-12差動(dòng)繼電器構(gòu)成的發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù),3、整定計(jì)算,3、整定計(jì)算,1）最小動(dòng)作電流：按躲過(guò)最大負(fù)荷下差回路的不平衡電流整定。,2）制動(dòng)特性斜率：

50、,3）最小制動(dòng)電流：取額定電流的50% -100%。,4、靈敏系數(shù)校驗(yàn)：,按單機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)出口兩相短路校驗(yàn)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 定子繞組匝間短路保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、單元件式橫差保護(hù),第三節(jié) 定子繞組匝間短路保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、縱向零序電壓匝間短路保護(hù),第三節(jié) 定子繞組匝間短路保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,三、測(cè)量勵(lì)磁繞組2次諧波電流的匝間短路保護(hù),當(dāng)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，KWN和K同時(shí)動(dòng)作，經(jīng)KWN和K兩觸點(diǎn)串聯(lián)接通跳閘回路。,第四節(jié) 定子繞組的接地保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,一、反應(yīng)基波零序電壓的接地保護(hù),1定子單相接地故障的零序電壓特點(diǎn),第四節(jié) 定子繞組的接地保護(hù),上頁(yè)

51、,下頁(yè),返回,3、反應(yīng)基波零序電壓的接地保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,二、3次諧波式定子繞組單相接地保護(hù),1定子單相接地時(shí)三次諧波電壓的特點(diǎn),正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)端3次諧波電壓小于中性點(diǎn)側(cè)3次諧波電壓；當(dāng)定子繞組的=0.5-1范圍內(nèi)發(fā)生金屬性接地故障時(shí)，U3S U3N；當(dāng)在距中性點(diǎn)50%范圍以?xún)?nèi)發(fā)生單相接地時(shí)，則U3S U3N 。,2反應(yīng)三次諧波電壓的接地保護(hù),如果用機(jī)端的3次諧波電壓U3S作為動(dòng)作量，中性點(diǎn)的3次諧波電壓U3N作為制動(dòng)量構(gòu)成接地保護(hù)，其動(dòng)作條件為U3S U3N，則正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不可能動(dòng)作，只有當(dāng)中性點(diǎn)附近發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)才會(huì)動(dòng)作。,上頁(yè),下頁(yè),返回,三、發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù),發(fā)

52、電機(jī)100%定子接地保護(hù)由反應(yīng)基波零序電壓元件和反應(yīng)3次諧波電壓元件兩部分組成。第一部分可保護(hù)定子繞組的90%95%，而第二部分是用以消除基波零序電壓元件保護(hù)的死區(qū)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù),一、發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力,發(fā)電機(jī)單機(jī)容量越大,其允許的承受負(fù)序電流的能力越低,可用下面的方程表示:,A發(fā)電機(jī)允許過(guò)熱時(shí)間常數(shù)，它與發(fā)電機(jī)容量、冷卻方式等有關(guān)，非強(qiáng)迫冷卻的發(fā)電機(jī);,I2發(fā)電機(jī)短時(shí)承受的負(fù)序電流.,上頁(yè),下頁(yè),返回,第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù),1、兩段式定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷

53、保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù),二、過(guò)負(fù)荷保護(hù),大型發(fā)電機(jī)，由于有效材料利用率的提高，發(fā)電機(jī)熱容量降低，從而使發(fā)電機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力大大降低。為了充分利用發(fā)電機(jī)的過(guò)載能力而又不致?lián)p壞發(fā)電機(jī)，在大型發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁繞組都采用反時(shí)限特性的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,第六節(jié)同步發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù),一、發(fā)電機(jī)失磁過(guò)程中的機(jī)端測(cè)量阻抗,上頁(yè),下頁(yè),返回,第六節(jié)同步發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù),一、發(fā)電機(jī)失磁過(guò)程中的機(jī)端測(cè)量阻抗,第六節(jié)同步發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù),二、失磁保護(hù)判據(jù)及保護(hù)方案,失磁保護(hù)判據(jù),第六節(jié)同步發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù),二、失磁保護(hù)判據(jù)及保護(hù)方案,上頁(yè),下頁(yè),返回,第

54、七節(jié) 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù),一、測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地導(dǎo)納一點(diǎn)接地保護(hù),1測(cè)量導(dǎo)納特性,上頁(yè),下頁(yè),返回,第七節(jié) 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù),一、測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地導(dǎo)納一點(diǎn)接地保護(hù),1測(cè)量導(dǎo)納特性,上頁(yè),下頁(yè),返回,第七節(jié) 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù),一、測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地導(dǎo)納一點(diǎn)接地保護(hù),2、繼電器的構(gòu)成,上頁(yè),下頁(yè),返回,阻抗繼電器的整定電導(dǎo)圓,動(dòng)作方程,第七節(jié) 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接地保護(hù),二、直流電橋原理構(gòu)成的兩點(diǎn)接地保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第七章 母線保護(hù),本章主要內(nèi)容,一、母線故障和裝設(shè)母線保護(hù)基本原則 二、單母線保護(hù) 三、雙母線保護(hù) 四、斷路器失靈保護(hù),第一節(jié) 母線故障及裝設(shè)保護(hù)的原則

55、,上頁(yè),下頁(yè),返回,第二節(jié) 單母線保護(hù),一、母線完全電流差動(dòng)保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,母線完全電流差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算,（1）按躲過(guò)電流互感器二次回路斷線時(shí)的負(fù)荷電流；,（2）躲過(guò)外部故障時(shí)差動(dòng)回路中可能產(chǎn)生的最大不平衡電流。,上頁(yè),下頁(yè),返回,為實(shí)現(xiàn)母線不完全差動(dòng)保護(hù)，則只需在有電源的元件上裝設(shè)變比和特性完全相同的D級(jí)電流互感器。且電流互感器只裝設(shè)在A、C兩相上，按差動(dòng)原理連接，在差動(dòng)回路中接入1KD、2KD差動(dòng)繼電器。因沒(méi)有將所有連接元件都接入差動(dòng)回路，故稱(chēng)不完全電流差動(dòng)保護(hù)。,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、母線不完全電流差動(dòng)保護(hù),數(shù)字式母線保護(hù)屏,電流比相式母線保護(hù)是根據(jù)母線外部故障或內(nèi)部故障時(shí)連接在該母線上各元件電流相位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,三、電流比相式母線保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第三節(jié) 雙母線保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,上頁(yè),下頁(yè),返回,母線外部故障時(shí)的電流分布圖,上頁(yè),下頁(yè),返回,母線內(nèi)部故障電流分布圖,固定連接破壞外部故障,上頁(yè),下頁(yè),返回,固定連接破壞內(nèi)部故障,上頁(yè),下頁(yè),返回,二、母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù),上頁(yè),下頁(yè),返回,第四節(jié) 斷路器失靈保護(hù),斷路器失靈保護(hù)又稱(chēng)后備接線。在同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)，當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，它能以較短時(shí)限切除與拒動(dòng)斷路器連接在同一母線上所有電源支路的斷路器，將斷路器拒動(dòng)的影響限制到最小。,上頁(yè),下頁(yè),返回,演示文稿到此結(jié)束！,謝謝！,