《電力工程基礎(chǔ) 電力系統(tǒng)繼電保護 第二版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電力工程基礎(chǔ) 電力系統(tǒng)繼電保護 第二版（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)繼電保護 2 2021/8/25 第六章第六章 電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)繼電保護 6.1 6.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 6.2 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 6.3 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 6.6 6.6 距離保護簡介距離保護簡介 6.7 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 3 2021/8/25 6.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 電力系統(tǒng)繼電保護裝置是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣電力系統(tǒng)繼電保護裝置是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳

2、閘或元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。發(fā)出信號的一種自動裝置。 一、繼電保護的作用一、繼電保護的作用 自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常運行。使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常運行。 能正確反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)要求發(fā)能正確反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)要求發(fā)出報警信號、減負(fù)荷或延時跳閘。出報警信號、減負(fù)荷或延時跳閘。 它的基本任務(wù)是：它的基本任務(wù)是： 4 2021/8/25 測量部分：從被保護對象輸入有關(guān)信號，并與給定的整定測量部分：從被保護對象輸入

3、有關(guān)信號，并與給定的整定值進(jìn)行比較，決定保護是否動作；值進(jìn)行比較，決定保護是否動作； 邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進(jìn)行邏輯判斷，以確邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護裝置是否應(yīng)該動作；定保護裝置是否應(yīng)該動作； 執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分做出的判斷，執(zhí)行保護裝置所擔(dān)執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分做出的判斷，執(zhí)行保護裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)（跳閘或發(fā)信號）。負(fù)的任務(wù)（跳閘或發(fā)信號）。 6.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 二、繼電保護的基本原理二、繼電保護的基本原理 測量部分輸入信

4、號邏輯部分執(zhí)行部分輸出信號整定值6-2繼電保護裝置組成方框圖圖5 2021/8/25 6.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 三、對繼電保護的基本要求三、對繼電保護的基本要求 k1QF1QF2QF5QF6QF7QF4QF3WL1WL2k2k36-1電力系統(tǒng)繼電保護選擇性說明圖圖WL3WL4ABCD 選擇性：選擇性：保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統(tǒng)中的切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統(tǒng)中的非故障部分繼續(xù)運行。非故障部分繼續(xù)運行。 速動性：速動性：繼電保護裝置應(yīng)以盡可能快的速度將故障元件繼電

5、保護裝置應(yīng)以盡可能快的速度將故障元件從電網(wǎng)中切除。從電網(wǎng)中切除。 6 2021/8/25 6.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 靈敏性：靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)的故障或不正常運指保護裝置對其保護范圍內(nèi)的故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力。行狀態(tài)的反映能力。 保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)Ks來衡量。來衡量。 對于反應(yīng)故障時參數(shù)量增加的保護（如對于反應(yīng)故障時參數(shù)量增加的保護（如過電流保護過電流保護）：）： 保護動作的整定值保護動作的整定值的最小值的最小值保護區(qū)內(nèi)故障時反應(yīng)量保護區(qū)內(nèi)故障時反應(yīng)量sK對于反應(yīng)故障時參數(shù)量降低的保護（如低電壓保護）：對于反

6、應(yīng)故障時參數(shù)量降低的保護（如低電壓保護）： 的最大值的最大值保護區(qū)內(nèi)故障時反應(yīng)量保護區(qū)內(nèi)故障時反應(yīng)量保護動作的整定值保護動作的整定值sK 可靠性：可靠性：指保護裝置該指保護裝置該動動時不時不能能拒動；不該拒動；不該動動時不時不能能誤誤動。動。 7 2021/8/25 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 一、一、電磁型繼電器電磁型繼電器（DL型）型） 1電磁型電流繼電器電磁型電流繼電器 工作原理：當(dāng)在繼電器線圈工作原理：當(dāng)在繼電器線圈中通入電流中通入電流IK時，電磁鐵產(chǎn)生的時，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力電磁力Fem為：為： 222mKKemRNIKF 當(dāng)電磁力當(dāng)電磁力Fem大于彈簧的反作大于彈簧的反作

7、用力用力Fsp和摩擦力和摩擦力Ffr時，繼電器便時，繼電器便產(chǎn)生動作。產(chǎn)生動作。 8 2021/8/25 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 因此，欲使繼電器動作的必要條件是：因此，欲使繼電器動作的必要條件是： FemFsp+ Ffr KFFNRKFNRIfrspKmemKmKop.動作電流：能使繼電器產(chǎn)生動作的最小電流，稱為繼電器動作電流：能使繼電器產(chǎn)生動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流，用的動作電流，用Iop.K表示。表示。 調(diào)整繼電器動作電流的方法有：調(diào)整繼電器動作電流的方法有： 改變繼電器線圈匝數(shù)改變繼電器線圈匝數(shù)NK（級進(jìn)調(diào)節(jié)）；（級進(jìn)調(diào)節(jié)）； 調(diào)節(jié)反作用彈簧的松緊，即調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)反

8、作用彈簧的松緊，即調(diào)節(jié)Fsp（平滑調(diào)節(jié)）；（平滑調(diào)節(jié)）； 調(diào)整銜鐵與電磁鐵之間的氣隙長度，即調(diào)節(jié)調(diào)整銜鐵與電磁鐵之間的氣隙長度，即調(diào)節(jié)Rm。 9 2021/8/25 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用繼電器的返回電流，用Ire.K表示。表示。 返回系數(shù)：是指繼電器的返回電流與動作電流的比值，用返回系數(shù)：是指繼電器的返回電流與動作電流的比值，用Kre表示，即表示，即 繼電器動作后，減小繼電器動作后，減小IK就能使繼電器返回原位。欲使繼就能使繼電器返回原位。欲使繼電器返回的必

9、要條件是：電器返回的必要條件是： Fsp Fem+ Ffr KopKrereIIK. 對于過電流繼電器，對于過電流繼電器，Kre1，一般要求，一般要求 Kre =0.80.9； 對于欠電流繼電器，對于欠電流繼電器，Kre 1，一般要求，一般要求 Kre =1.061.2。 10 2021/8/25 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 2電磁型電壓繼電器電磁型電壓繼電器 其結(jié)構(gòu)和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統(tǒng)中多用低電壓（欠電壓）繼電器。中多用低電壓（欠電壓）繼電器。 動作電壓：能使繼電器產(chǎn)生動作的最高電壓，稱為繼電器動作電壓：能使繼電

10、器產(chǎn)生動作的最高電壓，稱為繼電器的動作電壓，用的動作電壓，用Uop.K表示。表示。 返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為繼電器的返回電壓，用繼電器的返回電壓，用Ure.K表示。表示。 返回系數(shù)：是指繼電器的返回電壓與動作電壓的比值。返回系數(shù)：是指繼電器的返回電壓與動作電壓的比值。 注意：注意：低電壓繼電器的返回系數(shù)低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre1，一般為，一般為1.25。 11 2021/8/25 6.2 常用保護繼電器常用保護繼電器 3時間繼電器的作用：使保護裝置獲得一定的延時，以保時間繼電器的作用：使保護裝置獲得一定的延時，以保

11、證保護裝置動作的選擇性。證保護裝置動作的選擇性。 4. 中間繼電器的作用中間繼電器的作用: 5. 信號繼電器的作用：用于各保護裝置回路中，作為保護信號繼電器的作用：用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示信號，以提醒運行人員注意。動作的指示信號，以提醒運行人員注意。 為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量；為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量； 使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時(0.40.8s)； 通過繼電器的自保持，以適應(yīng)保護裝置的需要。通過繼電器的自保持，以適應(yīng)保護裝置的需要。 12 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護

12、 一、保護裝置的接線方式一、保護裝置的接線方式 接線系數(shù)：在繼電保護回路中，流入繼電器中的電流接線系數(shù)：在繼電保護回路中，流入繼電器中的電流IK與與對應(yīng)電流互感器的二次電流對應(yīng)電流互感器的二次電流I2的比值，稱為接線系數(shù)，即的比值，稱為接線系數(shù)，即 2IIKKw 設(shè)電流互感器的變比為設(shè)電流互感器的變比為 ，保護裝置的動作電，保護裝置的動作電流為流為Iop，則相應(yīng)的電流繼電器的動作電流為，則相應(yīng)的電流繼電器的動作電流為 21IIKiopiwKopIKKI.13 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 1三相完全星形接線方式（圖三相完全星形接線方式（圖6-7） KA1aI

13、bIcIKA2KA3III三相完全星形接線方式圖6-7AICBACBIIIKIABCAITA1TA2II兩相不完全星形接線方式圖6-8caIBIICKA2KA1KI特點：可以反映各種形式的故障，其接線系數(shù)特點：可以反映各種形式的故障，其接線系數(shù)Kw=1。 2三相不完全星形接線方式（圖三相不完全星形接線方式（圖6-8） 特點：可以反映除特點：可以反映除B相單相接地短路以外的所有故障，其接相單相接地短路以外的所有故障，其接線系數(shù)線系數(shù)Kw=1。 14 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 3兩相電流差接線方式（圖兩相電流差接線方式（圖6-9） KIIcIaIIBCABC

14、IA6-9圖兩相電流差接線方式IKA 流入繼電器中的電流等于流入繼電器中的電流等于A、C兩兩相電流互感器二次電流之差，即相電流互感器二次電流之差，即 caKIII特點：各種短路形式下的接線系特點：各種短路形式下的接線系數(shù)不同，如數(shù)不同，如圖圖6-10所示。所示。 正常運行或三相短路時：正常運行或三相短路時： 發(fā)生發(fā)生A、C兩相短路時：兩相短路時： A、B或或B、C兩相短路時：兩相短路時： 3wK2wK1wK15 2021/8/25 -2aII =Ka)b)c)d)兩相電流差接線方式在不同短路形式下的電流相量圖圖6-10IaIKIbIcIaKI =IaIaIbcIcIbIIcI =K6.3 線路

15、的電流電壓保護線路的電流電壓保護 一般情況下：一般情況下： 保護整定時取保護整定時取 ；靈敏度校驗時取；靈敏度校驗時取Kw 1 。 3wK16 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 二、過電流保護二、過電流保護 1. 過電流保護的原理和組成過電流保護的原理和組成 定時限過電流保護的動作原理和組成（圖定時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-11） TA2TA1KTKA2KA1TA1QSQFYRKA1IKA2IKSKT+TA2信號KA1FU1FU2KA2KTKSQFYR+WCWCWASKS信號a)b)II-6-11圖定時限過電流保護原理圖和展開圖+17 2021/8/2

16、5 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 反時限過電流保護的動作原理和組成（圖反時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-12） TA2TA1TA2TA1KA2KA1IIb)IKA1QFYR1a)QSYR234123142IKA2KA2KA234YR212反時限過電流保護原理圖和展開圖圖6-1221YR143KA1KA118 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 2. 過電流保護（過電流保護（III段）裝置的整定計算段）裝置的整定計算 動作電流：動作電流： Iop IL.max GQF1A1tQF2QF3BC2kQF4M過電流保護的計算示意圖6-13圖IIt保護

17、裝置的動作電流保護裝置的動作電流Iop應(yīng)躲過線路的最大負(fù)荷電流應(yīng)躲過線路的最大負(fù)荷電流IL.max，即即 19 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 動作時限：應(yīng)按“階梯原則”整定，即動作時限：應(yīng)按“階梯原則”整定，即 kWL1WL2a)tlt1tt20b)c)0tt2tl過電流保護整定說明圖6-14圖121tQF1QF2KA1KA2ttt21st5 . 0st7 . 0 定時限過電流保護：定時限過電流保護： 反時限過電流保護：反時限過電流保護： 定時限過電流保護的動作時間取定時限過電流保護的動作時間取決于時間繼電器預(yù)先整定的時間，決于時間繼電器預(yù)先整定的時間，與短

18、路電流的大小無關(guān)；反時限與短路電流的大小無關(guān)；反時限過電流保護的動作時間根據(jù)前后過電流保護的動作時間根據(jù)前后兩級保護的兩級保護的GL型電流繼電器的型電流繼電器的動作特性曲線來整定。動作特性曲線來整定。 20 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 靈敏度校驗：靈敏度校驗： opksIIK)2(min.式中，式中， 為系統(tǒng)最小運行方式下本線路末端（作近后備時）為系統(tǒng)最小運行方式下本線路末端（作近后備時）或相鄰線路末端（作遠(yuǎn)后備時）的兩相短路電流。或相鄰線路末端（作遠(yuǎn)后備時）的兩相短路電流。 )2(min.kI作遠(yuǎn)后備時，要求作遠(yuǎn)后備時，要求Ks1.2；作近后備時，要求；

19、作近后備時，要求 Ks1.31.5。 過電流保護的評價：過電流保護的評價： 優(yōu)點：既可作本級近后備，又可作下級優(yōu)點：既可作本級近后備，又可作下級 遠(yuǎn)后備。遠(yuǎn)后備。 缺點：越靠近電源端，定時限過電流保護的動作時限反缺點：越靠近電源端，定時限過電流保護的動作時限反而越長，因此不能作為主保護；反時限過電流保護的接線而越長，因此不能作為主保護；反時限過電流保護的接線簡單，但動作時限整定復(fù)雜。簡單，但動作時限整定復(fù)雜。 若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖過電流保護來提高其靈敏度。若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖過電流保護來提高其靈敏度。 21 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電

20、流電壓保護 三、三、低電壓閉鎖的過電流保護低電壓閉鎖的過電流保護 KA-KM+QSFUTV-KS+KTUQSQF信號TA低電壓閉鎖的過電流保護單相原理接線圖6-16圖該保護裝置有兩個測量元件該保護裝置有兩個測量元件: 過電流繼電器過電流繼電器KA 欠電壓繼電器欠電壓繼電器KV 動作電流按躲過正常負(fù)荷動作電流按躲過正常負(fù)荷電流整定?？商岣弑Ｗo的電流整定?？商岣弑Ｗo的靈靈敏度敏度。 22 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 四、瞬時電流速斷保護（四、瞬時電流速斷保護（I段）段） 1瞬時電流速斷保護的作用原理與整定計算（圖瞬時電流速斷保護的作用原理與整定計算（圖6-17

21、） 0IopIWL1QF1k.B.maxIlQF2WL2123ABlminlmax12k1k2MN瞬時電流速斷保護的工作原理圖6-17圖II曲線曲線1 )()3(max.lfIk曲線曲線2 )()2(min.lfIk直線直線3瞬時電流速瞬時電流速保護的動作電流。保護的動作電流。 動作電流：躲過本保動作電流：躲過本保護區(qū)末端護區(qū)末端B處的最大短處的最大短路電流路電流 ，即，即 )3(max.BkI)3(max.BkrelopIKI式中，式中，Krel取取1.21.3。 23 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 靈敏度校驗：要求其靈敏度校驗：要求其最小保護范圍最小保護

22、范圍lmin不小于線路全長的不小于線路全長的15%20%。 若靈敏度不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護來提高其靈敏度。若靈敏度不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護來提高其靈敏度。 2瞬時電流速斷保護的原理瞬時電流速斷保護的原理接線圖（圖接線圖（圖6-18） 6-18圖瞬時電流速斷保護的單相原理接線圖+-信號+KMKSYRQFQS+KA2ITA瞬時電流速斷保護的評價：瞬時電流速斷保護的評價： 優(yōu)點：簡單可靠，動作迅速；優(yōu)點：簡單可靠，動作迅速； 缺點：不能保護線路全長，有缺點：不能保護線路全長，有保護死區(qū)。保護死區(qū)。 24 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 五、電流

23、電壓聯(lián)鎖速斷保護五、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護 kAGBIl1lLlUI123984567UopIopI1lUopI電流電壓聯(lián)鎖速斷保護原理說明圖6-19圖l 整定原則：和瞬時電整定原則：和瞬時電流速斷保護一樣，按躲流速斷保護一樣，按躲過線路末端故障來整定。過線路末端故障來整定。通常按經(jīng)常運行方式下通常按經(jīng)常運行方式下電流元件和電壓元件的電流元件和電壓元件的保護范圍相等來進(jìn)行整保護范圍相等來進(jìn)行整定計算定計算。 25 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 當(dāng)下一級線路首端當(dāng)下一級線路首端發(fā)生短路時：發(fā)生短路時： 整套保護不動作整套保護不動作不會動作不會動作可能動作，但可能

24、動作，但最小運行方式下，最小運行方式下，不會動作不會動作可能動作，但可能動作，但最大運行方式下，最大運行方式下，KAKVKVKA保護范圍由保護范圍由電流繼電器電流繼電器決定決定 保護范圍由電壓保護范圍由電壓繼電器決定繼電器決定 可見，在這兩種情況下都能保證選擇性，且保護范圍均比可見，在這兩種情況下都能保證選擇性，且保護范圍均比正常情況下的保護范圍小。正常情況下的保護范圍小。 由由圖圖6-19知，電流電壓聯(lián)鎖速斷保護的最小保護范圍比瞬時知，電流電壓聯(lián)鎖速斷保護的最小保護范圍比瞬時電流速斷保護的保護范圍大，即電流速斷保護的保護范圍大，即 ，所以靈敏度比瞬時，所以靈敏度比瞬時速斷保護高。速斷保護高。

25、 1ll 26 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 六、帶時限電流速斷保護（六、帶時限電流速斷保護（II 段）段） 動作電流：躲過相鄰動作電流：躲過相鄰線路瞬時電流速斷保護線路瞬時電流速斷保護的動作電流，即的動作電流，即 2 .1 .oprelopIKI帶時限電流速斷保護的工作原理圖圖6-201l2a)CNb)tlc)IkAAI 0.5IQBMG1t0BI0.5IQF2QF1WL1WL2IIIIop.1Iop.2IIIl1I IIl2It1II1t2tIt2I I0l l0II2tIt2t1I I1tI2lIII1lIIIIIIIIop.1WL2WL1QF1QF2

26、I 0.5IB0t1GMBQI0.5IAAkIc)ltb)NCa)2l16-20圖帶時限電流速斷保護的工作原理圖式中，式中，Krel取取1.11.2。 動作時限：動作時限： ttt21靈敏度校驗：靈敏度校驗： opBksIIK)2(min.1.31.5 若靈敏度不滿足要求，可與下一級相鄰線路的帶時限電流速斷保護相配合。若靈敏度不滿足要求，可與下一級相鄰線路的帶時限電流速斷保護相配合。 27 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 七、三段式過電流保護七、三段式過電流保護 由瞬時電流速斷保護（第由瞬時電流速斷保護（第段）、帶時限電流速斷保段）、帶時限電流速斷保護（第護（

27、第段）和定時限過電流保護（第段）和定時限過電流保護（第段）配合構(gòu)成的段）配合構(gòu)成的一整套保護，稱為三段式過電流保護。一整套保護，稱為三段式過電流保護。 1. 三段式過電流保護的保護范圍及時限配合（三段式過電流保護的保護范圍及時限配合（圖圖6-21） 第第段：為本線路的輔助保護，動作電流為段：為本線路的輔助保護，動作電流為 ，保護范，保護范圍為圍為 ，動作時間，動作時間 為繼電器的固有動作時間；為繼電器的固有動作時間； 1 .opI1l1t第第段：段： 為本線路的主保護，動作電流為為本線路的主保護，動作電流為 ，保護范，保護范圍為圍為 ，動作時間，動作時間 ； ttt211 .opI1l第第段：

28、作為本線路的近后備和相鄰線路保護的遠(yuǎn)后備，段：作為本線路的近后備和相鄰線路保護的遠(yuǎn)后備，動作電流為動作電流為 ，保護范圍為，保護范圍為 ，動作時限，動作時限 。 1 .opI1lttt2128 2021/8/25 6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 0op.2II ItIIII II2tt1t2I ItIt1II1t2tIIII1l1lIl1I IIl2IIIop.1IIop.2IkQF3QF2QF1213tI0.5IIWL3WL2CBII 0.5IWL1op.1IItc)b)0a)lAMBQNCDlGAt312三段式過電流保護的保護范圍及時限配合6-21圖29 2021/8/25

29、6.3 線路的電流電壓保護線路的電流電壓保護 2. 三段式過電流保護的構(gòu)成（圖三段式過電流保護的構(gòu)成（圖6-22） 第第I段：由段：由KA1、KA2、KM和和KS1組成；組成； 第第II段：由段：由KA3、KA4，KT1和和KS2組成；組成； 第第III段：由段：由KA5、KA6、KA7，KT2和和KS3組成。組成。 例6-1 （見教材見教材194頁）頁） 圖6-22三段式過電流保護的原理接線圖和展開圖QFKS3KT2KS2KS1KT1YRKA7KMKA6KA5KT2KA3KA4KT1WCWCKASKS3KS2信號KS1KA7IIKA6KA4IIKA2IKA1IKA3KA5ITA2TA1-+K

30、MKA2KA1b)TA2TA1a)-+KA1IQFYR+-信號KA2IKMKS1+IIKT1KA3KA4KS2IIKA6KA5KS3KA7IKT2QS30 2021/8/25 6.6 距離保護簡介距離保護簡介 一、距離保護的基本概念一、距離保護的基本概念 距離保護是反應(yīng)保護安裝處至故障點的距離（或阻抗），距離保護是反應(yīng)保護安裝處至故障點的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定是否動作的一種保護裝置。并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定是否動作的一種保護裝置。 正常工作時，保護安裝處測量到的電壓為正常工作時，保護安裝處測量到的電壓為 ，電流為負(fù)，電流為負(fù)荷電流荷電流 ，比值，比值 基本上是負(fù)荷阻抗，其值較大。

31、基本上是負(fù)荷阻抗，其值較大。當(dāng)系統(tǒng)短路時，保護安裝處測量到的電壓為殘余電壓當(dāng)系統(tǒng)短路時，保護安裝處測量到的電壓為殘余電壓 ，電，電流為短路電流流為短路電流 ，比值，比值 為短路阻抗，其值較小。為短路阻抗，其值較小。 wULILLwZIUkUkIkkkZIU距離保護的工作原理距離保護的工作原理 距離保護的優(yōu)點：由于距離保護的優(yōu)點：由于 只與短路點到保護安裝處的距離有關(guān)，因此，用只與短路點到保護安裝處的距離有關(guān)，因此，用 構(gòu)成的距離保護構(gòu)成的距離保護，其保護范圍基本上不受運行方式變化的影響。其保護范圍基本上不受運行方式變化的影響。 ZIUkZ31 2021/8/25 6.6 距離保護簡介距離保護簡

32、介 距離保護的保護范圍距離保護的保護范圍 距離保護的保護范圍用整定阻抗距離保護的保護范圍用整定阻抗Zset值的大小來表示。值的大小來表示。 當(dāng)線路發(fā)生短路時，若距離保護的測量阻抗當(dāng)線路發(fā)生短路時，若距離保護的測量阻抗Zm小于整定小于整定阻抗，即阻抗，即ZmZset，保護動作；若，保護動作；若Zm Zset，則保護不動作。，則保護不動作。因此，距離保護實質(zhì)上是一種低量動作保護。因此，距離保護實質(zhì)上是一種低量動作保護。 二、距離保護的時限特性二、距離保護的時限特性 采用三段式階梯延時特性，如采用三段式階梯延時特性，如圖圖6-40所示。所示。 第第I段：保護范圍為本線路全長的段：保護范圍為本線路全長

33、的80%85%，動作時限為，動作時限為繼電器本身的固有時間。繼電器本身的固有時間。 t第第II段：保護范圍為本線路全長的段：保護范圍為本線路全長的125%，其動作時限應(yīng)比，其動作時限應(yīng)比下一線的第下一線的第I段保護動作時限大段保護動作時限大 。 32 2021/8/25 Zset.1set.1ZZZZ 1圖6-40距離保護的時限特性AltBC32QF1QF2QF3IIIZset.1I IIIt2t1I I1tItII2t1tt2IIII IIt06.6 距離保護簡介距離保護簡介 第第III段：保護范圍較長，包括本線路和下一線路全長乃至段：保護范圍較長，包括本線路和下一線路全長乃至更遠(yuǎn)，其動作時

34、限應(yīng)比下一線路第更遠(yuǎn)，其動作時限應(yīng)比下一線路第III段的動作時限大段的動作時限大 。 t33 2021/8/25 6.6 距離保護簡介距離保護簡介 三、距離保護的主要組成元件三、距離保護的主要組成元件 三段式距離保護三段式距離保護裝置的簡化邏輯框圖裝置的簡化邏輯框圖如圖如圖6-41所示。所示。 三段式距離保護組成原理框圖6-41圖87635421時間元件測量元件跳閘IIIttI IKZ3KZ2KZ1出口元件方向元件起動元件方向元件：可采用單獨的功率方向繼電器，但更多的是采方向元件：可采用單獨的功率方向繼電器，但更多的是采用方向阻抗繼電器，既作為方向元件，又作為阻抗元件。用方向阻抗繼電器，既作為

35、方向元件，又作為阻抗元件。 測量元件：采用帶方向性的阻抗繼電器。測量元件：采用帶方向性的阻抗繼電器。 時間元件：采用時間繼電器或延時電路。時間元件：采用時間繼電器或延時電路。 起動元件：采用過起動元件：采用過電流繼電器或阻抗繼電流繼電器或阻抗繼電器。電器。 34 2021/8/25 6.6 距離保護簡介距離保護簡介 四、阻抗繼電器的基本構(gòu)成原理與動作特性四、阻抗繼電器的基本構(gòu)成原理與動作特性 圖6-42阻抗繼電器的動作特性2k1k12lCBAsetZXj RQF4QF2QF3QF12CBA1ZZ 圖圖6-42中，設(shè)中，設(shè)BC線路距離線路距離段的整定段的整定阻抗阻抗Zset=0.85ZBC ，并

36、，并設(shè)設(shè) ，則阻抗，則阻抗繼電器的動作特性應(yīng)繼電器的動作特性應(yīng)是在是在Zset范圍內(nèi)的一條范圍內(nèi)的一條線段，通常用包含該線段，通常用包含該線段在內(nèi)的一個圓來線段在內(nèi)的一個圓來表示。表示。 lset35 2021/8/25 6.6 距離保護簡介距離保護簡介 全阻抗繼電器：以全阻抗繼電器：以B點為圓心，以點為圓心，以Zset為半徑得到的為半徑得到的圓圓1，稱，稱為全阻抗繼電器的特性圓。為全阻抗繼電器的特性圓。 方向阻抗繼電器：以方向阻抗繼電器：以B點為圓心，以點為圓心，以Zset為直徑得到的為直徑得到的圓圓2，稱為方向抗繼電器的特性圓。稱為方向抗繼電器的特性圓。 全阻抗繼電器在線路反方向短路時也動

37、作，即繼電器沒全阻抗繼電器在線路反方向短路時也動作，即繼電器沒有方向性，因此，必須和方向元件配合使用使其反方向短路有方向性，因此，必須和方向元件配合使用使其反方向短路時不動作。時不動作。 lset 由由特性圓特性圓2可以看出，當(dāng)方向阻抗繼電器的整定阻抗角與可以看出，當(dāng)方向阻抗繼電器的整定阻抗角與線路的阻抗角相等，即線路的阻抗角相等，即 時，繼電器的動作阻抗時，繼電器的動作阻抗Zop最最大（等于圓的直徑），保護范圍最長，繼電器最靈敏。此時大（等于圓的直徑），保護范圍最長，繼電器最靈敏。此時的整定阻抗角稱為阻抗繼電器最大靈敏角，用的整定阻抗角稱為阻抗繼電器最大靈敏角，用 表示。表示。 s36 20

38、21/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 一、電力變壓器的故障類型和應(yīng)裝設(shè)的保護一、電力變壓器的故障類型和應(yīng)裝設(shè)的保護 故障類型故障類型 內(nèi)部故障內(nèi)部故障 繞組的匝間短路繞組的匝間短路 繞組的相間短路繞組的相間短路 單相接地短路單相接地短路 外部故障外部故障 相間短路相間短路 單相接地短路單相接地短路 異常運行狀態(tài)異常運行狀態(tài) 變壓器過負(fù)荷變壓器過負(fù)荷 外部短路引起的過電流外部短路引起的過電流 油箱漏油引起的油面過低油箱漏油引起的油面過低 外部接地故障引起的中性點過電壓外部接地故障引起的中性點過電壓 變壓器油溫升高變壓器油溫升高 37 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保

39、護電力變壓器的保護 二、瓦斯保護二、瓦斯保護 瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 瓦斯繼電器瓦斯繼電器安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，如圖安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，如圖6-43所示。所示。 圖圖6-43 瓦斯繼電器安裝示意圖瓦斯繼電器安裝示意圖 一對觸點在變壓器油箱內(nèi)發(fā)生輕微一對觸點在變壓器油箱內(nèi)發(fā)生輕微故障時動作，作用于信號故障時動作，作用于信號輕瓦輕瓦斯動作斯動作； 另一對觸點在變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)另一對觸點在變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時動作，作用于跳閘重故障時動作，作用于跳閘重重瓦斯動作瓦斯動作。 瓦斯繼電器有瓦斯繼電器有兩對兩對靈敏的觸點：靈敏的觸點： 38 2

40、021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 圖圖6-44 FJ3-80型型 瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖圖6-44為目前在我國電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的開口杯擋板式為目前在我國電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的開口杯擋板式瓦斯繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。瓦斯繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 正常運行時：上、下觸點均斷開。正常運行時：上、下觸點均斷開。 油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時：上觸點油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時：上觸點閉合，發(fā)出信號閉合，發(fā)出信號輕瓦斯動作輕瓦斯動作。 油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時：下觸點油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時：下觸點閉合，發(fā)出跳閘脈沖閉合，發(fā)出跳閘脈沖重瓦斯動作重瓦斯動作。 變壓器漏油使油面逐漸降

41、低時：首變壓器漏油使油面逐漸降低時：首先是上觸點閉合發(fā)出報警信號，然后先是上觸點閉合發(fā)出報警信號，然后下觸點閉合發(fā)出跳閘脈沖。下觸點閉合發(fā)出跳閘脈沖。 39 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 變壓器瓦斯保護的接線圖（圖變壓器瓦斯保護的接線圖（圖6-45） 信號-信號-YR1+KSYR2+由變壓器其他保護來瓦斯保護原理接線圖圖6-451KGXBQF2QF1RKMR注意：注意：由于重瓦斯保護是由于重瓦斯保護是靠油流的沖擊而動作的靠油流的沖擊而動作的，而油流速度的不穩(wěn)定可能而油流速度的不穩(wěn)定可能造成觸點的抖動造成觸點的抖動，為使斷為使斷路器能可靠跳閘路器能可靠跳閘，出口中

42、出口中間繼電器間繼電器KM必須有自保必須有自保持回路持回路。 優(yōu)點：動作迅速、靈敏優(yōu)點：動作迅速、靈敏度高、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)度高、能反應(yīng)油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。生的各種故障。 缺點：不能反應(yīng)變壓器外部端子上的故障。缺點：不能反應(yīng)變壓器外部端子上的故障。 40 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 三、電流速斷保護三、電流速斷保護 當(dāng)變壓器電源側(cè)為小接地電流系統(tǒng)時，保護可采用兩相式接當(dāng)變壓器電源側(cè)為小接地電流系統(tǒng)時，保護可采用兩相式接線；當(dāng)電源側(cè)為大接地電流系統(tǒng)時，可采用三相式或兩相三繼線；當(dāng)電源側(cè)為大接地電流系統(tǒng)時，可采用三相式或兩相三繼電器式接線。電器式接線。 對于容

43、量較小的變壓器，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。對于容量較小的變壓器，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。 四、變壓器的縱聯(lián)差動保護四、變壓器的縱聯(lián)差動保護 1. 縱聯(lián)差動保護的基本原理縱聯(lián)差動保護的基本原理 雙繞組變壓器差動保護的原理接線如雙繞組變壓器差動保護的原理接線如圖圖6-46所示。所示。 若靈敏度不滿足要求，可改用差動保護。若靈敏度不滿足要求，可改用差動保護。 41 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 I I-IIIIIIII II+變壓器差動保護原理接線圖6-46圖TI1II2ITA1TA2k1KDKITA2TTA12IKDKII1a)b)k2正常運行或外部短正常運行

44、或外部短路時（路時（k1點）：點）： 021IIIK繼電器不動作。繼電器不動作。 內(nèi)部短路時（內(nèi)部短路時（k2點）點） 21IIIK1IIK對雙側(cè)電源：對雙側(cè)電源： 對單側(cè)電源：對單側(cè)電源： 繼電器動作。繼電器動作。 42 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 五、變壓器相間短路的后備保護五、變壓器相間短路的后備保護 1過電流保護過電流保護 -+-+IKA+信號KSKMQF1YR1YR2-KTQF2 變壓器過電流保護單相原理接線圖6-51圖 過電流保護應(yīng)裝在變壓過電流保護應(yīng)裝在變壓器的電源側(cè)，采用完全星形器的電源側(cè)，采用完全星形接線，其單相原理接線如圖接線，其單相原理接

45、線如圖6-51所示。所示。 動作電流：應(yīng)躲過變壓器動作電流：應(yīng)躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流?？赡艹霈F(xiàn)的最大負(fù)荷電流。 43 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 2低電壓起動的過電流保護（圖低電壓起動的過電流保護（圖6-52） -QF2QF1斷線信號信號+abcIIIQF1QF2UUUII+ 復(fù)合電壓起動的過電流保護原理接線圖圖6-53ZVNKV1KVNKM至信號KS+KT+QF2UQF145 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 當(dāng)采用低電壓起動的過電流保護，電壓元件的靈敏度不滿當(dāng)采用低電壓起動的過電流保護，電壓元件的靈敏度不滿足要求時，可

46、采用復(fù)合電壓起動的過電流保護。足要求時，可采用復(fù)合電壓起動的過電流保護。 靈敏度高靈敏度高，應(yīng)用較廣泛應(yīng)用較廣泛。 4三繞組變壓器過流保護的裝設(shè)原則三繞組變壓器過流保護的裝設(shè)原則 對單側(cè)電源的三繞組變壓器對單側(cè)電源的三繞組變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)兩套過電流保一般應(yīng)裝設(shè)兩套過電流保護護，如如圖圖6-54所示所示。 46 2021/8/25 IIIQF3QF2QF1圖6-54 三繞組變壓器過流保護配置說明圖6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 一套裝在負(fù)荷側(cè)（如一套裝在負(fù)荷側(cè)（如II側(cè)），該側(cè)外部短路時，保護以時側(cè)），該側(cè)外部短路時，保護以時限限 跳開跳開QF2。 t另一套裝在電源側(cè)（另一套裝在電源

47、側(cè)（I側(cè)），它側(cè)），它有兩個動作時限有兩個動作時限 和和 。當(dāng)。當(dāng)III側(cè)側(cè)外部故障時，保護以時限外部故障時，保護以時限 （ ）跳開）跳開QF3，使，使I、II側(cè)繼續(xù)運行。當(dāng)變壓器內(nèi)部故側(cè)繼續(xù)運行。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障而主保護拒動時，保護以時限障而主保護拒動時，保護以時限 , ( ）跳開三側(cè)斷）跳開三側(cè)斷路器路器。 tttttttttt47 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 對多側(cè)均有電源的三繞組變壓器對多側(cè)均有電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)獨立的應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)獨立的過電流保護過電流保護，并且應(yīng)在時限最短的電源側(cè)加裝方向元件并且應(yīng)在時限最短的電源側(cè)加裝方向元件，以以

48、保證動作的選擇性保證動作的選擇性。 六、過負(fù)荷保護六、過負(fù)荷保護 過負(fù)荷保護安裝側(cè)的選擇過負(fù)荷保護安裝側(cè)的選擇 對雙繞組變壓器：過負(fù)荷保護應(yīng)裝設(shè)在電源側(cè)。對雙繞組變壓器：過負(fù)荷保護應(yīng)裝設(shè)在電源側(cè)。 對三繞組升壓變壓器：一側(cè)無電源時，應(yīng)裝在發(fā)電機側(cè)和對三繞組升壓變壓器：一側(cè)無電源時，應(yīng)裝在發(fā)電機側(cè)和無電源側(cè)；三側(cè)都有電源時，各側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。無電源側(cè)；三側(cè)都有電源時，各側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。 過負(fù)荷一般情況下都是對稱的，因此只裝一相，延時動過負(fù)荷一般情況下都是對稱的，因此只裝一相，延時動作于預(yù)告信號。作于預(yù)告信號。 48 2021/8/25 對單電源的三繞組降壓變壓器：若三側(cè)繞組容量相同，

49、過對單電源的三繞組降壓變壓器：若三側(cè)繞組容量相同，過負(fù)荷保護僅裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不同，則在電源側(cè)負(fù)荷保護僅裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不同，則在電源側(cè)和容量最小側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護。和容量最小側(cè)分別裝設(shè)過負(fù)荷保護。 對雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器：三側(cè)均應(yīng)對雙側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器：三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。裝設(shè)過負(fù)荷保護。 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 對三繞組降壓變壓器：對三繞組降壓變壓器： 49 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 七、變壓器的接地保護七、變壓器的接地保護 大接地電流系統(tǒng)的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)接地保護，大

50、接地電流系統(tǒng)的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)接地保護，作為變壓器和相鄰元件接地短路的后備保護。作為變壓器和相鄰元件接地短路的后備保護。 對于只有一臺變壓器的變電所：采用變壓器中性點直接接對于只有一臺變壓器的變電所：采用變壓器中性點直接接地的運行方式。地的運行方式。 對于有兩臺及以上變壓器并列運行的變電所：采用部分變對于有兩臺及以上變壓器并列運行的變電所：采用部分變壓器中性點接地運行方式。壓器中性點接地運行方式。 50 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 1只有一臺變壓器的變電所（圖只有一臺變壓器的變電所（圖6-55） 、KT+KS信號KMQF1 QF2跳+-+6-55圖 變壓

51、器零序電流保護原理圖TA0+IKAQF1QF251 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 2兩臺變壓器并聯(lián)運行的變電所兩臺變壓器并聯(lián)運行的變電所 裝設(shè)接地保護的說明圖T2T1圖 兩臺并列運行變壓器6-56 一般采用部分變壓器中性點接地一般采用部分變壓器中性點接地運行方式。（變壓器運行方式。（變壓器T1的中性點接地，的中性點接地， T2的中性點不接地）的中性點不接地） 在構(gòu)成接地保護時，應(yīng)考慮以下在構(gòu)成接地保護時，應(yīng)考慮以下兩個問題：兩個問題： 發(fā)生故障時，應(yīng)能切除所有與接地短路系統(tǒng)相連接的變壓器；發(fā)生故障時，應(yīng)能切除所有與接地短路系統(tǒng)相連接的變壓器； 接地故障后，應(yīng)首先

52、跳開中性點不接地運行的變壓器，以防接地故障后，應(yīng)首先跳開中性點不接地運行的變壓器，以防止過電壓造成的危害，然后再跳開中性點接地運行的變壓器。止過電壓造成的危害，然后再跳開中性點接地運行的變壓器。 52 2021/8/25 6.7 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 W零序電流保護來零序電壓元件TV-+跳QFKM信號KSQFKAIKT2U+去其它變壓器由其它變壓器KT1TA06-57 部分變壓器中性點接地運行的零序保護圖 圖圖6-57為部分變壓器接地運行的變電所零序接地保護原為部分變壓器接地運行的變電所零序接地保護原理圖。零序電流保護整定時間（理圖。零序電流保護整定時間（KT1）要比零序電壓保護整）要比零序電壓保護整定時間（定時間（KT2）大一個）大一個 。 t例6-2 （見教材見教材226頁）頁） 53 2021/8/25