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1、继电保护自动装置及二次回路进网电工培训第一节 继电保护任务及基本要求1 11.1 继电保护的任务2 21.2 继电保护的基本要求3 31.3 继电保护装置的分类1.4 常用继电器介绍 4 41.5 继电保护用电流互感器 5 51当电力系统发生故障时，有选择性地将故障元件从系统 中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最轻，并保证系 统其他无故障部分的继续运行。2当电力系统运行中出现不正常工作状态时，保护装置能 自动发出报警信号，值班人员可迅速处理；在无人值班的 变电所，继电保护装置可视设备承受能力作用于减负荷或 延时跳闸，避免事故发生。1.11.1继电保护的任务继电保护的任务一、可靠性保护装置的可
2、靠性是指在该保护装置规定的保护 范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒 绝动作(拒动），而在任何其他该保护不应该动作 的情况下，则不应该错误动作（误动）。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求二、选择性 继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将 故障元件从电力系统中切除，使停电的范围尽量 小，以保证系统中的无故障部分仍能继续工作 。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求当k1短路时，保护1、2动 跳1QF、2QF，有选择性；当k2短路时，保护5、6动 跳5QF、6QF，有选择性；当k3短路时，保护7、8动跳 7QF、8QF，有选择性； 若保护7拒动或7QF拒
3、动，保护5 动跳5QF（有选择性）； 若保护7和7QF正确动作于跳闸， 保护5动跳5QF，则越级跳闸（ 非选择性）。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求三、速动性是指保护快速切除故障的性能。切除故障的时间 包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。快 速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定 性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间， 以及缩小故障元件的损坏程度。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求四、灵敏性继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生 故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性 要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的 位置和短路的类型如何，都
4、能灵敏地正确反应。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求 通常灵敏性用灵敏系数来衡量，表示为Ksen： 反应故障参数增加的保护装置（如电流保护），其灵 敏系数： 反应故障参数降低的保护装置（如低电压保护），其 灵敏系数：其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不 利运行方式、故障类型和短路点来计算的。1.2 1.2 继电保护的基本要求继电保护的基本要求 1 1按被保护的对象分类按被保护的对象分类 电力线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保 护、母线保护等； 2 2按保护原理分类按保护原理分类 电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保 护、零序保护等； 3 3按保
5、护所反应故障类型分类按保护所反应故障类型分类 相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线 保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等； 1.3 1.3 继电保护装置的分类继电保护装置的分类 4 4按保护所起的作用分类按保护所起的作用分类 主保护、后备保护、辅助保护等； 主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快 速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保 护和后备保护退出运行而增设的简单保护。 后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的 保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。1.3 1.3 继电保护装置的分类继电保护装置的分类后备保护后备保护
6、远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或 线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒 动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。继电器是各种继电保护装置的基本组成元 件。一般来说，按预先整定的输入量动作，并 具有电路控制功能的元件称为继电器。 当输入量（电气量或非电气量）达到规 定值时，其电气输出电路被接通和分断的自 动装置。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍电流继电器是反应电流增大到某一整定值及 以上动合（断）接点由断开（闭合）状态到闭合 （断开）状态的继电器。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器
7、介绍一、电磁式电流继电器DL-10电流继电器1动作电流能使得继电器动作的最小电流（Iact）。2返回电流能使继电器返回原位的最大电流（Ire）。3返回系数Kre= Ire/ Iact 一般Kre取0.850.90。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍二、电磁式电压继电器低电压继电器过电压继电器电压继电器1动作电压指能使低电压继电器动作，即使其常闭触点闭合的 最大电压； 2返回电压指能使低电压继电器返回，即使其常闭触点打开的 最小电压。 3. 返回系数Kre 1，一般不大于1.2（常闭触点）。反应电压增大到某一整定值及以上动合接点由断开状态 到闭合状态的继电器。反应电压下降到某一整定值及
8、以上动断接点由断开状态 到闭合状态的继电器。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍三、电磁式时间继电器用来建立保护所需要的延时时间的继电器叫时间继电器 。具有延时动合接点。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍DS-100时间继电器四、电磁式中间继电器用于增加触点数量和容量，具有动合接点和动断接 点。可使接点动作和返回可带不大的延时。DZ-10 中间继电器1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍五、电磁式信号继电器 保护动作后发出信号的继电器。信号继电器所发信 号不应随电气量的消失而消失，要有机械或电气自 保持。1.4 1.4 常用继电器介绍常用继电器介绍1.5 1.5 保护用
9、电流互感器保护用电流互感器一、作用 将电力系统的一次电流按一定的变比变换成二次较小电 流，供给测量表计和继电器； 同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员 的安全。 1.5 1.5 常用继电器介绍常用继电器介绍三相星形接线反应三相短路、两相短路 、单相接地短路等各种形 式的故障两相不完全星形接线中性点非直接接地电网中反应 相间短路二、接线方式两相电流差接6kV10kV中性点不接地系统中的 高压电动机保护第二节 变压器保护1 12.1 电力变压器的故障和异常运 行状态及保护要求2 22.2 变压器过电流保护3 32.3 变压器电流速断保护 2.4 变压器电流纵差动保护 4 42.5 变压
10、器瓦斯保护5 52.1 2.1 电力变压器的故障和异常运行状态电力变压器的故障和异常运行状态 及保护要求及保护要求油箱内的故障：绕组的相间短路、接 地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。油箱外的故障：主要是套管和引出 线上发生相间短路和接地短路。变压器的故障变压器的不正常运行状态由于变压器外部相间短路引起 的过电流和外部接地短路引起的 过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的 过负荷以及由于漏油等原因而引 起的油面降低。大容量变压器在过电压或低频 率等异常运行方式的过励磁故障 2.1 2.1 电力变压器的故障和异常运行状态电力变压器的故障和异常运行状态 及保护要求及保护要求容量在10000
11、KVA及以下的电力变压器，当过电流 保护动作时间大于0.5s时，用户3kV10kV配电变压器 的继电保护，应装设电流速断保护。（1）电流速断保护（2）瓦斯保护800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内 油浸式变压器，应装设瓦斯保护。瓦斯保护可反应变压器 油箱内部的短路故障以及油面降低，重瓦斯保护动作于跳 开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。2.1 2.1 电力变压器的故障和异常运行状态电力变压器的故障和异常运行状态 及保护要求及保护要求（3）纵差保护6300KVA及以上并列运行的变压器，或容量在10000KVA 及以上单独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和工业
12、企业中6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏 度不能满足要求时，也应装设纵差保护。（4）过电流保护防止保护范围外部故障引起的过电流并作为变压器 保护范围内部故障的后备保护。2.1 2.1 电力变压器的故障和异常运行状态电力变压器的故障和异常运行状态 及保护要求及保护要求（5）零序保护对于中性点直接接地运行变压器高压侧绕组接地短路故 障，以及高压侧系统的接地故障，作为变压器主保护及相邻 元件接地故障的后备保护。 （6）过负荷保护400KVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并 作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷 保
13、护通常只装在一相，延时动作于发信号。2.1 2.1 电力变压器的故障和异常运行状态电力变压器的故障和异常运行状态 及保护要求及保护要求变压器过电流保护的单相原理接线2.2 2.2 变压器过电流保护变压器过电流保护变压器的电流速断保护接线2.3 2.3 变压器电流速断保护变压器电流速断保护 差动保护能正确区分被保 护元件保护区内、外故障 ，并能瞬时切除保护区内 的故障。变压器差动保护 用来反应变压器绕组、引 出线及套管上各种短路故 障，是变压器的主保护。 变压器差动保护原理接线图2.4 2.4 变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护一、变压器差动保护原理2.4 2.4 变压器纵联差动保护变压器纵联
14、差动保护在电力系统中大、中型变压器采用Y，d11接线的很多， 变压器一、二次侧线电流相位差30，如果两侧电流互感 器采用相同接线方式，即使和的数值相等，其不平衡电流 为Iunb1=2I1sin15=0.518I1。因此，必须补偿由于两侧电流 相位不同而引起的不平衡电流。具体方法是将Y,d11接线的 变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，三角形 接线侧电流互感器接成星形接线，这样可以使两侧电流互 感器二次联接臂上的电流相位一致。2.4 2.4 变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护二、变压器各侧电流相位不同引起不平衡电流2.4 2.4 变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护2.4 2.4 变压
15、器纵联差动保护变压器纵联差动保护高压侧保护臂中电流比该侧互感器二次侧电流大倍，为 使正常负荷时两侧保护臂中电流接近相等，故高压侧 电流互感器变比应增大倍考虑。 变压器星形接线侧按三角形接线的电流互感器变比为变压器角形接线侧按星形接线的电流互感器的变比为由于实际所选电流互感器的变比不同于计算值，势必在 差动回路中出现不平衡电流值。2.4 2.4 变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特 别是对绕组的相间短路和匝间短路。由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油
16、枕，利用 气体的数量及流速构成瓦斯保护。工作原理：2.5 2.5 变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯 继电器的方向与水平面具有11.5的升高坡度，通往继 电器的连接管具有24的升高坡度。为什么变压器是斜着的？瓦斯继电器是构成瓦斯保护 的主要元件，它安装在油箱与 油枕之间的连接管道上，如右 图所示。2.5 2.5 变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护气体继电器结构：开口杯挡板式气体继电器结构图2.5 2.5 变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护2.5 2.5 变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护主要优点：主要缺点：因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护 相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、 外及引出线上发生的各种故障。 动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、
