電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

1、、繼電保護(hù)裝置的作用：能反應(yīng)電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正 常工作狀態(tài)，并作用于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)。2、繼電保護(hù)裝置的基本要求：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。選擇性：系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)裝置只將故障設(shè)備切除，保證無(wú)故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，從而盡量縮小停電圍，保護(hù)裝置這樣動(dòng)作就叫做有選 擇性。快速性：目前，斷路器的最小動(dòng)作時(shí)間約為 0.050.06秒。110KV的網(wǎng) 絡(luò)短路故障切除時(shí)間約為 0.10.7秒；配電網(wǎng)絡(luò)故障切除的最小時(shí)間 還可更長(zhǎng)一些，其主要取決于不允許長(zhǎng)時(shí)間電壓降低的用戶(hù)，一般約為0.51.0秒。對(duì)于遠(yuǎn)處的故障允許以較長(zhǎng)的時(shí)間切除。靈敏性：保護(hù)裝置對(duì)它在保護(hù)圍發(fā)生故障和不正常

2、工作狀態(tài)的反應(yīng)能力 稱(chēng)為保護(hù)裝置的靈敏度?？煽啃裕罕Ｗo(hù)裝置的可靠性是指在其保護(hù)圍發(fā)生故障時(shí)，不因其本身的缺陷而拒絕動(dòng)作，在任何不屬于它動(dòng)作的情況下，又不應(yīng)誤動(dòng)作。保護(hù)裝置的選擇性、快速性、靈敏性、可靠性這四大基本要相互聯(lián)系而 有時(shí)又相互矛盾的。在具體考慮保護(hù)的四大基本要求時(shí)，必須從全局著 眼。一般說(shuō)來(lái)，選擇性是首要滿(mǎn)足的，非選擇性動(dòng)作是絕對(duì)不允許的。但是，為了保證選擇性，有時(shí)可能使故障切除的時(shí)間延長(zhǎng)從而要影響到 整個(gè)系統(tǒng)，這時(shí)就必須保證快速性而暫時(shí)犧牲部分選擇性，因?yàn)榇藭r(shí)快速性是照顧全局的措施。3、繼電保護(hù)的基本原理繼電保護(hù)裝置的三大組成部分：一是測(cè)量部分、二是邏輯部分、三是執(zhí) 行部分。繼電保

3、護(hù)的原理結(jié)構(gòu)圖如下：第一章電網(wǎng)相間短路的電流電壓保護(hù)一、定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的工作原理及時(shí)限特性1、繼電保護(hù)裝置階梯形時(shí)限特性：各保護(hù)裝置的時(shí)限大小是從用戶(hù)到電源逐級(jí)增長(zhǎng)的，越靠近電源的保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，用t1、t2、t3分別表示保護(hù)1、2、3的動(dòng)作時(shí)限則有t1>t2>t3，它好比一個(gè)階梯，故 稱(chēng)為階梯形時(shí)限特性。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的階梯形時(shí)限特性如下圖：二、電流電壓保護(hù)的常用繼電器1、繼電器的動(dòng)作電流：使繼電器剛好能夠動(dòng)作的最小電流叫繼電器 的動(dòng)作電流Id.j。2、繼電器的返回電流：使繼電器剛好能夠返回的最大電流叫繼電器 的返回電流If.j 。3、電流返回系數(shù)：Kf=ld.j/lf.j

4、DL-10系列電流繼電器的返回系數(shù)一般不小于0.85。4、過(guò)電壓繼電器的動(dòng)作電壓 Ud.j :使繼電器剛好能夠動(dòng)作的最小電 壓叫繼電器的動(dòng)作電壓。5、過(guò)電壓繼電器的返回電壓 Uf.j ：使繼電器剛好能夠返回的最大電 壓叫繼電器的返回電壓。6、DJ-122型是低電壓繼電器，其電壓返回系數(shù)Kf>1, 一般不大于1.2。7、電壓返回系數(shù)：Kf=Ud.j/Uf.j般不在0.85左右&信號(hào)繼電器的選擇原則： 、在繼電器線(xiàn)圈過(guò)電流時(shí)，該工作電流在其線(xiàn)圈兩端造成的壓降應(yīng)不 超過(guò)直流操作電源電壓的10% 、為了保證信號(hào)繼電器的可靠動(dòng)作，在保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，流過(guò)繼電器線(xiàn)圈的電流必須等于或大于其額定電

5、流的1.5倍。三、電流互感器和電流保護(hù)的接線(xiàn)方式1、電流互感器的誤差從電流互感器的運(yùn)行角度來(lái)考慮，可采取以下措施來(lái)減小電流互感器的誤差： 、限制電流互感器的二次負(fù)載； 、限制一次電流倍數(shù)（I1/I1e :即實(shí)際流過(guò)電流互感器的一次電流 11 與電流互感器一次繞組額定電流I1e之比）。2、限制電流互感器二次負(fù)載的大小，可采用下列方法： 、限制電流互感器的負(fù)載，使其不超過(guò)額定二次負(fù)載，這就需要考慮 接入繼電器的數(shù)目、適當(dāng)?shù)剡x擇二次導(dǎo)線(xiàn)的有效截面等。 、可以將兩個(gè)型號(hào)和變比都相同的電流互感器串聯(lián)使用，這樣，二次負(fù)載兩端的電壓l2*Zfh將由兩個(gè)串聯(lián)使用的電流互感器共同負(fù)擔(dān)，對(duì) 每個(gè)電流互感器來(lái)說(shuō)，它

6、們各自的二次電壓U2為I2*Zfh的一半，由于U2的降低，E2也隨之減小，則每個(gè)電流互感器的勵(lì)磁電流減小，從而 減小了誤差。3、限制一次電流倍數(shù)，可采用下列方法：、選用一次電流倍數(shù)允許值較大的電流互感器；、選用變比較大的電流互感器4、 電流互感器的準(zhǔn)確度可分為五級(jí)：0.2、0.5、1.0、3.0、5.0。 D級(jí) 電流互感器是專(zhuān)供差動(dòng)保護(hù)用的。5、電流互感器的10濮差曲線(xiàn)制造廠把變比誤差為10%角度誤差為7o時(shí)允許的各一次電流倍 數(shù)和相應(yīng)的二次負(fù)載繪制成一條曲線(xiàn)給用戶(hù)， 這曲線(xiàn)就稱(chēng)為電流互感器 的10%吳差曲線(xiàn)。6、兩點(diǎn)接地短路時(shí)，在小接地電流電網(wǎng)中，可能在不同地點(diǎn)不同相別 的兩點(diǎn)發(fā)生接地而形成

7、兩點(diǎn)接地故障，這時(shí)只需切除一個(gè)接地點(diǎn)，因?yàn)?在這種電網(wǎng)中單相接地時(shí)，還可繼續(xù)運(yùn)行一短時(shí)間。7、完全星形接線(xiàn)不適用于小接地電流系統(tǒng)。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)， 它會(huì)同時(shí)切除兩個(gè)故障點(diǎn)，這與上面只需切除一個(gè)接地點(diǎn)不相符。&在采用不完全星形接線(xiàn)時(shí)，必須注意把電流互感器裝在同名的兩相 上，否則當(dāng)不同地點(diǎn)未接電流互感器的兩相接發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，保護(hù)都 不會(huì)動(dòng)作。如下圖保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。四、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的定值整定計(jì)算1、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定原則：、在最大負(fù)荷電流Ifh.zd時(shí)（包括由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或自啟動(dòng)，用戶(hù) 負(fù)荷變動(dòng)或其他原因引起的短時(shí)負(fù)荷電流沖擊），保護(hù)裝置的電流繼電器不應(yīng)動(dòng)作，即：Id.b &g

8、t; Ifh.zd、當(dāng)外部短路時(shí)，如繼電器以啟動(dòng)，貝y在電流降到最大負(fù)荷電流后應(yīng)能可靠地返回。2、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的定值整定計(jì)算式中：Id.j為繼電器的動(dòng)作電流（二次值）Kk為可靠系數(shù)，對(duì)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)取1.151.25Kj為接線(xiàn)系數(shù)，對(duì)于三相完全星形接線(xiàn)和兩相不完全星形 接線(xiàn)取1Kf為返回系數(shù)，對(duì)DL-10系列電流繼電器取0.85Kzq為自啟動(dòng)系數(shù)，其數(shù)值由負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)具體接線(xiàn)決定，一般取1.53Ig.zd為線(xiàn)路正常最大工作電流nL為電流互感起變比3、過(guò)電流保護(hù)的靈敏度五、無(wú)時(shí)限電流速斷1、無(wú)時(shí)限電流速斷：為了電流保護(hù)的圍限制在本線(xiàn)路，貝M呆護(hù)的動(dòng) 作電流必須大于下一線(xiàn)路首端短路時(shí)的最大

9、短路電流，這種電流保護(hù)的選擇性是靠動(dòng)作電流的整定獲得的，所以不必加時(shí)限，可以作成瞬動(dòng)保護(hù)，這種保護(hù)就叫無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。2、電流速斷保護(hù)一般只能保護(hù)線(xiàn)路的一部分，不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)。六、帶時(shí)限電流速斷 帶時(shí)限電流速斷的動(dòng)作時(shí)限只要比下一線(xiàn)路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)大一 個(gè)時(shí)限級(jí)差 t （一般取0.5秒）就可以了。這帶0.5秒延時(shí)的第二套 電流速斷就叫帶時(shí)限電流速斷保護(hù)。七、三段式電流保護(hù)裝置1、三段式電流保護(hù)：無(wú)時(shí)限電流速斷只能保護(hù)線(xiàn)路的一部分，帶時(shí)限電流速斷只能保護(hù)本線(xiàn)路全長(zhǎng)，但不能作為下一線(xiàn)路的后備保護(hù)，還必須采用過(guò)流保護(hù)作為本線(xiàn)路和下一線(xiàn)路的后備。由無(wú)時(shí)限電流速斷、帶 時(shí)限電流速斷與定時(shí)限過(guò)電

10、流保護(hù)相配合構(gòu)成的一整套保護(hù)，叫做三段式電流保護(hù)。八、反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的特點(diǎn)：短路電流大，動(dòng)作時(shí)限就短，反之，短路電流小，動(dòng)作時(shí)限就長(zhǎng)。第一章電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)一、方向過(guò)電流保護(hù)1、方向過(guò)電流保護(hù)：在過(guò)電流保護(hù)的基礎(chǔ)上加一個(gè)方向元件（功率方向繼電器）的保護(hù)裝置叫方向過(guò)電流保護(hù)。2、方向過(guò)電流保護(hù)是由三個(gè)主要元件組成：起動(dòng)元件一電流繼電器； 方向元件一功率方向繼電器；時(shí)限元件一時(shí)間繼電器。二、電壓互感器及其接線(xiàn)1、電壓互感器的作用：將系統(tǒng)的一次電壓按比例地變換為數(shù)值較小 的二次電壓，以供保護(hù)、測(cè)量?jī)x表等二次設(shè)備使用，為了使二次設(shè)備的 規(guī)格統(tǒng)一，不管系統(tǒng)的一次額定電壓為何值

11、，其二次電壓一律規(guī)定為100伏；將系統(tǒng)的一次高壓與二次設(shè)備的低壓系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)，以保證二次設(shè)備和工作人員的人身安全。2、 電壓互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)通?？煞譃椋?.5、1和3級(jí)三種。3、三相五柱電壓互感器：這種電壓互感器的鐵心有五根芯柱，在中間三根芯柱上繞有三相的一次繞組，它們按 Y0接線(xiàn)，在這三根芯柱上還 繞有兩組三相的二次繞組，其中一組三相二次繞組也按Y0接線(xiàn)，可以從它取得線(xiàn)電壓、相對(duì)地電壓、相對(duì)系統(tǒng)中性點(diǎn)的相電壓，另一組三相二次繞組稱(chēng)為輔助二次繞組， 它按開(kāi)口三角形接線(xiàn)，從它可取得零序電 壓3 o4、上述三相五柱電壓互感器的最外面兩根芯柱上沒(méi)有繞組，當(dāng)系統(tǒng)發(fā) 生接地故障時(shí)，系統(tǒng)電壓中就出現(xiàn)了零

12、序電壓，故在電壓互感器的中間 三根芯柱中就有零序磁通 A0B0C0顯然這三個(gè)零序磁通的相 位是相同的，所以，如果在三相三柱的電壓互感器中，就沒(méi)有鐵芯柱作 為零序磁通的回路，這樣零序磁通就只能經(jīng)過(guò)空氣隙和電壓互感器的外 殼構(gòu)成回路。這一方面由于零序磁通在互感器外殼上造成渦流損耗而使 外殼發(fā)熱；另一方面，由于空氣的磁阻很大，因此零序的勵(lì)磁電流也就 很大，一般要比正序勵(lì)磁電流大好幾倍，這樣，電壓互感器的一次繞組 里含有很大的零序電流，使三相中每相的全電流相位很接近， 而且數(shù)值 很大，使繞組過(guò)熱，以至燒壞。所以，在三相五柱電壓互感器的鐵芯結(jié)構(gòu)上多兩根芯柱，以作為零序磁通的回路。三、功率方向繼電器1、功

13、率方向繼電器是方向電流保護(hù)的主要元件，其作用是用來(lái)判斷 短路功率方向的，當(dāng)短路功率是由母線(xiàn)流向線(xiàn)路時(shí)，繼電器就動(dòng)作；而 當(dāng)短路功率是由線(xiàn)路流向母線(xiàn)時(shí)，繼電器就不動(dòng)作；第三章電網(wǎng)的接地保護(hù)一、電網(wǎng)接地保護(hù)的作用1、一般110KV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)都采用中性點(diǎn)直接接地方式，335KV的電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式。2、小接地電流電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)， 一般不破壞系統(tǒng)線(xiàn)電壓的對(duì)稱(chēng)性，所以可以對(duì)用戶(hù)繼續(xù)供電，電網(wǎng)可繼續(xù)運(yùn)行。但是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相 接地故障后，為了防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，必須及時(shí)采取措施加以消除。 一般電網(wǎng)允許帶一點(diǎn)接地故障運(yùn)行的時(shí)間約為12小時(shí)。二、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)但相

14、接地時(shí)電流電壓的變化特點(diǎn)1、假設(shè)電網(wǎng)發(fā)生A相單相接地時(shí)，貝V：三、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地保護(hù)1、無(wú)選擇性絕緣監(jiān)視裝置：中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)無(wú)零序電壓，一但發(fā)生單相接地時(shí)就會(huì)出現(xiàn)零序電壓，因此可利用零序電壓的有無(wú)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)選擇性的絕緣監(jiān)視裝置。2、當(dāng)零序互感器在電纜頭下側(cè)時(shí)，為什么在安裝保護(hù)接地時(shí)，必須 將電纜頭的保安接地線(xiàn)沿電纜方向穿過(guò)零序電流互感器的鐵芯窗口？答：當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流不僅可能經(jīng)由流動(dòng)，而且 也經(jīng)由電纜的導(dǎo)電外皮和鎧裝流動(dòng)， 這部分電流會(huì)降低故障線(xiàn)路接地保 護(hù)的靈敏度。在線(xiàn)路正常運(yùn)行時(shí)，由于地中雜散電流在電纜的導(dǎo)電外皮 和鎧裝中流動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)。所以，當(dāng)零

15、序互感器在電纜頭下側(cè) 安裝保護(hù)接地時(shí)，必須將電纜頭的保安接地線(xiàn)沿電纜方向穿過(guò)零序電流 互感器的鐵芯窗口，這樣安裝后，鎧裝電纜外皮中的電流與電纜頭保安 接地線(xiàn)中的電流大小相等，方向相反，因此，在鐵芯中不會(huì)產(chǎn)生磁通， 對(duì)其二次繞組不會(huì)產(chǎn)生影響。3、在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如流過(guò)接地點(diǎn)電容電流數(shù)值較大的話(huà)，就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生電弧，以至引起弧光過(guò)電壓， 造成非故障相的絕緣破壞，發(fā)展為相間短路或多點(diǎn)接地故障，使事故擴(kuò)大。第四章 電網(wǎng)的差動(dòng)保護(hù)一、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理1、縱差保護(hù)的動(dòng)作原理：是基于比較線(xiàn)路始端和末端電流的數(shù)值大小與相位。為此，在線(xiàn)路兩端安裝了具有相同型號(hào)和相同變比的電流

16、互 感器，它們的二次繞組用電纜連接起來(lái)，其連接方式應(yīng)該使正常運(yùn)行或外部短路時(shí)，繼電器中沒(méi)有電流，而在被保護(hù)線(xiàn)路部短路時(shí)，其電流等 于流向故障點(diǎn)的短路電流。為了達(dá)到這個(gè)要求，在縱差保護(hù)常采用環(huán)流 法接線(xiàn)，如果線(xiàn)路兩端的電流互感器的同極性端子都朝著同一方向安 裝，則將它們的兩異性端子各用二次輔助導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，再將差動(dòng)繼電 器并聯(lián)接入，如下圖。環(huán)流法連接的縱差保護(hù)原理圖線(xiàn)路縱差保護(hù)在區(qū)外時(shí)的工作情況 、在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，設(shè)線(xiàn)路始端電流為 ，末端電流為，電流互感 器的變比為nL。這時(shí)因?yàn)槎?，所以通過(guò)繼電器的電流為：=（-）/nL=0 、外部D1點(diǎn)短路時(shí)： 、部D2點(diǎn)（如下圖）短路時(shí)：2、根據(jù)繼電保護(hù)和

17、自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，如必須敷設(shè)專(zhuān)用電纜時(shí)，縱差保護(hù)的使用圍如下：對(duì)110千伏的線(xiàn)路，長(zhǎng)度不超過(guò)12千米；對(duì)35千伏的線(xiàn)路，長(zhǎng)度不超過(guò) 34千米；對(duì)110330千伏的線(xiàn)路，長(zhǎng)度不超過(guò) 57千米；二、平行線(xiàn)路的橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)1、在平行線(xiàn)上，如果每回線(xiàn)兩側(cè)都裝有斷路器，則當(dāng)其中任一回線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)只切除該故障線(xiàn)路，以保證另一回?zé)o故障線(xiàn)路繼續(xù)運(yùn)行，這是平行線(xiàn)路對(duì)其保護(hù)裝置的要求，而橫差方向的動(dòng)作 性能就能滿(mǎn)足這個(gè)要求。第五章電網(wǎng)繼電保護(hù)的配置原則一、主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)1、主保護(hù)：就是指對(duì)被保線(xiàn)路100%勺圍的故障，能以最短的時(shí)間有 選擇的切除，保證系統(tǒng)中其它非故障部分的

18、繼續(xù)運(yùn)行。2、后備保護(hù)：是指當(dāng)某一線(xiàn)路的主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，能夠 帶有較長(zhǎng)時(shí)限（相對(duì)于主保護(hù)）切除故障線(xiàn)路的保護(hù)。3、后備保護(hù)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，即遠(yuǎn)后備方式和近后備方式4、輔助保護(hù)：是為了加速切除某分故障，或?yàn)榱藦浹a(bǔ)主保護(hù)某種保護(hù)性能的不足而裝設(shè)的保護(hù)，如無(wú)時(shí)限電流速斷通常就是用來(lái)作輔助保 護(hù)。第六章電力變壓器的繼電保護(hù)一、變壓器的故障、異常運(yùn)行方式和應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)裝置1、變壓器的故障可分為油箱部故障和外部故障 油箱部故障主要有：相間短路、單相匝間短路、單相接地短路等。 油箱外部故障主要有：絕緣套管和引出線(xiàn)上的相間短路、單相接地等。2、變壓器異常運(yùn)行方式主要有： 由于外部短路引起的過(guò)電流；

19、由于電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)或并聯(lián)運(yùn)行的變壓器被斷開(kāi)以后，處于高峰負(fù)荷等原因引起的過(guò)負(fù)荷； 油箱部的油面降低。3、根據(jù)變壓器的故障種類(lèi)及異常運(yùn)行方式應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)裝置： 瓦斯保護(hù)：防御變壓器油箱部短路和油面降低的瓦斯保護(hù)； 縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：防御變壓器繞組和引出線(xiàn)的多相短路、 大 接地電流電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線(xiàn)的接地短路以及繞組匝間短路的縱差保 護(hù)或電流速斷保護(hù)； 過(guò)流保護(hù)：防御外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）后備的過(guò)流保護(hù)（或復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、或負(fù)序電流保 護(hù)）； 零序電流保護(hù)：防御大接地電流電網(wǎng)中外部接地短路的零序電流保 護(hù)； 過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。二

20、、變壓器的瓦斯保護(hù)1、瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的聯(lián)結(jié)管道中的瓦斯繼電器構(gòu)成的，如下圖。為了不妨礙氣流的運(yùn)動(dòng)，在安裝具有瓦斯繼 電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面間應(yīng)具有11.5%的坡度，通往繼電器的連接管應(yīng)具有24%勺坡度，這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生部故障時(shí)， 可使氣流易于流進(jìn)油箱，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋。瓦斯繼電器安裝示意圖2、瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作迅速、靈敏度高、接線(xiàn)和安裝簡(jiǎn)單、 能反應(yīng)變壓器油箱部的各種故障。3、瓦斯保護(hù)的缺點(diǎn)：不能反應(yīng)變壓器油箱外的套管和斷路器之間連接線(xiàn)上的故障，因此它不能作為防御變壓器各種故障的唯一保護(hù)。 此外, 由于保護(hù)裝置在運(yùn)行中正確動(dòng)作率不是很

21、高， 有時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作，故今后 必須繼續(xù)改進(jìn)，使瓦斯保護(hù)發(fā)揮更大的作用。三、變壓器的電流速斷保護(hù)（經(jīng)驗(yàn)：一般取1015 IB.e ）1、保護(hù)動(dòng)作電流可按下列條件之一選擇：、按躲過(guò)變壓器負(fù)荷側(cè)母線(xiàn)上短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大電流，即變壓器二次側(cè)短路時(shí)電流速斷保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，即：Id.b二Kkldl.zd式中：Kk為可靠系數(shù)，對(duì)于 DL-10型繼電器采用1.31.4 ;Idl.zd最大運(yùn)行方式下，變壓器負(fù)載側(cè)母線(xiàn)上三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最大短路電流。、應(yīng)躲過(guò)變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流，通常取其動(dòng)作電流大于35 倍的變壓器額定電流，即：Id.b= （35 ） IB.e式中：IB.e 變壓器（保護(hù)安裝側(cè)）額定電

22、流。按上述兩條件選擇其中較大者。速斷保護(hù)的靈敏度，要求在保護(hù)安裝處發(fā)生兩相金屬性短路時(shí)不小于2,即：Kl= Idl.zxJ Id.b >2電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速。但它存在下述缺點(diǎn)：當(dāng)系 統(tǒng)容量不大時(shí)，保護(hù)區(qū)很小，甚至伸不到變壓器部，即其靈敏度不能滿(mǎn) 足要求；變壓器二次側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)，要靠過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘， 這樣切除故障慢，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行影響較大；四、變壓器的差動(dòng)保護(hù)1、變壓器縱差保護(hù)的工作原理及其特殊問(wèn)題變壓器縱差保護(hù)主要用來(lái)防御變壓器的部、套管及引出線(xiàn)上的各種短路故障。它的基本工作原理與輸電線(xiàn)路和發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)是一樣的。保 護(hù)的原理接線(xiàn)圖如下圖：變壓器縱差保護(hù)單

23、線(xiàn)原理圖由于變壓器各側(cè)的額定電壓和額定電流不相等，各側(cè)電流的相位也不相同，且高低壓側(cè)是通過(guò)電磁聯(lián)系的， 在電源的一側(cè)中有勵(lì)磁電流存在， 更嚴(yán)重的是在空載合閘時(shí)，有很大的勵(lì)磁涌流出現(xiàn)，這些特點(diǎn)都將導(dǎo)致差動(dòng)回路中的暫態(tài)不平衡電流和穩(wěn)態(tài)不平衡電流大大增加，這便構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的特殊問(wèn)題。 、變壓器正常運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流 lie變壓器的勵(lì)磁電流只流過(guò)變壓器的電源側(cè)，它將通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中去，構(gòu)成不平衡電流的一部分。在正常情況下，lie很小，一般不超過(guò)變壓器額定電流的 35%在外部短路時(shí)，由于電壓降低， 勵(lì)磁電流也相應(yīng)減小，其影響就更小，故在整定計(jì)算時(shí)可以不考慮。 、在變壓器空載投入和

24、外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁電流lie.y勵(lì)磁涌流可達(dá)額定電流的510倍，對(duì)中小變壓器經(jīng)0.51秒 后，其值一般不超過(guò)0.20.5倍額定電流，大型變壓器則要經(jīng) 23秒 后。變壓器容量越大，衰減越慢，完全衰減則要經(jīng)過(guò)幾十秒的時(shí)間。 、變壓器兩側(cè)的相位變壓器通常采用Y/ -11接線(xiàn)方式，對(duì)于這種變壓器，其兩側(cè) 電流之間有30o的相位差，即使變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流的數(shù) 值相等，但由于兩側(cè)電流存在著相位差， 也將在保護(hù)裝置的差動(dòng)回路中 出現(xiàn)不平衡電流Ibp，為了消除這種不平衡電流的影響，就必須消除差 動(dòng)保護(hù)中兩臂電流的相位差，通常采用相位差補(bǔ)償?shù)姆椒?，即將變壓器星形?cè)的電流互感器二次側(cè)接

25、成三角形，變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形，來(lái)把電流互感器二次側(cè)的相位校正過(guò)來(lái)。Y/ -11變壓器的差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)圖相位差補(bǔ)償后，為了使每?jī)上嗖顒?dòng)臂的電流數(shù)值相等，在選擇電流互感器的變比nL時(shí)應(yīng)考慮電流互感器的接線(xiàn)系數(shù) Kj。即差動(dòng)臂的電流為 Kjll/nL ,11為一次電流，電流互感器按三角形接線(xiàn)時(shí)Kj= V3;按星形接線(xiàn)時(shí)Kj=1 o 一般電流互感器的二次額定電流為 5A，故兩側(cè)電流互感 器的變比應(yīng)按下兩式進(jìn)行計(jì)算：變壓器三角形側(cè)的電流互感器變比應(yīng)為nL () =IB.e () /5變壓器星形側(cè)的電流互感器變比應(yīng)為式中：IB.e ()變壓器繞組接成三角形側(cè)的額定電流；IB.e (Y)

26、變壓器繞組接成星形側(cè)的額定電流。 、兩側(cè)電流互感器的型號(hào)和所選變比不完全合適例：現(xiàn)以一臺(tái)Y/ -11變壓器的實(shí)例來(lái)說(shuō)明有關(guān)問(wèn)題：變壓器容量為31.5兆伏安，電壓為115千伏/10.5千伏。變壓器兩側(cè)的額定電流分別為：IB.e () =31.5 / (V3X 10.5 )二仃30安IB.e (Y) =31.5 /(V 3X 115) =158 安電流互感器變比的選擇：變壓器低壓側(cè)的電流互感器的計(jì)算變比為nL ()二仃30/5 ,選用標(biāo)準(zhǔn)變比為nL () =2000/5=400的電流互感器。高壓側(cè)的電流互感器的 計(jì)算變比為nL(Y)=V3X 158/5=273/5，選用標(biāo)準(zhǔn)變比為nL(Y) =30

27、0/5=60 的電流互感器。因此，差動(dòng)保護(hù)兩臂中的電流不等，各為I2Y=23 X 158/60=4.55 安12 = 1730/400=4.32 安式中：12Y高壓側(cè)保護(hù)臂中的電流；I2 低壓側(cè)保護(hù)臂中的電流。從計(jì)算結(jié)果可知，在正常確定的情況下，流入差動(dòng)回路的不平衡電流為Ibp=I2 Y - I2 =4.55-4.32=0.23 安為了消除這不平衡電流的影響，可將平衡線(xiàn)圈接入低壓側(cè)的保護(hù)臂中。由于I2Y> I2 ,則有I2Y- I2 差電流流過(guò)差動(dòng)回路，形成磁勢(shì)(12Y-I2 ) Wed如下圖，適當(dāng)選取 Wed匝數(shù)，并應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：I2 Wphl=(l2Y -I2 ) Wed接線(xiàn)時(shí)要注

28、意極性，應(yīng)使I2 在Wph上產(chǎn)生的磁勢(shì)與(I2Y -I2 )在Wed 上產(chǎn)生的磁勢(shì)方向相反，互相抵消，這樣，在BCH型繼電器二次線(xiàn)圈 W2 就不會(huì)感應(yīng)電勢(shì)，差動(dòng)繼電器的執(zhí)行元件中就沒(méi)有電流。 、帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器在運(yùn)行中需要改變分接頭當(dāng)變壓器有帶負(fù)荷調(diào)整裝置時(shí)，由于分接頭的改變，變壓器的變比也隨之改變，兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流的平衡關(guān)系被破壞，產(chǎn)生了新的不平衡電流，為了消除這一影響，一般是采用提高保護(hù)動(dòng)作電流 的整定值來(lái)解決。五、變壓器的過(guò)流保護(hù)(經(jīng)驗(yàn)：一般取 Id.b=23 IB.e , 0.5S/3ld.b ) 為了防止變壓器外部短路引起的過(guò)電流，并作變壓器本身故障的后備保 護(hù)，一般在變壓

29、器上都應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。 、不帶低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)能躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，即：Id.b二KK X Ifh.zd/Kf式中：KK可靠系數(shù)，一般采用1.21.3 ;Kf 返回系數(shù)，一般采用 0.85 ;Ifh.zd 變壓器的最大負(fù)荷電流。Ifh.zd可按下述情況來(lái)考慮：對(duì)于并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器器時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷，若各臺(tái)變壓器的容量相等時(shí)，可按下式進(jìn)行計(jì)算：Ifh.zd =m XIB.e /(m-1)式中：m-并列運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)；IB.e每臺(tái)變壓器的額定電流。 、對(duì)降壓變壓器，考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流，即：Ifh.zd =Kz.

30、q X I x fh.zd式中：Kz.q 自起動(dòng)系數(shù)，I / fh.zd正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流(負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流)六、變壓器的過(guò)流保護(hù)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，按躲過(guò)變壓器的額定電流來(lái)整定，即：Id.b=KK X IB.e /Kf 式中：KK可靠系數(shù)，一般采用1.05 ;Kf 返回系數(shù)，一般采用 0.85 ;Ifh.zd 保護(hù)安裝側(cè)變壓器額定電流。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，一般沒(méi)整定為 910秒；七、變壓器的接地保護(hù)在大接地系統(tǒng)中，為了防御母線(xiàn)和引出線(xiàn)上的接地短路，在兩側(cè)或三側(cè) 都有電源而中性點(diǎn)直接接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為相鄰兀件及變壓器本身主保護(hù)的后備。在6KV系統(tǒng)中

31、，對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)設(shè)置零序保護(hù)，低壓冊(cè)一般不 設(shè)置零序保護(hù)，其高壓側(cè)零序保護(hù)整定為：Id.b=5A （一次側(cè)），發(fā)信號(hào)。第七章、進(jìn)線(xiàn)保護(hù)在6KV系統(tǒng)中，對(duì)于進(jìn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，其保護(hù)一般設(shè)置為： 、速斷保護(hù)：動(dòng)作于跳閘和發(fā)信號(hào)。 、低電壓保護(hù)：動(dòng)作于跳閘和發(fā)信號(hào)。第八章、電動(dòng)機(jī)保護(hù)一、電動(dòng)機(jī)的故障、不正常工作狀態(tài)及對(duì)保護(hù)的要求1、電動(dòng)機(jī)的主要故障：定子繞組的相間短路，其次是單相接地以及 一相的匝間短路。 、相間短路會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞。 造成供電電網(wǎng)的電壓顯著下降， 破壞了其他用電設(shè)備的正常工作。 因此，在電動(dòng)機(jī)上應(yīng)裝設(shè)防止相間短 路的保護(hù)裝置，以便盡快地將故障電動(dòng)機(jī)切除。 、單相接地對(duì)電動(dòng)機(jī)的

32、危害性則取決于供電網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)接地方式。在380/220V三相四線(xiàn)制電網(wǎng)中，電源變壓器一般是直接接地的。在這 種電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)快速動(dòng)作于跳閘。高壓供電電網(wǎng)的中性點(diǎn)對(duì)地一般都是絕緣的，因此，高壓電動(dòng)機(jī)單相接地后只有全電網(wǎng)的對(duì)地電容電流流過(guò)故障點(diǎn)，其危害一般較小。按規(guī)程規(guī)定,當(dāng)接地電流大于5安時(shí)，應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)。在單相接地電流為10安以下時(shí)，保護(hù)裝置可動(dòng)作于跳閘或發(fā)信號(hào)，但接地電流為10安以上時(shí)，保護(hù)裝置一般動(dòng)作于跳閘。 、一相繞組的匝間短路將破壞電動(dòng)機(jī)的對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，并使相電流增大，電流增大的程度與短路的匝數(shù)有關(guān)，最嚴(yán)重的情況是電動(dòng)機(jī)的一相繞組 全部被短接，這時(shí)，非故障相的兩個(gè)

33、繞組均直接接于線(xiàn)電壓上，將使電 動(dòng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，由于目前還沒(méi)有簡(jiǎn)單而完善的方法來(lái)保護(hù)匝間短路，因 此，電動(dòng)機(jī)上一般不設(shè)專(zhuān)門(mén)的匝間短保護(hù)。2、電動(dòng)機(jī)的不正常工作狀態(tài)：主要是由于過(guò)負(fù)荷而引起過(guò)電流，產(chǎn) 生過(guò)負(fù)荷的原因有：所帶機(jī)械負(fù)載的過(guò)負(fù)荷；由于電壓和頻率的降低而 使轉(zhuǎn)速下降；電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和自起動(dòng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；電動(dòng)機(jī)兩相運(yùn)行。3、容量在2000千瓦以上，且有六個(gè)引出線(xiàn)的重要電動(dòng)機(jī)可裝設(shè)縱 差保護(hù)。二、廠用電動(dòng)機(jī)的保護(hù)一、電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于廠用電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，容量在 2000KW以下者，一般可裝設(shè)電流速斷保 護(hù)。容量在2000KW及以上，或2000KW以下具有六個(gè)引出線(xiàn)的重要電動(dòng) 機(jī)，當(dāng)電流

34、速斷保護(hù)不能滿(mǎn)足靈敏度的要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)，對(duì)生 產(chǎn)過(guò)程中容易發(fā)生過(guò)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。1、縱差保護(hù)電動(dòng)機(jī)縱差保護(hù)原理接線(xiàn)圖如采用DL-11型電流繼電器，為躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁涌流的影響，可 利用出口中間繼電器約帶 0.1秒的時(shí)限，動(dòng)作于斷路器跳閘。保護(hù)裝置的動(dòng)作電流可按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電流來(lái)整定（考慮二次回路斷線(xiàn)），即：Id.j=KK XID.e /nL式中：KK可靠系數(shù)，一般采用1.3 ;nL電流互感器的變比；ID.e 電動(dòng)機(jī)的額定電流。保護(hù)裝置的靈敏度可按下式進(jìn)行整定：KL=ldl.zx/ nL*ld.j式中：Idl.zx 最小運(yùn)行方式下，電動(dòng)機(jī)出口兩相短路電流。其最小靈敏度系數(shù)應(yīng)不小于 2。2、電流速斷及過(guò)負(fù)荷保護(hù) 電動(dòng)機(jī)電流速斷及過(guò)負(fù)荷保護(hù)原理接線(xiàn)圖電流