第七章++繼電保護(hù)與二次回路

1、第第七七章章繼電保護(hù)與二次回路繼電保護(hù)與二次回路劉老師：劉老師容提要：內(nèi)容提要：v本章比重占本章比重占5%第一節(jié)第一節(jié) 繼電保護(hù)任務(wù)及基本要求繼電保護(hù)任務(wù)及基本要求第二節(jié)第二節(jié) 變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)第三節(jié)第三節(jié) 電力線路及設(shè)備保護(hù)電力線路及設(shè)備保護(hù)第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第五節(jié)第五節(jié) 二次回路基本知識(shí)二次回路基本知識(shí)第六節(jié)第六節(jié) 變電所操作電源變電所操作電源繼電保護(hù)的任務(wù)繼電保護(hù)的任務(wù)v當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)迅速的將故當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)迅速的將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，將事故盡可能限制在障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，將事故盡可能

2、限制在小范圍內(nèi)。小范圍內(nèi)。v當(dāng)正常供電的電源因故突然中斷時(shí)，通過繼電保當(dāng)正常供電的電源因故突然中斷時(shí)，通過繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置還可以迅速投入備用電源，使重護(hù)和自動(dòng)化裝置還可以迅速投入備用電源，使重要設(shè)備繼續(xù)獲得供電。要設(shè)備繼續(xù)獲得供電。電氣設(shè)備發(fā)生故障的危害電氣設(shè)備發(fā)生故障的危害v電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生很大的短路電流；電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生很大的短路電流；v電網(wǎng)電壓下降，電氣設(shè)備過熱燒壞；電網(wǎng)電壓下降，電氣設(shè)備過熱燒壞；v充油設(shè)備產(chǎn)生氣體，出現(xiàn)噴油或者著火；充油設(shè)備產(chǎn)生氣體，出現(xiàn)噴油或者著火；v導(dǎo)線被燒斷，供電中斷；導(dǎo)線被燒斷，供電中斷；v電力系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞；電力系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞

3、；多種繼電保護(hù)方式多種繼電保護(hù)方式v根據(jù)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的各種形態(tài)及電氣量變根據(jù)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的各種形態(tài)及電氣量變化，設(shè)計(jì)各種繼電保護(hù)方式：化，設(shè)計(jì)各種繼電保護(hù)方式： 電流過負(fù)荷保護(hù)電流過負(fù)荷保護(hù)、過電流保護(hù)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)、方向電流保護(hù)方向電流保護(hù)、低電壓保護(hù)低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)、電流電流閉鎖電壓速斷保護(hù)閉鎖電壓速斷保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)高頻保護(hù)等。等。繼電保護(hù)的基本要求繼電保護(hù)的基本要求v選擇性選擇性當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇性的切除故障，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行，停電擇性的切除故障，使

4、非故障部分繼續(xù)運(yùn)行，停電范圍盡量縮小。范圍盡量縮小。v快速性快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在盡可能輕快速切除故障，可以把故障部分控制在盡可能輕微的狀態(tài)，減少系統(tǒng)電壓因故障而降低的時(shí)間，微的狀態(tài)，減少系統(tǒng)電壓因故障而降低的時(shí)間，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。繼電保護(hù)的基本要求繼電保護(hù)的基本要求v靈敏性靈敏性繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障的反映能力，能對(duì)被保護(hù)設(shè)備發(fā)護(hù)范圍內(nèi)的故障的反映能力，能對(duì)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式能靈敏的感受和靈敏生的故障和不正常運(yùn)行方式能靈敏的感受和靈敏的反映。的反映。v可靠性

5、可靠性需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不拒動(dòng)，不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不誤動(dòng)需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不拒動(dòng)，不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)不誤動(dòng)保護(hù)繼電器保護(hù)繼電器1、電流繼電器：電流保護(hù)的測(cè)量元件；2、電壓繼電器：電壓保護(hù)的測(cè)量元件；3、中間繼電器：在繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置中用以增加觸點(diǎn)數(shù)量以及容量 ，也可使觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)帶有不大的延時(shí)；4、時(shí)間繼電器：建立必要的延時(shí)，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性和某種邏輯關(guān)系 ；5、信號(hào)繼電器：作為繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置動(dòng)作的信號(hào)指示；變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)v310kV配電變壓器主要有配電變壓器主要有過電流保護(hù)、電流速過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)斷保護(hù)；v單臺(tái)油浸變壓器容量在單臺(tái)油浸變壓器容量在800kVA以上的，車間內(nèi)以上的，車

6、間內(nèi)400kVA及以上油浸變壓器裝設(shè)及以上油浸變壓器裝設(shè)氣體保護(hù)氣體保護(hù)；v單臺(tái)容量單臺(tái)容量10000kVA以上的，或者單臺(tái)以上的，或者單臺(tái)6300kVA以以上的并列運(yùn)行變壓器，裝設(shè)上的并列運(yùn)行變壓器，裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)；v大容量、高電壓的降壓變，為了提高靈敏度，采大容量、高電壓的降壓變，為了提高靈敏度，采用復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)；用復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)；變壓器過電流保護(hù)變壓器過電流保護(hù)v過流保護(hù)的原理：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，過流保護(hù)的原理：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流，利用這一特點(diǎn)設(shè)置過電將產(chǎn)生很大的短路電流，利用這一特點(diǎn)設(shè)置過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。流保護(hù)和電

7、流速斷保護(hù)。v動(dòng)作時(shí)限的兩種實(shí)現(xiàn)辦法：動(dòng)作時(shí)限的兩種實(shí)現(xiàn)辦法： 定時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限經(jīng)整定后不變；定時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限經(jīng)整定后不變； 反時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限隨電流的大小而變反時(shí)限過電流保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限隨電流的大小而變化，電流越大動(dòng)作時(shí)限越短?；?，電流越大動(dòng)作時(shí)限越短。變壓器電流差動(dòng)保護(hù)變壓器電流差動(dòng)保護(hù)v 變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范包括變的保護(hù)范包括變壓器一、二次側(cè)壓器一、二次側(cè)電流互感器之間電流互感器之間的所有設(shè)備，其的所有設(shè)備，其中除了被保護(hù)設(shè)中除了被保護(hù)設(shè)備變壓器之外，備變壓器之外，還有變壓器的一還有變壓器的一、二次連接線。、二次連接線。變壓器氣體保護(hù)變壓器氣體保

8、護(hù)v油浸變壓器內(nèi)部故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電弧產(chǎn)油浸變壓器內(nèi)部故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生的電弧產(chǎn)生大量氣體，利用這些氣體動(dòng)作于保護(hù)裝置，也生大量氣體，利用這些氣體動(dòng)作于保護(hù)裝置，也叫叫瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)；v氣體保護(hù)、電流速斷保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)是氣體保護(hù)、電流速斷保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)是變壓器主變壓器主保護(hù)保護(hù)；過電流保護(hù)是；過電流保護(hù)是后備保護(hù)后備保護(hù)。電力線路及設(shè)備保護(hù)電力線路及設(shè)備保護(hù)v610kV電力線路電力線路的繼電保護(hù)只有的繼電保護(hù)只有過電流保護(hù)過電流保護(hù)和和電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)；v35kV及以上的電力線路可裝設(shè)低電壓保護(hù)，限時(shí)及以上的電力線路可裝設(shè)低電壓保護(hù)，限時(shí)電流速斷保護(hù)；電流速斷保護(hù)；v對(duì)于雙測(cè)

9、電源供電線路，設(shè)置方向繼電器，判別對(duì)于雙測(cè)電源供電線路，設(shè)置方向繼電器，判別電流方向，如方向過電流保護(hù)、方向電流速斷保電流方向，如方向過電流保護(hù)、方向電流速斷保護(hù)。護(hù)。高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)v高壓電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)為高壓電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)為電路速斷保護(hù)和過負(fù)荷保電路速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)護(hù)；v2000kW及其以上容量的高壓電動(dòng)機(jī)，采用縱聯(lián)差及其以上容量的高壓電動(dòng)機(jī)，采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)代替電流速斷保護(hù)；動(dòng)保護(hù)代替電流速斷保護(hù)；v高壓電動(dòng)機(jī)的其它保護(hù)：反映單相接地故障的零高壓電動(dòng)機(jī)的其它保護(hù)：反映單相接地故障的零序電流保護(hù)，反映電壓降低的欠電壓保護(hù)和同步序電流保護(hù)，反映電壓降低的欠電壓保護(hù)和同步電機(jī)的失

10、步保護(hù)。電機(jī)的失步保護(hù)。電力電容器保護(hù)電力電容器保護(hù)v中小容量的高壓電容器組普遍采用中小容量的高壓電容器組普遍采用電流速斷電流速斷或或延延時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)電流速斷保護(hù)作為相間短路保護(hù)。作為相間短路保護(hù)。變電所繼電保護(hù)自動(dòng)裝置新技術(shù)應(yīng)用變電所繼電保護(hù)自動(dòng)裝置新技術(shù)應(yīng)用v 變電站采用微機(jī)綜合自動(dòng)化的功能：變電站采用微機(jī)綜合自動(dòng)化的功能： 對(duì)變電站正常運(yùn)行的各項(xiàng)主要參數(shù)自動(dòng)采集、處理、打?qū)ψ冸娬菊＿\(yùn)行的各項(xiàng)主要參數(shù)自動(dòng)采集、處理、打印和顯示；印和顯示； 定時(shí)打印電量和負(fù)荷率；定時(shí)打印電量和負(fù)荷率； 自動(dòng)投切電容器；自動(dòng)投切電容器； 帶負(fù)載調(diào)壓變壓器的自動(dòng)調(diào)壓；帶負(fù)載調(diào)壓變壓器的自動(dòng)調(diào)壓； 負(fù)荷自動(dòng)

11、控制；負(fù)荷自動(dòng)控制； 系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)記錄事故發(fā)生時(shí)間、短路電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)記錄事故發(fā)生時(shí)間、短路電流大小等情況；流大小等情況； 對(duì)故障前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，對(duì)事故進(jìn)行分析；對(duì)故障前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，對(duì)事故進(jìn)行分析； 變電站倒閘操作票的自動(dòng)填寫打印等。變電站倒閘操作票的自動(dòng)填寫打印等。繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理v當(dāng)出現(xiàn)電流速斷保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘時(shí)，如果被當(dāng)出現(xiàn)電流速斷保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘時(shí)，如果被保護(hù)設(shè)備是架空電力線路，考慮到架空電力線路保護(hù)設(shè)備是架空電力線路，考慮到架空電力線路有可能發(fā)生瞬時(shí)性短路故障，如由于刮風(fēng)或鳥類有可能發(fā)生瞬時(shí)性短

12、路故障，如由于刮風(fēng)或鳥類碰撞，或者遭受雷擊，短路故障瞬間自動(dòng)消失，碰撞，或者遭受雷擊，短路故障瞬間自動(dòng)消失，因此電流速斷保護(hù)動(dòng)作后，根據(jù)具體需要，因此電流速斷保護(hù)動(dòng)作后，根據(jù)具體需要，可以可以合閘試送合閘試送。如果合閘試送失敗，繼電保護(hù)再次動(dòng)。如果合閘試送失敗，繼電保護(hù)再次動(dòng)作跳閘，則說明故障不是瞬時(shí)性的，而是永久性作跳閘，則說明故障不是瞬時(shí)性的，而是永久性的。的。v如果被保護(hù)設(shè)備是電力變壓器、電力電容器、電如果被保護(hù)設(shè)備是電力變壓器、電力電容器、電力電纜或室內(nèi)電力線路，則一旦發(fā)生電流速斷保力電纜或室內(nèi)電力線路，則一旦發(fā)生電流速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘，就護(hù)動(dòng)作跳閘，就不允許合閘試送電不允許合閘試送電。

13、 繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理繼電保護(hù)動(dòng)作與故障判斷和處理v當(dāng)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可能原因：當(dāng)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可能原因：1、電力變壓器內(nèi)部發(fā)生事故，例如相間短路或匝間、電力變壓器內(nèi)部發(fā)生事故，例如相間短路或匝間短路；短路；2、電力變壓器一、二次連續(xù)發(fā)生相間短路；、電力變壓器一、二次連續(xù)發(fā)生相間短路；3、電流互感器發(fā)生匝間短路或者二次回路出現(xiàn)斷線、電流互感器發(fā)生匝間短路或者二次回路出現(xiàn)斷線、短路。、短路。自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘v由于發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作斷路器自動(dòng)跳閘后由于發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作斷路器自動(dòng)跳閘后，能使斷路器自合閘的裝置稱為自動(dòng)重合閘裝置，能使斷路器自合閘的裝置稱為自動(dòng)重合閘

14、裝置。自動(dòng)重合閘可以滿足選擇性的不足。自動(dòng)重合閘可以滿足選擇性的不足。v電纜線路不應(yīng)用自動(dòng)重合閘。電纜線路不應(yīng)用自動(dòng)重合閘。自動(dòng)重合閘的基本要求自動(dòng)重合閘的基本要求v在下列情況下，自動(dòng)重合閘不應(yīng)動(dòng)作：在下列情況下，自動(dòng)重合閘不應(yīng)動(dòng)作：1、值班人員人為操作斷路器斷開；、值班人員人為操作斷路器斷開；2、值班人員操作斷路器合閘，由于線路上有故障、值班人員操作斷路器合閘，由于線路上有故障，引起斷路器隨即跳閘；，引起斷路器隨即跳閘；v對(duì)于同一次故障，自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合對(duì)于同一次故障，自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次重合閘就應(yīng)只動(dòng)作一次；預(yù)先的規(guī)定。如一次重合閘就應(yīng)只動(dòng)作一次；v自動(dòng)重

15、合閘動(dòng)作之后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，以備下次線自動(dòng)重合閘動(dòng)作之后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，以備下次線路故障時(shí)再動(dòng)作；路故障時(shí)再動(dòng)作；v當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)時(shí)，重合閘應(yīng)退出運(yùn)行當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)時(shí)，重合閘應(yīng)退出運(yùn)行。備用電源自動(dòng)投入裝置備用電源自動(dòng)投入裝置v當(dāng)工作電源因故障自動(dòng)跳閘后，備用電源自動(dòng)投當(dāng)工作電源因故障自動(dòng)跳閘后，備用電源自動(dòng)投入。即可用于合上備用電源線路的斷路器，也可入。即可用于合上備用電源線路的斷路器，也可用于合上備用變壓器的斷路器。用于合上備用變壓器的斷路器。 v備用電源自動(dòng)投入應(yīng)滿足：備用電源自動(dòng)投入應(yīng)滿足：1、只有在正常工作電源斷路器跳閘后，方能自動(dòng)、只有在正常工作電源斷路器跳閘后，方能自

16、動(dòng)投入備用電源斷路器；投入備用電源斷路器；2、當(dāng)正常工作電源斷路器跳閘后，備用電源自投、當(dāng)正常工作電源斷路器跳閘后，備用電源自投裝置應(yīng)只動(dòng)作一次。如果備用電源合閘后又自動(dòng)裝置應(yīng)只動(dòng)作一次。如果備用電源合閘后又自動(dòng)跳閘，不得再次自動(dòng)合閘；跳閘，不得再次自動(dòng)合閘；3、當(dāng)備用電源無電壓時(shí)，自投裝置不應(yīng)動(dòng)作；、當(dāng)備用電源無電壓時(shí)，自投裝置不應(yīng)動(dòng)作；4、當(dāng)電壓互感器的熔絲熔斷時(shí)，自投裝置不應(yīng)誤、當(dāng)電壓互感器的熔絲熔斷時(shí)，自投裝置不應(yīng)誤動(dòng)作。動(dòng)作。二次回路基本概念二次回路基本概念v發(fā)電廠和變電所中直接與生產(chǎn)和輸配電能相關(guān)的發(fā)電廠和變電所中直接與生產(chǎn)和輸配電能相關(guān)的設(shè)備稱為設(shè)備稱為一次設(shè)備一次設(shè)備，例如：發(fā)

17、電機(jī)、變壓器、斷，例如：發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。路器、隔離開關(guān)、母線、互感器等。v對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)作用的對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)作用的輔助設(shè)備稱為輔助設(shè)備稱為二次設(shè)備二次設(shè)備。如：繼電器，操作電源。如：繼電器，操作電源等；等；v由二次設(shè)備按照一定順序和要求相互連接構(gòu)成的由二次設(shè)備按照一定順序和要求相互連接構(gòu)成的電氣回路稱為二次回路。電氣回路稱為二次回路。v按照二次設(shè)備用途分為：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、按照二次設(shè)備用途分為：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x表、信號(hào)裝置和操作電源?？刂葡到y(tǒng)、測(cè)量?jī)x表、信號(hào)裝置和操作電源。二次回路接線圖二次回

18、路接線圖1、原理接線圖、原理接線圖將各種電氣以集合形式表示，表明接線方式和動(dòng)將各種電氣以集合形式表示，表明接線方式和動(dòng)作原理；作原理； 特點(diǎn)：一、二次回路畫在一起，對(duì)所有設(shè)備有一特點(diǎn)：一、二次回路畫在一起，對(duì)所有設(shè)備有一個(gè)完整的概念；個(gè)完整的概念；2、展開接線圖、展開接線圖將交流回路和直流回路分開表示。交流回路分為將交流回路和直流回路分開表示。交流回路分為電壓回路和電流回路；直流回路分為操作回路和電壓回路和電流回路；直流回路分為操作回路和信號(hào)回路；信號(hào)回路；3、安裝接線圖、安裝接線圖包括平面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖。包括平面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖。二次回路接線圖閱讀順序二次回路接

19、線圖閱讀順序閱讀原理接線圖的順序是什么？閱讀原理接線圖的順序是什么？ 從電流互感器的二次側(cè)看短路電流出現(xiàn)后，能使從電流互感器的二次側(cè)看短路電流出現(xiàn)后，能使哪個(gè)繼電器動(dòng)作，該繼電器的觸點(diǎn)閉合（或斷開哪個(gè)繼電器動(dòng)作，該繼電器的觸點(diǎn)閉合（或斷開）后，又使哪個(gè)繼電器啟動(dòng)，依次看下去，直到）后，又使哪個(gè)繼電器啟動(dòng)，依次看下去，直到看到使斷路器跳閘及發(fā)出信號(hào)為止；看到使斷路器跳閘及發(fā)出信號(hào)為止； 閱讀展開接線圖的順序是什么？閱讀展開接線圖的順序是什么？1、先讀交流電路后讀直流線路；、先讀交流電路后讀直流線路；2、直流電流的流通方向是從左到右，即從正電源經(jīng)、直流電流的流通方向是從左到右，即從正電源經(jīng)觸點(diǎn)到線圈再回到負(fù)電源；觸點(diǎn)到線圈再回到負(fù)電源；3、元件的動(dòng)作順序是：從上到下，從左到右。、元件的動(dòng)作順序是：從上到