電力變壓器繼電保護課件

1、第一節(jié) 概述繼電保護的概念繼電保護的任務 繼電保護裝置是能反應供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并能動作于斷路器跳閘或啟動信號裝置發(fā)出預報信號的一種自動裝置。自動地、迅速地、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)切除，使其他非故障部分迅速恢復正常供電；能正確反應電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)要求，發(fā)出預報信號 ；繼電保護裝置與供電系統(tǒng)的自動裝置(如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等)配合，可以大大縮短事故停電時間，從而提高供電系統(tǒng)的運行可靠性。繼電保護的基本原理 對繼電保護的基本要求 選擇性 速動性 靈敏性可靠性1選擇性 當供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，繼電保護裝置動作，只切除故障元件，并

2、使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。保護裝置這種能挑選故障元件的能力稱為保護的選擇性。 主保護后備保護（近后備，遠后備）輔助保護5 （6）PTC起動器 圖3-22 用PTC起動的單相異步電動機 PTC起動器又稱半導體起動器，具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻器件，具有在陶瓷原料中摻入微量稀土元素燒結(jié)后制成的半導體晶體結(jié)構(gòu)。它具有隨溫度的升高而電阻值增大的特點，有著無觸點開關(guān)的作用。 PTC元件與起動繞組串聯(lián)，電機起動時，PTC元件的溫度較低，電阻值較小，可近似為通路。電機起動電流很大（正常運轉(zhuǎn)電流的5-7倍），PTC元件在大電流作用下溫度升高達臨界溫度(約100oC)，元件的電阻值增大至幾十千歐，

3、使電流難以通過，可近似為斷路。此時，與之串聯(lián)的起動繞組相當于斷路，而運行繞組繼續(xù)使電動機正常運行。 6 3、單相交流電動機的工作原理 單相異步電動機的主繞組通入單相交流電，產(chǎn)生強弱和方向像正弦交流電作周期性變化的脈動磁場。 為使電動機能自動起動，定子鐵心槽里嵌放兩個繞組（主繞組和輔助繞組），輔助繞組與主繞組在定子鐵心槽中相差90電角度。 圖3-23 脈動磁場 圖3-24 電容式電動機接線7 為使兩相繞組中的電流有一個相位差，可在輔助繞組中串接電容、電阻進行移相。 下面以輔助繞組串入電容的單相電動機為例，如圖3-24所示。 輔助繞組WA與電容C串聯(lián)后同主繞組WM并聯(lián)，再接入電源。 電動機接通電源

4、時，因輔助繞組電路為容性（電容量應足夠大），故電流iA超前電源電壓一定角度，而主繞組電路為感性，故電流iM滯后電源電壓一個角度。 只要電容器選擇適當，就能使iM滯后iA90。 相位差90的兩個電流iM和iA分別通入空間相差90電角度的兩個繞組，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得起動轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。8圖3-25 單相電動機旋轉(zhuǎn)磁場 4、單相異步電動機的調(diào)速方法 （1）串電抗器調(diào)速 在電動機的電源線路中串聯(lián)起分壓作用的電抗器來調(diào)節(jié)電抗值，從而改變電動機兩端的電壓，達到調(diào)速目的。 串電抗器調(diào)速結(jié)構(gòu)簡單、容易調(diào)整調(diào)速比，但耗材多、體積大。2速動性 為了減小由于故障引起的損失，減少用戶在故

5、障時低電壓下的工作時間，以及提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，要求繼電保護在發(fā)生故障時盡快動作將故障切除。 注意：必須在滿足選擇性的基礎(chǔ)上 Why?!3靈敏性 指在保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時，保護裝置的反應能力。 繼電保護裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)KS來衡量。（1）對于反應故障時參數(shù)量增加的保護裝置 例如：過電流保護的靈敏系數(shù)為 KSIKminIop IKmin 保護區(qū)內(nèi)故障的最小短路電流值（2）對于反應故障時參數(shù)量降低的保護裝置 例如：低電壓保護的靈敏系數(shù)為 KSUopUKmax UKmax保護區(qū)內(nèi)故障的最大殘壓值 思 考故障點位于何處? 4可靠性 繼電保護裝置在其所規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或

6、不正常工作時，一定要準確動作，即不能拒動；不屬其保護范圍的故障或不正常工作時，一定不要動作，即不能誤動。 另外：還要考慮經(jīng)濟性 目標：技術(shù)上安全可靠，經(jīng)濟上合理電流互感器的接線方式 保護裝置的接線方式是指作為相間短路的過電流保護用的電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。分為三種：三相完全星形接線方式兩相不完全星形接線 兩相電流差接線 接線系數(shù)KW ：指通過繼電器的電流 IK與電流互感器二次電流 I2的比值， 即：KWIKI2。 三相完全星形接線方式 三相完全星形接線方式是用三臺電流互感器與三只繼電器對應連接的?？梢苑从橙魏涡问蕉搪饭收?。 可見：KW 1 兩相不完全星形接線 兩相不完全星

7、形接線方式是在 A、C兩相裝有電流互感器，分別與兩只電流繼電器相連接?？梢苑从吵鼴相單相接地短路以外的所有故障。 可見：KW 1 兩相不完全星形接線方式還可以接成兩相三繼電器形式，以提高可靠性。 可見：KW 1有何作用？兩相電流差接線 兩相電流差接線方式由兩臺電流互感器和一只電流繼電器組成。正常工作時，通過繼電器的電流 為：兩相電流差接線的接線系數(shù) 不同的相間短路時，接線系數(shù)是不一樣的。正常和三相短路時接線系數(shù)為 ；AC相短路時接線系數(shù)為2；AB相或BC相短路時接線系數(shù)為1。 因而靈敏系數(shù)也不一樣。一般情況下： 保護整定時取KW 靈敏度校驗時取KW 1 Why?!三種接線方式性能比較三相三繼電

8、器兩相兩繼電器兩相一繼電器可靠性靈敏性最好較好差經(jīng)濟性差較好最好適用場合中性點接地電網(wǎng)中性點不接地電網(wǎng)10kV以下和高壓電動機保護電流互感器的誤差曲線電流互感器的誤差主要與一次電流和二次負載值Z2有關(guān)系。電流互感器二次電流和一次電流的關(guān)系曲線圖 電流互感器的10%誤差曲線指電流互感器一次電流倍數(shù)m（又稱10%倍數(shù)）與電流誤差等于10%所允許的二次負載值Z2al的關(guān)系曲線。 利用10%誤差曲線校驗電流互感器1。計算一次電流倍數(shù)m2。計算允許負載值查10%誤差曲線3。計算實際負載值4。比較負荷大小如果Z2Z2al，則說明電流互感器的誤差不超過10%。如果Z2Z2al，不滿足要求，則采取以下措施：（

9、1）增大連接導線截面，或縮短導線長度，以減小二次負載。（2）改變變比較大的電流互感器，降低一次電流倍數(shù)，增大二次負載值。（3）將兩個電流互感器二次線圈串聯(lián)，使二次允許負載增大一倍。電磁型電流繼電器（DL型）一、結(jié)構(gòu)1鐵心 2線圈 3可動舌片 4反作用彈簧 5可動觸點6靜觸點 7調(diào)整桿8刻度盤二、工作原理 繼電器的起動電流是指使繼電器常開接點閉合的最小電流，用IopK表示。 繼電器的返回電流是使繼電器閉合了的常開接點斷開的最大電流 ，用IreK表示。 返回系數(shù)Kre是指繼電器的返回電流Ih.j與其起動電流Idz.j的比值，一般小于1，即： Kre IreK IopK繼電器起動電流IopK的調(diào)整方

10、法 ：粗調(diào)：改變繼電器兩個電流線圈的聯(lián)結(jié)方式 (串、并聯(lián)) 細調(diào)：改變反作用彈簧的反作用力矩電磁型電壓、中間、時間、信號繼電器 電磁式電壓繼電器有過電壓和欠電壓繼電器兩大類，其中欠電壓繼電器在工廠供電系統(tǒng)應用較多。 欠電壓繼電器的起動電壓UopK是使其動作的最高電壓;返回電壓UreK是使其返回的最低電壓;返回系數(shù)Kre UreK UopK 。 由于欠電壓繼電器的返回電壓大于起動電壓，所以其返回系數(shù)Kre大于1，一般在 11.2之間。 時間繼電器在保護裝置中起延時作用，以保證保護裝置動作的選擇性。中間繼電器的作用是為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量，也可以使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時

11、(0.40.8S)，或者通過繼電器的自保持，以適應保護裝置的需要。信號繼電器用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示器 感應型電流繼電器（GL型）一、結(jié)構(gòu)二、工作原理由帶延時動作的感應部分與瞬時動作的電磁部分組成。1感應系統(tǒng)部分：動作電流是指繼電器鋁盤軸上蝸桿與扇形齒片相咬合時，線圈所需要通入的最小電流。動作電流的整定值通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數(shù)來調(diào)整（2，2.5，34.5，5，69，10A）。 返回電流是指便扇形齒片脫離蝸桿返回到原來位置時的最大電流。動作時間是指從軸上蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點閉合這一段時間。通入繼電器的電流越大，鋁盤轉(zhuǎn)速越快，動作時間就越短，這種特性稱為反時限特性。 時限螺釘指示盤上的刻度，是指通入10倍動作電流整定值時的動作時間。2電磁速斷部分 電磁系統(tǒng)的速斷特性即當通入繼電器線圈的電流大到整定值的某個倍數(shù)時，未等