模塊一 相間電流保護(hù) 任務(wù)1 繼電保護(hù)裝置常用元件與調(diào)校

子任務(wù)1：無時限電流速斷保護(hù)（電流I段）

繼電保護(hù)裝置常用元件與調(diào)校電力系統(tǒng)繼電保護(hù)一、故障時的作用和任務(wù)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。三相短路F(2)兩相短路F(1)單相接地短路F(3)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。兩相接地短路變壓器相間短路斷線故障F(1,1)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障時后果：（1）故障點(diǎn)通過很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障設(shè)備燒壞；

（2）系統(tǒng)中設(shè)備，在通過短路電流時所產(chǎn)生的熱和電動力使設(shè)備縮短使用壽命；

（3）因電壓降低產(chǎn)生振蕩，使整個系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二、不正常運(yùn)行時的作用和任務(wù)對不正常運(yùn)行狀態(tài)，一般要求保護(hù)經(jīng)過一定的延時，動作于發(fā)出信號（減負(fù)荷或跳閘），此時一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起誤動作。用戶過負(fù)荷電力系統(tǒng)繼電保護(hù)對不正常運(yùn)行狀態(tài)，一般要求保護(hù)經(jīng)過一定的延時，動作于發(fā)出信號（減負(fù)荷或跳閘），此時一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起誤動作。溫度升高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)思考：對于不正常運(yùn)行狀態(tài)該跳閘還是發(fā)信號報警？視具體情況而定。如無人值班的變電站發(fā)生不正常運(yùn)行，比如夏天變壓器過負(fù)荷，則負(fù)荷上電流過大，過負(fù)荷時間長，需自動切除。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)三、繼電保護(hù)組成繼電保護(hù)裝置一般由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分3部分組成。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)以下圖的線路過電流保護(hù)裝置為例，說明繼電保護(hù)裝置的組成及工作原理。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)四、單端測量電氣量保護(hù)（也稱階段式保護(hù)）根據(jù)被保護(hù)設(shè)備一端所測量電氣量的大小情況來決定保護(hù)動作與否。（一般被保護(hù)元件至少有兩端）以AB線路為例，如何判斷AB線路上得短路呢？要判斷故障點(diǎn)位置，根據(jù)什么？電力系統(tǒng)繼電保護(hù)答：根據(jù)這一段測得的電氣量大小以電流為例正常運(yùn)行時，保護(hù)1處測得得電流很小，是負(fù)荷電流。短路時電流會突然增大，但增大的多少與位置有關(guān)。比如AB出口處短路，保護(hù)1測得的電流很大。如在C處短路，也會有短路電流流過保護(hù)1，但很小。所以，可以根據(jù)短路電流大小來判斷故障電流遠(yuǎn)近。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

以電壓為例正常運(yùn)行時電壓較高，是額定電壓。發(fā)生故障，電壓降低，短路點(diǎn)電壓降到最低，可以通過測得電壓，判斷故障點(diǎn)遠(yuǎn)近，來決定保護(hù)是否動作。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

問：單端測量有什么缺點(diǎn)呢？如果本線路末端K1短路，保護(hù)1該動作，如果下條線路首端K2短路，保護(hù)1不該動。從物理上來說，K1,K2不是一個點(diǎn)，從電氣參數(shù)上來說，幾乎是一個點(diǎn)，就是說K1,K2短路流過保護(hù)1的短路電流相等。所以，保護(hù)1無法區(qū)分本線路末端和下條線路首端。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)五、雙端（多端）測量電氣量保護(hù)雙端（多端）測量電氣量保護(hù)(也稱縱聯(lián)保護(hù)），根據(jù)被保護(hù)設(shè)備多端所測電氣量之間的關(guān)系來決定保護(hù)動作與否。以AB線路為例，再研究內(nèi)部和外部短路。規(guī)定由保護(hù)安裝處母線→被保護(hù)線路為正方向。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)如果AB內(nèi)部短路，iK1.A為正，iK1.B為正。如果AB外部短路，iK2.A為正，iK2.B為負(fù)，所以K2點(diǎn)短路，保護(hù)1測得的電流方向一正一負(fù)，正常運(yùn)行時也是一正一負(fù)。從原理上能區(qū)分本線路末端和下條線路首端，有絕對選擇性，實現(xiàn)全線速動，但其構(gòu)成相對復(fù)雜。220KV以上系統(tǒng)要求速動，保證穩(wěn)定性，采用雙端測量為主保護(hù)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)六、4個基本要求討論對象：保護(hù)1——>就以保護(hù)1為準(zhǔn)~12345671QF2QF3QF4QF5QF6QF7QFABC本線路電力系統(tǒng)繼電保護(hù)討論對象：保護(hù)1——>就以保護(hù)1為準(zhǔn)~12345671QF2QF3QF4QF5QF6QF7QFABC下一條線路（相鄰線路）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)討論對象：保護(hù)1——>就以保護(hù)1為準(zhǔn)~12345671QF2QF5QF6QF7QFABC（本線）末端短路電力系統(tǒng)繼電保護(hù)討論對象：保護(hù)1——>就以保護(hù)1為準(zhǔn)~12345671QF2QF3QF4QF5QF6QF7QFABC相鄰線出口短路電力系統(tǒng)繼電保護(hù)討論對象：保護(hù)1——>就以保護(hù)1為準(zhǔn)~12345671QF2QF3QF4QF5QF6QF7QFABC相鄰線末端短路電力系統(tǒng)繼電保護(hù)繼電保護(hù)的要求選擇性速動性靈敏性可靠性簡稱“四性”繼電保護(hù)的四條紅線電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1、可靠性（1）安全性：指在保護(hù)范圍之外的故障，應(yīng)能夠可靠的不動作，即不誤動；（2）信賴性：指保護(hù)裝置在其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障應(yīng)能夠可靠動作，即不拒動。敵不動我不動拒動敵一動我亂動誤動電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1、可靠性(一般由廠家決定)影響可靠性的因素：1）內(nèi)在：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造

工藝水平、接線回路簡明等。2）外在：運(yùn)行維護(hù)水平、安裝調(diào)試是否正確等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、選擇性保護(hù)裝置運(yùn)動時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡可能小，并保證系統(tǒng)中非故障部分繼續(xù)安裝運(yùn)行。有選擇性：最靠近短路點(diǎn)的斷路器跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、選擇性~1234567ABC電力系統(tǒng)繼電保護(hù)短路：保護(hù)1、2動作于斷路器跳閘短路：保護(hù)6動作于斷路器跳閘短路：保護(hù)5動作于斷路器跳閘（保護(hù)6拒動或者對應(yīng)斷路器失靈）短路：保護(hù)1、2動作于斷路器跳閘(保護(hù)6拒動或者對應(yīng)斷路器失靈）有選擇性無選擇性電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、選擇性在實際運(yùn)行中，由于各種原因可能存在保護(hù)或斷路器拒動的情況，所以，必須要考慮后備保護(hù)（替代功能）的配備。于是出現(xiàn)了：近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、選擇性~1234567ABC電力系統(tǒng)繼電保護(hù)近后備保護(hù)：本地的后備保護(hù)由安裝于本地的另一臺（套）保護(hù)元件（或裝置）來實現(xiàn)。舉例：如d3點(diǎn)故障，保護(hù)6（包括斷路器）由于設(shè)計原理缺陷或裝置損壞拒動，可由安裝在此處的另一種保護(hù)元件動作切除故障。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、選擇性~1234567ABC電力系統(tǒng)繼電保護(hù)遠(yuǎn)后備保護(hù)：通過與之相鄰的上一級（靠近電源側(cè)）保護(hù)元件來實現(xiàn)。舉例：d3點(diǎn)故障，保護(hù)6拒動后，由保護(hù)5動作將故障切除，那么，保護(hù)5對保護(hù)6（或斷路器）起到了遠(yuǎn)后備的作用（異地）。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)3、速動性要求繼電保護(hù)裝置以盡可能短的時限將故障切除，減少用電設(shè)備的損壞程度，系統(tǒng)穩(wěn)定性易恢復(fù)。必須快速切除的故障情況：1）發(fā)電廠或變電站母線故障；2）大容量發(fā)電機(jī)、變壓器和電動機(jī)內(nèi)部故障；3）電網(wǎng)并列運(yùn)行的重要聯(lián)絡(luò)線發(fā)生的故障等?？焖偾谐收希欣谔岣呦到y(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性電力系統(tǒng)繼電保護(hù)3、速動性+故障切除時間=0.02~0.12s0.06~0.15s

對于高電壓等級0.01~0.04s220kV及以上系統(tǒng)，要求的標(biāo)準(zhǔn)：故障切除時間≤30毫秒0.02~0.06s+電力系統(tǒng)繼電保護(hù)4、靈敏性指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。是保護(hù)裝置容干擾、誤差、抗過渡電阻得能力。保護(hù)裝置設(shè)定的保護(hù)范圍裝置的反應(yīng)范圍反應(yīng)范圍≥設(shè)定的保護(hù)范圍——有靈敏性

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)4、靈敏性任意運(yùn)行方式下，被保護(hù)設(shè)備范圍內(nèi)發(fā)生故障，不論故障點(diǎn)的位置、類型、是否有過渡電阻，都能敏銳感覺、正確動作。靈敏性通常用靈敏系數(shù)或靈敏度來衡量。靈敏性系數(shù)=反映范圍最小值設(shè)定范圍__________________電力系統(tǒng)繼電保護(hù)四性要求之間的關(guān)系：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性之間既有矛盾的一面，又要根據(jù)系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況、被保護(hù)元件的作用，使以上四個基本要求在所配置的保護(hù)中得到辯證的統(tǒng)一。因此，繼電保護(hù)既是“技術(shù)”，又是“藝術(shù)”。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)MthMdcMmc常開接點(diǎn)閉合ikMdc>Mth+MmciKⅠ＞跳閘七、繼電器電力系統(tǒng)繼電保護(hù)Ik.............IopE00動作電流：使繼電器能夠動作的最小電流電力系統(tǒng)繼電保護(hù)MthMdcMmc常開接點(diǎn)閉合ikMdc<Mth+Mmc電力系統(tǒng)繼電保護(hù)Ik............................IreIopE00返回電流：使繼電器能夠返回的最大電流電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電壓繼電器的作用是測量被保護(hù)元件所接入的電壓大小并與其整定值比較，決定其是否動作。電壓繼電器有過電壓繼電器和低電壓繼電器之分。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)KVuU＞U實時＞U設(shè)定過電壓繼電器是測量被保護(hù)元件所接入的電壓大小并與其整定值比較，當(dāng)被保護(hù)元件電壓升高則觸點(diǎn)動作的一種繼電器。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，電壓較高，加入繼電器的電壓是系統(tǒng)的額定電壓，這時繼電器的動斷觸點(diǎn)打開；當(dāng)發(fā)生故障時電壓降低，繼電器動斷觸點(diǎn)閉合。KVuU＜U實時＜U設(shè)定低電壓繼電器是測量被保護(hù)元件所接入的電壓大小并與其整定值比較，當(dāng)被保護(hù)元件電壓降低則觸點(diǎn)動作的一種繼電器。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)彈簧銜鐵+_低電壓繼電器過電壓繼電器電力系統(tǒng)繼電保護(hù)KS+

信號繼電器是輔助繼電器，由于保護(hù)的操作電源一般采用直流電源，因此信號繼電器多為電磁式直流繼電器。信號繼電器的作用是，當(dāng)保護(hù)裝置動作時，對繼電器或保護(hù)裝置所處狀態(tài)給出明顯標(biāo)示，以便分析保護(hù)動作行為和電力系統(tǒng)故障性質(zhì)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1、信號繼電器的結(jié)構(gòu)由接點(diǎn)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)兩大部分組成，電磁系統(tǒng)包括線圈、固定鐵心和可動銜鐵。接點(diǎn)系統(tǒng)由動接點(diǎn)、靜接點(diǎn)構(gòu)成。動接點(diǎn)——隨銜鐵一起動作的接點(diǎn)前接點(diǎn)（靜）——動合接點(diǎn)后接點(diǎn)（靜）——動斷接點(diǎn)電磁系統(tǒng)是繼電器的感受機(jī)構(gòu)，用來接受輸入的物理量接點(diǎn)系統(tǒng)是繼電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用來實現(xiàn)控制的目的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、信號繼電器動作原理線圈通電→產(chǎn)生磁通（銜鐵、鐵心）→產(chǎn)生吸引力→克服銜鐵阻力→銜鐵吸向鐵心→銜鐵帶動動接點(diǎn)動作→前接點(diǎn)閉合、后接點(diǎn)斷開電流減少→吸引力下降→銜鐵依靠重力落下→動接點(diǎn)與前接點(diǎn)斷開，后接點(diǎn)閉合。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)綠燈紅燈綠燈亮紅燈亮稱繼電器勵磁吸起稱繼電器失磁落下繼電器具有開關(guān)特性，利用其接點(diǎn)的通、斷電路，從而構(gòu)成各種控制表示電路。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

時間繼電器結(jié)構(gòu)線圈延時觸頭瞬時觸頭電力系統(tǒng)繼電保護(hù)通電延時型斷電延時型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)八、電流保護(hù)接線方式故障現(xiàn)象：變電站串聯(lián)線路，線路故障，斷路器無選擇性跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1、兩相不完全星型接線特點(diǎn)只有a,c兩相裝設(shè)電流互感器，按相連接繼電器，兩個繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、性能分析對各種相間短路，能正確動作，每次動作兩個繼電器。當(dāng)AB相間短路，KA1一個繼電器動作。當(dāng)BC相間短路，KA2一個繼電器動作。當(dāng)AC相間短路，KA1和KA2兩個繼電器動作。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障現(xiàn)象：變電站引出的輻射性線路，任意線路故障，都跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)分析：異地兩點(diǎn)接地故障發(fā)生在不同名兩相上，任意切除一條線路即可。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)三相電流互感器二次繞組與三個電流繼電器分別按相連接，三個繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)對各種相間短路，能正確動作，每次動作兩個繼電器。當(dāng)AB相間短路，KA1和KA2兩個繼電器動作。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的單相接地短路，可反應(yīng)各種單相接地故障。G電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的異地兩點(diǎn)接地短路---在相互串聯(lián)的兩條線路上有2/3機(jī)會有選擇地