《電力系統(tǒng)繼電保護》PPT課件

1、供配電系統(tǒng)的繼電保護與自動裝置,第一節(jié) 保護裝置的任務和要求 第二節(jié) 過電流保護 第三節(jié) 單相接地保護 第四節(jié) 電動機和電容器保護 第五節(jié) 電力變壓器保護 第六節(jié) 自動重合閘裝置 第七節(jié) 備用電源自動投入裝置 第八節(jié) 微機保護與變電站綜合自動化,第一節(jié) 保護裝置的任務和要求,（1）發(fā)生故障時： 能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)切除。防止故障元件繼續(xù)遭受破壞，保證該系統(tǒng)中非故障元件迅速恢復正常運行。 （2）出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時： 能根據(jù)運行維護的具體條件和設備的承受能力，發(fā)出信號、減負荷或延時跳閘。,一、繼電保護裝置的任務,二、對繼電保護的基本要求,1.選擇性：離故障元件最近的保護裝置

2、動作，而供電系統(tǒng)的其它部分仍然正常運行。,圖71單側電源網(wǎng)絡中，保護選擇性動作說明 如k2點短路故障時，應由距短路點最近的保護6動作使斷路器QF6跳閘切除故障。如果保護6或斷路器QF6拒動，則應由保護5動作使斷路器QF5跳閘切除故障 。,滿足四性：1.選擇性、2.速動性、3.可靠性、4.靈敏性,2.速動性：應盡快地動作，切除故障元件。,3.可靠性:不應拒動；也不應誤動。,4.靈敏性:表征保護裝置對其保護區(qū)內故障和不正常工作狀態(tài)反應能力的一個參數(shù)。用靈敏系數(shù)表示,反應故障參數(shù)增大而動作的保護：,反應故障參數(shù)降低而動作的保護 ：,例如過電流保護保護 ：,在GB50062-92 電力裝置的繼電保護和

3、自動裝置設計規(guī)范中，對繼電保護裝置的靈敏度都有一個最小值的規(guī)定。,繼電保護的基本要求,保護裝置的任務類型,1.主保護反應被保護元件自身故障并以盡可能短的時限切除被保護區(qū)域內故障。 2.后備保護應在主保護或斷路器拒絕動作時切除故障。后備保護可分為遠后備和近后備兩種形式： 遠后備當主保護或斷路器拒絕動作時，由相鄰設備或線路的保護實現(xiàn)后備。 近后備對每個被保護設備（或元件）上裝設分別起主保護和后備保護作用的獨立的兩套保護，當主保護拒絕動作時，由本設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備。 3.輔助保護為了補充主保護某種保護性能的不足（如方向元件的死區(qū)）或加速切除某部分故障而裝設的簡單保護，例如無時限電流速斷。

4、,三、繼電保護裝置的基本原理,利用故障前后某些突變的物理量的變化，當突變量達到一定值時，啟動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應的跳閘脈沖或信號（見原理框圖）。,三、繼電保護裝置的基本原理,利用故障前后某些突變的物理量的變化，當突變量達到一定值時，啟動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應的跳閘脈沖或信號（見原理框圖）。 利用電流的增加，可構成電流速斷、過電流等保護； 利用電網(wǎng)電壓改變，可構成低電壓或過電壓保護。 根據(jù)故障前后非電氣量的變化構成保護，如變壓器的瓦斯保護和過溫保護。 利用阻抗降低，可構成距離保護等。,第二節(jié) 過電流保護,保護繼電器分類:,機電型(有電磁式、感應式） 電子型（又稱靜態(tài)繼電器） 微機型（又稱數(shù)字式

5、保護繼電器）,繼電器是一種在其輸入的物理量（電量或非電量）達到規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通（導通）或分斷（關斷）的自動電器。,測量繼電器： （主） 有或無繼電器： （輔助）,作為起動元件，如電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器、溫度繼電器等。,實現(xiàn)特定邏輯功能，如時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器等。,一、常用保護繼電器,1電磁式電流繼電器,電磁式電流繼電器實物圖片,電磁線圈 及電磁鐵,動靜觸點,1電磁式電流繼電器,圖73 DL10系列電磁式電流繼電器的內部結構 1-線圈；2-電磁鐵；3-鋼舌片；4-靜觸點；5-動觸點； 6-啟動電流調節(jié)螺桿；7-標度盤；（銘牌）；8-軸承； 9-反作用彈簧；

6、10-軸,續(xù)上頁,動作電流Iop線圈中的使繼電器動作的最小電流。,返回電流Ire線圈中的使繼電器由動作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流。,電磁式電流繼電器動作特性,返回系數(shù)：,GL型一般取0.8 越接近于1，說明繼電器越靈敏。,圖74 DL10系列電磁式電流繼電器,（a）DL11型；（b）DL12型；（c）DL13型； （d）集中表示的圖形；（e）分開表示的圖形 A12動斷（常閉）觸點；A34動合（常開）觸點,動作電流的調整 ： （1）改變線圈的連接方式 ：串聯(lián)時，流入繼電器的電流與通過線圈的電流相等 ；并聯(lián)時，通入線圈電流是流入繼電器電流的1/2 ，此時，刻度盤的數(shù)值應該乘以2。 （2）通過調整

7、把手改變彈簧的反作用力矩 。,電磁型電壓繼電器,電磁型電壓繼電器的基本結構與DL10相同 ，當在線圈上加電壓時，即在線圈上產生電流：Ir= Ur/Z,即Ur= IrZ。 電壓繼電器分為低電壓繼電器和過電壓繼電器兩種 ： 過電壓繼電器，其動作電壓、返回電壓和返回系數(shù)的概念和過電流繼電器相似。 低電壓繼電器，是一種欠量繼電器。DJ122是典型的低電壓繼電器，它具有一對常閉觸點,正常情況下,繼電器加的是電網(wǎng)的工作電壓（電壓互感器二次電壓）,觸點斷開。當電壓降低到“動作電壓”時,繼電器動作,觸點閉合。使繼電器動作的最大電壓稱為繼電器的動作電壓,當電壓再繼續(xù)增高時,使繼電器觸點重新打開的最小電壓稱為繼電

8、器的返回電壓。其返回系數(shù)大于1，一般為1.25。,2.電磁式時間繼電器,用電磁式電流繼電器KA構成保護裝置時，還要用到電磁式時間繼電器KT、信號繼電器KS以及中間繼電器KM作為輔助繼電器。,電磁式電流繼電器的電流時間特性曲線具有“定時限特性”。,由時間繼電器KT預先整定,動作電流由電流繼電器 KA預先整定,圖75電磁型時間繼電器內部結構,圖75電磁型時間繼電器內部結構 1線圈；2電磁鐵；3銜鐵；4返回彈簧；5扎頭； 6可瞬動觸點；7、8固定瞬時動斷、動合觸點；9曲柄杠桿； 10時鐘機構；11動觸點；12靜觸點；13刻度盤,圖76 時間繼電器的圖形符號,（a）時間繼電器的緩吸線圈及延時閉合觸點；

9、 （b）時間繼電器的緩放線圈及延時斷開觸點,KT,3.電磁式信號繼電器,圖77 DX11型信號繼電器結構圖 1電磁鐵；2線圈；3銜鐵；4動觸點；5靜觸點； 6彈簧；7信號牌顯示窗口；8復歸旋鈕；9信號牌,圖78 DX11型信號繼電器的圖形符號,KS,電磁式信號繼電器實物圖片,3.電磁式信號繼電器,電磁式中間繼電器實物圖片,電磁線圈 及電磁鐵,動靜觸點,4.電磁式中間繼電器,4.電磁式中間繼電器,1.特點： 觸點容量大，可直接作用于斷路器跳閘； 觸點數(shù)目多,可實現(xiàn)時間繼電器難以實現(xiàn)的延時。 2.結構：吸引銜鐵式。 3.文字符號：KM。,圖79中間繼電器 的圖形符號,感應式電流繼電器實物圖片,電磁

10、線圈 及電磁鐵,感應元件,電磁元件,轉換觸點,動作指示,5.感應式電流繼電器,5.感應式電流繼電器,圖710 GL10、20系列感應式電流繼電器的內部結構 1.線圈；2.電磁鐵；3.短路環(huán)；4.鋁盤；5.鋼片；6.鋁框架；7.調節(jié)彈簧； 8.制動永久磁鐵；9.扇形齒輪；10.蝸桿；11.扁桿；12.繼電器觸點； 13.時限調節(jié)螺桿；14.速斷電流調節(jié)螺釘；15.銜鐵；16.動作電流調節(jié)插銷,感應式電流繼電器的受力分析,制動磁通、制動轉矩M2,主動磁通1、2、主動轉矩M1,感應式電流繼電器 的工作原理,作用于鋁盤上電磁的轉矩：,永久磁鐵制動力矩：,兩個轉矩達到平衡時鋁盤將勻速旋轉。此時：,蝸桿上

11、升到頂部使觸點12動作扇形齒輪的行程：,即,上式表明，繼電器的動作時間與加入繼電器的電流的平方成反比，即所謂繼電器的“反時限特性” 。,感應式電流繼電器的電流時間特性曲線,電磁元件的作用使感應式繼電器兼有“電流速斷特性”，如圖所示bb/d曲線。,速斷電流Iqb是指繼電器線圈中的使電流速斷元件動作的最小電流。 速斷電流Iqb與感應元件的動作電流Iop之比稱速斷電流倍數(shù)nqb。,感應式電流繼電器的電流時間特性曲線具有“反時限特性”， 如下圖所示曲線 abc，這一特性是其感應元件所產生的。,反時限特性,速斷特性,圖711感應式電流繼電器的動作特性曲線t動作時間；n動作電流倍數(shù)；abc感應元件的反時限

12、特性；bbd電磁元件的速斷特性,n,圖712感應式電流繼電器的圖形符號,二、保護裝置的操作方式與接線方式,指電流繼電器與電流互感器之間的連接方式。 為了表述繼電器電流與電流互感器二次電流的關系，引入結線系數(shù)：,、大中型變配電所的繼電保護裝置一般采用直流操作電源,、小型變配電所的繼電保護裝置一般采用交流操作電源,要求繼電器觸頭的分斷能力足夠大，而且先合后斷,、保護裝置的操作方式：,、保護裝置的接線方式,、保護裝置的接線方式（續(xù)）,1、三相三繼電器完全星形接線方式,接線系數(shù)KW：,、保護裝置的接線方式（續(xù)）,2.兩相兩繼電器不完全星形接線方式,接線系數(shù)KW：,2.兩相兩繼電器不完全星形接線方式(續(xù)

13、),在635kV小電流接地系統(tǒng)中得到了廣泛的應用,圖715不同地點 兩點接地時工作分析,結論：同一母線的各條出線的保護均裝于相同的兩相上。,2.兩相兩繼電器不完全星形接線方式(續(xù)),圖716兩互感器三繼電器 不完全星形接線,兩相不完全星形接線,用于Y,d11接線變壓器（設保護裝在Y側）,在變壓器的d側發(fā)生兩相短路時（如ab兩相短路）,反應到Y側,故障相的B相電流最大,是其他任何一相電流的兩倍。但B相沒裝電流互感器,不能反映該相的電流,其靈敏系數(shù)是采用三相完全星形接線保護的一半。 為克服這一缺點,可采用兩互感器三繼電器式接線,如圖716所示。第三個繼電器接在中性線上,流過的是A、C兩相電流互感器

14、二次電流的和,等于B相電流的二次值,從而可將保護的靈敏系數(shù)提高一倍,與采用三相完全星形接線相同。,3.兩相一繼電器電流差接線,3.兩相一繼電器電流差接線（續(xù)）,圖718兩相一繼電器式接線 不同相間短路的相量分析（a）三相短路；（b）A、C兩相短路； （c）A、B兩相短路；（d）B、C兩相短路,三、相間短路的過電流保護,（一）定時限過電流保護,（1）保護裝置的原理,圖719定時限過電流保護的原理電路圖 （a）歸總式原理接線圖； （b）展開圖式原理接線圖 QF斷路器； KT時間繼電器（DS型）； KS信號繼電器（DX型）； KM中間繼電器（DZ型）； YT跳閘線圈,帶時限過電流保護分為：,續(xù)上頁,

15、（1）保護裝置的原理（續(xù)）-介紹另一種圖紙,續(xù)上頁,電流型信號繼電器,圖中忽略了斷路器的合閘回路及信號回路。,圖720 （a）單電源網(wǎng)絡 （b）時限特性,（2）保護的定時限特性及階梯形時限配合,（3）定時限過電流保護動作電流整定計算,1）躲過被保護線路的最大負荷電流，即,定時限過電流保護的動作電流一般按以下原則確定：,2）保護裝置的返回電流應大于外部短路故障切除后流過保護裝置的最大自起動電流。即,DL型繼電器取1.2 GL型繼電器取1.3,（4）定時限過電流保護的靈敏度校驗,作為主保護時采用最小運行方式下本線路末端兩相短路時的短路電流； 作為相鄰線路的后備保護時，應采用在最小運行方式下相鄰線路

16、末端兩相短路時的短路電流。,（1）保護裝置的原理,一般僅由感應式電流繼電器組成，利用其感應元件來實現(xiàn)反時限過電流保護 。,（二）反時限過電流保護,（1）保護裝置的原理（續(xù)）,圖721反時限過電流保護原理電路圖 （a）歸總式原理接線圖； （b）展開圖式原理接線圖 QF斷路器； TA電流互感器； KA電流繼電器（GL15、25型）； YT跳閘線圈,（2）反時限過電流保護的時限配合,圖722反時限過電流保護的時限整定說明 配合點應選在L2的始端k點,圖723反時限過電流保護的動作時間整定,(3)、反時限過電流保護的動作電流整定： （參數(shù)含義同定時限過電流保護）,（4）、反時限過電流保護的靈敏度校驗：

17、 （參數(shù)含義同定時限過電流保護）,定時限過電流保護與反時限過電流保護的比較,（3）反時限過流保護與定時限過流保護比較,t=0.5s,t=0.7s,按“階梯原則”,t1 t2+ t,動作時間的整定比較,（三）低電壓閉鎖過流保護,1、設置理由：提高靈敏度,2、原理電路：圖724,圖724具有低電壓閉鎖的過電流保護裝置原理電路圖 KV1KV4電壓繼電器；KA1、KA2電流繼電器；KT時間繼電器； KS信號繼電器；KM中間繼電器；YT跳閘線圈,3、低電壓閉鎖過流保護的整定計算,1）、動作電流的整定：,2）、低電壓繼電器動作電壓的整定：,母線最低工作電壓 ，取（0.850.95）,可靠系數(shù)，可取1.2,

18、返回系數(shù)，取1.25,電壓互感器變比,線路額定電壓,接線系數(shù),計算電流,電流互感器變比,可靠系數(shù)1.2或1.3,返回系數(shù)0.85或0.8,3）、低電壓閉鎖過流保護的靈敏度校驗與無閉鎖時完全相同,比無閉鎖時少乘以一個Kast,（四）相間短路的電流速斷保護,國標規(guī)定，在過電流保護動作時間超過0.50.7s時，還應裝設瞬動的電流速斷保護裝置。,1、電流速斷保護的構成,過電流保護為定時限時，可采用電磁式KA、KS、KM構成電流速斷保護。,續(xù)上頁,圖725定時限過電流保護和電流速斷保護電路圖,續(xù)上頁,對于過電流保護采用反時限感應電流繼電器時，則可利用該繼電器的電磁元件（速斷）來實現(xiàn)電流速斷保護。,續(xù)上頁

19、,2、速斷電流的整定,依靠動作電流（速斷電流）的特殊整定來實現(xiàn)前后兩級保護的選擇性配合。,速斷電流Iqb應躲過它所保護的線路末端的三相短路電流 ，其整定計算公式是：,K1點最大三相短路電流,續(xù)上頁,電流速斷保護不可能保護線路的全長，存在保護“死區(qū)”。,3、電流速斷保護的“死區(qū)”問題,在 “死區(qū)”內，一般由帶時限的過電流保護實現(xiàn)主保護。,圖726 無時限電流速斷保護動作特性分析,續(xù)上頁,4、電流速斷保護的靈敏度,按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流Ik.min來檢驗。,對于較短的10kV配電線路，則上級線路速斷保護的靈敏度往往不夠，此時應采用帶有一定時限（0

20、.5s）的延時電流速斷保護來代替瞬時電流速斷保護。 延時電流速斷保護通過0.5s的延時來保證選擇性，因而其動作電流只要按大于下級瞬時電流速斷保護動作電流的1.1倍整定即可（其值不大），因而能保護本級線路全長。,第三節(jié) 單相接地保護-中性點不接地系統(tǒng),圖727 中性點不接地系統(tǒng)單相接地 （a）電容電流的分布；（b）電流電壓相量圖,第三節(jié) 單相接地保護,一、中性點不接地系統(tǒng)單相接的地特點,（1）發(fā)生單相金屬性接地故障時，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓為電網(wǎng)的線電壓。電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓，其大小等于電網(wǎng)正常的相電壓。 （2）非故障線路的保護安裝處通過的零序電流等于本身非故障相對地電容電流之和，方向

21、從母線流向線路，其相位超前于零序電壓90。 （3）故障線路保護通過的零序電流等于全部非故障線路充電電流的總和，其方向從線路指向母線，相位落后于零序電壓90。 （4）接地故障處電流的大小等于全部線路接地充電電流的總和，其相位超前于零序電壓90。,二、中性點不接地系統(tǒng)單相接地保護,單相接地保護類型：零序電壓保護；零序電流保護兩種。,（一）零序電壓保護 （絕緣監(jiān)視裝置）,1.原理接線 圖728,2.特點：零序電壓保護簡單經濟，但沒有選擇性.根據(jù)電壓表的指示，可以判定接地的相別。值班人員想判別出故障發(fā)生在哪一條線路上，就要依次斷開各條線路來尋找。,電壓繼電器的動作 值應躲過正常運行時的不平衡電壓，一般

22、取：,利用單相接地故障線路的零序電流較非故障線路大的特點，實現(xiàn)有選擇性地跳閘或發(fā)出信號。,a 零序電流過濾器,1零序電流保護的基本原理,對架空線路采用圖a的零序電流過濾器，對電纜線路采用圖b的零序電流互感器。,b 零序電流互感器,（二）零序電流保護,（1）、動作電流Iop（E）應該躲過在其它線路上發(fā)生單相接地時在本線路上引起的電容電流IC，即,（2）單相接地的零序電流保護的靈敏度，應按被保護線路末端發(fā)生單相接地故障時流過接地線的不平衡電流作為最小故障電流來檢驗，即,2零序電流保護的整定,圖730零序電流互感器 （a）結構圖；（b）接線圖,UN網(wǎng)絡系統(tǒng)的額定電壓，kV； l1本網(wǎng)絡系統(tǒng)架空線路的

23、總長度，km； l2本網(wǎng)絡系統(tǒng)電纜線路的總長度，km。,第四節(jié) 電動機和電容器保護,一、電動機保護,（一）故障的特點及保護的配置,按規(guī)定：對電壓為3kV及以上的異步電動機和同步電動機的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置： 定子繞組相間短路采用電流速斷保護或縱聯(lián)差動保護。 定子繞組單相接地采用過負荷保護。 定子繞組過負荷采用過負荷保護。 定子繞組低電壓采用低電壓保護。 同步電動機失步采用失步保護。 同步電動機失磁采用失磁保護。 同步電動機出現(xiàn)非同步沖擊電流。,（二）電動機的相間短路保護、單相接地和過負荷保護,1、電動機的過負荷保護和電流速斷保護,圖731高壓電動機的過負荷保護與瞬時電流

24、速斷保護的電路圖 （a）兩相差式接線； （b）兩相式接線,保護的動作電流整定,.電流速斷保護的動作電流：,可靠系數(shù)，DL型取1.41.6，GL型取 1.82,電動機的最大起動電流,.過負荷保護的動作電流：,可靠系數(shù)，對 GL型1.3,返回系數(shù)，一般為0.8,電動機的額定電流,2縱差動保護,圖732高壓電動機差動保護原理電路圖,2）保護的動作電流按躲過電動機額定電流整定，即：,可靠系數(shù)，DL型取1.52；BCH2型取1.3,3）靈敏度校驗：,電動機出口最小兩相短路電流,1）、工作原理：,3單相接地保護,圖733高壓電動機的單相接地保護 KA電流繼電器；KS信號繼電器； M中間繼電器；TAN零序電

25、流互感器,保護裝置的動作電流,可靠系數(shù)，取45,TAN的變比,電動機外部發(fā)生單相接地故障時，流經TAN的被保護電動機及電纜的最大接地電容電流,靈敏系數(shù) :,整個電網(wǎng)的單相接地電容電流,（三）電動機低壓保護從略,二、電力電容器保護,電力電容器的主要故障形式是短路故障。 對于低壓并聯(lián)電容器和容量不超過450kvar的高壓并聯(lián)電容器，可裝設熔斷器作為相間短路保護。 對于容量較大的高壓并聯(lián)電容器，則需采用高壓斷路器控制，裝設瞬時或短延時過電流保護作為相間短路保護。,如果電容器組安裝在含有大型整流設備或電弧爐等諧波源的電網(wǎng)上時，電容器組宜裝設過負荷保護，帶時限動作于信號或跳閘。,電容器安裝處的電網(wǎng)電壓可

26、能超過其額定電壓10時，應裝設過電壓保護。過電壓保護裝置可發(fā)出報警信號，或帶時限動作于跳閘。,1、電容器組瞬時或短延時過電流保護,圖735并聯(lián)電容器組瞬時過電流保護原理電路圖 （a）用熔斷器保護；（b）采用T11型脫扣器直動式保護； （c）采用電磁型繼電器保護,動作電流?。?靈敏度校驗：,電容器組饋線末端，兩相最小短路電流值,2電容器組的過電壓保護,過電壓保護動作電壓可按下式計算,電壓互感器二次額定電壓，通常為100V,3電容器組單相接地保護 電容器組的單相接地保護常按最小靈敏度大于1.5進行整定，故單相接地保護裝置的動作電流可按下式計算,聯(lián)接電容器電網(wǎng)的單相接地總的電容電流,第五節(jié) 電力變壓

27、器保護,變壓器的常見故障與異常狀態(tài)： 油箱內的故障：繞組的相間短路、匝間短路、接地短路、鐵芯燒損。 油箱外的故障：絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路與接地短路。 異常狀態(tài)：過負荷、溫度過高、油箱的油面降低。,變壓器內部故障和引出線的相間短路設置電流速斷保護或差動保護。 變壓器外部短路而引起的過電流設置帶時限過電流保護。 變壓器中性點直接接地側的單相接地短路設置單相接地保護。 過負荷而引起的過電流設置過負荷保護。 油浸式變壓器油箱內部故障和油面降低設置瓦斯保護。 變壓器溫度升高和油冷卻系統(tǒng)的故障設置溫度信號。,一、保護配置,針對上述故障和異常狀態(tài),電力變壓器應裝設以下相應的保護設置：,二、電力變壓

28、器的瓦斯保護,瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按規(guī)定，800kVA及以上的一般油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。,可以反應變壓器油箱內部是否發(fā)生輕微故障、嚴重故障、油箱漏油等情況。,規(guī)范還規(guī)定容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器應裝設溫度保護。,瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它有兩個觸點：一個是“輕瓦斯觸點”，另一個是“重瓦斯觸點”。,圖736 氣體繼電器安裝示意圖,1氣體繼電器；2油枕；3變壓器頂蓋；4連接管道,（一）氣體繼電器的結構和工作原理,QJS型氣體繼電器，是安裝在800kVA及以上的油浸式變壓器(有載分接開關)的一種保護裝置，該繼電

29、器安裝在變壓器與儲油柜之間的連接管路中。當變壓器(或有載分接開關)內部故障時，產生的氣體或油流沖動板，使跳閘接點接通，自動切斷電源，起保護變壓器(或有載分接開關)作用，它是變壓器(有載分接開關)的主要安全保護裝置。它采用擋板式磁力接點結構。當變壓器(或有載分接開關)在運行中、出現(xiàn)故障時，繼電器內氣體達到一定容積時，開口杯下沉，上磁鐵使上干簧接點閉合，接通信號回路；當油流沖動擋板，下磁鐵使下干簧接點閉合，接通信號回路。信號接點接通，并發(fā)出報警信號，起到保護變壓器的作用。,QJS型氣體（瓦斯） 繼電器,圖737 開口杯擋板式氣體繼電器結構圖,1-罩；2-頂針；3-氣塞； 4-永久磁鐵；5-開口杯；

30、 6-重錘；7-探針； 8-開口銷；9-彈簧； 10-擋板；11-永久磁鐵； 12-螺絲桿； 13-干簧觸點（重瓦斯用）； 14-調節(jié)桿； 15-干簧觸點（輕瓦斯用）； 16-套管；17-排氣口,（二）變壓器瓦斯保護的接線,圖738瓦斯保護原理接線圖,輕微故障（輕瓦斯）時，氣體繼電器KG的上觸點閉合，動作于報警信號。 嚴重故障（重瓦斯）時，KG的下觸點閉合，動作后經過信號繼電器KS發(fā)出跳閘信號，同時經中間繼電器KOM，跳開變壓器兩側斷路器。,由于氣體繼電器下觸點在重瓦斯故障時可能有“抖動”（接觸不穩(wěn)定）的情況，因此為了使斷路器足夠可靠地跳閘，利用具有自保持觸點的中間繼電器KOM。 為了防止變壓

31、器在換油或進行氣體繼電器實驗時誤動作，可通過連接片XB將重瓦斯暫接到信號回路運行。,三、差動保護,（一）保護的原理接線,1.正常運行或保護區(qū)外k1點發(fā)生短路時 ：,2.保護區(qū)內k2點發(fā)生短路時:,圖739縱聯(lián)差動保護的單相原理電路,超過動作電流KA瞬時動作出口繼電器KM動作斷路器QF跳閘 同時KS發(fā)信號。,實際上，正常運行和外部故障時存在不平衡電流的影響。下面簡述不平衡電流產生的原因及其減小或消除的措施。,1變壓器兩側電流相位不同,（二）變壓器差動保護中的不平衡電流及其減小措施,圖740Y,d11變壓器縱聯(lián) 差動保護接線 a.兩側電流互感器的接線； b.電流相量分析,相位補償辦法： 1.Y側的

32、電流互感器二次側接成，側的電流互感器二次側接成Y。 2.數(shù)值補償辦法：恰當?shù)剡x擇變壓器高低壓兩側電流互感器的變比。,如：Yd11變壓器兩側電流互感器計算變比的選擇條件：,電流互感器都是標準變比，實際選擇的電流互感器變比與計算變比往往不相等，因此會在差動回路中引起不平衡電流。 消除這一不平衡電流的方法：利用差動繼電器中的平衡線圈進行平衡。,2電流互感器的實際變比與計算變比不等,正常運行時，變壓器的勵磁電流很小，一般不超過額定電流的210。 發(fā)生外部短路時,由于電壓降壓,勵磁電流更小, 一般可以不考慮。 當變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復時，勵磁電流大大增加，其值可達到變壓器額定電流的68倍

33、，稱為勵磁涌流。 變壓器的勵磁電流只通過變壓器的原邊線圈,它通過電流互感器進入差動回路形成不平衡電流。,3變壓器勵磁涌流,勵磁涌流分析,勵磁涌流特點： 含有的非周期分量幅值很大， 常使勵磁涌流偏于時間軸的一側； 含有大量的高次諧波，尤其是二次諧波可達到15以上； 波形間有明顯的間斷。,4變壓器各側電流互感器型號不同,問題： 變壓器各側的電流互感器型號不同，它們的飽和特性、勵磁電流（歸算至同一側）也就不同，故會在差動回路中引起較大的不平衡電流。 措施： 此不平衡電流應在保護的整定計算中予以考慮，即適當增大保護的動作電流。計算時需引入電流互感器同型系數(shù)，若同型取0.5；若不同型取1。,問題： 電力

34、系統(tǒng)運行方式變化時，往往需要調整變壓器的調壓分接頭，以保證系統(tǒng)的電壓水平。 措施： 調壓分接頭的改變將引起新的不平衡電流，在保護動作值計算時給予考慮。,5變壓器調壓分接頭改變,（三）變壓器差動保護動作電流的整定計算原則,變壓器差動保護的動作電流應同時滿足以下三個條件：,l）應躲過變壓器差動保護范圍外部短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流，即,可靠系數(shù)，可取1.3,2）應躲過變壓器的勵磁涌流，即,變壓器一次側額定電流,可靠系數(shù)，可取1.31.5,3）在電流互感器二次回路斷線且變壓器處于最大負荷時，差動保護不應誤動作，因此,最大負荷電流， ?。?.2I.3） INT,可靠系數(shù)，取1.3,以上三個條件，取其中

35、最大值作為確定條件。,圖742 BCH2差動繼電器,四、BCH2型差動繼電器保護,BCH2型繼電器結構及原理,工作磁通：,（1）當短路線圈開路時： 同普通帶速飽和變流器的差動繼電器。 （2）當接入短路線圈后： 通入周期分量電流, 與無短路線圈時的動作值相同； 通入含有非周期分量的電流時,因非周期分量使鐵心迅速飽和,使變流器的傳變性能變壞, 且去磁作用大于助磁作用,使繼電器更不容易動作,從而加強了躲開非周期分量的能力。,圖743采用BCH2型差動繼電器構成的差動保護內部接線圖 注：此為單相圖，三相圖詳見接線全圖,五、過電流保護、電速斷保護和過負荷保護,1.變壓器的過電流保護,變壓器過電流保護的組

36、成原理與線路過電流保護相同。,其動作時間亦按“階梯原則”整定，與線路過電流保護完全相同。,動作電流整定,取（1.53）I1NT,靈敏系數(shù)校驗,IKmin(2)變壓器低壓側母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的高壓側穿越電流 。,組成原理與線路的電流速斷保護完全相同。,變壓器電流速斷保護的速斷電流按躲過低壓母線三相短路在高壓側的穿越電流值來整定。即,變壓器電流速斷保護的靈敏度，按保護裝置裝設處（高壓側）在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流來檢驗，要求 Ksen1.5,2變壓器的電流速斷保護,3變壓器的過負荷保護,變壓器過負荷是三相對稱的，只需在一相上用一個電流繼電器來實現(xiàn)。 過負荷保護經

37、過延時作用于信號。 為防止外部短路時誤發(fā)信號，過負荷保護動作時間，應大于變壓器過電流保護時間。通常取為10s。 時間繼電器的線圈應允許有較長時間通過電流，應選用線圈串有限流電阻的時間繼電器。 變壓器的過負荷保護，其組成、原理與線路的過負荷保護基本相同。 過負荷保護的動作電流應為：,可靠系數(shù)，采用 1.21.3,圖744變壓器的定時限過電流保護、電流速斷保護和過負荷保護的綜合電路,六、變壓器低壓側單相短路保護,對變壓器低壓側的單相短路，可采取下列措施之一： （1）在變壓器低壓側裝設三相都帶過流脫扣器的低壓斷路器，這一斷路器，既作低壓主開關，又可用來保護低壓側的相間短路和單相短路。 （2）在變壓器

38、低壓側裝設熔斷器，熔斷器可用來保護低壓側的相間短路和單相短路，但熔斷器熔斷后需更換熔體才能恢復供電，因此只用于不重要負荷的變壓器。 （3）在變壓器低壓側中性點引出線上裝設零序電流保護。這種零序電流保護的動作電流按躲過變壓器低壓側最大不平衡電流來整定。 （4）采用兩相三繼電器結線或三相三繼電器結線的過電流保護，這種保護使低壓側發(fā)生單相短路時的保護靈敏度大大提高。 以上四項措施中，以第1項措施應用最廣，既滿足了低壓側單相短路保護要求，又操作方便，適于實現(xiàn)自動化的要求。,對Dyn11聯(lián)結的變壓器，由于低壓側的單相接地故障電流比較大?？衫酶邏簜鹊倪^電流保護裝置兼作低壓側的單相接地保護。,六、變壓器低

39、壓側單相短路保護,要求保護靈敏度,變壓器低壓母線單相短路電流反映到高壓側的電流值為,而對Yyn0變壓器，由于低壓側的單相接地故障電流比較小。高壓側過電流保護的靈敏度不夠。,動作電流Iop（0）按躲過變壓器低壓側最大不平衡電流來整定。,保護動作時間一般取0.50.7s。,續(xù)上頁,需在變壓器低壓側中性點引出線上裝設零序電流保護。,七、變壓器保護裝置接線全圖,圖745 KA1KA4電流繼電器； KD1KD3差動繼電器； KT1、KT2時間繼電器； KS1KS4信號繼電器； KM1、KM2出口中間繼電器； KG氣體繼電器； SA1、SA2高壓斷路器 QF1、QF2的控制開關； HR1、HR2紅信號燈；

40、 HG1、HG2綠信號燈； HW白色指示燈； KO1、KO2合閘接觸器； YC1、YC2合閘線圈； YT1、YT2跳閘線圈； XB連接片； WC控制母線； WF閃光母線； TA1TA4電流互感器,圖745 a,圖745 b,第六節(jié) 自動重合閘裝置,一、自動重合閘的作用與類型,2、自動重合閘的分類 （1）按允許動作的次數(shù)多少，可分為一次動作的自動重合閘，兩次動作的自動重合閘等。在供配電系統(tǒng)中，一般只采用三相一次自動重合閘裝置。 （2）按電力線路所聯(lián)接的電源情況，可分為單電源線路的自動重合閘和雙電源線路的自動重合閘。 （3） 按操作機構不同自動重合間裝置分為，機械型和電氣型兩種。機械型 ARD適用

41、于彈簧操動機構的斷路器，使用交流操作電源。電氣型ARD適用于電磁操動機構的斷路器，多用于直流操作的變電所中。 （4）按與繼電保護配合，可分為重合閘前加速繼電保護動作的自動重合閘和重合閘動作后加速繼電保護動作的自動重合閘。,1、自動重合閘的作用 電力系統(tǒng)運行經驗表明，輸電線路故障大多數(shù)屬瞬時性故障，單相接地故障占大多數(shù)。這些瞬時性故障是大氣過電壓造成的絕緣子閃絡、線路對樹枝放電，大風引起的碰線、鳥害、造成的短路等，約占總故障次數(shù)80%90%以上，當故障線路被繼電保護裝置跳閘之后，電弧熄滅，絕緣強度恢復到故障前的水平，此時若把斷開的線路進行一次重合閘，重合閘的成功率，一般可達60%90%，大大提高了供電可靠性。,3、對自動重合閘裝置的基本要求,（1）自動重合閘裝置動作應迅速。 （2）重合閘裝置應能自動起動。 （3）自動重合閘裝置動作的次數(shù)應符合預先的規(guī)定。 （4）在雙側電源的線路上實現(xiàn)重合閘時，應考慮合閘時兩側電源間的同步問題。 （5）自動重合閘在動作以后，應能自動復歸，準備好下次動作。 （6）自動重合閘裝置應有在重合閘之后或之前加速繼電保護裝置動作的可能。 （7）自動重合閘裝置應有閉鎖回路，在以下情況下不應動作： 1）當運行人員手動操作或遙控操作使斷路跳閘時，不應自動重合。 2）當手動合閘于故障線路時，繼電保