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1、低压供配电系统保护第1页，共83页，编辑于2022年，星期四第一节第一节 保护的作用、基本原理及要保护的作用、基本原理及要求求 一、作用一、作用 1当供电系统发生故障时，必当供电系统发生故障时，必须迅速地切除故障，缩小事故范围，须迅速地切除故障，缩小事故范围，保证系统无故障部分继续运行；保证系统无故障部分继续运行；2而当系统出现不正常工作状态而当系统出现不正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。员及时进行处理，以免引起设备故障。第2页，共83页，编辑于2022年，星期四 二、作用原理二、作用原理 1 1采用的物理量采用的
2、物理量 （1）电流增大。从电源到短路点间电气设电流增大。从电源到短路点间电气设备上电流增大。备上电流增大。（2）电压降低。故障相相电压或线电压下）电压降低。故障相相电压或线电压下降，离短路点越近，电压下降越多，甚至为零。降，离短路点越近，电压下降越多，甚至为零。（3）电流、电压间的相位角会发生变化。）电流、电压间的相位角会发生变化。由于短路发生后，系统阻抗发生变化导致了相位由于短路发生后，系统阻抗发生变化导致了相位角改变。角改变。（4 4）故障电流流经的设备温度上升较快。）故障电流流经的设备温度上升较快。利用短路时这些电气量的变化，可以构成各利用短路时这些电气量的变化，可以构成各种原理的保护装
3、置，如过电流保护，低电压保护；种原理的保护装置，如过电流保护，低电压保护；比较电流、电压两个电气量可以构成距离保护或比较电流、电压两个电气量可以构成距离保护或功率方向保护装置等。功率方向保护装置等。第3页，共83页，编辑于2022年，星期四 2 2组成组成 测量部分、逻辑部分、执行部分。测量部分、逻辑部分、执行部分。第4页，共83页，编辑于2022年，星期四 3 3保护种类：保护种类：主保护主保护应能最快速并有选择性地切除被应能最快速并有选择性地切除被保护区域内的故障。保护区域内的故障。后备保护后备保护应在主保护或断路器拒绝动作应在主保护或断路器拒绝动作时切除故障。时切除故障。近后备近后备当主
4、保护拒绝动作时，由本设备当主保护拒绝动作时，由本设备或线路的另一套保护实现后备；当断路器拒绝动或线路的另一套保护实现后备；当断路器拒绝动作时，由断路器的失灵保护实现后备。作时，由断路器的失灵保护实现后备。远后备远后备当主保护或断路器拒绝动作时，当主保护或断路器拒绝动作时，由相邻设备或线路的保护实现后备。由相邻设备或线路的保护实现后备。辅助保护辅助保护当需要加速切除线路故障或消当需要加速切除线路故障或消除方向元件的死区时，可采用由电流速断构成的除方向元件的死区时，可采用由电流速断构成的辅助保护。辅助保护。第5页，共83页，编辑于2022年，星期四 四、继电保护装置的基本要求四、继电保护装置的基本
5、要求1 1选择性选择性：当供电系统某部分发生故障时，当供电系统某部分发生故障时，继电保护装置应使距离故障点最近的断路继电保护装置应使距离故障点最近的断路器动作，将故障部分切除，缩小停电范围，器动作，将故障部分切除，缩小停电范围，保证无故障部分继续运行。保证无故障部分继续运行。第6页，共83页，编辑于2022年，星期四 三、继电保护装置的基本要求三、继电保护装置的基本要求 1 1选择性选择性 当供电系统某部分发生故障时，继电当供电系统某部分发生故障时，继电保护装置应使距离故障点最近的断路器动保护装置应使距离故障点最近的断路器动作，将故障部分切除，缩小停电范围，保作，将故障部分切除，缩小停电范围，
6、保证无故障部分继续运行。证无故障部分继续运行。第7页，共83页，编辑于2022年，星期四 2 2快速性快速性 快速切除短路故障可以减轻短路电流对电气快速切除短路故障可以减轻短路电流对电气设备的破坏程度；可以迅速恢复供电系统正常运设备的破坏程度；可以迅速恢复供电系统正常运行的过程，减小对用户的影响。行的过程，减小对用户的影响。3 3灵敏性灵敏性 灵敏性是指对被保护电气设备可能发生的故灵敏性是指对被保护电气设备可能发生的故障和不正常运行方式的反应能力障和不正常运行方式的反应能力。4 4可靠性可靠性 当发生故障时，要求保护装置动作可靠，即当发生故障时，要求保护装置动作可靠，即在应动作时不拒绝动作，而
7、在不应该动作时，不在应动作时不拒绝动作，而在不应该动作时，不会误动作。会误动作。第8页，共83页，编辑于2022年，星期四作业作业概念题：6-1 6-2第9页，共83页，编辑于2022年，星期四第二节第二节 中压系统常用保护元中压系统常用保护元件及接线件及接线 一、常用继电器一、常用继电器 继电器是一种能自动动作的电器，只要加入继电器是一种能自动动作的电器，只要加入一个物理量（如通电）或当加入的物理量达一个物理量（如通电）或当加入的物理量达到一定的数值时，它就能够动作，这种动作到一定的数值时，它就能够动作，这种动作特性称为继电特性。特性称为继电特性。继电器主要由动作元件及触点两部分组继电器主要
8、由动作元件及触点两部分组成。动作元件主要反映不正常的电流、电压成。动作元件主要反映不正常的电流、电压频率等，并使继电器的触点动作，由触点驱频率等，并使继电器的触点动作，由触点驱动断路器脱跳，断开故障点。动断路器脱跳，断开故障点。第10页，共83页，编辑于2022年，星期四 1.1.继电器的工继电器的工作原理作原理（1）电磁式继电器（DL）DL-10电磁型过电流继电器电磁型过电流继电器1线圈线圈 2电磁铁电磁铁 3钢舌片钢舌片 4轴轴 5反作用弹簧反作用弹簧 6轴承轴承 7静触静触点点 8动触点动触点 9起动电流调节转杆起动电流调节转杆 10标度盘（铭牌）标度盘（铭牌）第11页，共83页，编辑于
9、2022年，星期四 工作原理：工作原理：当线圈当线圈1 1通过电流时，电磁铁通过电流时，电磁铁2 2内将有磁内将有磁通，可动的钢舌片通，可动的钢舌片3 3在磁场的作用下将受到电在磁场的作用下将受到电磁力，其力大小与通过线圈的电流或电压成平磁力，其力大小与通过线圈的电流或电压成平方比。在系统正常运行时，通过线圈的电流不方比。在系统正常运行时，通过线圈的电流不大，产生的电磁力不足以克服继电器反作用弹大，产生的电磁力不足以克服继电器反作用弹簧簧5 5的弹力，继电器不动作。当系统发生短路的弹力，继电器不动作。当系统发生短路故障时，通过继电器的电流是系统正常运行的故障时，通过继电器的电流是系统正常运行的
10、几十甚至几百倍。如此大的电流在电磁铁内将几十甚至几百倍。如此大的电流在电磁铁内将产生巨大的电磁力，当电磁力大于反作用弹簧产生巨大的电磁力，当电磁力大于反作用弹簧5 5的弹力时，钢舌片的弹力时，钢舌片3 3发生转动，带动继电器的发生转动，带动继电器的动触点动触点8 8移动，使继电器的动触点移动，使继电器的动触点8 8与静触点与静触点7 7碰合时，接通了继电器的触点部分，继电器的碰合时，接通了继电器的触点部分，继电器的常开触点闭合，继电器动作。常开触点闭合，继电器动作。第12页，共83页，编辑于2022年，星期四 定值调整：定值调整：采用电磁式过电流继电器，只可调采用电磁式过电流继电器，只可调整动
11、作电流的大小，不可调整动作时间。整动作电流的大小，不可调整动作时间。若需改变初始值，可调整其钢舌片与铁若需改变初始值，可调整其钢舌片与铁心间的空隙、控制弹簧的松紧度、选择心间的空隙、控制弹簧的松紧度、选择线圈分接头等办法实现，但调整范围比线圈分接头等办法实现，但调整范围比较小，通常在正常值附近变动。较小，通常在正常值附近变动。电磁型电流继电器的文字符号一般用电磁型电流继电器的文字符号一般用DL表示。表示。第13页，共83页，编辑于2022年，星期四感应型过电流继电器感应型过电流继电器11线圈线圈 22铁心铁心 33短路环短路环 44铝盘铝盘 55钢片钢片 66框架框架 77调节弹簧调节弹簧 8
12、8制动永久磁铁制动永久磁铁 99扇形齿轮扇形齿轮 1010涡杆涡杆 1111扁杆扁杆 1212继电器触头继电器触头 1313时间调节螺杆时间调节螺杆 1414速断电流调节螺杆速断电流调节螺杆 1515衔铁衔铁 1616动作电流调节插销动作电流调节插销 2）感应）感应式过电流继电式过电流继电器（器（GL）结构：如图结构：如图所示。所示。第14页，共83页，编辑于2022年，星期四 工作原理：工作原理：当系统的电流流经继电器的线圈当系统的电流流经继电器的线圈1时，时，在铁心内产生感应磁通。由于铁心的磁极在铁心内产生感应磁通。由于铁心的磁极由带有铜环的短路环由带有铜环的短路环3和不带铜环的和不带铜环
13、的2共同共同组成，因此会在这两部分的铁心上产生两组成，因此会在这两部分的铁心上产生两个空间位置不同的磁通，两部分磁通都穿个空间位置不同的磁通，两部分磁通都穿过铝盘过铝盘4形成闭合回路。当两个交变的磁通形成闭合回路。当两个交变的磁通穿过铝盘时，分别在铝盘上产生落后于相穿过铝盘时，分别在铝盘上产生落后于相应磁通应磁通90 的感应电势，两个感应电势在铝的感应电势，两个感应电势在铝盘上产生对应的两个不同相位的涡流。感盘上产生对应的两个不同相位的涡流。感应电势与涡流之间在铝盘上产生两个方向应电势与涡流之间在铝盘上产生两个方向相反的驱动力矩和制动力矩。相反的驱动力矩和制动力矩。第15页，共83页，编辑于2
14、022年，星期四 当系统发生短路时，输入线圈的当系统发生短路时，输入线圈的短路电流所产生驱动力矩将足以克服短路电流所产生驱动力矩将足以克服制动力矩，铝盘制动力矩，铝盘4将随着可动框架将随着可动框架6转转动，使涡杆动，使涡杆10和扇形齿轮和扇形齿轮9咬合，此时，咬合，此时，继电器动作。当铝盘继续旋转使扇形齿继电器动作。当铝盘继续旋转使扇形齿轮轮9向上运动抵达扁杆向上运动抵达扁杆11时，继电器的触时，继电器的触点点12闭合，从继电器动作到触点闭合的闭合，从继电器动作到触点闭合的时间，为继电器的动作时间。时间，为继电器的动作时间。第16页，共83页，编辑于2022年，星期四 定值调整：定值调整：通过
15、继电器中电流标置板通过继电器中电流标置板16标置标置插头实现，当标置插头插入标置盘中插头实现，当标置插头插入标置盘中不同插孔时，就会得到不同的定值。不同插孔时，就会得到不同的定值。与电磁型继电器所不同的是，感应与电磁型继电器所不同的是，感应型继电器有时间标置杆，用以改变继电型继电器有时间标置杆，用以改变继电器触点闭合的时间。将时间标置杆拔动器触点闭合的时间。将时间标置杆拔动到不同的时间刻度时，得到不同的动作到不同的时间刻度时，得到不同的动作时间。其时间可调范围有时间。其时间可调范围有12个级别。个级别。第17页，共83页，编辑于2022年，星期四 动作特性动作特性 短路电流越大，动作时间越短，
16、动作时间与通入继电器短路电流越大，动作时间越短，动作时间与通入继电器的电流的大小成反比，此特性称为感应型继电器的反时限特的电流的大小成反比，此特性称为感应型继电器的反时限特性。性。第18页，共83页，编辑于2022年，星期四 （2）电压继电器（）电压继电器（DJ）电磁型电压继电器有过电压继电器电磁型电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器两种。其结构与电磁型和欠电压继电器两种。其结构与电磁型电流继电器相同，但电压继电器一般是电流继电器相同，但电压继电器一般是经过电压互感器接在电力网上，其动作经过电压互感器接在电力网上，其动作行为取决于电网电压。行为取决于电网电压。（3）时间继电器（）时间继电器（
17、DS）时间继电器应用钟表机构和电磁铁作时间继电器应用钟表机构和电磁铁作用，获得一定的动作时限。在继电保护中用，获得一定的动作时限。在继电保护中完成保护装置的计时功能。完成保护装置的计时功能。第19页，共83页，编辑于2022年，星期四 （4）中间继电器（）中间继电器（DZ）中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，在继电保护接线中，当需要同时闭合或断开几条在继电保护接线中，当需要同时闭合或断开几条独立回路，或者要求比较大的触点容量去断开或独立回路，或者要求比较大的触点容量去断开或闭合大电流回路时，可以采用中间继电器。中间闭合大电流回路时，可以采用中间继电器
18、。中间继电器可以用来直接接通断路器的跳闸回路。继电器可以用来直接接通断路器的跳闸回路。（5）信号继电器（）信号继电器（DX）信号继电器用来标志保护装置的动作，信号继电器用来标志保护装置的动作，并同时接通灯光和声响信号回路。其机构与并同时接通灯光和声响信号回路。其机构与中间继电器相同，但多了信号牌和手动复归中间继电器相同，但多了信号牌和手动复归旋钮。旋钮。第20页，共83页，编辑于2022年，星期四 （6）差动继电器）差动继电器 差动继电器常用差动电流式。它是利用差动继电器常用差动电流式。它是利用系统正常时流过被保护设备的电流方向是相系统正常时流过被保护设备的电流方向是相同的，流入差动继电器的电
19、流基本为零，设同的，流入差动继电器的电流基本为零，设备故障时流入被保护设备的电流的大小和方备故障时流入被保护设备的电流的大小和方向发生了变化，流入继电器的电流不再为零，向发生了变化，流入继电器的电流不再为零，继电器动作。此类继电器主要用于保护发电继电器动作。此类继电器主要用于保护发电机线圈、变压器、一段线路及母线设备。机线圈、变压器、一段线路及母线设备。（7）温度继电器）温度继电器 主要测量电气设备的温度。主要测量电气设备的温度。第21页，共83页，编辑于2022年，星期四 二、电流保护装置的接线方式二、电流保护装置的接线方式 1 1灵敏度灵敏度 （1）运行方式）运行方式 所谓系统最大运行方式
20、是指供电系统中所谓系统最大运行方式是指供电系统中的发电机、变压器、线路等都投入运行，并的发电机、变压器、线路等都投入运行，并且作并联连接，如图所示。此时供电系统的且作并联连接，如图所示。此时供电系统的容量达到最大值，系统电压稳定，系统的等容量达到最大值，系统电压稳定，系统的等值阻抗最小，而短路电流最大。值阻抗最小，而短路电流最大。第22页，共83页，编辑于2022年，星期四 所谓系统最小运行方式是指供电系所谓系统最小运行方式是指供电系统中的发电机、变压器、线路等投入运统中的发电机、变压器、线路等投入运行的数量最少，如图行的数量最少，如图8-6（b）所示。此时）所示。此时供电系统的容量达到最小值
21、，系统电压供电系统的容量达到最小值，系统电压较不稳定，系统的等值阻抗最大，而短较不稳定，系统的等值阻抗最大，而短路电流最小。路电流最小。第23页，共83页，编辑于2022年，星期四灵敏度的大小通常用灵敏度系数灵敏度的大小通常用灵敏度系数KL表示。表示。第24页，共83页，编辑于2022年，星期四 2.2.接线方式接线方式 保护装置的接线方式指的是电流互感保护装置的接线方式指的是电流互感器与电流继电器之间的连接方式。下图是器与电流继电器之间的连接方式。下图是保护常用的接线方式。保护常用的接线方式。（a a）三相三继电器）三相三继电器 （b b）两相两继电器）两相两继电器 第25页，共83页，编辑
22、于2022年，星期四 （1 1）三相三继电器的完全星形接线）三相三继电器的完全星形接线 当发生三相短路时，当发生三相短路时，U、V、W三相三相的过电流继电器均有短路电流通过，三的过电流继电器均有短路电流通过，三个继电器动作；当发生两相短路时，故个继电器动作；当发生两相短路时，故障相的继电器动作；在中性点直接接地障相的继电器动作；在中性点直接接地的大电流接地系统中，当发生单相接地的大电流接地系统中，当发生单相接地短路时，接地相的继电器动作。短路时，接地相的继电器动作。故该接线方式应用在大电流接地系故该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路统中，保护线路的三相短路、两相短路和
23、单相接地短路。和单相接地短路。第26页，共83页，编辑于2022年，星期四 （2 2）两相两继电器不完全星形接线）两相两继电器不完全星形接线 当发生三相短路时，当发生三相短路时，U、W两相的过电两相的过电流继电器有短路电流通过，两个继电器动作；流继电器有短路电流通过，两个继电器动作；当发生两相短路时，当发生两相短路时，UW相短路，两个继电器相短路，两个继电器动作；动作；UV或或VW相短路，相短路，U相或相或W相的继电器相的继电器动作；当发生单相（动作；当发生单相（V相）接地短路，相）接地短路，V相无相无继电器，故该接线方式无法反映单相接地故障。继电器，故该接线方式无法反映单相接地故障。该接线方
24、式应用在该接线方式应用在610kV中性点不接地中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。两相短路。第27页，共83页，编辑于2022年，星期四（c c）两相一继电器）两相一继电器 （d d）两相三继电器）两相三继电器 第28页，共83页，编辑于2022年，星期四 （3 3）两相一继电器接差动式接线）两相一继电器接差动式接线 特点是特点是U、W相电流互感器接成电流差式，通相电流互感器接成电流差式，通过继电器的电流是过继电器的电流是U、W相电流互感器二次侧电流相电流互感器二次侧电流差，即。差，即。当发生三相短路时，当发生三相短路时，,继电
25、器动作；当发继电器动作；当发生两相短路时，生两相短路时，UW相短路，相短路，两个继电器动作；两个继电器动作；UV或或VW相短路，相短路，或或 ，U相或相或W相的继电器动作，可见，不同的故障继相的继电器动作，可见，不同的故障继电器感受到的电流值是不同的，保护装置的灵敏电器感受到的电流值是不同的，保护装置的灵敏度也不同；当发生单相（度也不同；当发生单相（V相）接地短路，相）接地短路，V相无相无继电器，故该接线方式无法反映单相接地故障。继电器，故该接线方式无法反映单相接地故障。第29页，共83页，编辑于2022年，星期四 该接线方式应用在该接线方式应用在610kV中性中性点不接地的小电流接地系统中，
26、保护点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路、小容量线路的三相短路、两相短路、小容量电动机保护、小容量变压器保护。电动机保护、小容量变压器保护。第30页，共83页，编辑于2022年，星期四 （4 4）两相三继电器的完全星形接线）两相三继电器的完全星形接线 流入第三个继电器的电流是第二相流入第三个继电器的电流是第二相电流。电流。当发生三相短路时，当发生三相短路时，U、V、W三相三相的过电流继电器均有短路电流通过，三的过电流继电器均有短路电流通过，三个继电器动作；当发生两相短路时，故个继电器动作；当发生两相短路时，故障相的继电器动作；该接线方式应用在障相的继电器动作；该接线方式应用
27、在大电流接地系统中，保护线路的三相短大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。路、两相短路。第31页，共83页，编辑于2022年，星期四作业作业概念题：概念题：6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 第32页，共83页，编辑于2022年，星期四第三节第三节 中压单端供电网络线中压单端供电网络线路保护路保护 二、相间短路保护装置二、相间短路保护装置 1 1定时限过电流保护定时限过电流保护 定时限过电流保护装置是指电流定时限过电流保护装置是指电流继电器的动作时限是固定的，与通过继电器的动作时限是固定的，与通过它的电流的大小无关。它的电流的大小无关。（1 1）接线图与展开图）接线图与展开图第3
28、3页，共83页，编辑于2022年，星期四（a a）原理接线图）原理接线图 第34页，共83页，编辑于2022年，星期四 （b b）展开图）展开图第35页，共83页，编辑于2022年，星期四 （2 2）组成）组成 KA1、KA2电流继电器，是保护装电流继电器，是保护装置的测量元件，用来鉴别线路的电流是否置的测量元件，用来鉴别线路的电流是否超过整定值；超过整定值；KT时间继电器，是保护装置的延时间继电器，是保护装置的延时元件，用延时的时间来保证装置的选择时元件，用延时的时间来保证装置的选择性，控制装置的动作；性，控制装置的动作；KS信号继电器，是保护装置的显信号继电器，是保护装置的显示元件，显示装
29、置动作与否和发出报警信示元件，显示装置动作与否和发出报警信号；号；KM中间继电器，是保护装置的动中间继电器，是保护装置的动作执行元件，直接驱动断路器跳闸。作执行元件，直接驱动断路器跳闸。第36页，共83页，编辑于2022年，星期四 （3 3）保护原理）保护原理 在图（在图（a）原理接线图中，系统正常运行时，）原理接线图中，系统正常运行时，过电流继电器不动作，过电流继电器不动作，KA1、KA2、KT、KS、KM的触点都是断开的。断路器跳闸线圈的触点都是断开的。断路器跳闸线圈YR电电源断路，断路器源断路，断路器QF处在合闸状态。处在合闸状态。当在保护范围内发生故障或过电流时，电当在保护范围内发生故
30、障或过电流时，电流继电器流继电器KA1、KA2动作，其触点闭合，起动动作，其触点闭合，起动时间继电器时间继电器KT，经过，经过KT的预定延时后，其触的预定延时后，其触点起动信号继电器点起动信号继电器KS和中间继电器和中间继电器KM，接通，接通YR电源，断路器电源，断路器QF跳闸，同时信号继电器跳闸，同时信号继电器KS触点闭合，发出动作和报警信号。触点闭合，发出动作和报警信号。第37页，共83页，编辑于2022年，星期四 在图（在图（b）展开图中，分为交流回）展开图中，分为交流回路和直流回路两部分。当电路发生短路路和直流回路两部分。当电路发生短路后，电流互感器（后，电流互感器（TAu、TAw）将
31、系统）将系统一次电路的电流按比例地反映到二次电一次电路的电流按比例地反映到二次电路中，短路电流经过两个过电流继电器路中，短路电流经过两个过电流继电器（KA1、KA2）的线圈流回到电流互感）的线圈流回到电流互感器的二次侧，同时保护装置被起动。器的二次侧，同时保护装置被起动。第38页，共83页，编辑于2022年，星期四 当过电流继电器被起动后，两个继电器当过电流继电器被起动后，两个继电器并联连接的常开触点并联连接的常开触点KA1、KA2瞬时闭合，瞬时闭合，使直流电流从直流电源的正母线（使直流电流从直流电源的正母线（+BC）通过）通过时间继电器时间继电器KT的线圈，到达直流电源的负母的线圈，到达直流
32、电源的负母线（线（-BC），时间继电器），时间继电器KT经过整定时间经过整定时间t秒秒延时后，其延时闭合的常开触点闭合，接通延时后，其延时闭合的常开触点闭合，接通信号继电器信号继电器KS和中间继电器和中间继电器KM的线圈。在断的线圈。在断路器路器QF1闭合时，其常开辅助触点闭合时，其常开辅助触点QF1闭合，闭合，中间继电器中间继电器KM的常开触点闭合，接通断路器的常开触点闭合，接通断路器QF1的跳闸线圈的跳闸线圈YR，使断路器跳闸，切断故，使断路器跳闸，切断故障线路。障线路。第39页，共83页，编辑于2022年，星期四 SA是人为手动分闸按钮，当线路需要是人为手动分闸按钮，当线路需要人为断开时
33、，按下人为断开时，按下SA，直接接通输电线路，直接接通输电线路的的QF1的跳闸线圈，断路器跳闸。的跳闸线圈，断路器跳闸。信号继电器起动后，信号继电器信号继电器起动后，信号继电器KS的常开触点闭合，保护装置的信号回路的常开触点闭合，保护装置的信号回路接通，发出故障信号，通知值班人员。接通，发出故障信号，通知值班人员。第40页，共83页，编辑于2022年，星期四 （4 4）整定原则）整定原则 1）起动电流）起动电流 电流继电器的起动电流即整定值，在系统正常电流继电器的起动电流即整定值，在系统正常运行和出现最大负荷电流时，保护装置不应该动作，运行和出现最大负荷电流时，保护装置不应该动作，因此起动电流
34、应大于线路的最大负荷电流。电流互因此起动电流应大于线路的最大负荷电流。电流互感器一次侧的起动电流感器一次侧的起动电流 式中式中 可靠系数，电磁型电流继电器（可靠系数，电磁型电流继电器（DL）取取1.2，感应型电流继电器（，感应型电流继电器（GL）取）取 1.3；自起动系数，一般取自起动系数，一般取34；线路的最大负荷电流（线路的最大负荷电流（A）。）。第41页，共83页，编辑于2022年，星期四 电流互感器二次侧的起动电流电流互感器二次侧的起动电流式中式中 电流互感器的变比。电流互感器的变比。2）动作时限）动作时限 过电流保护装置的动作时限，应从距离电源最过电流保护装置的动作时限，应从距离电源
35、最远的保护装置开始，按阶梯原则整定。远的保护装置开始，按阶梯原则整定。第42页，共83页，编辑于2022年，星期四 当当K点发生短路时，根据选择性要求，应点发生短路时，根据选择性要求，应该距该距K点最近的保护装置点最近的保护装置 动作，因此保护装置动作，因此保护装置 的动作时限应最小；保护装置的动作时限应最小；保护装置 的动作时限的动作时限应比装置应比装置 的动作时限增加的动作时限增加 t，即，即 式中式中 考虑断路器的动作时间和考虑断路器的动作时间和 灭弧时间，取灭弧时间，取0.50.7秒。秒。第43页，共83页，编辑于2022年，星期四 3）灵敏度）灵敏度 过电流保护装置的灵敏度按系统在最
36、小过电流保护装置的灵敏度按系统在最小运行方式时，保护区末端的两相短路来校验。运行方式时，保护区末端的两相短路来校验。式中式中 系统在最小运行方式时，保系统在最小运行方式时，保 护区末端的两相短路电流值护区末端的两相短路电流值 （A）；）；电流互感器一次侧的起动电电流互感器一次侧的起动电 流（流（A）。）。第44页，共83页，编辑于2022年，星期四 2 2反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置是指电流继电器的反时限过电流保护装置是指电流继电器的动作时限与通过它的电流的大小成反比。动作时限与通过它的电流的大小成反比。（1 1）接线图与展开图）接线图与展开图 （a）原理接线图
37、）原理接线图 （b）展开图）展开图第45页，共83页，编辑于2022年，星期四 （2 2）组成）组成 反时限过电流保护装置采用感应反时限过电流保护装置采用感应型继电器型继电器KA1、KA2就可以实现。由就可以实现。由于于GL型电流继电器本身具有时限、掉型电流继电器本身具有时限、掉牌、功率大、触点数量多等特点，可牌、功率大、触点数量多等特点，可以省掉了时间继电器、信号继电器、以省掉了时间继电器、信号继电器、中间继电器。中间继电器。第46页，共83页，编辑于2022年，星期四 （3 3）保护原理）保护原理 正常运行时，过电流继电器不动作，正常运行时，过电流继电器不动作，KA1、KA2的触点都是断开
38、的。断路器跳闸的触点都是断开的。断路器跳闸线圈线圈YR1、YR2断路，断路器断路，断路器QF处在合闸状处在合闸状态。态。当在保护范围内发生故障或过电流时，电当在保护范围内发生故障或过电流时，电流继电器流继电器KA1、KA2动作，经一定时限后其常动作，经一定时限后其常开触点先闭合，常闭触点后打开，跳闸线圈开触点先闭合，常闭触点后打开，跳闸线圈YR1、YR2的短路分流支路被常闭触点断开，操的短路分流支路被常闭触点断开，操作电源被常开触点接通，断路器作电源被常开触点接通，断路器QF跳闸。在继跳闸。在继电器动作后，其信号牌自动掉落，显示继电电器动作后，其信号牌自动掉落，显示继电器动作。当故障切除后，继
39、电器返回，信号器动作。当故障切除后，继电器返回，信号掉牌用手动复位。掉牌用手动复位。第47页，共83页，编辑于2022年，星期四 （4 4）整定原则）整定原则 整定原则与定时限过电流保护装置整定原则与定时限过电流保护装置相同。但反时限的动作电流与动作时相同。但反时限的动作电流与动作时间的整定应按照感应型继电器的动作间的整定应按照感应型继电器的动作时间特性曲线来确定。时间特性曲线来确定。第48页，共83页，编辑于2022年，星期四 三、电流速断保护三、电流速断保护 为了克服过电流保护的缺点，在为了克服过电流保护的缺点，在线路中应增加电流速断保护。电流速线路中应增加电流速断保护。电流速断保护是一种
40、瞬时动作的过电流保护，断保护是一种瞬时动作的过电流保护，其动作时限仅仅为继电器本身固有的其动作时限仅仅为继电器本身固有的动作时间，它的选择性不是依靠时限，动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来解决。而是依靠选择适当的动作电流来解决。第49页，共83页，编辑于2022年，星期四 1 1组成组成 电流速断保护装置同定时限过电流保护装电流速断保护装置同定时限过电流保护装置相比，少一组时间继电器置相比，少一组时间继电器。2 2保护原理保护原理 与定时限过电流保护装置相比，没有时间与定时限过电流保护装置相比，没有时间上的控制。上的控制。3 3整定原则整定原则 （1 1）起动电流）
41、起动电流 为了保证选择性，电流速断保护在下一为了保证选择性，电流速断保护在下一段线路发生最大短路电流时，保护装置不应段线路发生最大短路电流时，保护装置不应动作；而在本线路范围内发生最小短路电流动作；而在本线路范围内发生最小短路电流时，保护装置应能可靠动作。时，保护装置应能可靠动作。第50页，共83页，编辑于2022年，星期四 电流速断保护装置的起动电流必须躲开其电流速断保护装置的起动电流必须躲开其线路末端变电所母线上的最大短路电流。电流线路末端变电所母线上的最大短路电流。电流互感器一次侧的起动电流互感器一次侧的起动电流 式中式中 可靠系数，电磁型电流继电器可靠系数，电磁型电流继电器 （DL）取
42、）取1.21.3，感应型电流，感应型电流 继电器（继电器（GL）取）取1.41.5；最大运行方式时，被保护线路最大运行方式时，被保护线路 末端短路时的最大短路电流末端短路时的最大短路电流 （A）。）。第51页，共83页，编辑于2022年，星期四 电流互感器二次侧的起动电流电流互感器二次侧的起动电流 式中式中 电流互感器的变比。电流互感器的变比。（2 2）动作时限）动作时限 动作时限为继电器本身固有的动作时间。动作时限为继电器本身固有的动作时间。（3 3）灵敏度）灵敏度 电流速断保护装置的灵敏度按系统在最电流速断保护装置的灵敏度按系统在最小运行方式时，保护装置安装处的两相短路小运行方式时，保护装
43、置安装处的两相短路来校验。来校验。第52页，共83页，编辑于2022年，星期四式中式中 系统在最小运行方式时，系统在最小运行方式时，保护装置安装处的两相保护装置安装处的两相 短路电流值（短路电流值（A）。）。电流互感器一次侧的起电流互感器一次侧的起 动电流（动电流（A）。）。第53页，共83页，编辑于2022年，星期四 4 4保护死区保护死区 图中，横坐标是继电器的动作电流倍数，图中，横坐标是继电器的动作电流倍数，实际反映的是输电线路的长度与整定电流之间实际反映的是输电线路的长度与整定电流之间的关系，的关系，t1点是速断保护装置的本身故有的动作点是速断保护装置的本身故有的动作时间，时间，a点是
44、速断保护装置的起动电流点是速断保护装置的起动电流Idz.1在在电流随线路长度的分布曲线电流随线路长度的分布曲线1上的对应点。上的对应点。a点点将线路将线路WL1分为分为L1和和L2两段。在两段。在L1上发生短上发生短路时，电流速断保护装置会动作，而在路时，电流速断保护装置会动作，而在L2以以后发生短路时，电流速断保护装置不会动作，后发生短路时，电流速断保护装置不会动作，可见电流速断保护装置只能保护可见电流速断保护装置只能保护WL1的一部的一部分分L1，而不能保护线路的全部，保护不了的线，而不能保护线路的全部，保护不了的线段段L2称为保护死区。称为保护死区。第54页，共83页，编辑于2022年，
45、星期四速断保护的死区速断保护的死区11最大运行方式下三相短路电流分布曲线最大运行方式下三相短路电流分布曲线22最小运行方式下两相短路最小运行方式下两相短路电流分布曲线电流分布曲线第55页，共83页，编辑于2022年，星期四 保护死区的大小与系统的运行方式保护死区的大小与系统的运行方式有关。当系统运行方式从最大运行方式有关。当系统运行方式从最大运行方式改变到最小运行方式时，保护死区从改变到最小运行方式时，保护死区从L2增大到增大到L2。因此电流速断保护不能单独。因此电流速断保护不能单独使用，必须与过电流保护配合使用。使用，必须与过电流保护配合使用。下图是具有电流速断保护和定时限过下图是具有电流速
46、断保护和定时限过电流保护的原理接线图。电流保护的原理接线图。第56页，共83页，编辑于2022年，星期四（a a）原理接线图）原理接线图 （b b）展开图）展开图 具有电流速断保护和定时限过电流保护的原理接线图具有电流速断保护和定时限过电流保护的原理接线图第57页，共83页，编辑于2022年，星期四图（图（a）中，）中，TAu、TAw是定时限过电流保是定时限过电流保护和电流速断保护装置共用的一套电流互感护和电流速断保护装置共用的一套电流互感器。两套保护的过电流继电器的串联连接的。器。两套保护的过电流继电器的串联连接的。KA1、KA2是定时限过电流保护装置的起动元是定时限过电流保护装置的起动元件
47、过电流继电器，件过电流继电器，KT是过电流保护的时间继电是过电流保护的时间继电器，器，KS1是过电流保护的信号继电器。是过电流保护的信号继电器。KA3、KA4是电流速断保护装置的起动元件过电流继是电流速断保护装置的起动元件过电流继电器，电器，KS2是电流速断保护的信号继电器。是电流速断保护的信号继电器。KM是两套保护装置共用的中间继电器，当任是两套保护装置共用的中间继电器，当任何一套保护装置动作，发出跳闸命令，需经过何一套保护装置动作，发出跳闸命令，需经过此中间继电器此中间继电器KM、断路器的常开辅助触点、断路器的常开辅助触点QF1和断路器的跳闸线圈和断路器的跳闸线圈YR后，断路器跳闸。后，断
48、路器跳闸。第58页，共83页，编辑于2022年，星期四 图（图（b）中，是两套保护装置的展开图。）中，是两套保护装置的展开图。当输电线路中的发生短路故障后，如果短路当输电线路中的发生短路故障后，如果短路点在速断保护范围内，则速断保护和过电流点在速断保护范围内，则速断保护和过电流保护的过电流继电器保护的过电流继电器KA1KA4同时起动，同时起动，其常开触点其常开触点KA1KA4闭合，首先接通速断保闭合，首先接通速断保护装置的信号继电器护装置的信号继电器KS2和中间继电器和中间继电器KM的的线圈，中间继电器的常开触点闭合，接通断线圈，中间继电器的常开触点闭合，接通断路器的跳闸线圈，断路器跳闸，同时
49、发出速路器的跳闸线圈，断路器跳闸，同时发出速断保护装置动作的信号。如果速断保护装置断保护装置动作的信号。如果速断保护装置拒动，则经过一定时间延时后，由定时限过拒动，则经过一定时间延时后，由定时限过电流保护装置跳闸。电流保护装置跳闸。第59页，共83页，编辑于2022年，星期四 如果短路发生在速断保护装置的死如果短路发生在速断保护装置的死区或相邻线路，则电流速断保护装置不区或相邻线路，则电流速断保护装置不起动，定时限过电流保护装置起动，完起动，定时限过电流保护装置起动，完成跳闸任务。成跳闸任务。第60页，共83页，编辑于2022年，星期四 四、单相接地四、单相接地保护保护 1 1无选择绝缘无选择
50、绝缘监视装置监视装置 （1 1）接线图）接线图第61页，共83页，编辑于2022年，星期四 （2 2）组成）组成 在变电所母线上装一套三相五柱式在变电所母线上装一套三相五柱式电压互感器电压互感器TV。电压互感器二次侧有两组。电压互感器二次侧有两组线圈，一组接成星形，在它的引出线上接线圈，一组接成星形，在它的引出线上接三个电压表，反应各相电压。另一组接成三个电压表，反应各相电压。另一组接成开口三角形，并在开口处接一过电压继电开口三角形，并在开口处接一过电压继电器器KV，反应接地时出现的电压。，反应接地时出现的电压。第62页，共83页，编辑于2022年，星期四 （3 3）保护原理）保护原理 在正常