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1、第七章发电厂和变电所二次系统本讲稿第一页，共六十八页 第一节第一节 二次系统概述二次系统概述一、二次回路的功用、分类一、二次回路的功用、分类 二二次次设设备备凡凡对对一一次次电电气气设设备备进进行行监监视视、测测量量、操操纵纵、控控制及起保护作用的辅助性电气设备。制及起保护作用的辅助性电气设备。二二次次回回路路由由二二次次设设备备连连接接成成的的回回路路称称为为二二次次回回路路或或二二次次系统。系统。按二次设备各种不同的用途可分为：按二次设备各种不同的用途可分为：继电保护二次回路继电保护二次回路、自动装置二次回路、控制系统、自动装置二次回路、控制系统二次回路、测量仪表二次回路、信号装置二次回路
2、等。二次回路、测量仪表二次回路、信号装置二次回路等。本讲稿第二页，共六十八页n自动重合闸装置自动重合闸装置n断路器的控制回路断路器的控制回路n变电所的信号装置回路变电所的信号装置回路位置信号位置信号：指示断路器的跳合闸位置和隔离开关的：指示断路器的跳合闸位置和隔离开关的分、合闸位置。分、合闸位置。中央信号装置中央信号装置。事故信号事故信号:在断路器事故跳闸时，发出音响信号预告信号预告信号:设备发生异常现象发出音响信号例：电气设备的控制、信号回路例：电气设备的控制、信号回路本讲稿第三页，共六十八页二、二次接线图中常用的图形符号（部分）二、二次接线图中常用的图形符号（部分）本讲稿第六页，共六十八页
3、三、二次回路原理图、展开图及安装接线图三、二次回路原理图、展开图及安装接线图1 1、原理图、原理图 在在图图上上所所有有仪仪表表和和继继电电器器都都是是以以整整体体形形式式的的设设备备图图形形符符号号表表示示，不不画画出出内内部部拉拉线线，而而只只画画出出接接点点的的连连接接。并并将将二二次次部部分分的的电电流流回回路路、电电压压回回路路、直直流流回回路路和和一一次次回回路路图图绘制在一起。绘制在一起。特特点点：能能使使看看图图人人对对整整个个装装置置的的构构成成有有一一个个整整体体概概念念，可可清清楚楚了了解解二二次次回回路路各各设设备备间间的的电电气气联联系系和和动作原理。动作原理。本讲稿
4、第七页，共六十八页原原理理图图本讲稿第八页，共六十八页2 2、展开图、展开图 实实际际应应用用中中，大大多多采用展开图。采用展开图。展展开开图图中中，电电流流回回路路、电电压压回回路路、直直流流回回路路是是分分开开的的。弥弥补补了了原原理理图图没没有有元元件件内内部部接接线线、没没有有元元件件端端子子号号码码和和回路标号等缺陷。回路标号等缺陷。本讲稿第九页，共六十八页 由由于于二二次次设设备备布布置置分分散散，需需要要用用控控制制电电缆缆将将它它们们互互相相连连接接起起来来，因因此此单单凭凭原原理理图图和和展展开开图图来来安安装装是是困困难难的的。为为此此在在二二次次接接线线安安装装时时，须须
5、绘绘制制安安装装接接线线图。包括：图。包括：屏面布置图、屏背面接线图和端于排图。屏面布置图、屏背面接线图和端于排图。安安装装接接线线图图是是制制造造厂厂加加工工制制造造屏屏（屏屏盘盘）和和现现场场施施工工安安装装所所必必不不可可少少的的图图，也也是是运运行行试试验验、检检修修和和事事故故处处理等的主要参考图。理等的主要参考图。3、安装接线图、安装接线图本讲稿第十页，共六十八页屏屏面面布布置置图图：说说明明屏屏上上各各个个元元件件及及设设备备的的排排列列位位置置和和其其相相互互间间距距离离尺尺寸寸的的图图，要求按照一定的比例尺绘制。要求按照一定的比例尺绘制。屏屏背背面面接接线线图图：在在屏屏上上
6、配配线线所所必必需需的的图图，其其中中应应标标明明屏屏上上各各设设备备在在屏屏背背面面的的引引出出端端子子之之间间的的连连接接情情况况，以以及及屏屏上上设设备备与与端子排的连接情况。端子排的连接情况。端端子子排排图图：表表示示屏屏上上需需要要装装设设的的端端子子数数目目、类类型型及及排排列列次次序序以以及及它它与与屏屏外外设设备备连连接接情情况的图。况的图。3、安装接线图、安装接线图本讲稿第十一页，共六十八页屏背面接线图和端子排图必须说明导线从何处来，到何处去，以防接错导线。我国广泛采用“相对编号法”，例如甲、乙两个端子需用导线连接起来，则在甲端子旁边标上乙端子的编号，而在乙端子旁边标上甲端子
7、的编号；如果一个端子需引出两根导线，那么，在它旁边就标出所要连接的两个端子编号。本讲稿第十二页，共六十八页第二节第二节 继电保护的基本知识继电保护的基本知识n故障故障:包括各种短路和断线包括各种短路和断线n不不正正常常运运行行状状态态:电电力力系系统统中中电电气气元元件件的的正正常常工工作作遭遭到到破破坏坏，但但没没有有发发生生故故障障的的运运行行状状态态。如如：过过负负荷荷、频频率率降降低低、过电压、电力系统振荡等。过电压、电力系统振荡等。n 事事故故：系系统统或或其其中中一一部部分分的的正正常常工工作作遭遭到到破破坏坏，并并造造成成对对用用户户少少送送电电或或电电能能质质量量变变坏坏到到不
8、不能能容容许许的的地地步步，甚甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。至造成人身伤亡和电气设备的损坏。一、继电保护的作用一、继电保护的作用 电力系统的经常出现各种故障和不正常运行状态。电力系统的经常出现各种故障和不正常运行状态。本讲稿第十三页，共六十八页继继电电保保护护装装置置：是是指指能能反反映映电电力力系系统统中中电电器器元元件件发发生生故故障障或或不不正正常常工工作作状状态态，并并动动作作于于断断路路器跳闸或发出信号的自动装置的任务：器跳闸或发出信号的自动装置的任务：为了保证系统的安全可靠运行，一旦发为了保证系统的安全可靠运行，一旦发生故障后必须迅速地、有选择地将故障原件生故障后必须迅速地、有
9、选择地将故障原件切除，以缩小故障范围。因此每个原件必须切除，以缩小故障范围。因此每个原件必须配备保护装置。配备保护装置。本讲稿第十四页，共六十八页(1)(1)自自动动、迅迅速速、有有选选择择性性地地将将故故障障元元件件从从电电力力系系统统中中切切除除，使使故故障障元元件件免免于于继继续续遭遭到到破破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。(2)(2)反反应应电电气气元元件件的的不不正正常常运运行行状状态态，并并根根据据运运行行维维护护的的条条件件(例例如如有有无无经经常常值值班班人人员员)，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
10、继电保护装置的任务继电保护装置的任务：本讲稿第十五页，共六十八页 1 1、选择性；、选择性；2 2、快速性；、快速性；3 3、灵敏性；、灵敏性；4 4、可靠性。、可靠性。对继电保护的要求对继电保护的要求本讲稿第十六页，共六十八页 继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电的范围尽量小，以保证系统中的件从电力系统中切除，使停电的范围尽量小，以保证系统中的无故障部分仍能继续工作无故障部分仍能继续工作 。1 1、选择性、选择性 当当k1短路时，保护短路时，保护1、2动动跳跳1QF、2QF，有选择性；，有选择性；当当k
11、2短路时，保护短路时，保护5、6动动跳跳5QF、6QF，有选择性；，有选择性；当当k3短路时，保护短路时，保护7、8动动跳跳7QF、8QF，有选择性；，有选择性；本讲稿第十七页，共六十八页 快速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳快速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。缩小故障元件的损坏程度。2 2、速动性、速动性 故障切除的总时间等于故障切除的总时间等于保护装置动作时间保护装置动作时间和和断路器动作断路器动作时间时间之和。之和。一般的快速保护的动作时间为一般的快速保护的
12、动作时间为0.040.040.08s0.08s，最快的可，最快的可达达0.010.010.02s0.02s；一般的断路器的动作时间为一般的断路器的动作时间为0.060.060.15s0.15s，最快的可达，最快的可达0.020.020.06s0.06s。本讲稿第十八页，共六十八页 继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，都应在区内故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，都能灵敏地正确反应。
13、能灵敏地正确反应。3 3、灵敏性、灵敏性 本讲稿第十九页，共六十八页通过用灵敏系数通过用灵敏系数Klm来衡量来衡量。1、对于反应故障时参数量增加的保护装置：对于反应故障时参数量增加的保护装置：灵敏系数灵敏系数=2 2、对于反应故障时参数量降低的保护装置：、对于反应故障时参数量降低的保护装置：灵敏系数=其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的利运行方式、故障类型和短路点来计算的.3 3、灵敏性、灵敏性 本讲稿第二十页，共六十八页 4 4、可靠性、可靠性 保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围保
14、护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作(拒动）拒动），而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该错，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该错误动作（误动）。误动作（误动）。影响可靠性的因素：影响可靠性的因素：内在的内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，；理性、制造工艺水平、内外接线简明，；外在的外在的：运行维护水平、调试是否正确、正确安装。：运行维护水平、调试是否正确、正确安装。本讲稿第二十一页，共六
15、十八页二、继电保护的基本原理及分类：二、继电保护的基本原理及分类：原原理理：电电力力系系统统发发生生短短路路故故障障时时，通通常常伴伴有有电电流流增增大大、电电压压降降低低以以及及电电流流与与电电压压间间相相位位角角改改变变等等特特征征。利利用用这这些些基基本本参参数数在在故故障障与与正正常常运运行行时时的的差差别别，就就可可以以构构成各种不同原理的继电保护装置成各种不同原理的继电保护装置。例如：例如：反应电流增大构成的反应电流增大构成的过电流保护过电流保护；反应电压降低构成的反应电压降低构成的低电压保护低电压保护；反应电压与电流的比值变化构成的反应电压与电流的比值变化构成的距离保护距离保护；
16、同时反应被保护元件两端电气量的同时反应被保护元件两端电气量的差动保护差动保护，反应非电气量的保护，如反应非电气量的保护，如瓦斯保护瓦斯保护本讲稿第二十二页，共六十八页 继电保护的分类继电保护的分类 （1 1）按被保护的对象分类：）按被保护的对象分类：输输电电线线路路保保护护、发发电电机机保保护护、变变压压器器保保护护、电动机保护、母线保护等；电动机保护、母线保护等；（2 2）按保护原理分类：）按保护原理分类：电电流流保保护护、电电压压保保护护、距距离离保保护护、差差动动保保护、方向保护、零序保护等；护、方向保护、零序保护等；本讲稿第二十三页，共六十八页（3 3）按保护所反应故障类型分类：）按保
17、护所反应故障类型分类：（4 4）按继电保护装置的实现技术分类：）按继电保护装置的实现技术分类：（5 5）按保护所起的作用分类：）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护等；主保护、后备保护等；主主保保护护满满足足系系统统稳稳定定和和设设备备安安全全要要求求，能能以以最最快快速速度度有有选选择择地地切切除除被被保保护护设设备备和和线线路故障的保护。路故障的保护。后后备备保保护护 主主保保护护或或断断路路器器拒拒动动时时用用来切除故障的保护来切除故障的保护本讲稿第二十四页，共六十八页三、继电保护装置的组成三、继电保护装置的组成 一般由一般由测量部分、逻辑部分和执行部分测量部分、逻辑部分和执行部分组成
18、。组成。（1 1）测量部分）测量部分 测测量量部部分分是是测测量量从从被被保保护护对对象象输输入入的的有有关关电电气气量量，并并与与已已给给定定的的整整定定值值进进行行比比较较，根根据据比比较较的的结结果果，从从而而判断保护是否应该起动。判断保护是否应该起动。本讲稿第二十五页，共六十八页（2 2）逻辑部分）逻辑部分 逻逻辑辑部部分分是是根根据据测测量量部部分分各各输输出出量量的的大大小小、性性质质、输输出出的的逻逻辑辑状状态态、确确定定是是否否应应该该使使断断路路器器跳跳闸闸或或发发出出信信号号，将将有有关关命命令令传传给给执执行行部部分分。继继电电保保护护中中常常用用的的逻逻辑辑回回路路有有
19、“或或”、“与与”、“否否”、“延延时时起起动动”、“延延时时返返回回”以及以及“记忆记忆”等回路。等回路。（3 3）执行部分执行部分 执执行行部部分分是是根根据据逻逻辑辑部部分分输输出出的的信信号号，最最后后完完成成保保护护装装置置所所担担负负的的任任务务。如如故故障障时时，动动作作于于跳跳闸闸；不不正正常常运运行行时时，发出信号；正常运行时，不动作等。发出信号；正常运行时，不动作等。本讲稿第二十六页，共六十八页四、继电器的作用、分类四、继电器的作用、分类1、作作用用：继继电电器器是是组组成成继继电电保保护护装装置置的的基基本本元元件件，当当其其输输入入达达到到或或低低于于一一定定值值时时它
20、它便便动动作作，并并通通过过执执行元件发出信号或动作于跳闸。行元件发出信号或动作于跳闸。2 2、分类：、分类：按结构原理可分为按结构原理可分为 按用途可分为按用途可分为 电磁型电磁型晶体管型晶体管型整流型整流型电流继电器电流继电器时间继电器时间继电器信号继电器信号继电器中间继电器中间继电器本讲稿第二十七页，共六十八页3.3.常用继电器的作用常用继电器的作用、电流继电器电流继电器 它它反反应应电电流流的的增增加加而而动动作作，当当通通过过继继电电器器的的电电流流增增加加到到一一定定数数值值时时，继继电电器器动动作作。其其动动合合触触点点闭闭合合（旧旧称称常常开开接接点点）、动动断断触触点（常闭接
21、点）断开。点（常闭接点）断开。本讲稿第二十八页，共六十八页例：例：电磁型电磁型电流继电器电流继电器1 1）动作电流：能使电流继电器动作的最小电流，）动作电流：能使电流继电器动作的最小电流，以以IactIact表示；表示；2 2）返回电流：能使电流继电器返回的最大电流，）返回电流：能使电流继电器返回的最大电流，以以IreIre表示表示 。3 3）返回系数：继电器返回电流与动作电流之比叫返回系）返回系数：继电器返回电流与动作电流之比叫返回系数。返回系数一般不小于数。返回系数一般不小于0.850.85。3.3.电流继电器特性：电流继电器特性：当输入电流当输入电流I IK KIactIact时，继电器
22、动作，动合触点闭合；时，继电器动作，动合触点闭合；若若I IK KIret2t3或或tl=t2+t=t3+2t、t2=t3+t式式中中的的t1t1、t2t2、t3t3分分别别为为保保护护装装置置1 1、2 2、3 3的的动动作作时时间间，tt称为时间级差，一般取称为时间级差，一般取0.5s0.5s；本讲稿第三十八页，共六十八页本讲稿第三十九页，共六十八页 图图还还给给出出了了各各保保护护装装置置动动作作时时间间特特性性图图。由由图图可可见见，各各保保护护装装置置的的动动作作时时间间大大小小是是从从用用户户到到电电源源逐逐级级增增加加的的，越越靠靠近近电电源源侧侧，过过电电流流保保护护的的动动作
23、作时时间间越越长长，好好似似一一个个阶阶梯梯，故故称称选选择择时时间间的的阶阶梯梯时时限限特特性性，由由于于各各保保护护装装置置动动作作时时间间都都是是分分别别固固定定的的，而而与与短短路路电电流流的的大大小小无无关关，所所以以这这样样的的电电流流保保护装置称为定时限过电流保护护装置称为定时限过电流保护 。本讲稿第四十页，共六十八页2、电流保护的接线形式电流保护的接线形式1)两相不完全星形接线两相不完全星形接线用于用于35kV及以及以下电压等级小下电压等级小电流接地系统电流接地系统。可以获得。可以获得A、C相电流。相电流。本讲稿第四十一页，共六十八页2、电流保护的接线形式电流保护的接线形式2)
24、三相完全星形接线三相完全星形接线用于用于110kV及及以上电压等级以上电压等级大电流接地系大电流接地系统，可以获得统，可以获得三相相电流。三相相电流。本讲稿第四十二页，共六十八页3 3、过电流保护的动作电流整定、过电流保护的动作电流整定1)1)为为保保证证在在正正常常运运行行情情况况下下过过电电流流保保护护不不动动作作，保保护护装装置置的的起起动动电电流流I IQDQD必必须须大大于于该该线线路路上上可可能能出出现现的的最最大大负负荷荷电流电流I Imaxmax。2)2)外外部部短短路路时时如如电电流流继继电电器器已已起起动动，则则在在外外部部切切除除后后电电流流降降到到最最大大负负荷荷电电流
25、流时时应应能能可可靠靠返返回回。其其返返回回电电流流应应大大于于外外部短路故障切除后流过保护的最大自起动电流部短路故障切除后流过保护的最大自起动电流.本讲稿第四十三页，共六十八页本讲稿第四十四页，共六十八页 图图中中线线路路L2L2上上K K点点短短路路，保保护护1 1、2 2都都将将起起动动，由由于于保保护护2 2的的时时限限短短，所所以以保保护护2 2先先动动作作，使使断断路路器器2QF2QF跳跳闸闸。这这时时短短路路电电流流消消失失，但但在在变变电电所所B B母母线线上上仍仍接接有有负负荷荷，并并且且由由于于故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复，负负荷荷中中的的电电动动机机自自起起动动，
26、可可能能出出现现最最大大负负荷荷电电流流，为为使使保保护护1 1的的电电流流继继电电器器返返回回，它它的的返返回回电电流流应应大大于于故故障障切切除除后后的的最最大大负负荷荷电电流流。确确定定最最大大负负荷荷电电流流时时，必必须须考考虑虑到到实实际际可可能能的的最最严严重重情情况况，例例如如平平行行线线供供电电、双双回回线线备备自自投等情况。投等情况。本讲稿第四十五页，共六十八页3)3)过电流保护灵敏系数校验过电流保护灵敏系数校验在在整整定定保保护护1 1的的动动作作电电流流时时，还还要要考考虑虑与与保保护护2 2灵灵敏敏度度的的配配合合问问题题。如如图图所所示示，当当D2D2点点短短路路时时
27、，流流过过保保护护2 2的的短短路路电电流流可可能能接接近近于于它它的的动动作作电电流流，而而流流过过保保护护1 1的的电电流流为为短短路路电电流流与与变变电电站站的的负负荷荷电电流流之之和和，比比保保护护2 2中中流流过过的的电电流流还还大大，可可能能越越级级动动作作，故故必必须须考考虑虑增增加加一一个个配配合合系系数数。可可能能会会使使保保护护1 1的的保保护护范范围围缩小缩小。本讲稿第四十六页，共六十八页本讲稿第四十七页，共六十八页3 3、定时过电流保护特点、定时过电流保护特点 由由于于过过流流保保护护的的动动作作电电流流是是按按最最大大负负荷荷电电流流整整定定的的，它它的的保保护护范范
28、围围总总是是伸伸长长到到相相邻邻的的下下一一段段线线路路。为为了了获获得得选选择择性性，保保护护的的动动作作时时间间必必须须按按阶阶梯梯原原则则来来整整定定。这这样样，如如果果线线路路段段较较多多，则则越越靠靠近近电电源源的的保保护护，动动作作时时间间越越长长，这这是是过过流流保保护护在在原原理理上上存存在在的的缺缺点点，为为了了克克服服这个缺点，可采用电流速断保护。这个缺点，可采用电流速断保护。本讲稿第四十八页，共六十八页二、无时限电流速断保护二、无时限电流速断保护（又称电流（又称电流I段保护）段保护）整定原则：整定原则：将将动动作作电电流流按按躲躲过过被被保保护护线线路路外外部部短短路路时
29、时最最大大可可能能的的短短路路电电流流来来整整定定，使使保保护护范范围围预预先先限限制制在在线线路路的的一一定定区区域域上上，也也就就是是保保护护范范围围不不超超过过被被保保护护线线路路之之外外，因因而而在在时时间间上上就就不不需需要要与与下下一一段段线线路路相相配配合合，这这样样就就可可以以作作成成瞬瞬动动保保护护。这这种种按按躲躲过过被被保保护护线线路路外外部部短短路路的的最最大大短短路路电电流流来来整整定定，以以保保证证保保护护有有选选择的动作，就叫做电流速断保护。择的动作，就叫做电流速断保护。本讲稿第四十九页，共六十八页无时限电流速断无时限电流速断保护特点保护特点（1 1）保护区受运行
30、方式、故障类型影响，）保护区受运行方式、故障类型影响，短路电流大小由以下因素决定：短路电流大小由以下因素决定：a.a.系统运行方式（简称运方）：系统电源等效阻抗与电源系统运行方式（简称运方）：系统电源等效阻抗与电源投入数量、电网结构变化有关，最大时短路电流最小，称为投入数量、电网结构变化有关，最大时短路电流最小，称为最小运行方式；最小时短路电流最大，称为最大运行方式。最小运行方式；最小时短路电流最大，称为最大运行方式。b.b.故障点远近：故障点越近故障点远近：故障点越近 越小，短路电流越大。越小，短路电流越大。c.c.短路类型：三相短路电流大于两相短路电路短路类型：三相短路电流大于两相短路电路
31、 本讲稿第五十页，共六十八页无时限电流速断保护特点无时限电流速断保护特点（2 2）电流速断保护不能保护本线全长，在线路末端）电流速断保护不能保护本线全长，在线路末端发生短路时，短路电流小于整定值，保护不动作，所发生短路时，短路电流小于整定值，保护不动作，所以线路上只配有电流以线路上只配有电流段不能切除所有故障。段不能切除所有故障。本讲稿第五十一页，共六十八页本讲稿第五十二页，共六十八页 曲线曲线1 1表示当短路点沿线路移动时，在系统最大运行下三表示当短路点沿线路移动时，在系统最大运行下三相短路电流的变化曲线；将电流速断动作电流的整定值相短路电流的变化曲线；将电流速断动作电流的整定值I IDZD
32、Z画画在图中如直线在图中如直线3 3所示，可以看出，曲线所示，可以看出，曲线1 1与直线与直线3 3交与一点交与一点M M，在交点至保护安装处的一段线路上断路时，在交点至保护安装处的一段线路上断路时，I ID DIIDZDZ，保护能，保护能够动作；在交点以后的线路上断路时，短路电流小于动够动作；在交点以后的线路上断路时，短路电流小于动作电流，保护不动作，因而，瞬时电流速断保护只能保作电流，保护不动作，因而，瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，而不能保护线路全长。护线路的一部分，而不能保护线路全长。当运行方式改变时，如最小运行方式（或两相断路）时，当运行方式改变时，如最小运行方式（或两相断路）
33、时，在线路同一点上发生，短路流必然比三相短路电流小，见上在线路同一点上发生，短路流必然比三相短路电流小，见上图可知，保护范围进一步缩小，电流速断保护范围一般不用图可知，保护范围进一步缩小，电流速断保护范围一般不用保护线路的长度来表示，而是用保护线路长度与被保护线路保护线路的长度来表示，而是用保护线路长度与被保护线路全长的百分比来表示。即：最大运行方式下为全长的百分比来表示。即：最大运行方式下为50%50%60%60%最小运行方式下最小运行方式下15%15%20%20%即可。即可。本讲稿第五十三页，共六十八页三、三、限时电流速断限时电流速断（又称电流（又称电流II段保护）段保护）、由由于于无无时
34、时限限电电流流速速断断不不能能保保护护线线路路的的全全长长，其其保保护护范范围围以以外外的的故故障障必必须须由由另另外外保保护护来来切切除除。为为此此，考考虑虑增增设设第第二二套套电电流流速速断断保保护护，它它的的动动作作范范围围应应包包括括线线路路全全长长，而而且必须伸长到下一段线路。且必须伸长到下一段线路。（2）为为获获得得动动作作的的选选择择性性，第第二二套套速速断断必必须须带带有有一一定定的的时时限限，以以便便和和下下一一段段线线路路保保护护相相配配合合。时时间间的的大大小小与与保保护护范范围围延延伸伸的的程程度度有有关关。为为使使这这一一时时间间尽尽量量缩缩短短，通通常常是是使使它它
35、的的保保护护范范围围不不超超越越下下一一段段无无时时限限电电流流速速断断的的保保护护范范围围，这这样样，它它的的整整定定时时间间只只要要取取得得比比无无时时限限速速断断大大一一个个时时间间级级差差t（一一般般取取0.5秒秒），所所以以叫叫做做限限时时电电流速断。流速断。本讲稿第五十四页，共六十八页（3）限限时时电电流流速速断断的的保保护护范范围围，包包括括本本线线路路的的全全部部和和下下段段线线路路的的一一部部分分。要要求求在在最最小小运运行行方方式式下下本本线线路路末末端端发发生生两两相相短短路路时时，必必须须具具有有一一定定的的灵灵敏敏度度，必必要要时时可可适适当当降降低动作电流，时间大低
36、动作电流，时间大1.5t1.5t个差个差。限时电流速断特点限时电流速断特点 限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长 依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性 与第与第段共同构成被保护线路的主保护。段共同构成被保护线路的主保护。本讲稿第五十五页，共六十八页四、三段式电流保护原理四、三段式电流保护原理 1 1）电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选
37、择起动电流。的原则来选择起动电流。速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定；速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定；限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流而整定流而整定过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。本讲稿第五十六页，共六十八页 2)2)由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将电流速断、限时电流速断和过电择
38、性地切除故障，常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成流保护组合在一起，构成三段式电流保护三段式电流保护。具体应用时，。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时速断加过电流保可以只采用速断加过电流保护，或限时速断加过电流保护，也可以三者同时采用。护，也可以三者同时采用。三段式电流保护原理三段式电流保护原理 3)3)三段保护构成三段保护构成“或或”逻辑出口跳闸。电流逻辑出口跳闸。电流段、电段、电流流段为线路的主保护，本线路故障时切除时间为数十毫秒段为线路的主保护，本线路故障时切除时间为数十毫秒（电流（电流段固有动作时间）至段固有动作时间）至0.50.5秒。电流秒。电流段保护
39、为后备保段保护为后备保护，为本线路提供近后备作用，同时也为相邻线路提供后备作护，为本线路提供近后备作用，同时也为相邻线路提供后备作用。用。本讲稿第五十七页，共六十八页1 1、定时限过流保护、定时限过流保护 整整定定原原则则：按按照照避避开开被被保保护护线线路路的的最最大大工工作作电电流流来来整整定定。过流保护在动作时间整定上采用阶梯原则。过流保护在动作时间整定上采用阶梯原则。2 2、电流速断保护、电流速断保护 整整定定原原则则：按按躲躲过过被被保保护护设设备备（线线路路）末末端端的的最最大大短短路路电电流流来来整整定定。因因此此，被被保保护护设设备备末末端端有有一一段段保保护护不不到到的的死死
40、区区，这就必须依靠过电流保护作为后备这就必须依靠过电流保护作为后备。3 3、限时电流速断保护、限时电流速断保护 用用来来弥弥补补电电流流速速断断保保护护的的保保护护范范围围小小和和过过流流保保护护的的时时限限长长的不足。的不足。整整定定原原则则：其其动动作作电电流流大大于于下下一一段段线线路路瞬瞬时时速速断断保保护护可可动动作作电电流流，动动作作是是限限比比下下一一线线路路瞬瞬时时速速断断保保护护大大一一个个时时间阶差。间阶差。本讲稿第六十二页，共六十八页1.1.故障类型及不正常运行状态故障类型及不正常运行状态 a.a.变变压压器器的的内内部部故故障障可可分分为为油油箱箱内内和和油油箱箱外外故
41、故障障两两种种：油油箱箱内内故故障障包包括括绕绕组组的的相相间间短短路路、接接地地短短路路、匝匝间间短短路路以以及及铁铁心心的的烧烧损损，油油箱箱外外的的故故障障主主要要是是套套管管和和引引出出线上发生相间短路和接地短路。线上发生相间短路和接地短路。b.b.变变压压器器的的不不正正常常运运行行状状态态主主要要有有：由由于于变变压压器器外外部部相相间间短短路路引引起起的的过过电电流流和和外外部部接接地地短短路路引引起起的的过过电电流流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷。和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷。第四节第四节 变压器的继电保护变压器的继电保护本讲稿第六十三页，
42、共六十八页2.2.相应保护类型相应保护类型 a.a.瓦瓦斯斯保保护护：针针对对变变压压器器油油箱箱内内的的各各种种故故障障以以及及油油面面的的降降低低而而装装设设，反反应应于于油油箱箱内内部部所所产产生生的的气气体体或或油流而动作。油流而动作。b.b.差动保护：差动保护：c.c.电电流流和和电电压压保保护护 ：根根据据变变压压器器容容量量和和系系统统短短 路路电电流水平的不同，实现保护的方式流水平的不同，实现保护的方式有：过电流保护、低电压起动的过电流保护有：过电流保护、低电压起动的过电流保护 d.d.过负荷保护过负荷保护 e.e.过励磁保护过励磁保护本讲稿第六十四页，共六十八页 电电流流保保
43、护护只只反反映映同同一一端端电电气气量量的的变变化化，要要保保证证保保护护装装置置的的选选择择性性只只能能迅迅速速切切除除一一部部分分长长度度内内的的故故障障，而而其其余余部部分分故故障障靠靠增增加加时时限限来来切切除除，这这对对大大系系统统是是不不允允许许的的。同同时时如如下下图图，保保护护测测量量到到的的 k1k1点点和和k2k2点点电电流流几几乎乎是是相相同同的的，k1k1点点和和k2k2点点的的故故障无法区分。可见单侧测量保护无法实现全线速动。障无法区分。可见单侧测量保护无法实现全线速动。3 3、差动保护简介差动保护简介本讲稿第六十五页，共六十八页为为了了实实现现全全线线速速动动保保护
44、护，保保护护判判据据由由线线路路两两侧侧的的电电气气量量或或保保护护动动作作行行为为构构成成，进进行行双双侧侧测测量量。正正常常运运行行或或外外部部故故障障时时两两侧侧电电流流大大小小相相等等，相相位位相相同同（以以右右图图参参考考方方向向时时电电流流和和为为0 0）。当当线线路路内内部部故故障障时时，线线路路两两次次电电流流大大小小和和方方向向都都不不同同。因因此此这这种种保保护护可可区区分分内内外外部部故故障障。理理论论上上可可保保护护线线路路全全长。长。3 3、差动保护简介差动保护简介本讲稿第六十六页，共六十八页 为为了了实实现现上上述述保保护护原原理理，可可在在被被保保护护设设备备的的
45、两两端端安安装装特特性性变变比比相相同同的的两两个个电电流流互互感感器器，按按环环流流法法连连接接，并并在在差差回路里安装电流互感器，就构成了回路里安装电流互感器，就构成了纵联差动保护纵联差动保护。纵纵联联差差动动保保护护只只反反映映被被保保护护原原件件两两侧侧电电流流互互感感器器之之间间的的故故障障，本本身身有有选选择择性性，它它不不需需要要与与其其它它元元件件保保护护配配合合，因因此此广广泛泛应应用用于于线线路路、发发电电机机、变变压压器器、母线等的主保护。母线等的主保护。3 3、差动保护简介差动保护简介本讲稿第六十七页，共六十八页保护原理保护原理 变变压压器器两两侧侧的的电电流流互互感感器器按按循循环环电电流流接接线线方方式式接接入入差动继电器。差动继电器。正正常常运运行行或或外外部部短短路路时时，流流入入继继电电器器的的电电流流为为很很小小的的不不平平衡电流；衡电流；内内部部故故障障时时，流流入入继继电电器器的的电流为两侧的短路电流之和。电流为两侧的短路电流之和。4 4、变压器的差动保护变压器的差动保护本讲稿第六十八页，共六十八页