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1、工厂供配电系统的继电保护 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第7 7章章 工厂供配电系统的继电保护工厂供配电系统的继电保护7.1继电保护的基本知识继电保护的基本知识7.2供电线路的继电保护供电线路的继电保护7.3电力变压器的保护电力变压器的保护7.4其他电力设备的继电保护其他电力设备的继电保护7.5自动重合闸及备用电源自动投入装置自动重合闸及备用电源自动投入装置7.6配电系统的微机保护配电系统的微机保护电力系统的运行分析电力系统的运行分析正常正常故障
2、：短路故障：短路不正常：不正常：过负荷（过流）、过温、小电流接过负荷（过流）、过温、小电流接地系统的单相接地；欠压地系统的单相接地；欠压相应的保护措施相应的保护措施技术实现：继电保护技术实现：继电保护一、一、继电保护的任务继电保护的任务1自动、迅速、有选择性地切除故障设备自动、迅速、有选择性地切除故障设备2对不正常运行状态发出预告信号对不正常运行状态发出预告信号3与供配电系统的自动装置配合，提高供与供配电系统的自动装置配合，提高供配电系统的供电可靠性。配电系统的供电可靠性。7.1继电保护的基本知识继电保护的基本知识二、基本要求二、基本要求选择性选择性快速性快速性灵敏性灵敏性可靠性可靠性统筹兼顾
3、，简单经济统筹兼顾，简单经济（一）选择性（一）选择性当供配电系统发生短路故障时，继电保护当供配电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只切除故障设备，使停电范围最装置动作，只切除故障设备，使停电范围最小，保证系统中无故障部分仍正常工作。小，保证系统中无故障部分仍正常工作。（二）快速性（二）快速性发生故障时，继电保护应该尽快地动作发生故障时，继电保护应该尽快地动作切除故障，减小故障引起的损失，提高电切除故障，减小故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。力系统的稳定性。故障切除时间等于保护装置动作时间和故障切除时间等于保护装置动作时间和断路器动作时间之和。断路器动作时间之和。一般的快速保护动作时间：
4、一般的快速保护动作时间：0.06-0.12s断路器的动作时间：断路器的动作时间：0.06-0.15s（三）（三）灵敏性灵敏性指继电保护在其保护范围内，对发生故指继电保护在其保护范围内，对发生故障或不正常运行状态的反应能力。障或不正常运行状态的反应能力。继电保护的灵敏性通常用灵敏度继电保护的灵敏性通常用灵敏度KS来衡量来衡量（四）可靠性（四）可靠性继电保护在其所规定的保护范围内，发继电保护在其所规定的保护范围内，发生故障或不正常运行状态，要准确动作，生故障或不正常运行状态，要准确动作，不应该拒动作；发生任何保护不应该动作不应该拒动作；发生任何保护不应该动作的故障或不正常运行状态，不应误动作。的故
5、障或不正常运行状态，不应误动作。二、继电保护的基本工作原理二、继电保护的基本工作原理供配电系统发生故障时，会引起电流增大、电供配电系统发生故障时，会引起电流增大、电压降低、电压和电流间相位角改变等。压降低、电压和电流间相位角改变等。工作原理基本相同，它主要由测量、逻辑和执工作原理基本相同，它主要由测量、逻辑和执行三部分组成，如图行三部分组成，如图7-2所示。所示。过电流保护原理图过电流保护原理图三、常用继电器三、常用继电器按工作原理：电磁式、按工作原理：电磁式、感应式、感应式、电动式、电子式电动式、电子式按输入量：按输入量：电压、电流、时间、速度、压力等电压、电流、时间、速度、压力等按用途：控
6、制、保护按用途：控制、保护电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器功率继电器功率继电器时间继电器时间继电器信号继电器信号继电器等等电流继电器电流继电器电压继电器电压继电器功率型继电器功率型继电器时间继电器时间继电器信号继电器信号继电器直流电磁式继电器直流电磁式继电器 7.2供电线路的继电保护供电线路的继电保护相间短路相间短路电流保护（过电流、速断）电流保护（过电流、速断）过负荷过负荷过载（负荷）保护过载（负荷）保护单相接地单相接地绝缘监视装置、单相接地保护绝缘监视装置、单相接地保护一、电力线路的常见故障一、电力线路的常见故障二、电流保护的接线方式和接线系数二、电流保护的接线方式和接线系数电流保
7、护的接线方式是指电流保护中的电流电流保护的接线方式是指电流保护中的电流继电器与电流互感器二次绕组的连接方式。继电器与电流互感器二次绕组的连接方式。接线系数接线系数Kw1 1、三相三继电器接线方式、三相三继电器接线方式 三相三继电器接线方三相三继电器接线方式又称式又称完全星形接线完全星形接线。它。它能反应各种短路故障，流能反应各种短路故障，流入继电器的电流与电流互入继电器的电流与电流互感器二次绕组电流相等，感器二次绕组电流相等，其接线系数在任何短路情其接线系数在任何短路情况下均等于况下均等于1,即即KW=1。这种接线方式主要用于这种接线方式主要用于高高压大接地电流系统压大接地电流系统，保护，保护
8、相间短路和单相短路。相间短路和单相短路。2 2、两相两继电器接线方式、两相两继电器接线方式 两相两继电器接线方式两相两继电器接线方式又称又称不完全星形接线不完全星形接线。由。由于于B B相没有装设电流互感器相没有装设电流互感器和电流继电器，它不能反和电流继电器，它不能反应单相短路，只能反应相应单相短路，只能反应相间短路，其接线系数在各间短路，其接线系数在各种相间短路时均为种相间短路时均为1。此接线方式主要用于此接线方式主要用于小小接地电流系统接地电流系统作相间短路作相间短路保护用。保护用。规程规定：不完全星形接线必须装设在规程规定：不完全星形接线必须装设在A,C相相3 3、两相一继电器接线方式
9、、两相一继电器接线方式 流入继电器的电流为两电流互感器二次绕组电流之差，流入继电器的电流为两电流互感器二次绕组电流之差，因此又称，因此又称两相电流差接线两相电流差接线。A、C两相短路时，两相短路时，KW=2，；，；A、B或或B、C两相短路时，两相短路时，KW=1；可反应各种相间短路，但其接线系数随短路种类不同；可反应各种相间短路，但其接线系数随短路种类不同而不同，保护灵敏度也不同，主要用于而不同，保护灵敏度也不同，主要用于高压电动机高压电动机的保护。的保护。三、过电流保护三、过电流保护当通过线路的电流大于继电器的动作电流，保护当通过线路的电流大于继电器的动作电流，保护装置起动，并用时限保证动作
10、的选择性，这种继电装置起动，并用时限保证动作的选择性，这种继电保护装置称为过电流保护。保护装置称为过电流保护。分为定时限过电流保护、反时限过电流保护。分为定时限过电流保护、反时限过电流保护。1、接线和工作原理、接线和工作原理定时限过电流保护装置的接线图定时限过电流保护装置的接线图（1）定时限过电流保护装置的）定时限过电流保护装置的接线接线和工作原理和工作原理（2）反时限过电流保护装置的）反时限过电流保护装置的接线接线和工作原理和工作原理2、保护整定、保护整定动作电流整定、动作时限整定和灵敏度校验动作电流整定、动作时限整定和灵敏度校验（1）动作电流整定）动作电流整定a.正常运行时，保护装置不动作
11、，即保护装置一次侧的动正常运行时，保护装置不动作，即保护装置一次侧的动作电流作电流Iop1应大于线路的最大负荷电流应大于线路的最大负荷电流IL.max（正常过负荷电流（正常过负荷电流和尖峰电流），即和尖峰电流），即Iop1IL.max b.保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置,即即保护装置一次侧的返回电流保护装置一次侧的返回电流Ire1大于线路的最大负荷电流大于线路的最大负荷电流IL.max（应包含电动机的自起动电流），即（应包含电动机的自起动电流），即Ire1IL.max继电器的动作电流继电器的动作电流Iop.KA为为式中，式中，Krel为
12、可靠系数，为可靠系数，DL型继电器取型继电器取1.2，GL型继电器取型继电器取1.3；Kw为接线系数，由保护的接线方式决定；为接线系数，由保护的接线方式决定；Kre为继电器为继电器的返回系数，的返回系数，DL型继电器取型继电器取0.85，GL型继电器取型继电器取0.8；Ki为为电流互感器变比。电流互感器变比。IL.max=（1.53.0）Ic 保护装置一次侧的动作电流为保护装置一次侧的动作电流为按阶梯原则进行整定：按阶梯原则进行整定：t1=t2+t式中式中,t为时限级差，定时限过电流保护取为时限级差，定时限过电流保护取0.5s，反时，反时限过电流取限过电流取0.7s。（2）动作时限整定）动作时
13、限整定a.定时限过电流动作时限整定定时限过电流动作时限整定b.反时限过电流保护动作时限整定反时限过电流保护动作时限整定10倍动作电流时的动作时限。倍动作电流时的动作时限。“阶梯原则阶梯原则”来确定，即上下级线路的反时限过电流保护来确定，即上下级线路的反时限过电流保护在保护配合点在保护配合点K点发生短路时的时限级差为点发生短路时的时限级差为t=0.7s。动作时限整定步骤：动作时限整定步骤：a、计算线路、计算线路2WL首端首端K点三相短路时保护点三相短路时保护2的动作电流倍数的动作电流倍数n2b、由、由n2从特性曲线从特性曲线2求求K点三相短路时保护点三相短路时保护2的动作时限的动作时限t2。c、
14、计算、计算K点三相短路时保护点三相短路时保护1的实际动作时限的实际动作时限t1d、计算、计算K点三相短路时，保护点三相短路时，保护1的实际动作电流倍数的实际动作电流倍数n1。e、由、由t1和和n1确定继电器的特性曲线。确定继电器的特性曲线。（3）保护灵敏度校验）保护灵敏度校验过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流路末端的两相短路电流进行校验。进行校验。式中，式中，Iop1为保护装置一次侧为保护装置一次侧动作电流。动作电流。主保护主保护后备保护后备保护例例1 1、试整定图所示线路试整定图所示线路1WL1WL的定时限过电流保护。的定时限
15、过电流保护。已知已知1TA1TA的变比为的变比为750/5A750/5A，线路最大负荷电流，线路最大负荷电流670A670A，保护采用两相两继电器接线，线路，保护采用两相两继电器接线，线路2WL2WL定时定时限过电流保护的动作时限限过电流保护的动作时限0.7s0.7s，最大运行方式时，最大运行方式时K K1 1点三相短路电流点三相短路电流4kA4kA，K K2 2点点三相短路电流三相短路电流2.5kA2.5kA，最，最小运行方式时小运行方式时K K1 1和和K K2 2点三相短路电流分别为点三相短路电流分别为3.2kA3.2kA和和2kA2kA。解：解：1、整定动作电流、整定动作电流选选DL-
16、11/10电流继电器，线圈并联，整定动作电流电流继电器，线圈并联，整定动作电流7A 过电流保护一次侧动作电流为过电流保护一次侧动作电流为 2、整定动作时限、整定动作时限线路线路1WL定时限过电流保护的动作时限应较线路定时限过电流保护的动作时限应较线路2WL定时限过电流保护动作时限大一个时限级差定时限过电流保护动作时限大一个时限级差t。3、校验保护灵敏度、校验保护灵敏度保护线路保护线路1WL灵敏度按线路灵敏度按线路1WL末端最小两相短路末端最小两相短路电流校验电流校验由此可见，保护整定满足灵敏度要求。由此可见，保护整定满足灵敏度要求。四、四、电流速断保护电流速断保护 当过电流保护动作时限超过当过
17、电流保护动作时限超过0.50.7s时，应装时，应装设电流速断保护。设电流速断保护。1.1.电流速断保护的电流速断保护的接线接线和工作原理和工作原理 2.2.电流速断保护的整定电流速断保护的整定 （1 1）动作电流整定）动作电流整定为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时发生最大短路电流时电流速断保护不应动作，即速断保电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流护动作电流I Iop1op1I IK.maxK.max，速断保护动作电流整定值为，速断保护动作电流整定值为式中，式中，I IK.maxK.max为线路末端最大三相短为线路末
18、端最大三相短路电流；路电流；K Kre1re1为可靠系数，为可靠系数，DLDL型继电型继电器取器取1.31.3，GLGL型继电器取型继电器取1.51.5；K Kw w为接为接线系数；线系数；K Ki i为电流互感器变比。为电流互感器变比。（2 2）灵敏度校验）灵敏度校验用线路首端最小两相短路电流用线路首端最小两相短路电流校验，即校验，即对对GLGL型电流继电器型电流继电器，还要整定速断动作电流倍数，即，还要整定速断动作电流倍数，即注：在电流速断保护区内，电流速断保护为主保注：在电流速断保护区内，电流速断保护为主保护，过电流保护为辅助保护护，过电流保护为辅助保护在电流速断保护的死区内，过电流保护
19、为主保护在电流速断保护的死区内，过电流保护为主保护3 3、保护区和保护死区、保护区和保护死区 电流速断保护的动作电流电流速断保护的动作电流大于线路末端的最大三相短大于线路末端的最大三相短路电流，电流速断保护存在路电流，电流速断保护存在保护死区。只能保护线路的保护死区。只能保护线路的一部分，线路不能被保护的一部分，线路不能被保护的部分称为保护死区，线路能部分称为保护死区，线路能被保护的部分称为保护区。被保护的部分称为保护区。例例2 2 试整定例试整定例7-17-1中线路中线路1WL1WL的电流速断保护。已知线路的电流速断保护。已知线路1WL1WL首端最小三相短路电流为首端最小三相短路电流为9.2
20、kA9.2kA。解：电流速断保护和过电流保护共用电流互感器和出口中解：电流速断保护和过电流保护共用电流互感器和出口中间继电器。电流速断保护需整定动作电流和校验灵敏度。间继电器。电流速断保护需整定动作电流和校验灵敏度。（1 1）动作电流整定）动作电流整定 选DL-11/50DL-11/50电流继电器，线圈并联，整定动作电流35A。速断保护一次侧动作电流为速断保护一次侧动作电流为 （2 2）灵敏度校验）灵敏度校验:以线路以线路1WL1WL首端最小两相短路电流校验首端最小两相短路电流校验 电流速断保护整定满足要电流速断保护整定满足要求。求。例例3 3 图所示的图所示的10kV10kV线路线路1WL1
21、WL和和2WL2WL都采用都采用GL-15/10GL-15/10电流继电流继电器构成两相两继电器接线的过电流保护。已知电器构成两相两继电器接线的过电流保护。已知1TA1TA的变的变比为比为100/5A100/5A，2TA2TA的变比为的变比为75/5A75/5A，1WL1WL的过电流保护动作的过电流保护动作电流整定电流整定9A9A，1010倍动作电流的动作时间为倍动作电流的动作时间为1s1s，2WL2WL的计算的计算电流为电流为36A36A，2WL2WL首端三相短路电流为首端三相短路电流为900A900A，末端三相短路，末端三相短路电流电流320A320A。试整定线路。试整定线路2WL2WL的
22、保护。的保护。解：线路由解：线路由GL-15/10GL-15/10感应式电流继电器构成两相式过电流感应式电流继电器构成两相式过电流保护和电流速断保护保护和电流速断保护 （1 1）过电流保护）过电流保护 动作电流动作电流 整定继电器动作电流整定继电器动作电流8A8A，过电流保护一次侧动作电流为，过电流保护一次侧动作电流为 动作时限整定动作时限整定 由线路由线路1WL1WL和和2WL2WL保护配合点保护配合点K K1 1，整定，整定2WL2WL的电流继电器的电流继电器动作时限曲线。动作时限曲线。a a、计算、计算K K1 1点短路点短路1WL1WL保护的动作电流倍数保护的动作电流倍数n n1 1和
23、动作时限和动作时限t t1 1：由由n n1 1查查GL-15GL-15电流继电器电流继电器t|t|n=10n=10=1s=1s特性曲线，得特性曲线，得t t1 1=1.4s=1.4s b b、计算、计算K K1 1点短路点短路2WL2WL保护的动作电流倍数保护的动作电流倍数n n2 2和动作时限和动作时限t t2 2。c c、由、由n n2 2和和t t2 2从从GL-15GL-15电流继电器动作特性曲线查得电流继电器动作特性曲线查得1010倍动倍动作电流动作时限作电流动作时限0.6s 0.6s 灵敏度校验灵敏度校验 1.5 2WL2WL过电流保护整定满足要求过电流保护整定满足要求 （2 2
24、）电流速断保护）电流速断保护 动作电流整定动作电流整定 整定速断保护动作倍数整定速断保护动作倍数4 4倍，一次侧动作电流为倍，一次侧动作电流为 灵敏度校验灵敏度校验 1.5 2WL2WL电流速断保护整定满足要求。电流速断保护整定满足要求。五、过负荷保护五、过负荷保护 1、接线和工作原理、接线和工作原理2 2、保护、保护整定整定(1)过负荷保护的动作电流按过负荷保护的动作电流按线路的计算电流线路的计算电流I Ic c整定，即整定，即 式中，式中，K Krelrel为可靠系数，取为可靠系数，取1.21.2 1.31.3；K Ki i为电流互感器之比。为电流互感器之比。(2)(2)动作时间动作时间
25、一般整定一般整定10s10s 15s15s。六、单相接地保护六、单相接地保护1.1.多线路系统单相接地分析多线路系统单相接地分析（1 1）流过接地线）流过接地线路的总接地电流路的总接地电流I IE E等于所有在电气上等于所有在电气上有直接联系的接地有直接联系的接地电容电流之和电容电流之和I ICC减去接地线路的接减去接地线路的接地电容电流地电容电流I Ic c。（2 2）流过非接地线路的）流过非接地线路的接地电容电流就是该非接接地电容电流就是该非接地故障线路的接地电容电地故障线路的接地电容电流流I Icici。2单相接地保护单相接地保护（1）接线和工作原理）接线和工作原理零序电流保护零序电流保
26、护（2）动作电流整定）动作电流整定系统中其它线路发生单相接地，被保护线路流过接地系统中其它线路发生单相接地，被保护线路流过接地电容电流电容电流IC时，单相接地保护不应动作，即时，单相接地保护不应动作，即式中，Kre1为可靠系数，保护装置不带时限时，取Kre1=45，保护装置带时限时，取Kre1=1.52；Ki为零序电流互感器的变比。（3）灵敏度校验）灵敏度校验保护装置一次侧动作电流为保护装置一次侧动作电流为 架空线路电缆线路被保护线路发生单相接地，流过接地电容电流被保护线路发生单相接地，流过接地电容电流单相接地保护应可靠动作。单相接地保护应可靠动作。绝缘监视装置是无选择性的绝缘监视装置是无选择
27、性的3.绝缘监视装置绝缘监视装置7.3电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护一、电力变压器的常见故障和保护配置一、电力变压器的常见故障和保护配置7.3电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护1、常见故障、常见故障(1)变压器的短路故障变压器的短路故障内部故障内部故障匝间短路、相间短路和单相碰壳故障匝间短路、相间短路和单相碰壳故障外部故障外部故障相间短路、单相接地故障相间短路、单相接地故障(2)变压器的不正常运行状态变压器的不正常运行状态过负荷、油面降低和变压器温度升高等。过负荷、油面降低和变压器温度升高等。2、保护配置、保护配置(1)装设过电流保护和电流速断保护装置用于保护相装设过电流保护和
28、电流速断保护装置用于保护相间短路间短路(2)气体保护：保护变压器的内部故障和油面降低气体保护：保护变压器的内部故障和油面降低(3)差动保护：保护内部故障和引出线相间短路差动保护：保护内部故障和引出线相间短路(4)装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高压器的过负荷和温度升高(1)两相两继电器式接线两相两继电器式接线（适用于相间短路保护）（适用于相间短路保护）(2)两相一继电器式接线两相一继电器式接线（保护灵敏度随短路种类而异）（保护灵敏度随短路种类而异）二、变压器电流保护的接线方式二、变压器电流保护的接线方式 三、变压器的保护三
29、、变压器的保护1、变压器的过电流保护、变压器的过电流保护(1)接线和工作原理接线和工作原理和线路过电流保护的接线、工作原理完全相同。和线路过电流保护的接线、工作原理完全相同。(2)变压器过电流保护变压器过电流保护整定整定和线路过电流保护的整定类似。和线路过电流保护的整定类似。a.a.动作电流动作电流整定整定b.动作时限整定动作时限整定c.灵敏度校验灵敏度校验2、变压器电流速断保护、变压器电流速断保护(1)接线和工作原理接线和工作原理和线路和线路速断速断保护的接线、工作原理完全相同。保护的接线、工作原理完全相同。(2)变压器电流速断保护变压器电流速断保护整定整定和线路过电流保护的整定类似。和线路
30、过电流保护的整定类似。a.a.动作电流动作电流b.灵敏度校验灵敏度校验3.变压器的零序电流保护变压器的零序电流保护(1)接线和工作原理接线和工作原理(2)整定整定a.动作电流动作电流b.动作时间动作时间c.灵敏度校验灵敏度校验4.变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护运行中可能出现过负荷的变压器应装设过负荷保护。运行中可能出现过负荷的变压器应装设过负荷保护。接线和工作原理同线路的接线和工作原理同线路的过负荷过负荷保护；保护；动作电流整定按变动作电流整定按变压器一次侧额定电流整定；动作时间一般整定压器一次侧额定电流整定；动作时间一般整定10s 15s。例例4 4 某总降变电所有一台某总降变电所有一
31、台35/10.5kV35/10.5kV、2500kVA2500kVA、Yd11Yd11联结组变压器一台。已知变压器联结组变压器一台。已知变压器10kV10kV母线的母线的最大三相短路电流最大三相短路电流1.4kA1.4kA，最小三相短路电流，最小三相短路电流1.3kA1.3kA，35kV35kV母线的最小三相短路电流母线的最小三相短路电流1.25kA1.25kA，保，保护采用两相两继电器接线，电流互感器变比为护采用两相两继电器接线，电流互感器变比为100/5A100/5A，变电所，变电所10 kV10 kV出线过电流保护动作时间出线过电流保护动作时间1s1s，试整定变压器的电流保护。，试整定变
32、压器的电流保护。解：因无过负荷可能，变压器装设定时限过电流保护和电解：因无过负荷可能，变压器装设定时限过电流保护和电流速断保护，保护采用两相两继电器接线。流速断保护，保护采用两相两继电器接线。1 1定时限过电流保护定时限过电流保护 （1 1）动作电流整定）动作电流整定 选选DL-11/10DL-11/10电流继电器，线圈并联，动作电流整定电流继电器，线圈并联，动作电流整定I Iop.KA(oc)op.KA(oc)=6A=6A 保护一次侧动作电流保护一次侧动作电流 （2 2）动作时间整定）动作时间整定 （3 3）灵敏度校验）灵敏度校验1.5 1.5 2 2电流速断保护电流速断保护 （1 1）动作
33、电流整定）动作电流整定 选选DL-11/50DL-11/50电流继电器，线圈串联，动作电流整定电流继电器，线圈串联，动作电流整定I Iop.KA(qb)op.KA(qb)=25A=25A 保护一次侧动作电流保护一次侧动作电流 （2 2）灵敏度校验）灵敏度校验 2.0 2.0 变压器电流保护灵敏度满足要求变压器电流保护灵敏度满足要求.四、变压器的气体保护四、变压器的气体保护气体保护是保护油浸式电力变压器内部故障的气体保护是保护油浸式电力变压器内部故障的一种主要保护装置。按一种主要保护装置。按GB50062-92规定，规定，800kVA及以上的油浸式变压器和及以上的油浸式变压器和400kVA及以上
34、的车间内及以上的车间内油浸式变压器均应装气体保护。油浸式变压器均应装气体保护。1气体继电器的结构和工作原理气体继电器的结构和工作原理 FJ3-80 FJ3-80型开口杯挡板式气体继电器的结构示意图。型开口杯挡板式气体继电器的结构示意图。1盖盖2容器容器3上油杯上油杯4、8永久磁铁永久磁铁5、6上触头上触头7下油杯下油杯9、10下触头下触头11支架支架12、15平衡锤平衡锤13、16转轴转轴14挡板挡板17放气阀放气阀18接线盒接线盒 2气体保护的接线气体保护的接线3气体保护的安装和运行气体保护的安装和运行气体性气体性质质故障原因故障原因处处理要求理要求无色、无臭、无色、无臭、不可燃不可燃变压变
35、压器含有器含有空气空气允允许继续许继续运运行行灰白色、有灰白色、有剧剧臭、可燃臭、可燃纸质绝缘纸质绝缘物物烧烧毁毁应应立即停立即停电电检检修修黄色、黄色、难难燃燃木木质绝缘质绝缘部部分分烧烧毁毁应应停停电检电检修修深灰色或黑深灰色或黑色、易燃色、易燃油内油内闪络闪络、油油质质炭化炭化分析油分析油样样，必要必要时时停停电电检检修修五、变压器的差动保护五、变压器的差动保护GB规定规定10000kVA及以上的单独运行变压器和及以上的单独运行变压器和6300kVA及以上的并列运行变压器，及以上的并列运行变压器，应装应装设设差差动保护；动保护；6300kVA及以下单独运行的重要变压及以下单独运行的重要变
36、压器，也器，也可装设可装设差动保护。当电流速断保护灵差动保护。当电流速断保护灵敏度不符合要求时，敏度不符合要求时，宜装设宜装设差动保护差动保护1 1差动保护的工作原理差动保护的工作原理2变压器差动保护中不平衡电流产生的原因和减小措施变压器差动保护中不平衡电流产生的原因和减小措施（1）变压器联结组引起的不平衡电流）变压器联结组引起的不平衡电流将变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，将变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，变压器三角形接线侧的电流互感器接成星形接变压器三角形接线侧的电流互感器接成星形接线，线，这样变这样变压器两侧电流互感器的二次侧电流相位相同，消除了由变压器两侧电流互感
37、器的二次侧电流相位相同，消除了由变压器联结组引起的不平衡电流。压器联结组引起的不平衡电流。（2 2）电流互感器变比引起的不平衡电流）电流互感器变比引起的不平衡电流利用差动继电器中的平衡线圈或自耦电流互感器消除利用差动继电器中的平衡线圈或自耦电流互感器消除由电流互感器变比引起的不平衡电流。由电流互感器变比引起的不平衡电流。（3）变压器励磁涌流引起的不平衡电流）变压器励磁涌流引起的不平衡电流利用速饱和电流互感器或差动继电器的速饱和铁心利用速饱和电流互感器或差动继电器的速饱和铁心减小励磁涌流引起的不平衡电流。减小励磁涌流引起的不平衡电流。3 3变压器的差动保护方式变压器的差动保护方式主要问题是采取各
38、种有效措施消除不平衡电流的影响主要问题是采取各种有效措施消除不平衡电流的影响（1）带短路线圈的）带短路线圈的BCH-2型差动继电器；型差动继电器；（2）带磁制动特性的）带磁制动特性的BCH-1型差动继电器；型差动继电器；（3）多侧磁制动特性的）多侧磁制动特性的BCH-4型差动继电器；型差动继电器；（4）鉴别涌流间断角的差动继电器；）鉴别涌流间断角的差动继电器；（5）二次谐波制动的差动继电器。）二次谐波制动的差动继电器。几种构成差动保护的继电器几种构成差动保护的继电器4 4.BCH-2型变压器差动保护型变压器差动保护（1）BCH-2型差动继电器型差动继电器BCH-2型差动继电器，由一个带短路线圈
39、的速饱和变压型差动继电器，由一个带短路线圈的速饱和变压器和一个执行元件器和一个执行元件DL-11/0.2电流继电器组成，如图所示。电流继电器组成，如图所示。（2）BCH-2型变压器差动保护接线型变压器差动保护接线(3)BCH-2型变压器差动保护的整定型变压器差动保护的整定按平均电压及变压器最大容量计算变压器各侧额定电按平均电压及变压器最大容量计算变压器各侧额定电流流INT，按，按KW、INT选择各侧电流互感器一次额定电流。选择各侧电流互感器一次额定电流。按下式计算出电流互感器二次回路额定电流按下式计算出电流互感器二次回路额定电流IN2：式中，式中，KW为三相对称情况下电流互感器为三相对称情况下
40、电流互感器的接线系数，星型接线时为的接线系数，星型接线时为1，三角形接，三角形接线时为线时为；Ki为电流互感器的变比。为电流互感器的变比。差动保护基本侧的一次侧动作电流整定差动保护基本侧的一次侧动作电流整定a）躲过变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时的）躲过变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时的励磁涌流励磁涌流b）躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流）躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流c）电流互感器二次回路断线时不应误动作，即躲过变压）电流互感器二次回路断线时不应误动作，即躲过变压器正常运行时的最大负荷电流器正常运行时的最大负荷电流继电器差动线圈匝数的确定继电器差动线圈匝数的确定a三
41、绕组变压器：基本侧直接接差动线圈，其余两侧接三绕组变压器：基本侧直接接差动线圈，其余两侧接相应的平衡线圈。基本侧继电器的动作电流为相应的平衡线圈。基本侧继电器的动作电流为基本侧继电器差动线圈计算匝数基本侧继电器差动线圈计算匝数d.c为为式中，式中，AW0为继电器动作安匝，无实测值时可为继电器动作安匝，无实测值时可采用额定值采用额定值AW0=60安匝。安匝。按继电器线圈实有按继电器线圈实有抽头选择较小而相近的匝数作为差动线圈的抽头选择较小而相近的匝数作为差动线圈的整定匝数整定匝数WOP。根据根据WOP再计算基本侧实际的继电器动作电流再计算基本侧实际的继电器动作电流b双绕组变压器：两侧电流互感器分
42、别接于继电器的两双绕组变压器：两侧电流互感器分别接于继电器的两个平衡线圈上。确定基本侧的继电器动作电流及线圈匝数个平衡线圈上。确定基本侧的继电器动作电流及线圈匝数的计算与三绕组变压器方法相同。的计算与三绕组变压器方法相同。依继电器线圈实有抽头，依继电器线圈实有抽头，选用差动线圈的匝数选用差动线圈的匝数Wd和一组平衡线圈匝数和一组平衡线圈匝数Weq1之和，之和，较差动线圈计算匝数较差动线圈计算匝数Wdc小而近似的数值。基本侧的整定小而近似的数值。基本侧的整定匝数匝数Wd.op为为非基本侧平衡线圈匝数的确定非基本侧平衡线圈匝数的确定a a双绕组变压器平衡线圈的计算匝数双绕组变压器平衡线圈的计算匝数
43、式中，式中，为接有平衡线圈为接有平衡线圈、的电流互感器二次的电流互感器二次侧侧额定电流。额定电流。三绕组变压器平衡线圈计算匝数分别为三绕组变压器平衡线圈计算匝数分别为式中，式中，IN2为基本侧电流互感器二次额定电流。为基本侧电流互感器二次额定电流。计算计算式中，式中，为平衡线圈计算匝数；为平衡线圈计算匝数；为平衡线圈整定匝为平衡线圈整定匝数；数；为差动线圈整定匝数。为差动线圈整定匝数。若若时，则需将其代入上式重新计算动作电流。时，则需将其代入上式重新计算动作电流。短路线圈抽头的确定短路线圈抽头的确定 短路线圈有短路线圈有4 4组抽头可供选择，短路线圈的匝数越多，组抽头可供选择，短路线圈的匝数越
44、多，躲过励磁涌流的性能越好，但继电器的动作时间越长。躲过励磁涌流的性能越好，但继电器的动作时间越长。因因此所选抽头匝数是否合适，应在保护装置投入运行时，通此所选抽头匝数是否合适，应在保护装置投入运行时，通过变压器空载试验确定。过变压器空载试验确定。灵敏系数校验灵敏系数校验 式中，式中，IIK、IIIK、IIIIK为变压器出口处最小短路时为变压器出口处最小短路时、侧侧流进继电器线圈的电流；流进继电器线圈的电流；W WIWIW、W WIIWIIW、W WIIIWIIIW为为、侧电流在继侧电流在继电器的实际工作匝数（工作匝数为各侧平衡线圈匝数与差动匝数之电器的实际工作匝数（工作匝数为各侧平衡线圈匝数
45、与差动匝数之和）。和）。简化公式：简化公式：式中，式中，IKD为最小故障时流入继电器的总电流；为最小故障时流入继电器的总电流；IOP.KD为继电器的整定为继电器的整定电流。电流。双绕组变压器灵敏度计算与上述相同，只是第三侧数字为零。双绕组变压器灵敏度计算与上述相同，只是第三侧数字为零。例例5 5 试整定双绕组变压器的试整定双绕组变压器的BCH-2BCH-2型差动保护。已知变压器型差动保护。已知变压器技术参数：技术参数：15MVA,15MVA,35352 22.5%/10.5kV,yd11,U2.5%/10.5kV,yd11,Uk k%=7.5%=7.5；变压器变压器35 kV35 kV母线三相
46、短路电流母线三相短路电流 母线三相短路母线三相短路 归算到归算到35KV35KV的短路电的短路电流流 ，10kV10kV侧最大负荷电流侧最大负荷电流为为780A780A。解：解：1.1.计算变压器额定电流、选出电流互感器变比、求出电计算变压器额定电流、选出电流互感器变比、求出电流互感器二次回路额定电流，计算结果如表所示。流互感器二次回路额定电流，计算结果如表所示。表表:变压器额定电流、电流互感器变比、电流互感器二次回变压器额定电流、电流互感器变比、电流互感器二次回路额定电流路额定电流 由表可见，由表可见，10kV10kV侧电流互感器二次回路额定电流较侧电流互感器二次回路额定电流较35kV35k
47、V侧侧大，因此，以大，因此，以10kV10kV侧为基本侧。侧为基本侧。名称名称 各侧数值各侧数值 35kV 35kV 10kV 10kV 变压器额定电流变压器额定电流（A A）变压器绕组接线方式变压器绕组接线方式 yd电流互感器接线方式电流互感器接线方式 YD电流互感器计算变比电流互感器计算变比 选用电流互感器变比选用电流互感器变比 电流互感器二次回路电流互感器二次回路额定电流额定电流 2.2.计算差动保护计算差动保护10kV10kV侧的一次侧动作电流侧的一次侧动作电流 （1 1）按躲过励磁涌流）按躲过励磁涌流 （2 2）按躲过外部最大不平衡电流）按躲过外部最大不平衡电流 （3 3）按躲过电流
48、互感器二次回路断线）按躲过电流互感器二次回路断线 因此，应躲过外部最大不平衡电流选择因此，应躲过外部最大不平衡电流选择10KV10KV侧一次侧动作侧一次侧动作电流为电流为1466A1466A。3.3.确定线圈接法和匝数确定线圈接法和匝数 35kV35kV和和10KV10KV侧电流互感器分别接平衡线圈侧电流互感器分别接平衡线圈W WeqIeqI，W WeqIIeqII 基本侧（基本侧（10KV10KV侧）继电器动作电流为侧）继电器动作电流为 基本侧差动线圈计算匝数为基本侧差动线圈计算匝数为 其中取差动线圈匝数其中取差动线圈匝数W Wd d6 6匝匝,平衡绕组线圈匝数平衡绕组线圈匝数W WeqIe
49、qI 2 2匝。匝。选择平衡绕组选择平衡绕组线圈匝数线圈匝数W WeqIIeqII为为3 3匝。匝。5.5.计算由实际匝数与计算匝数不等产生的相对误差计算由实际匝数与计算匝数不等产生的相对误差 所以，不需要重新计算动作电流。所以，不需要重新计算动作电流。6.6.初步确定短路线圈的抽头：选用初步确定短路线圈的抽头：选用C C1 1-C-C2 2抽头。抽头。4.4.确定确定35KV35KV侧平衡线圈侧平衡线圈的匝数的匝数 7.7.灵敏度校验灵敏度校验 按按10kV10kV侧最小两相短路电流校验，侧最小两相短路电流校验，35kV35kV侧继电器通侧继电器通过的电流为过的电流为 校验结果，灵敏度满足要
50、求。校验结果，灵敏度满足要求。7.4其它电力设备的继电保护其它电力设备的继电保护回顾变电所的一次主回路回顾变电所的一次主回路母线母线电容器电容器高压电动机高压电动机一、母线的继电保护一、母线的继电保护变电所中变电所中610kV单母线一般不装设专用的单母线一般不装设专用的母线保护母线保护对于出线较多、负荷性质又较重要的单母对于出线较多、负荷性质又较重要的单母线分段母线，装设电流速断保护及过电流线分段母线，装设电流速断保护及过电流保护，整定计算见表保护，整定计算见表7-6二、电容器的继电保护二、电容器的继电保护对于低压电容器和容量小于对于低压电容器和容量小于400KVA的高压的高压电容器，可装设熔