供配电系统的继电保护与自动装置知识讲座.pptx

供配电系统的继电保护与自动装置供配电系统的继电保护与自动装置第一节 保护装置的任务和要求第二节 过电流保护第三节 单相接地保护第四节 电动机和电容器保护第五节 电力变压器保护第六节 自动重合闸装置第七节 备用电源自动投入装置第八节 微机保护与变电站综合自动化第一节 保护装置的任务和要求（1）发生故障时：）发生故障时：能能自自动动、迅迅速速、有有选选择择地地将将故故障障元元件件从从电电力力系系统统切切除除。防防止止故故障障元元件继续遭受破坏，保证该系统中非故障元件迅速恢复正常运行。件继续遭受破坏，保证该系统中非故障元件迅速恢复正常运行。（2）出现不正常运行状态时：）出现不正常运行状态时：能能根根据据运运行行维维护护的的具具体体条条件件和和设设备备的的承承受受能能力力，发发出出信信号号、减减负负荷荷或延时跳闸。或延时跳闸。一、继电保护装置的任务一、继电保护装置的任务二、对继电保护的基本要求二、对继电保护的基本要求二、对继电保护的基本要求二、对继电保护的基本要求1.选择性：选择性：离故障元件最近的保护装置动作，而供电系统的其它部离故障元件最近的保护装置动作，而供电系统的其它部分仍然正常运行。分仍然正常运行。图图71单侧电源网络中，保护选择性动作说明单侧电源网络中，保护选择性动作说明 如如k2k2点短路故障时，应由距短路点最近的保护点短路故障时，应由距短路点最近的保护6 6动作使断路器动作使断路器QF6QF6跳闸切除故障。如果保护跳闸切除故障。如果保护6 6或断路器或断路器QF6QF6拒动，则应由保护拒动，则应由保护5 5动动作使断路器作使断路器QF5QF5跳闸切除故障跳闸切除故障。满满足足四四性性：1.选选 择择 性性、2.速速 动动 性性、3.可可 靠靠 性性、4.灵灵 敏敏 性性2.2.速动性：应尽快地动作，切除故障元件。速动性：应尽快地动作，切除故障元件。3.3.可靠性可靠性:不应拒动；也不应误动。不应拒动；也不应误动。4.灵敏性灵敏性:表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力的一个参数。用灵敏系数表示力的一个参数。用灵敏系数表示反应故障参数增大而动作的保护：反应故障参数增大而动作的保护：反应故障参数降低而动作的保护反应故障参数降低而动作的保护：例如过电流保护保护例如过电流保护保护：在在GB50062-92 GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范电力装置的继电保护和自动装置设计规范中，对继电保护中，对继电保护装置的灵敏度都有一个最小值的规定。装置的灵敏度都有一个最小值的规定。继电保护的基本要求继电保护的基本要求继电保护的基本要求继电保护的基本要求保护装置的任务类型1.主保护主保护反应被保护元件自身故障并以尽可能短的时限切除被保护区域内故障。2.后备保护后备保护应在主保护或断路器拒绝动作时切除故障。后备保护可分为远后备和近后备两种形式：远后备远后备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。近后备近后备对每个被保护设备（或元件）上装设分别起主保护和后备保护作用的独立的两套保护，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。3.辅助保护辅助保护为了补充主保护某种保护性能的不足（如方向元件的死区）或加速切除某部分故障而装设的简单保护，例如无时限电流速断。三、继电保护装置的基本原理三、继电保护装置的基本原理利用故障前后某些突变的物理量的变化，当突变量达到一定值时，利用故障前后某些突变的物理量的变化，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号（见启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号（见原理框原理框图图）。）。继电保护装置继电保护装置的的原理框图原理框图电流或电压电流或电压报警或跳闸报警或跳闸三、继电保护装置的基本原理三、继电保护装置的基本原理n利用故障前后某些突变的物理量的变化，当突变量达到一定值时，利用故障前后某些突变的物理量的变化，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号（见启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号（见原理框图原理框图）。）。I.利用电流的增加，可构成电流速断、过电流等保护；利用电流的增加，可构成电流速断、过电流等保护；II.利用电网电压改变，可构成低电压或过电压保护。利用电网电压改变，可构成低电压或过电压保护。III.根据故障前后非电气量的变化构成保护，如变压器的瓦斯保护和过根据故障前后非电气量的变化构成保护，如变压器的瓦斯保护和过温保护。温保护。IV.利用阻抗降低，可构成距离保护等。利用阻抗降低，可构成距离保护等。UIZ第二节第二节 过电流保护过电流保护 保护继电器分类保护继电器分类:机电型机电型(有有电磁式电磁式、感应式感应式）电子型电子型（又称静态继电器）（又称静态继电器）微机型微机型（又称数字式保护继电器）（又称数字式保护继电器）按组成元件按组成元件 继继电电器器是是一一种种在在其其输输入入的的物物理理量量（电电量量或或非非电电量量）达达到到规规定定值值时时，其电气输出电路被接通（导通）或分断（关断）的自动电器。其电气输出电路被接通（导通）或分断（关断）的自动电器。测量继电器：测量继电器：（主）（主）有或无继电器：有或无继电器：（辅助辅助）按功能按功能作为起动元件，如电流继电器、电压继电器、作为起动元件，如电流继电器、电压继电器、气体继电器气体继电器、温度继电器等。、温度继电器等。实现特定逻辑功能，如时间继电器、信号实现特定逻辑功能，如时间继电器、信号继电器、中间继电器等。继电器、中间继电器等。一、常用保护继电器一、常用保护继电器 1 1电磁式电流继电器电磁式电流继电器电磁式电流继电器电磁式电流继电器文字符号：文字符号：KA图形符号：图形符号：测量线圈测量线圈动作动作触点触点常开常开触点触点常闭常闭触点触点电磁式电流继电器实物图片电磁式电流继电器实物图片电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁动静触点动静触点1电磁式电流继电器电磁式电流继电器KA线圈线圈KA常开触点常开触点KA常闭触点常闭触点图图73 DL10系列电磁式电流继电器的内部结构系列电磁式电流继电器的内部结构1-线圈；2-电磁铁；3-钢舌片；4-静触点；5-动触点；6-启动电流调节螺杆；7-标度盘；（铭牌）；8-轴承；9-反作用弹簧；10-轴归总图符号归总图符号KA续上页续上页 动动作作电电流流Iop线线圈圈中中的的使使继继电电器器动动作作的的最最小小电流。电流。返回电流返回电流Ire线圈线圈中的使继电器由动作状态中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电返回到起始位置的最大电流。流。电磁式电流继电器电磁式电流继电器动作特性动作特性 返回系数：返回系数：GL型一般取型一般取0.8 越接近于越接近于1，说明继电器越灵敏。，说明继电器越灵敏。图图74 DL10系列电磁式电流继电器系列电磁式电流继电器（a）DL11型；（b）DL12型；（c）DL13型；（d）集中表示的图形；（e）分开表示的图形A12动断（常闭）触点；A34动合（常开）触点 动作电流的调整：（1）改变线圈的连接方式：串联时，流入继电器的电流与通过线圈的电流相等；并联时，通入线圈电流是流入继电器电流的1/2，此时，刻度盘的数值应该乘以2。（2）通过调整把手改变弹簧的反作用力矩。电磁型电压继电器电磁型电压继电器I.电磁型电压继电器的基本结构与DL10相同，当在线圈上加电压时，即在线圈上产生电流：Ir=Ur/Z,即Ur=IrZ。II.电压继电器分为低电压继电器和过电压继电器两种：过电压继电器，其动作电压、返回电压和返回系数的概念和过电流继电器相似。低电压继电器，是一种欠量继电器。DJ122是典型的低电压继电器，它具有一对常闭触点,正常情况下,继电器加的是电网的工作电压（电压互感器二次电压）,触点断开。当电压降低到“动作电压”时,继电器动作,触点闭合。使继电器动作的最大电压称为继电器的动作电压,当电压再继续增高时,使继电器触点重新打开的最小电压称为继电器的返回电压。其返回系数大于1，一般为1.25。2.电磁式时间继电器电磁式时间继电器 用用电电磁磁式式电电流流继继电电器器KA构构成成保保护护装装置置时时，还还要要用用到到电电磁磁式式时时间间继继电电器器KT、信号继电器、信号继电器KS以及中间继电器以及中间继电器KM作为辅助继电器。作为辅助继电器。电磁式电流继电器的电流时间特性曲线电磁式电流继电器的电流时间特性曲线具有具有“定时限特性定时限特性”。由时间继电器由时间继电器KT预先整定预先整定动作电流由电流继电器动作电流由电流继电器KA预先整定预先整定图75电磁型时间继电器内部结构图图7 75 5电磁型时间继电器内部结构电磁型时间继电器内部结构1 1线圈；线圈；2 2电磁铁；电磁铁；3 3衔铁；衔铁；4 4返回弹簧；返回弹簧；5 5扎头；扎头；6 6可瞬动触点；可瞬动触点；7 7、8 8固定瞬时动断、动合触点；固定瞬时动断、动合触点；9 9曲柄杠杆；曲柄杠杆；1010时钟机构；时钟机构；1111动触点；动触点；1212静触点；静触点；1313刻度盘刻度盘 图76 时间继电器的图形符号（a）时间继电器的缓吸线圈及延时闭合触点；（b）时间继电器的缓放线圈及延时断开触点KT3.电磁式信号继电器图77 DX11型信号继电器结构图1电磁铁；2线圈；3衔铁；4动触点；5静触点；6弹簧；7信号牌显示窗口；8复归旋钮；9信号牌图78 DX11型信号继电器的图形符号KS电磁式信号继电器实物图片电磁式信号继电器实物图片3.电磁式信号继电器电磁式信号继电器电磁式中间继电器实物图片电磁式中间继电器实物图片文字符号：文字符号：KM图形符号：图形符号：测量线圈测量线圈动作动作触点触点常开常开触点触点常闭常闭触点触点电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁动静触点动静触点4.电磁式中间继电器电磁式中间继电器4.电磁式中间继电器 1.特点：触点容量大，可直接作用于断路器跳闸；触点数目多,可实现时间继电器难以实现的延时。2.结构：吸引衔铁式。3.文字符号：KM。图79中间继电器的图形符号 感应式电流继电器实物图片感应式电流继电器实物图片电磁线圈电磁线圈及电磁铁及电磁铁感应元件感应元件电磁元件电磁元件KA先合后断转换触点先合后断转换触点转换触点转换触点动作指示动作指示5.5.感应式电流继电器感应式电流继电器5.5.感应式电流继电器感应式电流继电器图图7 710 GL10 GL1010、2020系列感应式电流继电器的内部结构系列感应式电流继电器的内部结构1.1.线圈；线圈；2.2.电磁铁；电磁铁；3.3.短路环；短路环；4.4.铝盘；铝盘；5.5.钢片；钢片；6.6.铝框架；铝框架；7.7.调节弹簧；调节弹簧；8.8.制动永久磁铁；制动永久磁铁；9.9.扇形齿轮；扇形齿轮；10.10.蜗杆；蜗杆；11.11.扁杆；扁杆；12.12.继电器触点；继电器触点；13.13.时限调节螺杆；时限调节螺杆；14.14.速断电流调节螺钉；速断电流调节螺钉；15.15.衔铁；衔铁；16.16.动作电流调节插销动作电流调节插销 感应式电流继电器的受力分析感应式电流继电器的受力分析永久磁铁铁心与电磁线圈制动磁通、制动转矩M2主动磁通1、2、主动转矩M1感应式电流继电器 的工作原理作用于铝盘上电磁的转矩：作用于铝盘上电磁的转矩：永久磁铁制动力矩：永久磁铁制动力矩：两个转矩达到平衡时铝盘将匀速旋转。此时：两个转矩达到平衡时铝盘将匀速旋转。此时：蜗杆上升到顶部蜗杆上升到顶部使触点使触点12动作扇动作扇形齿轮的行程：形齿轮的行程：即即上式表明，继电器的动作时间与加入继电器的电流的平方成反比，上式表明，继电器的动作时间与加入继电器的电流的平方成反比，即所谓继电器的即所谓继电器的“反时限特性反时限特性”。感应式电流继电器感应式电流继电器的电流时间特性曲线的电流时间特性曲线 电电磁磁元元件件的的作作用用使使感感应应式式继继电电器器兼兼有有“电电流流速速断断特特性性”，如如图图所示所示bb/d曲线。曲线。速速断断电电流流Iqb是是指指继继电电器器线线圈圈中中的的使使电电流流速速断元件动作的最小电流。断元件动作的最小电流。速速断断电电流流Iqb与与感感应应元元件件的的动动作作电电流流Iop之之比比称速断电流倍数称速断电流倍数nqb。感应式电流继电器的电流时间特性曲线感应式电流继电器的电流时间特性曲线具有具有“反时限特性反时限特性”，如下图所示曲线如下图所示曲线 abc，这一特性是其感应元件所产生的。，这一特性是其感应元件所产生的。反时限特性反时限特性速断特性速断特性图711感应式电流继电器的动作特性曲线t动作时间；n动作电流倍数；abc感应元件的反时限特性；bbd电磁元件的速断特性n图712感应式电流继电器的图形符号 二、保护装置的二、保护装置的操作方式与操作方式与接线方式接线方式指电流继电器与电流互感器之间的连接方式。为了表述继电器电流与电流互感器二次电流的关系，引入结线系结线系数数：、大中型变配电所的继电保护装置一般采用直流操作电源、小型变配电所的继电保护装置一般采用交流操作电源要求继电器触头的分断能力足够大，而且先合后断、保护装置的操作方式：、保护装置的操作方式：、保护装置的接线方式、保护装置的接线方式、保护装置的接线方式（续）、保护装置的接线方式（续）1、三相三继电器完全星形接线方式、三相三继电器完全星形接线方式 接线系数接线系数KW：、保护装置的接线方式（续）、保护装置的接线方式（续）2.两相两继电器不完全星形接线方式两相两继电器不完全星形接线方式 接线系数接线系数KW：2.两相两继电器不完全星形接线方式两相两继电器不完全星形接线方式(续续)在635kV小电流接地系统中得到了广泛的应用 图715不同地点两点接地时工作分析 结论：同一母线的各条出线的保护均装于相同的两相上。结论：同一母线的各条出线的保护均装于相同的两相上。结论：同一母线的各条出线的保护均装于相同的两相上。结论：同一母线的各条出线的保护均装于相同的两相上。2.两相两继电器不完全星形接线方式两相两继电器不完全星形接线方式(续续)图716两互感器三继电器不完全星形接线 两相不完全星形接线,用于Y,d11接线变压器（设保护装在Y侧）,在变压器的d侧发生两相短路时（如ab两相短路）,反应到Y侧,故障相的B相电流最大,是其他任何一相电流的两倍。但B相没装电流互感器,不能反映该相的电流,其灵敏系数是采用三相完全星形接线保护的一半。为克服这一缺点,可采用两互感器三继电器式接线,如图716所示。第三个继电器接在中性线上,流过的是A、C两相电流互感器二次电流的和,等于B相电流的二次值,从而可将保护的灵敏系数提高一倍,与采用三相完全星形接线相同。3.两相一继电器电流差接线3.两相一继电器电流差接线（续）图718两相一继电器式接线不同相间短路的相量分析（a）三相短路；（b）A、C两相短路；（c）A、B两相短路；（d）B、C两相短路三、相间短路的过电流保护（一）定时限过电流保护（一）定时限过电流保护（1）保护装置的原理）保护装置的原理图719定时限过电流保护的原理电路图（a）归总式原理接线图；（b）展开图式原理接线图QF断路器；KT时间继电器（DS型）；KS信号继电器（DX型）；KM中间继电器（DZ型）；YT跳闸线圈 K(AB)带时限过电流保护分为：定时限过电流保护定时限过电流保护反时限过电流保护反时限过电流保护续上页续上页（1）保护装置的原理（续）保护装置的原理（续）-介绍另一种图纸介绍另一种图纸续上页续上页电流型信号继电器电流型信号继电器图中忽略图中忽略了断路器了断路器的合闸回的合闸回路及信号路及信号回路。回路。图图720（a）单电源网络）单电源网络（b）时限特性）时限特性（2）保护的定时限特性及阶梯形时限配合）保护的定时限特性及阶梯形时限配合（3）定时限过电流保护动作电流整定计算 1）躲过被保护线路的最大负荷电流，即 定时限过电流保护的动作电流一般按以下原则确定：定时限过电流保护的动作电流一般按以下原则确定：2）保护装置的返回电流应大于外部短路故障切除后流过保护装置的最大自起动电流。即 DL型继电器取1.2GL型继电器取1.3（4）定时限过电流保护的灵敏度校验）定时限过电流保护的灵敏度校验作为主保护时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的作为主保护时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的作为主保护时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的作为主保护时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的短路电流；短路电流；短路电流；短路电流；作为相邻线路的后备保护时，应采用在最小运行方式下相邻作为相邻线路的后备保护时，应采用在最小运行方式下相邻作为相邻线路的后备保护时，应采用在最小运行方式下相邻作为相邻线路的后备保护时，应采用在最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的短路电流。线路末端两相短路时的短路电流。线路末端两相短路时的短路电流。线路末端两相短路时的短路电流。（1）保护装置的原理）保护装置的原理 一般仅由感应式电流继电器组成，利用其感应元件来实现反时限过电流保护。（二）反时限过电流保护（二）反时限过电流保护（二）反时限过电流保护（二）反时限过电流保护（1）保护装置的原理（续）保护装置的原理（续）图图721反时限过电流保护原理电路图反时限过电流保护原理电路图（a）归总式原理接线图；）归总式原理接线图；（b）展开图式原理接线图）展开图式原理接线图QF断路器；断路器；TA电流互感器；电流互感器；KA电流继电器（电流继电器（GL15、25型）；型）；YT跳闸线圈跳闸线圈（2）反时限过电流保护的时限配合）反时限过电流保护的时限配合图图722反时限过电流保护的时限整定说明反时限过电流保护的时限整定说明 配合点应选在配合点应选在L2的始端的始端k点点 图图723反时限过电流保护的动作时间整定反时限过电流保护的动作时间整定(3)、反时限过电流保护的动作电流整定：、反时限过电流保护的动作电流整定：（参数含义同定时限过电流保护）（参数含义同定时限过电流保护）（4）、反时限过电流保护的灵敏度校验：）、反时限过电流保护的灵敏度校验：（参数含义同定时限过电流保护）（参数含义同定时限过电流保护）定时限过电流保护定时限过电流保护定时限过电流保护定时限过电流保护与与与与反时限过电流保护反时限过电流保护反时限过电流保护反时限过电流保护的比较的比较的比较的比较保护保护类型类型优优 点点缺缺 点点定时限过电流定时限过电流动作时间比较精确，整定简动作时间比较精确，整定简便，不会出现因短路电流小便，不会出现因短路电流小动作时间长而延长了故障时动作时间长而延长了故障时间的问题。间的问题。所所需需继继电电器器多多，接接线线复复杂杂，对操作电源的可靠性要求高。对操作电源的可靠性要求高。反时限过电流保护反时限过电流保护继电器数量大为减少，而且继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可同时实现电流速断保护，加之可采用交流操作，因此加之可采用交流操作，因此简单经济。简单经济。动动作作时时间间的的整整定定比比较较麻麻烦烦，而且误差较大。而且误差较大。（3）反时限过流保护与定时限过流保护比较）反时限过流保护与定时限过流保护比较 t t=0.5s=0.5s t t=0.7s=0.7s按按“阶梯原则阶梯原则”t1 t2+t动作时间的整定比较动作时间的整定比较（三）低电压闭锁过流保护（三）低电压闭锁过流保护1、设置理由：提高灵敏度设置理由：提高灵敏度2、原理电路：图原理电路：图724图图724具有低电压闭锁的过电流保护装置原理电路图具有低电压闭锁的过电流保护装置原理电路图KV1KV4电压继电器；电压继电器；KA1、KA2电流继电器；电流继电器；KT时间继电器；时间继电器；KS信号继电器；信号继电器；KM中间继电器；中间继电器；YT跳闸线圈跳闸线圈3 3、低电压闭锁过流保护的整定计算、低电压闭锁过流保护的整定计算 1 1）、动作电流的整定：）、动作电流的整定：）、动作电流的整定：）、动作电流的整定：2 2）、低电压继电器动作电压的整定：）、低电压继电器动作电压的整定：）、低电压继电器动作电压的整定：）、低电压继电器动作电压的整定：母线最低工作电压，取（0.850.95）可靠系数，可取1.2 返回系数，取1.25 电压互感器变比 线路额定电压 接线系数 计算电流 电流互感器变比可靠系数1.2或1.3 返回系数0.85或0.8 3 3）、）、）、）、低电压闭锁过流保护的灵敏度校验与无闭锁时完全相同低电压闭锁过流保护的灵敏度校验与无闭锁时完全相同比无闭锁时少乘以一个比无闭锁时少乘以一个Kast（四）相间短路的电流速断保护（四）相间短路的电流速断保护 国国标标规规定定，在在过过电电流流保保护护动动作作时时间间超超过过0.50.7s时时，还还应应装装设设瞬动的电流速断保护装置。瞬动的电流速断保护装置。1 1、电流速断保护的构成、电流速断保护的构成 过过电电流流保保护护为为定定时时限限时时，可可采采用用电电磁磁式式KA、KS、KM构构成成电电流流速速断断保保护护。续上页续上页图图图图7 72525定时限过电流保护和电流速断保护电路图定时限过电流保护和电流速断保护电路图定时限过电流保护和电流速断保护电路图定时限过电流保护和电流速断保护电路图 续上页续上页 对对于于过过电电流流保保护护采采用用反反时时限限感感应应电电流流继继电电器器时时，则则可可利利用用该该继电器的电磁元件（继电器的电磁元件（速断速断）来实现电流来实现电流速断保护。速断保护。续上页续上页2 2、速断电流的整定、速断电流的整定 依依靠靠动动作作电电流流（速速断断电电流流）的的特特殊殊整整定定来来实实现现前前后后两两级级保保护护的的选选择性配合。择性配合。速速断断电电流流Iqb应应躲躲过过它它所所保保护护的的线线路路末末端端的的三三相相短短路路电电流流 ，其其整定计算公式是：整定计算公式是：K1点最大三相短路电流续上页续上页 电电流流速速断断保保护护不不可可能能保保护护线线路路的的全全长长，存存在在保保护护“死区死区”。3 3、电流速断保护的、电流速断保护的“死区死区”问题问题 在在 “死死区区”内内，一一般般由由带带时时限限的的过过电电流流保保护护实现实现主主保护。保护。图图图图7 726 26 无时限电流速断保护动作特性分析无时限电流速断保护动作特性分析无时限电流速断保护动作特性分析无时限电流速断保护动作特性分析续上页续上页4 4、电流速断保护的灵敏度、电流速断保护的灵敏度 按按其其安安装装处处（即即线线路路首首端端）在在系系统统最最小小运运行行方方式式下下的的两两相相短短路路电流作为最小短路电流电流作为最小短路电流Ik.min来检验。来检验。对对于于较较短短的的10kV配配电电线线路路，则则上上级级线线路路速速断断保保护护的的灵灵敏敏度度往往往往不不够够，此此时时应应采采用用带带有有一一定定时时限限（0.5s）的的延延时时电电流流速速断断保保护护来来代代替替瞬时电流速断保护。瞬时电流速断保护。延延时时电电流流速速断断保保护护通通过过0.5s的的延延时时来来保保证证选选择择性性，因因而而其其动动作作电电流流只只要要按按大大于于下下级级瞬瞬时时电电流流速速断断保保护护动动作作电电流流的的1.1倍倍整整定定即即可可（其其值不大），因而能保护本级线路全长。值不大），因而能保护本级线路全长。第三节第三节第三节第三节 单相接地保护单相接地保护单相接地保护单相接地保护-中性点不接地系统中性点不接地系统中性点不接地系统中性点不接地系统图图图图7 727 27 中性点不接地系统单相接地中性点不接地系统单相接地中性点不接地系统单相接地中性点不接地系统单相接地（a a）电容电流的分布；（）电容电流的分布；（）电容电流的分布；（）电容电流的分布；（b b）电流电压相量图）电流电压相量图）电流电压相量图）电流电压相量图第三节第三节第三节第三节 单相接地保护单相接地保护单相接地保护单相接地保护一、中性点不接地系统单相接的地特点一、中性点不接地系统单相接的地特点一、中性点不接地系统单相接的地特点一、中性点不接地系统单相接的地特点 （1 1）发生单相金属性接地故障时，故障相对地电压为零，非故障）发生单相金属性接地故障时，故障相对地电压为零，非故障）发生单相金属性接地故障时，故障相对地电压为零，非故障）发生单相金属性接地故障时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压为电网的线电压。电网出现零序电压，其大小等于电网相对地电压为电网的线电压。电网出现零序电压，其大小等于电网相对地电压为电网的线电压。电网出现零序电压，其大小等于电网相对地电压为电网的线电压。电网出现零序电压，其大小等于电网正常的相电压。正常的相电压。正常的相电压。正常的相电压。（2 2）非故障线路的保护安装处通过的零序电流等于本身非故障相）非故障线路的保护安装处通过的零序电流等于本身非故障相）非故障线路的保护安装处通过的零序电流等于本身非故障相）非故障线路的保护安装处通过的零序电流等于本身非故障相对地电容电流之和，方向从母线流向线路，其相位超前于零序电压对地电容电流之和，方向从母线流向线路，其相位超前于零序电压对地电容电流之和，方向从母线流向线路，其相位超前于零序电压对地电容电流之和，方向从母线流向线路，其相位超前于零序电压9090。（3 3）故障线路保护通过的零序电流等于全部非故障线路充电电流）故障线路保护通过的零序电流等于全部非故障线路充电电流）故障线路保护通过的零序电流等于全部非故障线路充电电流）故障线路保护通过的零序电流等于全部非故障线路充电电流的总和，其方向从线路指向母线，相位落后于零序电压的总和，其方向从线路指向母线，相位落后于零序电压的总和，其方向从线路指向母线，相位落后于零序电压的总和，其方向从线路指向母线，相位落后于零序电压9090。（4 4）接地故障处电流的大小等于全部线路接地充电电流的总和，）接地故障处电流的大小等于全部线路接地充电电流的总和，）接地故障处电流的大小等于全部线路接地充电电流的总和，）接地故障处电流的大小等于全部线路接地充电电流的总和，其相位超前于零序电压其相位超前于零序电压其相位超前于零序电压其相位超前于零序电压9090。二、中性点不接地系统单相接地保护二、中性点不接地系统单相接地保护二、中性点不接地系统单相接地保护二、中性点不接地系统单相接地保护单相接地保护类型：单相接地保护类型：单相接地保护类型：单相接地保护类型：零序电压保护；零序电压保护；零序电流保护两种。零序电流保护两种。（一）（一）零序电压保护零序电压保护（绝缘监视装置绝缘监视装置）1.原理接线原理接线图图728 2.2.2.2.特点：零序电压保护简单经济，但没有选择性特点：零序电压保护简单经济，但没有选择性特点：零序电压保护简单经济，但没有选择性特点：零序电压保护简单经济，但没有选择性.根据电压表的指示，可根据电压表的指示，可根据电压表的指示，可根据电压表的指示，可以判定接地的相别。值班人员想判别出故障发生在哪一条线路上，就要依以判定接地的相别。值班人员想判别出故障发生在哪一条线路上，就要依以判定接地的相别。值班人员想判别出故障发生在哪一条线路上，就要依以判定接地的相别。值班人员想判别出故障发生在哪一条线路上，就要依次断开各条线路来寻找。次断开各条线路来寻找。次断开各条线路来寻找。次断开各条线路来寻找。电压继电器的动作电压继电器的动作 值应躲值应躲过正常运行时的不平衡电过正常运行时的不平衡电压，一般取：压，一般取：利利用用单单相相接接地地故故障障线线路路的的零零序序电电流流较较非非故故障障线线路路大大的的特特点点，实实现有选择性地跳闸或发出信号。现有选择性地跳闸或发出信号。a a 零序电流过滤器零序电流过滤器 1 1零序电流保护的基本原理零序电流保护的基本原理 对对架架空空线线路路采采用用图图a a的的零零序序电电流流过过滤滤器器，对对电电缆缆线线路路采采用用图图b b的的零序电流互感器。零序电流互感器。b b 零序电流互感器零序电流互感器（二）零序电流保护（二）零序电流保护（二）零序电流保护（二）零序电流保护KA（1）、动动动动作作作作电电电电流流流流Iop（E）应应该该躲躲过过在在其其它它线线路路上上发发生生单单相相接接地地时时在在本本线路上引起的电容电流线路上引起的电容电流IC，即，即（2 2）单单相相接接地地的的零零序序电电流流保保护护的的灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度，应应按按被被保保护护线线路路末末端端发发生生单单相相接接地地故故障障时时流流过过接接地地线线的的不不平平衡衡电流作为最小故障电流来检验电流作为最小故障电流来检验，即，即 2零序电流保护的整定零序电流保护的整定图图730零序电流互感器零序电流互感器（a）结构图；（）结构图；（b）接线图）接线图 UN网络系统的额定电压，kV；l1本网络系统架空线路的总长度，km；l2本网络系统电缆线路的总长度，km。第四节第四节 电动机和电容器保护电动机和电容器保护 一、电动机保护一、电动机保护（一）故障的特点及保护的配置（一）故障的特点及保护的配置 按规定：对电压为按规定：对电压为3kV及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障及异常运行及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：方式，应装设相应的保护装置：定子绕组相间短路定子绕组相间短路采用采用电流速断保护或纵联差动保护电流速断保护或纵联差动保护。定子绕组单相接地定子绕组单相接地采用采用过负荷保护。过负荷保护。定子绕组过负荷定子绕组过负荷采用采用过负荷保护。过负荷保护。定子绕组低电压定子绕组低电压采用采用低电压保护。低电压保护。同步电动机失步同步电动机失步采用采用失步保护。失步保护。同步电动机失磁同步电动机失磁采用采用失磁保护。失磁保护。同步电动机出现非同步冲击电流。同步电动机出现非同步冲击电流。（二）电动机的相间短路保护、单相接地和过负荷保护（二）电动机的相间短路保护、单相接地和过负荷保护（二）电动机的相间短路保护、单相接地和过负荷保护（二）电动机的相间短路保护、单相接地和过负荷保护 1、电动机的过负荷保护和电流速断保护、电动机的过负荷保护和电流速断保护图图731高压电动机的过负荷保护与瞬时电流速断保护的电路图高压电动机的过负荷保护与瞬时电流速断保护的电路图（a）两相差式接线；）两相差式接线；（b）两相式接线）两相式接线保护的动作电流整定.电流速断保护的动作电流：电流速断保护的动作电流：可靠系数，DL型取1.41.6，GL型取 1.82 电动机的最大起动电流 .过负荷保护的动作电流：过负荷保护的动作电流：可靠系数，对 GL型1.3 返回系数，一般为0.8 电动机的额定电流 2纵差动保护纵差动保护图图732高压电动机差动保护原理电路图高压电动机差动保护原理电路图2）保护的动作电流按躲过电动机）保护的动作电流按躲过电动机额定电流整定，即：额定电流整定，即：可靠系数，DL型取1.52；BCH2型取1.3 3）灵敏度校验：）灵敏度校验：电动机出口最小两相短路电流 1）、工作原理：）、工作原理：3单相接地保护单相接地保护 图图733高压电动机的单相接地保护高压电动机的单相接地保护KA电流继电器；电流继电器；KS信号继电器；信号继电器；M中间继电器；中间继电器；TAN零序电流互感器零序电流互感器 保护装置的动作电流保护装置的动作电流 可靠系数，取45 TAN的变比 电动机外部发生单相接地故障时，流经TAN的被保护电动机及电缆的最大接地电容电流 灵敏系数灵敏系数:整个电网的单相接地电容电流（三）电动机低压保护从略（三）电动机低压保护从略二、电力电容器保护二、电力电容器保护 电力电容器的主要故障形式是短路故障。电力电容器的主要故障形式是短路故障。对对于于低低压压并并联联电电容容器器和和容容量量不不超超过过450kvar的的高高压压并并联联电电容容器器，可装设熔断器作为相间短路保护。可装设熔断器作为相间短路保护。对对于于容容量量较较大大的的高高压压并并联联电电容容器器，则则需需采采用用高高压压断断路路器器控控制制，装设瞬时或短延时过电流保护作为相间短路保护。装设瞬时或短延时过电流保护作为相间短路保护。如如果果电电容容器器组组安安装装在在含含有有大大型型整整流流设设备备或或电电弧弧炉炉等等谐谐波波源源的的电电网上时，电容器组宜装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。网上时，电容器组宜装设过负荷保护，带时限动作于信号或跳闸。电电容容器器安安装装处处的的电电网网电电压压可可能能超超过过其其额额定定电电压压10时时，应应装装设设过过电电压压保保护护。过过电电压压保保护护装装置置可可发发出出报报警警信信号号，或或带带时时限限动动作作于于跳跳闸。闸。1、电容器组瞬时或短延时过电流保护、电容器组瞬时或短延时过电流保护 图图735并联电容器组瞬时过电流保护原理电路图并联电容器组瞬时过电流保护原理电路图（a）用熔断器保护；（）用熔断器保护；（b）采用）采用T11型脱扣器直动式保护；型脱扣器直动式保护；（c）采用电磁型继电器保护）采用电磁型继电器保护 动作电流取：动作电流取：动作电流取：动作电流取：灵敏度校验：灵敏度校验：灵敏度校验：灵敏度校验：电容器组馈线末端，两相最小短路电流值 2电容器组的过电压保护 过电压保护动作电压可按下式计算电压互感器二次额定电压，通常为100V 3电容器组单相接地保护电容器组的单相接地保护常按最小灵敏度大于1.5进行整定，故单相接地保护装置的动作电流可按下式计算 联接电容器电网的单相接地总的电容电流 第五节第五节 电力变压器保护电力变压器保护 变压器的常见故障与异常状态：变压器的常见故障与异常状态：油箱内的故障：绕组的相间短路、匝间短路、接地短路、铁芯烧损。油箱内的故障：绕组的相间短路、匝间短路、接地短路、铁芯烧损。油箱外的故障：绝缘套管和引出线上发生的相间短路与接地短路。油箱外的故障：绝缘套管和引出线上发生的相间短路与接地短路。异常状态：过负荷、温度过高、油箱的油面降低。异常状态：过负荷、温度过高、油箱的油面降低。1.1.变压器内部故障和引出线的相间短路变压器内部故障和引出线的相间短路设置设置电流速断保护或差动保护。电流速断保护或差动保护。电流速断保护或差动保护。电流速断保护或差动保护。2.变压器外部短路而引起的过电流变压器外部短路而引起的过电流设置设置带时限过电流保护。带时限过电流保护。带时限过电流保护。带时限过电流保护。3.变压器中性点直接接地侧的单相接地短路变压器中性点直接接地侧的单相接地短路设置设置单相接地保护。单相接地保护。单相接地保护。单相接地保护。4.过负荷而引起的过电流过负荷而引起的过电流设置设置过负荷保护。过负荷保护。过负荷保护。过负荷保护。5.油浸式变压器油箱内部故障和油面降低油浸式变压器油箱内部故障和油面降低设置设置瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护。6.变压器温度升高和油冷却系统的故障变压器温度升高和油冷却系统的故障设置设置温度信号。温度信号。温度信号。温度信号。一、保护配置一、保护配置 针对上述故障和异常状态针对上述故障和异常状态针对上述故障和异常状态针对上述故障和异常状态,电力变压器应装设以下相应的保护设置：电力变压器应装设以下相应的保护设置：电力变压器应装设以下相应的保护设置：电力变压器应装设以下相应的保护设置：二、电力变压器的瓦斯保护二、电力变压器的瓦斯保护 瓦瓦斯斯保保护护又又称称气气体体继继电电保保护护，是是保保护护油油浸浸式式电电力力变变压压器器内内部部故故障障的的一一种种基基本本的的保保护护装装置置。按按规规定定，800kVA及及以以上上的的一一般般油油浸浸式式变变压压器，均应装设瓦斯保护。器，均应装设瓦斯保护。可可以以反反应应变变压压器器油油箱箱内内部部是是否否发发生生轻轻微微故故障障、严严重重故故障障、油油箱箱漏漏油油等情况。等情况。规规范范还还规规定定容容量量在在1000kVA及及以以上上的的油油浸浸式式变变压压器器应应装装设设温温度度保护。保护。瓦瓦斯斯保保护护的的主主要要元元件件是是气气体体继继电电器器。它它有有两两个个触触点点：一一个个是是“轻轻瓦斯触点瓦斯