1、第7章工廠供配電系統的繼電保護第第7 7章章 工廠供配電系統的繼電保護工廠供配電系統的繼電保護 7.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 7.2 供電線路的繼電保護供電線路的繼電保護 7.3 電力變壓器的保護電力變壓器的保護 7.4 其他電力設備的繼電保護其他電力設備的繼電保護 7.5 自動重合閘及備用電源自動投入裝置自動重合閘及備用電源自動投入裝置 7.6 配電系統的微機保護配電系統的微機保護電力系統的運行分析電力系統的運行分析正常正常故障：短路故障：短路不正常：不正常： 過負荷（過流）、過溫、小電流接過負荷（過流）、過溫、小電流接地系統的單相接地；欠壓地系統的單相接地；欠壓相應的保護措

2、施相應的保護措施技術實現：繼電保護技術實現：繼電保護一、繼電保護的任務一、繼電保護的任務1自動、迅速、有選擇性地切除故障設備自動、迅速、有選擇性地切除故障設備2對不正常運行狀態發出預告信號對不正常運行狀態發出預告信號3與供配電系統的自動裝置配合，提高供與供配電系統的自動裝置配合，提高供配電系統的供電可靠性。配電系統的供電可靠性。7.1 繼電保護的基本知識繼電保護的基本知識 二、基本要求二、基本要求選擇性選擇性快速性快速性靈敏性靈敏性可靠性可靠性統籌兼顧，簡單經濟統籌兼顧，簡單經濟（一）選擇性（一）選擇性 當供配電系統發生短路故障時，繼電保當供配電系統發生短路故障時，繼電保護裝置動作，只切除故障

3、設備，使停電范圍護裝置動作，只切除故障設備，使停電范圍最小，保證系統中無故障部分仍正常工作。最小，保證系統中無故障部分仍正常工作。（二）快速性（二）快速性 發生故障時，繼電保護應該盡快地動作發生故障時，繼電保護應該盡快地動作切除故障，減小故障引起的損失，提高電切除故障，減小故障引起的損失，提高電力系統的穩定性。力系統的穩定性。 故障切除時間等于保護裝置動作時間和故障切除時間等于保護裝置動作時間和斷路器動作時間之和。斷路器動作時間之和。 一般的快速保護動作時間：一般的快速保護動作時間：0.06-0.12s 斷路器的動作時間：斷路器的動作時間：0.06-0.15s（三）（三） 靈敏性靈敏性 指繼電

4、保護在其保護范圍內，對發生故指繼電保護在其保護范圍內，對發生故障或不正常運行狀態的反應能力。障或不正常運行狀態的反應能力。 繼電保護的靈敏性通常用靈敏度繼電保護的靈敏性通常用靈敏度KS來衡量來衡量IsK k,minop1保護范圍內的最小短路電流保護裝置一次側動作電流I（四）可靠性（四）可靠性 繼電保護在其所規定的保護范圍內，發繼電保護在其所規定的保護范圍內，發生故障或不正常運行狀態，要準確動作，生故障或不正常運行狀態，要準確動作，不應該拒動作；發生任何保護不應該動作不應該拒動作；發生任何保護不應該動作的故障或不正常運行狀態，不應誤動作。的故障或不正常運行狀態，不應誤動作。 二、繼電保護的基本工

5、作原理二、繼電保護的基本工作原理 供配電系統發生故障時，會引起電流增大、電供配電系統發生故障時，會引起電流增大、電壓降低、電壓和電流間相位角改變等。壓降低、電壓和電流間相位角改變等。 工作原理基本相同，它主要由測量、邏輯和執工作原理基本相同，它主要由測量、邏輯和執行三部分組成，如圖行三部分組成，如圖7-2所示。所示。 過電流保護原理圖過電流保護原理圖三、常用繼電器三、常用繼電器 按工作原理：電磁式、按工作原理：電磁式、感應式、感應式、電動式、電子式電動式、電子式按輸入量：按輸入量：電壓、電流、時間、速度、壓力等電壓、電流、時間、速度、壓力等按用途：控制、保護按用途：控制、保護 電流繼電器電流繼

6、電器 電壓繼電器電壓繼電器 功率繼電器功率繼電器 時間繼電器時間繼電器 信號繼電器信號繼電器 等等電流繼電器電流繼電器電壓繼電器電壓繼電器功率型繼電器功率型繼電器時間繼電器時間繼電器信號繼電器信號繼電器常開接點常閉接點反力彈簧調節螺母調節螺絲線圈銜鐵鐵軛非磁性墊片X1 X2XY輸入量輸出量10(a) 直流電磁式繼電器結構示意圖(b) 繼電器輸入輸出特性直流電磁式繼電器直流電磁式繼電器 7.2 供電線路的繼電保護供電線路的繼電保護相間短路相間短路電流保護（過電流、速斷）電流保護（過電流、速斷）過負荷過負荷 過載（負荷）保護過載（負荷）保護單相接地單相接地絕緣監視裝置、單相接地保護絕緣監視裝置、單

7、相接地保護一、電力線路的常見故障一、電力線路的常見故障二、電流保護的接線方式和接線系數二、電流保護的接線方式和接線系數 電流保護的接線方式是指電流保護中的電流電流保護的接線方式是指電流保護中的電流繼電器與電流互感器二次繞組的連接方式。繼電器與電流互感器二次繞組的連接方式。接線系數接線系數Kw2KAWIKI1 1、三相三繼電器接線方式、三相三繼電器接線方式 三相三繼電器接線方三相三繼電器接線方式又稱式又稱完全星形接線完全星形接線。它。它能反應各種短路故障，流能反應各種短路故障，流入繼電器的電流與電流互入繼電器的電流與電流互感器二次繞組電流相等，感器二次繞組電流相等，其接線系數在任何短路情其接線系

8、數在任何短路情況下均等于況下均等于1,即即KW=1。這種接線方式主要用于這種接線方式主要用于高高壓大接地電流系統壓大接地電流系統，保護，保護相間短路和單相短路。相間短路和單相短路。2 2、兩相兩繼電器接線方式、兩相兩繼電器接線方式 兩相兩繼電器接線方式兩相兩繼電器接線方式又稱又稱不完全星形接線不完全星形接線。由。由于于B B相沒有裝設電流互感器相沒有裝設電流互感器和電流繼電器，它不能反和電流繼電器，它不能反應單相短路，只能反應相應單相短路，只能反應相間短路，其接線系數在各間短路，其接線系數在各種相間短路時均為種相間短路時均為1。 此接線方式主要用于此接線方式主要用于小小接地電流系統接地電流系統

9、作相間短路作相間短路保護用。保護用。規程規程規定：不完全星形接線必須裝設在規定：不完全星形接線必須裝設在A,C相相3 3、兩相一繼電器接線方式、兩相一繼電器接線方式 流入繼電器的電流為兩電流互感器二次繞組電流之流入繼電器的電流為兩電流互感器二次繞組電流之差，差， ，因此又稱，因此又稱兩相電流差接線兩相電流差接線。A、C兩相短路時，兩相短路時，KW=2，；，；A、B或或B、C兩相短路時，兩相短路時，KW=1；可反應各種相間短路，但其接線系數隨短路種類不同；可反應各種相間短路，但其接線系數隨短路種類不同而不同，保護靈敏度也不同，主要用于而不同，保護靈敏度也不同，主要用于高壓電動機高壓電動機的保護。

10、的保護。AKacIII三、過電流保護三、過電流保護 當通過線路的電流大于繼電器的動作電流，保護當通過線路的電流大于繼電器的動作電流，保護裝置起動，并用時限保證動作的選擇性，這種繼電裝置起動，并用時限保證動作的選擇性，這種繼電保護裝置稱為過電流保護。保護裝置稱為過電流保護。 分為定時限過電流保護、反時限過電流保護。分為定時限過電流保護、反時限過電流保護。1、接線和工作原理、接線和工作原理 定時限過電流保護裝置的接線圖定時限過電流保護裝置的接線圖（1）定時限過電流保護裝置的接線和工作原理）定時限過電流保護裝置的接線和工作原理（2）反時限過電流保護裝置的接線和工作原理）反時限過電流保護裝置的接線和工

11、作原理2、保護整定、保護整定 動作電流整定、動作時限整定和靈敏度校驗動作電流整定、動作時限整定和靈敏度校驗（1）動作電流整定）動作電流整定 a. .正常運行時，保護裝置不動作，即保護裝置一次側的動正常運行時，保護裝置不動作，即保護裝置一次側的動作電流作電流Iop1應大于線路的最大負荷電流應大于線路的最大負荷電流IL.max（正常過負荷電流（正常過負荷電流和尖峰電流），即和尖峰電流），即 Iop1IL.max b.保護裝置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置保護裝置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置, ,即保護裝置一次側的返回電流即保護裝置一次側的返回電流Ire1大于線路的最大負荷電流大于線路

12、的最大負荷電流IL.max（應包含電動機的自起動電流），即（應包含電動機的自起動電流），即 Ire1IL.max繼電器的動作電流繼電器的動作電流Iop.KA為為式中，式中，Krel為可靠系數，為可靠系數，DL型繼電器取型繼電器取1.2，GL型繼電器取型繼電器取1.3；Kw為接線系數，由保護的接線方式決定；為接線系數，由保護的接線方式決定；Kre為繼電為繼電器的返回系數，器的返回系數，DL型繼電器取型繼電器取0.85，GL型繼電器取型繼電器取0.8；Ki為電流互感器變比。為電流互感器變比。 IL.max=（1.53.0）Ic 保護裝置一次側的動作電流為保護裝置一次側的動作電流為 ,maxrelw

13、op KALreiKKIIKK1,iopop KAwKIIK按階梯原則進行整定：按階梯原則進行整定： t1=t2+t式中式中,t為時限級差，定時限過電流保護取為時限級差，定時限過電流保護取0.5s，反時，反時限過電流取限過電流取0.7s。（2）動作時限整定）動作時限整定 a.定時限過電流動作時限整定定時限過電流動作時限整定 b.反時限過電流保護動作時限整定反時限過電流保護動作時限整定 10倍動作電流時的動作時限。倍動作電流時的動作時限。 “階梯原則階梯原則”來確定，即上下級線路的反時限過電流保護來確定，即上下級線路的反時限過電流保護在保護配合點在保護配合點K點發生短路時的時限級差為點發生短路時

14、的時限級差為t=0.7s。動作時限整定步驟：動作時限整定步驟： a、計算線路、計算線路2WL首端首端K點三相短路時保護點三相短路時保護2的動作電流倍數的動作電流倍數n2b、由、由n2從特性曲線從特性曲線2求求K點三相短路時保護點三相短路時保護2的動作時限的動作時限t2。 c、計算、計算K點三相短路時保護點三相短路時保護1的實際動作時限的實際動作時限t1d、計算、計算K點三相短路時，保護點三相短路時，保護1的實際動作電流倍數的實際動作電流倍數n1。 ,22,2K KAop KAInI1220.7tttt ,11,1K KAop KAInIe、由、由t1和和n1確定繼電器的特性曲線。確定繼電器的特

15、性曲線。 （3）保護靈敏度校驗）保護靈敏度校驗 過電流保護的靈敏度用系統最小運行方式下過電流保護的靈敏度用系統最小運行方式下線路末端的兩相短路電流線路末端的兩相短路電流 進行校驗。進行校驗。 式中，式中，Iop1為保護裝置一次側為保護裝置一次側動作電流。動作電流。 (2),min1KsopIKI主保護主保護后備保護后備保護1.5sK 1.2sK (2),minKI例例1 1、試整定圖所示線路試整定圖所示線路1WL1WL的定時限過電流保護。的定時限過電流保護。 已知已知1TA1TA的變比為的變比為750/5A750/5A，線路最大負荷電流，線路最大負荷電流670A670A，保護采用兩相兩繼電器接

16、線，線路，保護采用兩相兩繼電器接線，線路2WL2WL定時定時限過電流保護的動作時限限過電流保護的動作時限0.7s0.7s，最大運行方式時，最大運行方式時K K1 1點三相短路電流點三相短路電流4kA4kA，K K2 2點點三相短路電流三相短路電流2.5kA2.5kA，最，最小運行方式時小運行方式時K K1 1和和K K2 2點三相短路電流分別為點三相短路電流分別為3.2kA3.2kA和和2kA2kA。解：解：1、整定動作電流、整定動作電流 選選DL-11/10電流繼電器，線圈并聯，整定動作電流電流繼電器，線圈并聯，整定動作電流7A 過電流保護一次側動作電流為過電流保護一次側動作電流為 2、整定

17、動作時限、整定動作時限 線路線路1WL定時限過電流保護的動作時限應較線路定時限過電流保護的動作時限應較線路2WL定時限過電流保護動作時限大一個時限級差定時限過電流保護動作時限大一個時限級差t。,max1.2 1.06706.80.85 150relwop KALreiKKIIAKK1,150710501.0iopop KAwKIIAK3、校驗保護靈敏度、校驗保護靈敏度 保護線路保護線路1WL靈敏度按線路靈敏度按線路1WL末端最小兩相短路末端最小兩相短路電流校驗電流校驗由此可見，保護整定滿足靈敏度要求。由此可見，保護整定滿足靈敏度要求。 120.70.51.2ttts 四、四、電流速斷保護電流速

18、斷保護 當過電流保護動作時限超過當過電流保護動作時限超過0.50.7s時，應裝時，應裝設電流速斷保護。設電流速斷保護。1.1.電流速斷保護的接線電流速斷保護的接線和工作原理和工作原理 2.2.電流速斷保護的整定電流速斷保護的整定 （1 1）動作電流整定）動作電流整定 為了保證速斷保護動作的選擇性，在下一級線路為了保證速斷保護動作的選擇性，在下一級線路首端發生最大短路電流時首端發生最大短路電流時電流速斷保護不應動作，即速電流速斷保護不應動作，即速斷保護動作電流斷保護動作電流I Iop1op1I IK.maxK.max，速斷保護動作電流整定值，速斷保護動作電流整定值為為式中，式中，I IK.max

19、K.max為線路末端最大三相短為線路末端最大三相短路電流；路電流；K Kre1re1為可靠系數，為可靠系數，DLDL型繼電型繼電器取器取1.31.3，GLGL型繼電器取型繼電器取1.51.5；K Kw w為接為接線系數；線系數；K Ki i為電流互感器變比。為電流互感器變比。（2 2）靈敏度校驗）靈敏度校驗 用線路首端最小兩相短路電流用線路首端最小兩相短路電流 校驗，即校驗，即 對對GLGL型電流繼電器型電流繼電器 ，還要整定速斷動作電流倍數，即，還要整定速斷動作電流倍數，即 注：在電流速斷保護區內，電流速斷保護為主保注：在電流速斷保護區內，電流速斷保護為主保護，過電流保護為輔助保護護，過電流

20、保護為輔助保護在電流速斷保護的死區內，過電流保護為主保護在電流速斷保護的死區內，過電流保護為主保護3 3、保護區和保護死區、保護區和保護死區 電流速斷保護的動作電流電流速斷保護的動作電流大于線路末端的最大三相短大于線路末端的最大三相短路電流，電流速斷保護存在路電流，電流速斷保護存在保護死區。只能保護線路的保護死區。只能保護線路的一部分，線路不能被保護的一部分，線路不能被保護的部分稱為保護死區，線路能部分稱為保護死區，線路能被保護的部分稱為保護區。被保護的部分稱為保護區。例例2 2 試整定例試整定例7-17-1中線路中線路1WL1WL的電流速斷保護。已知線路的電流速斷保護。已知線路1WL1WL首

21、端最小三相短路電流為首端最小三相短路電流為9.2kA9.2kA。 解：電流速斷保護和過電流保護共用電流互感器和出口中解：電流速斷保護和過電流保護共用電流互感器和出口中間繼電器。電流速斷保護需整定動作電流和校驗靈敏度。間繼電器。電流速斷保護需整定動作電流和校驗靈敏度。（1 1）動作電流整定）動作電流整定 選DL-11/50DL-11/50電流繼電器，線圈并聯，整定動作電流35A。 速斷保護一次側動作電流為速斷保護一次側動作電流為 （2 2）靈敏度校驗）靈敏度校驗: :以線路以線路1WL1WL首端最小兩相短路電流校驗首端最小兩相短路電流校驗 電流速斷保護整定滿足要電流速斷保護整定滿足要求。求。 ,

22、max1.3 1.0400034.7150relwop KALiKKIIAK1,1503552501.0iopop KAwKIIAK例例3 3 圖所示的圖所示的10kV10kV線路線路1WL1WL和和2WL2WL都采用都采用GL-15/10GL-15/10電流繼電流繼電器構成兩相兩繼電器接線的過電流保護。已知電器構成兩相兩繼電器接線的過電流保護。已知1TA1TA的變的變比為比為100/5A100/5A，2TA2TA的變比為的變比為75/5A75/5A，1WL1WL的過電流保護動作的過電流保護動作電流整定電流整定9A9A，1010倍動作電流的動作時間為倍動作電流的動作時間為1s1s，2WL2WL

23、的計算的計算電流為電流為36A36A，2WL2WL首端三相短路電流為首端三相短路電流為900A900A，末端三相短路，末端三相短路電流電流320A320A。試整定線路。試整定線路2WL2WL的保護。的保護。解：線路由解：線路由GL-15/10GL-15/10感應式電流繼電器構成兩相式過電流感應式電流繼電器構成兩相式過電流保護和電流速斷保護保護和電流速斷保護 （1 1）過電流保護）過電流保護 動作電流動作電流 ,max1.3 1.02 367.80.8 15relwop KALreiKKIIAKK 整定繼電器動作電流整定繼電器動作電流8A8A，過電流保護一次側動作電流為，過電流保護一次側動作電流

24、為 動作時限整定動作時限整定 由線路由線路1WL1WL和和2WL2WL保護配合點保護配合點K K1 1，整定，整定2WL2WL的電流繼電的電流繼電器動作時限曲線。器動作時限曲線。 a a、計算、計算K K1 1點短路點短路1WL1WL保護的動作電流倍數保護的動作電流倍數n n1 1和動作時限和動作時限t t1 1： 由由n n1 1查查GL-15GL-15電流繼電器電流繼電器t|t|n=10n=10=1s=1s特性曲線，得特性曲線，得t t1 1=1.4s =1.4s b b、計算、計算K K1 1點短路點短路2WL2WL保護的動作電流倍數保護的動作電流倍數n n2 2和動作時限和動作時限t

25、t2 2。 1,1581201.0iopop KAwKIIAKc c、由、由n n2 2和和t t2 2從從GL-15GL-15電流繼電器動作特性曲線查得電流繼電器動作特性曲線查得1010倍倍動作電流動作時限動作電流動作時限0.6s 0.6s 靈敏度校驗靈敏度校驗 1.5 2WL2WL過電流保護整定滿足要求過電流保護整定滿足要求 （2 2）電流速斷保護）電流速斷保護 動作電流整定動作電流整定 整定速斷保護動作倍數整定速斷保護動作倍數4 4倍，一次側動作電流為倍，一次側動作電流為 靈敏度校驗靈敏度校驗 1.5 2WL2WL電流速斷保護整定滿足要求。電流速斷保護整定滿足要求。 五、過負荷保護五、過

26、負荷保護 1、接線和工作原理、接線和工作原理 2 2、保護、保護整定整定 (1)過負荷保護的動作電流按過負荷保護的動作電流按線路的計算電流線路的計算電流I Ic c整定，即整定，即 式中，式中，K Krelrel為可靠系數，取為可靠系數，取1.21.2 1.31.3；K Ki i為電流互感器之比。為電流互感器之比。 (2)(2)動作時間動作時間 一般整定一般整定10s10s 15s15s。relopKAciIIIK六、單相接地保護六、單相接地保護1.1.多線路系統單相接地分析多線路系統單相接地分析 （1 1）流過接地線）流過接地線路的總接地電流路的總接地電流I IE E等于所有在電氣上等于所有

27、在電氣上有直接聯系的接地有直接聯系的接地電容電流之和電容電流之和I ICC減去接地線路的接減去接地線路的接地電容電流地電容電流I Ic c。（2 2）流過非接地線路的）流過非接地線路的接地電容電流就是該非接接地電容電流就是該非接地故障線路的接地電容電地故障線路的接地電容電流流I Icici。2單相接地保護單相接地保護 （1）接線和工作原理）接線和工作原理 零序電流保護零序電流保護（2）動作電流整定）動作電流整定 系統中其它線路發生單相接地，被保護線路流過接地系統中其它線路發生單相接地，被保護線路流過接地電容電流電容電流IC時，單相接地保護不應動作，即時，單相接地保護不應動作，即式中，Kre1為

28、可靠系數，保護裝置不帶時限時，取Kre1=45，保護裝置帶時限時，取Kre1=1.52； Ki為零序電流互感器的變比。（3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 保護裝置一次側動作電流為保護裝置一次側動作電流為 relopKAciIIIKopIIopKAIK IEczcIII1czcsopIIKI1.5sK 1.25sK 架空線路電纜線路 被保護線路發生單相接地，流過接地電容電流被保護線路發生單相接地，流過接地電容電流單相接地保護應可靠動作。單相接地保護應可靠動作。絕緣監視裝置是無選擇性的絕緣監視裝置是無選擇性的3. 絕緣監視裝置絕緣監視裝置7.3 電力變壓器的繼電保護電力變壓器的繼電保護一、電力變壓器的常

29、見故障和保護配置一、電力變壓器的常見故障和保護配置7.3 電力變壓器的繼電保護電力變壓器的繼電保護1、常見故障、常見故障 (1)變壓器的短路故障變壓器的短路故障 內部故障內部故障匝間短路、相間短路和單相碰殼故障匝間短路、相間短路和單相碰殼故障 外部故障外部故障相間短路、單相接地故障相間短路、單相接地故障 (2)變壓器的不正常運行狀態變壓器的不正常運行狀態 過負荷、油面降低和變壓器溫度升高等。過負荷、油面降低和變壓器溫度升高等。 2、保護配置、保護配置(1)裝設過電流保護和電流速斷保護裝置用于保護相裝設過電流保護和電流速斷保護裝置用于保護相間短路間短路(2)氣體保護：保護變壓器的內部故障和油面降

30、低氣體保護：保護變壓器的內部故障和油面降低(3)差動保護：保護內部故障和引出線相間短路差動保護：保護內部故障和引出線相間短路(4)裝設過負荷保護和溫度保護裝置分別用于保護變裝設過負荷保護和溫度保護裝置分別用于保護變壓器的過負荷和溫度升高壓器的過負荷和溫度升高 (1)兩相兩繼電器式接線兩相兩繼電器式接線 （適用于相間短路保護）（適用于相間短路保護）(2)兩相一繼電器式接線兩相一繼電器式接線 （保護靈敏度隨短路種類而異）（保護靈敏度隨短路種類而異）二、變壓器電流保護的接線方式二、變壓器電流保護的接線方式 三、變壓器的保護三、變壓器的保護1、變壓器的過電流保護、變壓器的過電流保護 (1)接線和工作原

31、理接線和工作原理 和線路過電流保護的接線、工作原理完全相同。和線路過電流保護的接線、工作原理完全相同。(2)變壓器過電流保護變壓器過電流保護整定整定 和線路過電流保護的整定類似。和線路過電流保護的整定類似。 a. a.動作電流動作電流整定整定 b.動作時限整定動作時限整定c.靈敏度校驗靈敏度校驗 2、變壓器電流速斷保護、變壓器電流速斷保護 (1)接線和工作原理接線和工作原理 和線路和線路速斷速斷保護的接線、工作原理完全相同。保護的接線、工作原理完全相同。(2)變壓器電流速斷保護變壓器電流速斷保護整定整定 和線路過電流保護的整定類似。和線路過電流保護的整定類似。 a. a.動作電流動作電流b.靈

32、敏度校驗靈敏度校驗 3.變壓器的零序電流保護變壓器的零序電流保護(1)接線和工作原理接線和工作原理 (2)整定整定 a.動作電流動作電流 b.動作時間動作時間 c.靈敏度校驗靈敏度校驗4.變壓器的過負荷保護變壓器的過負荷保護 運行中可能出現過負荷的變壓器應裝設過負荷保護。運行中可能出現過負荷的變壓器應裝設過負荷保護。接線和工作原理同線路的接線和工作原理同線路的過負荷過負荷保護；保護；動作電流整定按變動作電流整定按變壓器一次側額定電流整定；動作時間一般整定壓器一次側額定電流整定；動作時間一般整定10s 15s。例例4 4 某總降變電所有一臺某總降變電所有一臺35/10.5kV35/10.5kV、

33、2500kVA2500kVA、Yd11Yd11聯結組變壓器一臺。已知變壓器聯結組變壓器一臺。已知變壓器10kV10kV母線的母線的最大三相短路電流最大三相短路電流1.4kA1.4kA，最小三相短路電流，最小三相短路電流1.3kA1.3kA，35kV35kV母線的最小三相短路電流母線的最小三相短路電流1.25kA1.25kA，保，保護采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比為護采用兩相兩繼電器接線，電流互感器變比為100/5A100/5A，變電所，變電所10 kV10 kV出線過電流保護動作時間出線過電流保護動作時間1s1s，試整定變壓器的電流保護。試整定變壓器的電流保護。 解：因無過負荷可能，變壓

34、器裝設定時限過電流保護和電解：因無過負荷可能，變壓器裝設定時限過電流保護和電流速斷保護，保護采用兩相兩繼電器接線。流速斷保護，保護采用兩相兩繼電器接線。 1 1定時限過電流保護定時限過電流保護 （1 1）動作電流整定）動作電流整定 選選DL-11/10DL-11/10電流繼電器，線圈并聯，動作電流整定電流繼電器，線圈并聯，動作電流整定I Iop.KA(oc)op.KA(oc)=6A =6A 保護一次側動作電流保護一次側動作電流 （2 2）動作時間整定）動作時間整定 （3 3）靈敏度校驗）靈敏度校驗 1.5 1.5 2 2電流速斷保護電流速斷保護 （1 1）動作電流整定）動作電流整定 選選DL-

35、11/50DL-11/50電流繼電器，線圈串聯，動作電流整定電流繼電器，線圈串聯，動作電流整定I Iop.KA(qb)op.KA(qb)=25A =25A 保護一次側動作電流保護一次側動作電流 （2 2）靈敏度校驗）靈敏度校驗 2.0 2.0 變壓器電流保護靈敏度滿足要求變壓器電流保護靈敏度滿足要求. . 四、變壓器的氣體保護四、變壓器的氣體保護 氣體保護是保護油浸式電力變壓器內部故障氣體保護是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種主要保護裝置。按的一種主要保護裝置。按GB50062-92規定，規定，800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上及以上的車間內油浸式變壓

36、器均應裝氣體保護。的車間內油浸式變壓器均應裝氣體保護。1氣體繼電器的結構和工作原理氣體繼電器的結構和工作原理 FJ3-80 FJ3-80型開口杯擋板式氣體繼電器的結構示意圖。型開口杯擋板式氣體繼電器的結構示意圖。1蓋蓋 2容器容器 3上油杯上油杯 4、8永久磁鐵永久磁鐵 5、6上觸頭上觸頭 7下油杯下油杯 9、10下觸頭下觸頭11支架支架 12、15平衡錘平衡錘 13、16轉軸轉軸 14擋板擋板 17放氣閥放氣閥 18接線盒接線盒 2 氣體保護的接線氣體保護的接線3氣體保護的安裝和運行氣體保護的安裝和運行氣體性質氣體性質故障原因故障原因處理要求處理要求無色、無臭、無色、無臭、不可燃不可燃變壓器

37、含有變壓器含有空氣空氣允許繼續運允許繼續運行行灰白色、有灰白色、有劇臭、可燃劇臭、可燃紙質絕緣物紙質絕緣物燒毀燒毀應立即停電應立即停電檢修檢修黃色、難燃黃色、難燃木質絕緣部木質絕緣部分燒毀分燒毀應停電檢修應停電檢修深灰色或黑深灰色或黑色、易燃色、易燃油內閃絡、油內閃絡、油質炭化油質炭化分析油樣，分析油樣，必要時停電必要時停電檢修檢修五、變壓器的差動保護五、變壓器的差動保護GB規定規定10000kVA及以上的單獨運行變壓器和及以上的單獨運行變壓器和6300kVA及以上的并列運行變壓器，及以上的并列運行變壓器，應裝應裝設設差動保護；差動保護；6300kVA及以下單獨運行的重要及以下單獨運行的重要變

38、壓器，也變壓器，也可裝設可裝設差動保護。當電流速斷保差動保護。當電流速斷保護靈敏度不符合要求時，護靈敏度不符合要求時，宜裝設宜裝設差動保護差動保護 1 1差動保護的工作原理差動保護的工作原理 2變壓器差動保護中不平衡電流產生的原因和減小措施變壓器差動保護中不平衡電流產生的原因和減小措施 （1）變壓器聯結組引起的不平衡電流）變壓器聯結組引起的不平衡電流 將變壓器星形接線側的電流互感器接成三角形接線，將變壓器星形接線側的電流互感器接成三角形接線，變壓器三角形接線側的電流互感器接成星形接變壓器三角形接線側的電流互感器接成星形接 線，線，這樣變這樣變壓器兩側電流互感器的二次側電流相位相同，消除了由變壓

39、器兩側電流互感器的二次側電流相位相同，消除了由變壓器聯結組引起的不平衡電流。壓器聯結組引起的不平衡電流。（2 2）電流互感器變比引起的不平衡電流）電流互感器變比引起的不平衡電流 利用差動繼電器中的平衡線圈或自耦電流互感器利用差動繼電器中的平衡線圈或自耦電流互感器消除由電流互感器變比引起的不平衡電流。消除由電流互感器變比引起的不平衡電流。（3）變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流）變壓器勵磁涌流引起的不平衡電流 利用速飽和電流互感器或差動繼電器的速飽和鐵利用速飽和電流互感器或差動繼電器的速飽和鐵心減小勵磁涌流引起的不平衡電流。心減小勵磁涌流引起的不平衡電流。3 3變壓器的差動保護方式變壓器的差動保護方

40、式 主要問題是采取各種有效措施消除不平衡電流的影響主要問題是采取各種有效措施消除不平衡電流的影響 （1）帶短路線圈的）帶短路線圈的BCH-2型差動繼電器；型差動繼電器；（2）帶磁制動特性的）帶磁制動特性的BCH-1型差動繼電器；型差動繼電器； （3）多側磁制動特性的）多側磁制動特性的BCH-4型差動繼電器；型差動繼電器； （4）鑒別涌流間斷角的差動繼電器；）鑒別涌流間斷角的差動繼電器； （5）二次諧波制動的差動繼電器。）二次諧波制動的差動繼電器。 幾種構成差動保護的繼電器幾種構成差動保護的繼電器 4 4. BCH-2型變壓器差動保護型變壓器差動保護 （1）BCH-2型差動繼電器型差動繼電器 B

41、CH-2型差動繼電器，由一個帶短路線圈的速飽和變壓型差動繼電器，由一個帶短路線圈的速飽和變壓器和一個執行元件器和一個執行元件DL-11/0.2電流繼電器組成，如圖所示。電流繼電器組成，如圖所示。 （2）BCH-2型變壓器差動保護接線型變壓器差動保護接線 (3) BCH-2型變壓器差動保護的整定型變壓器差動保護的整定 按平均電壓及變壓器最大容量計算變壓器各側額定電按平均電壓及變壓器最大容量計算變壓器各側額定電流流INT，按，按KW、INT選擇各側電流互感器一次額定電流。選擇各側電流互感器一次額定電流。按下式計算出電流互感器二次回路額定電流按下式計算出電流互感器二次回路額定電流IN2：式中，式中，

42、KW為三相對稱情況下電流互感器為三相對稱情況下電流互感器的接線系數，星型接線時為的接線系數，星型接線時為1，三角形接，三角形接線時為線時為 ；Ki為電流互感器的變比。為電流互感器的變比。差動保護基本側的一次側動作電流整定差動保護基本側的一次側動作電流整定 a）躲過變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時的）躲過變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時的勵磁涌流勵磁涌流b）躲過變壓器外部短路時的最大不平衡電流）躲過變壓器外部短路時的最大不平衡電流c）電流互感器二次回路斷線時不應誤動作，即躲過變壓）電流互感器二次回路斷線時不應誤動作，即躲過變壓器正常運行時的最大負荷電流器正常運行時的最大負荷電流繼

43、電器差動線圈匝數的確定繼電器差動線圈匝數的確定 a三繞組變壓器：基本側直接接差動線圈，其余兩側接三繞組變壓器：基本側直接接差動線圈，其余兩側接相應的平衡線圈。基本側繼電器的動作電流為相應的平衡線圈。基本側繼電器的動作電流為 基本側繼電器差動線圈計算匝數基本側繼電器差動線圈計算匝數d.c為為 式中，式中，AW0為繼電器動作安匝，無實測值時為繼電器動作安匝，無實測值時可采用額定值可采用額定值AW0=60安匝。安匝。 按繼電器線圈實按繼電器線圈實有抽頭選擇較小而相近的匝數作為差動線圈有抽頭選擇較小而相近的匝數作為差動線圈的整定匝數的整定匝數WOP。根據根據WOP再計算基本側實際的繼電器動作電流再計算

44、基本側實際的繼電器動作電流 b雙繞組變壓器：兩側電流互感器分別接于繼電器的兩雙繞組變壓器：兩側電流互感器分別接于繼電器的兩個平衡線圈上。確定基本側的繼電器動作電流及線圈匝數個平衡線圈上。確定基本側的繼電器動作電流及線圈匝數的計算與三繞組變壓器方法相同。的計算與三繞組變壓器方法相同。 依繼電器線圈實有抽頭，依繼電器線圈實有抽頭，選用差動線圈的匝數選用差動線圈的匝數Wd和一組平衡線圈匝數和一組平衡線圈匝數Weq1 之和，之和，較差動線圈計算匝數較差動線圈計算匝數Wdc小而近似的數值。基本側的整定小而近似的數值。基本側的整定匝數匝數Wd.op 為為 非基本側平衡線圈匝數的確定非基本側平衡線圈匝數的確

45、定 a a雙繞組變壓器平衡線圈的計算匝數雙繞組變壓器平衡線圈的計算匝數式中，式中， 為接有平衡線圈為接有平衡線圈、的電流互感器二次的電流互感器二次側側額定電流。額定電流。 三繞組變壓器平衡線圈計算匝數分別為三繞組變壓器平衡線圈計算匝數分別為 式中，式中，IN2為基本側電流互感器二次額定電流。為基本側電流互感器二次額定電流。 計算計算 式中，式中， 為平衡線圈計算匝數；為平衡線圈計算匝數； 為平衡線圈整定匝為平衡線圈整定匝數；數； 為差動線圈整定匝數。為差動線圈整定匝數。若若 時，則需將其代入上式重新計算動作電流。時，則需將其代入上式重新計算動作電流。 短路線圈抽頭的確定短路線圈抽頭的確定 短路

46、線圈有短路線圈有4 4組抽頭可供選擇，短路線圈的匝數越多，組抽頭可供選擇，短路線圈的匝數越多，躲過勵磁涌流的性能越好，但繼電器的動作時間越長。躲過勵磁涌流的性能越好，但繼電器的動作時間越長。因因此所選抽頭匝數是否合適，應在保護裝置投入運行時，通此所選抽頭匝數是否合適，應在保護裝置投入運行時，通過變壓器空載試驗確定。過變壓器空載試驗確定。靈敏系數校驗靈敏系數校驗 式中，式中，IIK 、IIIK 、IIIIK 為變壓器出口處最小短路時為變壓器出口處最小短路時、側側流進繼電器線圈的電流；流進繼電器線圈的電流；W WIWIW、 W WIIWIIW 、 W WIIIWIIIW 為為、側電流在側電流在繼電

47、器的實際工作匝數（工作匝數為各側平衡線圈匝數與差動匝數繼電器的實際工作匝數（工作匝數為各側平衡線圈匝數與差動匝數之和）。之和）。 簡化公式：簡化公式： 式中，式中，IKD為最小故障時流入繼電器的總電流；為最小故障時流入繼電器的總電流；IOP.KD為繼電器的整定為繼電器的整定電流。電流。 雙繞組變壓器靈敏度計算與上述相同，只是第三側數字為零。雙繞組變壓器靈敏度計算與上述相同，只是第三側數字為零。 例例5 5 試整定雙繞組變壓器的試整定雙繞組變壓器的BCH-2BCH-2型差動保護。已知變壓器型差動保護。已知變壓器技術參數：技術參數：15MVA, 3515MVA, 352 22.5%/10.5kV,

48、 yd11,U2.5%/10.5kV, yd11,Uk k%=7.5%=7.5；變壓器變壓器35 kV35 kV母線三相短路電流母線三相短路電流 母線三相短路母線三相短路 歸算到歸算到35KV35KV的短路電的短路電流流 ，10kV10kV側最大負荷電流側最大負荷電流為為780A780A。 解：解：1.1.計算變壓器額定電流、選出電流互感器變比、求出計算變壓器額定電流、選出電流互感器變比、求出電流互感器二次回路額定電流，計算結果如表所示。電流互感器二次回路額定電流，計算結果如表所示。 表表: :變壓器額定電流、電流互感器變比、電流互感器二次回變壓器額定電流、電流互感器變比、電流互感器二次回路額

49、定電流路額定電流 由表可見，由表可見，10kV10kV側電流互感器二次回路額定電流較側電流互感器二次回路額定電流較35kV35kV側側大，因此，以大，因此，以10kV10kV側為基本側。側為基本側。 名稱名稱 各側數值各側數值 35kV 35kV 10kV 10kV 變壓器額定電流（變壓器額定電流（A A） 變壓器繞組接線方式變壓器繞組接線方式 yd電流互感器接線方式電流互感器接線方式 YD電流互感器計算變比電流互感器計算變比 選用電流互感器變比選用電流互感器變比 電流互感器二次回路電流互感器二次回路額定電流額定電流 2. 2.計算差動保護計算差動保護10kV10kV側的一次側動作電流側的一次

50、側動作電流 （1 1）按躲過勵磁涌流）按躲過勵磁涌流 （2 2）按躲過外部最大不平衡電流）按躲過外部最大不平衡電流 （3 3）按躲過電流互感器二次回路斷線）按躲過電流互感器二次回路斷線 因此，應躲過外部最大不平衡電流選擇因此，應躲過外部最大不平衡電流選擇10KV10KV側一次側動作側一次側動作電流為電流為1466A1466A。 3.3.確定線圈接法和匝數確定線圈接法和匝數 35kV 35kV和和10KV10KV側電流互感器分別接平衡線圈側電流互感器分別接平衡線圈W WeqIeqI，W WeqIIeqII 基本側（基本側（10KV10KV側）繼電器動作電流為側）繼電器動作電流為 基本側差動線圈計

51、算匝數為基本側差動線圈計算匝數為 其中取差動線圈匝數其中取差動線圈匝數W Wd d6 6匝匝, ,平衡繞組線圈匝數平衡繞組線圈匝數W WeqIeqI 2 2匝。匝。 選擇平衡繞組選擇平衡繞組線圈匝數線圈匝數W WeqIIeqII為為3 3匝。匝。 5.5.計算由實際匝數與計算匝數不等產生的相對誤差計算由實際匝數與計算匝數不等產生的相對誤差 所以，不需要重新計算動作電流。所以，不需要重新計算動作電流。 6.6.初步確定短路線圈的抽頭：選用初步確定短路線圈的抽頭：選用C C1 1-C-C2 2抽頭。抽頭。 4.4.確定確定35KV35KV側平衡線圈側平衡線圈的匝數的匝數 7.7.靈敏度校驗靈敏度校

52、驗 按按10kV10kV側最小兩相短路電流校驗，側最小兩相短路電流校驗，35kV35kV側繼電器側繼電器通過的電流為通過的電流為 校驗結果，靈敏度滿足要求。校驗結果，靈敏度滿足要求。 7.4 其它電力設備的繼電保護其它電力設備的繼電保護 回顧變電所的一次主回路回顧變電所的一次主回路 母線母線 電容器電容器 高壓電動機高壓電動機一、母線的繼電保護一、母線的繼電保護 變電所中變電所中610kV單母線一般不裝設專用的單母線一般不裝設專用的母線保護母線保護 對于出線較多、負荷性質又較重要的單母對于出線較多、負荷性質又較重要的單母線分段母線，裝設電流速斷保護及過電流線分段母線，裝設電流速斷保護及過電流保

53、護，整定計算見表保護，整定計算見表7-6二、電容器的繼電保護二、電容器的繼電保護 對于低壓電容器和容量小于對于低壓電容器和容量小于400KVA的高壓的高壓電容器，可裝設熔斷器作為電容器的相間電容器，可裝設熔斷器作為電容器的相間短路保護短路保護 對于容量較大的高壓電容器，需配置專用對于容量較大的高壓電容器，需配置專用的保護裝置，見表的保護裝置，見表7-7，其整定計算見表，其整定計算見表7-8三、高壓電動機的繼電保護三、高壓電動機的繼電保護 常見短路故障和不正常工作狀態主要有：常見短路故障和不正常工作狀態主要有：定子繞組相間短路、單相接地、電動機過定子繞組相間短路、單相接地、電動機過負荷、低電壓，

54、同步電動機失磁、失步等。負荷、低電壓，同步電動機失磁、失步等。 對對2000kW以下的高壓電動機相間短路，裝設電以下的高壓電動機相間短路，裝設電流速斷保護；對流速斷保護；對2000kW及以上的高壓電動機或及以上的高壓電動機或電流速斷保護靈敏度不滿足要求的高壓電動機，電流速斷保護靈敏度不滿足要求的高壓電動機，裝設差動保護。裝設差動保護。 對易發生過負荷的電動機，應裝設過負荷保護。對易發生過負荷的電動機，應裝設過負荷保護。 對不重要的高壓電動機或不允許自起動的電動機，對不重要的高壓電動機或不允許自起動的電動機，應裝設低電壓保護。應裝設低電壓保護。 高壓電動機單相接地電流大于高壓電動機單相接地電流大

55、于5A時，應裝設有選時，應裝設有選擇性的單相接地保護。擇性的單相接地保護。 一、自動重合閘裝置（自動重合閘裝置（ARDARD）（一）對自動重合閘的要求（一）對自動重合閘的要求1.手動或遙控操作斷開斷路器及手動合閘于故障線手動或遙控操作斷開斷路器及手動合閘于故障線路，斷路器跳閘后，自動重合閘不應動作。路，斷路器跳閘后，自動重合閘不應動作。2.除上述情況外，當斷路器因繼電保護動作或其它除上述情況外，當斷路器因繼電保護動作或其它原因而跳閘時，自動重合閘裝置均應動作。原因而跳閘時，自動重合閘裝置均應動作。3.自動重合次數應符合預先規定，即使自動重合次數應符合預先規定，即使ARD裝置裝置中任一元件發生故障或接點粘接時，也應保證不中任一元件發生故障或接點粘接時，也應保證不多次重合。多次重合。7.5 7.5 自動重合閘及備用電源自動投入裝置自動重合閘及備用電源自動投入裝置4.應優先采用由控制開關位置與斷路器位置不對應優先采用由控制開關位置與斷路