1、工廠供電概述供配電系統(tǒng)的繼電保護的6.3 電力變壓器的繼電保護6.1 繼電保護的基本知識6.2 電力線路的繼電保護 6.4 高壓電動機的保護 6.5 供配電系統(tǒng)微機保護簡介6.1 繼電保護的基本知識 繼電保護裝置是指能反應供配電系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。 一、繼電保護的任務自動、迅速、有選擇地將故障元件從供配電系統(tǒng)中切除，使其損壞程度盡可能減小，并最大限度地保證非故障部分迅速恢復正常運行。 能正確反映電氣設備的不正常運行狀態(tài)，并發(fā)出報警信號，提醒值班人員注意并及時處理，以免發(fā)展成故障。它的基本任務是：測量部分：從被保護對象輸入有關信號，

2、并與給定的整定值進行比較，決定保護是否動作；邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進行邏輯判斷，以確定保護裝置是否應該動作；執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分做出的判斷，執(zhí)行保護裝置所擔負的任務（跳閘或發(fā)信號）。 二、繼電保護的基本原理圖6-1 繼電保護裝置組成方框圖 三、對繼電保護的基本要求選擇性：保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統(tǒng)中的非故障部分繼續(xù)運行。速動性：繼電保護裝置應以盡可能快的速度將故障元件從電網(wǎng)中切除。圖6-2 電力系統(tǒng)繼電保護選擇性說明圖靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內(nèi)的故障或不正常運行狀態(tài)的

3、反映能力。 保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)Ks來衡量。 對于反應故障時參數(shù)量增加的保護（如過電流保護）：對于反應故障時參數(shù)量降低的保護（如低電壓保護）：可靠性：指保護裝置該動時不能拒動；不該動時不能誤動。 四、常用保護繼電器（一）保護繼電器的分類按其反應物理量分：電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、氣體繼電器等；按其在保護裝置中的功能分：起動繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等；按其組成元件分：機電型、電子型和微機型等繼電器。機電型按其結構原理分，有電磁式、感應式等繼電器。 電子型繼電器又稱靜態(tài)繼電器，包括晶體管型繼電器和集成電路型繼電器兩類。優(yōu)點：保護性能好、可靠性高、靈活性大、調(diào)

4、試維護方便。 優(yōu)點：動作靈敏、體積小、能耗低、耐震動、無機械慣性、壽命長。 微機型繼電器又稱數(shù)字式繼電器，是以微處理器為核心組成的新型繼電保護裝置。 靜態(tài)繼電器圖片1電磁型電流繼電器 結構：由電磁鐵、可動銜鐵、線圈、觸點和反作用彈簧等元件組成，如圖6-3所示。 工作原理：當在繼電器線圈中通入電流時，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力矩克服彈簧的反作用力矩，鋼舌片轉(zhuǎn)動，帶動動觸點5和靜觸點4接觸，使常開觸點閉合，繼電器動作。圖6-3 電磁式電流繼電器結構圖1線圈 2電磁鐵 3鋼舌片 4靜觸點 5動觸點 6起動電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿7標度盤（銘牌） 8軸承 9反作用彈簧 10轉(zhuǎn)軸（二）電磁型繼電器（DL型）電磁型電流繼電器

5、圖片改變繼電器線圈匝數(shù)NK（級進調(diào)節(jié)）；調(diào)節(jié)反作用彈簧的松緊，即調(diào)節(jié)Msp（平滑調(diào)節(jié)）；動作電流：能使繼電器產(chǎn)生動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流，用I表示。返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用I表示。返回系數(shù)：繼電器的返回電流與動作電流的比值，用Kre表示，即 調(diào)整繼電器動作電流的方法有：說明：過電流繼電器的返回系數(shù)Kre0.05，則需將此計算值代入重新計算差動保護的動作電流和各線圈的匝數(shù)。 確定短路線圈抽頭的位置：對中小型變壓器，由于勵磁涌流倍數(shù)大，內(nèi)部故障電流中的非周期性分量衰減較快，對保護的動作時間要求較低，故一般選用較多的匝數(shù)；對大型變壓器，由于勵

6、磁涌流倍數(shù)小，非周期性分量衰減較慢，切除故障又要求快，故一般選用較少的匝數(shù)。靈敏度校驗 ：2 式中， 為保護范圍內(nèi)部短路時，歸算倒基本側(cè)的最小兩相短路電流。6.4 高壓電動機的保護一、高壓電動機的故障類型和應裝設的保護故障類型故障 定子繞組的相間短路一相繞組的匝間短路單相接地短路異常運行狀態(tài)：過負荷、低電壓、同步電機失步和失磁等 應裝設的保護相間短路保護對2000kW以下的電動機，應裝設電流速斷保護；對2000kW以上和2000kW以下速斷保護靈敏度不滿足的電動機，應裝設差動保護。 接地短路保護：用于接地電容電流大于5A的情況。 單相接地電流為 10A及以下時動作于信號或跳閘；單相接地電流大于

7、10A時動作于跳閘。過負荷保護：對易發(fā)生過負荷的電動機應裝設過負荷保護，延時動作于信號、跳閘或減負荷。低電壓保護為保證重要電動機的自起動，對不重要的電動機應裝設低電壓保護；對不需要自起動的電動機，應裝設低電壓保護；對需要參加自起動，但在電源電壓長時間消失后自起動有困難的電動機，也要裝設低電壓保護。 二、電動機的相間短路保護1電流速斷保護動作電流：躲過電動機的起動電流，即 式中，Krel取（DL型）或2 （GL型）。靈敏度校驗 ：2 式中， 為電動機出口最小兩相短路電流。 在小接地電流系統(tǒng)中，可采用兩相不完全星形接線；若靈敏度能夠滿足要求，也可采用兩相電流差接線方式。2縱聯(lián)差動保護 在小接地電流

8、系統(tǒng)中，可采用兩相式接線，選用兩個BCH-2型或DL-11型繼電器構成差動保護，如圖6-30所示。動作電流：躲過電動機的額定電流，即 式中，Krel取1（BCH-2型）或（ DL-11）型。靈敏度校驗 ：同上，要求Ks2。 圖6-30 電動機縱聯(lián)差動保護原理接線圖a）由DL11型電流繼電器構成的差動保護 b）由BCH2型差動繼電器構成的差動保護三、電動機的過負荷保護動作電流：躲過電動機額定電流，即 式中，Krel?。ūＷo動作于信號時）或 1.25 （保護動作于減負荷或跳閘時）； Kre取。動作時間：一般取1520s。四、電動機的其他保護電動機的單相接地保護一般采用零序電流保護，其構成、原理及整

9、定計算原則電力線路的單相接地保護相似。電動機的低電壓保護（略）。6.5 供配電系統(tǒng)微機保護簡介一、概述傳統(tǒng)的機電型繼電保護都是反映模擬量的保護，而微機保護是反映數(shù)字量的保護；與傳統(tǒng)繼電保護相比，微機保護具有保護性能好、靈活性大、可靠性高和調(diào)試維護方便等特點；微機保護除了完成保護功能外，還可方便地附加自動重合閘、故障錄波、故障測距等自動裝置的功能。二、微機保護裝置的硬件構成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：將模擬量輸入量準確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量，它由電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能模塊組成。微型計算機系統(tǒng) ：由微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、接口芯片及定時器等組成。輸入輸出接口電路：將各種開

10、關量通過光電耦合電路、并行接口電路輸入到微機保護，并將處理結果通過開關量輸出電路驅(qū)動中間繼電器以完成各種保護的出口跳閘、信號警報等功能。通信接口電路：微機保護的通信接口是實現(xiàn)變電站綜合自動化的必要條件，因此，每個保護裝置都帶有相對標準的通信接口電路。人機接口電路：包括顯示、鍵盤、各種面板開關、打印與報警等，其主要功能用于調(diào)試、整定定值與變比等。供電電源：通常采用逆變穩(wěn)壓電源，即將直流逆變?yōu)榻涣?，再把交流整流為微機保護所需的直流工作電壓。 微機保護裝置硬件組成的基本框圖如圖6-31所示。圖6-31 微機保護裝置的硬件組成框圖三、微機保護的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如圖6-32所示。交流變

11、換器：交流變換器的作用有二：將從TV、TA上獲得的二次電流、電壓信號變換成與A/D變換芯片電平相匹配的電壓信號；實現(xiàn)互感器二次回路與微機保護A/D變換系統(tǒng)完全電隔離，以提高抗干擾能力。圖6-32 比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方框圖前置模擬低通濾波器（ALF）：由R、C元件組成，其作用是阻止頻率高于某一數(shù)值的信號進入A/D變換系統(tǒng)。采樣保持器（S/H）：其作用是在一個極短的時間內(nèi)測量模擬輸入量在該時刻的瞬時值，并在A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換的期間內(nèi)保持其輸出不變，以保證有較高的轉(zhuǎn)換精度。多路轉(zhuǎn)換開關（MPX）：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往要對多路模擬量進行采集，通常采用多路模擬信號公用一個A/D轉(zhuǎn)換器，中間用一個多路轉(zhuǎn)換

12、開關輪流切換各路模擬量與A/D轉(zhuǎn)換器之間的通道，使得在任一時刻只將一路模擬信號輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，從而實現(xiàn)分時轉(zhuǎn)換的目的。A/D轉(zhuǎn)換器：將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量。四、微機保護的算法保護算法：微機保護裝置根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進行分析、運算和判斷，以實現(xiàn)各種繼電保護功能的方法。衡量一個算法優(yōu)劣的標準有：精度和速度。 精度：指保護根據(jù)輸入量判斷電力系統(tǒng)故障或不正常運行狀態(tài)的準確程度。速度：包括算法所要求的采樣點數(shù)（或數(shù)據(jù)窗長度）和運算工作量。 保護算法的選擇：輸入量為正弦函數(shù)：可采用兩點乘積算法、半周積分算法、導數(shù)算法、采樣值積分算法等。輸入量為周期函數(shù)：可采用傅氏算法。這些算法對前置數(shù)字濾波器的要求較高，受輸入信號的頻率影響較大，誤差也較大。該算法數(shù)據(jù)窗為一個基波周期，保護動作時間較長，因存在大量乘法運算，不適合實時計算。該算法可獲得很好的濾波性能和很高的精度，但預設函數(shù)越復雜，精度越高，計算時間就越長。輸入量為隨機函數(shù)：可采用最小二乘算法。五、微機保護的可靠性可靠性包括兩個方面不誤動和不拒動。微機保護的可靠性