電流保護和變壓器比率差動保護2018.022.故障3.不正常運行斷線

短路三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路、發電機和電動機以及變壓器繞組間的匝間短路等單相斷線兩相斷線過負荷、過電壓頻率降低、系統振蕩等1.正常電力系統運行狀態

1.當電力系統中某電氣元件發生故障時，能自動地、迅速地、有選擇地將故障元件從電力系統中切除，避免故障元件繼續遭到破壞，使非故障元件迅速恢復正常運行。

2.當電力系統中電氣元件出現不正常運行狀態時，能及時反應并根據運行維護的條件發出信號或跳閘。繼電保護的任務根據邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘；不正常運行時發信號；正常運行時不動作。測量邏輯執行被測物理量整定值跳閘或信號測量從被保護對象輸入的有關物理量（如電流、電壓、阻抗、功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據比較結果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護是否應該啟動。根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態、出現的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關系工作，最后確定是否應跳閘或發信號，并將有關命令傳給執行元件。二、保護裝置構成基本原理和組成繼電保護裝置按保護對象分按保護原理分按故障類型分按保護技術分按保護作用分輸電線路保護發電機保護變壓器保護電動機保護母線保護機電型保護整流型保護晶體管型保護集成電路型保護微機保護電流保護電壓保護距離保護差動保護方向保護零序保護主保護后備保護輔助路保護相間短路保護接地故障保護匝間短路保護斷線保護失步保護失磁保護及過激磁保護繼電保護裝置的分類對動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求:

選擇性速動性靈敏性可靠性電力系統發生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍的一種性能。

保護快速切除故障的性能。故障切除時間包括繼電保護動作時間和斷路器的跳閘時間。在規定的保護范圍內，保護對故障情況的反應能力。要求的保護裝置應在區內故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。發生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，即不發生拒絕動作；而在不該動作時，它能可靠不動，即不發生錯誤動作。該動則動，不該動則不動三、對繼電保護的基本要求1、2跳閘5、6跳閘7、8跳閘若7QF拒動，保護5動作跳開5QF將故障切除，停電范圍擴大了。但是如果保護5不動作跳閘，故障線路就無法切除，因此，此時保護5的動作也是有選擇性動作，若保護7和7QF正確動作于跳閘同時，保護5也動作跳開5QF，則保護5的動作就是非選擇性動作，稱為越級跳閘。選擇性舉例

靈敏性用靈敏系數來衡量，并表示為，也稱為靈敏度。在計算保護的靈敏系數時，可按如下原則考慮：1.在可能的運行方式下，選擇最不利于保護動作的運行方式；2.在所保護的短路類型中，選擇最不利于保護動作的短路類型；3.在保護區內選擇最不利于保護動作的那點作為靈敏度校驗點（計算所選的短路點）。靈敏性線路相間短路的電流保護一、無時限電流速斷保護二、限時電流速斷保護三、定時限過電流保護四、階段式電流保護流過保護1的短路電流大于整定的動作電流時:保護動作.1.工作原理

線路上發生三相短路時,流過保護1的短路電流:—系統等效電源的相電動勢

—系統等效電源到保護安裝處之間的正序阻抗

—保護安裝處之間的至短路點之間的正序阻抗

0最大運行式下最小運行方下為了保證選擇性，電流速斷保護的動作電流應躲過下一線路首端（或本線路末端）短路故障時流過本保護的短路電流

最大運行方式下，被保護線路末端N發生金屬性三相短路時，流過保護裝置的最大短路電流。

無時限保護不能保護線路全長,保護范圍隨運行方式而變化第一節無時限電流速斷保護2.接線原理信號

電流互感器電流繼電器中間繼電器信號繼電器第一節無時限電流速斷保護1.工作原理00由于無時限電流速斷保護一般不能保護線路全長，為切除本線路無時限電流速斷保護范圍以外的短路故障，為此增設第二套電流速斷保護，即限時電流速斷保護

限時電流速斷保護。它的動作范圍應包括被保護線路全長。為了獲得動作選擇性，第二套電流速斷保護必須帶時限，以便和相鄰線路Ⅰ段電流速斷保護相配合，

所帶的時限只比瞬時電流速斷保護大一個或兩個時限級差⊿t，所以稱它為限時電流速斷保護。此情況下，它的保護范圍不超越相鄰線路Ⅰ段或Ⅱ段電流保護的保護范圍保護2無時限電流速斷范圍保護1限時電流速斷范圍保護1無時限電流速斷范圍2.動作電流整定保護1的限時電流速斷動作電流應為:

考慮到電流計算和整定誤差等不利因素，故引入可靠系數后寫為:

3.動作時限選擇保護1的限時電流速斷保護區延伸到m點,為使在nm之間發生故障時不誤動作,動作時間應為:

第二節限時電流速斷保護4.靈敏度校驗

為了保護線路全長，限時電流速斷保護必須在最小運行方式下，被保護線路末端發生兩相短路時，具有足夠的靈敏度。通常用靈敏系數來表示。—在最小運行方式下被保護線路末端發生兩相金屬性短路故障時流經保護的電流。第二節限時電流速斷保護5.原理接線

限時電流速斷保護與無時限電流速斷保護接線的主要區別是將中間繼電器換成了時間繼電器。當電流繼電器動作后，須經過時間繼電器的延時后，才能動作于跳閘。第二節限時電流速斷保護

限時電流速斷保護雖能保護線路的全長，但不能作為下一線路保護的后備。而定時限過電流保護不僅能保護本線路全長，還能保護相鄰線路的全長，可以起到后備保護的作用。這是因為過電流保護不是按躲過某一短路電流，而是按躲過最大負荷電流來整定的，故它的動作電流值較低，靈敏度較高，保護范圍大。

第三節定限時過電流保護定時限過電流保護也是靠適當選取動作電流和動作時限來獲得選擇性的。

一、定時限過電流保護動作電流的整定原則

1）動作電流應整定得大于該線路上可能出現的最大負荷電流2）在外部短路故障切除后，電流繼電器能可靠返回。

第三節定限時過電流保護二、定時限過電流保護動作時限的整定原則

1）過電流保護的動作時限應按階梯原則選擇

第三節定限時過電流保護三、定時限過電流保護限的靈敏度校驗

靈敏度校驗應按如下兩種情況分別考慮：(1)當過電流保護作為本線路的近后備保護時，其校驗點應選在本線路末端（2）當過電流保護作為相鄰元件的遠后備保護時，其校驗點應選在相鄰線路（元件）末端，當過電流保護的靈敏度不能滿足要求時，應采取性能更好的保護方式。第三節定限時過電流保護

將無時限電流速斷、限時電流速斷及定時限過電流保護組合在一起，構成一整套保護，使之相互補充和配合，稱為三段式電流保護。通常將無時限電流速斷保護稱為I段；限時電流速斷保護稱為Ⅱ段；定時限過電流保護稱為Ⅲ段。

I段和Ⅱ段保護共同組成線路的主保護，Ⅲ段保護作為本線路I、Ⅱ段保護的近后備，也作為下一線路保護的遠后備。第四節階段式電流保護1保護I1段保護范圍1保護1段保護范圍2保護I段保護范圍1保護II1段范圍

三段式電流保護保護范圍示意圖相間短路的方向電流保護

二、中性點直接接地電網中單相接地故障的保護一、方向問題的提出及方向電流保護三、小接地電流系統單相接地故障的保護一.方向問題的提出K1點短路要求:K2點短路要求:如果還采用一般的電流保護作為相間短路保護時，往往滿足不了選擇性要求。

第一節方向問題的提出及方向電流保護二.解決問題的措施根據流經保護的短路功率方向加裝功率方向元件

設母線向線路為功率方向的正方向,正方向動作,反方向不動作正方向正方向正方向正方向反方向反方向反方向正方向將兩個方向的保護拆開看成兩個單電源輻射形電網的保護。其中，保護1、3、5為一組，保護2、4、6為另一組，如各同方向保護的時限仍按階梯原則來整定第一節方向問題的提出及方向電流保護三、接地故障時零序分量的分布特點

故障點處、母線M和N處的零序電壓為

當K點發生單相接地短路時，故障點處的零序電流為

零序電壓、零序電流的分布具有下特點：(1)故障點處的零序電壓最高，變壓器中性點接地處的零序電壓為零。

(2)零序電流是由故障點處零序電壓產生，只在故障點與中性點接地的變壓器之間流動。并由大地構成回路。(3)零序或負序功率方向與正序功率方向相反，即正序功率方向為由母線指向故障點，而零序功率方向卻由故障點指向母線。第二節中性點直接接地電網中單相接地故障的保護

1.無時限零序電流速斷保護0工作原理和整定與相間短路的無時限電流速斷保護類似1、躲過被保護線路末端接地短路故障時，流過本保護的最大零序電流。

可靠系數，一般取1.25-1.3。

N處發射接地故障時，最大零序電流。2、躲過斷路器三相觸頭不同時合閘時，流過保護的最大零序電流。

—

可靠系數，一般取

1.1-1.2。

—

三相觸頭不同時合閘時，最大零序電流。3、當被保護線路采用單相自動重合閘時，保護還應躲過單相重合閘過程中出現非全相運行又伴隨振蕩時的零序電流。

-可靠系數，一般取

1.1-1.2。

—

非全相振蕩時的零序電流。

零序電流I段的動作電流取上述三個條件計算的最大者。第二節中性點直接接地電網中單相接地故障的保護

2.限時零序電流速斷保護0限時零序電流速斷保護工作原理和整定與相間短路的限時電流速斷保護類似,其動作時限和電流與相鄰線路零序I段配合。1、按與相鄰線路的零序電流I段配合

__可靠系數，一般取1.25-1.3。

__分支系數.2、按躲過非全相運行時的零序電流整定“躲非全相運行Ⅱ段”

__本線路非全相運行時的最大零序電流。

零序Ⅱ段的靈敏度應按被保護線路末端接地故障時流過保護的最小三倍零序電流來校驗，要求Ksen≥1．3～1．5。

第二節中性點直接接地電網中單相接地故障的保護

3.零序過電流速保護零序過電流速保護工作原理和整定與相間短路的過電流保護類似1．躲過相鄰線路出口處發生三相短路時，流過保護的最大不平衡電流。

--相鄰線路出口處發生三相短路時，零序電流濾過器所輸出的最大不平衡電流。

可按下式計算

—非周期分量系數，取1-2

—電流互感器同型系數，三相同型時取0.５不同型時取1。

—電流互感器10%誤差，取0．１；

—相鄰線路出口處三相短路時，流經保護安裝點的最大短路電流。2.與相鄰線路III段零序電流保護的靈敏度取得配合第二節中性點直接接地電網中單相接地故障的保護

一.中性點不接地系統單相接地的特點NU&CE&CI&AE&CE&BE&CI&第三節小接地電流系統單相接地故障的保護二、中性點經消弧線圈接地系統單相接地故障的特點第三節小接地電流系統單相接地故障的保護瓦斯保護縱差動保護或電流速斷保護

油箱外引出線相間短路油箱內故障過電流保護零序保護二、不正常運行：過負荷過負荷保護一、常見故障主保護（后備保護）外部相間短路外部相間短路外部接地短路外部接地短路變壓器保護一、瓦斯保護原理及構成

反應變壓器油箱內部故障產生的氣體而動作,主要由瓦斯繼電器構成,輕瓦斯動作于信號,重瓦斯動作于跳閘.瓦斯保護的主要元件是瓦斯繼電器，它安裝在變壓器的油箱和油枕之間的連接管道中.變壓器保護變壓器縱差動保護1、基本原理及實現的特點:

變壓器縱差動保護通常采用環流法接線。原理與輸電線路類似，但在實現時應考慮變壓器高、低壓兩側電流的大小和相位不同。變壓器保護變壓器星形側電流互感器按角形接線變壓器角形側電流互感器按星形接線2、影響差動保護的因素及措施:分析勵磁涌流的特點勵磁涌流影響的措施變壓器差動保護的構成

正常運行時，勵磁電流僅為變壓器額定電流的3％～5％，所以對保護無影響。而當變壓器空載投入或外部短路故障切除電壓恢復時，勵磁電流可達額定電流的6～8倍，這稱為勵磁涌流，可引起差動保護誤動作。

含有大量的非周期分量，使波形偏于時間軸的一側；勵磁涌流中含有大量的二次諧波電流分量；勵磁涌流相鄰波形之間存在“間斷角”。

采用具有速飽和變流器的BCH型