《供配電技術》教案設計項目課題6.7高壓線路繼電保護授課時間授課對象學習目標1.知識目標：（1）掌握電流速斷保護動作電流的整定；（2）掌握電力變壓器過電流保護、電流速斷保護和過負荷保護動作電流的整定。2.技能目標：（1）能根據保護裝置的動作情況判斷變壓器的故障；（2）能對高壓線路的帶時限過電流保護和電流速斷保護進行整定。3.素養目標：（1）培養崇尚技藝、求實創新的職業品質；（2）樹立科技成才、技能報國的人生理想。重、難點重點電流速斷保護動作電流的整定難點電力變壓器過電流保護、電流速斷保護和過負荷保護動作電流的整定教學方法講授法、討論法、問答法教學用具教材、課件、教案等教學流程教學環節教學內容備注情境導入【師】請學生講一講對高壓線路繼電保護的認識。【生】積極討論并回答老師提出的問題，對于不理解的部分認真聽講，并做好聽課筆記。講授新知任務1電力線路繼電保護概述對于3～66kV的電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護。作為電力線路的相間短路保護，主要采用帶時限過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護。若過電流保護的動作時限不大于0.5～0.7s，則不裝設電流速斷保護，相間短路保護應動作于跳閘，切除短路故障。作為電力線路的單相接地保護，主要有以下兩種保護方式。（1）絕緣監察裝置，裝設在變配電所的高壓母線上，動作于信號。（2）有選擇性的單相接地保護（也稱零序電流保護），一般動作于信號，當單相接地危及人身和設備安全時，應動作于跳閘。任務2帶時限過電流保護1.定時限過電流保護裝置的組成和原理。定時限過電流保護裝置采用直流操作電流，通常由電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器及中間繼電器組成。電流繼電器一般采用DL-10型，時間繼電器一般采用DS-100型，中間繼電器一般采用DZB-100型，信號繼電器一般采用DX-11型。2.反時限過電流保護裝置的組成和原理。反時限過電流保護裝置的動作時間與短路電流的大小成反比，短路電流越大，動作時間越短。它是由GL型電流繼電器組成的，由于GL-15、GL-16型電流繼電器的觸點容量較大，短時分斷電流能力可達150A，所以采用交流操作電源“去分流跳閘”的操作方式。反時限過電流保護裝置的工作原理：當一次電路發生相間短路時，電流繼電器KA經過一定延時后，常開觸點先閉合，常閉觸點后斷開（觸點是先合后斷的轉換觸點），這時斷路器因跳閘線圈YR去分流而跳閘，切除短路故障。同時GL型電流繼電器的信號牌掉下，指示保護裝置已動作。當短路故障切除后，電流繼電器自動返回到初始狀態，信號牌需要手動復位。任務3過電流保護裝置的動作原理和整定1.過電流保護動作電流的整定。能使保護裝置啟動的最小電流稱為保護裝置的動作電流。帶時限過電流保護（包括定時限和反時限）的動作電流應躲過線路正常運行時流經線路的最大負荷電流，保護裝置的返回電流也必須躲過線路的最大負荷電流。過電流保護動作電流的整定公式為2.過電流保護動作時間的整定。（1）定時限過電流保護動作時間的整定。每套保護裝置要具有不同的動作時間。一般來說，某一級保護裝置的動作時間應選擇得比它下一級保護裝置中動作時間最長的大一個時間差Δt。（2）反時限過電流保護動作時間的整定。為了保證各保護裝置動作的選擇性，反時限過電流保護的動作時間也應按“階梯原則”進行整定。由于它的動作時間與通過保護裝置的電流有關，因此，其動作時間實際上指的是在某一短路電流下，或者在某一動作電流倍數下的動作時間。3.過電流保護靈敏度的檢驗條件。過電流保護靈敏度的檢驗條件根據式確定4.低電壓閉鎖的過電流保護。過電流保護裝置的啟動電流應躲過可能出現的最大工作電流。有時為了降低啟動電流，提高保護裝置的靈敏度，可采用具有低電壓閉鎖的過電流保護裝置。在線路的過電流繼電器KA的常開觸點回路中，串入低電壓繼電器KV的常閉觸點，KV經過電壓互感器TV接在被保護線路上。5.定時限和反時限過電流保護的比較。定時限過電流保護的優點是動作時間較精確，整定簡便，且不論短路電流大小，動作時間都一定，不會出現因短路電流小，動作時間長而延長故障時間和擴大事故等問題。缺點是所需繼電器較多，接線復雜且需直流操作電源，投資費用較高。此外，靠近直流電源處的保護裝置，動作時間較長，這是帶時限過電流保護共同的缺點。反時限過電流保護的優點是所需繼電器數量減少很多，可同時實現電流速斷保護，還可采用交流操作方式，因此簡單經濟，投資費用減少。缺點是動作時間的整定較麻煩，且誤差較大。當短路電流較小時，動作時間很長，延長了故障的持續時間。任務4電流速斷保護1.電流速斷保護裝置的組成和原理。電流速斷保護實際上是瞬時動作的過電流保護，其動作時間僅為繼電器本身的固有動作時間，它的動作選擇性不是依靠動作時間，而是依靠選擇適當的動作電流來解決。2.電流速斷保護靈敏度的檢驗條件。電流速斷保護的靈敏度，按線路首端在電力系統最小運行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流Ik.min來檢驗。因此電流速斷保護的靈敏度按照《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》規定為3.電流速斷保護的“死區”及彌補方法。由于電流速斷保護的動作電流是按躲過線路末端的最大短路電流來整定的，因此當靠近線路末端的一段線路上產生的不一定是最大短路電流（如兩相短路電流）時，電流速斷保護裝置就不動作，即電流速斷保護實際上不能保護整段線路的長度。這種保護裝置保護不到的區域，稱為“死區”。為了彌補電流速斷保護存在“死區”的缺點，規定只要裝設電流速斷保護的線路，必須裝設帶時限過電流保護。且過電流保護的動作時間比電流速斷保護至少大一個時間差Δt=0.5~0.7s，而且前后兩級過電流保護的動作時間應符合“階梯原則”，以保證動作選擇性。在電流速斷保護的保護區內，電流速斷保護作為主保護，過電流保護作為后備保護；而在電流速斷保護的“死區”內，過電流保護作為基本保護。繼電保護裝置補充檢驗的內容如下。（1）對繼電器進行機械部分檢查及電氣特性試驗。（2）二次通電試驗。（3）二次回路絕緣電阻試驗。（4）繼電保護裝置的整組動作試驗。對運行中的繼電保護裝置需要定期進行巡視檢查，巡視檢查的內容如下。（1）各類繼電器的外殼有無破損，整定值的位置是否變動。（2）感應式電流繼電器的圓盤轉動是否正常，經常帶電的繼電器節點處有無抖動及磨損，線圈及附加電阻有無過熱情況。（3）在繼電保護裝置的運行過程中，當發現異常狀態時，應加強監視并立即向技術部門報告。（4）繼電保護裝置動作，斷路器跳閘后，應檢查保護裝置的動作情況，并查明原因。在送電前，應將所有的掉牌信號全部復位。任務5單相接地保護1.有選擇性的單相接地保護的基本原理。單相接地保護，又稱零序電流保護，主要利用單相接地產生的零序電流使保護裝置動作，發出信號。當單相接地可能危及人身和設備安全時，動作于跳閘。2.單相接地保護動作電流的整定。式中，Ic為電力系統發生單相接地時，被保護線路本身流入電網的電容電流；Ki為零序電流互感器的電流比；Krel為可靠系數，當保護裝置不帶時限時，取4~5，當保護裝置帶時限時，取1.5~2。3.單相接地保護靈敏度的檢驗條件。單相接地保護的靈敏度，應按被保護線路末端發生單相接地時流過接地線的不平衡電流作