继电保护培训.ppt

,1,继电保护培训,2,提要,1、继电保护概述2、短路电流计算3、线路保护整定计算4、变压器保护整定计算5、电动机保护整定计算6、低压配电装置的选择,3,1、继电保护概述,4,一.什么是继电保护工况企业供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。常见的主要故障是短路，如相间短路、接地短路以及变压器、电动机一相绕组的匝间短路等。不正常的运行状态主要指过负荷、一相断线、小接地电流系统中的单相接地、系统振荡等不正常工作情况。继电保护就是当电力系统发生故障或出现非正常状态时，利用一些电气装置去保护电气设备不受损害和缩小事故范围。对执行上述任务的电气装置称作继电保护装置。二、继电保护的基本原理供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继电保护。三继电保护的作用：1、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障，使被保护设备皆快速脱离电网。2、对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报信号，以便迅速处理恢复正常（如电流接地系统的单相接地；变压器的过负荷等）3、实现电力系统自动化和远动化，以及工业生产的自动控制等（如自动合闸；备用电源的自动投入；遥控、遥测、遥讯）。,5,四、继电保护分类。1、按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；2、按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；3、按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；4、按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；5、按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；五、对继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。,6,2、短路电流计算,7,一、短路的概念。1、什么是短路短路：指不同电位的导体在线路上被短接。2、短路的原因主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏是由于绝缘老化，过电压，机械损伤等造成。其次是人员误操作、鸟兽危害等。（如操作人员带负荷拉刀闸或者检修后未拆除接地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等自然现象）3、短路的类型三相短路对称短路发生的几率最小约5%，但危害最大两相短路不对称短路两相接地短路不对称短路单相接地短路不对称短路发生的几率最小约75%，发生的几率最大,8,4、短路电流的计算目的为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在变电所和供电系统的设计和运行中，必须进行短路电流的计算。(1)选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度；(2)选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除故障；(3)确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。(4)确定合理的主结线方案和主要运行方式；二、短路电流的计算1、有限容量电源供电系统当电源容量较小，或短路点距离电源较近即短路回路总阻抗较小时，这种情况发生三相突然短路，便是有限容量下的突然短路。有限电源供给的短路电流,常用短路电流计算曲线计算.2、无限大容量电源供电系统通常将电源容量远大于系统供给短路点的短路容量，或电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源，当作无限大容量电源，即分析无限大容量电源系统短路电流时，认为电源电压不变。,9,三、短路电流的计算方法(1)有名制法；短路点所在线段的平均电压，V。R、X短路点以前的总电阻和总电抗，均已归算到短路点所在处的电压等级，。在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故(2)标么值法进行标么值计算要先取基准容量和基准电压，而且要考虑计算的方便。基准容量SJ：全网只取一个，一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA基准电压UJ：每个电压级各取一个，一般取用各级的平均电压UJUd=1.05UN,下标J表示“基准”,网络平均电压,网络额定电压,电流基准值和阻抗基准值的计算:当基准容量SJ（MVA）、基准电压UJ（kV）选定后，根据各物理量之间的关系基准电流IJ（kA），与基准阻抗ZJ（）便可求得基准电流：基准电抗：标么值和有名值之间的关系和变换采用标么值的一些好处，采用标么值后：某些物理量可以用标么值相等的另一些物理量来代替，如,10,当用标么值计算时，正常情况下，全网各处电压均在1左右，便于分析系统运行情况,当电压等于基准电压时，即电压的标么值等于1时：,11,有名值,标么值,发电机参数计算,变压器参数计算,有名值,标么值,12,输电线参数计算,有名值,标么值,几何均距,电抗器参数计算,有名值,标么值,短路电流的计算短路回路中各元件的标么电抗算出后，即可根据供电系统单线路作出它的等效电路图，然后利用阻抗的等值变换公式简化等值电路,计算出回路的总标么电抗。最后根据欧姆定律的标么值形式，计算短路电流标么值式中电源电压的标么值，在取时，1则三相短路容量的计算三相短路容量，用来校验所选断路器的断流能力或断开容量(或称遮断容量)是否满足可靠工作的要求。供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统的运行方式可分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下电源系统中发电机组投运多，双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统的总的短路阻抗最小，短路电流最大；反之，最小运行方式下由于电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，一些并联变压器为保证处于最佳运行状态也采用分列运行，这样将使总的短路阻抗变大，短路电流也相应地减小。在用户供电系统中，用最小运行方式求供继电保护校验灵敏度用。,，供继电保护校验灵敏度用,例1的供电系统图a)电路图,1)选,处，取Uj1=6.3kV则,2)计算系统各元件阻抗的标幺值，绘制等效电路图，图上按顺序标出其阻抗值。,解：,图37例31的供电系统图b）等效电路图,3)求电源点至短路点的总阻抗。,4)求短路电流。,处的短路参数：,最大运行方式时：,最小运行方式时:,最大运行方式时：,最小运行方式时:,18,3、线路保护的整定计算,19,一、三段式线路保护的概念对于35kV及以下电压等级电力系统，一般为中性点不直接接地系统，其线路保护通常采用反应故障时电压、电流的三段式电流保护。第I段电流保护为瞬时电流速断保护、第II段为限时电流速断保护、第III段为过电流保护；第I段及第II段保护构成本线路的主保护，过流保护为后备保护。二、电流速断保护整定的计算电流速断保护为无时限保护，其动作时间为保护装置的固有动作时间，按规程规定微机保护的固有动作时间为40ms以下。1、原则躲过线路末端短路时最大三相短路电流。2、公式式中：被保护线路末端短路故障时，保护安装处测量到的最大短路电流数值。可靠系数，取1.21.3,20,三、限时电流速断保护整定的计算1、原则电流定值应对本线路末端故障有规定的灵敏系数，还应与相邻线路保护的测量元件定值配合，时间定值按配合关系整定。也就是说限时电流速断保护要求应保护线路全长，并于相邻下一级线路保护I段相配合。限时电流速断保护的最大保护范围为下级保护的电流速断保护的最小范围。2、公式下一级线路的速断保护整定值限时电流速断可靠系数：一般取1.11.2注：当电流第I段、第II段灵敏系数不够时，可采用电流闭锁电压速断保护，如过流保护作远后备时的灵敏系数不够，可带低电压或复合电压启动。如果被保护线路为双侧电源时，应加方向闭锁，以防止在保护设置处后方发生短路时保护误动。3、时间的选择限时电流速断的动作时限应比下一级线路电流速断保护的动作时限，高一个时间极差，即0.30.5S,21,四、过流保护整定的计算1、过流保护的作用（1）作为后一级电路保护的远后备，即当后一级线路主保护拒动或断路器失灵时，由前一级的过电流保护来切除故障。（2）作为本线路主保护的近后备，即当本线路发生故障而电流I、II段保护拒动时，由过流保护切除故障。（3）作为网络终端不重要线路的主保护。2、原则正常运行时保护不应动作，即按躲过最大负荷电流整定。3、公式本线路的最大负荷电流可靠系数：一般取1.31.54、时间的选择为保证过电流保护的选择性，过电流保护的时限应比下一级线路过流保护最大时限大一个时间极差，即t式中：为下一级各线路中，过流保护动作时限最大的一条线路的过流时限，t为时间极差，一般取0.5S,22,4、变压器保护的整定计算,23,一、变压器的保护配置1、变压器的故障变压器发生的故障有内部故障、外部故障。内部故障：各相绕组之间的相间短路、单相绕组的匝间短路、单相接地短路外部故障：引出线的相间短路、绝缘套管闪络或破坏、引出线通过外壳发生的单相接地短路。2、常用的保护方式瓦斯保护、速断保护、差动保护、过负荷保护、温度保护、过流保护、零序电流保护等。二、电流速断保护的整定计算1、原则按躲过变压器外部故障的最大短路电流整定变压器二次侧母线最大三相短路电流；可靠系数，取1.21.3,24,2、变压器速断保护的动作电流还应躲过励磁涌流。根据实际经验及实验数据，保护装置一次动作电流必须大于35倍。保护安装侧变压器的额定电流。3、变压器电流速断保护的灵敏系数=2保护装置安装处最小运行方式时的两相短路电流。三、过电流保护的整定计算为防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并作为差动和瓦斯保护的后备，变压器必须装设过电流保护。1、原则躲过变压器的额定电流整定2、公式可靠系数取1.21.3变压器的额定电流3、过流保护的动作时间取一个时间极差t0.5S,25,2、保护装置灵敏度保护装置安装处最小运行方式时的两相短路电流。当保护到变压器低压母线时，要求1.52，在远后备保护范围末端短路时，要求1.2.3、考虑到电动机自起动，起动值比较大，不能满足灵敏度的要求，为此可以采用低电压闭锁的过电流保护，以提高保护的灵敏度。低电压按正常运行的最低工作电压整定。四、变压器的过负荷整定1、原则躲过变压器额定电流整定2、公式可靠系数取1.05变压器的额定电流3、变压器过负荷保护作用于信号，动作时间通常取10S。,26,五、变压器的差动保护变压器容量大于5600KVA以上者应加装变压器差动保护，差动保护复杂，这里不作介绍。六、小容量变压器整定计算小容量变压器，高压侧短路保护装置一般选高压熔断器，低压侧保护装置有的选熔断器，有的选自动空气开关。高压侧熔丝额定电流是按变压器高压额定电流乘上一定倍数来计算。一般610kV变压器，100kVA及其以下者按其额定电流23倍计算；100kVA以上者按其额定电流1.52倍计算。低压侧熔丝额定电流按变压器低压侧额定电流计算或略大一些。,27,5、电动机保护的整定计算,28,一、电动机的保护配置目前异步电动机的保护，当容量小于2MW主保护采用电流速断的保护方式，容量在2MW及以上采用电流纵差保护，也可采用电流速断保护及加装纵差动保护。电动机还应装设不平衡电流保护、起动时间过长保护、堵转保护、过负荷保护、过热保护、接地保护、低电压保护和过电压保护。二、电流速断保护的整定计算1、原则电流速断保护应躲过电动机的最大起动电流，还应躲过外部短路故障切除电压恢复时电动机的最大自起动电流。电流起动倍数，应取实测值，如无实测值，取7；可靠系数，取1.5电动机额定电流2、动作时间当采用真空断路器或少油断路器控制时，保护动作时间为固有动作时间。,29,三、过电流保护的整定1、原则躲过电动机的额定电流整定可靠系数，取1.21.52、动作时间时间时间设定按实测的最长启动时间的1.2倍整定。,30,6、低压配电装置的选择,31,一、低压配电装置的概述低压电器可分为控制电器和保护电器，控制电器主要用来接通和断开线路，以及用来控制用电设备。保护电器主要用来获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。例如：刀开关、低压断路器属于低压控制电器；熔断器、热继电器属于低压保护电器。二、熔