第六章继电保护与二次回路2.ppt

第六章继电保护与二次回路,第一节继电保护的任务及基本要求一、继电保护的任务电气设备运行中,由于外力破坏、内部绝缘击穿、过负荷、误操作等原因，可能造成电气设备故障或异常工作状态。（1）当发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障部分从电力系统中切除，保证系统中的无故障部分迅速恢复正常工作，避免事故扩大，使设备免遭继续破坏。（2）正确反应电气设备的不正常工作状态。根据要求，发出预报信号，以便值班人员采取措施。（3）正常电源突然中断，通过继电保护和自动装置迅速投入备用电源。,二、继电保护的基本要求,1、选择性当系统发生故障时，保护装置只切除故障部分，尽量缩小停电范围，保证无故障部分继续运行，这种动作的性质称为有选择性。相反，如果距离故障点最近的保护装置拒绝动作，而远离故障点的保护装置动作而使开关跳闸，这样便失去了选择性。这种无选择性地切除故障，不仅扩大了停电范围，而且使用户受到不应有的损失。选择性可以通过正确地整定电气量的动作值和上下级保护的动作时限来达到互相配合。,2、快速性故障存在的时间越长，对电力系统的危害程度越大，因此，要求继电保护装置一旦识别出故障就要迅速动作，这就是对继电保护装置的快速性要求。继电保护装置切除故障的总时间应包括：保护装置的动作时间与断路器跳闸并熄灭电弧的时间，因此，为保证保护装置的快速性，除了选用快速动作的继电保护装置外，还要选用快速动作的断路器。,3、灵敏性灵敏性（或灵敏度）是指继电保护装置对所保护范围内的所有故障及其不正常运行状态的反应能力。只要在该保护装置的保护范围内，无论发生什么样的故障，无论故障点在保护范围的始端或末端，保护装置都应反应敏锐并保证动作。保护装置的灵敏性用灵敏系数Ksen来衡量。,4、可靠性保护装置的可靠性是指在其保护范围内发生故障时，保护装置必须正确动作，不能拒绝动作；反之，在其保护范围之外发生的故障，保护装置不应误动作。可靠性是靠装置本身的质量、保护设计的正确性和装置的安装质量来保证的。一般来说，元件的质量越高，保护装置设计的越简单，计算与整定越准确，其装置的动作就越可靠。三、继电保护与二次回路常用电气符号,第二节变压器保护,一、变压器保护设置要求310kV配电变压器的继电保护主要有过电流保护、电流速断保护。变电所单台油浸变压器在800kVA及以上，或车间内装设的容量在400kVA及以上的油浸变压器应装设气体保护。大容量变压器，根据规程规定，应装设电流差动保护，以代替电流速断保护。,二、变压器过电流保护,1、定时限过电流保护采用时间继电器，动作时间固定不变。动作电流是按照避开被保护设备（包括线路）的最大工作电流整定。动作时间整定上采取阶梯原则，即位于电源侧的上一级保护的动作时间比下级保护时间长。,2、反时限过电流保护动作时间随电流的大小变化，电流越大动作时间越短。常采用感应式电流继电器。接线方式有两相不完全星形和两相差接线。,三、常用继电器介绍,1、电磁型电流继电器,线圈中通过交流电流时，铁心中产生磁通，对可动舌片产生一个电磁力矩，弹簧产生一个反作用的弹力。当流过继电器的电流达到整定值时，电磁力矩克服弹簧反作用的力矩，可动舌片旋转带动动触点与静触点接通。电流减少时，弹簧反作用的力矩大于电磁力矩，动触点与静触点分离。,（2）动作电流与返回电流能使继电器开始动作的最小电流称为过电流继电器的动作电流；在继电器动作以后，当电流减少时，使继电器可动触点开始返回原位的最大电流称为继电器的返回电流。（3）返回系数,2、电磁型电压继电器3、感应型继电器,GL型继电器包括电磁元件和感应元件两部分。电磁元件构成电流速断保护，感应元件构成带时限过电流保护。,4、电磁型时间、中间和信号继电器（1）电磁型时间继电器（DS系列）用于在继电保护回路中建立所需要的动作延时。（2）电磁型中间继电器用于增加触点数量和触点容量，还可提供必要的延时。采用吸引衔铁式结构。（3）电磁型信号继电器用来发出保护动作信号。动作时，本身有掉牌指示或灯光指示，又闭合触点，接通灯光或音响信号。,四、变压器电流速断保护,用于防止相间短路故障，按不完全星形的两相两继电器接线方式构成。如果采用GL型继电器构成电流保护，由于GL型继电器本身兼有速断元件，因此电流速断保护和过电流保护共用一套继电器。,五、变压器电流差动保护所谓变压器的差动保护是利用变压器两侧电流之差而动作的保护装置。如图6-31所示。将变压器两侧装设的电流互感器二次侧串联起来构成环路，将电流继电器并在环路上，那么，流进电流继电器线圈的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。变压器差动保护的原理KASI在正常运行或外部短路时，只要电流互感器的变比选得合适，两侧电流互感器的二次电流相等，则两侧电流互感器二次侧电流之差=0，继电器不动作。当保护范围内（两侧电流互感器安装位置以内，如S点）发生故障时，由于两侧电流互感器二次侧电流之差不为零，则，继电器的电流不为零，继电器动作，使两侧断路器同时跳闸。,六、变压器气体保护电力变压器多数为油浸式，利用油作为变压器的绝缘和冷却。当变压器内部发生各种短路时，由于电弧和高温的作用，将会使油分解出大量的气体，该气体膨胀上升，并沿变压器油箱与油枕之间的导管向外部释放，利用气体的量度和释放速度而动作的继电器称为气体继电器，由于变压器释放出的是瓦斯气体，因此，又称为瓦斯继电器，所实施的为瓦斯保护。,+,+,+,QF,YR,QF1,KAa,KAb,TAa,TAC,KT,KS,KM,信号,S,图6-9定时限过电流保护原理接线图示意图,+,+,KAc,第三节电力线路及设备保护,一、过电流保护和电流速断保护6-10KV电力线路只有过电流保护和电流速断保护,接线与变压器完全相同.过电流保护的动作时间按选择性要求整定，t=0.50.7S。动作时间一般在1.01.2S。电流速断保护按躲过本线路末端三相最大短路电流整定。在电流速断保护死区内发生短路事故时，一般由过电流保护动作跳闸，因此，过电流保护是电流速断保护的后备保护。,二、限时电流速断保护电流速断保护不能保护全线路，过电流保护能保护全线路，但达不到快速性的要求，可加一套限时电流速断保护。动作时间取0.5S。三、低电压保护和电流方向保护1、低电压保护：电力线路发生短路事故时，线路不正常，电压下降很多，三相电压严重不平衡，利用这一现象通过低电压继电器来反映，以达到快速跳闸。2、电流方向保护：两侧都有电源的环网线路，通常设置方向继电器，用以判别电流方向，使事故停电范围限制在最小范围内。,四、高压电动机的保护,常用的电流保护为电流速断保护和过负荷保护。其接线方式与变压器保护类似，也可以采用电流差接线。过负荷保护根据需要可动作于跳闸或作用于信号。2000KW及以上高压电机，普遍采用纵联差动保护代替电流速断保护。2000KW及以下高压电机，灵敏度不能满足要求，也可采用纵联差动保护代替电流速断保护。,五、3KV-10KV电力电容器组继电保护,普遍采用电流速断或延时电流速断作为相间短路保护。电流速断保护，动作电流取电容器组额定电流的2-2.5倍，动作时间为0。延时电流速断保护，动作电流取电容器组额定电流的1.5-2倍，动作时间为0.2S。,六、变电所继电保护自动装置新技术应用变电站采用微机综合自动化实现的功能1）正常运行时自动采集、处理和打印各项参数。2）定时打印电量和负荷率。3）自动投切电容器。4）自动调压。5）实现负荷自动控制。6）自动记录事故情况。7）对故障前后的数据进行采集和处理。8）自动填写打印倒闸操作票等。,七、继电保护动作与故障判断1、电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断1）变压器电流速断保护动作2）架空电力线路电流速断保护动作2、变压器差动保护动作，断路器跳闸故障判断1）电力变压器内部发生事故2）电力变压器一、二次连接线发生相间短路3）电流互感器发生匝间短路或二次回路出现断线、短路八、继电保护与二次回路对变电所安全运行的重要意义,第四节电力系统自动装置,一、自动重合闸装置由于发生事故，继电保护动作断路器自动跳闸后，能使断路器自动合闸的装置称为自动重合闸装置。应用:1、架空电力线路2、6-10KV配电线路,自动重合闸符合的基本要求：1）值班人员认为操作断路器断开或操作故障线路断路器，自动重合闸不应动作。2）继电保护动作或其他原因跳闸，都应动作。3）同一次故障，动作次数符合预先规定。4）自动重合闸之后，应能自动复归。5）当断路器处于不正常状态时，应退出运行。,二、备用电源自动投入装置指当工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入。分类：1、备用线路自动投入装置2、分段断路器自动投入装置3、备用变压器自动投入装置,备用电源自动投入装置满足的要求：1）正常工作电源断路器跳闸后，方能自动投入备用电源断路器。2）正常工作电源断路器跳闸后，备用电源自动投入装置应只动作一次。3）备用电源无电压时，自投装置不应动作。4）当电压互感器的熔丝熔断时，自投装置不应动作。,第五节、二次回路基本知识,一、二次回路概述发电厂和变配电所中直接与生产和输配电能有关的设备称为一次设备，包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等。对一次设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备，如各种继电器、信号装置、测量、仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备按一定的顺序和要求相互连接构成的电气回路称为二次回路。,二、二次回路接线图,1、原理接线图原理接线图（简称原理图）是各种电器以集合整体的形式表示，用直线画出它们之间的相互关系。特点：一、二次回路画在一起，对所有设备具备一个完整的概念。阅读思路明确、清晰。,2、原理展开图（展开接线图）,展开接线图就是将电器设备的不同部分分别画在不同的回路中，以回路为整体将二次系统画出。特点：1、交直流回路分开；2、不以设备为整体，以回路为整体；3、同一设备的不同部分标以相同的符号。4、整洁、美观。,读图方法：1、先交流电路后直流电路。2、直流电流的流通方向：先左后右。3、元件的动作顺序：先上后下，先左后右。,3、安装接线图,为便于二次回路的安装，将各种仪表、电器、继电器及连接导线等，按照它们的实际图形、位置和联结关系等绘出的图形，称为安装接线图。包括：屏面布置图；屏背面接线图；端子排图。,三、二次回路的编号,1、一般要求原则：等电位原则。连接在一点的全部导线都用同一个数码来表示；当回路经过开关或继电器的触点隔开后，因为触点断开时，其两端已不是等电位，故应给于不同的编号。,2、展开接线图回路编号直流回路编号从正电源出发，以奇数序号编号，直到最后一个有压降的元件为止。3、安装接线图设备标志和编号设备图形符号上方画一个小圆,上部分标出安装单位编号,右下脚标出设备的顺序号；下部分标出设备的文字符号。4、端子排标志方法,四、相对编号法,如果甲、乙两个设备的接线端子需要连接起来，在甲设备的接线端子上，标出乙设备的接线端子的编号，同时在乙设备该接线端子上标出甲设备接线端子的编号，即两个接线端子的编号相对应，这表明甲乙两设备的相应接线端子应该连接起来。这种编号称为相对编号法。,第六节变电所操作电源,变电所开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使用的电源称为操作电源基本要求是要有足够的可靠性。操作电源分外两大类：小容量变电所采用交流操作电源；大容量变电所采用由蓄电池供电的直流操作电源。,一、交流操作电源1、