供电系统继电保护实用教案

1、6.1 6.1 继电保护(j din bo h)(j din bo h)基础6.1.1 电力系统继电保护的任务和作用6.1.2 继电保护的基本(jbn)原理和组成6.1.3 继电器的分类6.1.4 对继电保护的基本(jbn)要求6.1.5 继电保护发展简史第1页/共92页第一页，共93页。1 1 短路故障对系统的危害：短路故障对系统的危害：电力系统在运行中可能发生各种故障和不正电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见常运行状态，最常见(chn(chn jin) jin)同时也是同时也是最危险的故障最危险的故障是各种类型的短路。发生短路时可能产生以是各种类型的短路。发生短路时可能

2、产生以下后果：下后果：(1) (1) 数值较大的短路电流通过故障点时，产生数值较大的短路电流通过故障点时，产生电弧，使故障设备损坏或烧毁。电弧，使故障设备损坏或烧毁。6.1.1 6.1.1 电力系统电力系统(din l x tn(din l x tn) )继电保护的任务和作用继电保护的任务和作用第2页/共92页第二页，共93页。(2) 短路电流通过非故障元件时，使电气设备的载流部分和绝缘材料的温度超过散热条件的允许值而不断升高，造成载流导体熔断或加速绝缘老化和损坏，从而可能发展成为故障；(3) 电力系统中部分地区的电压大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量(zhling)。(4) 破坏

3、电力系统中各发电厂并列运行的稳定性，引起系统振荡，从而使事故扩大，甚至导致整个系统瓦解。第3页/共92页第三页，共93页。 2 2 电力系统运行状态电力系统运行状态正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规定的范围内，各个一次电气设备能够正常工定的范围内，各个一次电气设备能够正常工作而不损坏的运行状态作而不损坏的运行状态不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏但未出现故障的状态，比如像过作遭到破坏但未出现故障的状态，比如像过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。故障，各种故

4、障，各种( ( zhn zhn) )短路（短路（d(3)d(3)、 d(2) d(2) 、d(1) d(1) 、d(1-1)d(1-1)和断线（单相、两相），其和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种中最常见且最危险的是各种( ( zhn zhn) )类类型的短路。型的短路。第4页/共92页第四页，共93页。3 继电保护基本任务： 继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务：自动、迅速(xn s)、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速(xn s)恢复正常

5、运行。第5页/共92页第五页，共93页。(2) 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便及时采取措施减轻故障危害。此时一般不要求保护迅速动作。(3) 继电保护装置还可以与电力系统中的其他(qt)自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。第6页/共92页第六页，共93页。由此可见，继电保护在电力系统(xtng)中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统(xtng)运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。因此，继电保护是电力系统(xtng)的重要组成部分，是保证电力系统(xtng)安全可靠运

6、行的必不可少的技术措施之一。第7页/共92页第七页，共93页。6.1.2 6.1.2 继电保护继电保护(j din bo h)(j din bo h)的基本原理和组成的基本原理和组成1 1 基本原理：基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行行状态状态找差别：电力系统发生故障前后电气物找差别：电力系统发生故障前后电气物理量变化理量变化(binhu)(binhu)的特征的特征第8页/共92页第八页，共93页。2 构成 它主要由测量、逻辑和执行(zhxng)三部分组成，测量回路的作用是测量与被保护电气设备或线路工作测量回路的作用是测量与被保护电气设备或

7、线路工作(gngzu)状态有关的物理量的变化，如电流、电压等的变化，状态有关的物理量的变化，如电流、电压等的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，元件发出相应的信号；执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。

8、发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。第9页/共92页第九页，共93页。线路过电流(dinli)保护装置单相原理接线图第10页/共92页第十页，共93页。1 1 继电器基本概念继电器基本概念继电器是根据某种输入信号来实现自动继电器是根据某种输入信号来实现自动(zdng)(zdng)切切换电路的换电路的自动自动(zdng)(zdng)控制电器。控制电器。“类似于开关类似于开关”。继电器的基本原理：当输入信号达到某一定值或继电器的基本原理：当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。它的功能是反应输入信号的变

9、化以实现电路通断。它的功能是反应输入信号的变化以实现自动自动(zdng)(zdng)控制和保护。控制和保护。继电器定义：能自动继电器定义：能自动(zdng)(zdng)地使被控制量发生跳地使被控制量发生跳跃变化的跃变化的控制元件称为继电器。控制元件称为继电器。6.1.3 继电器：第11页/共92页第十一页，共93页。2 2 分类分类按输入信号的性质可分为电气继电器按输入信号的性质可分为电气继电器( (如电流继电如电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器等器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器等) )和非电气继电器和非电气继电器( (如温度继电器、压力继电器、如温度继电器、压力继电器、速度

10、继电器、瓦斯继电器等速度继电器、瓦斯继电器等) )两类；两类；按工作按工作(gngzu)(gngzu)原理可分为电磁式、感应式、原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式电动式、电子式( (如晶体管型如晶体管型) )、整流式、数字、整流式、数字式等；式等；按用途可分为控制继电器按用途可分为控制继电器( (用于自动控制电路中用于自动控制电路中) )和和保护继电器保护继电器( (用于继电保护电路中用于继电保护电路中) )。保护继电器按其在继电保护装置中的功能，可分为保护继电器按其在继电保护装置中的功能，可分为主继电器主继电器( (如电流继电器、电压继器、阻抗继电如电流继电器、电压继器、阻抗继电器等器

11、等) )和辅助继电器和辅助继电器( (如时间继电器、信号继电如时间继电器、信号继电器、中间继电器等器、中间继电器等) )。第12页/共92页第十二页，共93页。3. 继电器的继电特性(txng)第13页/共92页第十三页，共93页。4. 继电器的返回系数(xsh) 继电器的返回系数(xsh)是指返回电流与动作电流的比值，即Kre是一个重要的参数，在实际(shj)应用中要求继电器有较高的返回系数。第14页/共92页第十四页，共93页。6.1.4 6.1.4 对继电保护对继电保护(j din bo h)(j din bo h)的基本要求：的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满对动作于

12、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、足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。可靠性。 即保护四性。即保护四性。选择性：选择性： 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件(yunjin)(yunjin)切除，而使非故障元件切除，而使非故障元件(yunjin)(yunjin)仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。第15页/共92页第十五页，共93页。l 当k1点发生短路故障时，应由故障线路上的保护1 和2 动作，将故障线路切除，这时变电所B则仍可由另一条非故障线路继

13、续供电。l 在要求保护动作有选择性的同时，还必须(bx)考虑保护或断路器有拒动的可能性，因而就需要考虑后备保护的问题。第16页/共92页第十六页，共93页。II. 速动性：III.快速(kui s)切除故障。IV.提高系统稳定性；V.减少用户在低电压下的工作时间；VI.减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。VII. VIII.t故障切除时间；IX.tbh-保护动作时间； tDL-断路器动作时间X.一般的快速(kui s)保护动作时间为0.060.12s，最快的XI.可达0.010.04s。XII.一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的XIII.可达0.020.06s。dlb

14、httt第17页/共92页第十七页，共93页。III.III.灵敏性灵敏性IV.IV.指在规定的保护范围内，对故障情况的反应指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。能力。V.V.满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不不VI.VI.论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地敏地VII.VII.正确地反应出来提高系统稳定性；正确地反应出来提高系统稳定性；VIII.VIII.要求：不但在系统最大运行方式下三相短要求：不但在系统最大运行方式下三相短路时能可路时能可IX.IX.靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较靠动

15、作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过大的过X.X.渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠(kko)(kko)动作动作XI.XI.通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为KlmKlm。第18页/共92页第十八页，共93页。IV.IV.可靠性：可靠性：V.V.指发生了属于它该动作的故障，它能可指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，靠动作，VI.VI.即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，动作时，VII.VII.他能可靠不动，即不发生错误动作他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响

16、可靠性有内在的和（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素：外在的因素：VIII.VIII.内在的：装置本身的质量，包括元件内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、好坏、IX.IX. 结构设计的合理性、制造工艺水平、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外内外X.X. 接线简明，触点多少等；接线简明，触点多少等；XI.XI.外在的：运行维护外在的：运行维护(wih)(wih)水平、调水平、调试是否正确、试是否正确、XII.XII. 正确安装正确安装第19页/共92页第十九页，共93页。上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿本章的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定(y

17、dng)条件下统一的一面。第20页/共92页第二十页，共93页。n最早的继电保护是熔断器n19世纪末期出现了电磁型过电流继电器n1901年出现了感应型过电流继电器n1908年出现了电流差动保护原理n20世纪20年代出现了距离保护n1927年出现了高频方向保护n1950年前后(qinhu)出现了微波保护n20世纪50年代出现了行波保护的思想，70年代末期出现了装置n之后原理上的创新甚少！6.1.5 继电保护(j din bo h)发展简史第21页/共92页第二十一页，共93页。n从从2020世纪世纪5050年代出现晶体管，开始出现晶体管年代出现晶体管，开始出现晶体管保护保护n从从2020世纪世纪

18、7070年代末期到年代末期到8080年代初期，出现集成年代初期，出现集成电路保护电路保护n从从2020世纪世纪6060年代提出微机保护，年代提出微机保护，8080年代前后出年代前后出现装置现装置n从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、测量测量(cling)(cling)、数据通信于一体的综合自动、数据通信于一体的综合自动化系统化系统n结构型式：结构型式： 机电型机电型 电子型电子型 微机型微机型(电磁(dinc)型、感应型、电动型) （晶体管、（晶体管、 集成电路集成电路(jchng-dinl)(jchng-dinl)）第22页/共92页第二十二页，共

19、93页。6.2 6.2 电网相间(xingjin)(xingjin)短路电流、电压保护原理 电力系统短路故障特征之一：故障相线路电流突然(trn)增大，同时故障点电压降低。 继电保护配置方案：电流保护、低压保护 适用范围：小电流接地系统第23页/共92页第二十三页，共93页。4.2.1 电流速断保护（电流段）1、保护动作原理与整定计算： 定义：对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。 对速断保护的期望(qwng)和要求速动性好保护本线路全长（灵敏性：全线速动，最理想效果）；下条线路出口短路时保护不动作（选择性：基本要求，必须满足） 第24页/共92页第二十四页，共93页。单侧

20、电源辐射(fsh)形电网电流速断保护工作原理图如图所示的单侧电源辐射形电网，为切除故障线路，需在每条线路的电源侧装设断路器和相应的保护装置，即无时限电流速断保护分别(fnbi)装设在线路L1、L2的电源侧(也称为线路的首端)。第25页/共92页第二十五页，共93页。 注 意： 期望无法同时得到满足，存在一个矛盾 解决方法：优先保证选择性。即：下一条线路出口(ch ku)短路时不启动，又称按躲开下一条线路出口(ch ku)短路电流的条件整定第26页/共92页第二十六页，共93页。 电流速断保护电流速断保护(boh)(boh)整定整定计算计算第27页/共92页第二十七页，共93页。当线路上任(sh

21、ng rn)一点发生三相短路时，通过被保护元件(即线路)的电流为式中式中 ESES系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；ZSZS保护保护(boh)(boh)安装处到系统等效电源之间的阻抗，安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗；即系统阻抗；Z1Z1线路单位长度的正序阻抗，单位为线路单位长度的正序阻抗，单位为/ km / km ；LkLk短路点至保护短路点至保护(boh)(boh)安装处之间的距离。安装处之间的距离。第28页/共92页第二十八页，共93页。最大运行方式：当系统(xtng)(xtng)阻抗最小时，流经被保护元件短路电流最大的运行

22、方式称为最大运行方式。如图 曲线1 1表示系统(xtng)(xtng)在最大运行方式下短路点沿线路移动时三相短路电流的变化曲线。在最大运行方式下，发生三相短路时通过被保护元件的电流最大，即最大短路电流为：ksklzzEI1min)3(max第29页/共92页第二十九页，共93页。最小运行方式最小运行方式(fngsh): (fngsh): 短路时系统阻抗最大，短路时系统阻抗最大，流经被保护元件短路电流最小的运行方式流经被保护元件短路电流最小的运行方式(fngsh)(fngsh)称为最小运行方式称为最小运行方式(fngsh)(fngsh)。 如图：曲线如图：曲线2 2表示系统在最小运行方式表示系统

23、在最小运行方式(fngsh)(fngsh)下短路点沿线路移动时最小短路电流的变化曲线下短路点沿线路移动时最小短路电流的变化曲线在最小运行方式在最小运行方式(fngsh)(fngsh)下，发生两相短路时下，发生两相短路时通过被保护元件的电流最小，即最小短路电流为：通过被保护元件的电流最小，即最小短路电流为：第30页/共92页第三十页，共93页。为了保护的选择性，动作电流(dinli)按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定，即最大运行方式下三相短路条件下（短路情况最严重）同理：第31页/共92页第三十一页，共93页。2 灵敏性校验(xio yn) 什么是灵敏性？ 为什么要考虑灵敏性？第32页/共

24、92页第三十二页，共93页。电流速断保护的灵敏系数通常用保护范围来衡量电流速断保护的灵敏系数通常用保护范围来衡量(hng ling)(hng ling)，保护范围越长，表明保护越灵敏。，保护范围越长，表明保护越灵敏。保护范围通常用线路全长的百分数表示，一般要求最保护范围通常用线路全长的百分数表示，一般要求最大保护范围大保护范围50%50%，最小保护范围，最小保护范围15%15%。第33页/共92页第三十三页，共93页。3 保护(boh)接线第34页/共92页第三十四页，共93页。4 速断保护评价仅靠动作电流值来保证其选择性动作迅速，故称速断保护（速动性）接线简单可靠（可靠性）不能保护线路全长，

25、并且保护范围受系统运行方式(fngsh)变化的影响（灵敏性）第35页/共92页第三十五页，共93页。6.2.2 6.2.2 限时电流速限时电流速(li s)(li s)断保护（电断保护（电流流段）：段）：1 1 定义：由于电流速定义：由于电流速(li s)(li s)断保护不断保护不能保护本线路全长，为了切除本线路速断能保护本线路全长，为了切除本线路速断保护范围外的故障，并作为作为速断保护保护范围外的故障，并作为作为速断保护的后备，需增加一段新的保护，因该保护的后备，需增加一段新的保护，因该保护动作带有延时，故称限时电流速动作带有延时，故称限时电流速(li s)(li s)断保护。断保护。2

26、2 对速断保护的期望和要求对速断保护的期望和要求任何情况下能保护线路全长，并具有足够任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性；的灵敏性；在满足上述要求的前提下，力求动作时限在满足上述要求的前提下，力求动作时限最小。最小。第36页/共92页第三十六页，共93页。3 限时电流速断保护整定计算为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路(xinl)第段的保护范围,动作时限高出下一条线路(xinl)段保护t。即整定值与相邻线路(xinl)第段配合。（为什么？）ABC第37页/共92页第三十七页，共93页。第38页/共92页第三十八页，共93页。 动作(dngzu)电流整定假设(j

27、ish)保护 2 装有电流速断保护，其动作电流整定为保护1 限时电流速断保护的动作(dngzu)电流应整定为第39页/共92页第三十九页，共93页。n动作(dngzu)时限的整定n灵敏性校验(xio yn)为了能够保护本线路的全长，限时电流速(li s)断保护在系统最小运行方式下线路末端发生两相短路时，应具有足够的灵敏性，一般用灵敏系数来校验，即规程规定第40页/共92页第四十页，共93页。4 4 原理(yunl)(yunl)接线图第41页/共92页第四十一页，共93页。5 限时电流速断保护评价限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长依靠动作电流值和动作时间共同保证其选择性与第段共同构成被保护

28、线路的主保护，兼作第段的后备保护。能够保护线路全长，并且保护范围受系统(xtng)运行方式变化的影响。第42页/共92页第四十二页，共93页。6.2.3 6.2.3 定时限过电流速断保护（电流定时限过电流速断保护（电流段）：段）：原理：是指动作电流按照躲开最大负荷电流原理：是指动作电流按照躲开最大负荷电流来整定的保护装置。当电网发生短路来整定的保护装置。当电网发生短路(dunl)(dunl)时，则能反应于电流的增大而时，则能反应于电流的增大而动作。由于短路动作。由于短路(dunl)(dunl)电流一般比最电流一般比最大负荷电流大得多，所以保护的灵敏性较大负荷电流大得多，所以保护的灵敏性较高，不

29、仅能保护本线路的全长，作本线路高，不仅能保护本线路的全长，作本线路的近后备保护，而且还能保护相邻线路全的近后备保护，而且还能保护相邻线路全长，作相邻线路的远后备保护。长，作相邻线路的远后备保护。第43页/共92页第四十三页，共93页。2 定时限过电流速断保护整定计算3 对定时限过电流速断保护的期望和要求(yoqi)4 保护本线路全长，作为本线路主保护的近后备5 保护相邻线路全长，作为下一线路主保护的远后备。6 动作电流整定7 满足两个条件:8 过电流保护的动作电流应大于该线路上可能出现且通过保护装置的最大负荷电流 ；9 在外部故障切除后电压恢复时负荷自启动电流作用下保护装置必须能够可靠返回，即

30、返回电流应大于负荷自启动电流。第44页/共92页第四十四页，共93页。对于QF1QF1处过电流(dinli)(dinli)保护，有：返回(fnhu)电流动作(dngzu)电流第45页/共92页第四十五页，共93页。动作(dngzu)时限的整定第46页/共92页第四十六页，共93页。灵敏性校验 过电流(dinli)保护的灵敏系数校验类似于限时电流(dinli)速断保护，即第47页/共92页第四十七页，共93页。4 定时限过电流保护评价第段的IdZ比第、段的IdZ小得多，其灵敏度比第、段更高；保护范围是本线路和相邻(xin ln)下一线路全长；电网末端第段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时

31、间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；越接近电源，t越长，应设三段式保护。第48页/共92页第四十八页，共93页。6.2.4 三段式电流保护装置1. 阶段式电流保护的构成与配合 为保证迅速、可靠而有选择性地切除故障，可将电流速断保护（电流段）限时电流速断保护（电流段）定时限过电流速断保护（电流段），根据需要(xyo)组合在一起构成一整套保护，称为三段式电流保护。具体应用时，可以采用电流速断保护加定时限过电流保护，或限时电流速断保护加定时限过电流保护，也可以三者同时采用。第49页/共92页第四十九页，共93页。阶段(jidun)式电流保护的配合说明图第50页/共92页第五十页，共93页。2

32、 三段式电流保护的评价对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面出发，看其是否满足电力系统安全运行的要求，是否符合有关规程的规定。1) 选择性在单测电源辐射网中，有较好的选择性，但在多电源或单电源环网等复杂网络中可能(knng)无法保证选择性。2) 速动性电流速断保护以保护固有动作时限动作于跳闸；限时电流速断保护动作时限一般在0.5s 以内，因而动作迅速是这两种保护的优点。过电流保护动作时限较长，特别是靠近电源侧的保护动作时限可能(knng)长达几秒，这是过电流保护的主要缺点。第51页/共92页第五十一页，共93页。3) 灵敏性受系统运行方式影响大、灵敏性差是三段式电流保

33、护的主要缺点。例：第段：运行方式变化较大且线路(xinl)较短，可能失去保护范围； 第段：长线路(xinl)重负荷（If增大，Id减小），灵敏性不满足要求。4) 可靠性由于三段式电流保护中继电器简单，数量少，接线、调试和整定计算都较简便，不易出错，因此可靠性较高。第52页/共92页第五十二页，共93页。5)5)应用范围应用范围(fnwi)(fnwi)： 35KV 35KV及以下的单电源辐射状网络中；第及以下的单电源辐射状网络中；第 段：段：110KV110KV等，辅助保护等，辅助保护第53页/共92页第五十三页，共93页。6.4 6.4 变压器保护变压器保护(boh)(boh)6.4.1 6.

34、4.1 概述概述6.4.2 6.4.2 变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护6.4.3 6.4.3 变压器电流速断保护变压器电流速断保护6.4.4 6.4.4 变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护6.4.5 6.4.5 变压器相间短路变压器相间短路(dunl)(dunl)的后的后备保护备保护第54页/共92页第五十四页，共93页。6.4.1 6.4.1 概述概述( (i sh)i sh)第55页/共92页第五十五页，共93页。第56页/共92页第五十六页，共93页。2 变压器不正常工作(gngzu)状态：第57页/共92页第五十七页，共93页。3 应装设的继电保护(j din bo h)装置 第58页

35、/共92页第五十八页，共93页。3 应装设的继电保护(j din bo h)装置第59页/共92页第五十九页，共93页。6.4.1 6.4.1 概述概述( (i sh)i sh)第60页/共92页第六十页，共93页。(3)外部相间短路时的保护反应变压器外部相间短路并作为(zuwi)瓦斯保护和纵差保护(或电流速断保护)后备的过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护。 过电流保护宜用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流。复合电压启动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏性要求的降压变压器。第61页/共92页第六十一页，

36、共93页。第62页/共92页第六十二页，共93页。6.4.2 6.4.2 变压器瓦斯变压器瓦斯(w s)(w s)保护保护1 定义： 当变压器内部故障时，由于故障点电流和电弧的作用，使得变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较(bjio)轻，因而从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量气体，此时将有大量的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用变压器内部故障时的这一特点构成的保护装置称为瓦斯保护。第63页/共92页第六十三页，共93页。2 2 瓦斯保护瓦斯保护(boh)(boh)动作原理动作原理气体继电器安装(nzhung)(nzhung)示意图11瓦斯继电器；2

37、2油枕；33变压器顶盖；44连接管第64页/共92页第六十四页，共93页。4.4.1 4.4.1 概述概述( (i sh)i sh)开口(ki ku)杯挡板式气体继电器结构图1下开口(ki ku)杯 2上开口(ki ku)杯 3干簧触点 4平衡锤 5放气阀6探针 7支架 8挡板 9进油挡板 10永久磁铁第65页/共92页第六十五页，共93页。“电力负荷电力负荷(fh)”在不同的场合可以有不同的含在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。 第66页/共92页

38、第六十六页，共93页。4 4 瓦斯(w s)(w s)保护评价 如果变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝间短路、铁芯局部烧损、线圈断线、绝缘劣化和油面下降等故障时，往往纵差保护等其他保护均不能动作，而瓦斯保护却能够(nnggu)动作。因此，瓦斯保护是变压器内部故障最有效的一种主保护； 瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单； 不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能作为变压器唯一的主保护，须与纵差保护配合共同作为变压器的主保护。第67页/共92页第六十七页，共93页。 瓦斯保护不能保护变压器外部故障瓦斯保护不能保护变压器外部故障(gzhng)，故对于较小容量变压器，可

39、在变，故对于较小容量变压器，可在变压器电源侧加装电流速断保护，作为变压器电压器电源侧加装电流速断保护，作为变压器电源侧主保护。并用过流保护作为变压器内部故源侧主保护。并用过流保护作为变压器内部故障障(gzhng)的后备保护的后备保护6.4.3 6.4.3 变压器电流速变压器电流速(li s)(li s)断保护断保护第68页/共92页第六十八页，共93页。接线(ji xin)原理图1 动作电流整定：2 保护校验：3 保护特点：第69页/共92页第六十九页，共93页。变压器纵差保护主要是用来反应变压器绕组、引出变压器纵差保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管线及套管(to un)上的各种短路故

40、障，是变压器的主保上的各种短路故障，是变压器的主保护。护。6.4.4 6.4.4 变压器的纵差保护变压器的纵差保护(boh)(boh)第70页/共92页第七十页，共93页。 正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，欲使这种情况下流(xili)过继电器的电流基本为零，则应恰当选择两侧电流互感器的变比。1 1 保护原理保护原理(yunl)(yunl)和不平衡电流和不平衡电流第71页/共92页第七十一页，共93页。 若上述条件满足，则当正常(zhngchng)运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为：l 当变压器内部故障当变压器内部故障(gzhng)(gzhng)时

41、，流入差动时，流入差动继电器的电流为继电器的电流为第72页/共92页第七十二页，共93页。 但是，在实际运行过程中，不论正常运行还是外部故障，差动继电器内都有某些电流流入，称之为不平衡电流。 下面分析不平衡电流产生(chnshng)原因及克服方法： 1) 电流互感器的影响 电流互感器计算变比与实际变比不同 变压器各侧电流互感器型号不同第73页/共92页第七十三页，共93页。2)变压器的励磁涌流变压器纵差保护继电器的正确选型、设计和整定，都与变压器励磁电流(dinli)有关。变压器的励磁电流(dinli)是只流入变压器接通电源一侧绕组的，对纵差保护回路来说，励磁电流(dinli)的存在就相当于变

42、压器内部故障时的短路电流(dinli)。因此，它必然给纵差保护的正确工作带来影响产生励磁涌流的原因主要是变压器铁芯的严重饱和使励磁阻抗大幅度降低。第74页/共92页第七十四页，共93页。 励磁涌流的大小和衰减速度与合闸瞬间电压(diny)的相位、剩磁的大小、电源和变压器的容量等有关。第75页/共92页第七十五页，共93页。3) 变压器各侧电流相位不同引起(ynq)的不平衡电流第76页/共92页第七十六页，共93页。2 2 纵差保护纵差保护(boh)(boh)的整定计算的整定计算1) 纵差保护动作电流的整定原则躲过电流互感器二次回路断线时引起的差动电流 变压器某侧电流互感器二次回路断线时，另一侧

43、电流互感器的二次电流全部流入差动继电器中，此时引起保护误动动作电流必须(bx)大于正常运行情况下变压器的最大负荷电流，即当负荷电流不能确定时，可采用(ciyng)(ciyng)变压器的额定电流，可靠系数一般取1.31.3。max,11LreopIKI第77页/共92页第七十七页，共93页。躲过保护范围外部短路(dunl)时的最大不平衡电流max,12unbreopIKI第78页/共92页第七十八页，共93页。躲过变压器的最大励磁(l c)涌流NTreopIKI13按上面三个条件计算纵差保护的动作(dngzu)电流，选取最大值作为保护的整定值。所有电流都是折算到电流互感器的二次值。第79页/共9

44、2页第七十九页，共93页。2) 纵差保护动灵敏系数(xsh)的校验灵敏系数(xsh)按下式校验dopkBsIIK.min 为各种运行方式下变压器内部(nib)(nib)故障时，流经差动继电器的最小差动电流，即采用在单侧电源供电时，系统在最小运行方式下，变压器发生短路时的最小短路电流。按要求，灵敏系数一般不小于2 2。minkBI第80页/共92页第八十页，共93页。4.4.4 4.4.4 变压器相间短路的后备变压器相间短路的后备(hubi)(hubi)保护保护 为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器纵差保护、瓦斯保护的后备，变压器还应装设后备保护。变压器相间短路的后备保护既是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线(mxin)或线路的后备保护。主要类型：过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护或负序电流保护等。第81页/共92页第八十一页，