第七章 继电保护自动装置及二次回路

1、电工进网作业许可考试参考教材高压类理论部分第七章 继电保护自动装置与二次回路送电车间员工培训电力系统在运行中，各种电气设备都有可能出现不正常运行状态和故障。1 1、不正常运行：电气元件正常工作遭到破坏。、不正常运行：电气元件正常工作遭到破坏。（过负荷、过电压、频率降低过负荷、过电压、频率降低 、系统振荡、系统振荡等）等）2 2、故障：包括各种类型短路和断线。、故障：包括各种类型短路和断线。 短路：三相短路、短路：三相短路、 两相短路、单相接地短路、两两相短路、单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间短路等的匝间短路等 断线：单相

2、断线、两相断线断线：单相断线、两相断线故障或不正常运行状态不及时处理，引发故障或不正常运行状态不及时处理，引发事故事故。事故：对用户少送电或停止送电，电能质量降低到不能允许的程度，造成人身伤亡及电气设备损坏。继电保护和自动装置是反映电力系统中各种电气设备故障和不正常运行状态的自动装置。是保证电力系统安全运行和提高电能质量的重要组成部分。 第一节第一节 继电保护任务及基本要求继电保护任务及基本要求一、继电保护的任务一、继电保护的任务当电气设备发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故当电气设备发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件（主变、线路）从电力系统切除，避免故障元件障元件（主变、线路）从

3、电力系统切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速弧腹正常运行，将事继续遭到破坏，使非故障元件迅速弧腹正常运行，将事故尽可能限制在最小范围内。故尽可能限制在最小范围内。 出现不正常运行状态时，发出报警信号，避免事故发生。出现不正常运行状态时，发出报警信号，避免事故发生。 二、继电保护的基本要求二、继电保护的基本要求 电气设备发生短路时，产生电气设备发生短路时，产生很大的短路电流很大的短路电流; ;电网电压电网电压下降下降，电气设备烧坏，电气设备烧坏; ;充油设备的绝缘油在电弧作用下分解充油设备的绝缘油在电弧作用下分解产生气体，出现喷油甚至着火产生气体，出现喷油甚至着火; ;导线被烧断，供

4、电被迫中断。导线被烧断，供电被迫中断。特别严重时电力系统的稳定运行被破坏，发电厂的发电机被特别严重时电力系统的稳定运行被破坏，发电厂的发电机被迫解列，甚至可能引起电网瓦解迫解列，甚至可能引起电网瓦解. . 为了能正确快速地切除故障，使电力系统能以最快速度恢复正为了能正确快速地切除故障，使电力系统能以最快速度恢复正常运行，要求继电保护具有足够的常运行，要求继电保护具有足够的可靠性可靠性、选择性选择性、快速性快速性、灵敏性灵敏性。1 1.可靠性可靠性 可靠性是指发生了属于它该动作的故障，能可靠可靠性是指发生了属于它该动作的故障，能可靠动作，即不发生拒绝动作（动作，即不发生拒绝动作（不拒动不拒动）；

5、）； 不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（不误动不误动）。）。这是继电保护装置正确工作的基础。这是继电保护装置正确工作的基础。为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最少。方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最少。还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维护和校验。护和校验。2.2.选择性选择性 当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分

6、，让非故障部分继续运行，使停电范围尽地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小量缩小。继电保护动作的选择性，可以通过正确地整定电气量的动继电保护动作的选择性，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。一般上下作值和上下级保护的动作时限来达到互相配合。一般上下级保护的时限差级保护的时限差取取0.30.70.30.7秒秒。如果只依靠动作时限级差来达到选择性，则由于从电源侧如果只依靠动作时限级差来达到选择性，则由于从电源侧到负荷侧要经过多级电压变换和传输，电源侧继电保护的到负荷侧要经过多级电压变换和传输，电源侧继电保护的动作时限必然很长，这样不利于切除故障设

7、备的快速性。动作时限必然很长，这样不利于切除故障设备的快速性。因此必须通过合理整定电气量的动作值，有时要利用各类因此必须通过合理整定电气量的动作值，有时要利用各类不同保护等来取得继电保护的选择性、灵活性和快速性。不同保护等来取得继电保护的选择性、灵活性和快速性。3.3.速动性速动性 保护快速切除故障的性能。保护快速切除故障的性能。 故障故障切除时间切除时间包括包括继电保护动作时间继电保护动作时间和和断路器的跳闸时间断路器的跳闸时间。 可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性故障而降

8、低的时间，提高电力系统运行的稳定性。但快速性有时会与。但快速性有时会与选择性发生矛盾，这时就要根据具体情况，通过选取最佳保护配合方选择性发生矛盾，这时就要根据具体情况，通过选取最佳保护配合方式以达到在确保所需选择性的基础上，达到令人满意的快速性。式以达到在确保所需选择性的基础上，达到令人满意的快速性。一般的快速保护动作时间为一般的快速保护动作时间为0.060.12s0.060.12s，最快的可达，最快的可达0.010.04s0.010.04s。一般的断路器的动作时间为一般的断路器的动作时间为0.060.15s0.060.15s，最快的可达，最快的可达0.020.06s0.020.06s。当系统

9、发生故障时，快速切除故障可以当系统发生故障时，快速切除故障可以提高系统并列运行的稳定性、提高系统并列运行的稳定性、减少用户在低电压下工作的时间，减少故障元件的损坏程度，避免故减少用户在低电压下工作的时间，减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大障进一步扩大。4.4.灵敏性灵敏性 继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围对其保护范围内故障的反应能力内故障的反应能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。上、下级保护之间灵

10、敏性必须配合，这也是保证选择性的条上、下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择性的条件之一。件之一。主保护、后备保护主保护：反应被保护元件自身的故障并以尽可能短的延时，有选择性地切除故障的保护称为主保护。后备保护：当主保护拒动时起作用，从而动作于相应断路器以切除故障元件。分为近后备保护和远后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。四、常用继电器介绍继电器是一种在其输入物理量（电气量或非电量）达到规定值时，其电气输出电路被接通和分断的自动装置。动合接点：继电器不动作时处于

11、断开状态的接点。动断接点：继电器不动作时处于闭合状态的接点。（一）电磁式电流继电器反应电流增大到整定值，接点动作。动作电流：使继电器动合接点由断开到闭合的最小电流。返回电流：使继电器动合接点由闭合到断开的最大电流。返回系数：继电器的返回电流除以动作电流。电流继电器的返回系数要求在0.850.9之间。DL型电磁式过电流继电器结构图 （三）电磁型时间继电器用以在继电保护回路中建立所需要的动作延时。在直流操作继电保护装置中使用的电磁型时间继电器型号为DS-l1。DS时间继电器的外形尺寸和电磁型电流继电器相仿，其内部结构包括一个电磁铁和一套机械型钟表机构，以及动合、动断触点。当电源电压加到电磁铁的线圈

12、上时，产生电磁力，吸引铁心，带动钟表机构开始动作。在钟表机构启动的同时，带动动合触点的动触点向静触点移动，经过预定的时间后动静触点闭合，时间继电器动作完成。时间继电器动作时间的长短只与动、静触点之间的距离有关，调整这个距离即可调整时间继电器的动作时间。 (四)电磁型中间继电器 在继电保护装置中，中间继电器用以增加触点数量和触点容量；也可使触点闭合或断开时带有不大的延时，或者通过继电器的自保持，以适应保护装置动作程序的需要。有动合、动断接点。DZ-10型中间继电器(五)电磁型信号继电器 在继电保护回路中，信号继电器用来发出保护动作信号。根据信号继电器研发出的信号，值班人员能够很方便地发现事故和统

13、计保护装置动作的次数。有机械或电气自保持，需手动恢复。X-11型信号继电器（六） 感应式电流继电器（GL式电流继电器）利用电磁感应原理构成，兼有电磁式电流继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器的功能。结构分为两部分：电磁速断机构，构成电流速断保护；感应机构，构成反时限过电流保护，在工厂供电系统中被广泛应用。这种继电器的感应元件部分动作时间与电流的大小有关:电流大，动作时间短;电流小，动作时间长。因此也称作反时限保护。GL系列感应型过电流继电器结构图继电保护与二次回路常用电气符号继电保护与二次回路常用电气符号 在绘制继电保护二次回路图时，需要用图形符号来表示在绘制继电保护二次回路图时，需要用

14、图形符号来表示继电器和触点。继电器和触点。五、继电保护用电流互感器五、继电保护用电流互感器将电力系统中将电力系统中一次大电流一次大电流按一定变比变换成按一定变比变换成二次较小二次较小的电流的电流，供给测量表计和继电器，同时将二次设备与，供给测量表计和继电器，同时将二次设备与一次高压隔离，保证人身与设备的安全。一次高压隔离，保证人身与设备的安全。电流互感器（电流互感器（TATA）均是单相式，一次通入的是电流源，）均是单相式，一次通入的是电流源，二次接相应负载。二次接相应负载。电流互感器接线方式1.三相星形接线三相均有TA，各相TA二次绕组和KA的线圈串联，然后接成星形连接。能反应三相短路、两相短

15、路、单相接地短路等各种故障。适用于对所有短路类型都 要求动作的保护装置。2.两相不完全星形接线方式两相有TA，各相TA二次绕组与各自的KA线圈串联后，然后接成不完全星形连接。中性点非直接接地系统中，广泛应用。3.两相电流差接线方式两相有TA，其差电流接入的KA线圈。通常应用在610KV中性点不接地系统中以保护较小容量的高压电动机。4. 4.三角形接线方式三角形接线方式能反应所有短路类型。应用于Y，d接线的变压器差动保护装置。在正常运行或三相短路时，流过继电器线圈的电流为相电流的3倍（1.732），并且在相位上差30。第二节第二节 变变 压压 器器 保保 护护一、故障和异常运行状态故障分为：油箱

16、内：内部绕组匝间或层间绝缘损坏造成的相间和匝间短路、直接接地系统侧绕组的接地短路。油箱外：外部绝缘套管及引出线上的多相短路、单相接地短路。异常运行状态：保护范围外部短路引起的过电流、电动机自启动引起的过负荷、油浸变压器油箱漏油造成油面降低二、电力变压器保护设置要求二、电力变压器保护设置要求变压器应装设以下保护：变压器应装设以下保护：1.1.电流速断保护电流速断保护：10000KVA10000KVA以下，过流时间大于以下，过流时间大于0.50.5秒，秒，310KV310KV配电变压器。配电变压器。2.2.瓦斯保护瓦斯保护：油浸式，油浸式，800KVA800KVA及以上，室内及以上，室内400KV

17、A400KVA及以及以上，反应油箱内和油面降低上，反应油箱内和油面降低。3.3.纵差动保护纵差动保护：l0O00kVAl0O00kVA及以上、及以上、630OkVA630OkVA及以上的并及以上的并列运行变压器，列运行变压器，2000KVA2000KVA以上电流速断灵敏度不够以上电流速断灵敏度不够4.4.过电流保护过电流保护：防止外部故障引起过电流及保护范围内防止外部故障引起过电流及保护范围内故障的后备保护故障的后备保护5.5.零序保护零序保护：中性点直接接地变压器高压侧接地短路故中性点直接接地变压器高压侧接地短路故障、高压侧系统的接地短路故障，变压器主保护及相邻障、高压侧系统的接地短路故障，

18、变压器主保护及相邻元件接地故障的后备保护元件接地故障的后备保护6.6.过负荷保护过负荷保护：400KVA400KVA及以上变压器及以上变压器三、变压器过电流保护分定时限和反时限1.定时限：变压器电源侧，作为电流速断的后备保护。动作电流按躲过变压器最大负荷电流来整定。动作时间采用阶梯原则，上级比下级动作时间长。动作时间整定后不变化。2.反时限：动作时间随电流大小变化。 I越大，t越短， I越小，t越长。定时限过流保护接线图定时限过流保护接线图四、变压器电流速断保护中、小容量变压器装设，作为防止相间短路故障的主保护。动作无延时，利用动作电流（大于3-5倍In）保证选择性。按不完全星形接线的两继电器

19、构成。须经中间继电器启动跳闸回路。（电流继电器触点容量小）电流速断保护原理接线图五、变压器纵差动保护五、变压器纵差动保护对于容量较大的变压器，应装设电流纵差动保护。对于容量较大的变压器，应装设电流纵差动保护。 变压器过电流保护具有一定时限，动作不够迅速。变压变压器过电流保护具有一定时限，动作不够迅速。变压器速断保护虽然动作迅速，但是动作电流整定较大，对器速断保护虽然动作迅速，但是动作电流整定较大，对于轻微的内部故障不能反应于轻微的内部故障不能反应; ;而且在变压器内部，靠近而且在变压器内部，靠近二次出线还存在死区，即速断保护不起作用的地方。二次出线还存在死区，即速断保护不起作用的地方。因此规程

20、规定对于大容量变压器应装设电流差动保护。因此规程规定对于大容量变压器应装设电流差动保护。电力变压器是电力系统中十分重要的设备，它的故障将电力变压器是电力系统中十分重要的设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。变压器对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。变压器内部的某些故障，虽然最初故障电流较小，但产生的电内部的某些故障，虽然最初故障电流较小，但产生的电弧将引起变压器内部绝缘油分解，产生可燃性气体弧将引起变压器内部绝缘油分解，产生可燃性气体; ;严严重时引起喷油、爆炸。为了避免变压器事故的扩大，要重时引起喷油、爆炸。为了避免变压器事故的扩大，要求变压器内部发生故障时应迅速切

21、断电源，使变压器退求变压器内部发生故障时应迅速切断电源，使变压器退出运行。出运行。变压器电流差动保护的动作原理如图变压器电流差动保护的动作原理如图7-67-6所示。所示。图图7-6(a)7-6(a)中表示变压器外部故障时的电流分布图，中表示变压器外部故障时的电流分布图，(b)(b)表示表示变压器内部故障时的电流分布图。变压器内部故障时的电流分布图。从图中可见，当变压器外部故障时，流人继电器的电流是变从图中可见，当变压器外部故障时，流人继电器的电流是变压器一、二次侧的两个电流之差。如果适当选择一、二次侧压器一、二次侧的两个电流之差。如果适当选择一、二次侧变流器，使变压器流过穿越性电流时，在一、二

22、次变流器的变流器，使变压器流过穿越性电流时，在一、二次变流器的副边出现接近相等的电流，则流入继电器的电流副边出现接近相等的电流，则流入继电器的电流i i-i-i。接。接近为零，继电器不动作。近为零，继电器不动作。图图7-6 7-6 变压器差动保护原理图变压器差动保护原理图 当变压器内部发生故障时，可能有两种情况，一种当变压器内部发生故障时，可能有两种情况，一种情况是变压器只一侧加有电源，流入继电器的电流仅为情况是变压器只一侧加有电源，流入继电器的电流仅为i i，如果故障电流足够大，则电流，如果故障电流足够大，则电流i i足以使差动继电足以使差动继电器动作。器动作。 另一种情况，如果变压器两侧都

23、有电源，则就有两另一种情况，如果变压器两侧都有电源，则就有两个流动方向相反的电流流人变压器。这两个电流通过变个流动方向相反的电流流人变压器。这两个电流通过变流器后，流人差动继电器时方向相同，两个电流相加，流器后，流人差动继电器时方向相同，两个电流相加，足以使继电器动作。足以使继电器动作。 电力变压器差劲保护的动作电流按躲过二次回路断电力变压器差劲保护的动作电流按躲过二次回路断线、变压器空载投运时激磁涌流和互感器二次电流不平线、变压器空载投运时激磁涌流和互感器二次电流不平衡，防止由此出现误动作来整定。动作时间取衡，防止由此出现误动作来整定。动作时间取0s0s。Y,d11接线的变压器，三角形侧的电

24、流比星形侧的同一相电流，在相位上超前30。如果两侧TA都接成星形接线，差动保护回路中因相位不同也会出现不平衡电流。采用相位补偿法：星形侧TA接成三角形，三角形侧TA接成星形。六、变压器瓦斯保护六、变压器瓦斯保护电力变压器利用变压器油作绝缘和冷却介质，当油浸变压器电力变压器利用变压器油作绝缘和冷却介质，当油浸变压器内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其他绝内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其他绝缘物分解，产生大量气体，利用这些气体形成动作于保护装缘物分解，产生大量气体，利用这些气体形成动作于保护装置叫气体。置叫气体。气体保护的主要元件是气体继电器。气体保护的主要元件是气体继

25、电器。气体继电器整定好后，安装在变压器油箱与油枕之间的联接气体继电器整定好后，安装在变压器油箱与油枕之间的联接管道中。管道中。气体保护具有灵敏度高、动作迅速、接线简单的特点。气体保护具有灵敏度高、动作迅速、接线简单的特点。它和它和电流速断、电流差动都是变压器的快速保护，属于主要保护电流速断、电流差动都是变压器的快速保护，属于主要保护。第三节第三节 电力线路保护电力线路保护一、过电流保护一、过电流保护6-1OkV电力线路的继电保护，一般配置电流速断和过电流保护、或加限时电流速断保护。动作电流按躲过最大负荷电流整定，动作时间采取阶梯原则。时限阶段差：位于电源上级保护动作时间比下级保护时间长，此时间

26、的差。考虑到作为后面相邻区段的后备保护，当后面相邻区段发生事故时，如果该相邻区段本身的继电保护因故拒动，才由本区段过电流保护动作跳闸，因此需设置t=0.5s的时间阶段差。过电流保护的动作时间一般在1.0-1.2s。二、电流速断保护按躲过本线路末端最大短路电流整定。不能保护线路全长。死区：本线路上电流速断保护保护不到的区域。死区内发生短路事故时，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。由于其可靠的选择性和速动性，多用作线路或电气设备的主要保护。三、限时电流速断保护三、限时电流速断保护 由于电流速断保护不能保护全线路，过电流保护能由于电流速断保护不能保护全线路，过电流保护能保

27、护全线路，但达不到快速性的要求，这时可以加一套保护全线路，但达不到快速性的要求，这时可以加一套限时电流速断保护限时电流速断保护。对于高压电力线路，限时电流速断保护的动作时间一般对于高压电力线路，限时电流速断保护的动作时间一般取取0 0.5S5S，动作电流按下式整定，动作电流按下式整定I IDZDZ=K=KK KI IDZ DZ 式中，式中，I IDZDZ限时电流速断保护动作电流限时电流速断保护动作电流; ; K KK K 可靠系数，取可靠系数，取1 11-11-115;15; I IDZ DZ 相邻线路的电流速断保护动作电流。相邻线路的电流速断保护动作电流。 四、三段式电流保护电流速断保护能快

28、速切除线路首端故障，但不能保护本线路全长；限时电流速断不能保护到下线路末端；过电流保护能保护本线路及下线路全长但动作时间较长。为保证快速而有选择性地切除故障，把这三种保护组合构成三段式电流保护。电流速断为第I段，限时电流速断为第段，过电流为第段。二次回路原理图归总式原理图：表示各元件间连线，动作原理，有整体概念，缺点(内部接线、引出端子、回路标号不清)。展开式原理图：以电气回路为基础，将继电器和各元件的线圈、触点按保护动作顺序，自左而右、自上而下绘制的接线图，简称展开图。分别绘制保护的交流电流回路、交流电压回路、直流回路及信号回路。展开图绘制原则：1、回路排列次序：先交流电流、交流电压，后是直

29、流回路、信号回路（先交后直，电流在前先交后直，电流在前）；2、回路内各行为交流按a、b、c相序排列，直流按动作顺序自上而下排列；3、每一行中各元件（继电器的线圈、触点等）按实际顺序绘制。一般在展开图的右侧加文字，以说明各行的性质或作用。阅读展开图时，先交流后直流再信号，自上而下，从左到右，层次分明。展开图对于现场安装、调试、查线都很方便，在生产中应用广泛。五、低电压保护和电流方向保护五、低电压保护和电流方向保护 除了限时电流速断保护外，除了限时电流速断保护外，35kv35kv及以上的电力线路及以上的电力线路有时还设置低电压保护。因为电力线路发生短路事故时，有时还设置低电压保护。因为电力线路发生

30、短路事故时，线路电压不正常，下降很多，三相电压可能不平衡，利线路电压不正常，下降很多，三相电压可能不平衡，利用这一现象通过低电压继电器来反映，以达到快速跳闸。用这一现象通过低电压继电器来反映，以达到快速跳闸。 对于两侧都有电源，而且能同时供电的电力线路，对于两侧都有电源，而且能同时供电的电力线路，例如两侧都有电源的环网线路，通常都设置方向继电器，例如两侧都有电源的环网线路，通常都设置方向继电器，用以判别电流方向，使事故停电范围限制在最小区域内。用以判别电流方向，使事故停电范围限制在最小区域内。这类保护称为方向保护，例如方向过电流保护，或方向这类保护称为方向保护，例如方向过电流保护，或方向电流速

31、断保护等。电流速断保护等。六、高压电动机保护六、高压电动机保护高压电动机高压电动机: :3kv10kv3kv10kv供电电压的电动机。供电电压的电动机。故障故障：电动机定子绕组的相间短路故障（供电电缆相间：电动机定子绕组的相间短路故障（供电电缆相间短路故障）、单相接地短路以及一相绕组的匝间短路。短路故障）、单相接地短路以及一相绕组的匝间短路。异常运行状态异常运行状态：起动时间过长、一相：起动时间过长、一相RDRD熔断或三相不平熔断或三相不平衡、堵转、过负荷引起的过电流、供电电压过高或过低。衡、堵转、过负荷引起的过电流、供电电压过高或过低。定子绕组的相间短路是最严重的故障定子绕组的相间短路是最严

32、重的故障，引起电动机本身，引起电动机本身绕组绝缘严重损坏、铁芯烧伤，造成供电电网电压的降绕组绝缘严重损坏、铁芯烧伤，造成供电电网电压的降低，影响或破坏其他用户的正常工作，因此要尽快切除低，影响或破坏其他用户的正常工作，因此要尽快切除故障电动机。故障电动机。发生单相接地故障时，如果接地电流大于发生单相接地故障时，如果接地电流大于10A10A，将造成，将造成定子铁芯烧损，可能发展成匝间短路或相间短路，视接定子铁芯烧损，可能发展成匝间短路或相间短路，视接地电流大小切除故障电动机或发报警信号。地电流大小切除故障电动机或发报警信号。2000kW2000kW以下的电动机，电流速断保护以下的电动机，电流速断

33、保护，两相式动作于跳，两相式动作于跳闸。闸。单相接地电流大于单相接地电流大于5A5A，反应单相接地故障的零序电流保，反应单相接地故障的零序电流保护。护。10A10A及以上动作于跳闸，及以上动作于跳闸，10A10A以下可跳闸可信号。以下可跳闸可信号。过负荷保护：运行中过负荷、防止起动或自起动时间过过负荷保护：运行中过负荷、防止起动或自起动时间过长。长。反应电压降低的低电压保护和同步电动机的失步保护。反应电压降低的低电压保护和同步电动机的失步保护。2000kW2000kW及以上大容量的高压电机，普遍采用纵联差动保及以上大容量的高压电机，普遍采用纵联差动保护代替电流速断保护。护代替电流速断保护。20

34、00kW2000kW以下电流速断以下电流速断灵敏度不够灵敏度不够时时，也可采用电流纵联差动保护代替电流速断保护。电，也可采用电流纵联差动保护代替电流速断保护。电动机差动保护工作原理与变压器差动保护相似。动机差动保护工作原理与变压器差动保护相似。常用的电流保护为电流速断保护（或电流纵差保护）和常用的电流保护为电流速断保护（或电流纵差保护）和过负荷保护。过负荷保护可跳闸可信号，有时设置过负荷保护。过负荷保护可跳闸可信号，有时设置2 2套套过负荷，分别跳闸、发信号。过负荷，分别跳闸、发信号。七七、3kV-1OkV3kV-1OkV高压高压电力电容器组保护电力电容器组保护故障故障类型及类型及异常运行异常

35、运行：1 1、电容器组与断路器之间连线短路；、电容器组与断路器之间连线短路；2 2、单台电容器内部极间短路；、单台电容器内部极间短路；3 3、电容器组多台电容器故障、电容器组多台电容器故障；4 4、电容器过负荷；、电容器过负荷；5 5、母线电压升高；、母线电压升高；6 6、电容器组失压。、电容器组失压。中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断或延时电流中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断或延时电流速断作为相间短路保护。如为速断作为相间短路保护。如为电流速断保护电流速断保护，动作电流，动作电流可取电容器组额定电流的可取电容器组额定电流的2 22 2. .5 5倍，动作时间为倍，动作时间为0 0s

36、 s; ;如如为为延时电流速断保护延时电流速断保护，动作电流可取电容器组额定电流，动作电流可取电容器组额定电流的的1 1. .5 5 2 2倍，动作时限可取倍，动作时限可取0 0. .2s2s，以便避开电容器的，以便避开电容器的合闸涌流。合闸涌流。一、微机保护监控装置的特点（一）维护调试方便（几乎不用调试、设计测试后不必再试验）（二）可靠性高（软件、自检和巡检功能）（三）动作准确率高（软件实时采样计算）（四）容易获得各种附加功能（软件易于扩展）（五）保护性能容易得到提高（软件方便改写完善）（六）使用灵活、方便（人机交互灵活、汉化）（七）具有远方监控特性（通信功能）第四节第四节 变电所微机保护监

37、控装置简介变电所微机保护监控装置简介二、微机保护装置硬件系统的一般构成功能上划分，分为6部分：1、模拟量输入系统（数据采集系统）：采集TA、TV输入的模拟信号，预处理，模数转换（逐次逼近型A/D转换和利用电压/频率变换（VFC）。2、继电功能回路（CPU主系统）：包括微处理器（CPU）、只读存储器（EPROM）、随机存取存储器（TLAM）和定时器（TIMER）等。3、开关量输入/输出回路：并行口、光电耦合电路及有接点的KM，完成执行功能。4、人机接口回路：打印、显示、键盘、面板开关。5、通信回路：与上位机通信。6、电源回路：供装置工作的直流稳压电源。三、微机保护的主要功能保护、测控、信息保护、

38、测控、信息三方面。三方面。（一）（一）110kv110kv及以下线路保护测控装置的功能及以下线路保护测控装置的功能（二）站用变压器或接地变压器的保护测控装置的功（二）站用变压器或接地变压器的保护测控装置的功能能（三）（三）110kv110kv及以下并联电容器组保护测控装置的功及以下并联电容器组保护测控装置的功能能P251-252 P251-252 四、微机保护监控装置的运行维护（一）110kv及以下线路保护测控装置的运行异常报警1、线路电压报警：重合闸检无压或检同期，线路有流无压，延时10s报警。2、PT断线：U10.1A或U28V，延时10S报警。电压正常后，延时1.25s报警返回。3、频率

39、异常：系统频率在45Hz以下或52Hz以上延时10s。4、TWJ异常：开关在跳位线路有流，10s报警。5、控制回路断线：装置检测既无合位又无分位，3s报警。6、开关合闸压力低：合闸压力降低开入为1，瞬时报警。7、开关跳闸压力低：跳闸压力降低开入为1，瞬时报警。8、零序电流报警：I0报警功能投入，I0整定值，经延时报警。9、过负荷报警：过负荷报警投入，任意相电流整定值，经延时报警10、接地报警：装置自产U030V，15s报警。(二)站用变压器或接地变压器的保护测控装置报警 1、弹簧未储能：弹簧未储能开入为1，经整定延时报警。2、PT断线：U10.1A或U28V，延时10S报警。电压正常后，延时1

40、.25s报警返回。3、控制回路断线：装置检测既无合位又无分位，3s报警。4、TWJ异常：开关在跳位线路有流，10s报警。5、频率异常：系统频率在45Hz以下或52Hz以上延时10s。6、过负荷报警：过负荷报警投入，任意相电流整定值，经延时报警7、零序电流报警：I0报警功能投入，I0整定值，经延时报警。8、接地报警：装置自产U030V，15s报警。9、超温报警：超温报警功能投入，超温开入为1时瞬时报警。10、轻瓦斯报警：轻瓦斯开入为1时瞬时报警。（三）110kv及以下并联电容器组保护测控装置报警功能1、过电压报警：电压整定值，控制字退出，延时报警。2、PT断线：U10.1A或U28V，10S报警

41、。电压正常后，延时1.25s报警返回。3、PT频率异常：系统频率在45Hz以下或52Hz以上10s报警。4、TWJ异常：开关在跳位线路有流，10s报警。5、控制回路断线：装置检测既无合位又无分位，3s报警。6、弹簧未储能：弹簧未储能开入为1，经整定延时报警。7、零序电流报警：I0报警功能投入，I0整定值，经延时报警。8、不平衡电流报警：功能投入，Ibph整定值，经整定延时报警。9、接地报警：装置自产U030V，15s报警。10、超温报警：超温报警功能投入，超温开入为1时瞬时报警。11、轻瓦斯报警：轻瓦斯开入为1时瞬时报警。第第五五节节 电力系统自动装置电力系统自动装置分自动调节装置和自动操作装

42、置。自动调节装置：保证电能质量、消除系统运行异常状态而对某些电量实施自动调节。（电力系统频率自动调节）自动操作装置：作用对象为断路器，提高电力系统的供电可靠性和保证安全运行。（备自投、线路重合闸、低频减载装置）一、自动重合闸装置一、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。运行经验证明，电力系统中有不少短路事故是瞬时性的，特别是架空线路由于落雷引起的短路，或者因刮风或鸟类碰撞引起导线舞动造成的短路，在继电保护动作、断路器跳闸切断电源后，故障点的电弧很快熄灭，绝缘会自动恢复。这时如能将断路器自动重新投入，电力线路将继续保持正常供电。自动

43、重合闸所实现的就是这一功能。对于电力电缆专线供电的馈线，由于没有上述两种情况，因此不采用自动重合闸。二，备用电源自动投入装置二，备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置，是指当工作电源因故障自动跳闸后，自动迅速地将备用电源投入。备用电源自动投入装置可以用于动作合上备用电源线路的断路器，也可以用于动作合上备用变压器的断路器。为了使备用电源自动投入装置能安全可靠地工作，应满足以下要求:1）只有在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）工作母线不论任何原因电压消失，备用电源均应投入。3）备用电源智能投入一次。4）当备用电源投于故障设备时，继电保护应加速动作。5）当电压互感器二次断线

44、时，不应动作。备自投接线方案按备用方式分为明备用和暗备用。明备用：正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备或备用线路。（备用电源不工作）暗备用：正常情况下没有断开的备用电源或备用设备，而是工作在分段母线状态，靠分段断路器取得互相备用。（备用电源工作）低压母线分段备自投接线变压器备自投接线进线备自投接线第第六六节节 二次回路基本知识二次回路基本知识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、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

45、电线路等。互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等。对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护作用对一次电气设备进行监视、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。量、仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备按一定顺序和要求相互连接构成的电气回路称为由二次设备按一定顺序和要求相互连接构成的电气回路称为二次回路。二次回路。如按照二次设备的用途来分，则可分为继电保护、自动装置、如按照二次设备的用途来分，则可分为继电保护、自动装置、

46、控制系统、测量仪表、信号装置和操作电源二次回路等。控制系统、测量仪表、信号装置和操作电源二次回路等。一一、二次回路图、二次回路图分类分类按图纸作用，分为按图纸作用，分为原理图原理图和和安装图安装图。原理图原理图体现二次回路工作原理的图纸，按表现形式分体现二次回路工作原理的图纸，按表现形式分为归总式原理图及展开式原理图。为归总式原理图及展开式原理图。安装图安装图按作用分为屏面布置图基安装接线图。按作用分为屏面布置图基安装接线图。1 1、归总式归总式原理图：将二次回路的工作原理以原理图：将二次回路的工作原理以整体的整体的形式在图上表现出来，整个二次回路的构成及动作过形式在图上表现出来，整个二次回路

47、的构成及动作过程有明确的整体概念。程有明确的整体概念。不能表现元件间接线的实际位不能表现元件间接线的实际位置、元件内部接线、端子编号、回路编号，不便于现置、元件内部接线、端子编号、回路编号，不便于现场维护与调试。场维护与调试。2 2、展开式原理图：以二次回路的每个独立电源来划、展开式原理图：以二次回路的每个独立电源来划分单元进行编制（交流电流、交流电压、直流控制、分单元进行编制（交流电流、交流电压、直流控制、继电保护及信号）。继电保护及信号）。接线清晰、易于阅读、便于掌握接线清晰、易于阅读、便于掌握整套继电保护及二次回路的动作过程、工作原理。整套继电保护及二次回路的动作过程、工作原理。3 3、

48、屏面布置图屏面布置图：表示屏上设备的布置情况，按实际尺表示屏上设备的布置情况，按实际尺寸照一定的比例绘制。寸照一定的比例绘制。是加工制造屏柜和安装屏柜上设是加工制造屏柜和安装屏柜上设备的依据，元件的排列、布置，根据运行操作合理性、备的依据，元件的排列、布置，根据运行操作合理性、运维和施工方便确认。运维和施工方便确认。4 4、安装接线图：以屏面布置图为基础，以原理图为依、安装接线图：以屏面布置图为基础，以原理图为依据绘制。标明了屏柜上各个元件的代表符号、顺序号、据绘制。标明了屏柜上各个元件的代表符号、顺序号、每个元件引出端子间的连接情况，指导屏柜上配线工作每个元件引出端子间的连接情况，指导屏柜上

49、配线工作的图纸。的图纸。 对各元件和端子排采用相对编号法，以说对各元件和端子排采用相对编号法，以说明这些元件间的相互连接关系。明这些元件间的相互连接关系。二二、二次回路、二次回路的读图方法的读图方法绘制时有规律性，读图时按此规律进行。绘制时有规律性，读图时按此规律进行。读图前弄懂图纸所绘继电保护的功能及动作原理、图纸读图前弄懂图纸所绘继电保护的功能及动作原理、图纸上所标符号的含义，然后按照上所标符号的含义，然后按照先交流、后直流，先上二先交流、后直流，先上二下，先左后右的顺序读图下，先左后右的顺序读图。对交流部分，先看电源，再看所接元件。对交流部分，先看电源，再看所接元件。对直流部分，先看线圈

50、，再看接点，每个接点的作用都对直流部分，先看线圈，再看接点，每个接点的作用都要查清。要查清。多张图纸是，有些元件的线圈与接点可能不在一张图纸多张图纸是，有些元件的线圈与接点可能不在一张图纸上，不能疏漏。上，不能疏漏。三三、二次回路、二次回路的编号的编号（一）编号作用（一）编号作用二次设备多，相互间连接线复杂，区分每根二次线与二次设备多，相互间连接线复杂，区分每根二次线与二次设备间相互关系，进行编号。二次设备间相互关系，进行编号。按二次连接线的性质、用途和走向为每一根线按一定按二次连接线的性质、用途和走向为每一根线按一定规律分配一个唯一的编号，从而区分二次线。规律分配一个唯一的编号，从而区分二次

51、线。回路编号法：按线的性质、用途进行编号。回路编号法：按线的性质、用途进行编号。相对编号法：按线的走向、设备端子进行编号。相对编号法：按线的走向、设备端子进行编号。（二）回路编号法（二）回路编号法1、回路编号原则：各设备间要用控制电缆经端子排进行联系的不在一起（一面屏或一个箱内）的二次设备之间的连接线使用回路编号。2、回路编号的作用：展开式原理图中的回路编号和安装接线图端子排上的电缆芯的编号是一一对应的，为二次回路的检修、维护提供极大的方便。3、回路编号的基本方法：（1）3位或3位以下的数字组成，标明回路相别或主要特征时，数字前或后增注文字或字母符号。（2）等电位原则标注（连于一点上的所有导线

52、均标以相同回路编号）（3）触点、线圈、电阻、电容等元件间隔段、动断接点两端给予不同编号4 4、直流回路编号细则、直流回路编号细则（1 1）不同用途，不同数字范围（）不同用途，不同数字范围（控制控制001-099001-099、保护、保护100-599100-599、励磁励磁601-699601-699）（2 2）控制和保护的数字标号，按熔断器所属的回路每百个分组，）控制和保护的数字标号，按熔断器所属的回路每百个分组，正极性为奇数、负极性为偶数。正极性为奇数、负极性为偶数。（3 3）信号回路的数字标号，按事故、位置、预告、指挥信号分）信号回路的数字标号，按事故、位置、预告、指挥信号分组，按数字大

53、小进行排列。组，按数字大小进行排列。（4 4）开关设备、控制回路的数字标号，按开关设备的数字序号）开关设备、控制回路的数字标号，按开关设备的数字序号进行选取（进行选取（1KK1KK对应对应101-199101-199、2KK2KK对应对应201-299201-299等）。分相操作的等）。分相操作的断路器，数字后加小写英文字母区分相别（断路器，数字后加小写英文字母区分相别（107a107a，335b335b）（5 5）正极回路线段标奇数，负极回路线段标偶数。经过降压元）正极回路线段标奇数，负极回路线段标偶数。经过降压元件（线圈、绕组、电阻）后，改变极性，奇偶顺序也改变。件（线圈、绕组、电阻）后，

54、改变极性，奇偶顺序也改变。（6 6）特定回路使用专用标号组。（）特定回路使用专用标号组。（正电源正电源101101、201201；负电源；负电源102102、202202；合闸绿灯回路；合闸绿灯回路105105、206206、305305、405405）直流回路编号实例直流回路编号实例5、交流回路编号细则（1）按用途分组，数字前加大写字母区分相别。（电流回路400-599、电压回路600-799）电流回路一般以十位数字为一组（A401-A409、B401-B409B501-B509）（2）TA、TV回路，需分配给各自的范围内，自引出端开始，按顺序编号（1TA为A411-419、2TV为621-

55、629）（3）特定回路用专用标号。（A310为110kv母差保护A相电流公共回路、B320I为220kv#I母差B相电流公共回路、C700为绝缘检查电压表的C相电压公共回路）（三）相对编号法用于安装接线图中。甲、乙两个设备需要相互连接时，在甲设备的接线端子上写上乙设备的编号及具体接线端子的标号，而在乙设备的接线端子上写上甲设备的编号及具体接线端子的标号，相互对应编号。1、相对编号的作用同一屏内或箱内的二次设备，距离近，相互之间的连线多，回路多，采用回路编号很难避免重号，并且不利于查线和施工。先把本屏或本箱内的所有设备顺序编号，在对每一设备的每一个接线端子进行编号，然后再需要接线的接线端子旁写上

56、对端接线端子编号，以此来表达每一根连线。2、相对编号组成使用“设备编号”“接线端子号”格式罗马数字和阿拉伯数字组合为设备编号。罗马数字为安装单位编号、阿拉伯数字为设备顺序编号，在该编号下方，通常还有该设备的文字符号和参数型号。便于查找设备，但是不够直观。直接编设备文字符号（与展开图相一致的设备文字符号）。用于屏（箱)内设备数量较少的安装图，如微机保护屏（四）设备接线端子编号端子排：从左到右、从上到下的顺序用阿拉伯数字顺序编号。把设备编号和端子排编号加在一起，每一个接线端子就有了唯一的相对编号。（五）控制电缆编号由打头字母和横杆加上3位阿拉伯数字构成。打头字母表示电缆归属，阿拉伯数字表示电缆走向

57、，数字后面加字母表示相别。（六）小母线编号小母线：保护屏顶，为方便取用交流电压和直流电源。用英文字母表示，前面加“+、-、”表明母线性质、后面加小写字母表明相别。+KMI表示I段直流控制母线正极。1YMa表示I段电压小母线A相。-XM表示直流信号母线负极。变电所开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使变电所开关控制、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。用的电源称为操作电源。对操作电源的基本要求是要有足够的可靠性。特别是当对操作电源的基本要求是要有足够的可靠性。特别是当变电所发生短路事故，母线电压降到零，操作电源也不变电所发生短路事故，母线电压降到零，操作电源也不允许出现中断

58、，仍应保证有足够的电压和足够的容量。允许出现中断，仍应保证有足够的电压和足够的容量。操作电源可分为两大类操作电源可分为两大类: :对于接线方式较为简单的小容量变电所，常常采用交流对于接线方式较为简单的小容量变电所，常常采用交流操作电源操作电源; ;对于较为重要、容量较大的变电所，一般采用由蓄电池对于较为重要、容量较大的变电所，一般采用由蓄电池供电的直流操作电源。供电的直流操作电源。第七节 变电所操作电源一、交流操作电源一、交流操作电源（一）（一）变流器供给操作电源变流器供给操作电源当电气设备发生短路事故时，可以利用短路电流经变流当电气设备发生短路事故时，可以利用短路电流经变流器供给操作回路作为跳闸操作电源。器供给操作回路作为跳闸操作电源。图图7-217-21所示即为所示即为GLGL系列过