继电保护培训材料

继电保护培训材料2024/3/25继电保护培训材料主要内容常见一次设备介绍继电保护的配置继电保护培训材料常见一次设备介绍断路器开关类型及其操动机构。①六氟化硫断路器（LW系列），一般配置弹簧操动机构（CT系列）。②多油断路器（DN、DW系列），一般配置电磁操动机构（CD系列）。③真空断路器（ZN系列），可配置弹簧操动机构（CT系列）或电磁操动机构（CD系列）。VS1、VD4进口断路器④少油断路器（SN、SW系列），可配置弹簧操动机构（CT系列）或电磁操动机构（CD系列）。CT系列合闸电流小1~2A，CD系列合闸电流大80~140A。继电保护培训材料常见一次设备介绍隔离开关型号选择GN户内隔离开关；GW户外隔离开关；继电保护培训材料常见一次设备介绍电压互感器类型单相V-V三绕组四绕组输出电压单个线电压三相线电压相电压、线电压、零序两组Y形一组开口三角形继电保护培训材料常见一次设备介绍电压互感器2、PT的选择PT准确级分为0.5、3P、6PA、用于测量表计回路的PT为0.5级。B、保护用，测量电压的误差绝对值在3%以内。C、保护用，测量电压的误差绝对值在6%以内。PT型号：例如JDZ(X)-3,6,10J：电压互感器Voltagetransformer；D：单相Singlephase；Z：浇注式Castingtype；X：带剩余电压绕组Withresidualvoltagewinding；3,6,10：电压等级（kV）Voltageclass(kV)。继电保护培训材料电流互感器1、CT的选择CT准确级分为0.2、0.5、1、3、10、D级A、用于测量表计回路的CT为0.5级；B、一般保护用CT选用3级；C、差动、距离及高频保护用的CT选用D级；国外对CT保护准确级分为5P10、5P20、10P10、10P20一次短路电流为Ie的倍数额定一次电流下的比值误差5P级——±1%，10P级——±3%继电保护培训材料几个概念主保护和后备保护主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。

a.远后备是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。

b.近后备是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现的后备保护；是当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。

继电保护培训材料几个概念进线和出线单母线和双母线单母线分段和单母线简易分段降压变和升压变内桥和外桥近区变和厂用变线路-变压器组和发变组继电保护培训材料继电保护的配置—线路6~66kV线路①三段式电流保护：速断、限时速断、过电流②复合电压——提高保护灵敏系数③方向的选择——保护范围不同④重合闸——针对瞬时故障，多用于架空线路。检同期/检无压功能，针对双侧电源送电线路⑤重合闸前加速与后加速⑥低周减载：滑差、低压、低流闭锁⑦小电流接地选线：通过保护装置采集线路的零序电流、母线零序电压上传至上位机。当母线零序电压超过定值时，则认为系统存在单相接地故障，上位机软件先根据零序电流的基波（经消弧线圈接地系统则取五次谐波）来选定3条可能接地的出线，再根据此3条出线的零序电流基波大小和功率方向确定接地的线路继电保护培训材料继电保护的配置—线路110kV线路①距离保护第一段保护线路的80%~85%，第二段保护余下的15%~20%并作相邻母线的后备保护，第三段带方向或不带方向、有的设不带方向的第四段作本线及相邻线段的后备保护。继电保护培训材料继电保护的配置—线路110kV线路②纵联保护可实现全线速动，保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、缩小故障造成的损坏程度、改善与后备保护的配合性能。光纤纵差保护针对15kM以内的短线路，作为全线瞬动的主保护。电力线载波纵联保护高频保护继电保护培训材料继电保护的配置—电动机一、绕组保护①温度保护—以安装在电动机内的测温元件实现。②热保护—反映定子电流的过负荷。③过电流保护—与电动机热特性配合的反时限特性过电流保护。④纵差保护和电流速断保护—2MW及以上容量的电动机应装设纵差保护。2MW以下电动机，采用电流速断保护，如灵敏系数不够，则装设纵联差动保护。⑤接地故障保护—我国电动机供电网络均为非直接接地系统。接地零序电流大于5A时装设。当接地电流大于10A，保护带时限跳闸。继电保护培训材料继电保护的配置—电动机二、供电系统异常①低电压保护A、系统电压太低时，引起电动机的过电流甚至堵转，会烧坏电动机。B、为保证电压恢复时重要电动机的自启动，在不太重要的电动机上也应装设作用于跳闸的低电压保护。C、因生产工艺过程不允许或不需要自启动的电动机也必须装设低电压保护出口跳闸停机。

②断相或三相不平衡保护—装设负序电流（三相电流不平衡）或负序电压（反相或三相不对称）保护。对于供电电源一相断开故障，负序电压保护不及负序电流保护灵敏。

继电保护培训材料继电保护的配置—电动机三、轴承保护轴承受径向负荷、轴向负荷和振动的作用，可能使轴承烧损，应有以下保护：轴承温度过高，用热电偶或热敏电阻检测；油位过低可用油标尺监视；润滑油油压不够可用压力开关监控；油量不足用节流开关控制；振动过大用振动表监视。继电保护培训材料继电保护的配置—电动机四、同步电动机保护①失步保护：双透镜动作特性的双阻抗元件的失步保护。

短路故障：机端阻抗轨迹虽曾进入动作区，但很快就退出了。阻抗轨迹几乎是同时穿过阻抗元件（Z1）和阻抗元件（Z2）的动作边界。可用穿过时间Δt1的大小来鉴别短路与振荡。稳定振荡：机端阻抗轨迹只进入阻抗元件（Z1）的动作区，而不会越过阻抗元件（Z2）的动作边界，即只有阻抗元件（Z1）动作，而阻抗元件（Z2）不动作。非稳定振荡：机端阻抗轨迹穿过阻抗元件（Z1）和阻抗元件（Z2）的动作区，穿过时间较长。

继电保护培训材料继电保护的配置—电动机四、同步电动机保护②失磁保护：联跳功能实现失磁后的危害：①同步电动机失磁即失去同步转矩，电机将进入失步状态，一般电机的异步转矩不能与负载转矩相平衡；②电机定子绕组将产生很大的脉振电流，电流幅值有可能超过允许值；③失磁后的同步电动机将从电源吸取大量无功，在某些情况下有可能使机端母线电压严重降低。

③非同步冲击保护：逆功率过流实现。电源短时中断再恢复时，如果不采取适当保护措施，同步电机将遭受非同步冲击，而大型同步电机及某些中小电机不允许非同步冲击。因此有必要装设防止非同步冲击的保护。规范规定2MW及以上的同步电动机及不允许非同步冲击的同步电动机应装设防止非同步冲击的保护。

继电保护培训材料继电保护的配置—电动机电动机保护小结电流保护分为：①定子绕组或引线的相间短路保护：速断、纵差（电流平衡、磁平衡原理）；②定子绕组或引线的单相接地保护：零序电流；③堵转保护：定时限过流/反时限过电流；④严重过负荷保护：反时限过电流；⑤三相电流不平衡（断相、反相）保护：负序电流；⑥启动时间过长保护：定时限过流，设置断路器由分到合的启动条件。电压保护分为：①低电压保护；②反相保护（负序电压保护）继电保护培训材料继电保护的配置—电抗器并联电抗器①油浸式电抗器：装设轻、重瓦斯保护，反映油面降低故障，对线圈匝间短路有保护作用。对于500kV主设备应有双重主保护，一般装设零序功率方向保护作为匝间短路的的另一套主保护。②63kV及以下并联电抗器一般只装设电流速断保护相间短路和单相接地短路，装设过电流保护作为其后备保护。220~500kV系统中，装设纵差保护作为相间短路和单相接地短路的主保护。③过负荷保护：系统电压异常升高造成电抗器的过负荷。④过温保护：反映温度升高和冷却系统故障。继电保护培训材料继电保护的配置—电容器并联电容器（一）①相间短路保护：电流速断、过电流②系统异常保护过电压保护：电容器只允许在1.1倍工频电压下长期运行。电压过高使电容器的功耗和发热增加，影响电容器使用寿命，严重时将击穿。低电压保护：电容器因故失压后仍接在系统中，当再次给上电压时，电容器的残余电荷可能使电压超过1.1倍额定电压；也可能因变压器带电容器合闸产生谐振过电压；空载变压器（停电后恢复供电初期）因电压较高，也能造成电容器过压。继电保护培训材料继电保护的配置—电容器并联电容器（二）③电容器组内部故障保护单三角形接线——零序电流单星形接线——放电PT的开口三角电压（零序电压）差电压保护——反映故障段和正常段的电压差构成的电容器内部故障保护即差电压保护不平衡保护电气化铁道并补电容器保护：速断、过流、过电压、低电压、电压差动保护、谐波过流、非电量（轻、重瓦斯）保护。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器变压器 额定容量（KVA）变压器型号：□

□－□／□ 高压绕组电压等级（KV）产品型号 设计序号产品型号说明如下：1、相数——D：单相，S：三相2、绕组外绝缘介质——不表示：变压器油，G：空气，C：成型固体3、冷却方式——不表示：自冷式，F：风冷式，W：水冷式4、油循环方式——不表示：自然循环，D：强迫油导向循环，P：强迫油循环5、绕组数——不表示：双绕组，S：三绕组6、调压方式——不表示：无激磁调压，Z：有载调压7、绕组导线材料——不表示：铜，不表示（L）：铝8、绕组耦合方式——O：自耦自耦变压器作升压用时，O列型号之后；作降压用时，O列型号之前。9、防护类型代号——TH：湿热带，TA：干热带继电保护培训材料继电保护的配置—变压器主变压器（一）主保护有瓦斯保护（反应变压器油箱内部故障和油面降低）、纵联差动保护或电流速断保护（反应变压器绕组和引出线的相间短路，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。）瓦斯保护：容量为800KVA及以上油浸式变压器和容量为400KVA及以上车间内油浸式变压器均应装设瓦斯保护。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器主变压器（二）差动保护1、容量为6300KVA以下并列运行的变压器以及10000KVA以下单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。2、容量为6300KVA及以上、厂用工作变压器和并列运行的变压器、10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器、以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。防止励磁涌流影响的方法：二次谐波制动，间断角闭锁，波形对称原理。大型变压器（500kV及以上）差动保护中防止过励磁影响的方法：五次谐波制动。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器主变压器（三）后备保护1、外部相间短路：①过电流保护，宜用于降压变压器；②复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器；③负序电流保护和单相式低电压起动的过电流保护，可用于63000kVA及以上的升压变压器。④对于升压变压器和系统联络变压器，当采用2、3不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。以上保护动作后，应带时限动作于跳闸。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器主变压器（四）后备保护：2、外部接地短路保护①中性点不接地电网中的变压器：零序电压保护②中性点直接接地电网中的变压器：零序电流、间隙零序电流、零序电压保护。3、过负荷保护：对于400kVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。4、过励磁保护：大型变压器在频率降低或电压升高时引起铁芯工作磁密过高，励磁电流增加产生过励磁，引起过热而使绝缘老化，降低设备的使用寿命。500kV变压器应装设过励磁保护。5、其它非电量保护：压力释放、温度、油位、风冷故障等继电保护培训材料继电保护的配置—变压器自耦变压器（一）1、与同容量普通变压器相比，自耦变压器可以省去一个绕组，其绕组容量要比相应的普通变压器小，外形尺寸小，具有节约材料、降低造价、减少损耗、便于运输和安装、极限制造容量大等优点，所以在超高压大容量系统中得到广泛应用。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器自耦变压器（二）2、对于相间短路保护，自耦变压器与普通变压器没有原则上的差别。在组成比率制动式自耦变压器相间短路差动保护时，高、中压侧CT二次侧三相总是接成△，这种接线对相间短路毫无问题，但是对高、中压侧单相或两相接地短路，由于零序电流被滤去，保护灵敏度可能受到严重影响，如果这种差动保护对接地短路灵敏度不足，则有必要增设零序差动保护。3、由于三绕组自耦变压器的各侧绕组的容量关系不一样，S1：S2：S3=1：1：（1-1/K12），可能只在一侧出现过负荷。因此一般各侧都应装设过负荷保护。继电保护培训材料继电保护的配置—变压器馈出线变压器①一般装设速断、过流、过负荷保护②油浸式与干式变压器——绕组外绝缘介质不同油浸式：重瓦斯跳闸，轻瓦斯与超温报警干式：超温跳闸，温升报警③低压侧中性点设CT——低压侧零序电流保护继电保护培训材料继电保护的配置—发电机水轮发电机型号 额定容量（KW）发电机型号：□

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□－□／□ 定子铁心外径（mm）发电机类型 主轴 极数1、类型——SF：水轮发电机2、主轴布置类型——不表示：立轴，W：卧轴，G：贯流式水轮机型号：□

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□－□ 转轮标称直径（cm）12341、水轮机类型——HL：混流式，XL：斜流式，ZD：轴流定桨式，ZZ：轴流转桨式，QJ：切击式，XJ：斜击式，SJ：双击式，GD：贯流定桨式，GZ：贯流转桨式2、转轮型号（效率88%，水头以m计，出力以kW计的比转速）3、主轴布置方式——L：立轴布置，W：卧轴布置4、引水室特征——M：明槽引水，J：金属蜗壳，H：混凝土蜗壳，P：灯泡式，G：罐式，S：竖井式，X：虹吸式，Z：轴伸式继电保护培训材料继电保护的配置—发电机汽轮发电机型号汽轮发电机：QF—6—21、类型——QF：汽轮发电机2、额定容量——6000kW汽轮机型号：B12-35/10背压式，额定容量12000kWC6-3.43/0.98抽汽凝汽式，额定容量6000kW汽机进汽参数：3.43(3.136~3.628)Mpa(a)/435(420~445)0C可调抽汽参数：0.98(0.78~1.27)Mpa(a)/30(0~40)t/h继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机故障类型及不正常运行状态：

1．故障类型定子绕组相间短路：危害最大定子绕组一相的匝间短路：可能发展为单相接地短路和相间短路定子绕组单相接地：较常见，可造成铁芯烧伤或局部融化转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或将转子绕组烧损。转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机2．不正常运行状态由于外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化由于负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，而导致发电机重大事故。此外，引起发电机的100hz的振动。由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：当机炉保护动作或调速控制回路故障以及某些人为因素造成发电机转为电动机运行时，发电机将从系统吸收有功功率，即逆功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机3．保护类型：发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护发电机的失磁保护：反应转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失过电流保护：反应外部短路引起的过电流，兼作纵差动保护的后备保护负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护转子过负荷保护逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭而发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力而变为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机①定子绕组及其引出线的相间短路保护1、1MW及以下单独运行的发电机，中性点有引出线，在中性点侧装设过电流保护；中性点无引出线，在发电机机端装设低电压保护；2、1MW及以下与其他发电机或电力系统并列运行的发电机，应在发电机端装设电流速断保护，如电流速断保护灵敏性不符合要求，可装设纵联差动保护；3、1MW以上的发电机，应装设纵联差动保护。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机②反应发电机外部相间短路的保护——定子绕组过电流保护，兼作纵差保护的后备保护。1000kW及以下的发电机用过流保护作后备保护。复合电压启动的过流保护——1000kW以上的发电机宜装此后备保护负序过流保护和单元件低压启动过流保护——50000kW及以上的发电机，不对称短路后备保护采用负序过流保护；对称短路后备保护采用单相低压启动过流保护。

继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机③定子绕组接地保护100%的定子接地保护——100MW及以上发电机。用机端三次谐波电压US3作为动作量，中性点三次谐波电压UN3作为制动量，保护定子绕组中性点及附近范围的接地故障，对其余范围则可用反映基波零序电压的保护。90%的定子接地保护——100MW及以下发电机。利用基波零序电压（具有零序分量的性质，在相电势中存在，可设三次谐波滤过器以降低不平衡电压），有死区，但一般小于15%。定子绕组单相接地——单相接地电流。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机④定子绕组过负荷保护发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机配置定子过负荷保护，大型发电机配置定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。⑤定子绕组过电压保护中小型汽轮发电机通常不设，水轮发电机和大型汽轮发电机装设，以切除突然甩负荷下引起定子绕组过电压。⑥负序电流保护系统不对称短路或三相负荷不对称（如电气机车、电弧炉等单相负荷比重太大），产生反向旋转磁场，相对于转子为2倍同步转速，在转子中产生100Hz的倍频电流，使转子端部、护环内表面部位过热。造成转子的局部灼伤。中小型发电机配置负序定时限过流，大型发电机配置负序反时限过流。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机⑦发电机低励、失磁保护发电机失磁后，发电机机端测量阻抗的轨迹沿着等有功阻抗圆进入第四象限。随着失磁的发展，机端测量阻抗的端点落在静稳极限阻抗圆内，转入异步运行状态。苹果圆特性适用于水轮发电机和大型汽轮发电机（Xd≠Xq）的失磁保护，作用于跳闸。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机⑦发电机低励、失磁保护发电机失磁对系统的主要影响：1、发电机失磁后，从系统中吸取无功功率，造成机端电压、系统电压下降；2、为供给失磁发电机无功功率，可能造成系统中其它发电机过电流；发电机失磁对自身的主要影响：1、发电机电流增大；2、发电机失磁后，转子和定子磁场间出现了速度差，则在转子回路中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热；3、发电机（转子）受交变的异步电磁力矩的冲击而发生振动，转差率越大，振动也越利害。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机⑧励磁回路接地保护励磁回路接地保护分为一点和两点接地保护两种。励磁回路一点接地故障，对发电机并未造成危害，但若再相继发生第二点接地故障，则将严重威胁发电机的安全。当发生两点接地故障时，由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体；由于部分绕组被短接，励磁绕组中电流增加，可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接，使气隙磁通失去平衡，从而引起振动。此外，汽轮发电机励磁回路两点接地，还可能使轴系和汽机磁化。水轮发电机都装设一点接地保护，动作于信号，而不装设两点接地保护。中小型汽轮发电机，当检查出励磁回路一点接地后再投入两点接地保护，大型汽轮发电机应装设一点接地保护。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机⑨发电机失步保护——反应系统振荡过程对于中小容量的发电机，一般不装设失步保护，当机组发生振荡失步时，由值班人员处理。对于300MW及以上的大型发电机（特别是大型汽轮发电机），宜装设专门的失步保护和失步预测保护。失步保护：双透镜动作特性的双阻抗元件的失步保护。继电保护培训材料继电保护的配置—发电机发电机