电力工程基础(第3版)孙丽华(电子课件)第6章

5/20/20241河北科技大学电气工程学院第6章电力系统继电保护基础6.4电网的接地保护6.1继电保护的基本知识6.3电网相间短路的电流保护6.5电力变压器的保护6.6电动机保护6.2常用保护继电器6.7微机保护简介5/20/20242河北科技大学电气工程学院6.1继电保护的基本知识

电力系统继电保护装置是一种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反事故自动装置。

一、继电保护的作用自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。它的基本任务是：5/20/20243河北科技大学电气工程学院

二、继电保护的基本原理图6-1继电保护装置组成方框图测量部分：从被保护对象输入有关信号，并与给定的整定值进行比较，决定保护是否动作；逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑判断，以确定保护装置是否应该动作；执行部分：根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置所担负的任务（跳闸或发信号）。5/20/20244河北科技大学电气工程学院保护装置有可分为以下几类：主保护：指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元件故障的保护。后备保护：指当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。近后备：当主保护拒动时，由本元件的另一套保护来实现后备。远后备：当主保护或断路器拒动时，由上一级相邻元件的保护来实现后备。辅助保护：是为补充主保护和后备保护的性能而增设的简单保护。5/20/20245河北科技大学电气工程学院

三、对继电保护的基本要求选择性：应使离故障元件最近的保护装置动作，保证非故障部分继续运行。图6-2电力系统继电保护选择性说明图速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件从电网中切除。5/20/20246河北科技大学电气工程学院灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反映能力。用灵敏系数Ks来衡量。

过电流保护：低电压保护：可靠性：指保护装置该动时不能拒动；不该动时不能误动。5/20/20247河北科技大学电气工程学院6.2常用保护继电器

一、保护继电器的分类按其反应物理量分：电流继电器、电压继电器、功率继电器、气体继电器等；按其在保护装置中的功能分：起动继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等；按其组成元件分：机电型、电子型和微机型等。机电型：电磁式、感应式等；电子型继电器（静态继电器）：包括晶体管型和集成电路型两类。优点：动作灵敏、体积小、能耗低、耐震动、无机械惯性、寿命长。5/20/20248河北科技大学电气工程学院微机型继电器（数字式继电器）：以微处理器为核心组成的新型继电保护装置。优点：保护性能好、可靠性高、灵活性大、调试维护方便。

二、电磁型继电器（DL型）1.电磁型电流继电器（KA）结构：由电磁铁、可动衔铁、线圈、触点和反作用弹簧等元件组成，如图6-3所示。工作原理：当在继电器线圈中通入电流时，电磁铁产生的电磁力矩克服弹簧的反作用力矩，钢舌片转动，带动动触点5和静触点4接触，使常开触点闭合，继电器动作。5/20/20249河北科技大学电气工程学院图6-3电磁式电流继电器结构图1－线圈2－电磁铁3－钢舌片4－静触点5－动触点6－起动电流调节转杆7－标度盘（铭牌）8－轴承

9－反作用弹簧10－转轴5/20/202410河北科技大学电气工程学院动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用Iop.K表示。返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用Ire.K表示。返回系数：继电器的返回电流与动作电流的比值，用Kre表示，即说明：过电流继电器的返回系数Kre<1，一般要求不低于0.85。调整继电器动作电流的方法有：改变继电器线圈匝数（级进调节）；调节反作用弹簧的松紧（平滑调节）；5/20/202411河北科技大学电气工程学院2.电磁型电压继电器（KV）其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统中多用低电压（欠电压）继电器。动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器的动作电压，用Uop.K表示。返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为继电器的返回电压，用Ure.K表示。返回系数：返回电压与动作电压的比值。说明：低电压继电器的返回系数Kre＞1，一般为1.25。5/20/202412河北科技大学电气工程学院为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量；使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.4～0.8s)；通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。3.电磁型时间继电器（KT）：使保护装置获得一定的延时，以保证保护装置动作的选择性。时间继电器4.电磁型中间继电器（KM）:

中间继电器5.电磁型信号继电器（KS）：用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示信号，以提醒运行人员注意。信号继电器5/20/202413河北科技大学电气工程学院图6-4感应式电流继电器结构图1—线圈2—电磁铁3—短路环4—可转铝盘5—钢片6—可偏铝框架7—调节弹簧8—制动永久磁铁9—扇形齿轮10—蜗杆11—扁杆12—继电器触点13—时限调节螺杆14—速断电流调节螺钉15—衔铁16—动作电流调节插销感应系统：由线圈1、带短路环3的电磁铁2和铝盘4组成，它的动作是有时限的；电磁系统：由线圈1、电磁铁2和衔铁15组成，它的动作是瞬时的。

三、感应型继电器（GL型）感应型继电器5/20/202414河北科技大学电气工程学院工作原理：继电器线圈中通入电流时，在短路环的作用下铁心中产生相位不同的两部分磁通均穿过铝盘，则作用在铝盘上的电磁转矩为铝盘在转矩M1作用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在铝盘中产生涡流，产生制动力矩。当M1=M2时，铝盘匀速旋转；当铝盘受到的合力克服弹簧的阻力时，蜗杆与扇形齿片相咬合，继电器动作。5/20/202415河北科技大学电气工程学院感应系统的动作电流：指蜗杆与扇形齿轮相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。返回电流：指使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。动作时间：指从蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这一段时间。电磁系统的速断电流：当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁右端瞬时被吸下，接点立即闭合。5/20/202416河北科技大学电气工程学院时限特性ab段——“反时限特性”（继电器铁心尚未饱和）；bc段——“定时限”（铁心已达到饱和）；de段——“速断特性”。图6-5感应型电流继电器的动作特性曲线说明：

“速断电流倍数”是速断电流与感应元件动作电流之比。5/20/202417河北科技大学电气工程学院

动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节：改变线圈的匝数（级进调节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。电磁系统动作电流调节：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。感应系统的动作时限：改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动作特性上下移动。动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的2～8倍。注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流的动作时限来标度的。5/20/202418河北科技大学电气工程学院

GL型电流继电器的功能：兼有电磁型电流、时间、信号和中间继电器的功能。静态继电器又叫“固体”继电器，是以电子器件为主构成的继电器。静态继电器的“静态”是相对于电磁型继电器的“触点”动作而言的，它的信息传递是通过“0、1”开关信息传递的。静态继电器包括晶体管型和集成电路型继电器两类。

四、静态继电器静态继电器5/20/202419河北科技大学电气工程学院1．晶体管型电流继电器图6-6晶体管型电流继电器构成框图电压形成回路：通过中间变流器和电阻将加入继电器的电流变换成电压信号；整流滤波回路：将交流电压信号变成一个比较平滑的直流电压U1

；比较回路：使整流后的电压

U1在门槛电压Ud以上的持续时间2~3ms才能动作于输出；5/20/202420河北科技大学电气工程学院延时回路：使比较回路的输出电压U2延时动作；脉冲展宽回路：将输出脉冲信号U3变成一个连续的长信号，以便于继电器正确动作。2.集成电路型电流继电器其基本构成与晶体管型继电器相似，但各回路功能都由运算放大器和CMOS门电路等集成电路芯片构成。整流滤波回路采用由运算放大器构成的全波整流电路；滤波回路采用高品质因数的带通有源滤波器；比较回路利用开环运算放大器进行比较。5/20/202421河北科技大学电气工程学院

五、保护装置的接线方式接线系数：流入继电器中的电流IK与对应电流互感器的二次电流I2的比值，即1．三相完全星形接线方式图6-7三相完全星形接线方式特点：可以反映各种形式的故障，其接线系数Kw=1。主要用于大电流接地系统及大型发电机、变压器的相间短路和单相接地短路的保护5/20/202422河北科技大学电气工程学院2．两相不完全星形接线方式特点：可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障，其接线系数Kw=1。图6-8两相不完全星形接线方式用于6～35kV小电流接地系统中的过电流保护3．两相电流差接线方式图6-9两相电流差接线方式5/20/202423河北科技大学电气工程学院正常运行或三相短路：AC两相短路：AB或BC两相短路：特点：各种短路形式下的接线系数不同。流入继电器中的电流为：

图6-10两相电流差接线方式在不同短路形式下的电流相量图保护整定时取；灵敏度校验时取Kw

＝1。Why?!用于6～10kV线路和小容量高压电动机的保护5/20/202424河北科技大学电气工程学院6.3电网相间短路的电流保护

一、单侧电源电网相间短路的电流保护（一）无时限电流速断保护（I段）1.无时限电流速断保护的作用原理与整定计算图6-11无时限电流速断保护的工作原理图5/20/202425河北科技大学电气工程学院动作电流：躲过本保护区末端B处的最大短路电流，即

继电器动作电流：灵敏度校验：要求其最小保护范围lmin不小于线路全长的15%～20%。也可以按本线路首端的最小两相短路电流来校验保护的灵敏度：≥2.0若灵敏度不满足要求，可采用电流电压联锁保护。取1.2~1.3本线路首端5/20/202426河北科技大学电气工程学院2．无时限电流速断保护的原理接线图无时限电流速断保护的评价：优点：简单可靠，动作迅速；缺点：不能保护线路全长，有保护死区。图6-12无时限电流速断保护的单相原理接线图（二）带时限电流速断保护（II段）5/20/202427河北科技大学电气工程学院动作电流：躲过相邻线路瞬时电流速断保护的动作电流，即动作时限：图6-13带时限电流速断保护的工作原理图取1.1~1.2灵敏度校验：≥1.3～1.5本线路末端若不满足要求，可与下一级线路的II段相配合。5/20/202428河北科技大学电气工程学院定时限过电流保护的动作原理和组成图6-14定时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图（三）过电流保护（III段）1.过电流保护的原理和组成5/20/202429河北科技大学电气工程学院反时限过电流保护的动作原理和组成图6-15反时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图b）展开图5/20/202430河北科技大学电气工程学院2.过电流保护装置的整定计算动作电流：

Iop＞

IL.max保护装置的动作电流Iop应躲过线路的最大负荷电流IL.max，即

保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。图6-16过电流保护的计算示意图5/20/202431河北科技大学电气工程学院因此，保护装置的返回电流Ire必须躲过外部短路切除后流过保护装置的最大自起动电流KstIL.max

，即

Ire＞Kst

IL.max考虑Ire＜Iop，引入一个可靠系数后，上式改写为：

因此取0.8~0.9取1.2取1.5~35/20/202432河北科技大学电气工程学院动作时限：应按“阶梯原则”整定。定时限过电流保护：反时限过电流保护：图6-17过电流保护整定说明图a）电路b）定时限过电流保护的时限整定c）反时限过电流保护的时限整定即说明：定时限过电流保护的动作时间取决于时间继电器预先整定的时间，与短路电流的大小无关；反时限过电流保护的动作时间需要根据前后两级保护的GL型电流继电器的动作特性曲线来整定。5/20/202433河北科技大学电气工程学院设图6-17a中，KA2的10倍动作电流的动作时间已整定为t2，则KA1的10倍动作电流的动作时间t1的整定方法步骤如下：图6-18反时限过电流保护的动作时间整定计算WL2首端的三相短路电流Ik反应到KA2中去的电流值：计算对KA2的动作电流的倍数，即

5/20/202434河北科技大学电气工程学院确定KA2的实际动作时间：由n2点→a点→。计算KA1的实际动作时间：计算WL1首端的三相短路电流Ik反应到KA1中去的电流值：计算对KA2的动作电流的倍数，即5/20/202435河北科技大学电气工程学院确定KA2的10倍动作时间：由n1点和找到交点b点，从过点b所在的曲线上找出n=10时对应的时间t1即为所求。灵敏度校验：若灵敏度不满足要求，可采用低电压闭锁的过电流保护来提高其灵敏度。1.2（远后备）1.3~1.5（近后备）≥本线路末端短路相邻线路末端短路5/20/202436河北科技大学电气工程学院定时限过电流保护与反时限过电流保护的比较优点：动作时间比较准确，整定简单。缺点：所用继电器数目比较多，接线复杂，继电器触点容量较小，需直流操作电源；靠近电源处的保护动作时间较长。定时限过电流保护：反时限过电流保护：优点：所用继电器数目少，接线简单；GL继电器触点容量大，可以直接跳闸，而且适于交流操作。缺点：动作时间的整定和配合比较麻烦，误差较大。5/20/202437河北科技大学电气工程学院

二、三段式过电流保护1.三段式过电流保护的保护范围及时限配合第Ⅰ段：为本线路的辅助保护，动作电流为，保护范围为，动作时间为继电器的固有动作时间；第Ⅱ段：为本线路的主保护，动作电流为，保护范围为，动作时间；第Ⅲ段：作为本线路的近后备和相邻线路保护的远后备，动作电流为，保护范围为，动作时限。5/20/202438河北科技大学电气工程学院图6-19三段式过电流保护的保护范围及时限配合5/20/202439河北科技大学电气工程学院2.三段式过电流保护的构成第I段：由KA1、KA2、KM和KS1组成；第II段：由KA3、KA4、KT1和KS2组成；第III段：由KA5、KA6、KA7、KT2和KS3组成。例6-1（P176）图6-20三段式过电流保护的原理接线图和展开图a）原理接线图b）展开图5/20/202440河北科技大学电气工程学院

三、双侧电源电网相间短路的方向性电流保护1.方向电流保护的工作原理k1点短路时要求：t5

＞t4k2点短路时要求：t5

＜t4两者矛盾装方向保护图6-21双侧电源供电网络5/20/202441河北科技大学电气工程学院保护原理：双电源系统中的过电流保护一定要装设方向保护。并规定：短路功率从母线→线路（为正）时，保护动作短路功率从线路→母线（为负）时，保护不动作单方向过电流保护的动作时间按阶梯原则进行配合。图6-21中，应满足t1＞t3＞t5和t6＞t4＞t2。同一母线两侧的保护，时限长的可不装方向保护，时限相同时都要装方向保护。5/20/202442河北科技大学电气工程学院2.方向电流保护的原理接线图主要由方向元件、电流元件、时间元件和信号元件等组成。图6-22方向电流保护的原理接线图图中方向元件KP和电流元件KA的触点串联，只有当两个元件都动作时，保护才能动作跳闸。5/20/202443河北科技大学电气工程学院3.三段式方向性电流保护的特点在保护构成中应加功率方向测量元件，并与电流测量元件共同判别是否在保护线路的正方向发生故障。第I段方向电流保护的动作电流可不必躲过反方向外部最大短路电流，只需按正方向短路计算即可。第III段方向电流保护的动作电流还应考虑躲过反方向不对称短路时，流过非故障相的电流Ink，即5/20/202444河北科技大学电气工程学院在环网和双电源网中，功率方向相同的各线路保护第III段的动作电流和动作时间应相互配合。例如，在图6-21中，应满足Iop.1>Iop.3>Iop.5，t1>t3>t5Iop.6>Iop.4>Iop.2，t6>t4>t2方向电流保护必须采用按相起动接线方式。按相起动：只有当同一相的功率方向元件和电流元件同时起动时，保护才能动作跳闸。5/20/202445河北科技大学电气工程学院6.4电网的接地保护

采用完全星形接线的相间电流电压保护——灵敏度常常不能满足要求；装设专门的接地短路保护——反映零序电流、零序电压和零序功率的保护。一、大接地电流系统的接地保护1.大电流接地系统单相接地时零序分量的分布特点故障点的零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低。零序电流的分布与中性点接地的位置和数目有关。5/20/202446河北科技大学电气工程学院在故障线路上，零序功率的方向是由线路指向母线（与正序功率相反），因此，零序功率方向继电器都是在负值零序功率下动作的。2.零序分量的获取方法零序电流的获取图6-23零序电流的获取a）零序电流滤过器b）零序电流互感器架空线路：用零序电流滤过器。电缆线路：用零序电流互感器。5/20/202447河北科技大学电气工程学院零序电压的获取：通过电压互感器获得。将三个单相电压互感器的副方绕组接成开口三角形绕组来获取。图6-24零序电压互感器a）三单相式b）三相五柱式从三相五柱式电压互感器二次侧的开口三角形绕组来获取。5/20/202448河北科技大学电气工程学院

3.大接地电流系统的零序电流保护——三段式零序电流保护图6-25三段式零序电流保护原理接线图5/20/202449河北科技大学电气工程学院二、小接地电流系统的接地保护1.中性点不接地系统单相接地时电容电流的分布图6-26中性点不接地系统单相接地时电容电流的分布中性点不接地系统的接地保护5/20/202450河北科技大学电气工程学院由图6-26可知，电容电流分布的特点如下：发生单相接地，全系统都会出现零序电压。非故障线路的C相对地电容电流为零，只有A相和B相有电容电流；而故障线路的C相对地电容电流不为零。非故障线路的零序电流为该线路本身对地的电容电流，其方向由母线指向线路。对故障线路WL3始端所反应的零序电流为：上式说明，故障线路的零序电流为所有非故障线路零序电流之和，其方向是从由线路流向母线。5/20/202451河北科技大学电气工程学院2.中性点不接地系统单相接地故障的保护方式绝缘监视装置：利用母线电压互感器二次侧开口三角形端子上零序电压来起动过电压继电器，动作于信号。特点：保护比较简单，但给出的信号没有选择性。图6-27绝缘监察装置接线图可采“顺序拉闸法”来寻找故障线路。缺点：只能判明接地故障的相别，不能判明是哪条线路故障。5/20/202452河北科技大学电气工程学院零序电流保护：根据故障线路零序电流大于非故障线路零序电流这一特点，可以构成有选择性的零序电流保护，并可动作于信号或跳闸。架空线路：动作电流电缆线路：灵敏度校验：

≥1.5（架空线路）1.25（电缆线路）5/20/202453河北科技大学电气工程学院方向零序保护：利用故障线路和非故障线路的保护安装处零序功率方向相反的特点来实现有选择性的保护，动作于信号或跳闸。中性点经消弧线圈接地系统的接地保护发生单相接地故障时，全系统也会出现零序电压和零序电流；过补偿时，故障线路与非故障线路的零序电流数值差别不大，方向一样（都是由母线流向线路），因此要实现有选择性的保护是很困难的；保护方案：采用无选择性的绝缘监察装置。5/20/202454河北科技大学电气工程学院6.5电力变压器的保护一、电力变压器的故障类型和应装设的保护故障类型内部故障绕组的匝间短路绕组的相间短路单相接地短路外部故障相间短路单相接地短路异常运行状态变压器过负荷外部短路引起的过电流油箱漏油引起的油面过低外部接地故障引起的中性点过电压变压器油温升高5/20/202455河北科技大学电气工程学院应装设的保护主保护瓦斯保护轻瓦斯——动作于信号重瓦斯——动作于跳闸纵联差动保护或电流速断保护后备保护辅助保护过电流保护复合电压起动的过电流保护低电压起动的过电流保护负序过电流保护单相接地保护过负荷保护过励磁保护温度保护5/20/202456河北科技大学电气工程学院二、瓦斯保护瓦斯继电器的结构和工作原理一对触点在变压器油箱内发生轻微故障时动作，作用于信号——轻瓦斯动作；另一对触点在变压器油箱内发生严重故障时动作，作用于跳闸——重瓦斯动作。瓦斯继电器有两对灵敏的触点：图6-28瓦斯继电器安装示意图1—变压器油箱2—连接管3—瓦斯继电器4—油枕5/20/202457河北科技大学电气工程学院图6-29FJ3-80型瓦斯继电器的结构示意图1－盖2－容器3－上油杯4－永久磁铁5－上动触点6－上静触点7－下油杯8－永久磁铁9－下动触点10－下静触点11－支架12－下油杯平衡锤13－下油杯转轴14－挡板15－上油杯平衡锤

16－上油杯转轴17－放气阀18－接线盒正常运行：上、下触点均断开。油箱内部发生轻微故障：上触点合，发出信号——轻瓦斯动作。油箱内部发生严重故障：下触点闭合，发出跳闸脉冲——重瓦斯动作。变压器漏油使油面降低：首先是上触点闭合发出报警信号，然后下触点闭合发出跳闸脉冲。5/20/202458河北科技大学电气工程学院变压器瓦斯保护的接线图图6-30瓦斯保护原理接线图注意：由于重瓦斯保护是靠油流的冲击而动作的，而油流速度的不稳定可能造成触点的抖动，为使断路器能可靠跳闸，出口中间继电器KM必须有自保持回路。5/20/202459河北科技大学电气工程学院优点：动作迅速、灵敏度高、能反应油箱内部发生的各种故障。缺点：不能反应变压器外部端子上的故障。瓦斯保护展开图降低串联回路的总电阻，使保护动作时流过信号继电器的电流增加，从而保证各种保护的信号继电器能可靠地工作防止变压器换油或进行试验时引起瓦斯保护误动作5/20/202460河北科技大学电气工程学院三、电流速断保护动作电流躲过变压器二次侧母线短路时的最大短路电流，即说明：当变压器电源侧为小接地电流系统时，保护可采用两相式接线；当电源侧为大接地电流系统时，可采用三相式或两相三继电器式接线。灵敏度校验：按变压器一次侧的最小两相短路电流来校验，即≥2.0若灵敏度不满足要求，可改用差动保护。变压器一次侧变压器二次侧，折到一次侧！5/20/202461河北科技大学电气工程学院四、变压器的差动保护1.差动保护的基本原理正常运行或外部短路时（k1点）：继电器不动作。即图6-31变压器差动保护原理接线图要实现差动保护，低、高压两侧电流互感器的变比应等于变压器的变比。5/20/202462河北科技大学电气工程学院内部短路时（k2点）或

继电器动作。双侧电源单侧电源2.差动保护的不平衡电流由变压器两侧绕组接线不同而产生的不平衡电流星形侧TA变比：三角形侧TA变比：解决办法：将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器接成星形（见图6-32）

。由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流（实例分析：习题6-15）5/20/202463河北科技大学电气工程学院图6-32Y，d11接线变压器差动保护接线和相量图a）接线图b）相量图5/20/202464河北科技大学电气工程学院名称各侧数值额定电压/kV3510.5额定电流/ATA的接线方式DyTA的计算变比346.4/5TA的实际变比200/5=40400/5=80TA的二次额定电流/A解决办法：利用具有速饱和铁心的差动继电器中的平衡线圈来进行补偿。不平衡电流为：有一台S9-6300/35型电力变压器，Yd11接线，额定电压为35/10.5kV，求正常运行时差动保护回路中的不平衡电流。5/20/202465河北科技大学电气工程学院由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流解决办法：整定计算时引入一个同型系数Ksam

，若两侧TA型号不同取1；两侧TA型号相同取0.5。由带负荷调整变压器的分接头而产生的不平衡电流由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流

在差动保护中，减小励磁涌流影响的方法有：采用具有速饱和铁心的差动继电器（BCH-2型）。采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。5/20/202466河北科技大学电气工程学院B柱截面是A、C柱截面的2倍；Nb1、Nb2为两个完全相同的平衡线圈，用来平衡差动回路中的不平衡电流；Nd为差动线圈；和为短路线圈，且，两线圈反极性串联，用来增强躲过励磁涌流的能力；N2为二次线圈。

图6-33BCH-2型差动继电器结构简图3.BCH-2型差动继电器构成的差动保护5/20/202467河北科技大学电气工程学院双绕组变压器差动保护单相接线图图6-34双绕组变压器差动保护原理接线图两个短路线圈同名端的匝数比保持为2，大变压器可选用较少匝数，中小型变压器选用较多匝数。5/20/202468河北科技大学电气工程学院BCH-2型差动保护整定计算确定基本侧：按额定电压和变压器的额定容量计算出各侧一次额定电流IN1，并按KwIN1选择各侧电流互感器变比，则各侧二次回路额定电流为：确定保护的一次动作电流躲过变压器的励磁涌流，即

式中，Krel取1.3；INT为变压器基本侧的额定电流。取IN2最大侧为基本侧，该侧电流即为基本侧电流Iba。5/20/202469河北科技大学电气工程学院躲过变压器外部短路时的最大不平衡电流，即初步整定计算时，可暂取0.05。

式中，躲过变压器正常运行时的最大负荷电流，即取以上三个条件计算结果的最大值作为基本侧的一次动作电流。5/20/202470河北科技大学电气工程学院则基本侧继电器的动作电流为：

确定基本侧差动线圈匝数：

选择比Nd.c小而又接近的匝数作为差动线圈的整定匝数Nd.set。因此，继电器和保护装置的实际动作电流分别为5/20/202471河北科技大学电气工程学院确定非基本侧平衡线圈匝数或

选择与Nb.c相接近的匝数作为平衡线圈的整定匝数Nb.set。校验相对误差，即若≤0.05，则以上结果均有效；若>0.05，则需将此计算值代入重新计算差动保护的动作电流和各线圈的匝数。5/20/202472河北科技大学电气工程学院确定短路线圈抽头的位置：对中小型变压器，由于励磁涌流倍数大，内部故障电流中的非周期性分量衰减较快，对保护的动作时间要求较低，故一般选用较多的匝数；对大型变压器，由于励磁涌流倍数小，非周期性分量衰减较慢，切除故障又要求快，故一般选用较少的匝数。灵敏度校验

：≥2保护范围内部短路时，归算到基本侧的最小两相短路电流5/20/202473河北科技大学电气工程学院五、变压器的过电流保护1．过电流保护动作电流：躲过变压器可能出现的最大负荷电流：图6-35变压器过电流保护单相原理接图动作时限：比出线过流保护的动作时限大。灵敏度校验：

≥1.5变压器二次侧，折到一次侧！5/20/202474河北科技大学电气工程学院2．低电压起动的过电流保护 图6-36低电压起动的过电流保护原理接线图5/20/202475河北科技大学电气工程学院电流元件的动作电流：躲过变压器的额定电流，即

低电压元件的动作电压：躲过正常情况下母线上可能出现的最低工作电压，通常取低电压元件灵敏度校验：

≥1.2若电压元件的灵敏度达不到要求，可采用复合电压起动的过电流保护。5/20/202476河北科技大学电气工程学院3．复合电压起动的过电流保护图6-37复合电压起动的过电流保护原理接线图5/20/202477河北科技大学电气工程学院电流元件和低电压元件：与低电压起动的过电流保护相同。负序电压继电器的动作电压：躲过正常运行方式下负序滤过器出现的最大不平衡电压，通常取灵敏度校验：同上。复合电压起动的过电流保护的优点：在后备保护范围内发生不对称短路时，电压元件的灵敏度高；在变压器后面发生不对称短路时，电压元件的灵敏度与变压器的接线方式无关；接线比较简单。5/20/202478河北科技大学电气工程学院六、过负荷保护动作电流：躲过变压器额定电流，即动作时限：一般取10～15s。接线方式：因三相对称，采用一相式接线。安装位置：双绕组降压变压器，过负荷保护一般装在高压侧。例6-2（P194）5/20/202479河北科技大学电气工程学院6.6电动机保护一、电动机的故障类型和应装设的保护故障类型故障定子绕组的相间短路一相绕组的匝间短路单相接地短路异常运行状态：过负荷、低电压、同步电机失步和失磁等应装设的保护相间短路保护5/20/202480河北科技大学电气工程学院对2000kW以下的电动机，装设电流速断保护；对2000kW以上和2000kW以下速断保护灵敏度不满足的电动机，应装设差动保护。接地短路保护：用于接地电容电流大于5A的情况。过负荷保护：延时动作于信号、跳闸或减负荷。低电压保护为保证重要电动机的自起动，对不重要的电动机应装设低电压保护；对不需要自起动的电动机，应装设低电压保护；对需要参加自起动，但在电源电压长时间消失后自起动有困难的电动机，也要装设低电压保护。5/20/202481河北科技大学电气工程学院二、电动机的相间短路保护1．电流速断保护动作电流：躲过电动机的起动电流，即式中，Krel取1.4～1.6（DL型）或1.8～2（GL型）。灵敏度校验

：≥2

5/20/202482河北科技大学电气工程学院2．纵联差动保护动作电流：躲过电动机的额定电流，即灵敏度校验

：同上，要求Ks≥2。

在小接地电流系统中，可采用两相式接线，选用两个BCH-2型或DL-11型继电器构成差动保护，如图6-38所示。式中，Krel取0.5～1（BCH-2型）或1.2～1.5（DL-11）型。5/20/202483河北科技大学电气工程学院图6-38电动机纵联差动保护原理接线图a）由DL－11型电流继电器构成的差动保护b）由BCH－2型差动继电器构成的差动保护5/20/202484河北科技大学电气工程学院三、电动机的过负荷保护动作电流：躲过电动机额定电流，即式中，Krel取1.05～1.1（动作于信号时）或

1.2～1.25（动作于减负荷或跳闸时）；Kre取0.85。动作时间：一般取15～20s。电动机的单相接地保护与线路单相接地保护相似。5/20/202485河北科技大学电气工程学院6.7微机保护简介

一、概述70年代初期，微机保护进入理论研究阶段，主要是采样技术、保护算法和数字滤波等方面的研究。70年代中期，随着计算机性能的增强和价格的下降，促使微机保护的研究出现了热潮。70年代后期，我国开始研究微机保护。1984年初，华北电力大学研制的第一套微机距离保护样机投入试运行。进入90年代，微机保护技术已趋于成熟并得到广泛应用。5/20/202486河北科技大学电气工程学院二、微机保护的特点保护性能好；灵活性大；可靠性高；调试维护方便；易于获取附加功能。三、微机保护装置的硬件构成数据采集系统：将模拟量输入量准确