《供配电技术》6.7 教案

《供配电技术》教案设计项目课题6.7高压线路继电保护授课时间授课对象学习目标1.知识目标：（1）掌握电流速断保护动作电流的整定；（2）掌握电力变压器过电流保护、电流速断保护和过负荷保护动作电流的整定。2.技能目标：（1）能根据保护装置的动作情况判断变压器的故障；（2）能对高压线路的带时限过电流保护和电流速断保护进行整定。3.素养目标：（1）培养崇尚技艺、求实创新的职业品质；（2）树立科技成才、技能报国的人生理想。重、难点重点电流速断保护动作电流的整定难点电力变压器过电流保护、电流速断保护和过负荷保护动作电流的整定教学方法讲授法、讨论法、问答法教学用具教材、课件、教案等教学流程教学环节教学内容备注情境导入【师】请学生讲一讲对高压线路继电保护的认识。【生】积极讨论并回答老师提出的问题，对于不理解的部分认真听讲，并做好听课笔记。讲授新知任务1电力线路继电保护概述对于3～66kV的电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。作为电力线路的相间短路保护，主要采用带时限过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。若过电流保护的动作时限不大于0.5～0.7s，则不装设电流速断保护，相间短路保护应动作于跳闸，切除短路故障。作为电力线路的单相接地保护，主要有以下两种保护方式。（1）绝缘监察装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号。（2）有选择性的单相接地保护（也称零序电流保护），一般动作于信号，当单相接地危及人身和设备安全时，应动作于跳闸。任务2带时限过电流保护1.定时限过电流保护装置的组成和原理。定时限过电流保护装置采用直流操作电流，通常由电流继电器、时间继电器、信号继电器及中间继电器组成。电流继电器一般采用DL-10型，时间继电器一般采用DS-100型，中间继电器一般采用DZB-100型，信号继电器一般采用DX-11型。2.反时限过电流保护装置的组成和原理。反时限过电流保护装置的动作时间与短路电流的大小成反比，短路电流越大，动作时间越短。它是由GL型电流继电器组成的，由于GL-15、GL-16型电流继电器的触点容量较大，短时分断电流能力可达150A，所以采用交流操作电源“去分流跳闸”的操作方式。反时限过电流保护装置的工作原理：当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA经过一定延时后，常开触点先闭合，常闭触点后断开（触点是先合后断的转换触点），这时断路器因跳闸线圈YR去分流而跳闸，切除短路故障。同时GL型电流继电器的信号牌掉下，指示保护装置已动作。当短路故障切除后，电流继电器自动返回到初始状态，信号牌需要手动复位。任务3过电流保护装置的动作原理和整定1.过电流保护动作电流的整定。能使保护装置启动的最小电流称为保护装置的动作电流。带时限过电流保护（包括定时限和反时限）的动作电流应躲过线路正常运行时流经线路的最大负荷电流，保护装置的返回电流也必须躲过线路的最大负荷电流。过电流保护动作电流的整定公式为2.过电流保护动作时间的整定。（1）定时限过电流保护动作时间的整定。每套保护装置要具有不同的动作时间。一般来说，某一级保护装置的动作时间应选择得比它下一级保护装置中动作时间最长的大一个时间差Δt。（2）反时限过电流保护动作时间的整定。为了保证各保护装置动作的选择性，反时限过电流保护的动作时间也应按“阶梯原则”进行整定。由于它的动作时间与通过保护装置的电流有关，因此，其动作时间实际上指的是在某一短路电流下，或者在某一动作电流倍数下的动作时间。3.过电流保护灵敏度的检验条件。过电流保护灵敏度的检验条件根据式确定4.低电压闭锁的过电流保护。过电流保护装置的启动电流应躲过可能出现的最大工作电流。有时为了降低启动电流，提高保护装置的灵敏度，可采用具有低电压闭锁的过电流保护装置。在线路的过电流继电器KA的常开触点回路中，串入低电压继电器KV的常闭触点，KV经过电压互感器TV接在被保护线路上。5.定时限和反时限过电流保护的比较。定时限过电流保护的优点是动作时间较精确，整定简便，且不论短路电流大小，动作时间都一定，不会出现因短路电流小，动作时间长而延长故障时间和扩大事故等问题。缺点是所需继电器较多，接线复杂且需直流操作电源，投资费用较高。此外，靠近直流电源处的保护装置，动作时间较长，这是带时限过电流保护共同的缺点。反时限过电流保护的优点是所需继电器数量减少很多，可同时实现电流速断保护，还可采用交流操作方式，因此简单经济，投资费用减少。缺点是动作时间的整定较麻烦，且误差较大。当短路电流较小时，动作时间很长，延长了故障的持续时间。任务4电流速断保护1.电流速断保护装置的组成和原理。电流速断保护实际上是瞬时动作的过电流保护，其动作时间仅为继电器本身的固有动作时间，它的动作选择性不是依靠动作时间，而是依靠选择适当的动作电流来解决。2.电流速断保护灵敏度的检验条件。电流速断保护的灵敏度，按线路首端在电力系统最小运行方式下的两相短路电流作为最小短路电流Ik.min来检验。因此电流速断保护的灵敏度按照《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定为3.电流速断保护的“死区”及弥补方法。由于电流速断保护的动作电流是按躲过线路末端的最大短路电流来整定的，因此当靠近线路末端的一段线路上产生的不一定是最大短路电流（如两相短路电流）时，电流速断保护装置就不动作，即电流速断保护实际上不能保护整段线路的长度。这种保护装置保护不到的区域，称为“死区”。为了弥补电流速断保护存在“死区”的缺点，规定只要装设电流速断保护的线路，必须装设带时限过电流保护。且过电流保护的动作时间比电流速断保护至少大一个时间差Δt=0.5~0.7s，而且前后两级过电流保护的动作时间应符合“阶梯原则”，以保证动作选择性。在电流速断保护的保护区内，电流速断保护作为主保护，过电流保护作为后备保护；而在电流速断保护的“死区”内，过电流保护作为基本保护。继电保护装置补充检验的内容如下。（1）对继电器进行机械部分检查及电气特性试验。（2）二次通电试验。（3）二次回路绝缘电阻试验。（4）继电保护装置的整组动作试验。对运行中的继电保护装置需要定期进行巡视检查，巡视检查的内容如下。（1）各类继电器的外壳有无破损，整定值的位置是否变动。（2）感应式电流继电器的圆盘转动是否正常，经常带电的继电器节点处有无抖动及磨损，线圈及附加电阻有无过热情况。（3）在继电保护装置的运行过程中，当发现异常状态时，应加强监视并立即向技术部门报告。（4）继电保护装置动作，断路器跳闸后，应检查保护装置的动作情况，并查明原因。在送电前，应将所有的掉牌信号全部复位。任务5单相接地保护1.有选择性的单相接地保护的基本原理。单相接地保护，又称零序电流保护，主要利用单相接地产生的零序电流使保护装置动作，发出信号。当单相接地可能危及人身和设备安全时，动作于跳闸。2.单相接地保护动作电流的整定。式中，Ic为电力系统发生单相接地时，被保护线路本身流入电网的电容电流；Ki为零序电流互感器的电流比；Krel为可靠系数，当保护装置不带时限时，取4~5，当保护装置带时限时，取1.5~2。3.单相接地保护灵敏度的检验条件。单相接地保护的灵敏度，应按被保护线路末端发生单相接地时流过接地线的不平衡电流作