单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 电力系统继电保护,第九章 电力系统继电保护,第二节 电力线路继电保护,第二节 电力线路继电保护,1,、电磁型电流继电器,线圈通过电流时，产生电磁力，当转矩大于反作用力矩和摩擦力矩时，常闭触点闭合。,1、电磁型电流继电器 线圈通过电流时，产生电磁力,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,2,、电磁型电压继电器,特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，输入量为电压。,电压继电器分类：,过电压继电器、低电压继电器。,2、电磁型电压继电器特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，,3,、时间继电器,作用：保护装置获得所要求时延。,3、时间继电器作用：保护装置获得所要求时延。,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,4,、信号继电器,作用：保护装置动作的信号指示，接通声光信号会路。,特点：动作后触点自保持，应手动复归。,4、信号继电器作用：保护装置动作的信号指示，接通声光信号会路,5,、中间继电器,特点：触点容量大，触点数量多，可直接接通跳闸回路。可实现小延时。,5、中间继电器特点：触点容量大，触点数量多，可直接接通跳闸回,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,电力线路发生短路时，电流突然增大，电压降低。利用电流突然增大使保护动作而构成保护装置，称为电流保护。根据动作时间，保护范围，电流保护可分为无时限电流速断保护，带时限电流速断保护，定时限过电流保护，常称为,段、,段、,段电流保护。,电力线路发生短路时，电流突然增大，,一、无时限电流速断保护,根据对继电保护速动性的要求，保护装置动作的时间，必须满足稳定性和保证重要用户供电的可靠性，在保证简单可靠和具有选择性的前提下，尽量采取快速动作的继电保护。反映电流增大且瞬时动作的保护，称为无时限电流速断保护（电流,I,段）。,一、无时限电流速断保护 根据对继电保护速动,1.,工作原理,无时限电流速断保护的工作原理，如图。在单侧电源辐射形电网各线路的始端装有无时限电流速断保护,1,、,2,、,3,。,由短路电流计算分析知，流过保护安装处的短路电流是短路点至保护安装处电抗（,X,1L,）即距离,L,的函数。,1.工作原理 无时限电流速断保护的工作原理，,电力工程第26次课电力线路继电保护ppt课件,为使保护在正常运行时不动作，各保护的动作电流应大于被保护线路的最大负荷电流。短路点距离电源越近，短路电流值越大。通常按最大运行方式和最小运行方式两种情况考虑：流过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为最大运行方式，其短路类型一般为三相短路电流；流过保护安装处的短路电流最小时的运行方式称为最小运行方式，其短路类型一般为两相短路电流。,为使保护在正常运行时不动作，各保护的动作,按选择性要求，无时限电流速断保护的动作范围不能超出被保护线路。如对保护,1,来说，在相邻线路,2WL,首端,K2,点发生短路时，不应动作，而应由保护,2,动作切除故障。为防止保护,1,误动，则要求保护,1,的动作电流大于线路,2WL,首端,K2,点短路时的最大短路电流。即,按选择性要求，无时限电流速断保护的动作范,式中,保护装置,1,动作电流,最大运行方式下,K2,点三相,短路电流值。一般取次暂态短路电流周期分量的有效值,。,式中 保护装置1动作电流最大运行方式下K2点三相,按上式选择了保护,1,的动作电流之后，保证了在线路,2WL,上任意一点短路时，流过保护,1,的短路电流均小于其动作电流，保护,1,不会误动作。但当线路,1WL,的末端,K1,点短路时，此时流过保护,1,的短路电流与,K2,点短路时几乎相等，保护,1,也不会动作，即保护,1,不能保护线路,1WL,的全长。同样，保护,2,也无法区别,K3,点和,K4,点的短路电流，因此保护,2,不能保护线路,2WL,的全长。,按上式选择了保护1的动作电流之后，保证了在线路2,根据系统要求，无时限电流速断保护的最大保护范围不应小于线路全长的,50%,，其最小保护范围不应小于线路全长的,15%,20%,。,根据系统要求，无时限电流速断保护的最大,二、带时限电流速断保护,由于无时限电流速断保护不能保护线路全长，其保护范围以外的故障必须由其他的保护装置来切除。为满足速动性的要求，必须较快地切除余下部分线路的故障，可增设第二套电流速断保护，它的保护范围应包括本线路全长。此保护称为带时限的电流速断保护，又称为电流,段保护。,二、带时限电流速断保护 由于无时限电流速断,1.,工作原理,1.工作原理,若要带时限电流速断保护能够保护线路全长，其保护范围必然要延伸到相邻线路，为保证选择性，必须使带时限电流速断保护增加一定的时限，其动作时限比相邻线路无时限电流速断保护的动作时限多一个时限级差,t,，其保护范围不超出相邻线路无时限电流速断保护的保护范围。,若要带时限电流速断保护能够保护线路全长，其,三、定时限过电流保护,无时限电流速断和带时限电流速断保护的动作电流都是根据某点短路的电流值整定的,而定时限过电流保护与上述两种保护不同,它动作电流是按躲过最大负荷电流整定的,并以时限保证其选择性的一种保护。正常运行时它不起动，发生短路且短路时电流大于其动作电流时，保护起动。过电流保护不仅能保护本线路的全长，也能保护相邻线路的全长，起后备保护的作用。此保护也称为电流,段保护。,三、定时限过电流保护 无时限电流速断和,1.,工作原理,一单侧电源辐射形电网，如图。图中线路上均装有定时限过电流保护。,1.工作原理一单侧电源辐射形电网，如图。图中线路上均装有定时,四、方向过电流保护,在单电源网络中，各种电流保护是安装在被保护线路靠近电源一侧，在发生短路故障时，它们的功率方向都是从母线流向线路，保护的动作具有选择性。随着电力系统规模的扩大，两端供电网络和环形供电网络越来越多，为了保证可靠切除故障，应在线路两侧都装设断路器和保护装置。,四、方向过电流保护 在单电源网络中，各种电,两端电源供电功率方向原理图,两端供电网络如图所示，在每条线路,1WL,和,2WL,的两侧，都装有过电流保护，则当,K1,点发生短路时应由保护,1,、,2,动作于断路器,1,、,2,跳闸。因此要求保护,2,比保护,3,先动作，即保护,2,的动作时限应比保护,3,的短（,t2t3,）；但当,K2,点发生短路时，则应由保护,3,、,4,动作，断开断路器,3,、,4,，这时要求,t3t2,。呈然，这两个要求互相矛盾。,两端电源供电功率方向原理图 两端供电网络如图所示，在每条线路,五、距离保护,电流保护的主要优点是简单、经济及工作可靠。但由于这种保护整定值的选择、保护范围以及灵敏系数等方面都直接受电网接线方式及系统运行方式的影响，所以，在,35,千伏及以上电压的复杂网络中，其很难满足选择性、灵敏性和速动性的要求。因而必须采用性能更加完善的保护装置。距离保护就是适应这种要求的一种保护。,五、距离保护 电流保护的主要优点是简单、经,1.,距离保护的作用原理,（,1,）距离保护的概念,距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置是反映应被保护线路阻抗大小的，所以又称为阻抗保护。,1.距离保护的作用原理 （1）距离保护的概,下面介绍距离保护中的三种阻抗：,测量阻抗,Zm,根据加在保护装置上的电压和流过的电流测知得保护安装处至短路点间的阻抗。,整定阻抗,Zset,保护安装处到保护 范围末端的线路阻抗。,动作阻抗（起动阻抗）,Zop,保护刚好动作时的最大测量阻抗。,下面介绍距离保护中的三种阻抗：,（,2,）距离保护作用原理,（2）距离保护作用原理,距离保护反应的参数是阻抗即当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。,距离保护反应的参数是阻抗即当短路点距保护,第三节 电力变压器保护,一、电力变压器故障及不正常运行状态,电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备之一。变压器发生故障或处于不正常运行状态，将会给系统运行和安全供电带来严重危害，因此有必要根据变压器的电压等级，容量和重要程度装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。,第三节 电力变压器保护 一、电力变压器故障,1.,电力变压器故障,电力变压器的故障分为油箱内部和油箱外部两种故障。,（,1,）油箱内部故障主要包括绕组的相间短路、单相匝间短路、单相接地（指变压器中性点直接接地侧）故障等。对于变压器而言，内部故障是非常危险的，不仅会烧毁变压器，而且由于绝缘物和油在电弧作用下急剧变化，容易导致变压器油箱爆炸。,（,2,）变压器油箱外部故障主要是绝缘套管和引出线上发生的各种短路。这类故障有可能引起变压器绝缘套管爆炸，从而影响电力系统的正常运行。,1.电力变压器故障 电力变压器的故障分为,2.,电力变压器的不正常运行状态,变压器的不正常运行状态主要有：,（,1,）油面降低，变压器油箱漏油引起；,（,2,）过电流，由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流；,（,3,）过电压，变压器外部接地短路，引起变压器中性点过电压；,（,4,）过励磁，变压器电压过高或频率过低引起；,（,5,）过负荷，由于负荷超过额定容量引起，过负荷使变压器绕组过热，加速绕组绝缘老化，甚至引起内部故障。因此，通常对这类不正常运行状态也要装设相应的继电保护装置。,2.电力变压器的不正常运行状态 变压器的不,二、电力变压器保护配置,1.,瓦斯保护,容量在,800kVA,及以上的油浸式变压器和容量在,400KVA,及以上的车间内油浸式变压器一般都应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的故障和油面降低，当变压器油箱内部发生故障伴随油分解产生气体，或当变压器油面降低时，瓦斯保护动作。,二、电力变压器保护配置 1.瓦斯保护,2.,电流速断保护,电流速断保护用来反映变压器油箱内部的绕组、引出线及套管处的相间短路。容量在,10000kVA,以下单台运行的和容量在,6300kVA,以下并列运行的小容量变压器，一般装设电流速断保护，灵敏度稍低。,2.电流速断保护,3.,纵联差动保护,纵联差动保护用来反映变压器油箱内部的绕组、引出线及套管处的相间短路。保护动作跳开变压器各侧的断路器。容量在,1000kVA,及以上单台运行的变压器和容量在,6300kVA,及以上并列运行的变压器，都要装设纵联差动保护。当电流速断保护灵敏系数不满足要求时，也要装设纵联差动保护，瞬时动作。,3.纵联差动保护,4.,过电流保护,过电流保护用来反映变压器内部和外部故障，作为瓦斯保护、纵联差动保护或电流速断保护的后备保护。作为主保护的后备和反应外部相间短路引起的过电流，延时动作。,5.,过负荷保护,过负荷保护用来反映变压器的过负荷。对于容量在,400kVA,以上的变压器，当数台并列运行的变压器或单台运行的变压器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。保护装置只接于某一相电流中并作用于信号。在无人值守的变电所内也 可将其作用于跳闸或自动减负荷。,4.过电流保护,6.,过励磁保护,大容量变压器，应装设过励磁保护，动作于延时发信号或跳闸。,7.,其它保护,用来反应油温、油箱压力升高、冷却系统故障。如监视变压器的上层油温不超过规定值（一般为,85,），一般装设温度保护。当变压器的上层油温超过规定油温时，温度保护动作发出信号或自动开启变压器冷却风扇。,6.过励磁保护,三、电力变压器的瓦斯保护,在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压绕组对地绝缘破坏引起的单相接地。变压器油箱内发生任何一种故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，将使