水電站繼電保護教案

1、-作者xxxx-日期xxxx水電站繼電保護教案【精品文檔】教 案 首 頁授課時間第 1 周， 第 1 次課教學(xué)時數(shù)2章節(jié)名稱 繼電保護的基本任務(wù)； 對繼電保護的基本要求教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法講授法知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、掌握繼電保護的基本任務(wù)； 2、掌握對繼電保護的基本要求。能力目標(biāo)：1、具有根據(jù)保護動作現(xiàn)象判斷電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)（故障或不正常運行狀態(tài)）的能力；2、具有判斷繼電保護裝置性能好壞的能力。教學(xué)重點1、 繼電保護的基本任務(wù)；2、 對繼電保護四個基本要求的內(nèi)容與應(yīng)用。教學(xué)難點繼電保護四個基本要求的內(nèi)涵。作業(yè)布置教材P6 1-3 1-4 1-

2、6 1-10教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、緒論 10min二、繼電保護的基本任務(wù) 20min 三、對繼電保護的基本要求 50min 四、小結(jié)、布置作業(yè)、答疑 10min后記【教 學(xué) 過 程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 緒論一、本課程在本專業(yè)中的地位及教學(xué)目標(biāo)本課程是本專業(yè)的一門主要專業(yè)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠使大家掌握水電站繼電保護裝置工作原理、配置原則，常用繼電器的試驗方法；培養(yǎng)繼電保護裝置整定計算和識讀繼電保護裝置原理圖、展開圖的技能，為畢業(yè)后從事小型水電站和電力系統(tǒng)繼電保護的運行、安裝、調(diào)試檢修及設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。二、學(xué)習(xí)本課程的幾點要

3、求1、學(xué)會抓重點，領(lǐng)會問題的真諦；2、提倡課前預(yù)習(xí)、課堂聽講、課后復(fù)習(xí)三部曲；3、擴大自己的視野，以教材為藍本，鉆研相關(guān)參考書籍；4、成績評定：考勤、紀(jì)律20%+作業(yè)10%+小考20%+期考50%。§1 繼電保護的任務(wù) 一、電力系統(tǒng)故障和不正常工作狀態(tài)電力系統(tǒng)在運行中，由于外界（雷擊、鳥獸等）、內(nèi)部（絕緣損壞、老化等）及操作等原因，可能引起各種故障或不正常工作狀態(tài)。（一）故障1、最常見同時也是最危險的故障是：1）三相短路 2）兩相短路3）兩相接地短路 4）大電流電網(wǎng)中的單相接地短路5）斷線2、系統(tǒng)發(fā)生故障可能引起的的后果是：1）故障點的電弧使故障設(shè)備損壞；2）短路電流將產(chǎn)生很大的熱效

4、應(yīng)和電動力，而使設(shè)備損壞；3）電壓大幅度下降，使其他用戶的正常工作遭到破壞；4）破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。（二）不正常工作狀態(tài)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到威脅，但并未發(fā)展成故障，這種情況稱為不正常工作狀態(tài)。常見的不正常工作狀態(tài)包括過負荷、過電壓、小電流接地電網(wǎng)中的單相接地等。（三）事故所謂事故，是指系統(tǒng)的全部或部分的正常工作遭到破壞，造成對用戶停止送電、少送電、或電能質(zhì)量達不到要求，甚至損壞設(shè)備等。包括故障和不正常工作狀態(tài)。特別指出的是：在實際生產(chǎn)單位中的事故和故障信號所對應(yīng)的應(yīng)該是教材上的故障和不正常工作狀態(tài)。目前新建的單位已經(jīng)改成了故障與不正常工作信號。二、繼電保護的任務(wù) 為防止電力系統(tǒng)事

5、故的出現(xiàn)，我們希望所設(shè)置的繼電保護的基本任務(wù)是：1、當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置應(yīng)能自動地、快速地、有選擇性地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障元件免遭損壞，保證系統(tǒng)其它部分繼續(xù)運行。2、當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)了不正常工作狀態(tài)時，繼電保護能及時反應(yīng)，并發(fā)出信號，告訴值班人員予以處理。在無值班人員的情況下，保護裝置應(yīng)能延時減負荷或跳閘。可見，歸結(jié)起來，繼電保護在電力系統(tǒng)的主要作用是：預(yù)防事故或縮小事故范圍。§2 對繼電保護的基本要求 根據(jù)繼電保護在電力系統(tǒng)中所擔(dān)負的任務(wù)，繼電保護裝置必須滿足以下四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。一、選擇性1.概念：所謂選擇性是指繼電保護動作時，只能

6、把故障元件從系統(tǒng)中切除，使系統(tǒng)的無故障部分繼續(xù)運行。2.獲得選擇性的前提條件：凡是有斷路器的地方必須裝設(shè)繼電保護裝置。例如在如圖1-1為單側(cè)電源電網(wǎng)圖中，1DL7DL處均裝設(shè)了繼電保護裝置。3.獲得選擇性的途徑：離故障點最近的保護動作。例如在圖1-1所示的電網(wǎng)中，當(dāng)d1點短路時，應(yīng)該由保護1、2動作；d2點短路時，應(yīng)由保護6動作；d3點短路時，應(yīng)由保護5動作。 圖1-14.必須指出，繼電保護裝置和斷路器都可能因失靈而拒動。因而，在裝設(shè)繼電保護裝置時，一般都不止裝設(shè)一種，應(yīng)該裝兩種以上，即有主保護和后備保護。1）主保護：是指裝設(shè)在本元件斷路器處并瞬時動作的保護。我們一般都希望故障能夠被主保護動作

7、切除。據(jù)我國某系統(tǒng)統(tǒng)計最近十年中220KV線路的主保護動作次數(shù)占全部保護動作次數(shù)的83.7%，154KV線路主保護動作次數(shù)占76.3%。2）后備保護：后備保護可分為近后備和遠后備兩種。近后備：裝設(shè)在本元件斷路器處，動作時限比主保護長。當(dāng)本元件主保護拒動時，才由近后備保護動作來切除故障。遠后備：裝設(shè)在相鄰上一元件斷路器處，動作時限比近后備保護時限還要長。當(dāng)本元件的保護或開關(guān)拒動時，利用相鄰元件的遠后備保護切除故障。3）輔助保護：起輔助作用的保護。如為消附除方向繼電器的電壓死區(qū)或為加速切除靠近母線附近的線路故障而加裝的電流速斷保護。二、速動性1、概念：是指要求繼電保護快速切除故障。也稱為快速性。2

8、、故障切除時間包括繼電保護動作時間和斷路器固有跳閘時間，要縮短故障切除時間，從繼電保護的角度看只能縮短繼電保護動作時間，盡可能減少人為的延時時間。3、必須指出的是：縮短故障切除時間的前提是在保證保護具有選擇性。三、靈敏性 1.概念： 繼電保護裝置對于保護范圍內(nèi)的故障應(yīng)有足夠的反應(yīng)能力，不論故障點的位置和故障的性質(zhì)如何，都能敏感地作出反應(yīng)，即具備足夠的靈敏性。 2.作用：評價一套保護的可行性，通常用靈敏系數(shù)（靈敏度）klm來衡量。定義如下：1）對反應(yīng)故障參數(shù)量值增大的保護klm=2）對反應(yīng)故障時參數(shù)量值降低的保護klm= 四、可靠性1.概念：繼電保護的可靠性是指：保護在應(yīng)該動作時，不拒動；而在不

9、應(yīng)動作時，不誤動的性能。2.獲得可靠性的途徑：保護裝置越簡單越可靠。五、四“性”的相互關(guān)系 相互統(tǒng)一，相互矛盾。§3 作業(yè)教材P6 1-3 1-4 1-6 教 案 首 頁授課時間第 1 周， 第 2 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱 繼電保護的基本組成； 繼電保護的基本工作原理教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法現(xiàn)場教學(xué)法；“先教會學(xué)生，后教懂學(xué)生”知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、掌握繼電保護的基本組成； 2、掌握繼電保護的基本工作原理。能力目標(biāo)：1、具有分析繼電保護工作原理的能力； 2、具有分析繼電保護組成結(jié)構(gòu)的能力。教學(xué)重點繼電保護的組成和工作原理。教學(xué)難點常用

10、繼電器圖形符號的識記。作業(yè)布置教材P6 1-10教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、現(xiàn)場認識繼電保護裝置 15min二、現(xiàn)場觀察繼電保護的動作現(xiàn)象 15min三、繼電保護的基本組成與工作原理 30 min四、學(xué)生自己熟悉常用繼電器圖形符號 20min五、小結(jié)、布置作業(yè) 10min后記【教 學(xué) 過 程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。 §0 復(fù)習(xí)回顧及提問1.電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)？2.對繼電保護的基本要求是什么？3.基本要求之間的相互關(guān)系？并舉例說明。§1 現(xiàn)場演示繼電保護動作一、 老師設(shè)置故障，使1號發(fā)電機的縱聯(lián)差動保護、過負荷保護動作。二、

11、學(xué)生觀察動作后現(xiàn)象，并進行歸納 §2 繼電保護的基本組成及工作原理一、繼電保護裝置一般是由測量部分，邏輯部分和執(zhí)行部分組成。二、繼電保護的基本工作原理測量部分測量被保護組件運行參數(shù)，并與整定值相比較，以判斷被保護組件是份發(fā)生故障。如果運行參數(shù)達到或超過（或低于）整定值，測量部分向邏輯部分發(fā)信號，并起動保護裝置。邏輯部分接受測量部分的信號后，按照規(guī)定的邏輯條件，判斷保護裝置是否動作于跳閘或動作于發(fā)信號，執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分送來的信號而動作。§3 繼電保護常用圖形符號一、通過教材熟悉二、通過模擬電站保護圖冊加深印象§4 作業(yè) 教材P6 1-10教 案 首 頁授課時間第

12、 1 周， 第 3 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱互感器；測量變換器；對稱分量濾過器教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法講授法知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、 CT的10%誤差曲線的含義及其應(yīng)用；2、 測量變換器的作用、種類和工作特點；3、 對稱分量濾過器的作用、種類和工作原理。能力目標(biāo)：1、 具有正確選用繼電保護用CT的能力；2、 具有正確應(yīng)用測量變換器的能力；3、 具有正確應(yīng)用對稱分量濾過器的能力。教學(xué)重點1、互感器的極性、工作特點、誤差等；2、測量變換器的作用、工作原理；3、對稱分量濾過器的工作原理。教學(xué)難點1、影響轉(zhuǎn)移阻抗大小的因素及電抗變換器磁化曲線的影響與補償；

13、2、用相量法分析對稱分量濾過器的工作原理。作業(yè)、布置P29 2-7教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、復(fù)習(xí)回顧及提問 5min二、互感器 15min三、測量變換器 30min四、對稱分量濾過器 35min五、作業(yè) 5min后記【教學(xué)過程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 復(fù)習(xí)回顧及提問1.電力系統(tǒng)繼電保護的基本組成及其工作原理？2.電力系統(tǒng)繼電保護動作后的現(xiàn)象有哪些？§1 互感器一、概述互感器是用來聯(lián)系電氣一次與電氣二次的組件?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅鳎═V、YH、PT）和電流互感器（TA、LH、CT）兩種，YH的二次額定電壓為100V，LH的二次額

14、定電流為5A或1A。LH、YH使用過程中，LH二次不允許開路，YH二次側(cè)不允許短路，且二次繞組與鐵心要可靠接地。二、繼電保護互感器的極性和一、二次電氣量的正方向（一）繼電保護用互感器的極性表示通常用L1與K1、L2與K2分別表示一、二次繞組的同極性端子，如只需標(biāo)出相對極性關(guān)系時，也可以在同極性端標(biāo)以“。”號（二）繼電保護用互感器一、二次量正方向規(guī)定1、互感器的一次電氣量（電壓、電流）的正方向規(guī)定為從“。”端指向無“?！倍恕?、互感器的二次電氣量正方向規(guī)定為：PT與一次相同，CT與二次相反。三、繼電保護用電流互感器的選擇與校驗（一）理想情況下的電流互感器此時，勵磁電流為零。于是根據(jù)變壓器磁勢平衡

15、原理Í1W1-Í2W2=0因而 Í2=W1Í1/W2=Í1/n1=Í1（二）實際中的電流互感器1、實際中，勵磁電流是存在的，使得Í2Í1，因而出現(xiàn)了電流互感器的誤差，誤差可分為：（1）電流誤差（變比誤差）：CT一、二次電流大小的誤差。用f1表示，即：fi=I2-I1100%=I 100%I1 I（2）角度誤差：一、二次電流相位的誤差。2、誤差的影響因素（1）電流互感器的二次負載阻抗Zfh（2）一次電流倍數(shù)m。圖2-1示出二次電流I2與m之間的關(guān)系：I2 圖2-1（三）電流互感器的校驗1、對于繼電器的保護用電流互感器

16、，要求其變化比誤差不超過10%，角度差不超過7%。所謂10%誤差曲線，是指CTfi為10%，不超過7º時，飽和電流倍數(shù)m10與允許負載阻抗Zfh之間的關(guān)系曲線。2、對于校驗不合格的電流互感器的解決辦法。a.換用其他類型的電流互感器；b.用兩個同類型的電流互感器串聯(lián)。§2 測量變換器一、測量變換器的作用對于晶體管繼電器和微機保護中，必須采用變換器，將互感器的二次電氣量變換后才能應(yīng)用。測量變換器的作用有：二、測量變換器的分類常用的測量變換器有電壓變換器（YB）、電流變換器（LB）和電抗變換器（DKB）等三種。它們的原理圖見教材P9圖三、各種變換器的工作特性上述各種變換器雖然作用

17、有所不同，但他們的基本構(gòu)造是相同的，都是在鐵芯構(gòu)成的公共磁路上繞有數(shù)個通過磁路而耦合的繞組，因而他們的等效電路結(jié)構(gòu)都是相同的，如圖2-2所示：但是，當(dāng)它們本身參數(shù)與電源參數(shù)及負載參數(shù)的相對關(guān)系改變電，將表現(xiàn)出不同的特性，即所謂變換器按電壓變換器方式工作、或按電流方式或按電抗變壓器方式工作。三種變換器的比較見教材P10表2-1。 圖2-2（一）電壓變換器（YB）對電壓變換器的要求是：變換器（及所接二次負載）的接入不影響所接處的電壓值；輸出二次電壓與一次電壓成比例，同時所接二次負載大小無關(guān)，即U2=KU1,K為實常數(shù)。參見圖2-2，當(dāng)忽略漏阻抗時，只要滿足下列條件，變換器就按YB方式工作： （二）

18、電流變換器（LB）對電流變換器的要求是：變換器（及所接的二次負載）的接入不影響電路的電流值；輸入二次電流與一次電流成正比，與所接二次負載大小無關(guān)，即I2=KI1，K為實常數(shù)。參見圖2-2，當(dāng)忽略漏電阻時，只要滿足下列條件，變換器就按LB方式工作： ZfhZy'（三）電抗變換器（DKB）對電抗變換器的要求是：電抗變換器（及所接二次負載）的接入不影響電路的電流值；輸出二次電壓與一次電流大小成正比，并且相位差為一定值，與二次負載大小無關(guān)，即U2=ZbI1=|Zb<bI1=KI1式中Zb稱為轉(zhuǎn)移阻抗，b稱為轉(zhuǎn)移阻抗角。電抗電壓器應(yīng)具備的條件是 電抗變壓器上工作狀態(tài)較特殊的一種變壓器：一方

19、面是它的電流源（即工作于電流源），這一點與電流變換器相同。另一方面，其二次接近于開路狀態(tài)，輸出的是電壓，這一點與電壓變換器相同。在繼電保護裝置中，廣泛采用電抗變換器，并且要求二次電壓與一次電流之間有可調(diào)整的相位角。為了改變b，一般在附加二次繞組上按入可調(diào)整的固定負載比阻R，見教材P10圖2-7調(diào)整原理如圖2-3所示意： （a）末按入R時的b （b）按入R時的b 圖2-3 但是，應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)改變R的大小時，轉(zhuǎn)移阻抗也在改變，為維持轉(zhuǎn)移阻抗大小不變，須采取相應(yīng)的措施。電抗變壓器的線性變換，有賴于鐵芯磁化曲線的線性，但是鐵芯的磁化曲線如圖2-4曲線1所示，為擴大鐵芯的線性范圍，可采用磁路補償?shù)姆椒ǎ?/p>

20、磁路補償如圖2-5所示，分兩部分：一是插入磁線性1（玻莫合金），三是移入的軟鐵片2。 BO H 圖2-4 圖2-5 §3 對稱分量濾過器一、概述 繼電保護的基本任務(wù)之一是發(fā)現(xiàn)被保護的系統(tǒng)或設(shè)備的故障狀態(tài)，確定故障的位置，有時還要區(qū)別故障的類型。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時根據(jù)故障狀態(tài)的不同，系統(tǒng)中會出現(xiàn)或瞬時出現(xiàn)電壓和電流的不對稱現(xiàn)象?，F(xiàn)代繼電保護常利用這個現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)故障，判斷故障的位置和類型。利用電壓和電流出現(xiàn)的不對稱來發(fā)現(xiàn)故障有如下優(yōu)點：1. 能避開負荷電流，從而可以提高保護的靈敏度。2. 能避開系統(tǒng)振蕩。3. 能判斷故障類型，因而容易確定保護的動作方式。4. 可用單個測量組件實現(xiàn)三相保護

21、，從而簡化保構(gòu)成。由于以上優(yōu)點，所以在復(fù)雜保護裝置中，應(yīng)用電流、電壓中零序和負序分量的保護方式得到了廣泛的應(yīng)用。反應(yīng)對稱分量的保護裝置必須要用對稱分量濾過器。其作用是從系統(tǒng)電壓和電流中濾出所需的對稱分量，在繼電保護裝置中所用的對稱分量濾過器有正序電壓、電流濾過器，負序電壓、電流濾過器，零序電壓、電流濾過器，還有復(fù)合電壓、電流濾過器。二、零序電流濾過器1、結(jié)構(gòu)、原理接線：2、原理分析：流入繼電器的電流Ij=Ia+Ib+Ic=1n1(IA-I1C.A)+(IB-I1C.B)+(IC-I1C.C) =1n1(IA+IB+IC)-1/n1(I1CA+I1C.B+I1C.C) =3I0/n1-Ibp從理

22、想條件講,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，三相電流出現(xiàn)了零序分量，濾過器才會有相應(yīng)的3I0/n1輸出。但在實際工作中,由于三相流互的勵磁電流不對稱,即使一次系統(tǒng)沒有發(fā)生接地短路即一次系統(tǒng)不存在零序分量時,濾過器也會有輸出Ibp稱不平衡電流.三、零序電壓濾過器1. 結(jié)構(gòu)、原理接線：2. 原理分析當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，濾過器輸出電壓為：ULN=Ua+Ub+Uc=1/ny(UA+UB+UC)=3UO/ny一般示值為100V.值得指出的是:由于三相電壓不完全對稱,即使沒有發(fā)生接地短路,濾過器也會有輸出即Ubp為不平衡電壓.四、負序電壓濾過器1. 結(jié)構(gòu)：廣泛采用電阻、電容構(gòu)成的單相式負序電壓濾過器原理接線:2.

23、原理分析：濾過器保證參數(shù) R1=31/2XC1， R2=3-1/2XC2， R1=XC2于是，濾過器的輸出電壓為Umn=UR1+Uc2 因為濾過器輸入電壓為線電壓,而線電壓中是不含零序分量的,故討論時不需考慮零序分量的輸入問題.1. 當(dāng)輸入正序電壓時，有：設(shè)UAB1=UAB1ej10,則UBC1=UBC1ej-120,UBC1=UAB1 UR1=IAB1R1=UAB1R1/(R1-jXC1)=UAB1Cj10R1/(R12+XC12)tg-1(Xc1/R1)= UAB1ej1031/2XC1/2XC1e j-30 =31/2UAB1/2300 UC2=IBC(-jXC2)=UBC1(-jXC2

24、)/(R2-jXC2)=UBC1ej-120(-jXC2)/(R22+XC22)tg-1(Xc2/R2)31/2UBC1-1200Xc2-900/2Xc2-600=31/2UBC1ej-150/2=-UR1故Umn=UR1+Uc2=0同時，可作出電流、電壓相量進行分析：2. 當(dāng)輸入負序電壓時設(shè)UAB=UAB2e10,則UBC=UBC2ej120,UBC2=UAB1UR1=IAB2R1=UAB2R1/(R1-jxc1)=31/2UAB2ej30/2Uc2= IBC2(-jxc2)=UAB2e(-jxc2)/ (R2-jxc2) =31/2UBC2Cj90故U=UR1+UC2j60同樣，可以作相量

25、進行分析五、負序電流濾過器（一）兩電流變換器式負序電流濾過器1、結(jié)構(gòu)、原理接線圖：2、原理分析電流變換器LBA有兩個一次繞組：W1通入1A,W2中通入一-3I0，W1=3W2，用以消除零序電流的影響.LBBC兩個匝數(shù)相等的一次繞組W1,W2分別通入電流In和-Ic,可消除了零序電流的影響.LBA二次側(cè)的電阻R,LBBC二次側(cè)電容C,且有R=31/2XC可以消除正序分量電流的影響.1、輸入正序電流時U= UR1+UC1-IA1R/nA+-j(IB1-IC1)XC/nBC =IA1R/nA-31/2IA1Xc/nBC取nA=Nbc時，U=0作相量圖分析.2、輸入負序電流時Umn.2= UR2+UC

26、2=2UR2=2IA2R同樣的可作相量圖分析.（二）電流變換器一電抗變壓器或負序電流濾過器由學(xué)生自己分析。§6 作業(yè)：教材P29 2-7教 案 首 頁授課時間第 1 周， 第 4 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱電磁式繼電器教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法現(xiàn)場教學(xué)法知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、 電磁型繼電器的工作原理、結(jié)構(gòu)；2、 繼電器的基本概念；3、 各種常用電磁型繼電器的作用、型號與整定值調(diào)整方法。能力目標(biāo)：1、 具有正確選用電磁型繼電器的能力；2、 具有調(diào)整繼電器定值的能力。教學(xué)重點電磁式繼電器的基本工作原理及特點。教學(xué)難點繼電器的調(diào)試。作業(yè)、布置P2

27、9 2-8 2-14教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、復(fù)習(xí)回顧及提問 5min二、電磁型繼電器的基本工作原理 30min三、常用電磁型繼電器介紹 50min四、作業(yè) 5min后記【教學(xué)過程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 復(fù)習(xí)回顧及提問1.測量變換器的作用？2.電壓、電流、電抗變換器的工作特點?3.電抗變換器是如何改變轉(zhuǎn)移阻抗角的?4.繼電保護用的CT在選擇時應(yīng)注意什么?5.對稱分量濾過器的作用?6.濾過器出現(xiàn)不平衡值的原因分別是什么?§1 電磁式繼電器的基本工作原理一、基本工作原理利用電磁鐵的鐵心與銜鐵間的吸力作用而工作的繼電器。二、基本組

28、成電磁鐵、銜鐵、線圈、觸點、反作用彈簧及止檔組成。結(jié)構(gòu)示意圖詳見教材P17圖2-18（講授時用實物介紹）三、原理具體分析通入Ij （經(jīng)鐵心、銜鐵、氣隙閉合） Fdc 繼電器動作根據(jù)電磁原理： F/Rm因此有：Fdc=K12K1(ljWj/Rm)2=K2lj2繼電器動作過程中，減小，Rm減小，若Ij不變，則Fdc增大，有利于繼電器動作，是一正反饋過程。與此同時，電磁力矩Mdc在不斷地增加。亦即，繼電器動作過程中，Mdc不是常數(shù).如下圖示: Mdc=1/2Wj2Ij2dGm/d式中:Gm-磁導(dǎo);-舌片對水平位置角度。四、基本術(shù)語1、繼電器的動作Mdc企圖使舌片轉(zhuǎn)動；與此同時，轉(zhuǎn)軸上還作用著由彈簧產(chǎn)

29、生的反抗力矩Mt和磨擦力矩Mm ,只有當(dāng)Ij所產(chǎn)生的Mdc=Mt+Mm時,繼電器才開始轉(zhuǎn)動.所謂繼電器的動作是指繼電器由釋放狀態(tài)改變至動作后狀態(tài)的過程. 2、繼電器的動作值 能夠使繼電器動作的最小(或最大)參數(shù)稱為繼電器的動作值.例如電流繼電器等過量型繼電器為最小值,電壓繼電器等低量型繼電器為最大值.3、繼電器返回繼電器動作后，如減小Ij，繼電器將在彈簧后作用下返回，。在返回過程中，同樣有Mdc,Mt,Mm三個力矩存在，這時Mt企圖使舌片返回，而Mdc+Mm企圖阻止舌片返回，返回臨界條件為： Mt=Mdc+Mm當(dāng)Ij減小到一定數(shù)值滿足上述條件時，繼電器剛好能返回.所謂繼電器的返回是指繼電器由動

30、作后狀態(tài)改變至釋放狀態(tài)的過程. 4、繼電器的返回值能夠使繼電器返回的最大(或最小)參數(shù)稱為繼電器的返回值。用Ihj表示。例如電流繼電器等過量型繼電器為最大值,電壓繼電器等低量型繼電器為最小值.5、返回系數(shù)繼電器的返回值與動作值之比稱為返回系數(shù)，即 Kh=返回值/動作值對于過量繼電器：Kh<1.對于欠量繼電器：Kh>1.6、繼電器的動作與返回特性 Y Y 0 I I Ij 0 U U Uj(a)電流繼電器的特性 (b)電壓繼電器的特性 圖4-1 繼電器的動作與返回特性§2 各種常用電磁式繼電器介紹一、電流繼電器（LJ、KA）1、作用：用作繼電保護的測量元件，反應(yīng)被保護元件的

31、電流變化。2、結(jié)構(gòu)簡介：用實物進行講解.3、動作特性分析曲線1：Mdc=f(a)曲線2：Mm=f(a)曲線3：Mm=f(a)曲線4：M=Mt+Mm=f(a)曲線5：M=Mt-Mm曲線6：Mdc=f(a)(返回)4、繼電器整定值調(diào)整10.改變彈簧力矩即調(diào)整把手，順時針旋轉(zhuǎn)把手，整定值增大，反時針則減小。20.改變兩個線圈的連接方式。線圈串聯(lián)時Idz為并聯(lián)時的1/2。二、電壓繼電器(YJ、KV)1、作用：用作繼電器保護的測量元件，反應(yīng)被保護元件的電壓變化。2、結(jié)構(gòu)簡介：應(yīng)用實物進行講解.3、型號：過電壓繼電器以奇數(shù)結(jié)尾,如DJ-121等；低電壓繼電器以偶數(shù)結(jié)尾,如DJ-122等。4、整定值調(diào)整：同

32、LJ。三、時間繼電器1、作用：是一種輔助繼電器，從激勵量變化至規(guī)定值的瞬間起至繼電器輸出信號的瞬間止所經(jīng)歷的時間間隔為其動作時間。簡而言之就是獲得人為的延時。2、結(jié)構(gòu)簡介：應(yīng)用實物進行講解.3、整定值調(diào)整：旋轉(zhuǎn)把手四、中間繼電器（ZJ、KM）1、作用：是一種輔助繼電器，具體體現(xiàn)為:增加觸點的數(shù)目;擴展觸點的容量;獲得一定的延時。2、特殊的中間繼電器-干簧繼電器干簧繼電器是中間繼電器中一種特殊形式的繼電器，其結(jié)構(gòu)示意圖見教材P21圖2-15。當(dāng)線圈通電流后，產(chǎn)生磁通通過簧片，兩簧片相吸觸點接通，繼電器動作；當(dāng)線圈磁場減弱到一定程度時，簧片觸點靠自身的彈力打開，繼電器返回。該繼電器動作時所消耗的功

33、率小,但容易出現(xiàn)觸點粘住.五、信號繼電器（XJ、KS）1、作用：用來保持繼電器或繼電保護所處狀態(tài)，并按通聲、光信號電路。2、注意事項信號繼電器必須靠人工手動才能復(fù)歸,這是區(qū)別其它繼電器的一點.六、極化繼電器1、作用：在整流型保護中，廣泛用作執(zhí)行元件。如在中央音響信號系統(tǒng)中的沖擊繼電器、功率方向繼電器等.2、特點: 動作具有方向性; 動作消耗功率小.§3 作業(yè) P29 2-8 2-14教 案 首 頁授課時間第 2 周， 第 5 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱輸電線路保護概述；瞬時電流速斷保護教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法講授法知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、

34、輸電線路保護的工作原理；2、 瞬時電流速斷保護的工作原理；3、 瞬時電流速斷保護的整定原則；4、 瞬時電流速斷保護的優(yōu)缺點。能力目標(biāo)：1、 具有正確應(yīng)用瞬時電流速斷保護的能力；2、 具有分析瞬時電流速斷保護工作性能的能力。教學(xué)重點瞬時電流速斷保護原理、整定計算及評價。教學(xué)難點最大、最小運行方式的理解。作業(yè)、布置P54 3-3教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、復(fù)習(xí)回顧及提問 5min二、輸電線路保護概述 10min三、瞬時電流速斷保護 70min四、作業(yè) 5min 后記【教學(xué)過程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 復(fù)習(xí)回顧及提問1.繼電器的動作、動作值、返

35、回、返回值及返回系數(shù)?2.各種常用繼電器的作用?整定值調(diào)整方法?§1 線路保護概述一、線路保護設(shè)置原理輸電線路正常運行時，線路上流過的是負荷電流，母線電壓一般為額定電壓。當(dāng)線路發(fā)生相間短路時，短路電流增大，故障相母線電壓會降低。因此，可利用這一特征來反應(yīng)故障。線路電流達到或超過某一預(yù)先整定值時，電流繼電器動作,就構(gòu)成了線路的電流保護;當(dāng)母線電壓達到或低于某一預(yù)先整定值時,低電壓繼電器動作，就構(gòu)成了線路的電壓保護。二、常見的線路保護1、瞬時電流速斷保護；2、限時電流速斷保護；3、過電流保護；4、電流電壓聯(lián)鎖斷保護。§2 瞬時電流速斷保護一、問題提出根據(jù)對繼電保護速動性的要求下

36、，在簡單扼要、可靠和保證選擇性的前提下，在輸電線路上裝設(shè)反應(yīng)電流增大且瞬時動作的瞬時電流速斷保護。二、整定計算以下圖6-1所示單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)為例進行說明：現(xiàn)假定在線路L1和線路L2上分別裝設(shè)了瞬時電流速斷保護1和保護2。1、整定原則動作電流按躲過本線路末端短路時最大短路電流整定，即Idz=KkI式中：Idz一次動作電流；Kk可靠系數(shù)；I最大運行方式下，被保護線路末端變電所母線上三相短路電流，一般取t=0s時電流周期分量的有效值。2、I的確定 I=Ext/(Xxt。min+X1ld) 式中：Ext系統(tǒng)等效電源的相電勢；X歸算至保護安裝處網(wǎng)絡(luò)電壓的系統(tǒng)最小等效電抗；X1線路單位長度的正序電抗；

37、Ld短路點至保護按裝處的距離。當(dāng)系統(tǒng)運行方式一定時，Ext、Xxt一定時，此時I=f(ld).圖6-2為圖6-1中的保護的整定計算過程，保護1在最大運行方式下保護范圍為1max，在最小運行方式下保護范圍為1min。關(guān)于最大運行方式和最小運行方式的選取，應(yīng)視保護安裝地點、網(wǎng)絡(luò)實際情況而定。一般情況下，同一點三相短路電流大于兩相短路電流，當(dāng)X1=X2時，Id（2）=3/2 Id（3），故最大運行方式下，三相短路電流最大；最小運行方式下，兩相短路電流最小。3、保護靈敏度校驗根據(jù)保護范圍是否在允許范圍之內(nèi)來判斷保護的可行性，1> 最大保護范圍1max=1/x1(Ext/Idz-X)>50%

38、l2> 最小保護范圍1min=1/x1(3Ext/2Idz-X)>15%l4、注意：瞬時電流速斷保護范圍一般只限于本線路范圍內(nèi)，不得延伸至變壓器內(nèi)部，即整定時可按變壓器二次母線短路電流計算。三、 原理說明原理接線圖：10.圖中組件作用說明：a、中間繼電器ZJ：1.擴大觸點容量；2.增大保護的固有動作時間，從時間上躲過避雷器放電時間。b、信號繼電器XJ：在整套保護動作后，指示并記錄該套保護的動作，以便運行人員根據(jù)保護的動作情況，對故障進行分析。c、斷路器輔助常閉觸點DL1：借助其大容量來接通或切斷大嗲電流。d、電流繼電器LJ：測量元件，反應(yīng)電流的變化。20.動作過程說明 當(dāng)線路中發(fā)生

39、短路時，電流增大，LJ起動，此時，LJ動作，使常開觸點閉合，ZJ線圈帶電動作，從而使ZJ的常開觸點閉合，其觸目一方面經(jīng)過DL1去跳閘，另一方面啟動XJ，信號繼電器掉牌，發(fā)信號。30.展開原理圖參見教材P41圖3-15。a) 保護性能評價動作迅速，簡單可靠，但不能保護本線路的全長，故不能單獨使用，而且它的保護范圍隨運行方式的變化而變化。當(dāng)運行方式變化很大、被保護的線路很短時，甚至沒有保護區(qū)。§P54 3-3 教 案 首 頁授課時間第 2 周， 第 6 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱限時電流速斷保護;定時限過電流保護教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法講授法知識目標(biāo)與

40、能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、 為什么要裝設(shè)限時電流速斷保護和定時限過電流保護；2、 限時電流速斷保護和定時限過電流保護的工作原理、整定計算、優(yōu)缺點。能力目標(biāo)： 1、具有正確應(yīng)用限時電流速斷保護和定時限過電流保護的能力； 2、具有分析上述兩種保護工作性能的能力。教學(xué)重點限時電流速斷保護和定時限過電流保護的配置原則、工作原理、整定計算及靈敏度校驗。教學(xué)難點1、深入理解限時電流速斷保護和定時限過電流保護選擇性獲得方法；2、保護時限特性與最大負荷電流的確定。作業(yè)、布置P55 3-8 P56 3-10教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、復(fù)習(xí)回顧及提問 5min二、限時電流速斷保護 45min三、定時限過

41、電流保護 35min四、作業(yè) 5min后記【教學(xué)過程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 復(fù)習(xí)回顧及提問1瞬時電流速斷保護的整定原則？2瞬時電流速斷保護的作用及優(yōu)缺點？3瞬時電流速斷保護原理接線圖的幾個注意問題？§1 限時電流速斷保護一、問題提出瞬時電流速斷保護能很好地滿足“速動性”要求，但是其保護范圍不夠理想，特別是當(dāng)系統(tǒng)運行方式變化較大時，實際保護區(qū)很短，甚至沒有。那么為了提高保護的“可靠性”，即提高保護范圍，同時兼顧動作的“速動性”，我們提出了一種新的線路保護限時電流保護。俗稱段保護。二、限時電流速斷保護的工作原理簡單的說，提高限時電流速斷保護的保

42、護范圍，就是要求該保護能夠保護線路的全長，其獲得途徑勢必降低保護動作電流值。這樣做的結(jié)果，保護范圍擴大了，同時也存在一個問題，保護范圍可能延伸到相鄰線路的首端，引起保護失去選擇性。為保證保護的選擇性，一方面將動作電流值降低，另一方面使該保護帶有一定的延時。我們把這種帶有一些延時的電流速斷保護稱作限時電流速斷保護，通常用符號表示。三、整定計算以圖7-1為例，說明該保護動作電流、動作時限整定方法： 圖71（一） 動作電流限時電流速斷保護的保護范圍不超過相鄰下一線路瞬時電流速斷保護范圍。因此，其動作值要根據(jù)相鄰下一線路瞬時電流速斷保護動作值整定，即：I=KkIKk-可靠系數(shù)，一般取1.11.2。（二

43、） 動作時限為保征選擇性，限時電流速斷保護只能作為相鄰下一線路的后備保護，這樣，其動作時限應(yīng)與相鄰下一線路的瞬時電流速斷保護動作時限配合整定，即t1=t2+t式中：t時限差。在保證選擇性前提下，t應(yīng)越小越好，t=tDL+Tzz+TR1+ty,一般值為0.350.65s，通常取t=0.5s。而且，通常情況下，t2<0.1s,故常認為t2=0s，這樣限時電流速斷保護動作時限t1=0.5s，其符號可表示為二、靈敏度校驗為了使限時電流速斷保護在最小運行方式下兩相短路時可靠地保護本線路的全長，應(yīng)以被保護線路未端作為靈敏系數(shù)校驗點，即Klm=I(2)/III式中：I(2)本線路末端最小運行方式下兩相

44、短路時的短路電流。I11本線路的限時電流速斷保護的動作電流。規(guī)程要求：Klm>。如果說Klm，限時電流速斷保護動作電流可根據(jù)相鄰下一線路的限時電流速斷保護相配合，即 III=KK IIIdz.2 II同時，動作時限也應(yīng)與相鄰下一線路的限時電流速斷保護相配合。即 t1 II =t2 II +t三、原理接線圖與瞬時電流速斷保護相對照，多了一個SJ，依靠它來獲得保護的動作時限。四、評價與瞬時電流速斷保護相對照：優(yōu)點：1.靈敏系數(shù)高 2.保護范圍大缺點：只能較好地作為本線路的近后備保護，不能完全作鄰下一線路的遠后備保護。§2 定時限過電流保護一、問題提出限時電流速斷保護雖然能比瞬時電流

45、速斷保護范圍。但作為相鄰下一線路的后備保護（即遠后備）來說，靈敏性、可靠性都不是很高。為了保護的進一步完善，有待加強后備保護的配置。于是，我們提出了一種新的線路保護定時限過電流保護。二、定時限過電流保護的工作原理定時限過電流保護是按其動作電流躲過線路最大負荷電流整定的一種保護，其動作電流值較小，依靠保護動作時限的整定來獲得選擇性。該保護通常用符號 表示。其動作電流值只能起到區(qū)分正常與短路兩種不同的運行狀態(tài)，而不能起到選擇性作用，該保護的選擇性獲得是依靠動作時限的整定來獲得的。三、整定計算（一）動作電流的整定1、按躲過線路最大負荷電流來考慮，則 Idz>KzqI （8-1）式中：I沒有考慮

46、電動機起動時，線路輸送的最大負荷電流；Kzq考慮電動機自起動使電流增大的自起動系數(shù)，其值大于1。應(yīng)按網(wǎng)絡(luò)的具體接線及負荷性質(zhì)確定，一般取1。2、區(qū)外短路切除后，電流繼電器應(yīng)能可靠返回。如圖8-1所示為區(qū)外短路后過電流保護應(yīng)返回的情形，對于這種情形，為確保電流繼電器可靠返回應(yīng)有 Ih>KZqIfh.max （8-2）綜合式（8-1）、（8-2），由于Ih<Idz，當(dāng)滿足式（8-2）的話，則式（8-1）必然滿足式，于是將式（8-2）改寫成下面的等式： Ih=KkKzqI計及 Kh=Ih/Idz則Idz=KkKzqI / Kh式中：Kk可靠系數(shù)，考慮電流繼電器整定誤差及負荷電流計算不準(zhǔn)確

47、因素，一般取1.151.25。Kh 返回系數(shù)，電磁型繼電器取，晶體管取。3、最大負荷電流I的確定說明所謂最大負荷電流是指在負荷狀態(tài)下，流過保護的最大電流。因此，在確定I時，除考慮負荷本身處于最大值外，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)接線變化時，流過保護的電流增大情況。舉例說明：雙回線及備用電源自動投入線路。（二）動作時限的整定為了保證選擇性，任一線路過流保護的動作時限，必須與該線路未端變電所有出線保護動作時限最長者配合，如圖7-2所示，則有 實際整定過程中，最未端的線路保護動作時限t4，t一般取。三、靈敏系數(shù)校驗校驗公式：Klm=I（2）/Idz1.作為近后備時：I為本線路未端最小的運行方式下兩相短路電流值。規(guī)

48、程要求：Klm>1.31.5.2.作為遠后備時：Klm為相鄰下一線路未端最小運行方式下兩相短路電流值。規(guī)程要求Klm>1.2。四、 原理接線圖與限時電流速斷保護原理圖一致。§3 作業(yè) P55 3-8 P56 3-10 教 案 首 頁授課時間第 周， 第 7 次課 教學(xué)時數(shù)2h章節(jié)名稱電流保護接線方式教學(xué)手段多媒體（ ）；教具模型（ ）；其 它 （ ）教學(xué)方法講授法知識目標(biāo)與能力目標(biāo)知識目標(biāo)：1、 電流保護接線方式的概念、研究目的；2、 電流保護接線方式的種類及各接線方式的特點與應(yīng)用范圍。能力目標(biāo)：1、 具有正確計算接線系數(shù)的能力；2、 具有正確選用電流保護接線方式的能力。

49、教學(xué)重點電流保護接線方式的種類，各種接線方式的特點及應(yīng)用情況。教學(xué)難點兩相不完全星形接線特殊故障情況下的保護工作行為及兩相電流差接線方式接線系數(shù)的分析。作業(yè)、布置P109 3-4教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容 時 間 分 配一、復(fù)習(xí)回顧及提問 5min二、電流保護接線方式概述 20min三、常用電流保護接線方式介紹 60min四、作業(yè) 5min后記【教學(xué)過程】上課準(zhǔn)備：上課、起立、師生相互問好、清查學(xué)生人數(shù)。§0 復(fù)習(xí)回顧及提問1為什么要裝設(shè)限時電流速斷保護？2限時電流速斷保護的整定計算原則？3限時電流速斷保護的優(yōu)缺點分析？4為什么要設(shè)置過電流保護？5過電流保護的工作原理？6過電流保護的整定原則？§1 電流保護接線方式概述 一、概念所謂電流保護的接線方式就是指保護中電流繼電器線圈與電流互感器二次線圈的連接方式。二、分類常用的相間短路電流保護接線