供電系統(tǒng)的繼電保護

1、供電系統(tǒng)的繼電保護第1頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一第一節(jié) 繼電保護的基本概念 第2頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一一、 供電系統(tǒng)的保護1供電系統(tǒng)中保護裝置的作用與類型 在供電系統(tǒng)中需裝設不同類型的保護裝置，在發(fā)生故障時能自動檢測出故障，并且迅速、及時地將故障區(qū)域從供電系統(tǒng)中切除，以免系統(tǒng)設備繼續(xù)遭到破壞。當系統(tǒng)處于不正常運行，如過載、欠電壓等情況時，能發(fā)出報警信號，以便及時處理，保證安全可靠地供電。 供電系統(tǒng)中常見的保護裝置類型主要有如下三種： (1) 繼電保護裝置 是一種能反映供電系統(tǒng)中電氣元件（線路、變壓器、母線、用電設備等）發(fā)生故障或處于不

2、正常運行狀態(tài)、并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置，其適用于要求供電可靠性較高的高壓供電系統(tǒng)中。第3頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一 (2) 熔斷器保護 廣泛適用于高、低壓供電系統(tǒng)。由于裝置簡單經(jīng)濟，在供電系統(tǒng)中應用得相當普遍。但是它的斷流能力較小，選擇性差，熔體熔斷后更換不方便，不能迅速恢復供電，因此在要求供電可靠性較高的場所不宜用。 (3) 低壓斷路器保護 又稱低壓自動開關保護，由于低壓斷路器帶有多種脫扣器，能夠進行過電流、過負載、失電壓和欠電壓保護等，而且可作為控制開關進行操作，因此在對供電可靠性要求較高且頻繁操作的低壓供電系統(tǒng)中廣泛應用。 第4頁，共23頁，20

3、22年，5月20日，0點4分，星期一2繼電保護裝置的基本要求 選擇性 快速性 可靠性 靈敏性第5頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一 (1) 可靠性 保護裝置在其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，必須可靠動作，不應拒絕動作，在不該動作的情況下就不應該誤動作。 為了滿足可靠性的要求，保護裝置接線應盡可能簡單，力求減少繼電器接點，避免保護裝置斷線、短路、接地和錯誤的接線，所有輔助元件如連接端子、連接導線以及安裝施工，都應當十分可靠。 第6頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一(2) 靈敏性 保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力稱為靈敏性，如果保護裝置對其保護

4、區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時地反應動作，即具有足夠的反應能力，說明保護裝置的靈敏度高。保護裝置靈敏與否，一般都用靈敏系數(shù)（ks）來衡量。以過電流保護為例，靈敏系數(shù)表示為： 系統(tǒng)在最小運行方式時保護區(qū)末端的短路電流； 保護裝置一次側動作電流。 第7頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一被保護的電氣設備 繼電保護裝置類型 最低靈敏度ks變壓器、線路等所有電氣設備 過電流保護 5（如滿足此要求將使保護復雜時，靈敏度可降為1.25）電流速斷保護 2.0 后備保護 1.2（如滿足此要求將使保護過分復雜或在技術上難以實現(xiàn)時，可僅按常見的運行方式和故障類型校驗靈敏度） 變壓器 縱聯(lián)差動保護 2.

5、0 310kV電纜線路 中性點不直接接地電力網(wǎng)中的零序電流保護 1.25310kV架空線路 1.50繼電保護裝置靈敏度 第8頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一 (3) 選擇性 當供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，離故障點最近的保護裝置應先動作，切除故障，而供電系統(tǒng)的其他無故障部分繼續(xù)運行，滿足這一要求的動作就叫有選擇性。 k點故障QF2動作第9頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一 (4) 速動性 保護裝置在盡可能的條件下，應盡快地動作切除事故，以減少對用電設備的影響，如果故障能在0.2s內(nèi)切除，則一般電動機就不會停轉。迅速的動作還能減輕對系統(tǒng)的破壞程度，減輕對元件的損害

6、程度，減少用戶在低電壓下工作的時間和停電時間，加速恢復正常運行的過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 第10頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一二、繼電器與繼電特性1繼電器繼電器是組成繼電保護裝置的基本元件。它是一種能自動執(zhí)行斷、續(xù)控制的部件，當其輸入量達到一定值時，能使其輸出的被控制量發(fā)生預計的狀態(tài)變化，如觸點打開、閉合，或電平由高變低、由低變高等，具有對被控電路實現(xiàn)“通”、“斷”控制的作用。 按反應的物理量分為：電流繼電器、電壓繼電器、氣體繼電器 按實現(xiàn)的型式分為：電磁式、感應式、數(shù)字式 按繼電器在保護回路中所起的作用分為：量度繼電器、時間繼電器、 中間繼電器、信號繼電器、出口繼電器

7、第11頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一例如過電流繼電器 來自電流互感器二次側的電流I，加入到過電流繼電器的輸入端。當電流I大于由繼電器的安裝位置和工作任務而預先給定的動作值Iop時，比較環(huán)節(jié)有輸出。在電磁型繼電器中，由于需要靠電磁轉矩驅動機械觸點的轉動與閉合，需要一定的功率和時間，繼電器有自身固有動作時間（幾毫秒），一般的干擾不會造成誤動；在數(shù)字型繼電器中，由于其動作速度快、功率小，為提高動作的可靠性并防止干擾信號引起的誤動作，故考慮了必須使測量值大于動作值的持續(xù)時間超過23ms時，繼電器才能動作于輸出。 第12頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一2繼電

8、特性為保證繼電器動作后可靠地有輸出，防止當輸入電流在整定值附近波動時輸出不停地跳變，對繼電器有明確的動作特性要求。 例如過電流繼電器，流過正常狀態(tài)下的電流I時不動作，輸出高電平E0（或其觸點是開的）；只有其流過的電流大于動作電流Iop時才能夠迅速起動、穩(wěn)定可靠地輸出低電平E1（或閉合其觸點）；一旦流過繼電器的電流減小，并小于返回電流Ire（其值能夠確保繼電器復位到初始狀態(tài)），繼電器又能立即返回到輸出高電平E0（或觸點重新打開）。無論起動和返回，繼電器的動作都是明確的，它不可能停留在某一個中間位置，這種動作特性常稱之為“繼電特性”。 第13頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一其

9、中，返回電流Ire與起動電流Iop的比值稱為繼電器的返回系數(shù)kre， 為了保證動作后輸出狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性，過電流繼電器的返回系數(shù)恒小于1。 在實際應用中，常常要求過電流繼電器有較高的返回系數(shù)，如0.850.95。第14頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一三、繼電保護用的電流互感器 1電流互感器的10%誤差曲線 供電系統(tǒng)中主要是采用電流保護，下面著重對電流互感器的兩個重要方面進行介紹 電流互感器的電流誤差是指測出的電流kTAI2對實際電流I1的相對誤差百分值，即 第15頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一 所謂電流互感器的10%誤差曲線，是指互感器的電流誤

10、差為10%時一次電流對其額定電流的倍數(shù) k= 與二次側負荷阻抗 的關系曲線第16頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一2電流互感器與電流繼電器的接線方式 為了表述繼電器電流Ik與電流互感器二次側電流 的關系，特引入一個接線系數(shù)kkx式中 流入電流互感器的電流； 電流互感器二次側電流。 第17頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一電流互感器與電流繼電器之間的接線方式有： 三相三繼電器式完全星形接線 兩相兩繼電器式不完全星形接線 兩相三繼電器式不完全星形接線 兩相一繼電器電流差式接線 第18頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一(1) 三相三繼電器式

11、接線 所用保護元件最多 所有短路電流都會通過繼電器反映出來，產(chǎn)生相應的保護動作。 第19頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一(2) 兩相兩繼電器式接線和兩相三繼電器式接線 兩相式接線 所用元件較少 未接互感器的單相短路故障不能保護 采用兩相三繼電器接線提高靈敏度 第20頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一(3) 兩相一繼電器式接線（兩相差式接線） 流入繼電器的電流為兩相電流互感器二次側電流之差 不同短路電流通過繼電器有不同的靈敏度。 不能反應出第三相（B相）的單相接地短路故障 第21頁，共23頁，2022年，5月20日，0點4分，星期一接線系數(shù)kkx的值 項 目 三相三繼電器 兩相兩繼電器 兩相一繼電器 兩相三繼電器 三相短路 111A、C相短