第五章過電壓保護優(yōu)秀PPT

第五章過電壓保護電力系統(tǒng)運行中,出現(xiàn)危及電氣設備絕緣的電壓稱為過電壓.1.了解過電壓的概念、危害、分類。2.熟悉內部過電壓〔工頻、操作過、諧振）。3.熟悉雷電過電壓〔雷電成因及放電特點、直擊雷、感應雷、雷電反擊過電壓）。4.掌握避雷器的作用、分類及工作原理，熟悉避雷針的作用及保護范圍。5.掌握變電所的防雷保護〔進線、母線、變壓器中性點、配變）。第一節(jié)過電壓概述一.過電壓及其危害為了考核電氣設備的絕緣，我國規(guī)定：10KV最高工作電壓為12KV引起：雷擊或電力系統(tǒng)中的操作、事故。危害：設備絕緣擊穿損壞，供電中斷，火災。二.過電壓分類

過電壓雷電過電壓內部過電壓工頻過電壓和諧振過電壓稱為暫時過電壓三.雷電過電壓

1．構成：雷電是帶電荷的云所引起的放電現(xiàn)象。（一般情況負電荷的雷云較多）雷云對地放電大多數要重復2-3次第一次主放電電流最大，時間很短，只需50-100μS余輝放電電流很小，時間較長。

直接雷擊過電壓雷云直接對電器設備或電力線路放電，雷電流流過這些設備時，在雷電流流通路徑的阻抗〔包括接地電阻〕上產生沖擊電壓，引起過電壓。這種過電壓稱為直接雷擊過電壓。4.雷電反擊過電壓雷云對電力架空線路的桿塔頂部放電，線路絕緣子有可能產生擊穿，對導線放電，這種情況稱為雷電反擊過電壓。5.感應雷過電壓感應雷過電壓是指在電氣設備〔例如架空電力線路〕的附近不遠處發(fā)生閃電，雖然雷電沒有直接擊中線路，但在導線上會感應出大量的和雷云極性相反的束膊電荷，形成雷電過電壓。6．雷電侵入波因直接雷擊或感應雷擊在輸電線路導線中形成迅速流動的電荷稱它為雷電進行波。雷電進行波對其前進道路上的電氣設備構成威脅，因此也稱為雷電侵入波。四.內部過電壓1．工頻過電壓電力系統(tǒng)中的工頻過電壓一般由線路空載、單相接地或三相系統(tǒng)中發(fā)生不對稱故障時引起。高壓長線路空載運行時，末端電壓高.特點:持續(xù)時間可能較長.2．諧振過電壓當諧振過電壓發(fā)生在鐵磁電感與電容組成的電路中時，稱為鐵磁諧振電路，有可能出現(xiàn)過電壓事故。特點:過電壓持續(xù)時間較長，頻率低.會引起電壓互感器損壞和閥型避雷器爆炸。防止措施:電壓互感器組采用V/V接線

3．操作過電壓操作過電壓是指電力系統(tǒng)中由于操作或事故，使設備運行狀態(tài)發(fā)生改變,引起振蕩，從而產生過電壓。例:切、合高壓空載長線路（空載變壓器、電容器、高壓電動機）開關設備的滅弧能力特別強引發(fā)截流過電壓。開斷空載變壓器和開斷高壓電動機都有可能出現(xiàn)強制滅弧〔截流〕過電壓。在中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相不穩(wěn)定電弧接地時，可能產生過電壓，一般把這種過電壓稱為電弧接地過電壓。第二節(jié)直接雷擊過電壓保護為防止直接雷擊電力設備，一般采用避雷針或避雷線。一.單支避雷針的保護范圍例：某避雷針高20m，則該避雷針在8m的高度的保護半徑為（）A:12mB:14mC:16m半徑=1.5×20m－2×8m5×20m－2×8m一般上下級保護的時限差取0.接地線與變壓器低壓側中性點以及金屬外殼連在一起.第二節(jié)直接雷擊過電壓保護由于電流速斷保護不能保護全線路，過電流保護能保護全線路，但達不到快速性的要求，這時可以加一套限時電流速斷保護。GL型繼電器包括電磁元件和感應元件兩部分。第四節(jié)電力系統(tǒng)自動裝置當諧振過電壓發(fā)生在鐵磁電感與電容組成的電路中時，稱為鐵磁諧振電路，有可能出現(xiàn)過電壓事故。當諧振過電壓發(fā)生在鐵磁電感與電容組成的電路中時，稱為鐵磁諧振電路，有可能出現(xiàn)過電壓事故。動作電流和返回電流能使過電流繼電器開始動作最小電流稱為過電流繼電器的動作電流；FZ為站用避雷器:有并聯(lián)均壓電阻、殘壓低。掌握變電所的防雷保護〔進線、母線、變壓器中性點、配變）。值班人員為操作斷路器斷開，自動重合閘不應動作。危害：設備絕緣擊穿損壞，供電中斷，火災。金屬氧化物避雷器動作迅速、通流量大、殘壓低、無續(xù)流、結構簡單，保護特性好。二.兩支避雷針的保護范圍兩針間距離D與針高h之間比D/h不宜大于5。三.多支避雷針的保護范圍各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度bｘ≥０則全部面積受到保護。第三節(jié)雷電侵入波防護

防止感應雷過電壓和雷電侵入波對變電所設備絕緣造成擊穿損壞，應采取措施減少近區(qū)雷擊閃絡，避免出現(xiàn)過分強烈的感應雷多電壓。一.變電所進線段保護35kV

~110kV三芯電纜,其末端(靠近母線側)的金屬外皮應直接接地;對單芯電纜,其末端應經保護器或保護間隙接地.二.變電所母線保護3kV~10kV變電所應在每組母線和架空進線上都裝設閥型避雷器.配電變壓器防雷保護3kV~10kV配電變壓器應裝設閥式避雷器保護接地線與變壓器低壓側中性點以及金屬外殼連在一起.第四節(jié)過電壓保護設備一.保護間隙保護間隙是由兩個金屬電極構成的較簡單的防雷設備。主要是防止主間隙因鳥類、樹枝等造成短路時，不致引起線路接地。二.閥型避雷器1.普通閥型避雷器〔適用大氣過電壓保護）在雷電流通過以后,工頻電流也跟著通過閥型避雷器的火花間隙和閥片電阻,這個電流稱為工頻續(xù)流.普通碳化硅閥型避雷器常用的有FZ和FS型FZ為站用避雷器:有并聯(lián)均壓電阻、殘壓低。FS為配電避雷器：結構簡單、體積較小。2．磁吹閥型避雷器磁吹閥型避雷器常用的有FCD和FCZ型FCD：保護旋轉電機FCZ：發(fā)電廠和變電所作保護之用3.金屬氧化物避雷器（大氣、內部）特點：非線性伏安特性，過電壓時呈低電阻

正常工頻電壓下呈高電阻,流過不超過1mA(一般為幾十微安)的對地泄漏電流.

金屬氧化物避雷器動作迅速、通流量大、殘壓低、無續(xù)流、結構簡單，保護特性好。避雷器的持續(xù)運行電壓實際上略大于系統(tǒng)的最高相電壓第六章繼電保護與二次回路一次系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)異常時，依靠繼電保護和自動裝置將故障迅速切除1.掌握繼電保護基本要求。2.掌握變壓器〔線路、高壓電動機、電力電容器〕保護的配置及作用、保護原理。3.掌握自動重合閘的作用、裝置及要求。4.掌握備用電源自動投入裝置的作用、及基本要求。5.掌握變電站的操作電源〔直流、交流）。第一節(jié)繼電保護任務及基本要求一、繼電保護任務

當電氣設備發(fā)生短路故障時，能自動迅速地將故障設備從電力系統(tǒng)切除，將事故盡可能限制在最小范圍內。二、繼電保護基本要求

短路故障：電網電壓下降，電氣設備過熱燒壞，甚至著火，嚴重時電力系統(tǒng)運行被破壞，發(fā)電機被迫解列，甚至可能引起電網瓦解。保護方式：電流過負荷、過電流、電流速斷、電流方向、低電壓、過電壓、電流閉鎖電壓速斷、差動、間隔、高頻等保護，此外還有反映非電氣量的瓦斯保護等。1.選擇性當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應該有選擇性地切除故障部分，讓非故障部分繼續(xù)運行，使停電范圍盡量縮小。一般上下級保護的時限差取0.3~0.7s2.快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在盡可能輕微的狀態(tài)，減少系統(tǒng)電壓因短路故障而降低的時間，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。3.靈敏性繼電保護動作的靈敏性是指繼電保護裝對其保護范圍內故障的反映能力。4.可靠性繼電保護動作的可靠性是指需要動作時不拒動，不需要動作時不誤動，這是繼電保護裝置正確工作的基礎。三、常用繼電器圖形符號KAKVKTKM電流電壓時間中間KSKDKG信號差動氣體第二節(jié)變壓器保護一.電力變壓器保護設置要求3~10kV配電變壓器的繼電保護主要有過電流、電流速斷保護。800kV·A及以上的油浸變壓器應裝設氣體保護。容量10000kV·A及以上，或者單臺容量在6300kV·A及以上的并列運行變壓器，應裝設電流差動保護，以代替電流速斷保護。對于大容量、高電壓的降壓變電器，為了提高靈敏度，常采用復合電壓閉鎖的過電流保護。二、變壓器過電流保護過電流保護的動作電流是按照避開被保護設備〔包括線路〕的最大工作電流來整定的。動作時間一經整定后就固定不變，即定時限過電流保護。動作時間隨電流的大小而變化，電流越大動作時間越短。由這種繼電器構成的過電流保護裝置稱為反時限過電流保護。三、常用繼電器介紹1.電磁型電流繼電器動作電流和返回電流能使過電流繼電器開始動作最小電流稱為過電流繼電器的動作電流；在繼電器動作之后，當電流減少時，使繼電器可動觸點開始返回原位的最大電流稱為過電流繼電器的返回電流。3.GL系列感應型過電流繼電器感應型過電流繼電器不需要時間、中間繼電器，可構成過流和速斷保護

GL型繼電器包括電磁元件和感應元件兩部分。電磁元件構成電流速斷保護。感應元件為帶時限過電流保護。GL感應型過電流繼電器動作時間與電流的關系：電流大，動作時間短。電流小，動作時間長。稱為反時限保護4.電磁型時間、中間和信號繼電器在繼電保護回路中建立需要的動作延時使用DS-110中間繼電器作用：增加觸點數量和觸點容量

電磁型信號繼電器落下的信號牌和已動作的觸點要用手動按鈕復歸。流過繼電器線圈的電流必須不小于信號繼電器額定工作電流的1.5倍。四、變壓器電流速斷保護電流速斷保護是防止相間短路故障的保護，所以都按不完全星形的兩相繼電器接線方式構成。五、變壓器電流差動保護變壓器電流差動是保護變壓器內部二次出線存在死區(qū)，即速斷保護不起作用的地方。六、變壓器氣體保護當油浸變壓器內部發(fā)生故障時，產生大量氣體，利用這些氣體形成動作于保護的裝置它和電流速斷、電流差動都是變壓器的快速保護，屬于主要保護。變壓器過流屬于后備保護。為防止直接雷擊電力設備，一般采用避雷針或避雷線。FZ為站用避雷器:有并聯(lián)均壓電阻、殘壓低。例:切、合高壓空載長線路（空載變壓器、電容器、高壓電動機）為了考核電氣設備的絕緣，我國規(guī)定：10KV最高工作電壓為12KVFCD：保護旋轉電機對于高壓電力線路，限時電流速斷保護的動作時間一般取0.雷電進行波對其前進道路上的電氣設備構成威脅，因此也稱為雷電侵入波。備用電源無電壓時，自投裝置不應動作。FZ為站用避雷器:有并聯(lián)均壓電阻、殘壓低。避雷器的持續(xù)運行電壓實際上略大于系統(tǒng)的最高相電壓特點：非線性伏安特性，過電壓時呈低電阻5×20m－2×8m電力變壓器發(fā)生差動保護跳閘的原因〔３點）由于電流速斷保護不能保護全線路，過電流保護能保護全線路，但達不到快速性的要求，這時可以加一套限時電流速斷保護。值班人員為操作斷路器斷開，自動重合閘不應動作。一、過電流保護和電流速斷保護GL系列感應型過電流繼電器第三節(jié)電力線路及設備保護一、過電流保護和電流速斷保護6~10kV電力線路的繼電保護比較簡單，只有過電流保護和電流速斷兩種保護方式。二、限時電流速斷保護電力線路電流速斷保護是按躲過本線路末端三相最大短路電流整定計算的。速斷保護死區(qū)發(fā)生短路，過電流保護動作跳閘。由于電流速斷保護不能保護全線路，過電流保護能保護全線路，但達不到快速性的要求，這時可以加一套限時電流速斷保護。對于高壓電力線路，限時電流速斷保護的動作時間一般取0.5s。四、高壓電動機保護高壓電動機電流保護為電流速斷保護〔或電流縱差保護〕和過負荷保護。五、3kV~10kV電力電容器組繼電保護中小容量的高壓電容器組普遍采用電流速斷或延時電流速斷作為相間短路保護。動作電流可取電容器組額定電流的2~2.5倍，動作時間為0。七、繼電保護動作與故障判斷電力變壓器發(fā)生差動保護跳閘的原因〔３點）八、繼電保護與二次回路對變電所安全運行的重要意義繼電保護和二次回路是變電所里的重要部分。它直接關系到對一次設備的保護、監(jiān)測和控制。直流電源間斷供電會造成繼電保護和自動重合閘裝置拒動。第四節(jié)電力系統(tǒng)自動裝置一、自動重合閘裝置由于發(fā)生事故，繼電保護動作后，能使斷路器自動重合閘的裝置。

電力電纜專線供電的饋線，不采用自動重合閘。在下列情況下，重合閘不應動作：1.值班人員為操作斷路器斷開，自動重合閘不應動作。2.值班人員操作斷路器合閘，由于線路上有故障，引起斷路器隨即跳閘，這時自動重合閘不應動作。斷路器處于不正常狀態(tài)時，重合閘應退出運行二、備用電源自動投入裝置

是指當工作電源因故障自動跳閘后，備用電源自動投入。備用電源自動投入裝置基本要求：1.在正常工作電源斷路器跳閘后，方能自動投入備用電源斷路器。2.正常工作電源斷路器跳閘后，備用