工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置課件

第五章工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的保護(hù)裝置

5.1概述5.1.1繼電保護(hù)裝置的任務(wù)及基本要求

1．工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)運(yùn)行中可能發(fā)生：

故障——最常見的是短路故障。它使電氣設(shè)備由于受短路電流產(chǎn)生的電動力和熱作用而損壞，甚至使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行紊亂。不正常運(yùn)行——過負(fù)荷，長期過負(fù)荷，絕緣破壞，引起設(shè)備損壞。2．繼電保護(hù)裝置——一種由電流互感器和繼電器等元件組成的裝置.5.1.1繼電保護(hù)裝置的任務(wù)及基本要求

3．繼電保護(hù)裝置的任務(wù):①借助于斷路器，自動地、迅速地、有選擇地將故障元件從供電系統(tǒng)中切除，以防事故擴(kuò)大。②給出不正常運(yùn)行狀態(tài)信號，以便及時(shí)處理。③與其他自動化裝置配合（如自動重合閘，備用電源自動投入等），縮短事故停電時(shí)間，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4.對繼電保護(hù)裝置的要求①

選擇性——繼電保護(hù)裝置只把故障部分切除，而保護(hù)無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。5.1概述5.1.1繼電保護(hù)裝置的任務(wù)及基本要求

1QF——K-1點(diǎn)短路，切斷故障電機(jī)M.3QF——K-3點(diǎn)短路，切斷故障線路做為K-1點(diǎn)短路的后備保護(hù)（1QF拒動）圖5－1K-35QFGSM2QF1QF4QF3QFK-2K-15.1概述5.1.2電磁式電流繼電器工作原理

電磁式繼電器結(jié)構(gòu)原理圖如下:1—鐵心2—可動銜鐵3—接點(diǎn)4—反作用力彈簧5—線圈當(dāng)電磁鐵線圈通入電流時(shí)，產(chǎn)生磁通Φ并使銜鐵磁化，產(chǎn)生電磁力F，在鐵心未飽和前，有：當(dāng)線圈中的電流增大到一定程序時(shí)，產(chǎn)生的吸力F超過彈簧和摩擦的反抗力，鐵心吸動銜鐵，使接點(diǎn)閉合，這時(shí)稱繼電器動作或啟動。

42315Φ5.1概述5.1.2電磁式電流繼電器工作原理與繼電器動作有關(guān)的幾個(gè)概念：·繼電器的動作電流——能使繼電器動作的最小電流?！だ^電器的返回電流——使繼電器由動作狀態(tài)回到起始位置的最大電流?！だ^電器的返回系數(shù)——

越接近于1，繼電器質(zhì)量越高，反應(yīng)越靈敏對DL型可取0.85

5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式

由于電流繼電器是由電流互感器的二次線圈供電，所有電流互感器的電流方向（極性）及接線方式影響電流繼電器的動作電流。

1．電流互感器的極性為了正確接線和便于分析問題，電流互感器一次和二次線圈的引出端要表示極性。通?？扇芜x一次線圈的一個(gè)端子為始端,另一個(gè)端子為終端。5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式按照同名端子定義接線后的電特性：

●從同名端電流方向相反所以稱為減極性（也可說磁通相減）。

●從與之相連的繼電器看，流過其線圈的電流方向，與取消互感器將繼電器直接串連在一次電路中電流方向相同。即在向量圖中方向一致，因此我們可以用二次電流來表示一次電流（只須考慮變比折算）。這正是減極性標(biāo)注的優(yōu)點(diǎn)。

向量圖（從繼電器看）KA原理圖5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式為什么要標(biāo)同名端：電流互感器制作完成后線圈是絕緣封起來的，不標(biāo)同名端，無法形成上述減極性。5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式忽略勵磁電流的理想電流互感器，有：

(鐵心中合成磁勢＝一、二次線圈安匝數(shù)之差)故有(一次電流換算到二次)

——電流互感器的變比（安匝是磁動勢的單位，等于線圈匝數(shù)與線圈通過的電流的乘積，安匝數(shù)越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)）。5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式由三繼電器，三互感器組成。三電流互感器二次線圈同名端接成星形。三繼電器亦接成星形。兩個(gè)星形的中性點(diǎn)利用中性線連接到一起。①

正常時(shí)和三相短路時(shí)（一、二次都是對稱的）∵∴

(由于采用減極性接線，所有一、二次電流同方向)中性線5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式②二相短路時(shí)（假設(shè)AC相短路）電流大，方向反

CKBA5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式③單相短路時(shí)（假設(shè)A相短路，電流大）結(jié)論：此種接線特點(diǎn)：?保護(hù)裝置可反應(yīng)各種類型的短路故障（三相、二相、單相）?缺點(diǎn)：需要三互感器，三繼電器，四根連接導(dǎo)線，費(fèi)用較高。?適用于大接地電流電網(wǎng)（中性點(diǎn)接地），在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中很少用。5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式②AB兩相短路K1BA5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式

③

BC兩相短路

④AC相短路

5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式⑤A相單相、B相單相，C相單相

結(jié)論：此種接線，KW=1特點(diǎn)：?不如完全星形可靠，但較經(jīng)濟(jì)；?常用于工業(yè)企業(yè)廠區(qū)6～10KV中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，作為相間短路保護(hù)；?對B相單相短路則不起作用。5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式②AC兩相短路③AB兩相短路5.1概述5.1.3電流互感器的極性與接線方式④BC兩相短路，同上。⑤B相單相接地，保護(hù)不動作

特點(diǎn)：節(jié)約投資，不同類型故障的接線系數(shù)不同，即靈敏度不同，適用于10KV以下的小接地系統(tǒng)中，作為線路或高壓電動機(jī)的保護(hù)。5.1概述5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)中性點(diǎn)運(yùn)行方式：中性點(diǎn)不接地、經(jīng)削弧線圈接地、中性點(diǎn)接地。前兩種叫小電流接地系統(tǒng)，后一種叫大電流接地系統(tǒng)。工業(yè)企業(yè)6－10KV高壓配電網(wǎng)一般屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，即小電流接地的單端供電網(wǎng)絡(luò)。由于廠區(qū)線路距離不長，所有線路保護(hù)也不復(fù)雜，常用的保護(hù)裝置有：帶時(shí)限的過電流保護(hù)；電流速斷保護(hù)；低電壓保護(hù)；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)；由雙電源供電時(shí)的功率方向保護(hù)。5.2.1線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置（2）保護(hù)裝置動作電流的整定①

一次側(cè)動作電流與繼電器動作電流的關(guān)系∵繼電器動作由流經(jīng)其內(nèi)部的動作電流IOP決定（或二次電流決定）又：線路上的最大負(fù)荷電流計(jì)算的是一次側(cè)值?！鄳?yīng)首先會根據(jù)一次電流求電流繼電器的動作電流：IOP1——一次側(cè)動作電流，即能夠使保護(hù)裝置啟動的流經(jīng)電流互感器一次側(cè)（即流經(jīng)被保護(hù)線路）的最小電流值。

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.1線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置或：（引入系數(shù)，將不等式變?yōu)榈仁剑㎏CO—可靠系數(shù)，一般取1.15～1.25(返回系數(shù))

相應(yīng)的保護(hù)裝置動作一次電流為：

*

（對DL型，＝0.85）③保護(hù)裝置動作時(shí)限的整定定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的動作時(shí)限是按照時(shí)間階梯的原則來選擇的即：

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.1線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置從電網(wǎng)的最末端的過電流保護(hù)裝置數(shù)起，向電源方向沿短路電流流經(jīng)的路徑，逐級增加一個(gè)時(shí)間階段，形成一個(gè)階梯的時(shí)限特性，并以此獲得動作的選擇性即t上級＝t下級＋ΔtQF1KA2KA1WL2WL1KA1動作時(shí)限tLoKA2動作時(shí)限QF25.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.1線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置對于電磁式（DL）電流繼電器，時(shí)限階段差一般取0.5S。從上圖可以看出，愈靠近電源端，故障的切除時(shí)間愈長，這是定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的嚴(yán)重缺陷。④保護(hù)裝置的靈敏度校驗(yàn)?過電流保護(hù)的靈敏度

<1繼電器不動作，∵流進(jìn)繼電器的電流小于IOP1

KS=1繼電器基本不動作，∵有計(jì)算誤差，不可靠>1繼電器動作，如果不動作，則說明不靈敏，換句話說，如果動作整定值大于短路電流，則出現(xiàn)拒動，說明裝置不靈敏

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.1線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置?對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，最小短路電流出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式下線路末端兩相短路時(shí)的短路電流?靈敏度校驗(yàn)過電流保護(hù)要求（雙母線或雙變壓器單列運(yùn)行）5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

前面說到，越靠近電源端，過電流保護(hù)的動作時(shí)限越長。而靠近電源端的短路，短路電流越大，危害也更嚴(yán)重，應(yīng)快速切斷。因此。當(dāng)過電流保護(hù)動作時(shí)限大于0.5～0.75時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)裝置，以彌補(bǔ)過電流保護(hù)的缺陷。

（1）定義

電流速斷保護(hù)——一種瞬時(shí)動作（不帶人為延時(shí)）的過電流保護(hù)裝置。它是按照預(yù)選短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流來整定動作電流，從而獲得動作的選擇性。因此它具有一定的、較小的保護(hù)范圍，但動作不需延時(shí)。5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

（2）電流速斷保護(hù)裝置的組成對于采用DL系列電流繼電器的速斷保護(hù)裝置來說，相當(dāng)于定時(shí)限保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器。KA1TAaKA2TAcKA1信號QFKMKMKSYRKA2+-KS5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)（3）動作電流整定原則：電流速斷保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)按躲過（即大于）其保護(hù)接線末端的最大短路電流（即最大運(yùn)行方式下（并列運(yùn)行）三相短路電流）來整定，即：相應(yīng)的繼電器動作電流為KCO——可靠系數(shù)，對DL型繼電器取1.2～1.3（系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端變電站母線上發(fā)生三相短路時(shí)，流過保護(hù)裝置的次暫態(tài)短路電流）5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)例：

TA1QF1KA2K-2K-1KA1WL1WL2QF2TA2LIKIOP1.qbIK·max死區(qū)保護(hù)區(qū)線路各點(diǎn)短路，短路電流的分布區(qū)5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)說明：①速斷保護(hù)1的動作電流整定應(yīng)大于下一元件QF2的速斷保護(hù)出口處短路（即K-2）時(shí)的最大短路電流，即在WL2上任一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，速斷保護(hù)1不應(yīng)動作，而由速斷保護(hù)2動作切除故障。②由于K-2點(diǎn)與K-1點(diǎn)很近，所以K-1和K-2短路電流視為相同，因此速斷保護(hù)1的動作電流是按照該線路末端K-1短路的最大短路電流的KCO倍整定，這樣保證線路保護(hù)的選擇性。

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)③

∴電流速斷不能保護(hù)線路的全長，而存在著不保護(hù)區(qū)，即死區(qū)。對于6～10KV線路，電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)區(qū)不應(yīng)小于線路全長的15％～20％。速斷保護(hù)必須與其它保護(hù)配合，不能單獨(dú)使用。（4）電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的配合為保護(hù)線路全長，電流速斷保護(hù)與定時(shí)限過電流保護(hù)相配合。5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

速斷整定：具體確定：IOP1，IOP2，IOP3

過電流整定：動作時(shí)限：t0—固有延時(shí)，是人為延時(shí)。LIOP15.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)QF1KA2WL1WL3QF3IK速斷t0IOP3QF2WL2IOP2速斷過電流（主）過電流速斷t0+2△tt0+△tt0t0過電流過電流（主）IOP2tIOP3t5.2.2線路電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)作為速斷保護(hù)的后備保護(hù)，以彌補(bǔ)速斷保護(hù)的死區(qū)。注意各保護(hù)的作用區(qū)域!!線路定時(shí)限與速斷保護(hù)配合電路圖見P118圖5－13展開圖如下：KA1KA3KA2KA4YRKA1QFKMKMKA2信號KA3KA4KS－+KTKSKT5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

（5）

速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)

一次動作電流整定值——系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處兩相短路電流。注：由于電流速斷保護(hù)有死區(qū)，因此不能用線路末端最小兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)，而只能用保護(hù)安裝處最小兩相電流來校驗(yàn)。

（6）

定時(shí)限過流與電流速斷保護(hù)區(qū)別5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

表示符號選擇性電流整定值接線靈敏度定時(shí)限時(shí)限差最大計(jì)算負(fù)荷有時(shí)間繼電器按末端最小運(yùn)行方式。兩相短路電流與一次動作電流比≥1.25～1.5速斷整定值最大短路電流無始端最小運(yùn)行方式；兩相短路電流與一次動作電流整定值比≥1.25～1.55.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.2線路電流速斷保護(hù)

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)

例題5-1

5.2.3單相接地保護(hù)

工業(yè)企業(yè)6～10KV電網(wǎng)屬于小接地系統(tǒng)，即中性點(diǎn)絕緣電網(wǎng)。在該電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，不會引起相間電壓降低和電網(wǎng)電流的急劇增大，電網(wǎng)仍可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。這樣就便于尋找接地點(diǎn)和采用相應(yīng)措施。下面就說明上述現(xiàn)象

（1）

小接地電流系統(tǒng)單相接地故障分析①

正常運(yùn)行時(shí)若線路空載時(shí)，三相處于對稱狀態(tài)。電網(wǎng)三相對地電壓就等于相電壓。5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)電源中性點(diǎn)O與地等電位（0V）。電網(wǎng)的每相導(dǎo)線與地之間具有一定的電容，均勻分布在整個(gè)導(dǎo)線上（分布電容）。這些電容可用集中在線路中央的電容C來代替。電容C可視為電網(wǎng)的星形負(fù)載，其中點(diǎn)就是地。電源DDO5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)②單相金屬性接地時(shí)，三相對地電壓的變化（設(shè)A相接地）?接地相對地電壓變?yōu)榱悖ǎ?電源中性點(diǎn)對地電壓升高為相電壓（OO′）?完好相對地電壓升高為線電壓（中性點(diǎn)電壓抬高）說明：①

C′B′A相接地后，由于的作用使O電位可降至

圖1CBAODO′A′5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)根據(jù)此原理，設(shè)計(jì)小接地電流的絕緣監(jiān)視裝置，即采用三電壓互感器，三電壓表，監(jiān)視相電壓的方法。③單相接地時(shí)，用電設(shè)備的工作條件并未破壞，仍然照常運(yùn)行?！鄰纳鲜郊皥D1看出：

電網(wǎng)的相電壓和相間電壓值不僅量值維持不變，而且仍具有120°的相位差，所以用電設(shè)備仍然照常運(yùn)行。

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)④單相接地時(shí)電容電流的變化：設(shè)A相單相接地，流過每相對地電容的電流不對稱5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)電源DDO5.2.3單相接地保護(hù)流過接地點(diǎn)的電容電流：

結(jié)論：流過接地點(diǎn)的電容電流，超前于接地相電壓,其值為正常運(yùn)行時(shí)電容電流ICO的三倍。利用此原理，實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。C′B′OO′A′5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)

（2）

接地電流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置對中性點(diǎn)絕緣電網(wǎng)而言，在單相接地時(shí)，故障的電容電流不大，電網(wǎng)三相之間線電壓仍然保持對稱不變，對負(fù)荷供電沒影響，設(shè)備仍然能運(yùn)行1-2小時(shí)。由于完好相對地電壓升高倍（線電壓），若接地點(diǎn)為斷續(xù)電弧接地，將引起更高過電壓，從而可能使絕緣擊穿，造成相間短路，使故障擴(kuò)大，因此應(yīng)采用絕緣監(jiān)視裝置及時(shí)發(fā)出信號，以便運(yùn)行人員采取措施消除故障。

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)

接線方式見P123，圖5－19

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)ABCVVVcbaoU﹥KV至信號U0圖5-19絕緣監(jiān)視裝置接線圖三相五柱式互感器5.2.3單相接地保護(hù)

采用一只三相五柱式（二次）電壓互感器，一次側(cè)接于電源（星形），二次側(cè)分別接三個(gè)電壓表（星形），和電壓繼電器（開口三角形）。原理：三個(gè)電壓表用于監(jiān)視是哪一相短路（故障相為零，完好相升高倍，既完好時(shí)的線電壓），電壓繼電器用于監(jiān)視零序電壓（零序電壓在故障時(shí)為100V，完好時(shí)為零）

這種裝置只能判斷是哪一相發(fā)生短路故障，但不能判定是哪一回路發(fā)生故障。只能采用依次斷開各回路的方法尋找，因此，只適用于出線不多，且允許短時(shí)停電的中小型變電站。5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)

（3）

單相接地保護(hù)裝置原理：利用故障線路接地電容電流（又稱零序電流）比非故障線路的大的特點(diǎn)，在每一回路上，加裝單相接地保護(hù)（又稱零序電流保護(hù)）裝置，就可實(shí)現(xiàn)有選擇地跳閘或發(fā)出信號。

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5.2.3單相接地保護(hù)對于架空線路，采用三個(gè)相的電流互感器同級性并聯(lián)組成零序電流檢測器，二次并聯(lián)后接入電流繼電器，如P1235.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)I＞KTKMKSKAYRQFQS+圖5-20架空線單相接地保護(hù)接線圖5.2.3單相接地保護(hù)

5.2工業(yè)企業(yè)高壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)對于電纜線路，采用專用的零序電流互感器，套在電纜上構(gòu)成。正常運(yùn)行或?qū)ΨQ短路時(shí)，電纜芯線三相電流之和為零。單相短路時(shí)，電纜芯線流有接地電容電流，且其和不為零，因而環(huán)形鐵心中出現(xiàn)磁通，并在二次線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，電流繼電器動作。如P124。KA圖5-21采用零序電流互感器的單相接地保護(hù)6~10KA信號+5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.1變壓器的故障種類和繼電保護(hù)的設(shè)置原則（1）變壓器故障的種類

①內(nèi)部故障——變壓器油箱內(nèi)所發(fā)生的故障包括繞組的相間短路、匝間短路和單相接地（碰殼）短路等。此種故障最危險(xiǎn)，因?yàn)楣收习l(fā)生的電弧有可能使變壓器油箱發(fā)生爆炸。②外部故障——指油箱外引出線套管的相間短路和單相接地等。③不正常工作狀態(tài)——過電流（外部短路或過負(fù)荷引起的）溫度升高油面降低通常只給出報(bào)警信號，不跳閘。因?yàn)樽儔浩髟试S短時(shí)不正常工作。5.3.1變壓器的故障種類和繼電保護(hù)的設(shè)置原則（2）

繼電保護(hù)的設(shè)置、原則①企業(yè)總降壓變電站（35～110/6～10KV等級）?過流、速斷、瓦斯；如有可能過負(fù)荷，設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。?單臺運(yùn)行(≥10000KV?A)或兩臺變壓器并列運(yùn)行（≥6300KV?A)過流、瓦斯、差動。②車間變電站（6～10KV/0.4KV等級）?過流、速斷；?800KV?A以上（車間內(nèi)400KV?A）過流、速斷、瓦斯。5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置（3）保護(hù)裝置的接線方式①

兩相單繼電器式接線優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)方式簡單，繼電器用量少；缺點(diǎn)：未裝電流互感器那一相（B相），在低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)，由于變壓器高壓繞組Y接，零序電流沒有流通通路，故B相只流過,其它兩相都是且方向相同。因此流入繼電器工作線圈的電流為0（∵是差流）。保護(hù)裝置拒絕工作。

KAI>CBAcbaN零線k5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置結(jié)論：兩相單繼電器式接線可用于相間短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)，但不能作為低壓側(cè)的單相短路保護(hù)。②兩相兩繼電器式接線（不完全星形）優(yōu)點(diǎn)：接線系數(shù)為1，對各種相間短路靈敏度相同缺點(diǎn)：同上述分析，各繼電器流過的電流為，說明此接線雖能反映這種單相短路，但靈敏度低結(jié)論：兩相兩繼電器式接線，適用于相間短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)，但不能作為低壓側(cè)的單相短路保護(hù)。（2）變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)采用下列方法：5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置①

低壓側(cè)裝設(shè)三相帶過流脫扣器的低壓斷路器——經(jīng)濟(jì)實(shí)用，應(yīng)用較普遍②

低壓側(cè)裝設(shè)三相熔斷器，但更換時(shí)間長，用于不重要負(fù)荷供電的變壓器③

低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序過電流保護(hù)，動作電流的整定見P126（略）

④為提供保護(hù)靈敏度，可在兩相兩繼電器接線的公共線上加裝一個(gè)電流繼電器。由于公共線上流過的電流為其他兩相電流的兩倍，可使保護(hù)靈敏度也提高一倍。I>YY接一次側(cè)跳閘回路TKAI>I>I>5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置（3）變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)①

過電流保護(hù)(電路圖：p126）?組成和原理——同線路過電流保護(hù)?整定值——除將線路保護(hù)計(jì)算公式中的IWL?max換成（1.5～3）I1NT外，其它基本相同。即：I1NT——變壓器一次側(cè)額定電流

動作時(shí)限——時(shí)間階梯t1=t0+△t?靈敏度——低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小方式下發(fā)生

兩相短路，流經(jīng)一次側(cè)的短路電流。5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置②變壓器的電流速斷保護(hù)?組成和原理——同線路過電流速斷保護(hù)?整定計(jì)算——與線路速斷保護(hù)基本相同但為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)，流經(jīng)高壓側(cè)的短路電流周期分量值?靈敏度——變壓器高壓側(cè)（保護(hù)安裝處）在系統(tǒng)最小運(yùn)行下發(fā)生兩相短路的短路電流來校驗(yàn)5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.2

變壓器的電流保護(hù)裝置③變壓器的過負(fù)荷保護(hù)由于過負(fù)荷電流大多是三相對稱的，所以過負(fù)荷保護(hù)只需在變壓器高壓側(cè)的一相上裝設(shè)電流互感器接一個(gè)電流繼電器及時(shí)間繼電器（防止在短路時(shí)發(fā)出不必要的信號，動作延時(shí)共10～15S）保護(hù)裝置動作電流按躲過變壓器一次側(cè)額定電流I1NT來整定：IOP1?OL=(1.2～1.5)I1NTOL——overload過電流與過負(fù)荷的區(qū)別：延時(shí)時(shí)間不同。過負(fù)荷時(shí)間長。5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.3變壓器的瓦斯保護(hù)（1）瓦斯保護(hù)——又稱氣體保護(hù)，是變壓器匝間短路和相間短路的主要保護(hù)，它能反映變壓器油箱內(nèi)的所有內(nèi)部故障。（2）原理——油浸式電力變壓器的鐵心和繞組都是浸在油箱內(nèi)，利用油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器發(fā)生任何故障時(shí)，絕緣物質(zhì)和變壓器油受熱或在電弧作用下分解產(chǎn)生氣體，利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)變壓器的保護(hù)。（3）主要元件——瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器），安裝于變壓器油箱與油枕的聯(lián)通管上。（油枕的作用——觀察油位，排放氣體）5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.3變壓器的瓦斯保護(hù)兩個(gè)信號輕瓦斯，用于信號指示，在上層，重瓦斯，用于跳閘或信號指示，在下層。（4）瓦斯保護(hù)接線圖見P128

圖5－27（5）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，動作迅速，靈敏度高，能保護(hù)變壓器油箱內(nèi)的所有故障，尤其是繞組的匝間短路故障。缺點(diǎn)：不能反應(yīng)變壓器油箱外任何故障，因而應(yīng)與其它保護(hù)配合使用。

5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3電力變壓器的繼電保護(hù)5.3.4變壓器的差動保護(hù)前面介紹的各種保護(hù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)?過流保護(hù)：接線簡單，設(shè)備投資少，但有動作時(shí)限,動作時(shí)間長，保護(hù)變壓器的全部。?速斷保護(hù)：接線簡單，設(shè)備投資少，但有死區(qū)，靈敏度低，變壓器二次繞組、二次側(cè)套管和引出線不保護(hù)。?瓦斯保護(hù)：對變壓器內(nèi)部故障靈敏，但不能保護(hù)外套管和引出線故障?！咴谒贁啾Ｗo(hù)死區(qū)段只有過流保護(hù)，時(shí)間長，有必要加差動保護(hù)。

5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.4變壓器的差動保護(hù)1．差動保護(hù)的工作原理差動保護(hù)：是根據(jù)被保護(hù)元件兩側(cè)電流差額而動作的保護(hù)裝置。保護(hù)區(qū)：兩側(cè)電流互感器安裝點(diǎn)之間.

保護(hù)功能：兩側(cè)變壓器內(nèi)部及引出線和絕緣套管的相間短路，以及繞組的匝間短路。單相原理電路圖見下頁。動作原理：①

變壓器正常運(yùn)行，繼電器KA不動作。②保護(hù)區(qū)外發(fā)生短路電流時(shí)，同時(shí)增大，所以，繼電器不動作。③保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路（K-2點(diǎn)）

?對單電源：

5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.4變壓器的差動保護(hù)?對雙電源（如兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行）：

方向改變

（d—different）總之，若則，t=0S,使兩側(cè)的斷路器跳閘。差動繼電器整定的動作電流（見P129

圖5－28）I>K-2KA（↑）（↓

）5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.4變壓器的差動保護(hù)2．保護(hù)裝置中不平衡電流及其限制措施前面說過，正常運(yùn)行時(shí)，，保護(hù)裝置不動作，但實(shí)際不可能，正常運(yùn)行時(shí)，也會有電流流入繼電線圈，該電流稱為不平衡電流，以表示。（dsq－disequilibrium）此電流太大，將使保護(hù)裝置靈敏度降低，并容易產(chǎn)生誤動作，故要根據(jù)其產(chǎn)生的原因不同，而采取相應(yīng)的措施。

5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.4變壓器的差動保護(hù)（1）變壓器兩側(cè)繞組接線不同而產(chǎn)生的不平衡電流。冶金企業(yè)變壓器一、二次一般用Y/△接線（Y，d11）兩側(cè)電流有30°相位差。消除方法：電流互感器接成△/Y（見P130圖5－29）5.3電力變壓器的繼電保護(hù)

5.3.4變壓器的差動保護(hù)

（2）變壓器原側(cè)繞組流入勵磁涌流而產(chǎn)生的不平衡電流變壓器的勵磁電流只流經(jīng)變壓器電源端的原側(cè)繞組，因此在差動回路中造成不平衡電流。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，勵磁電流很小，可忽略不計(jì)。在空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流，形成類似涌浪的電流，即所謂勵磁涌流，這將引起差動保護(hù)誤動作（注意，勵磁電流與電壓有關(guān)，而與負(fù)載電流無關(guān)）。常用的消除方法