2019秋八年級道德與法治上冊第四單元維護國家利益第八課國家利益至上第2框堅持國家利益至上作業(yè)課件新人教

3/31/20241河北科技大學電氣信息學院3/31/20241河北科技大學電氣信息學院第6章電力系統(tǒng)繼電保護6.1繼電保護的基本知識6.2常用保護繼電器6.3線路的電流電壓保護6.4電網(wǎng)的方向電流保護6.5輸電線路的接地保護6.6距離保護簡介6.7電力變壓器的保護6.8電動機保護6.9電力電容器的保護6.10微機保護簡介3/31/20242第6章電力系統(tǒng)繼電保護6.1繼電保護的基本知識3/32019秋八年級道德與法治上冊第四單元維護國家利益第八課國家利益至上第2框堅持國家利益至上作業(yè)課件新人教2019秋八年級道德與法治上冊第四單元維護國家利益第八課國家利益至上第2框堅持國家利益至上作業(yè)課件新人教

三、對繼電保護的基本要求選擇性：保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，最大限度地保證系統(tǒng)中的非故障部分繼續(xù)運行。速動性：繼電保護裝置應以盡可能快的速度將故障元件從電網(wǎng)中切除。圖6-2電力系統(tǒng)繼電保護選擇性說明圖3/31/20245三、對繼電保護的基本要求選擇性：保護裝置動作時，僅將故障靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態(tài)的反映能力。保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)Ks來衡量。

對于反應故障時參數(shù)量增加的保護（如過電流保護）：對于反應故障時參數(shù)量降低的保護（如低電壓保護）：可靠性：指保護裝置該動時不能拒動；不該動時不能誤動。3/31/20246靈敏性：指保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態(tài)的反映

一、電磁型繼電器（DL型）1．電磁型電流繼電器結構：如圖6-3所示。工作原理：當在繼電器線圈中通入電流IK時，電磁鐵產(chǎn)生的電磁轉矩Fem為：當Mem克服彈簧的反作用轉矩Msp和摩擦轉矩Mfr時，繼電器動作。圖6-3電磁式電流繼電器結構圖1－線圈2－電磁鐵3－鋼舌片4－靜觸點5－動觸點6－起動電流調節(jié)轉桿7－標度盤（銘牌）8－軸承9－反作用彈簧10－轉軸6.2常用保護繼電器

3/31/20247一、電磁型繼電器（DL型）1．電磁型電流繼電器結構：如因此，欲使繼電器動作的必要條件是：

Mem≥Msp+Mfr

動作電流：能使繼電器產(chǎn)生動作的最小電流，稱為繼電器的動作電流，用Iop.K表示。調整繼電器動作電流的方法有：改變繼電器線圈匝數(shù)NK（級進調節(jié)）；調節(jié)反作用彈簧的松緊，即調節(jié)Msp（平滑調節(jié)）；調整銜鐵與電磁鐵之間的氣隙長度，即調節(jié)Rm。

3/31/20248因此，欲使繼電器動作的必要條件是：Mem≥Msp+M返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返回電流，用Ire.K表示。返回系數(shù)：是指繼電器的返回電流與動作電流的比值，用Kre表示，即繼電器動作后，減小IK就能使繼電器返回原位。欲使繼電器返回的必要條件是：

Msp≥

Mem+Mfr

說明：過電流繼電器的返回系數(shù)Kre<1，一般要求不低于1.25。3/31/20249返回電流：能使繼電器返回到原始位置的最大電流，稱為繼電器的返2．電磁型電壓繼電器其結構和原理與電磁型電流繼電器相似，在供配電系統(tǒng)中多用低電壓（欠電壓）繼電器。動作電壓：能使繼電器產(chǎn)生動作的最高電壓，稱為繼電器的動作電壓，用Uop.K表示。返回電壓：能使繼電器返回到原始位置的最低電壓，稱為繼電器的返回電壓，用Ure.K表示。返回系數(shù)：是指繼電器的返回電壓與動作電壓的比值。說明：低電壓繼電器的返回系數(shù)Kre＞1，一般要求不大于1.25。3/31/2024102．電磁型電壓繼電器其結構和原理與電磁型電流繼電器相似，4.電磁型中間繼電器作用:5.信號繼電器的作用：用于各保護裝置回路中，作為保護動作的指示信號，以提醒運行人員注意。為了擴充保護裝置出口繼電器的接點數(shù)量和容量；使觸點閉合或斷開時帶有不大的延時(0.4～0.8s)；通過繼電器的自保持，以適應保護裝置的需要。3．電磁型時間繼電器作用：使保護裝置獲得一定的延時，以保證保護裝置動作的選擇性。3/31/2024114.電磁型中間繼電器作用:5.信號繼電器的作用：

二、感應型繼電器（GL型）結構：如圖6-4所示。感應系統(tǒng)：由線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2和鋁盤4組成，它的動作是有時限的；電磁系統(tǒng)：由線圈1、電磁鐵2和銜鐵15組成，它的動作是瞬時的。圖6-4感應式電流繼電器結構圖1—線圈2—電磁鐵3—短路環(huán)4—可轉鋁盤5—鋼片6—可偏鋁框架7—調節(jié)彈簧8—制動永久磁鐵9—扇形齒輪10—蝸桿11—扁桿12—繼電器觸點13—時限調節(jié)螺桿14—速斷電流調節(jié)螺釘15—銜鐵16—動作電流調節(jié)插銷3/31/202412二、感應型繼電器（GL型）結構：如圖6-4所示。感應系工作原理：當在繼電器線圈中通入電流時，在鐵心中產(chǎn)生主磁通（分為和），在短路環(huán)中產(chǎn)生感應電流，它又產(chǎn)生磁通，因此有短路環(huán)的磁極穿過鋁盤的磁通為：

無短路環(huán)的磁極穿過鋁盤的磁通為：

在鋁盤中感應電勢產(chǎn)生渦流，二者產(chǎn)生電磁力；在鋁盤中感應電勢產(chǎn)生渦流，二者產(chǎn)生電磁力。因此，鋁盤受到的合成電磁力為：則電磁轉矩。

3/31/202413工作原理：當在繼電器線圈中通入電流時，在鐵心中產(chǎn)生主磁通鋁盤在轉矩M1作用下轉動后，切割永久磁鐵的磁通而在鋁盤中產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生制動力矩。感應系統(tǒng)的動作電流：指蝸桿與扇形齒輪相咬合時，線圈所需要通入的最小電流。返回電流：指使扇形齒輪脫離蝸桿返回到原來位置時的最大電流。動作時間：指從蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點閉合這一段時間。當時，鋁盤勻速旋轉；當鋁盤受到的合力克服彈簧的阻力時，蝸桿與扇形齒片相咬合，繼電器動作。3/31/202414鋁盤在轉矩M1作用下轉動后，切割永久磁鐵的磁通而在電磁系統(tǒng)的速斷電流：指當通入繼電器線圈的電流大到整定值的某個倍數(shù)時，未等感應系統(tǒng)動作，銜鐵右端瞬時被吸下，接點立即閉合。時限特性：如圖6-5所示。ab段——“反時限特性”（此時繼電器鐵心尚未飽和）；bc段——“定時限”（鐵心已達到飽和）；de段——“速斷特性”。圖6-5感應型電流繼電器的動作特性曲線說明：

“速斷電流倍數(shù)”是速斷電流與感應元件動作電流之比。3/31/202415電磁系統(tǒng)的速斷電流：指當通入繼電器線圈的電流大到整定值的某個

動作電流與動作時限調節(jié)方法感應系統(tǒng)的動作電流調節(jié)：改變線圈的匝數(shù)（級進調節(jié)）；改變彈簧的拉力（平滑調節(jié)）。電磁系統(tǒng)動作電流調節(jié)：改變銜鐵與電磁鐵之間的氣隙。感應系統(tǒng)的動作時限：改變扇形齒輪頂桿行程的起點，使動作特性上下移動。動作電流的整定值通過插孔板擰入螺釘來改變線圈的匝數(shù)來調整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。其速斷動作電流調整范圍是感應系統(tǒng)整定電流值的2～8倍。注意：繼電器動作時限調節(jié)螺桿的標度尺，是以10倍動作電流的動作時限來標度的。3/31/202416動作電流與動作時限調節(jié)方法感應系統(tǒng)的動作電流調節(jié)：改變線圈GL型電流繼電器的功能：兼有電磁型電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能。因此，可用感應型電流繼電器實現(xiàn)過電流保護和電流速斷保護，從而使保護接線大大簡化。

三、靜態(tài)繼電器靜態(tài)繼電器又叫“固體”繼電器，是以電子器件為主構成的繼電器。靜態(tài)繼電器的“靜態(tài)”是相對于電磁型繼電器的“觸點”動作而言的，它的信息傳遞是通過“0、1”開關信息傳遞的。靜態(tài)繼電器包括晶體管型和集成電路型繼電器兩類。3/31/202417GL型電流繼電器的功能：兼有電磁型電流繼電器、時間繼電器、1．晶體管型電流繼電器晶體管型電流繼電器的組成：如圖6-6所示。圖6-6晶體管型過電流繼電器原理接線圖3/31/2024181．晶體管型電流繼電器晶體管型電流繼電器的組成：如圖6-6晶體管型電流繼電器的動作情況當IK＜Iop時，UR3＜Ud

，a點為正電位，V6承受反向電壓，I6=0，VT1飽和導通，VT2截止，觸發(fā)器輸出電壓U0=E，繼電器不動作。當IK≥Iop時，UR3≥

Ud，a點電位由正變負，V6導通，VT1基極電流減小→VT1進入放大區(qū)→VT1集電極電壓升高→VT2基極電流增大→VT2進入放大區(qū)→

U0下降→If減小→VT1基極電流進一步減小→VT1截止，VT2導通，觸發(fā)器輸出電壓U0=0，繼電器動作。當IK≤Ire時，VT1又變?yōu)閷?，VT2又變?yōu)榻刂梗|發(fā)器又翻轉到起始狀態(tài)，繼電器也隨之復位。3/31/202419晶體管型電流繼電器的動作情況當IK＜Iop時，UR3＜Ud2．集成電路型電流繼電器由集成電路構成的靜態(tài)繼電器，也是由電壓形成回路、整流濾波回路、邏輯回路和執(zhí)行回路四部分組成，但在具體構成時也有些差別。電壓形成回路與晶體管繼電器相同，整流濾波回路由運算放大器構成，邏輯回路由CMOS等數(shù)字電路構成。為了減小直流電壓的脈動系數(shù)，減輕濾波負擔，在整流電路中采用的是由運算放大器構成的全波整流電路或裂相整流電路。為了消除暫態(tài)過程中非周期分量及各種諧波分量的影響，濾波回路一般都采用高品質因數(shù)的帶通有源濾波器。3/31/2024202．集成電路型電流繼電器由集成電路構成的靜態(tài)繼電器，也是由電6.3線路的電流電壓保護

一、保護裝置的接線方式接線系數(shù)：在繼電保護回路中，流入繼電器中的電流IK與對應電流互感器的二次電流I2的比值，稱為接線系數(shù)，即設電流互感器的變比為，保護裝置的動作電流為Iop，則相應的電流繼電器的動作電流為3/31/2024216.3線路的電流電壓保護一、保護裝置的接線方式1．三相完全星形接線方式（圖6-7）特點：可以反映各種形式的故障，其接線系數(shù)Kw=1。2．三相不完全星形接線方式（圖6-8）特點：可以反映除B相單相接地短路以外的所有故障，其接線系數(shù)Kw=1。圖6-7三相完全星形接線方式圖6-8兩相不完全星形接線方式3/31/2024221．三相完全星形接線方式（圖6-7）特點：可以反映各種形式的3．兩相電流差接線方式（圖6-9）流入繼電器中的電流等于A、C兩相電流互感器二次電流之差，即

特點：各種短路形式下的接線系數(shù)不同，如圖6-10所示。正常運行或三相短路時：發(fā)生A、C兩相短路時：A、B或B、C兩相短路時：圖6-9兩相電流差接線方式3/31/2024233．兩相電流差接線方式（圖6-9）流入繼電器中的圖6-9兩相電流差接線方式在不同短路形式下的電流相量圖一般情況下：Why?!保護整定時?。混`敏度校驗時取Kw＝1。3/31/202424圖6-9兩相電流差接線方式在不同短路形式下的電流相量圖

二、過電流保護1.過電流保護的原理和組成定時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-11）圖6-11定時限過電流保護的原理圖和展開圖a）原理圖b）展開圖3/31/202425二、過電流保護1.過電流保護的原理和組成定時限過電流反時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-12）圖6-12反時限過電流保護的原理圖和展開圖a）原理圖b）展開圖3/31/202426反時限過電流保護的動作原理和組成（圖6-12）圖6-122.過電流保護裝置的整定計算動作電流：

Iop＞IL.max保護裝置的動作電流Iop應躲過線路的最大負荷電流IL.max，即

保護裝置在外部故障切除后應可靠返回到原始位置（見圖6-13）。圖6-13過電流保護的計算示意圖3/31/2024272.過電流保護裝置的整定計算動作電流：Iop＞I為此，要求裝置保護的返回電流Ire必須躲過外部短路切除后流過保護裝置的最大自起動電流KstIL.max，即

Ire＞KstIL.max考慮Ire＜Iop，引入一個可靠系數(shù)Krel后，上式可改寫為：

因此，保護裝置的動作電流為：

則繼電器的動作電流為：

式中，Krel取1.15~1.25；

Kre取0.8~0.85；Kst取1.5~3。3/31/202428為此，要求裝置保護的返回電流Ire必須躲過外動作時限：應按“階梯原則”整定（見圖6-14）定時限過電流保護：反時限過電流保護：說明：定時限過電流保護的動作時間取決于時間繼電器預先整定的時間，與短路電流的大小無關；反時限過電流保護的動作時間需要根據(jù)前后兩級保護的GL型電流繼電器的動作特性曲線來整定。圖6-14過電流保護整定說明圖a）電路b）定時限過電流保護的時限整定c）反時限過電流保護的時限整定即3/31/202429動作時限：應按“階梯原則”整定（見圖6-14）定時限過電流保設圖6-14a中，KA2的10倍動作電流的動作時間已整定為t2，則KA1的10倍動作電流的動作時間t1的整定方法步驟如下（見圖6-15）：計算WL2首端的三相短路電流Ik反應到KA2中去的電流值：計算對KA2的動作電流

的倍數(shù)，即圖6-15反時限過電流保護的動作時間整定3/31/202430設圖6-14a中，KA2的10倍動作電流的動作時確定KA2的實際動作時間：由n2點→a點→。計算WL1首端的三相短路電流Ik反應到KA1中去的電流值：計算對KA2的動作電流

的倍數(shù)，即確定KA2的10倍動作時間：由n1點和找到交點b點，從過點b所在的曲線上找出n=10時對應的時間t1即為所求。

計算KA1的實際動作時間：（?。?/p>

3/31/202431確定KA2的實際動作時間：由n2點→a點→。計算W靈敏度校驗：式中，為系統(tǒng)最小運行方式下本線路末端（作近后備時）或相鄰線路末端（作遠后備時）的兩相短路電流。作遠后備時，要求Ks≥1.2；作近后備時，要求Ks≥1.3~1.5。過電流保護的評價：優(yōu)點：既可作本級近后備，又可作下級遠后備。缺點：越靠近電源端，定時限過電流保護的動作時限反而越長，因此不能作為主保護；反時限過電流保護的接線簡單，但動作時限整定復雜。若靈敏度不滿足要求，可采用低電壓閉鎖的過電流保護來提高其靈敏度。3/31/202432靈敏度校驗：式中，為系統(tǒng)最小運行方式下本線

三、低電壓閉鎖的過電流保護（圖6-16）保護裝置有兩個測量元件:

過電流繼電器KA欠電壓繼電器KV

式中，Uw.min為母線的最小工作電壓，取0.9UN；Kre取1.25；Kre1取1.1~1.2。過電流繼電器的動作電流低電壓繼電器的動作電壓

圖6-16低電壓閉鎖的過電流保護單相原理接線圖3/31/202433三、低電壓閉鎖的過電流保護（圖6-16）保護裝置有兩個測

四、無時限電流速斷保護1．無時限電流速斷保護的作用原理與整定計算（圖6-17）曲線1——

曲線2——

直線3——無時限電流速保護的動作電流。動作電流：躲過本保護區(qū)末端B處的最大短路電流，即式中，Krel取1.2~1.3。圖6-17無時限電流速斷保護的工作原理圖3/31/202434四、無時限電流速斷保護1．無時限電流速斷保護的作用原理與靈敏度校驗：要求其最小保護范圍lmin不小于線路全長的15%～20%。也可以按本線路首端的最小兩相短路電流來校驗保護的靈敏度，以保護1為例，其靈敏系數(shù)為：≥2.02．無時限電流速斷保護的原理接線圖（圖6-18）無時限電流速斷保護的評價：優(yōu)點：簡單可靠，動作迅速；缺點：不能保護線路全長，有保護死區(qū)。圖6-18無時限電流速斷保護的單相原理接線圖若靈敏度不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護3/31/202435靈敏度校驗：要求其最小保護范圍lmin不小于線路全長的15%

五、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護（圖6-19）整定原則：和無時限電流速斷保護一樣，按躲過線路末端故障來整定。通常按經(jīng)常運行方式下電流元件和電壓元件的保護范圍相等來進行整定計算。設經(jīng)常運行方式下的保護區(qū)為，則電流繼電器的動作電流為：

圖6-19電流電壓聯(lián)鎖速斷保護原理說明圖3/31/202436五、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護（圖6-19）整定原則：和無時電壓繼電器的動作電壓為：

當下一級線路首端發(fā)生短路時：保護范圍由電流繼電器決定保護范圍由電壓繼電器決定可見，在這兩種情況下都能保證選擇性，且保護范圍均比正常情況下的保護范圍小。由圖6-19知，電流電壓聯(lián)鎖速斷保護的最小保護范圍比無時限電流速斷保護的保護范圍大，即，所以靈敏度比無時限速斷保護高。3/31/202437電壓繼電器的動作電壓為：當下一級線路首端發(fā)生短路時：保護范

六、帶時限電流速斷保護（圖6-20）動作電流：躲過相鄰線路無時限電流速斷保護的動作電流，即式中，Krel取1.1~1.2。動作時限：靈敏度校驗：≥1.3～1.5圖6-20帶時限電流速斷保護的工作原理圖若靈敏度不滿足要求，可與下一級相鄰線路的帶時限電流速斷保護相配合3/31/202438六、帶時限電流速斷保護（圖6-20）動作電流：躲過相鄰線

七、三段式過電流保護由無時限電流速斷保護（第Ⅰ段）、帶時限電流速斷保護（第Ⅱ段）和定時限過電流保護（第Ⅲ段）配合構成的一整套保護，稱為三段式過電流保護。1.三段式過電流保護的保護范圍及時限配合（圖6-21）第Ⅰ段：為本線路的輔助保護，動作電流為，保護范圍為，動作時間為繼電器的固有動作時間；第Ⅱ段：為本線路的輔助保護，動作電流為，保護范圍為，動作時間；第Ⅲ段：作為本線路的近后備和相鄰線路保護的遠后備，動作電流為，保護范圍為，動作時限。3/31/202439七、三段式過電流保護由無時限電流速斷保護（第Ⅰ段圖6-21三段式過電流保護的保護范圍及時限配合3/31/202440圖6-21三段式過電流保護的保護范圍及時限配合3/32.三段式過電流保護的構成（圖6-22）第I段：由KA1、KA2、KM和KS1組成；第II段：由KA3、KA4、KT1和KS2組成；第III段：由KA5、KA6、KA7、KT2和KS3組成。例6-1（P186）圖6-22三段式過電流保護的原理接線圖和展開圖a）原理接線圖b）展開圖3/31/2024412.三段式過電流保護的構成（圖6-22）第I段：由KA16.4電網(wǎng)的方向電流保護

一、方向電流保護的基本原理1.問題的提出（圖6-23）k1點短路時要求：t5

＞t4k2點短路時要求：t5

＜t4兩者矛盾裝方向保護圖6-23雙側電源供電網(wǎng)絡3/31/2024426.4電網(wǎng)的方向電流保護一、方向電流保護的基本原理保護原理：雙電源系統(tǒng)中的過電流保護一定要裝設方向保護。并規(guī)定：短路功率從母線→線路（為正）時，短路功率從線路→母線（為負）時，保護動作保護不動作單方向過電流保護的動作時間按階梯原則進行配合。圖6-23中，應滿足t1＞t3＞t5和t6＞t4＞t2。同一母線兩側的保護，時限長的可不裝方向保護，時限相同時都要裝方向保護。3/31/202443保護原理：雙電源系統(tǒng)中的過電流保護一定要裝設方向保護。并規(guī)定2.方向過電流保護的單相原理接線圖（圖6-24）主要由方向元件、電流元件、時間元件和信號元件等組成。圖6-24方向過電流保護的單相原理接線圖圖中方向元件KP和電流元件KA的觸點串聯(lián)，只有當兩個元件都動作時，保護才能動作跳閘。3/31/2024442.方向過電流保護的單相原理接線圖（圖6-24）主要由方

二、功率方向繼電器的工作原理1．相位比較式功率方向繼電器對圖6-25a所中的保護1而言：k1點短路時，短路電流從母線流向線路（為正），0°＜＜90°功率方向繼電器動作。k2點短路時，短路電流從線路流向母線（為負），180°＜＜270°功率方向繼電器不動作。則功率方向繼電器的動作方程為：

–90°≤≤90°其動作特性可用圖6-26a所示的相量圖表示。3/31/202445二、功率方向繼電器的工作原理1．相位比較式功率方向繼電器圖6-25功率方向繼電器工作原理的分析a）網(wǎng)絡接線b）正方向k1點短路相量圖c）反方向k2點短路相量圖實際應用中，為使正方向短路時功率方向繼電器的測量功率最大，可以調整繼電器應的內角α（α為30°或45°），此時，功率方向繼電器的動作方程為：3/31/202446圖6-25功率方向繼電器工作原理的分析實圖6-26功率方向繼電器的動作范圍

–90°-α≤≤90°-α

上式表明，繼電器的動作特性需逆時針轉動α角，如圖6-26b所示。圖中，為最大靈敏角。3/31/202447圖6-26功率方向繼電器的動作范圍–90°-α≤相位比較式功率方向繼電器也可以經(jīng)電壓形成回路間接比較電壓和之間的相角，此時動作方程變?yōu)楱C90°≤≤90°圖6-27為相位比較式功率方向繼電器的原理框圖。圖6-27相位比較式功率方向繼電器的原理框圖3/31/202448相位比較式功率方向繼電器也可以經(jīng)電壓形成回路2．幅值比較式功率方向繼電器設相位比較原理的動作條件為：–90°≤≤90°幅值比較原理的動作條件為：≥

如果和組成一個平行四邊形，則和就是平行四邊形的對角線，如圖6-28所示。圖中：且當超前于時為正。

圖6-28相位比較與幅值比較的對應關系3/31/2024492．幅值比較式功率方向繼電器設相位比較原理的動作條件為當θ=90°時，繼電器處于臨界動作狀態(tài)，此時當θ＜90°時，繼電器處于動作狀態(tài)，此時當θ＞90°時，繼電器處于不動作狀態(tài)，此時兩種比較原理的兩組比較量之間的對應關系為：幅值比較式功率方向繼電器的構成原理框圖如圖6-29所示。它主要由電壓形成回路、整流濾波回路、比較回路和執(zhí)行元件等部分構成。3/31/202450當θ=90°時，繼電器處于臨界動作狀態(tài)，此時當θ＜90°時功率方向繼電器進行幅值比較的兩個電氣量為：因此，繼電器的動作條件為：≥圖6-29幅值比較式功率方向繼電器的構成框圖3/31/202451功率方向繼電器進行幅值比較的兩個電氣量為：因此，繼電器的動作三、功率方向繼電器的接線方式對繼電器接線的要求正方向發(fā)生任何形式的短路故障時繼電器都能動作，反方向都不能動作。正方向短路時，加入繼電器的UK和IK盡可能大，并使盡可能接近最大靈敏角，以使繼電器靈敏動作，減小死區(qū)。功率方向繼電器的90o接線

90o接線：在三相對稱且功率因數(shù)為1的情況下，接入功率方向繼電器的電流超前電壓90o，如圖6-30所示。

圖6-30功率方向繼電器的90°接線3/31/202452三、功率方向繼電器的接線方式對繼電器接線的要求正方向發(fā)生任何功率方向繼電器接入的電流和電壓如表6-1所示。表6-1功率方向繼電器應接入的電流和電壓方向繼電器相別電流電壓A相B相C相功率方向繼電器的接線原理圖如圖6-31所示。圖中采用“按相起動”接線，可以避免非故障相電流對方向電流保護的影響。電流繼電器的常開觸點與功率方向繼電器的常開觸點先按相串聯(lián)，然后再三相并聯(lián)連接。3/31/202453功率方向繼電器接入的電流和電壓如表6-1所示圖6-31三相方向過電流保護原理接線圖3/31/202454圖6-31三相方向過電流保護原理接線圖3/31/20四、三段式方向性電流保護的特點三段式方向性電流保護的整定計算與三段式電流保護基本相同，但有以下特點：在保護構成中應加功率方向測量元件，并與電流測量元件共同判別是否在保護線路的正方向發(fā)生故障。第I段方向電流保護的動作電流可不必躲過反方向外部最大短路電流，只需按正方向短路計算即可。第III段方向電流保護的動作電流還應考慮躲過反方向不對稱短路時，流過非故障相的電流Ink，即3/31/202455四、三段式方向性電流保護的特點三段式方向性電在環(huán)網(wǎng)和雙電源網(wǎng)中，功率方向相同的各線路保護第III段的動作電流和動作時間應相互配合。例如，在圖6-23中，應滿足Iop.1>Iop.3>Iop.5，t1>t3>t5Iop.6>Iop.4>Iop.2，t6>t4>t2方向電流保護必須采用按相起動接線方式。按相起動：只有當同一相的功率方向元件和電流元件同時起動時，保護才能動作跳閘。3/31/202456在環(huán)網(wǎng)和雙電源網(wǎng)中，功率方向相同的各線路保護第III段的動作6.5輸電線路的接地保護

一、概述大接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路保護：采用完全星形接線的相間電流電壓保護——靈敏度常常不能滿足要求；裝設專門的接地短路保護——反映零序電流、零序電壓和零序功率的保護。小接地電流系統(tǒng)中的單相接地短路保護：當單相接地電流較大時，應裝設單相接地保護，使之動作于信號，以便讓運行人員及時采取措施消除故障。3/31/2024576.5輸電線路的接地保護一、概述大接地電流系統(tǒng)中的單二、大接地電流系統(tǒng)中的接地保護1.零序電流、零序電壓和零序功率的分布（圖6-32）圖6-32接地短路時的零序等效網(wǎng)絡3/31/202458二、大接地電流系統(tǒng)中的接地保護1.零序電流、零序電壓和零由圖6-32可見，零序分量具有以下特點：故障點的零序電壓最高，變壓器中性點接地處的零序電壓為0。保護安裝設處母線A、B的零序電壓分別為和;零序電流的分布與中性點接地的位置和數(shù)目有關。在圖6-32所示網(wǎng)絡中發(fā)生單相接地短路時，有其中若變電所B內的變壓器中性點不接地，則3/31/202459由圖6-32可見，零序分量具有以下特點：故障點的零序電壓最高零序功率。由于故障點的零序電壓最高，所以故障點的零序功率也最大。注意：由于在故障線路上，零序功率的方向是由線路指向母線（與正序功率相反），因此，零序功率方向繼電器都是在負值零序功率下動作的。2.零序分量的獲取方法零序電流的獲取架空線路：用零序電流濾過器（圖6-33a）。電纜線路：用零序電流互感器（圖6-33b）。圖6-33零序電流的獲取a）零序電流濾過器b）零序電流互感器3/31/202460零序功率。由于故障點的零序電零序電壓的獲?。和ㄟ^電壓互感器獲得。將三個單相電壓互感器的副方繞組接成開口三角形繞組來獲取（圖6-34a）從三相五柱式電壓互感器二次側的開口三角形繞組來獲?。▓D6-34b）圖6-34零序電壓互感器a）三單相式b）三相五柱式3/31/202461零序電壓的獲?。和ㄟ^電壓互感器獲得。將三個單相電壓互感器的3.大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護通常采用三段式零序電流保護。第Ⅰ段為無時限零序電流速斷保護，第Ⅱ段為帶時限零序電流速斷保護，第Ⅲ段為定時限零序過電流保護，其原理接線圖如圖6-35所示。圖6-35三段式零序電流保護原理接線圖3/31/2024623.大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護通常采動作電流：躲過下一級相鄰線路首端發(fā)生短路時，流過保護安裝處的最大零序電流，即無時限零序電流速斷保護式中，Krel取1.2~1.3。靈敏度校驗：零序電流I段的保護范圍也應不小于本線路全長的15%～20%。注意：由于線路的零序阻抗比正序阻抗大，故的曲線較陡，因此，零序電流I段的保護范圍比一般的電流I段大得多，且保護范圍也比較穩(wěn)定。計算3I0.max的運行方式是：故障點的最小，保護安裝側變壓器中性點接地最多，線路末端變壓器不接地。當＞時，采用單相接地短路，反之則采用兩相接地短路3/31/202463動作電流：躲過下一級相鄰線路首端發(fā)生短路時，流過保護安裝處的帶時限零序電流速斷保護動作電流：應與下一級線路的零序I段相配合。但是，當兩個保護之間的變電所母線上接有中性點接地的變壓器時，如圖6-36所示，應考慮該變壓器的影響。因此

式中，Krel取1.1~1.2；Kb為分支系數(shù)。圖6-36帶時限零序電流速斷保護的作用原理等于下一級線路零序電流速斷保護范圍末端接地短路時，流過故障線路和被保護線路的零序電流之比，即，應取最小值。3/31/202464帶時限零序電流速斷保護動作電流：應與下一級線路的零序I段相零序過電流保護動作時間：與下一級線路零序I段相配合，一般取0.5s。靈敏度校驗：按最小運行方式下被保護線路末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最小3倍零序電流來校驗，要求Ks≥1.3～1.5。若靈敏度不滿足要求，可與下一級線路的零序電流II段相配合。動作電流：躲過下一線路首端三相短路時，流過保護裝置的最大零序不平衡電流，即式中，Krel取1.2~1.3。3/31/202465零序過電流保護動作時間：與下一級線路零序I段相配合，一般取0靈敏度校驗：按被保護范圍末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最小3倍零序電流來校驗，作近后備時（本線路末端短路），要求Ks≥1.3～1.5；作遠后備時（相鄰線路末端短路），要求Ks≥1.2。動作時間：按階梯原則整定，如圖6-37所示。圖6-37零序過電流保護的動作時限由圖可知，同一線路上零序過電流保護的動作時限比相間短路過電流保護的動作時限小。3/31/202466靈敏度校驗：按被保護范圍末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最小34.方向性零序電流保護在雙電源和多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為了保證接地故障時零序電流保護動作的選擇性，要加裝零序功率方向繼電器，以構成零序功率方向保護。零序功率方向繼電器的接線（圖6-38a）而電力系統(tǒng)中實際使用的零序功率方向繼電器最大最靈敏角為70o～85o，由于在規(guī)定的電流、電壓正方向下，當被保護線路正方向發(fā)生接地短路時，超前約90o～

110o，因此，在使用零序功率方向繼電器時，若以正極性端接入繼電器電流線圈的極性端，則必須以負極性端接入繼電器電壓線圈的極性端，這時接入繼電器的電流和電壓分別為：即繼電器的最大靈敏角為–90°～–110°3/31/2024674.方向性零序電流保護在雙電源和多電源的由圖6-38b的相量圖可以看出，此時滯后70o，即，則正方向發(fā)生接地故障時繼電器最靈敏。圖6-38零序功率方向繼電器的接線a）接線原理圖b）接入和的相量圖

3/31/202468由圖6-38b的相量圖可以看出，此時零序功率方向繼電器的靈敏度校驗式中，為保護區(qū)末端接地短路時，保護安裝處的最小零序功率；為零序功率方向繼電器的動作功率。說明：由于接地故障點的零序電壓最高，所以當接地故障位于保護安裝處附近時，不會出現(xiàn)零序方向繼電器的電壓死區(qū)。根據(jù)規(guī)程要求，作近后備時（本線路末端接地短路），Ks≥1.5；作遠后備時（相鄰線路末端接地短路），Ks≥2。3/31/202469零序功率方向繼電器的靈敏度校驗式中，三、小接地電流系統(tǒng)的接地保護1.小接地電流系統(tǒng)中單相接地時電容電流的分布（圖6-39）圖6-39小接地電流系統(tǒng)中單相接地時電容電流的分布3/31/202470三、小接地電流系統(tǒng)的接地保護1.小接地電流系統(tǒng)中單相接地由圖6-39可知，電容電流分布的特點如下：發(fā)生單相接地，全系統(tǒng)都會出現(xiàn)零序電壓。非故障線路的C相對地電容電流為零，只有A相和B相有電容電流；而故障線路的C相對地電容電流不為零。非故障線路的零序電流為該線路本身對地的電容電流，其方向由母線指向線路。對故障線路WL3而言，C相中有從線路流向母線，B、C相中有從母線流向線路，所以，故障線路始端所反應的零序電流為：上式說明，故障線路的零序電流為所有非故障線路零序電流之和，其方向是從由線路流向母線。3/31/202471由圖6-39可知，電容電流分布的特點如下：發(fā)生單相接地，全系2.小接地電流系統(tǒng)的單相接地保護絕緣監(jiān)視裝置：發(fā)生單相接地故障時，利用母線電壓互感器二次側開口三角形端子上零序電壓來起動過電壓繼電器，動作于信號。零序電流保護：根據(jù)故障線路零序電流大于非故障線路零序電流這一特點，可以構成有選擇性的零序電流保護，并可動作于信號或跳閘。對于架空線路：采用零序電流濾過器，動作電流為：特點：保護比較簡單，但給出的信號沒有選擇性。為正常負荷電流產(chǎn)生的不平衡電流

說明：按上式確定的動作電流，一般不能躲開本線路外部三相短路時所出現(xiàn)的不平衡電流，因此應加裝時限元件來保證選擇性，其動作時限應比相間短路的過電流保護大一個。動作電流3/31/2024722.小接地電流系統(tǒng)的單相接地保護絕緣監(jiān)視裝置：發(fā)生單相接對于電纜線路：采用零序電流互感器，其動作電流為：

電纜線路正常運行時的不平衡電流很小，可忽略靈敏度校驗：

式中，為本線路單相接地時，非故障線路對地電容電流的總和，應取最小值。對架空線路，要求Ks≥1.5；對電纜線路，要求Ks

≥1.25。零序功率方向保護：利用故障線路和非故障線路的保護安裝處零序功率方向相反的特點來實現(xiàn)有選擇性的保護，動作于信號或跳閘。適用于零序電流保護的靈敏度不滿足要求和接線復雜的網(wǎng)絡中。3/31/202473對于電纜線路：采用零序電流互感器，其動作電流為：電纜線路6.6距離保護簡介一、距離保護的基本概念距離保護是反應保護安裝處至故障點的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠近而確定是否動作的一種保護裝置。正常工作時，保護安裝處測量到的電壓為，電流為負荷電流，比值基本上是負荷阻抗，其值較大。當系統(tǒng)短路時，保護安裝處測量到的電壓為殘余電壓，電流為短路電流，比值為短路阻抗，其值較小。距離保護的工作原理距離保護的優(yōu)點：由于只與短路點到保護安裝處的距離有關，因此，用構成的距離保護，其保護范圍基本上不受運行方式變化的影響。3/31/2024746.6距離保護簡介一、距離保護的基本概念距離保護的保護范圍距離保護的保護范圍用整定阻抗Zset值的大小來表示。當線路發(fā)生短路時，若距離保護的測量阻抗Zm小于整定阻抗，即Zm＜Zset，保護動作；若Zm＞Zset，則保護不動作。因此，距離保護實質上是一種低量動作保護。二、距離保護的時限特性采用三段式階梯延時特性，如圖6-40所示。

第I段：保護范圍為本線路全長的80%～85%，動作時限為繼電器本身的固有時間。第II段：保護范圍為本線路全長的125%，其動作時限應比下一線的第I段保護動作時限大

。3/31/202475距離保護的保護范圍距離保護的保護范圍用整定阻抗Zset值的第III段：保護范圍較長，包括本線路和下一線路全長乃至更遠，其動作時限應比下一線路第III段的動作時限大。圖6-40距離保護的時限特性3/31/202476第III段：保護范圍較長，包括本線路和下一線路全長乃至更遠，三、距離保護的主要組成元件三段式距離保護裝置的簡化邏輯框圖如圖6-41所示。圖6-41三段式距離保護的組成元件框圖3/31/202477三、距離保護的主要組成元件三段式距離保護裝置的簡化邏起動元件：采用過電流繼電器或阻抗繼電器。測量元件：采用帶方向性的阻抗繼電器。時間元件：采用時間繼電器或延時電路。四、阻抗繼電器的基本構成原理與動作特性

圖6-42中，設BC線路距離Ⅰ段的整定阻抗Zset=0.85ZBC，并設，則阻抗繼電器的動作特性應是在Zset范圍內的一條線段，由于受短路點過渡電阻和互感器角誤差的影響，通常用包含該線段在內的一個圓來表示。3/31/202478起動元件：采用過電流繼電器或阻抗繼電器。四、阻抗繼電器的基本圖6-42阻抗繼電器的動作特性1—全阻抗繼電器特性圓2—方向阻抗繼電器特性圓3/31/202479圖6-42阻抗繼電器的動作特性3/31/202479全阻抗繼電器：以B點為圓心，以Zset為半徑得到的圓1，稱為全阻抗繼電器的特性圓。方向阻抗繼電器：以B點為圓心，以Zset為直徑得到的圓2，稱為方向抗繼電器的特性圓。由特性圓2可以看出，當方向阻抗繼電器的整定阻抗角與線路的阻抗角相等，即時，繼電器的動作阻抗Zop最大（等于圓的直徑），保護范圍最長，繼電器最靈敏。此時的整定阻抗角稱為阻抗繼電器的最大靈敏角，用表示。注意：全阻抗繼電器在線路反方向短路時也動作，即繼電器沒有方向性，因此，必須和方向元件配合使用使以其反方向短路時不動作。3/31/202480全阻抗繼電器：以B點為圓心，以Zset為半徑得到的圓1，稱為五、阻抗繼電器的接線方式KZ3KZ2KZ1（30o）（–30o）（0o）表6-2阻抗繼電器的常用接線方式接線方式繼電器要求:輸入到阻抗繼電器的電壓和電流應使其比值正比于故障點至保護安裝處的距離,且與故障類型無關。3/31/202481五、阻抗繼電器的接線方式KZ3KZ2KZ1（經(jīng)分析知，在不同短路情況下，不同接線方式的阻抗繼電器的測量阻抗是不同的。（0°接線）只在、和時，測量阻抗為Z1l，因此，這種接線多用于相間距離保護；接線只在、和時，測量阻抗為Z1l，因此，這種接線多用于接地距離保護；±30°（和）接線方式的阻抗繼電器在不同故障類型時，其測量阻抗的數(shù)值與相位均不相同，因此，這種接線方式可應用于圓特性方向阻抗繼電器。3/31/202482經(jīng)分析知，在不同短路情況下，不同接線方式的阻抗繼電器6.7電力變壓器的保護一、電力變壓器的故障類型和應裝設的保護故障類型內部故障繞組的匝間短路繞組的相間短路單相接地短路外部故障相間短路單相接地短路異常運行狀態(tài)變壓器過負荷外部短路引起的過電流油箱漏油引起的油面過低外部接地故障引起的中性點過電壓變壓器油溫升高3/31/2024836.7電力變壓器的保護一、電力變壓器的故障類型和應裝設的應裝設的保護主保護瓦斯保護輕瓦斯——動作于信號重瓦斯——動作于跳閘縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護后備保護輔助保護過電流保護復合電壓起動的過電流保護低電壓起動的過電流保護負序過電流保護單相接地保護過負荷保護過勵磁保護溫度保護3/31/202484應裝設的保護主保護瓦斯保護輕瓦斯——動作于信號縱聯(lián)差動保護或二、瓦斯保護瓦斯繼電器的結構和工作原理瓦斯繼電器安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，如圖6-43所示。一對觸點在變壓器油箱內發(fā)生輕微故障時動作，作用于信號——輕瓦斯動作；另一對觸點在變壓器油箱內發(fā)生嚴重故障時動作，作用于跳閘——重瓦斯動作。瓦斯繼電器有兩對靈敏的觸點：圖6-43瓦斯繼電器安裝示意圖1—變壓器油箱2—連接管3—瓦斯繼電器4—油枕3/31/202485二、瓦斯保護瓦斯繼電器的結構和工作原理瓦斯圖6-44為目前在我國電力系統(tǒng)中推廣應用的是開口杯擋板式瓦斯繼電器的內部結構。圖6-44FJ3-80型瓦斯繼電器的結構示意圖1－蓋2－容器3－上油杯4－永久磁鐵5－上動觸點6－上靜觸點7－下油杯8－永久磁鐵9－下動觸點10－下靜觸點11－支架12－下油杯平衡錘13－下油杯轉軸14－擋板15－上油杯平衡錘

16－上油杯轉軸17－放氣閥18－接線盒正常運行：上、下觸點均斷開。油箱內部發(fā)生輕微故障：上觸點合，發(fā)出信號——輕瓦斯動作。油箱內部發(fā)生嚴重故障：下觸點閉合，發(fā)出跳閘脈沖——重瓦斯動作。變壓器漏油使油面降低：首先是上觸點閉合發(fā)出報警信號，然后下觸點閉合發(fā)出跳閘脈沖。3/31/202486圖6-44為目前在我國電力系統(tǒng)中推廣應用的變壓器瓦斯保護的接線圖（圖6-45）優(yōu)點：動作迅速、靈敏度高、能反應油箱內部發(fā)生的各種故障。缺點：不能反應變壓器外部端子上的故障。圖6-45瓦斯保護原理接線圖注意：由于重瓦斯保護是靠油流的沖擊而動作的，而油流速度的不穩(wěn)定可能造成觸點的抖動，為使斷路器能可靠跳閘，出口中間繼電器KM必須有自保持回路。3/31/202487變壓器瓦斯保護的接線圖（圖6-45）優(yōu)點：動作迅速、靈敏度高三、電流速斷保護對于容量較小的變壓器，應在電源側裝設電流速斷保護。動作電流躲過變壓器二次側母線短路時的最大短路電流，即式中，Krel取1.2~1.3。躲過變壓器空載合閘時的最大勵磁涌流，即說明：當變壓器電源側為小接地電流系統(tǒng)時，保護可采用兩相式接線；當電源側為大接地電流系統(tǒng)時，可采用三相式或兩相三繼電器式接線。3/31/202488三、電流速斷保護對于容量較小的變壓器，應在電源側裝設電流速斷靈敏度校驗：按保護裝置安裝處（一次側）的最小兩相短路電流來校驗，即≥2.0式中，為變壓器一次側的最小兩相短路電流。四、變壓器的縱聯(lián)差動保護1.縱聯(lián)差動保護的基本原理雙繞組變壓器差動保護的原理接線如圖6-46所示。若靈敏度不滿足要求，可改用差動保護正常運行或外部短路時（k1點）：繼電器不動作。3/31/202489靈敏度校驗：按保護裝置安裝處（一次側）的最小兩相短路電流來校內部短路時（k2點）或

繼電器動作。圖6-46變壓器差動保護原理接線圖雙側電源單側電源3/31/202490內部短路時（k2點）或繼電器動作。圖6-46變2.差動保護的不平衡電流由變壓器兩側繞組接線不同而產(chǎn)生的不平衡電流補償方法為：將變壓器星形側的電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側的電流互感器接成星形（見圖6-47）

。星形側電流互感器的變比為：三角形側電流互感器的變比為：由于Yd11接線變壓器兩側線電流之間有30°的相位差，如果兩側的電流互感器采用相同的接線方式，將會在差動回路中產(chǎn)生很大的不平衡電流。3/31/2024912.差動保護的不平衡電流由變壓器兩側繞組接線不同而產(chǎn)生的不圖6-47Y，d11接線變壓器差動保護接線和相量圖a）接線圖b）相量圖3/31/202492圖6-47Y，d11接線變壓器差動保護接線和相量圖3由電流互感器計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由兩側電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流解決辦法：利用具有速飽和鐵心的差動繼電器中的平衡線圈來進行補償。解決辦法：在整定計算時引入一個同型系數(shù)Ksam，若兩側TA型號不同取1；兩側TA型號相同取0.5。由于電流互感器變比的標準化，使各側電流互感器的實際變比大于計算變比。因此，正常運行時差動回路中將會有不平衡有電流流過。兩側的電流互感器的型號不同，它們的磁化特性也就不同，因此，在差動回路中將產(chǎn)生不平衡電流。3/31/202493由電流互感器計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由兩側電由帶負荷調整變壓器的分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流

由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流

勵磁涌流波形中含有很大的非周期分量，它偏于時間軸的一側，并迅速衰減；涌流波形中含有大量的高次諧波，其中以二次諧波為主；波形之間出現(xiàn)間斷。改變分接頭的位置，實際上就是改變變壓器的變比，因此，電流互感器二次側電流將會改變，從而將就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流流入差動回路。當變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時，就可能產(chǎn)生很大的勵磁電流（勵磁涌流）。3/31/202494由帶負荷調整變壓器的分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流在差動保護中，減小勵磁涌流影響的方法有：采用具有速飽和鐵心的差動繼電器（BCH-2型）。采用比較波形間斷角來鑒別內部故障和勵磁涌流的差動保護。利用二次諧波制動而躲開勵磁涌流。3.帶速飽和中間變流器的差動保護（BCH-2型）速飽和變流器的工作原理結論：變壓器差動保護中的不平衡電流要完全消除是不可能的，但采取措施減小其影響，用以提高差動保護的靈敏度是完全可以的。速飽和變流器是一個鐵心截面很小，易于飽和的中間變流器3/31/202495在差動保護中，減小勵磁涌流影響的方法有：采用具當速飽和變流器的一次線圈中流過只有周期分量電流時，在二次線圈中感應的電勢很大，故周期分量容易變換到二次側（圖6-48a）。當一次線圈中流過暫態(tài)不平衡電流時，由于它含有很大的非周期分量，電流偏于時間軸的一側，在二次側感應的電勢很小，故非周期分量不易變換到二次側（圖6-48b）。圖6-48速飽和變流器的工作原理說明圖a）通過周期分量電流b）通過非周期分量電流3/31/202496當速飽和變流器的一次線圈中流過只有周期分量電流時，在二次線圈BCH-2型差動繼電器（圖6-49）B柱截面是A、C柱截面的2倍；Nb1、Nb2為兩個完全相同的平衡線圈，用來平衡差動回路中的不平衡電流；Nd為差動線圈；和為短路線圈，且，兩線圈反極性串聯(lián)，用來增強躲過勵磁涌流的能力；N2為二次線圈。

圖6-49BCH-2型差動繼電器結構簡圖3/31/202497BCH-2型差動繼電器（圖6-49）B柱截面是A、C柱截面的令

工作原理：當在差動線圈Nd中流過差動電流Id時，在鐵心中產(chǎn)生磁通，使線圈和均感應電勢，并在兩個短路線圈中產(chǎn)生環(huán)流Ik，同時產(chǎn)生感應磁通。則

，則3/31/202498令工作原理：當在差動線圈Nd中流過差動電流Id時，在鐵心中將Ik歸算到一次側，并以表示，即，則當短路線圈開路時：，則，此時的BCH-2型差動繼電器與普通帶速飽和變流器的差動繼電器相同。當短路線圈圈閉合時：由于，，則，即兩個短路線圈中的共同作用使繼電器的動作安匝不變，一般為60安匝。3/31/202499將Ik歸算到一次側，并以表示，即當變壓器外部短路（或空載投入變壓器）時，流入差動線圈中的暫態(tài)電流電流中含有大量非周期分量，它不易傳變到二次側，而是作為勵磁電流使鐵心速飽和，從而增大磁阻RA、RB、RC，使和都減小，但由于二次傳變作用使減小更顯著。綜合看來減小了，由N2產(chǎn)生的感應電勢隨之減小，繼電器不易動作。若同時增加和，但仍保持，短路線圈和產(chǎn)生的磁通增大，使B柱的綜合磁通減少，即減少了B柱進入C柱的份額，而增大了A柱進入C柱的份額，相應減小，更有利于躲開勵磁涌流的影響。3/31/2024100當變壓器外部短路（或空載投入變壓器）時，流入差動線圈中的暫態(tài)雙繞組變壓器差動保護單相接線圖（圖6-50）圖6-50雙繞組變壓器差動保護原理接線圖兩個短路線圈同名端的匝數(shù)比保持為2，大變壓器可選用較少匝數(shù)，中小型變壓器選用較多匝數(shù)。3/31/2024101雙繞組變壓器差動保護單相接線圖（圖6-50）圖6-50BCH-2型差動保護整定計算確定基本側：按額定電壓和變壓器的額定容量計算出各側一次額定電流IN1，并按KwIN1選擇各側電流互感器變比，則各側二次回路額定電流為：確定保護的一次動作電流躲過變壓器的勵磁涌流，即

式中，Krel取1.3；INT為變壓器基本側的額定電流。取IN2最大側為基本側，該側電流即為基本側電流Iba。3/31/2024102BCH-2型差動保護整定計算確定基本側：按額定電壓和變壓器的躲過變壓器外部短路時的最大不平衡電流，即式中，Krel取1.3；Ik.max為外部短路時，流過變壓器基本側的最大短路電流；Knp為非周期分量影響系數(shù)，取1；Ksam為電流互感器的同型系數(shù)，兩側TA型號不同時取1，型號相同時取0.5；fi為電流互感器的10%誤差，取0.1；為變壓器調壓分接頭改變引起的相對誤差，取調壓范圍的一半；為由于平衡線圈的整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不相等而產(chǎn)生的相對誤差，其值為初步整定計算時，可暫取0.05。

3/31/2024103躲過變壓器外部短路時的最大不平衡電流，即式中，Krel取1.躲過變壓器正常運行時的最大負荷電流，即式中，Krel取1.3。則基本側繼電器的動作電流為：

確定基本側差動線圈匝數(shù)：

取以上三個條件計算結果的最大值作為基本側的一次動作電流。選擇比Nd.c稍小而又相接近的匝數(shù)作為差動線圈的整定匝數(shù)Nd.set。因此，繼電器和保護裝置的實際動作電流分別為3/31/2024104躲過變壓器正常運行時的最大負荷電流，即式中，Krel取1.3確定非基本側平衡線圈匝數(shù)或

選擇與Nb.c相接近的匝數(shù)作為平衡線圈的整定匝數(shù)Nb.set。校驗相對誤差，即若≤0.05，則以上結果均有效；若>0.05，則需將此計算值代入重新計算差動保護的動作電流和各線圈的匝數(shù)。3/31/2024105確定非基本側平衡線圈匝數(shù)或選擇與Nb.c相接近的匝數(shù)作為確定短路線圈抽頭的位置：對中小型變壓器，由于勵磁涌流倍數(shù)大，內部故障電流中的非周期性分量衰減較快，對保護的動作時間要求較低，故一般選用較多的匝數(shù)；對大型變壓器，由于勵磁涌流倍數(shù)小，非周期性分量衰減較慢，切除故障又要求快，故一般選用較少的匝數(shù)。靈敏度校驗

：≥2式中，為保護范圍內部短路時，歸算倒基本側的最小兩相短路電流。若靈敏度達不到要求，應選擇帶制動特性的差動保護（BCH-1型）。3/31/2024106確定短路線圈抽頭的位置：對中小型變壓器，由于勵磁涌流倍數(shù)大，五、變壓器相間短路的后備保護1．過電流保護過電流保護應裝在變壓器的電源側，采用完全星形接線，其單相原理接線如圖6-51所示。動作電流：應躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流，但具體問題應作如下考慮：圖6-51變壓器過電流保護單相原理接圖3/31/2024107五、變壓器相間短路的后備保護1．過電流保護過對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺時所出現(xiàn)的過負荷，當各臺變壓器容量相同時，可按下式計算對于降壓變壓器，應考慮低壓側負荷電動機自起動時的最大電流，即式中，Krel取1.2~1.3；Kre取1.25；Kst取1.5~2.5。動作時限：應比出線過流保護的動作時限大。靈敏度校驗：

作近后備時，要求Ks≥1.5；作遠后備時，要求Ks≥1.2。若靈敏度達不到要求，可采用低電壓起動的過電流保護或復合電壓起動的過電流保護。3/31/2024108對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺時所出現(xiàn)的過負荷，當各臺變2．低電壓起動的過電流保護（圖6-52） 圖6-52低電壓起動的過電流保護原理接線圖3/31/20241092．低電壓起動的過電流保護（圖6-52） 圖6-52電流元件的動作電流：應躲過變壓器的額定電流，即

低電壓元件的動作電壓：應躲過正常情況下母線上可能出現(xiàn)的最低工作電壓，通常取低電壓元件靈敏度校驗：

≥1.2式中，為最大運行方式下，相鄰元件末端三相短路時，保護安裝處的最大線電壓。若電壓元件的靈敏度達不到要求，可采用復合電壓起動的過電流保護。3/31/2024110電流元件的動作電流：應躲過變壓器的額定電流，即低電壓元件的3．復合電壓起動的過電流保護（圖6-53）圖6-53復合電壓起動的過電流保護原理接線圖3/31/20241113．復合電壓起動的過電流保護（圖6-53）圖6-53電流元件和低電壓元件的整定原則與低電壓起動的過電流保護相同。負序電壓繼電器的動作電壓：躲過正常運行方式下負序濾過器出現(xiàn)的最大不平衡電壓，通常取靈敏度校驗：與上述兩種過電流保護相同。對大容量變壓器，當采用復合電壓起動的過電流保護靈敏度不能滿足要求時，可采用負序電流保護。4．三繞組變壓器過流保護的裝設原則對單側電源的三繞組變壓器，一般應裝設兩套過電流保護，如圖6-54所示。3/31/2024112電流元件和低電壓元件的整定原則與低電壓起動的過電流保護相同。一套裝在負荷側（如II側），該側外部短路時，保護以時限跳開QF2。另一套裝在電源側（I側），它有兩個動作時限和。當III側外部故障時，保護以時限（≥

）跳開QF2，使I、II側繼續(xù)運行。當變壓器內部故障而主保護拒動時，保護以時限（≥

）跳開三側斷路器。

圖6-54三繞組變壓器過流保護配置說明圖3/31/2024113一套裝在負荷側（如II側），該側外部短路時，保護以時限對多側均有電源的三繞組變壓器，應在三側都裝設獨立的過電流保護，并且應在時限最短的電源側加裝方向元件，以保證動作的選擇性。六、過負荷保護過負荷保護安裝側的選擇對雙繞組變壓器：過負荷保護應裝設在電源側（升壓變壓器裝在低壓側，降壓變壓器裝在高壓側）。對三繞組升壓變壓器：一側無電源時，應裝在發(fā)電機側和無電源側；三側都有電源時，各側均應裝設過負荷保護。過負荷一般情況下都是對稱的，因此只裝一相，延時動作于預告信號。3/31/2024114對多側均有電源的三繞組變壓器，應在三側都裝設獨立的過電流保護對單電源的三繞組降壓變壓器：若三側繞組容量相同，過負荷保護僅裝在電源側；若三側繞組容量不同，則在電源側和容量最小側分別裝設過負荷保護。對雙側電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡變壓器：三側均應裝設過負荷保護。動作電流：躲過變壓器額定電流，即式中，Krel取1.05；Kre取0.85。動作時限：應比變壓器后備保護的最大時限再增大一個，一般取10～15s。對三繞組降壓變壓器：3/31/2024115對單電源的三繞組降壓變壓器：若三側繞組容量相同，過負荷保護僅七、變壓器的接地保護大接地電流系統(tǒng)的電力變壓器，一般應裝設接地（零序）保護，作為變壓器和相鄰元件接地短路的后備保護。大接地電流系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，零序電流的大小和分布與系統(tǒng)中變壓器中性點接地數(shù)目和位置有關。對于只有一臺變壓器的變電所：采用變壓器中性點直接接地的運行方式。對于有兩臺及以上變壓器并列運行的變電所：采用部分變壓器中性點接地運行方式。3/31/2024116七、變壓器的接地保護大接地電流系統(tǒng)的電力變壓器，一般應裝設接1．只有一臺變壓器的變電所（圖6-55）動作電流：應與被保護側母線引出線零序電流保護后備段在靈敏度上相配合，即圖6-55變壓器零序電流保護原理圖式中，Kcon為配合系數(shù)，取1.1~1.2；Kb為零序電流分支系數(shù)，Iop.0.L為出線零序電流保護后備段的動作電流。3/31/20241171．只有一臺變壓器的變電所（圖6-55）動作電流：應與被保護動作時限：比出線零序電流保護后備段大一個。靈敏度校驗：按零序電流后備保護范圍末端接地短路校驗，要求Ks≥1.2。2．兩臺變壓器并聯(lián)運行的變電所在圖6-56所示的兩臺變壓器并聯(lián)運行的變電所中，一般采用部分變壓器中性點接地運行方式。（變壓器T1的中性點接地，T2的中性點不接地）圖6-56兩臺并列運行變壓器裝設接地保護的說明圖3/31/2024118動作時限：比出線零序電流保護后備段大一個。靈敏度校在構成接地保護時，應考慮以下兩個問題：發(fā)生故障時，應能切除所有與接地短路系統(tǒng)相連接的變壓器；接地故障后，應首先跳開中性點不接地運行的變壓器，以防止過電壓造成的危害，然后再跳開中性點接地運行的變壓器。

圖6-57為部分變壓器接地運行的變電所常用的零序接地保護原理圖。保護由零序電流元件和零序電壓元件兩部分組成，零序電流保護的整定時間（KT1）要比零序電壓保護的整定時間（KT2）大一個。3/31/2024119在構成接地保護時，應考慮以下兩個問題：發(fā)生故障時，圖6-57部分變壓器中性點接地運行的零序保護3/31/2024120圖6-57部分變壓器中性點接地運行的零序保護3/6.8電動機保護一、電動機的故障類型和應裝設的保護故障類型故障定子繞組的相間短路一相繞組的匝間短路單相接地短路異常運行狀態(tài)：過負荷、低電壓、同步電機失步和失磁等應裝設的保護相間短路保護對2000kW以下的電動機，應裝設電流速斷保護；對2000kW以上和2000kW以下速斷保護靈敏度不滿足的電動機，應裝設差動保護。3/31/20241216.8電動機保護一、電動機的故障類型和應裝設的保護故障類接地短路保護：用于接地電容電流大于5A的情況。單相接地電流為10A及以下時動作于信號或跳閘；單相接地電流大于10A時動作于跳閘。過負