电力工程ppt课件_电力系统继电保护(二次系统).ppt

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1、n第六章 电力系统继电保护电力系统概论电力系统概论第六章第六章 电力系统继电保护电力系统继电保护n6.1 二次接线的基本概念和二次回路图n6.2 继电保护的基本知识n6.3 常用保护继电器n6.4 线路的电流保护n6.5 其他类型的继电保护简介1/9/20232Monday,January9,20236.1 6.1 二次接线的基本概念二次接线的基本概念和二次回路图和二次回路图1/9/20233Monday,January9,2023 对对一一次次设设备备的的工工作作状状态态进进行行监监视视、测测量量、控控制制和和保保护护的的辅辅助助电电气气设设备备称为二次设备。称为二次设备。变变电电所所的的二

2、二次次设设备备包包括括测测量量仪仪表表、控控制制与与信信号号回回路路、继继电电保保护护装装置置以以及远动装置等。它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。及远动装置等。它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。二二次次回回路路按按照照功功用用可可分分为为控控制制回回路路、合合闸闸回回路路、信信号号回回路路、测测量量回回路路、保保护护回回路路以以及及远远动动装装置置回回路路等等；按按照照电电路路类类别别分分为为直直流流回回路路、交交流流回回路路和和电压回路。电压回路。反映二次接线间关系的图称为二次回路图。二次回路的接线图按用途反映二次接线间关系的图称为二次回路图。二次回路的接线图按用途可

3、分为原理接线图、展开接线图和安装接线图可分为原理接线图、展开接线图和安装接线图3 3种形式。种形式。1/9/20234Monday,January9,2023供配电系统的二次回路功能示意图如图所示。供配电系统的二次回路功能示意图如图所示。1/9/20235Monday,January9,2023 图图中中，断断路路器器控控制制回回路路的的主主要要功功能能是是对对断断路路器器进进行行通通、断断操操作作，当当线线路路发发生生短短路路故故障障时时，电电流流互互感感器器二二次次回回路路有有较较大大的的电电流流，相相应应继继电电保保护护的的电电流流继继电电器器动动作作，保保护护回回路路做做作作出出相相应

4、应的的动动作作，一一方方面面保保护护回回路路中中的的出出口口(中中间间)继继电电器器接接通通断断路路器器控控制制回回路路中中的的跳跳闸闸回回路路，使使断断路路器器跳跳闸闸，断断路路器器的的辅辅助助触触点点启启动动信信号号系系统统回回路路发发出出声声响响和和灯灯光光信信号号；另另一一方方面面保保护护回回路路中中相相应应的的故故障障动动作作回回路路的的信信号号继继电电器器向向信号回路发出信号，如光字牌，信号掉牌等。信号回路发出信号，如光字牌，信号掉牌等。操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。电压、电压、电流互感器还向监测、电能计量回路提供主回路的电流和电流

5、互感器还向监测、电能计量回路提供主回路的电流和电压参数。电压参数。1/9/20236原理接线图原理接线图原原理理接接线线图图用用来来表表示示继继电电保保护护、监监视视测测量量和和自自动动装装置置等等二二次次设设备备或或系系统统的的工工作作原原理理，它它以以元元件件的的整整体体形形式式表表示示各各二二次次设设备备间间的的电电气气连连接接关关系系。通通常常在在二二次次回回路路的的接接线线原原理理图图上上还还将将相相应应的的一一次次设设备备画画出出，构构成成整整个个回回路路，便便于于了了解解各各设设备备间间的的相相互互工作关系和工作原理。工作关系和工作原理。6 10kV高高压压线线路路电电气气测测量

6、量仪仪表表原原理接线图理接线图1/9/202376.26.2继电保护的基本知识继电保护的基本知识 1/9/20238常用保护装置的类型常用保护装置的类型（1 1）继继电电保保护护。继继电电保保护护是是用用各各种种不不同同类类型型的的继继电电器器按按一一定定方方式式连连接接和和组组合合，构构成成继继电电保保护护装装置置。在在发发生生故故障障时时能能自自动动检检测测出出故故障障，并并且且迅迅速速、及及时时地地将将故故障障区区域域从从供供电电系系统统中中切切除除。当当系系统统处处于于不不正正常常运运行行，如如过过载载、欠欠电电压压等等情情况况时时，能能发发出出报报警警信信号号，以以便便及及时时处处理

7、理，保保证证安安全全可可靠靠地地供供电电。继继电电保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。（2 2）熔熔断断器器保保护护。熔熔断断器器保保护护广广泛泛适适用用于于高高、低低压压供供电电系系统统。由由于于装装置置简简单单经经济济，在在供供电电系系统统中中应应用用得得相相当当普普遍遍。但但是是它它的的断断流流能能力力较较小小，选选择择性性差差，熔熔体体熔熔断断后后更更换换不不方方便便，不不能能迅迅速速恢恢复复供供电电，因因此此在在要要求求供电可靠性较高的场所不宜用。供电可靠性较高的场所不宜用。（3 3）低低压压断断路路器器保保护护。这这种种保保护

8、护又又称称低低压压自自动动开开关关保保护护。由由于于低低压压断断路路器器带带有有多多种种脱脱扣扣器器，能能够够进进行行过过电电流流、过过负负载载、失失电电压压和和欠欠电电压压保保护护等等，而而且且可可作作为为控控制制开开关关进进行行操操作作，因因此此在在对对供供电电可可靠靠性性要要求求较较高高且且频频繁繁操操作作的的低低压压供电系统中广泛应用。供电系统中广泛应用。1/9/20239 电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种反事

9、故自动装置。信号的一种反事故自动装置。一、继电保护的作用一、继电保护的作用自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。其他非故障部分迅速恢复正常运行。能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。报警信号、减负荷或延时跳闸。它的基本任务是：它的基本任务是：1/9/202310测测量量部部分分：从从被被保保护护对对象象输输入入有有关关信信号号，并并与与给给定定的的整整定定值进行比较，决定保护是否动作；值进行比较，决定保护是否动作

10、；逻逻辑辑部部分分：根根据据测测量量部部分分各各输输出出量量的的大大小小、性性质质、输输出出的的逻逻辑辑状状态态、出出现现的的顺顺序序或或它它们们的的组组合合，进进行行逻逻辑辑判判断断，以以确确定保护装置是否应该动作；定保护装置是否应该动作；执执行行部部分分：根根据据逻逻辑辑部部分分做做出出的的判判断断，执执行行保保护护装装置置所所担担负的任务（跳闸或发报警信号）。负的任务（跳闸或发报警信号）。二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理图图6-1继电保护装置组成方框图继电保护装置组成方框图断断路路器器跳跳闸闸或或报警信号报警信号1/9/2023111故障时电流上升，构成过电流保护；故障时电流

11、上升，构成过电流保护；2故障时电压下降，构成低电压保护；故障时电压下降，构成低电压保护；3电压和电流比值的变化，构成阻抗（距离）保护；电压和电流比值的变化，构成阻抗（距离）保护；4电压和电流相位角的变化，构成方向保护。电压和电流相位角的变化，构成方向保护。1/9/202312继电保护装置的组成继电保护装置的组成继继电电保保护护装装置置是是由由若若干干个个继继电电器器组组成成的的，如如图图所所示示，当当线线路路上上发发生生短短路路时时，起起动动用用的的电电流流继继电电器器KA瞬瞬时时动动作作，使使时时间间继继电电器器KT起起动动，KT经经整整定定的的一一定定时时限限后后，接接通通信信号号继继电电

12、器器KS和和中中间间继继电电器器KM，KM触触头头接接通通断断路路器器QF的的跳跳闸闸回回路路，使使断路器断路器QF跳闸。跳闸。1/9/202313三、对继电保护的基本要求三、对继电保护的基本要求（1）选择性：）选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。部分继续运行。图图6-2电力系统继电保护选择性说明图电力系统继电保护选择性说明图k3点点故故障障QF6动动作作1/9/202314（2 2）快速性（）快速性（速动性速动性）保保护

13、护装装置置在在尽尽可可能能的的条条件件下下，应应尽尽快快地地动动作作切切除除事事故故，以以减减少少对对用用电电设设备备的的影影响响，如如果果故故障障能能在在0.2s内内切切除除，则则一一般般电电动动机机就就不不会会停停转转。迅迅速速的的动动作作还还能能减减轻轻对对系系统统的的破破坏坏程程度度，减减轻轻对对元元件件的的损损害害程程度度，减减少少用用户户在在低低电电压压下下工工作作的的时时间间和和停停电电时时间间，加加速速恢恢复复正正常运行的过程，提高系统的稳定性。常运行的过程，提高系统的稳定性。（3 3）可靠性）可靠性保保护护装装置置在在其其保保护护范范围围内内发发生生故故障障时时，必必须须可可

14、靠靠动动作作，不不应应拒拒绝绝动动作作，在在不不该该动动作作的的情情况况下下就就不不应应该该误误动动作作。为为了了满满足足可可靠靠性性的的要要求求，保保护护装装置置接接线线应应尽尽可可能能简简单单，力力求求减减少少继继电电器器接接点点，避避免免保保护护装装置置断断线线、短短路路、接接地地和和错错误误的的接接线线，所所有有辅辅助助元元件件如如连连接接端端子子、连连接接导导线线以以及及安安装装施施工工，都都应当十分可靠。应当十分可靠。1/9/202315（4）灵灵敏敏性性：指指保保护护装装置置对对其其保保护护范范围围内内的的故故障障或或不不正正常常运运行行状状态态的的反反映映能能力力。如如果果保保

15、护护装装置置对对其其保保护护区区内内极极轻轻微微的的故故障障都都能能及及时时地地反反应应动动作作，即即具具有有足足够够的的反反应应能能力力，说说明明保保护护装装置置的的灵灵敏敏度度高高。保保护护装装置置灵灵敏敏与与否否，一一般般都都用用灵灵敏敏系系数数来来衡衡量量，灵灵敏敏系系数数大大，灵灵敏敏度度越高。越高。对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）：对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）：对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）：对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）：1/9/202316被保护的电气被保护的电气设备设备继电保护装置类型继电保护装置类型最低灵敏度最

16、低灵敏度Sp变压器、线路变压器、线路等等所有电气设备所有电气设备过电流保护过电流保护5（如满足此要求将使保护复（如满足此要求将使保护复杂时，灵敏度可降为杂时，灵敏度可降为1.25）电流速断保护电流速断保护2.0后备保护后备保护1.2（如满足此要求将使保护（如满足此要求将使保护过分复杂或在技术上难以实现过分复杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和时，可仅按常见的运行方式和故障类型校验灵敏度）故障类型校验灵敏度）变压器变压器纵联差动保护纵联差动保护2.0310kV电缆电缆线路线路中性点不直接接地电中性点不直接接地电力网中的零序电流保力网中的零序电流保护护1.25310kV架空架空线路线路1

17、.50表表 电流电流继电保护装置灵敏度继电保护装置灵敏度 1/9/2023176.2 常用保护继电器常用保护继电器 1/9/202318继电器是组成继电保护装置的基本元件。继电器是组成继电保护装置的基本元件。根根据据继继电电器器反反应应的的物物理理量量分分，有有电电流流继继电电器器、电电压压继继电器、气体继电器等。电器、气体继电器等。根据继电器的工作原理分，有电磁式、感应式等。根据继电器的工作原理分，有电磁式、感应式等。按按其其反反应应参参量量变变化化情情况况分分，有有过过电电流流继继电电器器、过过电电压压继电器、欠电压继电器等。继电器、欠电压继电器等。按按其其与与一一次次电电路路的的联联系系

18、分分，有有一一次次式式和和二二次次式式：一一次次式式继继电电器器的的线线圈圈与与一一次次电电路路直直接接相相连连，二二次次式式继继电电器器的的线线圈圈连连接接在在电电流流互互感感器器或或电电压压互互感感器器的的二二次次侧侧。高高压压系系统应用的的保护继电器一般都属于二次式继电器。统应用的的保护继电器一般都属于二次式继电器。1/9/202319 电磁继电器作用原理电磁继电器作用原理1 1铁心；铁心；2 2衔铁；衔铁；3 3线圈；线圈；4 4接点（触头）；接点（触头）；5 5弹簧弹簧 电电磁磁式式电电流流和和电电压压继继电电器器在在继继电电保保护护装装置置中中均均为为启动元件，属于测量元件。启动元

19、件，属于测量元件。一、一、电磁型继电器电磁型继电器（DL型）型）1/9/2023201电磁型电流继电器电磁型电流继电器（KA）u结构：如图结构：如图6-3所示。所示。u工作原理：当在继电器线圈中工作原理：当在继电器线圈中通入电流通入电流IK时，电磁铁产生的电时，电磁铁产生的电磁力磁力Fem。当电磁力当电磁力Fem大于弹簧的反大于弹簧的反作用力作用力Fsp和摩擦力和摩擦力Ffr时，继电时，继电器便产生动作。器便产生动作。图图6-3电磁式电流继电器结构图电磁式电流继电器结构图1线圈线圈2电磁铁电磁铁3钢舌片钢舌片4静触点静触点5动触点动触点6起动电起动电流调节转杆流调节转杆7标度盘（铭牌）标度盘（

20、铭牌）8轴承轴承9反作用弹簧反作用弹簧10转轴转轴1/9/202321动作电流：动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用的动作电流，用Iop.K表示。表示。返回电流：返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用继电器的返回电流，用Ire.K表示。表示。返回系数：返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用Kre表示，即表示，即继电器动作后，减小继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。就能使继电器返回原位。n对于过电流

21、继电器，对于过电流继电器，Kre1，一般要求，一般要求Kre=0.80.9；n对于欠电流继电器，对于欠电流继电器，Kre 1，一般要求，一般要求Kre=1.061.2。1/9/2023222电磁型电压继电器（电磁型电压继电器（KV）其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统中多用低电压（欠电压）继电器。中多用低电压（欠电压）继电器。动作电压：动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器的动作电压，用的动作电压，用Uop.K表示。表示。返回电压：返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为能

22、使继电器返回到原始位置的最低电压，称为继电器的返回电压，用继电器的返回电压，用Ure.K表示。表示。返回系数：返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。是指继电器的返回电压与动作电压的比值。说明：说明：低电压继电器的返回系数低电压继电器的返回系数Kre1，一般为，一般为1.25。1/9/2023233时时间间继继电电器器(KT)的的作作用用：使使保保护护装装置置获获得得一一定定的的延延时时，以以保保证证保保护护装装置置动动作作的的选选择择性性。当当继继电电器器的的线线圈圈接接上上工工作作电电压压时时，经过一定的时间，继电器的触点才动作。经过一定的时间，继电器的触点才动作。4.中间继电器中

23、间继电器(实质上是电压继电器实质上是电压继电器KM)的作用的作用:5.信号继电器信号继电器(KS)的作用：用于各保护装置回路中，作为保的作用：用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示信号，以提醒运行人员注意。护动作的指示信号，以提醒运行人员注意。为了扩充保护装置出口继电器的接点数量为了扩充保护装置出口继电器的接点数量（一般有（一般有8对）对）和容量；和容量；使触点闭合或断开时带有不大的延时使触点闭合或断开时带有不大的延时(0.40.8s)；通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。通过继电器的自保持，以适应保护装置的需要。1/9/202324二、感应二、感应型继电器型继电器（GL型）型）u结构

24、：如图结构：如图6-4所示。所示。感应系统：感应系统：由线圈由线圈1、带短路环带短路环3的电磁铁的电磁铁2和铝和铝盘盘4组成，组成，它的动作是有它的动作是有时限的；时限的；电磁系统：电磁系统：由线圈由线圈1、电磁铁电磁铁2和衔铁和衔铁15组成，组成，它的动作是瞬时的。它的动作是瞬时的。图图6-4感应式电流继电器结构图感应式电流继电器结构图1线圈线圈2电磁铁电磁铁3短路环短路环4可转铝盘可转铝盘5钢片钢片6可偏铝框架可偏铝框架7调节弹簧调节弹簧8制动永久磁铁制动永久磁铁9扇形齿轮扇形齿轮10蜗杆蜗杆11扁杆扁杆12继电器触点继电器触点13时限调节螺杆时限调节螺杆14速断电流调节螺钉速断电流调节螺

25、钉15衔铁衔铁16动作电流调节插销动作电流调节插销1/9/202325uGL型电流继电器的功能：型电流继电器的功能：兼有电磁型电流继电器、时兼有电磁型电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的功能。间继电器、信号继电器和中间继电器的功能。因此，因此，可用可用感应型电流继电器实现过电流保护和电流速断保护，从而感应型电流继电器实现过电流保护和电流速断保护，从而使保护接线大大简化。使保护接线大大简化。三、静态继电器三、静态继电器静静态态继继电电器器是是指指用用模模拟拟电电子子电电路路及及部部分分数数字字电电路路构构成成的的电子型继电器，分为晶体管型和集成电路型继电器两类。电子型继电器，分为晶体

26、管型和集成电路型继电器两类。静静态态继继电电器器的的“静静态态”是是相相对对于于电电磁磁型型继继电电器器的的“触触点点”动动作作而而言言的的，它它的的信信息息传传递递是是通通过过“0、1”开开关关信信息息传传递递的。的。静静态态继继电电器器是是用用硅硅材材料料为为主主构构成成的的继继电电器器，因因此此又又叫叫“固体固体”继电器。继电器。1/9/202326各种继电器的表示符号和图形符号各种继电器的表示符号和图形符号1/9/2023276.3 线路的电流保护线路的电流保护 1/9/202328 一、保护装置的接线方式一、保护装置的接线方式p接线系数：接线系数：在继电保护回路中，在继电保护回路中，

27、流入继电器中的流入继电器中的电流电流IK与对应电流互感器的与对应电流互感器的二次电流二次电流I2的比值，称的比值，称为接线系数，即为接线系数，即1/9/202329电流互感器与电流继电器之间的电流互感器与电流继电器之间的接线方式接线方式 三相三继电器式完全星形接线三相三继电器式完全星形接线 两相两继电器式不完全星形接线两相两继电器式不完全星形接线 两相三继电器式不完全星形接线两相三继电器式不完全星形接线 两相一继电器电流差式接线两相一继电器电流差式接线 1/9/202330（1 1）三相完全星形接线方式（三相完全星形接线方式（三相三继电器式接线）三相三继电器式接线）图图 三相三继电器式接线三相

28、三继电器式接线 所用保护元件最多所用保护元件最多 所所有有短短路路电电流流都都会会通通过过继继电电器器反反映映出出来来，产产生生相应的保护动作。相应的保护动作。用用于于高高压压大大接接地地电电流流系系统统（中中性性点点直直接接接接地地），保护相间短路和单相短路。保护相间短路和单相短路。电路电路特点特点1/9/202331（2）两相两继电器式接线和两相三继电器式接线）两相两继电器式接线和两相三继电器式接线三相不完全星形接线方式三相不完全星形接线方式图图两相式接线两相式接线电路电路特点特点所用元件较少，所用元件较少，KM1未接互感器的单相短路故障不能保护未接互感器的单相短路故障不能保护采用两相三继

29、电器接线提高灵敏度采用两相三继电器接线提高灵敏度用于小接地电流系统的相间短路保护用于小接地电流系统的相间短路保护1/9/202332（3 3）两相一继电器式接线（两相差式接线）两相一继电器式接线（两相差式接线）电路电路特点特点流入继电器的电流为两相流入继电器的电流为两相电流互感器二次侧电流之差电流互感器二次侧电流之差不同短路电流通过继电器不同短路电流通过继电器有不同的灵敏度。有不同的灵敏度。Kw不同。不同。不能反应出第三相（不能反应出第三相（B相）相）的单相接地短路故障的单相接地短路故障用于用于6-10kV和高压电动机和高压电动机的保护的保护正常运行或三相短路时：正常运行或三相短路时：发生发生

30、A、C两相短路时：两相短路时：A、B或或B、C两相短路时：两相短路时：1/9/202333二、继电保护装置的操作电源二、继电保护装置的操作电源 继电保护装置的操作电源，有继电保护装置的操作电源，有直流操作电源直流操作电源和和交流操作电源交流操作电源两大类。由于两大类。由于交流操作电源具有投资小、运行维护方便及二次回路简单、可靠等优点，因此交流操作电源具有投资小、运行维护方便及二次回路简单、可靠等优点，因此它在中、小型工厂应用最为广泛。它在中、小型工厂应用最为广泛。交流操作继电交流操作继电保护装置保护装置 直接动作式直接动作式 去分流跳闸式去分流跳闸式 1/9/202334（1）直接动作式）直接

31、动作式利利用用断断路路器器操操作作机机构构内内的的过过电电流流脱脱扣扣器器（跳跳闸闸线线圈圈）YR作作为为电电流流继继电电器器直直接接动动作作于于跳跳闸闸，可可接接成成两两相相两两继继电电器器式式或或两两相相差差式式接接线线。正正常常运运行行时时，YR流流过过的的电电流流小小于于YR的的动动作作电电流流，不不动动作作。当当一一次次电电路路发发生生相相间间短短路路时时，短短路路电电流流反反映映到到电电流流互互感感器器的的二二次次侧侧，流流过过YR的的电电流流达达到到动动作作值值，使使断断路路器器QF跳跳闸闸。这这种种接接线保护灵敏度低线保护灵敏度低.直接动作式过电流保护电路直接动作式过电流保护电

32、路 1/9/202335（2）去分流跳闸式）去分流跳闸式正正常常运运行行时时，电电流流继继电电器器KA的的常常闭闭接接点点将将跳跳闸闸线线圈圈YR短短路路，YR无无电电流流流流过过，断断路路器器QF不不会会跳跳闸闸。而而在在一一次次电电路路发发生生相相间间短短路路时时，KA动动作作，其其常常闭闭接接点点断断开开，使使YR的的短短路路分分流流支支路路被被去去掉掉（即即“去去分分流流”），电电流流互互感感器器的的二二次次侧侧的的电电流流全全部部流流过过YR，断断路路器器跳跳闸闸。这这种种接接线线简简单单，灵灵敏敏度度较较高高，但但要要求求继继电电器器的的触触点点容容量较大。量较大。去分流跳闸式过电

33、流保护电路去分流跳闸式过电流保护电路 1/9/202336当当通通过过线线路路的的电电流流大大于于继继电电器器的的动动作作电电流流，保保护护装装置置启启动动，并并用用时时限限(各各个个保保护护装装置置具具有有不不同同的的延延时时动动作作时时间间-时时间间继继电电器器)保保证证动动作作的的选选择择性性。每每一一线线路路的的过过电电流流保保护护除除保保护护本本线线路路外外，还还对对相相邻邻下下一一线线路路起起后后备备保保护护。越越靠靠近近电电源源的的线线路路，保保护护动动作作时时限限就就越越长长，称称阶阶梯梯式式时时限特性。限特性。短路离电源越远，故障电流越小。短路离电源越远，故障电流越小。三、过

34、电流保护三、过电流保护1/9/2023371.过电流保护的原理和组成过电流保护的原理和组成u定时限过电流保护的动作原理和组成（图定时限过电流保护的动作原理和组成（图6-11）图图6-11定时限过电流保护的原理图和展开图定时限过电流保护的原理图和展开图a）原理图）原理图b）展开图）展开图1/9/202338当当被被保保护护线线路路中中电电流流增增大大且且超超过过整整定定值值时时，电电流流继继电电器器启启动动，同同时时启启动动时时间间继继电电器器，待待时时间间继继电电器器延延时时到到预预先先整整定定时时间间，保保护护装装置置动动作作切切除除故故障障并并报报警警。这这种种保保护护装装置置的的动动作作

35、时时间间是是预预先先整整定定的的，不不随随短短路路电电流流大大小小的的变变化化而而变变化化，因因而而称称为为定定时时限限。定定时时限限过过电电流流保保护护在在工工厂厂供供电电系系统统中中多多采采用用两两相相式式接接线线（2个个电电流流继继电电器器）。在在短短路路故故障障切切除除后后，继继电电保保护护装装置置除除KS外外的的其其他他所所有有继继电电器器都都自自动返回起始状态动返回起始状态，而，而KS需手动复位。需手动复位。1/9/202339u反时限过电流保护的动作原理和组成（图反时限过电流保护的动作原理和组成（图6-12）图图6-12反时限过电流保护的原理图和展开图反时限过电流保护的原理图和展

36、开图a）原理图）原理图b）展开图）展开图1/9/202340反反时时限限过过电电流流保保护护就就是是通通过过保保护护装装置置的的故故障障电电流流越越大大，动动作作时时间间越越短短，而而故故障障电电流流越越小小，动动作作时时间间就就越越长长。这这种种保保护护装装置置由由GL型电流继电器（反时限）组成。型电流继电器（反时限）组成。工工作作原原理理：在在正正常常情情况况下下，电电流流继继电电器器通通过过正正常常工工作作电电流流，其其动动断断触触点点闭闭合合，动动合合触触点点断断开开，断断路路器器的的跳跳闸闸线线圈圈不不会会得得电电。发发生生短短路路时时，电电流流继继电电器器KA中中流流过过的的电电流

37、流增增大大，到到达达其其动动作作值值，动动合合触触点点闭闭合合，接接通通YR，动动断断触触点点断断开开，去去掉掉分分流流使使YR得得电电带带动动断断路器跳闸。路器跳闸。1/9/2023412.过电流保护装置的整定计算过电流保护装置的整定计算n动作电流：动作电流：IopIL.max保护装置的动作电流保护装置的动作电流Iop应躲过线路的最大负荷电流应躲过线路的最大负荷电流IL.max，以以免在最大负荷通过时保护装置误动作。免在最大负荷通过时保护装置误动作。即即 图图6-13过电流保护的计算示意图过电流保护的计算示意图返回电流也应该躲过线路的最大负荷电流返回电流也应该躲过线路的最大负荷电流，以保证保

38、护装置在，以保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。1/9/202342定时限过电流保护的动作时限整定和配合。定时限过电流保护的动作时限整定和配合。为为了了保保证证前前后后两两级级保保护护装装置置动动作作的的选选择择性性，在在后后一一级级保保护护装装置置的的线线路路首首端端k点点发发生生三三相相短短路路时时，前前一一级级保保护护的的动动作作时时间间应应比比后后一一级级保保护护的的动动作作时时间间要要大大一一个个时时间间差差，对对于于定定时时限限保保护护装置，一般取装置，一般取0.5s。反时限过电流保护的动作时

39、限整定和配合。反时限过电流保护的动作时限整定和配合。为为了了保保证证各各保保护护装装置置动动作作的的选选择择性性，反反时时限限过过电电流流保保护护装装置置也也应应该该按按照照阶阶梯梯原原则则来来选选择择。对对反反时时限限过过电电流流保保护护装装置置，t一般取一般取0.7s。p动作时限：动作时限：1/9/202343n动作时限：动作时限：应按应按“阶梯原则阶梯原则”整定（见图整定（见图6-14）定时限过电流保护：定时限过电流保护：反时限过电流保护：反时限过电流保护：图图6-14过电流保护整定说明图过电流保护整定说明图a）电路）电路b）定时限过电流保护的时限整定）定时限过电流保护的时限整定c）反时

40、限过电流保护的时限整定）反时限过电流保护的时限整定即即1/9/202344n过电流保护的评价：过电流保护的评价：F优点：优点：既可作本级近后备，又可作下级远后备。既可作本级近后备，又可作下级远后备。F缺点：缺点：越靠近电源端，定时限过电流保护的动作越靠近电源端，定时限过电流保护的动作时限反而越长，因此不能作为主保护；反时限过电时限反而越长，因此不能作为主保护；反时限过电流保护的接线简单，但动作时限整定复杂。流保护的接线简单，但动作时限整定复杂。1/9/202345四线路的过负荷保护（补充）四线路的过负荷保护（补充）线路的过负荷保护线路图线路的过负荷保护线路图 动作于信号动作于信号1/9/202

41、346五五电流速断保护电流速断保护线线路路越越靠靠近近电电源源，过过电电流流保保护护的的动动作作时时限限就就越越长长，而而短短路路电电流流也也越越大大，危危害害也也越越大大，这这是是过过电电流流保保护护的的不不足足。国国家家规规定定，当当过过电电流流保保护护动动作作时时限限超超过过0.5s-0.7s时时，应应该该装装设设瞬瞬动动的的电电流流速速断断保保护护。电流速断保护是一种无时限的过电流保护。电流速断保护是一种无时限的过电流保护。1/9/2023471电流速断保护的组成及整定电流速断保护的组成及整定图图 电流速断保护的原理图电流速断保护的原理图 电电流流速速断断保保护护的的动动作作电电流流必

42、必须须按按躲躲过过它它所所保保护护线线路路末末端端在在最最大大运运行行方方式式下下发发生生的短路电流来整定。（大于）的短路电流来整定。（大于）保护范围保护范围死区死区1/9/2023482瞬时电流速断保护的原理接线图瞬时电流速断保护的原理接线图（图（图6-18）n瞬时电流速断保护的评价：瞬时电流速断保护的评价：F优点：优点：简单可靠，动作迅速；简单可靠，动作迅速；F缺点：缺点：其动作电流大于被保护范围末其动作电流大于被保护范围末端的短路电流，这使得保护装置不能保端的短路电流，这使得保护装置不能保护全段线路，出现一段护全段线路，出现一段“死区死区”。F在装设电流速断保护的线路上，必须在装设电流速

43、断保护的线路上，必须配备带时限的过电流保护。在电流速断配备带时限的过电流保护。在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，过电的保护区内，速断保护为主保护，过电流保护为后备保护；流保护为后备保护；而在电流速断保护而在电流速断保护的死区内，过电流保护为基本保护。的死区内，过电流保护为基本保护。图图6-18瞬时电流速断保瞬时电流速断保护的单相原理接线图护的单相原理接线图1/9/202349按按GB500621992电电力力装装置置的的继继电电保保护护和和自自动动装装置置设设计计规规范范规规定定；对对366kV电电力力线线路路，应应装装设设相相间间短短路路 保保 护护、单单 相相 接接 地地 保保 护护

44、 和和 过过 负负 荷荷 保保 护护。作作为为线线路路的的相相间间短短路路保保护护，主主要要采采用用带带时时限限的的过过电电流流保保护护和和瞬瞬时时动动作作的的电电流流速速断断保保护护(按按规规定定，过过电电流流保保护护的的时时限限不不大大于于0.50.7s时时，可可不不装装设设瞬瞬时时动动作作的的电电流流速速断断保保护护)。相相间间短短路路保保护护应应动动作作于于断断路路器器的的跳跳闸闸机机构构，使使断断路路器跳闸，切除短路故障部分。器跳闸，切除短路故障部分。对对可可能能经经常常过过负负荷荷的的电电缆缆线线路路，按按GB500621992规规定，应装设过负荷保护，动作于信号。定，应装设过负荷

45、保护，动作于信号。1/9/202350 七、三段式过电流保护七、三段式过电流保护 由由瞬时电流速断保护瞬时电流速断保护（第（第段）、段）、带时限电流速断保护带时限电流速断保护（第（第段）和段）和定时限过电流保护定时限过电流保护（第（第段）配合构成的一整段）配合构成的一整套保护，称为三段式过电流保护。套保护，称为三段式过电流保护。1.三段式过电流保护的保护范围及时限配合（三段式过电流保护的保护范围及时限配合（图图6-21）v第第段与第二段联合：段与第二段联合：为本线路的主保护。为本线路的主保护。v第第段：段：作为本线路的近后备和相邻线路保护的远后备。作为本线路的近后备和相邻线路保护的远后备。v某

46、些情况下，可以只有两段保护。某些情况下，可以只有两段保护。1/9/202351其他线路保护其他线路保护方向保护方向保护用用于于35Kv以以下下两两侧侧电电源源辐辐射射型型网网络络和和单单电电源源环环形形网网络络的的主主保护。（方向继电器）保护。（方向继电器）距离保护距离保护35Kv电电网网的的主主保保护护，及及不不要要求求全全线线速速动动的的110Kv以以上上电电网网的的主保护；主保护；要求全线速动的要求全线速动的110Kv以上电网的后备保护。以上电网的后备保护。高频保护高频保护1）利用电力线载波通讯技术：）利用电力线载波通讯技术：50300KHz2）微波通讯：）微波通讯：300030000M

47、Hz主要用于主要用于220Kv以上线路的主保护，实现全线速动保护。以上线路的主保护，实现全线速动保护。1/9/2023526.4 其他类型的继电保护简介其他类型的继电保护简介 1/9/202353一一电力变压器的保护电力变压器的保护1 1变压器易产生的故障和不正常工作状态变压器易产生的故障和不正常工作状态 变压器故障变压器故障及不正常工作状态及不正常工作状态变压器故障变压器故障不正常工作状态不正常工作状态内部故障内部故障线圈的相间短线圈的相间短路、匝间或层路、匝间或层间短路、单相间短路、单相接地短路以及接地短路以及烧坏铁心等。烧坏铁心等。外部故障外部故障套管及引出线套管及引出线上的短路和接上的

48、短路和接地。地。过负荷、温升过过负荷、温升过高以及油面下降高以及油面下降超过了允许程度超过了允许程度等。等。1/9/2023542.变压器的保护装置变压器的保护装置（1 1）带时限的过电流保护装置。）带时限的过电流保护装置。（2 2）电电流流速速断断保保护护装装置置。主主要要是是对对变变压压器器的的内内部部故故障障，如如相相间间短短路等进行保护。路等进行保护。（3 3）瓦斯保护装置。）瓦斯保护装置。（4 4）过负荷保护装置。）过负荷保护装置。（5 5）温度保护装置。）温度保护装置。1/9/2023553电力变压器的瓦斯保护电力变压器的瓦斯保护 瓦斯继电器有瓦斯继电器有浮筒式浮筒式和和开口杯式。

49、开口杯式。瓦瓦斯斯保保护护动动作作快快，灵灵敏敏度度高高，结结构构简简单单，并并能能反反映映变变压压器器油油箱箱内内的的各各种种故故障障，在在工工厂厂中中使使用用相相当当广广泛泛，但但它不能反映变压器引出端子以上的故障。它不能反映变压器引出端子以上的故障。1/9/202356FJ3-80型开口杯式瓦斯继电器的结构示型开口杯式瓦斯继电器的结构示意图意图1盖盖；2容容器器；3上上油油杯杯；4永永久久磁磁铁铁；5上上动动触触点点；6上上静静触触点点；7下下油油杯杯；8永永久久磁磁铁铁；9下下动动触触点点；10下下静静触触点点；11支支架架；12下下油油杯杯平平衡衡锤锤；13下下油油杯杯转转轴轴；14

50、挡挡板板；15上上油油杯杯平平衡衡锤锤；16上上油油杯杯转转轴轴；17放气阀；放气阀；18接线盒接线盒变变压压器器正正常常运运行行时时，上上开开口口杯杯3及及下下开开口口杯杯7都都浸浸在在油油内内，均均受受到到浮浮力力。因因平平衡衡锤锤的的重重量量所所产产生生的的力力矩矩大大于于开开口口杯杯（包包括括杯杯内内的的油油重重）一一侧侧的的力力矩矩，开开口口杯杯处处于于向向上上倾倾斜斜的的位位置置，此此时时上上、下下两对触点都是断开的。两对触点都是断开的。1/9/202357当当变变压压器器内内部部发发生生轻轻微微故故障障时时，电电弧弧高高温温使使油油分分解解产产生生的的气气体体聚聚集集在在继继电电