过电压保护.ppt

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1、过电压保护现在学习的是第1页，共49页1.了解过电压的概念、危害、分类。了解过电压的概念、危害、分类。2.熟悉内部过电压（工频、操作过、谐振）。熟悉内部过电压（工频、操作过、谐振）。3.熟悉雷电过电压（雷电成因及放电特点、直熟悉雷电过电压（雷电成因及放电特点、直击雷、感应雷、雷电反击过电压）。击雷、感应雷、雷电反击过电压）。4.掌握避雷器的作用、分类及工作原理，熟悉掌握避雷器的作用、分类及工作原理，熟悉避雷针的作用及保护范围。避雷针的作用及保护范围。5.掌握变电所的防雷保护（进线、母线、变压掌握变电所的防雷保护（进线、母线、变压器中性点、配变）。器中性点、配变）。现在学习的是第2页，共49页第

2、一节第一节过电压概述过电压概述一一.过电压及其危害过电压及其危害为了考核电气设备的绝缘，我国规定：为了考核电气设备的绝缘，我国规定：10KV最高工作电压为最高工作电压为12KV引起：雷击或电力系统中的操作、事故。引起：雷击或电力系统中的操作、事故。危害：设备绝缘击穿损坏，供电中断，火灾。危害：设备绝缘击穿损坏，供电中断，火灾。现在学习的是第3页，共49页二二.过电压分类过电压分类过电压过电压雷电过电压雷电过电压内部过电压内部过电压工频过电压和谐振过电压工频过电压和谐振过电压称为暂时过电压称为暂时过电压现在学习的是第4页，共49页三三.雷电过电压雷电过电压 1形成：形成：雷电是带电荷的云所引起的

3、放电现象。雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情况负电荷一般情况负电荷的雷云较多的雷云较多）2.雷云对地放电大多数要重复雷云对地放电大多数要重复2-3次次第一次主放电电流最大，时间很短，只有第一次主放电电流最大，时间很短，只有50-100S余辉放电电余辉放电电流很小，时间较长。流很小，时间较长。3.直接雷击过电压直接雷击过电压雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设备时，在雷电流流通路径的阻抗（包括接地电阻）上产生冲击电压，引起过雷电流流通路径的阻抗（包括接地电阻）上产生冲击电压，引起过电压。这种过电压称为直接雷击过电压。

4、电压。这种过电压称为直接雷击过电压。现在学习的是第5页，共49页4.雷电反击过电压雷电反击过电压雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，线路绝缘子有可能产雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，线路绝缘子有可能产生击穿，对导线放电，这种情况称为雷电反击过电压。生击穿，对导线放电，这种情况称为雷电反击过电压。5.感应雷过电压感应雷过电压感应雷过电压是指在电气设备（例如架空电力线路）的附近不感应雷过电压是指在电气设备（例如架空电力线路）的附近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束膊电荷，形成雷电过电压。应出大量

5、的和雷云极性相反的束膊电荷，形成雷电过电压。6雷电侵入波雷电侵入波因直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动因直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电的电荷称它为雷电进行波。雷电进行波对其前进道路上的荷称它为雷电进行波。雷电进行波对其前进道路上的电气设备电气设备构成威胁，因此也称为雷电侵入波。构成威胁，因此也称为雷电侵入波。现在学习的是第6页，共49页四四.内部过电压内部过电压1工频过电压工频过电压电力系统中的工频过电压一般由电力系统中的工频过电压一般由线路空载、线路空载、单相接地或三相系统中发生不对称故障时单相接地或三相系统中发生不对称故障时引引起。起。高压长线路空载运行时，

6、末端电压高高压长线路空载运行时，末端电压高.特点特点:持续时间可能较长持续时间可能较长.现在学习的是第7页，共49页2谐振过电压谐振过电压当谐振过电压发生在铁磁电感与电容组成的当谐振过电压发生在铁磁电感与电容组成的电路中时，称为铁磁谐振电路，有可能出现电路中时，称为铁磁谐振电路，有可能出现过电压事故过电压事故。特点特点:过电压持续时间较长，频率低过电压持续时间较长，频率低.会会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。防止措施防止措施:电压互感器组采用电压互感器组采用V/V接线接线 现在学习的是第8页，共49页3操作过电压操作过电压操作过电压是指电力系统中由于操作或

7、事操作过电压是指电力系统中由于操作或事故，使设备运行状态发生改变故，使设备运行状态发生改变,引起振荡，引起振荡，从而产生过电压。从而产生过电压。例例:切、合高压空载长线路切、合高压空载长线路（空载变压器、（空载变压器、电容器、高压电动机）电容器、高压电动机）现在学习的是第9页，共49页开关设备的灭弧能力特别强开关设备的灭弧能力特别强引发截流过电引发截流过电压。开断空载变压器和开断高压电动机都有压。开断空载变压器和开断高压电动机都有可能出现强制可能出现强制灭弧（截流）过电压灭弧（截流）过电压。在中性点不接地系统中发生单相不稳定电弧在中性点不接地系统中发生单相不稳定电弧接地时，可能产生过电压，一般

8、把这种过电接地时，可能产生过电压，一般把这种过电压称为压称为电弧接地过电压电弧接地过电压。现在学习的是第10页，共49页第二节第二节直接雷击过电压保护直接雷击过电压保护 为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针或避雷线。或避雷线。一一.单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围例：某避雷针高例：某避雷针高20m，则该避雷针在，则该避雷针在8m的高的高度的保护半径为（度的保护半径为（）A:12mB:14mC:16m半径半径=1.520m28m现在学习的是第11页，共49页二二.两支避雷针的保护范围两支避雷针的保护范围两针间距离两针间距离D与针高与针高h之间比之间

9、比D/h不宜大于不宜大于5。三三.多支避雷针的保护范围多支避雷针的保护范围各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度b则全部面积受到保护。则全部面积受到保护。现在学习的是第12页，共49页第三节雷电侵入波防护第三节雷电侵入波防护 防止感应雷过电压和雷电侵入波对变电所设防止感应雷过电压和雷电侵入波对变电所设备绝缘造成击穿损坏，应采取措施减少近区备绝缘造成击穿损坏，应采取措施减少近区雷击闪络，避免出现过分强烈的感应雷多电雷击闪络，避免出现过分强烈的感应雷多电压。压。现在学习的是第13页，共49页一一.变电所进线段保护变电所进线段保护35kV110kV三芯三芯电缆电缆,

10、其末端其末端(靠近母线靠近母线侧侧)的金属外皮应的金属外皮应直接接地直接接地;对对单芯单芯电缆电缆,其末其末端应端应经保护器或保护间隙接地经保护器或保护间隙接地.二二.变电所母线保护变电所母线保护3kV10kV变电所应在每组母线和架空进线变电所应在每组母线和架空进线上都装设阀型避雷器上都装设阀型避雷器.现在学习的是第14页，共49页配电变压器防雷保护配电变压器防雷保护3kV10kV配电变压器应装设阀式避雷器保护配电变压器应装设阀式避雷器保护接地线与变压器低压侧中性点以及金属外壳接地线与变压器低压侧中性点以及金属外壳连在一起连在一起.现在学习的是第15页，共49页第四节第四节过电压保护设备过电压

11、保护设备 一一.保护间隙保护间隙保护间隙是由两个金属电极构成的较简单的保护间隙是由两个金属电极构成的较简单的防雷设备。防雷设备。主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成短路主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成短路时，不致引起线路接地。时，不致引起线路接地。现在学习的是第16页，共49页二二.阀型避雷器阀型避雷器1.普通阀型避雷器（普通阀型避雷器（适用大气过电压保护适用大气过电压保护）在雷电流通过以后在雷电流通过以后,工频电流也跟着通过阀工频电流也跟着通过阀型避雷器的火花间隙和阀片电阻型避雷器的火花间隙和阀片电阻,这个电流这个电流称为称为工频续流工频续流.普通碳化硅阀型避雷器常用的有普通碳化硅阀型避雷器

12、常用的有FZ和和FS型型FZ为站用避雷器为站用避雷器:有并联均压电阻、有并联均压电阻、残压低残压低。FS为配电避雷器：结构简单、为配电避雷器：结构简单、体积较小体积较小。现在学习的是第17页，共49页2磁吹阀型避雷器磁吹阀型避雷器磁吹阀型避雷器常用的有磁吹阀型避雷器常用的有FCD和和FCZ型型FCD：保护旋转电机保护旋转电机 FCZ：发电厂和变电所作保护之用发电厂和变电所作保护之用现在学习的是第18页，共49页3.金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器（大气、内部）（大气、内部）特点：非线性伏安特性，过电压时呈低电阻特点：非线性伏安特性，过电压时呈低电阻正常工频电压下呈高电阻正常工频电压下呈高电阻,

13、流过不超过流过不超过1mA(一般为几十一般为几十微安微安)的对地泄漏电流的对地泄漏电流.金属氧化物避雷器动作迅速、通流量大、残压低、无金属氧化物避雷器动作迅速、通流量大、残压低、无续流、结构简单，保护特性好续流、结构简单，保护特性好。避雷器的避雷器的持续运行电压持续运行电压实际上略实际上略大于系统的最高相电压大于系统的最高相电压 现在学习的是第19页，共49页第六章第六章继电保护与二次回路继电保护与二次回路一次一次系统发生系统发生故障故障或出现异常时，或出现异常时，依靠继电依靠继电保护和自动装置保护和自动装置将故障迅速切除将故障迅速切除现在学习的是第20页，共49页1.掌握继电保护基本要求。掌

14、握继电保护基本要求。2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电容掌握变压器（线路、高压电动机、电力电容器）保护的配置及作用、保护原理。器）保护的配置及作用、保护原理。3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。掌握自动重合闸的作用、装置及要求。4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基本掌握备用电源自动投入装置的作用、及基本要求。要求。5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。掌握变电站的操作电源（直流、交流）。现在学习的是第21页，共49页第一节第一节继电保护任务及基本要求继电保护任务及基本要求 一、继电保护任务一、继电保护任务 当电气设备发生短路故障时，能自动迅速地当电气设备发生短路故障时，能自动迅速

15、地将故障设备从电力系统切除，将事故尽可能将故障设备从电力系统切除，将事故尽可能限制在最小范围内限制在最小范围内。现在学习的是第22页，共49页二、继电保护基本要求二、继电保护基本要求短路故障：电网电压下降，电气设备过热烧短路故障：电网电压下降，电气设备过热烧坏，甚至着火，严重时电力系统运行被破坏，甚至着火，严重时电力系统运行被破坏，发电机被迫解列，甚至可能引起电网坏，发电机被迫解列，甚至可能引起电网瓦解。瓦解。保护方式：电流过负荷、过电流、电流速保护方式：电流过负荷、过电流、电流速断、电流方向、低电压、过电压、电流闭断、电流方向、低电压、过电压、电流闭锁电压速断、差动、距离、高频等保护，锁电压

16、速断、差动、距离、高频等保护，此外还有反映此外还有反映非电气量的瓦斯保护非电气量的瓦斯保护等等。现在学习的是第23页，共49页1.选择性选择性当电力系统发生故障时，继电保护装置应当电力系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，让非故障部该有选择性地切除故障部分，让非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。分继续运行，使停电范围尽量缩小。一般上下级保护的时限差取一般上下级保护的时限差取0.30.7s 现在学习的是第24页，共49页2.快速性快速性快速切除故障，可以把故障部分控制在尽快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故可能轻微的状态，减少系统电压因短

17、路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。定性。现在学习的是第25页，共49页3.灵敏性灵敏性继电保护动作的灵敏性是指继电保护装对继电保护动作的灵敏性是指继电保护装对其保护范围内故障的反映能力其保护范围内故障的反映能力。4.可靠性可靠性继电保护动作的可靠性是继电保护动作的可靠性是指需要动作时不指需要动作时不拒动，不需要动作时不误动拒动，不需要动作时不误动，这是继电保，这是继电保护装置正确工作的基础。护装置正确工作的基础。现在学习的是第26页，共49页三、常用继电器图形符号三、常用继电器图形符号 KAKVKTKM电流电流电压电压时间时间中间中间KSKDKG

18、信号信号差动差动气体气体现在学习的是第27页，共49页第二节第二节变压器保护变压器保护一一.电力变压器保护设置要求电力变压器保护设置要求310kV配电变压器的继电保护配电变压器的继电保护主要有过电流、电流主要有过电流、电流速断保护速断保护。800kVA及以上的油浸变压器及以上的油浸变压器应装设气体应装设气体保护保护。容量容量10000kVA及以上，或者单台容量在及以上，或者单台容量在6300kVA及及以上的并列运行变压器，应装设电流差动保护，以代以上的并列运行变压器，应装设电流差动保护，以代替电流速断保护。对于大容量、高电压的降压变电器，替电流速断保护。对于大容量、高电压的降压变电器，为了提高

19、灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。为了提高灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。现在学习的是第28页，共49页二、变压器过电流保护二、变压器过电流保护过电流保护的动作电流是按照避开被保护设备（包括线路过电流保护的动作电流是按照避开被保护设备（包括线路）的）的最大工作电流最大工作电流来整定的。来整定的。动作时间一经整定后就固定不变，即动作时间一经整定后就固定不变，即定时限过电流保定时限过电流保护护。动作时间随电流的大小而变化，动作时间随电流的大小而变化，电流越大动作时间越短电流越大动作时间越短。由这种继电器构成的过电流保护装置称为由这种继电器构成的过电流保护装置称为反时限过反时限过电流保

20、护电流保护。现在学习的是第29页，共49页三、常用继电器介绍三、常用继电器介绍1.电磁型电流继电器电磁型电流继电器动作电流和返回电流动作电流和返回电流能使过电流继电器开能使过电流继电器开始动作始动作最小电流最小电流称为过电流继电器的称为过电流继电器的动作电动作电流流；在继电器动作之后，当电流减少时，使；在继电器动作之后，当电流减少时，使继电器可动触点开始返回原位的继电器可动触点开始返回原位的最大电流最大电流称称为过电流继电器的为过电流继电器的返回电流返回电流。现在学习的是第30页，共49页3.GL系列感应型过电流继电器系列感应型过电流继电器感应型过电流继电器不需要时间、中间继感应型过电流继电器

21、不需要时间、中间继电器，电器，可构成过流和速断保护可构成过流和速断保护GL型继电器包括型继电器包括电磁元件电磁元件和和感应元件感应元件两部两部分。电磁元件构成电流速断保护。感应元分。电磁元件构成电流速断保护。感应元件为带时限过电流保护。件为带时限过电流保护。现在学习的是第31页，共49页GL感应型过电流继电器动作时间与电流的感应型过电流继电器动作时间与电流的关系：关系：电流大，动作时间短。电流大，动作时间短。电流小，动作时间长。电流小，动作时间长。称为反时限保护称为反时限保护4.电磁型时间、中间和信号继电器电磁型时间、中间和信号继电器在继电保护回路中建立需要的在继电保护回路中建立需要的动作延时

22、动作延时使用使用DS-110中间继电器作用：增加中间继电器作用：增加触点数量触点数量和和触点容量触点容量现在学习的是第32页，共49页 电磁型信号继电器电磁型信号继电器 落下的信号牌和已动作的触点要用落下的信号牌和已动作的触点要用手动按钮手动按钮复归。复归。流过继电器线圈的电流必须不小于信号继电流过继电器线圈的电流必须不小于信号继电器额定工作电流的器额定工作电流的1.5倍倍。现在学习的是第33页，共49页四、变压器电流速断保护四、变压器电流速断保护 电流速断保护是防止相间短路故障的保护，电流速断保护是防止相间短路故障的保护，所以都按不完全星形的两相继电器接线方式所以都按不完全星形的两相继电器接

23、线方式构成。构成。五、变压器电流差动保护五、变压器电流差动保护变压器变压器电流差动电流差动是保护变压器内部二次出线是保护变压器内部二次出线存在死区，即存在死区，即速断保护不起作用的地方速断保护不起作用的地方。现在学习的是第34页，共49页六、变压器气体保护六、变压器气体保护当油浸变压器内部发生故障时当油浸变压器内部发生故障时，产生大量产生大量气体气体，利用这些气体形成动作于保护的装，利用这些气体形成动作于保护的装置置 它和电流速断、电流差动它和电流速断、电流差动都是变压器的快速都是变压器的快速保护，属于保护，属于主要保护主要保护。变压器过流属于后备保护。变压器过流属于后备保护。现在学习的是第3

24、5页，共49页第三节第三节电力线路及设备保护电力线路及设备保护 一、过电流保护和电流速断保护一、过电流保护和电流速断保护610kV电力线路的继电保护比较简单，只电力线路的继电保护比较简单，只有有过电流保护和电流速断过电流保护和电流速断两种保护方式。两种保护方式。二、限时电流速断保护二、限时电流速断保护电力线路电流速断保护是按躲过本线路电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端末端三相最大短路电流三相最大短路电流整定计算的整定计算的。速断保护速断保护死区死区发生短路，发生短路，过电流保护动作跳过电流保护动作跳闸闸。现在学习的是第36页，共49页由于电流速断保护不能保护全线路，由于电流速断保护不能保护

25、全线路，过电流过电流保护能保护全线路保护能保护全线路，但达不到快速性的要求，但达不到快速性的要求，这时可以加一套限时电流速断保护。对于，这时可以加一套限时电流速断保护。对于高压电力线路，高压电力线路，限时电流速断限时电流速断保护的动作时保护的动作时间一般间一般取取0.5s。四、高压电动机保护四、高压电动机保护高压电动机电流保护为高压电动机电流保护为电流速断电流速断保护（或保护（或电电流纵差保护流纵差保护）和）和过负荷保护过负荷保护。现在学习的是第37页，共49页五、五、3kV10kV电力电容器组继电保护电力电容器组继电保护中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断中小容量的高压电容器组普遍采用电流

26、速断或延时电流速断作为相间短路保护。动作电或延时电流速断作为相间短路保护。动作电流流可取电容器组额定电流的可取电容器组额定电流的22.5倍倍，动作，动作时间为时间为0。七、继电保护动作与故障判断七、继电保护动作与故障判断电力变压器发生差动保护跳闸的原因电力变压器发生差动保护跳闸的原因（点点）现在学习的是第38页，共49页八、继电保护与二次回路对变电所安全运行八、继电保护与二次回路对变电所安全运行的重要意义的重要意义继电保护和二次回路是变电所里的重要部分。继电保护和二次回路是变电所里的重要部分。它直接关系到对一次设备的它直接关系到对一次设备的保护、监测和控保护、监测和控制。制。直流电源间断直流电

27、源间断供电会造成供电会造成继电保护继电保护和和自动重自动重合闸装置合闸装置拒动。拒动。现在学习的是第39页，共49页第四节第四节电力系统自动装置电力系统自动装置一、自动重合闸装置一、自动重合闸装置由于发生事故，继电保护动作后，能使断路由于发生事故，继电保护动作后，能使断路器自动重合闸的装置。器自动重合闸的装置。电力电缆专线供电的馈线，不采用自动重合电力电缆专线供电的馈线，不采用自动重合闸。闸。现在学习的是第40页，共49页在下列情况下，在下列情况下，重合闸不应动作重合闸不应动作：1.值班人员为操作断路器断开，自动重合闸值班人员为操作断路器断开，自动重合闸不应动作。不应动作。2.值班人员操作断路

28、器合闸，由于线路上有值班人员操作断路器合闸，由于线路上有故障，引起断路器随即跳闸，这时自动重故障，引起断路器随即跳闸，这时自动重合闸不应动作合闸不应动作。断路器处于不正常状态时，重合闸应退出断路器处于不正常状态时，重合闸应退出运行运行 现在学习的是第41页，共49页二、备用电源自动投入装置二、备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障自动跳闸后，备用电是指当工作电源因故障自动跳闸后，备用电源自动投入。源自动投入。现在学习的是第42页，共49页备用电源自动投入装置基本要求：备用电源自动投入装置基本要求：1.在正常工作电源断路器跳闸后，方能自动投入备用电在正常工作电源断路器跳闸后，方能自动投入备用电

29、源断路器。源断路器。2.正常工作电源断路器跳闸后，备用电源自投装置应只正常工作电源断路器跳闸后，备用电源自投装置应只动作一次。如果备用电源合闸后又自动跳闸，不得再动作一次。如果备用电源合闸后又自动跳闸，不得再次自动合闸。次自动合闸。3.备用电源无电压时，自投装置不应动作。备用电源无电压时，自投装置不应动作。4.电压互感器的熔丝熔断时，自投装置不应误动作。电压互感器的熔丝熔断时，自投装置不应误动作。现在学习的是第43页，共49页第五节第五节二次回路基本知识二次回路基本知识 一、二次回路概述一、二次回路概述一次设备是指：发电机、变压器、断路器、一次设备是指：发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器

30、、电容器、避雷器、输配隔离开关、电抗器、电容器、避雷器、输配电线路。电线路。由二次设备按一定顺序和要求相互连接构成由二次设备按一定顺序和要求相互连接构成的电气回路称二次回路的电气回路称二次回路现在学习的是第44页，共49页二、二次回路接线图二、二次回路接线图二次回路接线图包括二次回路接线图包括原理接线图原理接线图、展开接线展开接线图图和和安装接线图安装接线图。1.原理接线图原理接线图特点：特点：一、二次回路画在一起。一、二次回路画在一起。2.展开接线图展开接线图特点：将特点：将交流回路交流回路与与直流回路直流回路分开来表示。分开来表示。现在学习的是第45页，共49页展开接线图的顺序：展开接线图

31、的顺序：1.先交流后直流先交流后直流。2.直流电流方向从左到右，正电源到负电源直流电流方向从左到右，正电源到负电源3.动作顺序：从上到下，从左到右。动作顺序：从上到下，从左到右。现在学习的是第46页，共49页三、二次回路编号三、二次回路编号二次回路编号按二次回路编号按等电位等电位的原则进行。的原则进行。屏背接线图标：屏背接线图标：设备安装单位编号设备安装单位编号设备顺序号设备顺序号设备文字符号设备文字符号同型设备顺序号同型设备顺序号现在学习的是第47页，共49页四、相对编号法四、相对编号法在甲设备的接线端子上标出乙设备接线端在甲设备的接线端子上标出乙设备接线端子编号，乙设备的接线端子上标出甲设备接子编号，乙设备的接线端子上标出甲设备接线端子编号线端子编号现在学习的是第48页，共49页第六节第六节变电所操作电源变电所操作电源 变电所变电所开关控制、继电保护、自动装置和信开关控制、继电保护、自动装置和信号设备号设备所使用的电源称为所使用的电源称为操作电源操作电源。现在学习的是第49页，共49页