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繼電保護(hù)培訓(xùn)第一頁(yè)，共三十二頁(yè)。2提要1、繼電保護(hù)概述2、短路電流計(jì)算3、線路保護(hù)整定計(jì)算4、變壓器保護(hù)整定計(jì)算5、電動(dòng)機(jī)保護(hù)整定計(jì)算6、低壓配電裝置的選擇第二頁(yè)，共三十二頁(yè)。31、繼電保護(hù)概述第三頁(yè)，共三十二頁(yè)。4一.什么是繼電保護(hù)

工況企業(yè)供電系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。常見(jiàn)的主要故障是短路，如相間短路、接地短路以及變壓器、電動(dòng)機(jī)一相繞組的匝間短路等。不正常的運(yùn)行狀態(tài)主要指過(guò)負(fù)荷、一相斷線、小接地電流系統(tǒng)中的單相接地、系統(tǒng)振蕩等不正常工作情況。

繼電保護(hù)就是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)非正常狀態(tài)時(shí)，利用一些電氣裝置去保護(hù)電氣設(shè)備不受損害和縮小事故范圍。對(duì)執(zhí)行上述任務(wù)的電氣裝置稱作繼電保護(hù)裝置。

二、繼電保護(hù)的基本原理

供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起電流的增加和電壓的降低，以及電流、電壓間相位角的變化。因此，利用故障時(shí)參數(shù)與正常運(yùn)行時(shí)的差別，就可以構(gòu)成不同原理和類(lèi)型的繼電保護(hù)。

三繼電保護(hù)的作用：

1、當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全的故障，使被保護(hù)設(shè)備皆快速脫離電網(wǎng)。

2、對(duì)電網(wǎng)的非正常運(yùn)行及某些設(shè)備的非正常工作狀態(tài)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，以便迅速處理恢復(fù)正常（如電流接地系統(tǒng)的單相接地；變壓器的過(guò)負(fù)荷等）

3、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制等（如自動(dòng)合閘；備用電源的自動(dòng)投入；遙控、遙測(cè)、遙訊）。第四頁(yè)，共三十二頁(yè)。5四、繼電保護(hù)分類(lèi)。

1、按被保護(hù)的對(duì)象分類(lèi)：輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等；

2、按保護(hù)原理分類(lèi)：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；

3、按保護(hù)所反應(yīng)故障類(lèi)型分類(lèi)：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過(guò)勵(lì)磁保護(hù)等；

4、按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類(lèi)：機(jī)電型保護(hù)（如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)）、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等；

5、按保護(hù)所起的作用分類(lèi)：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等；

五、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：

對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。

第五頁(yè)，共三十二頁(yè)。62、短路電流計(jì)算第六頁(yè)，共三十二頁(yè)。7一、短路的概念。

1、什么是短路

短路：指不同電位的導(dǎo)體在線路上被短接。

2、短路的原因

主要原因：電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞是由于絕緣老化，過(guò)電壓，機(jī)械損傷等造成。

其次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸危害等。（如操作人員帶負(fù)荷拉刀閘或者檢修后未拆除接地線就送電等誤操作；鳥(niǎo)獸在裸露的載流部分上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象）

3、短路的類(lèi)型

三相短路——對(duì)稱短路發(fā)生的幾率最小約5%，但危害最大

兩相短路——不對(duì)稱短路

兩相接地短路——不對(duì)稱短路

單相接地短路——不對(duì)稱短路發(fā)生的幾率最小約75%，發(fā)生的幾率最大

第七頁(yè)，共三十二頁(yè)。84、短路電流的計(jì)算目的

為了限制短路的危害和縮小故障影響的范圍，在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算。

(1)選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；

(2)選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確的切除故障；

(3)確定限流措施，當(dāng)短路電流過(guò)大造成設(shè)備選擇困難或不夠經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采取限制短路電流的措施。

(4)確定合理的主結(jié)線方案和主要運(yùn)行方式；

二、短路電流的計(jì)算

1、有限容量電源供電系統(tǒng)

當(dāng)電源容量較小，或短路點(diǎn)距離電源較近即短路回路總阻抗較小時(shí)，這種情況發(fā)生三相突然短路，便是有限容量下的突然短路。

有限電源供給的短路電流,常用短路電流計(jì)算曲線計(jì)算.

2、無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)

通常將電源容量遠(yuǎn)大于系統(tǒng)供給短路點(diǎn)的短路容量，或電源內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗10%的電源，當(dāng)作無(wú)限大容量電源，即分析無(wú)限大容量電源系統(tǒng)短路電流時(shí)，認(rèn)為電源電壓不變。第八頁(yè)，共三十二頁(yè)。9

三、短路電流的計(jì)算方法

(1)有名制法；

—短路點(diǎn)所在線段的平均電壓，V。

R、X—短路點(diǎn)以前的總電阻和總電抗，均已歸算到短路點(diǎn)所在處的電壓等級(jí)，Ω。

在高壓電路的短路計(jì)算中，通常只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。故

(2)標(biāo)么值法

進(jìn)行標(biāo)么值計(jì)算要先取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，而且要考慮計(jì)算的方便。

基準(zhǔn)容量SJ：全網(wǎng)只取一個(gè)，一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA

基準(zhǔn)電壓UJ：每個(gè)電壓級(jí)各取一個(gè)，一般取用各級(jí)的平均電壓

UJ

＝Ud=1.05UN

下標(biāo)J

表示“基準(zhǔn)”網(wǎng)絡(luò)平均電壓網(wǎng)絡(luò)額定電壓第九頁(yè)，共三十二頁(yè)。

電流基準(zhǔn)值和阻抗基準(zhǔn)值的計(jì)算:

當(dāng)基準(zhǔn)容量SJ（MVA）、基準(zhǔn)電壓UJ（kV）選定后，根據(jù)各物理量之間的關(guān)系基準(zhǔn)電流IJ（kA），與基準(zhǔn)阻抗ZJ

（

）便可求得

基準(zhǔn)電流：

基準(zhǔn)電抗：

標(biāo)么值和有名值之間的關(guān)系和變換

采用標(biāo)么值的一些好處，采用標(biāo)么值后：某些物理量可以用標(biāo)么值相等的另一些物理量來(lái)代替，如

10當(dāng)用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，正常情況下，全網(wǎng)各處電壓均在1左右，便于分析系統(tǒng)運(yùn)行情況當(dāng)電壓等于基準(zhǔn)電壓時(shí)，即電壓的標(biāo)么值等于1時(shí)：第十頁(yè)，共三十二頁(yè)。11有名值標(biāo)么值發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算變壓器參數(shù)計(jì)算有名值標(biāo)么值第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)。12輸電線參數(shù)計(jì)算有名值標(biāo)么值幾何均距電抗器參數(shù)計(jì)算有名值標(biāo)么值第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)。短路電流的計(jì)算短路回路中各元件的標(biāo)么電抗算出后，即可根據(jù)供電系統(tǒng)單線路作出它的等效電路圖，然后利用阻抗的等值變換公式簡(jiǎn)化等值電路,計(jì)算出回路的總標(biāo)么電抗。最后根據(jù)歐姆定律的標(biāo)么值形式，計(jì)算短路電流標(biāo)么值

式中—電源電壓的標(biāo)么值，在取＝時(shí)，＝1則三相短路容量的計(jì)算三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)所選斷路器的斷流能力或斷開(kāi)容量(或稱遮斷容量)是否滿足可靠工作的要求。供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多，雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)行。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大；反之，最小運(yùn)行方式下由于電源中一部分發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路解列，一些并聯(lián)變壓器為保證處于最佳運(yùn)行狀態(tài)也采用分列運(yùn)行，這樣將使總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)地減小。在用戶供電系統(tǒng)中，用最小運(yùn)行方式求供繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度用。，供繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度用

第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)。例1：設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，試求處的三相短路電流。

例1的供電系統(tǒng)圖a)電路圖第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)。1)選處，取Uj1=6.3kV則對(duì)于處，取Uj2=0.4kV則2)計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)幺值，繪制等效電路圖，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。解：第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)。圖3－7例3－1的供電系統(tǒng)圖b）等效電路圖3)求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗。第十六頁(yè)，共三十二頁(yè)。4)求短路電流。處的短路參數(shù)：最大運(yùn)行方式時(shí)：最小運(yùn)行方式時(shí):同理點(diǎn)的短路參數(shù)為：

最大運(yùn)行方式時(shí)：

最小運(yùn)行方式時(shí):第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)。183、線路保護(hù)的整定計(jì)算第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)。19一、三段式線路保護(hù)的概念

對(duì)于35kV及以下電壓等級(jí)電力系統(tǒng)，一般為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，其線路保護(hù)通常采用反應(yīng)故障時(shí)電壓、電流的三段式電流保護(hù)。

第I段電流保護(hù)為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、第II段為限時(shí)電流速斷保護(hù)、第III段為過(guò)電流保護(hù)；第I段及第II段保護(hù)構(gòu)成本線路的主保護(hù)，過(guò)流保護(hù)為后備保護(hù)。

二、電流速斷保護(hù)整定的計(jì)算

電流速斷保護(hù)為無(wú)時(shí)限保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，按規(guī)程規(guī)定微機(jī)保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間為40ms以下。

1、原則

躲過(guò)線路末端短路時(shí)最大三相短路電流。

2、公式

式中：——被保護(hù)線路末端短路故障時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的最大短路電流數(shù)值。

——可靠系數(shù)，取≥1.2～1.3

第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)。20三、限時(shí)電流速斷保護(hù)整定的計(jì)算

1、原則

電流定值應(yīng)對(duì)本線路末端故障有規(guī)定的靈敏系數(shù)，還應(yīng)與相鄰線路保護(hù)的測(cè)量元件定值配合，時(shí)間定值按配合關(guān)系整定。

也就是說(shuō)限時(shí)電流速斷保護(hù)要求應(yīng)保護(hù)線路全長(zhǎng)，并于相鄰下一級(jí)線路保護(hù)I段相配合。限時(shí)電流速斷保護(hù)的最大保護(hù)范圍為下級(jí)保護(hù)的電流速斷保護(hù)的最小范圍。

2、公式

—下一級(jí)線路的速斷保護(hù)整定值

—限時(shí)電流速斷可靠系數(shù)：一般取1.1～1.2

注：當(dāng)電流第I段、第II段靈敏系數(shù)不夠時(shí)，可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù)，如過(guò)流保護(hù)作遠(yuǎn)后備時(shí)的靈敏系數(shù)不夠，可帶低電壓或復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)。

如果被保護(hù)線路為雙側(cè)電源時(shí)，應(yīng)加方向閉鎖，以防止在保護(hù)設(shè)置處后方發(fā)生短路時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。

3、時(shí)間的選擇

限時(shí)電流速斷的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比下一級(jí)線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，高一個(gè)時(shí)間極差，即0.3～0.5S

第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)。21四、過(guò)流保護(hù)整定的計(jì)算

1、過(guò)流保護(hù)的作用

（1）作為后一級(jí)電路保護(hù)的遠(yuǎn)后備，即當(dāng)后一級(jí)線路主保護(hù)拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，由前一級(jí)的過(guò)電流保護(hù)來(lái)切除故障。（2）作為本線路主保護(hù)的近后備，即當(dāng)本線路發(fā)生故障而電流I、II段保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由過(guò)流保護(hù)切除故障。（3）作為網(wǎng)絡(luò)終端不重要線路的主保護(hù)。

2、原則

正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，即按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定。

3、公式

—本線路的最大負(fù)荷電流

—可靠系數(shù)：一般取1.3～1.5

4、時(shí)間的選擇

為保證過(guò)電流保護(hù)的選擇性，過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限應(yīng)比下一級(jí)線路過(guò)流保護(hù)最大時(shí)限大一個(gè)時(shí)間極差，即

△t

式中：為下一級(jí)各線路中，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限最大的一條線路的過(guò)流時(shí)限，

△t為時(shí)間極差，一般取0.5S

第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)。224、變壓器保護(hù)的整定計(jì)算第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)。23一、變壓器的保護(hù)配置

1、變壓器的故障

變壓器發(fā)生的故障有內(nèi)部故障、外部故障。

內(nèi)部故障：各相繞組之間的相間短路、單相繞組的匝間短路、單相接地短路

外部故障：引出線的相間短路、絕緣套管閃絡(luò)或破壞、引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路。

2、常用的保護(hù)方式

瓦斯保護(hù)、速斷保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、溫度保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、零序電流保護(hù)等。

二、電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

1、原則

按躲過(guò)變壓器外部故障的最大短路電流整定

—變壓器二次側(cè)母線最大三相短路電流；

—可靠系數(shù)，取1.2～1.3

第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)。242、變壓器速斷保護(hù)的動(dòng)作電流還應(yīng)躲過(guò)勵(lì)磁涌流。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流必須大于3～5倍。保護(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。

3、變壓器電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)

=≥2

—保護(hù)裝置安裝處最小運(yùn)行方式時(shí)的兩相短路電流。

三、過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算

為防止外部短路引起變壓器線圈的過(guò)電流，并作為差動(dòng)和瓦斯保護(hù)的后備，變壓器必須裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。

1、原則

躲過(guò)變壓器的額定電流整定

2、公式

—可靠系數(shù)取1.2～1.3

—變壓器的額定電流

3、過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間取一個(gè)時(shí)間極差△t＝0.5S第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)。252、保護(hù)裝置靈敏度

—保護(hù)裝置安裝處最小運(yùn)行方式時(shí)的兩相短路電流。

當(dāng)保護(hù)到變壓器低壓母線時(shí)，要求＝1.5～2，在遠(yuǎn)后備保護(hù)范圍末端短路時(shí)，要求≥1.2.

3、考慮到電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，起動(dòng)值比較大，不能滿足靈敏度的要求，為此可以采用低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)，以提高保護(hù)的靈敏度。低電壓按正常運(yùn)行的最低工作電壓整定。

四、變壓器的過(guò)負(fù)荷整定

1、原則

躲過(guò)變壓器額定電流整定

2、公式

—可靠系數(shù)取1.05

—變壓器的額定電流

3、變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)作用于信號(hào)，動(dòng)作時(shí)間通常取10S。

第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)。26五、變壓器的差動(dòng)保護(hù)

變壓器容量大于5600KVA以上者應(yīng)加裝變壓器差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)復(fù)雜，這里不作介紹。

六、小容量變壓器整定計(jì)算

小容量變壓器，高壓側(cè)短路保護(hù)裝置一般選高壓熔斷器，低壓側(cè)保護(hù)裝置有的選熔斷器，有的選自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)。高壓側(cè)熔絲額定電流是按變壓器高壓額定電流乘上一定倍數(shù)來(lái)計(jì)算。一般6～10kV變壓器，100kVA及其以下者按其額定電流2～3倍計(jì)算；100kVA以上者按其額定電流1.5～2倍計(jì)算。低壓側(cè)熔絲額定電流按變壓器低壓側(cè)額定電流計(jì)算或略大一些。

第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)。275、電動(dòng)機(jī)保護(hù)的整定計(jì)算第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)。28一、電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置

目前異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，當(dāng)容量小于2MW主保護(hù)采用電流速斷的保護(hù)方式，容量在2MW及以上采用電流縱差保護(hù)，也可采用電流速斷保護(hù)及加裝縱差動(dòng)保護(hù)。電動(dòng)機(jī)還應(yīng)裝設(shè)不平衡電流保護(hù)、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、接地保護(hù)、低電壓保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)。

二、電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

1、原則

電流速斷保護(hù)應(yīng)躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)電流，還應(yīng)躲過(guò)外部短路故障切除電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大自起動(dòng)電流。

—電流起動(dòng)倍數(shù)，應(yīng)取實(shí)測(cè)值，如無(wú)實(shí)測(cè)值，取＝7；

—可靠系數(shù)，取1.5

—電動(dòng)機(jī)額定電流

2、動(dòng)作時(shí)間

當(dāng)采用真空斷路器或少油斷路器控制時(shí)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為固有動(dòng)作時(shí)間。

第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)。29

三、過(guò)電流保護(hù)的整定

1、原則

躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流整定

—可靠系數(shù)，取1.2～1.5

2、動(dòng)作時(shí)間時(shí)間

時(shí)間設(shè)定按實(shí)測(cè)的最長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間的1.2倍整定。

第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)。306、低壓配電裝置的選擇第三十頁(yè)，共三十二頁(yè)。31一、低壓配電裝置的概述

低壓電器可分為