工廠供電系統的繼電保護(一)

引言 1

第一章 繼電保護基本知識 1

11繼電保護的任務 1

12 繼電保護的基本原理 1

第二章 供電線路的繼電保護 2

21電力線路的常見故障 2

22 電流保護的接線方式和接線系數 2

23過電流保護 3

231接線和工作原理 3

232保護整定 4

24電流速斷保護 6

241電流速斷保護的特點 6

242電流速斷保護的接線和工作原理 6

243電流速斷保護的整定 7

25過負荷保護 8

251接線和工作原理 9

252保護整定 9

26單相接地保護 9

261單相接地保護接線 10

262保護整定 10

第三章 電力變壓器的繼電保護 11

31電力變壓器的常見故障和保護配置 11

311常見故障 11

312保護配置 11

32變壓器電流保護的接線方式 11

33變壓器的過電流保護 11

34變壓器的瓦斯保護 12

35變壓器的差動保護 13

351變壓器差動保護基本原理 13

352變壓器差動保護不平衡電流分析 14

第四章 其它電力設備的機電保護 16

41母線的繼電保護 16

42電容器的繼電保護 17

43高壓電動機的繼電保護 20

第五章 自動重合閘及備用電源自動投入裝置 20

51自動重合閘裝置 20

52備用電源自動投入裝置 21

第六章 配電系統微機保護 23

61配電系統微機保護的現狀和發展 23

62配電系統微機保護的功能 23

63微機保護裝置的硬件結構 23

64微機保護裝置的軟件系統 24

結束語 25

致  謝 25

參考文獻 26

引言

工廠繼電保護可靠動作是保證生產正常進行保護電氣設計設備的前提條件過流繼電保護動作電流整定值準確與否又直接影響過流繼電保護動作的可靠性同時過流繼電保護動作電流的整定值還要考慮現場的實際情況目前工廠生產規模不斷擴大使工廠原有的供配電繼電保護線路出現了嚴重的問題比較突出的是在高壓線路上新增了多臺配電變壓器和高壓電動機致使高壓高壓進線過流保護由于最初設計整定值并未考慮到多臺配電變壓器勵磁電流和多臺高壓電動機啟動電流的影響造成高壓進線上的繼電保護頻繁動作是控制線路的高壓斷路器分閘嚴重影響了供電的進行和正常的生產鑒于以上方面的考慮我們需要對工廠供電系統進行繼電保護來解決這些問題

第一章 繼電保護基本知識

11繼電保護的任務

 1 當被保護的電力系統元件發生故障時應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令使故障元件及時從電力系統中斷開以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞降低對電力系統安全供電的影響并滿足電力系統的某些特定要求 如保持電力系統的暫態穩定性等 

　　 2 反應電氣設備的不正常工作情況并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同 例如有無經常值班人員 發出信號以便值班人員進行處理或由裝置自動地進行調整或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作

繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態還是發生了故障是保護區內故障還是區外故障的功能保護裝置要實現這一功能需要根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成

　　電力系統發生故障后工頻電氣量變化的主要特征是

　　 1  電流增大 短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流

　　 2  電壓降低當發生相間短路和接地短路故障時系統各點的相間電壓或相電壓值下降且越靠近短路點電壓越低

　　 3  電流與電壓之間的相位角改變正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角一般約為20°三相短路時電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的一般為60°～85°而在保護反方向三相短路時電流與電壓之間的相位角則是180° 60°～85° 

　　 4  測量阻抗發生變化測量阻抗即測量點 保護安裝處 電壓與電流之比值正常運行時測量阻抗為負荷阻抗金屬性短路時測量阻抗轉變為線路阻抗故障后測量阻抗顯著減小而阻抗角增大

　　不對稱短路時出現相序分量如兩相及單相接地短路時出現負序電流和負序電壓分量單相接地時出現負序和零序電流和電壓分量這些分量在正常運行時是不出現的

利用短路故障時電氣量的變化便可構成各種原理的繼電保護

　該報警控制器主要由AT89C51顯示電路檢測電路等組成工作過程如下由單片機實時采變化數據并進行處理然后用當過高時由

接線系數Kjx為

23過電流保護

當通過線路的電流大于繼電器的動作電流保護裝置起動并用時限保證動作的選擇性這種繼電保護裝置稱為過電流保護分為定時限過電流保護反時限過電流保護

231接線和工作原理

    1定時限過電流保護裝置的接線和工作原理

2反時限過電流保護裝置的接線和工作原理

232保護整定

動作電流整定動作時限整定和靈敏度校驗

1動作電流整定

a正常運行時保護裝置不動作即保護裝置一次側的動作電流Iop1應大于線路的最大負荷電流IL正常過負荷電流和尖峰電流即  Iop1 IL

 b保護裝置在外部故障切除后可靠返回到原始位置即保護裝置一次側的返回電流Ire1大于線路的最大負荷電流IL應包含電動機的自起動電流即 Ire1 IL

繼電器的動作電流IopKA為

保護裝置一次側的動作電流為 

2動作時限整定 

a定時限過電流動作時限整定 

按階梯原則進行整定 t1 t2⊿t　

式中⊿t為時限級差定時限過電流保護取05s反時限過電流取07s

b反時限過電流保護動作時限整定

 10倍動作電流時的動作時限 

3保護靈敏度校驗 

過電流保護的靈敏度用系統最小運行方式下線路末端的兩相短路電流進行校驗 

式中Iop1為保護裝置一次側動作電流