技能培训专题 工厂供电技术培训 工厂变配电系统的保护

技能目标：1.能根据工厂的图纸判断继电保护的类型2.能对工厂电力线路的继电保护进行整定3.能根据继电保护动作判断变压器的故障类型知识目标：1．了解常用保护继电器和继电保护的接线方式2．电力变压器继电保护的分析3．掌握工厂6~10KV线路的继电保护学习情景5工厂变配电系统的保护【任务描述】为了保证供配电的可靠性，在供配电系统发生故障时，必须有相应的保护装置将故障部分及时地从系统中切除，以保证非故障部分继续运行，或发出报警信号，以提醒运行人员检查并采取相就的措施。本次任务以工厂6~10KV线路保护为载体，首先熟悉工厂常用保护继电器，了解保护的要求，会对单端供电线路中的带时限过电流保护和速断保护进行整定。任务5.1电力线路继电保护及整定任务5.1电力线路继电保护及整定•【任务目标】•技能目标：•1.能对单端供电线路中的带时限过电流保护进行整定；•2.能对单端供电线路中的速断保护进行整定。•知识目标：•1.了解继电保护的任务及要求；•2.会分析线路保护的基本原理；•1.1.1变配电所的任务•工厂变电所担负着从电力系统受电、经过变压、配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。可见，变配电所是工厂用电系统的枢纽。•1.1.2变配电所的设置•工厂变电所一般设置总降压变电所和车间变电所。而中小型的工厂不设总降压变电所，只有相应的车间变电所。为节省场地和建筑费用，工厂的配电所尽可能与车间变电所配套合建。•1.1.3变配电所位置的确定任务5.1电力线路继电保护及整定•5.1.1常用保护继电器•1.保护装置的任务和基本要求•（1）保护装置的任务•①当被保护线路或设备发生故障时，能自动迅速且有选择性地将故障元件从供电系统中切除，保证其它非故障线路迅速恢复正常运行，并且避免故障元件继续遭到破坏。•②当供电系统出现不正常运行状态时，根据保护装置的性能和运行维护条件，有的作用于信号（如变压器的过负荷保护轻瓦斯保护等），有的经过一段时间不正常状态不能自行消除时，作用于开关跳闸，将电路切断（如断路器、自动空气开关保护等）。任务5.1电力线路继电保护及整定•5.1.1常用保护继电器•1.保护装置的任务和基本要求•（2）保护装置的基本要求•保护装置应满足以下四个基本要求：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。任务5.1电力线路继电保护及整定2．常用保护继电器任务5.1电力线路继电保护及整定（1）电磁式电流继电器和电压继电器电磁式电流继电器和电压继电器在继电保护装置中均为起动元件。电流继电器的文字符号用KA，电压继电器的文字符号用KV。•（2）电磁式时间继电器•电磁式时间继电器在继电保护装置中作为时限元件，使保护装置获得一定的延时。时间继电器的文字符号用KT。任务5.1电力线路继电保护及整定•（3）电磁式中间继电器•电磁式中间继电器在继电保护装置是为了扩大触点的数量和容量。中间继电器的文字符号用KM。任务5.1电力线路继电保护及整定•（4）电磁式信号继电器•电磁式信号继电器在继电保护装置中用来发出指示信号。信号继电器的文字符号用KS。任务5.1电力线路继电保护及整定•（5）感应式电流继电器•感应式电流继电器它由两组元件构成：一组是延时动作元件，主要包括：线圈、带短路环的电磁铁及装在可偏转框架上的铝盘；另一组是瞬动元件，主要包括线圈、电磁铁和衔铁，另外还有动作指示的信号牌。其中线圈和电磁铁是两组线圈共用。任务5.1电力线路继电保护及整定5.1.2继电保护的接线方式1.三相三继电器式接线（又称完全星形）任务5.1电力线路继电保护及整定任务5.1电力线路继电保护及整定2.两相两继电器式接线（又称不完全星形）•3.两相一继电器式接线（又称两相电流差）任务5.1电力线路继电保护及整定任务5.1电力线路继电保护及整定4.接线系数2/IIKKAw在三相三继电器式接线和两相两继电器接线中，=1；对于两相一继电器式接线：三相短路时，=；只有一相装电流互感器的两相短路时，=1；对于两相都装有电流互感器的两相短路时，=2。wKwK3wKwK•5.1.3带时限的过电流保护•1.保护的基本原理任务5.1电力线路继电保护及整定任务5.1电力线路继电保护及整定2．定时限过电流保护组成原理任务5.1电力线路继电保护及整定3．反时限过电流保护组成原理任务5.1电力线路继电保护及整定4．动作电流整定动作电流:继电器动作的最小电流.过电流保护的动作电流整定，必须满足下面两个条件:①应该躲过线路的最大负荷电流〈包括正常过负荷电流和尖峰电流〉,以免在最大负荷电流通过时误动作。②保护装置的返回电流也应该躲过线路的最大负荷电流，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，防止发生误动作。任务5.1电力线路继电保护及整定4．动作电流整定maxLirewrelOPIKKKKI任务5.1电力线路继电保护及整定3例5-1-1某高压线路的计算电流为100A，线路未端的三相短路电流为1200A。现采用GL15/10型电流继电器，组成两相一继电流差接线的相间短路保护，电流互感器变流比为320/5。试整定此继电器的动作电流。解取Kre=0.8而Kw=取Krel=1.3，ILmax=2I30=2×100A=200A。继电器的动作电流取为整数9A，即动作电流整定为9A。AIOP795.8200)5/320(8.033.1任务5.1电力线路继电保护及整定5．过电流保护的动作时间整定按“阶梯原则”进行整定ttt21对于定时限过电流保护，可取=0.5s；对反时限过电流保护，可取=0.7s。tt任务5.1电力线路继电保护及整定6．过电流保护的灵敏度5.1)2(min.OPikWpIKKSI过电流保护的灵敏度，按规定，应按线路末端的最小短路电流(可用两相短路电流来代替)来校验。任务5.1电力线路继电保护及整定5.1.4速断保护当过电流保护的动作时限超过1s时，应该装设电流速断保护。1.速断保护的组成和原理任务5.1电力线路继电保护及整定2.电流速断保护速断电流的整定电流速断保护的动作电流（即速断电流），应按躲过它所保护线路未端的最大短路电流（即三相短路电流）来整定.maxkiwrelqbIKKKI任务5.1电力线路继电保护及整定3.电流速断保护的“死区”及其弥补由于电流速断保护的动作电流是按躲过线路末端的最大短路电流来整定的，因此在靠近线路末端的一段线路上发生的不一定是最大的短路电流(例如两相短路电流)时，电流速断保护装置就不可能动作，也就是说电流速断保护实际上不能保护线路的全长。这种保护装不能保护区域，就称为“死区”.为了弥补速断保护存在死区的缺陷，一般规定，凡装设电流速断保护的线路，都必须装设带时限的过电流保护。任务5.1电力线路继电保护及整定4.电流速断保护的灵敏度电流速断保护的灵敏度，按规定，应按其保护装置安装处(即线路首端)的最小短路电流(可用两相短路电流来代替)来校验。2)2(qbikWpIKKSI任务5.1电力线路继电保护及整定例5-1-3某10KV电力线路，装设电流速断保护。已知电流互感器的电流比为100/5，采用两相两继式接接线方式，继电器为DL型，线路的计算电流为65A，线路首端的短路电流为1.4A，线路末端的短路电流为500A，试对该速断保护进行动作电流的整定，并校验其灵敏度。解；速断动作电流的整定：灵敏度校验：满足保护灵敏度的要求。AIKKKIkiwrelqb305005/10012.1max202.230201400866.01)2(qbikWpIKKSI任务5.1电力线路继电保护及整定【任务实施】（1）学生分组：3～4人一组，指定组长。工作始终各组人员尽量固定。（2）教师布置工作任务。学生阅读工作任务书，了解工作内容，明确工作目标，制定实施方案。（3）教师通过图片、实物或多媒体分析演示让学生了解线路保护的原理和接线，并根据线路电流进行动作电流整定，并观察保护动作现象。老师及时指导，指出问题。（4）对电流继电器的特性进行测试分组测试电流继电器的动作电流、返回电流，并计算返回系数。〖知识拓展〗过电流保护提高灵敏度的措施—低电压闭锁保护•当过电流保护灵敏系数达不到上述要求时，可采用低电压闭锁保护来提高灵敏度。•(1)低电压闭锁的过电流保护•【学习小结】•1．保护装置的任务和基本要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。•2．常用继电保护接线方式：三相三继电器式接线、两相两继电器式接线、两相一两继电流差接线。•3．线路过电流保护动作电流应躲过线路的最大负荷电流进行整定，动作时间按阶梯原则进行整定，对于定时限过电流保护，时间级差取0.5s；对反时限过电流保护，时间级差取0.7s。•4.线路速断保护动作电流的应按躲过它所保护线路未端的最大短路电流（即三相短路电流）进行来整定。•5．速断保护不能保护线路的全长，存在“死区”。任务5.1电力线路继电保护及整定任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定〖任务描述〗电力变压器是企业供电系统中的重要电气设备，在运行中，可能会出现故障和不正常运行现象，这对企业的安全生产产生严重的影响。因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设合适的保护装置。变压器的故障有：内部故障和外部故障。内部故障主要有绕组的相间短路、匝间短路和单相接地，外部故障主要是变压器引出线上绝缘套管的故障。变压器的不正常运行主要有：外部短路引起的过电流，长时间过负荷和油面降低及油温升高。因此本次任务主要是以工厂车间变电所主变压器保护为载体，了解变压器常用的保护及各保护的基本原理，根据给定电力变压器的容量、运行方式和使用环境确定电力变压器的保护方式，并会对变压器保护中的过电流保护和速断保护进行整定。•【任务目标】•技能目标：•1.能根据变压器的容量和重要程度确定所须装设的保护装置；•2.能根据保护装置动作情况对变压器的故障进行判断；•3.能对变压器的过电流保护和速断保护进行整定。•知识目标：•1．了解变压器常用保护及保护的基本原理；•2.掌握变压器保护的配置原则；•3.了解微机保护的基本原理任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定5.2.1变压器的瓦期保护变压器的瓦斯保护是保护油浸变压器内部故障的一种基本保护。瓦斯继电保护的主要元件是瓦斯继电器，它装在变压器的油箱和油枕之间的联通管上。任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定1.瓦斯保护的作用与原理当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的气体致使油面下降，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡锤的力矩而降落，从而使上触点接通，发出报警信号，这就是轻瓦斯动作。当变压器油箱内部发生严重故障时，由于故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕，在油流经过瓦斯继电器时，冲击挡板，使下油杯降落，从而使下触点接通，直接动作于跳闸。这就是重瓦斯动作。•2．变压器瓦斯保护的接线任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定5.2.2变压器的过电流保护、速断保护及过负荷保护任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定1．变压器过电流保护的动作电流、动作时间的整定与电力线路过电流保护基本相同2．变压器速断保护动作电流的整定变压器电流速断保护的动作电流按躲过低压母线三相短路电流来整定。也存在“死区”。3.变压器的过负荷保护TNiOLOPIKI.1)(3.1~2.1动作时间一般取10～15S。例5-2-1某降变压电所装有一台10／0.4kV、1000kVA的电力变压器。已知变压器低压母线三相短路电流为13kA，高压侧继电保护用电流互感器电流比为100／5，继电器采用GL--25型，接成两相两继电器式。试整定该继电器的反时限过电流保护的动作电流、动作时间及电流速断保护的速断电流倍数。解（1）过电流保护的动作电流整定动作电流整定为9A。任务5.2电力变压器继电保护的配置及整定AkVkVAIITNL5.115)103/(100022.1max.AAIop38.95.115208.013.1•（2）