继电保护培训教材课件.ppt

,1,继电保护培训,2,提 要,1、继电保护概述2、短路电流计算3、线路保护整定计算4、变压器保护整定计算5、电动机保护整定计算6、低压配电装置的选择,3,1、继电保护概述,4,一.什么是继电保护 工况企业供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。常见的主要故障是短路，如相间短路、接地短路以及变压器、电动机一相绕组的匝间短路等。不正常的运行状态主要指过负荷、一相断线、小接地电流系统中的单相接地、系统振荡等不正常工作情况。继电保护就是当电力系统发生故障或出现非正常状态时，利用一些电气装置去保护电气设备不受损害和缩小事故范围。对执行上述任务的电气装置称作继电保护装置。二、继电保护的基本原理 供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继电保护。三 继电保护的作用：1、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障，使被保护设备皆快速脱离电网。2、对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报信号，以便迅速处理恢复正常（如电流接地系统的单相接地；变压器的过负荷等）3、实现电力系统自动化和远动化，以及工业生产的自动控制等（如自动合闸；备用电源的自动投入；遥控、遥测、遥讯）。,5,四、继电保护分类。1、按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；2、按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；3、按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；4、按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；5、按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；五、对继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。,6,2、短路电流计算,7,一、短路的概念。1、什么是短路 短路：指不同电位的导体在线路上被短接。2、短路的原因 主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏是由于绝缘老化，过电压，机械损伤等造成。其次是人员误操作、鸟兽危害等。（如操作人员带负荷拉刀闸或者检修后未拆除接地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等自然现象）3、短路的类型三相短路对称短路 发生的几率最小约5%，但危害最大两相短路不对称短路 两相接地短路不对称短路单相接地短路不对称短路 发生的几率最小约75%，发生的几率最大,8,4、短路电流的计算目的 为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在变电所和供电系统的设计和运行中，必须进行短路电流的计算。(1)选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度；(2)选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除故障；(3)确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。(4)确定合理的主结线方案和主要运行方式；二、短路电流的计算 1、有限容量电源供电系统 当电源容量较小，或短路点距离电源较近即短路回路总阻抗较小时，这种情况发生三相突然短路，便是有限容量下的突然短路。有限电源供给的短路电流,常用短路电流计算曲线计算.2、无限大容量电源供电系统 通常将电源容量远大于系统供给短路点的短路容量，或电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源，当作无限大容量电源，即分析无限大容量电源系统短路电流时，认为电源电压不变。,9,三、短路电流的计算方法(1)有名制法；短路点所在线段的平均电压，V。R、X短路点以前的总电阻和总电抗，均已归算到短路点所在处的电压等级，。在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故(2)标么值法 进行标么值计算要先取基准容量和基准电压，而且要考虑计算的方便。基准容量SJ：全网只取一个，一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA 基准电压UJ：每个电压级各取一个，一般取用各级的平均电压 UJ Ud=1.05UN,下标 J表示“基准”,网络平均电压,网络额定电压,电流基准值和阻抗基准值的计算:当基准容量SJ（MVA）、基准电压UJ（kV）选定后，根 据各物理量之间的关系基准电流IJ（kA），与基准阻抗ZJ（）便可求得 基准电流：基准电抗：标么值和有名值之间的关系和变换 采用标么值的一些好处，采用标么值后：某些物理量可以用标么值相等的另一些物理量来代替，如,10,当用标么值计算时，正常情况下，全网各处电压均在1左右，便于分析系统运行情况,当电压等于基准电压时，即电压的标么值等于1时：,11,有名值,标么值,发电机参数计算,变压器参数计算,有名值,标么值,12,输电线参数计算,有名值,标么值,几何均距,电抗器参数计算,有名值,标么值,短路电流的计算 短路回路中各元件的标么电抗算出后，即可根据供电系统单线路作出它的等效电路图，然后利用阻抗的等值变换公式简化等值电路,计算出回路的总标么电抗。最后根据欧姆定律的标么值形式，计算短路电流标么值 式中 电源电压的标么值，在取 时，1 则三相短路容量的计算 三相短路容量，用来校验所选断路器的断流能力或断开容量(或称遮断容量)是否满足可靠工作的要求。供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统的运行方式可分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下电源系统中发电机组投运多，双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统的总的短路阻抗最小，短路电流最大；反之，最小运行方式下由于电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，一些并联变压器为保证处于最佳运行状态也采用分列运行，这样将使总的短路阻抗变大，短路电流也相应地减小。在用户供电系统中，用最小运行方式求 供继电保护校验灵敏度用。,，供继电保护校验灵敏度用,例1的供电系统图a)电路图,1)选,处，取Uj1=6.3kV 则,2)计算系统各元件阻抗的标幺值，绘制等效电路图，图上按顺序标出其阻抗值。,解：,图37 例31的供电系统图b）等效电路图,3)求电源点至短路点的总阻抗。,4)求短路电流。,处的短路参数：,最大运行方式时：,最小运行方式时:,最大运行方式时：,最小运行方式时:,18,3、线路保护的整定计算,19,一、三段式线路保护的概念 对于35kV及以下电压等级电力系统，一般为中性点不直接接地系统，其线路保护通常采用反应故障时电压、电流的三段式电流保护。第I段电流保护为瞬时电流速断保护、第II段为限时电流速断保护、第III段为过电流保护；第I段及第II段保护构成本线路的主保护，过流保护为后备保护。二、电流速断保护整定的计算 电流速断保护为无时限保护，其动作时间为保护装置的固有动作时间，按规程规定微机保护的固有动作时间为40ms以下。1、原则 躲过线路末端短路时最大三相短路电流。2、公式 式中：被保护线路末端短路故障时，保护安装处测量到的最大短路电流数值。可靠系数，取 1.21.3,20,三、限时电流速断保护整定的计算1、原则 电流定值应对本线路末端故障有规定的灵敏系数，还应与相邻线路保护的测量元件定值配合，时间定值按配合关系整定。也就是说限时电流速断保护要求应保护线路全长，并于相邻下一级线路保护I段相配合。限时电流速断保护的最大保护范围为下级保护的电流速断保护的最小范围。2、公式 下一级线路的速断保护整定值 限时电流速断可靠系数：一般取1.11.2 注：当电流第I段、第II段灵敏系数不够时，可采用电流闭锁电压速断保护，如过流保护作远后备时的灵敏系数不够，可带低电压或复合电压启动。如果被保护线路为双侧电源时，应加方向闭锁，以防止在保护设置处后方发生短路时保护误动。3、时间的选择 限时电流速断的动作时限应比下一级线路电流速断保护的动作时限，高一个时间极差，即0.30.5S,21,四、过流保护整定的计算1、过流保护的作用（1）作为后一级电路保护的远后备，即当后一级线路主保护拒动或断路器失灵时，由前一级的过电流保护来切除故障。（2）作为本线路主保护的近后备，即当本线路发生故障而电流I、II段保护拒动时，由过流保护切除故障。（3）作为网络终端不重要线路的主保护。2、原则 正常运行时保护不应动作，即按躲过最大负荷电流整定。3、公式 本线路的最大负荷电流 可靠系数：一般取1.31.5 4、时间的选择 为保证过电流保护的选择性，过电流保护的时限应比下一级线路过流保护最大时限大一个时间极差，即 t 式中：为下一级各线路中，过流保护动作时限最大的一条线路的过流时限，t为时间极差，一般取 0.5 S,22,4、变压器保护的整定计算,23,一、变压器的保护配置1、变压器的故障 变压器发生的故障有内部故障、外部故障。内部故障：各相绕组之间的相间短路、单相绕组的匝间短路、单相接地短路 外部故障：引出线的相间短路、绝缘套管闪络或破坏、引出线通过外壳发生的单相接地短路。2、常用的保护方式 瓦斯保护、速断保护、差动保护、过负荷保护、温度保护、过流保护、零序电流保护等。二、电流速断保护的整定计算1、原则 按躲过变压器外部故障的最大短路电流整定 变压器二次侧母线最大三相短路电流；可靠系数，取1.21.3,24,2、变压器速断保护的动作电流还应躲过励磁涌流。根据实际经验及实验数据，保护装置一次动作电流必须大于35倍。保护安装侧变压器的额定电流。3、变压器电流速断保护的灵敏系数=2 保护装置安装处最小运行方式时的两相短路电流。三、过电流保护的整定计算 为防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并作为差动和瓦斯保护的后备，变压器必须装设过电流保护。1、原则 躲过变压器的额定电流整定2、公式 可靠系数取1.21.3 变压器的额定电流 3、过流保护的动作时间取一个时间极差t 0.5 S,25,2、保护装置灵敏度 保护装置安装处最小运行方式时的两相短路电流。当保护到变压器低压母线时，要求 1.52，在远后备保护范围末端短路时，要求 1.2.3、考虑到电动机自起动，起动值比较大，不能满足灵敏度的要求，为此可以采用低电压闭锁的过电流保护，以提高保护的灵敏度。低电压按正常运行的最低工作电压整定。四、变压器的过负荷整定1、原则 躲过变压器额定电流整定2、公式 可靠系数取1.05 变压器的额定电流 3、变压器过负荷保护作用于信号，动作时间通常取10S。,26,五、变压器的差动保护 变压器容量大于5600KVA 以上者应加装变压器差动保护，差动保护复杂，这里不作介绍。六、小容量变压器整定计算 小容量变压器，高压侧短路保护装置一般选高压熔断器，低压侧保护装置有的选熔断器，有的选自动空气开关。高压侧熔丝额定电流是按变压器高压额定电流乘上一定倍数来计算。一般610kV变压器，100kVA及其以下者按其额定电流23倍计算；100kVA 以上者按其额定电流1.52倍计算。低压侧熔丝额定电流按变压器低压侧额定电流计算或略大一些。,27,5、电动机保护的整定计算,28,一、电动机的保护配置 目前异步电动机的保护，当容量小于2MW主保护采用电流速断的保护方式，容量在2MW及以上采用电流纵差保护，也可采用电流速断保护及加装纵差动保护。电动机还应装设不平衡电流保护、起动时间过长保护、堵转保护、过负荷保护、过热保护、接地保护、低电压保护和过电压保护。二、电流速断保护的整定计算1、原则 电流速断保护应躲过电动机的最大起动电流，还应躲过外部短路故障切除电压恢复时电动机的最大自起动电流。电流起动倍数，应取实测值，如无实测值，取 7；可靠系数，取1.5 电动机额定电流 2、动作时间 当采用真空断路器或少油断路器控制时，保护动作时间为固有动作时间。,29,三、过电流保护的整定1、原则 躲过电动机的额定电流整定 可靠系数，取1.21.5 2、动作时间时间 时间设定按实测的最长启动时间的1.2倍整定。,30,6、低压配电装置的选择,31,一、低压配电装置的概述 低压电器可分为控制电器和保护电器，控制电器主要用来接通和断开线路，以及用来控制用电设备。保护电器主要用来获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。例如：刀开关、低压断路器属于低压控制电器；熔断器、热继电器属于低压保护电器。二、熔断器的选择1、对于笼型电动机，熔体额定电流按下式选取 IF=(1.52.5)IN。IF熔体的额定电流（A）；IN 电动机的额定电流（A）；2、对于多台笼型电动机，熔体额定电流按下式选取 IF=(1.52.5)IMM+IMM最大一台电动机的额定电流（A）；n 电动机台数；三、低压断路器的选择1、低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流2、热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。3、用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流按 IZ KIq,K为安全系数，可取1.51.7；Iq为电动机的起动电流。,本PPT为可编辑版本，您看到以下内容请删除后使用，谢谢您的理解,【解析】【解答】（1）氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；金刚石是由碳原子构成的；干冰是由二氧化碳分子构成的；（2）质子数为11的是钠元素，钠元素原子的最外层电子数1，在化学反应中容易失去一个电子形成阳离子；（3）化学变化是生成新分子的变化，其实质是分子分解成原子，原子重新组合形成新的分子，故该反应中没有变的是碳原子和氧原子。故答案为：氯化钠；失去；D。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。在化学变化中，原子种类、质量、数目保持不变。26.用微粒的观点解释下列现象：（1）今年我国要求“公共场所全面禁烟”非吸烟者往往因别人吸烟而造成被动吸烟。（2）夏天钢轨间的缝隙变小。【答案】（1）分子是在不断的运动的.（2）夏天温度高，铁原子间的间隔变小.【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）吸烟生成烟雾，烟雾分子因为运动，扩散到空气中，使非吸烟者被动吸入烟雾分子，造成被动吸烟；（2）钢轨由铁原子构成.每两根钢轨间都有一定的间隙，夏天由于气温高，使得钢轨中铁原子的间隔变大，表现为钢轨的体积膨胀，则钢轨间的间隙变小.故答案为：（1）分子是在不断运动的；（2）夏天高温，铁原子间的间隔变小.【分析】微粒观点的主要内容：物质是由分子（或原子构成），分子间有间隔，分子处于永停息的运动状态中.（1）烟雾分子属气体分子，在空气中扩散较快，使非吸烟者被动吸烟；（2）铁原子间有一定的间隔，温度升高，则铁原子间间隔变大，反之则变小，夏天高温状态下，铁原子间间隔变大，使得钢轨体积膨胀，则钢轨间的缝隙变小.,【考点】物质的微粒性【解析】【解答】（1）铁属于金属单质，是由铁原子直接构成；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；二氧化碳是由二氧化碳分子构成的（2）当质子数=核外电子数，为原子，a=2+8=10，该粒子是原子原子序数=质子数=10当a=8时，质子数=8，核外电子数=10，质子数核外电子数，为阴离子。故答案为：原子；离子；分子；10；10；阴离子。【分析】物质有微粒构成，构成物质的微粒有原子、分子、离子是那种，金属、稀有气体由原子构成；常见气体由分子构成；碱和盐由离子构成。当核电荷数等于核外电子数，表示原子，小于时表示阴离子，大于时表示阳离子。25.初中化学学习中，我们初步认识了物质的微观结构。（3）升高温度分子运动速度就加快，只要能说明温度高了运动速度快了的例子都可以，例如阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）由于注射器装入的药品少，现象明显，又是封闭状态，所以可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等故答案为：（1）固体；（2）分子的质量大小或者相对分子质量大小（合理即给分）；（3）阳光下或者温度高衣服干得快，温度高水蒸发的快，糖在热水里比在冷水里溶解的快等；（4）可以控制体积节省药品、可以减少气体挥发造成的污染等【分析】（1）根据实验现象判断氯化铵的状态；（2）根据它们的相对分子质量的区别考虑；（3）根据温度与运动速度的关系考虑；（4）根据注射器的特点考虑,【解析】【解答】A、向一定质量的盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量的过程中，生成氯化钠的质量不断增大，当碳酸钠与盐酸和氯化钙完全反应时，氯化钠的质量不再增大，A符合题意；B、向稀硫酸中加水，溶液的pH逐渐增大至接近于7，B不符合题意；C、向一定质量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液至过量的过程中，氢氧化钡不断和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，溶质的质量减小，质量分数也减小，当氢氧化钡和稀硫酸完全反应时，继续滴加氢氧化钡溶液时，质量分数应该由小变大，C不符合题意；D、加热高锰酸钾时，当温度达到一定程度时，高锰酸钾开始分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，随着反应的进行，剩余固体的质量不断减少，当高锰酸钾完全反应时，剩余固体的质量不再变化，D符合题意。【解析】【解答】A、可燃物的在着火点是一定的，不会降低，故说法错误，可选；B、爆炸是物质在有限的空间内，发生急剧燃烧，短时间内聚集大量的热，使周围的气体的体积膨胀造成的可见爆炸需要氧气的参与，可使燃烧处于暂时缺氧状态，达到灭火的目的故说法正确，不可选；【解析】【解答】燃烧需要同时满足三个条件：一是要有可燃物，二是可燃物要与氧气接触，三是温度要达到可燃物的着火点；以上三个条件都能满足时，可燃物才能发生燃烧。灭火的原理就是破坏燃烧的条件。根据描述，自动灭火陶瓷砖会喷出氦气和二氧化碳，故灭火的原理是隔绝氧气。,【解析】【解答】解：A、从题目中表格知，H2体积分数为10%70%的H2和空气混合气体，点燃时会发生爆炸，故A正确；B、收集的H2能安静燃烧，说明H2的纯度大于等于80%，故B项错误；C、用向下排空气法收集H2，保持试管倒置移近火焰，如果没有听到任何声音，表示收集的H2纯度大于等于80%，故C项错误；D、氢气和空气的混合气体点燃不一定发生爆炸，只有在爆炸极限范围内才会发生爆炸，故D项错误故选A【分析】可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（或氧气）在一定的浓度范围内均匀混合，遇着火源可能会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，在低于爆炸下限时不爆炸也不着火，在高于爆炸上限同样不燃不爆因此可燃性气体在点燃前需要先检验气体的纯度，以防发生爆炸【解析】【解答】A、通过实验可以知道烧杯中的白磷没有燃烧，说明烧杯中的白磷虽然温度达到着火点，但没有与氧气接触，所以不能燃烧，从而可以判断烧杯中的热水不仅仅是只起到加热的作用，故A说法正确；B、铜片上白磷燃烧是温度达到了着火点且与氧气接触，满足燃烧的条件，故B说法正确；C、铜片上的红磷没有燃烧是温度过低没有达到其着火点，没有满足燃烧的条件，故C说法正确；D、烧杯中的白磷通入空气（氧气）就会燃烧，出现“水火相容”的奇观，故D说法错误故选D,24.能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题（1）三大化石燃料包括煤、_、天然气等；它们都是_（填“可再生”或“不可再生”）能源（2）控制反应的条件可使燃料充分燃烧燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉的目的是_（3）天然气主要成分为甲烷，写出甲烷充分燃烧的化学方程式_ 下列有关天然气（或甲烷）的说法正确的是_（填字母）A沼气中的主要成分是甲烷B甲烷气体不会产生温室效应C用天然气代替煤作燃料，有利于减少酸雨形成 You and your friends are leaving a concert on a Friday night.When you get outside,your ears are ringing.You have to shout to be heard.36 So no harm doneright?Not quite.Temporary buzzing may be easy to ignore,but repeated exposure to loud noise will eventually cause serious-and irreversible(无法治愈的)-hearing loss.A new study conducted by researchers at Brigham and Womens Hospital in Boston shows that one in five people between the ages of 12 and 19 are experiencing slight hearing loss,and one in 20 have mild hearing loss.37 But the good news is that there plenty of ways you can protect your ears from further damage and still listen to the music you love:Ask around.Put your earbuds in or your headphones on,and then ask a friend next to you whether or not he or she can hear what youre listening to.38 Turn it down.Buy noise-canceling headphones.A pair of earbuds or headphones that fits comfortably will limit outside noise so that you can hear your music better at lower volumes.,