国电集团招聘考试2-12-电气类专业知识点--电力系统继电保护(3)

3、减小不平衡电流的措施

（1）减小稳态情况下的不平衡电流

变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。

（2）减小电流互感器的二次负荷

这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。

（3）采用带小气隙的电流互感器

这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互感器的暂态特性。

（4）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿

变压器相间短路的后备保护可采用过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护或负序电流保护等。

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5、过电流保护

1、变压器过电流保护的单相原理接线如下图所示。

4、保护的灵敏系数按下式校验：

要求：作为近后备保护，取变压器低压侧母线为校验点，要求Ksen=1.5～2.0；作为远后备保护，取相邻线路末端为校验点，要求Ksen≥1.2。

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5、保护的动作时限

应比相邻元件保护的最大动作时限大一个阶梯时限△t。

3.6、低电压启动的过电流保护

1、低电压启动的过电流保护原理接线如下图所示。

2、低电压启动的过电流保护工作原理

保护的启动元件包括电流继电器和低电压继电器，只要当电流元件和电压元件同时动作后，才能起

动时间继电器经预定时间后，起动出口中间继电器动作与跳闸。

4、电动机保护

电动机的故障

主要有定子绕组的相间短路、单相接地短路和一相绕组的匝间短路。

对电动机定子绕组的相间短路应装设相间短路保护。容量在2MW以下的电动机装设电流速断保护（保护宜采用两相式）；容量在2MW以上或容量小于2MW但灵敏度不满足要求的电动机装设纵差保护。保护装置动作于跳闸，对同步电动机还应进行灭磁。

对电动机的单相接地应装设单相接地短路保护，并动作于跳闸。对3～6kV电动机因电网中性点不接地，只有当接地电流大于5A时，才装设单相接地保护装置，动作于跳闸或信号。电动机的不正常运行状态

有过负荷、相电流不平衡、低电压、堵转、同步电动机还有异步运行和失磁等。

对经常过负荷的电动机可装设过负荷保护，保护应根据负荷特性，带时限动作于信号或跳闸。

为反应相电流的不平衡，对容量为2MW及以上的电动机，可装设负序过流保护，动作于信号或跳闸。

电网电压降低时，为保证重要电动机的正常运行，在次要电动机上应装设低电压保护。此外，在运行中不允许自起动的电动机也应装设低电压保护。低电压保护动作于跳闸。同步电动机需装设失步保护和失磁保护。

电压在500V以下的电动机，特别是容量为0.075MW及以下的电动机，广泛采用熔断器或自动空气开关作为相间短路和单相接地短路保护；用磁力起动器或接触器中的热继电器作为过负荷和两相运行保护。只有对不能采用熔断器保护的较大容量高压电动机，才装设专用的保护装置。

4.1、相间短路保护

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一、电流速断保护

容量在2000KW以下的电动机上广泛装设电流速断保护作为相间短路保护，为了在电动机内部及电动机与断路器之间的连接电缆上发生故障时保护均能动作，电流互感器尽可能安装在断路器侧。通常对于不易过负荷的电动机，宜采用两相不完全星形接线，可采用DL—11型电流继电器。对易产生过负荷的电动机，宜采用两相电流差接线，可采用感应型电流继电器（如GL-14型），其中的速断部分用作相间短路保护，反时限部分用作过负荷保护。

二、纵差动保护

电动机容量在5MW以下时，纵差动保护采用两相式接线，在5MW以上时，采用三相式接线，以保证一点在保护区内另一点在保护区外两点接地时的快速跳闸。

4.2、单相接地保护

中性点非直接接地电网中的高压电动机，当发生单相接地且接地电流大于5A时，应装设单相接地保护。

电动机单相接地保护接线如图所示，其中TA为零序电流互感器，电缆头的接地线应通过

TA铁心窗口接地。零序电流继电器KAZ的动作。

4.3、低电压保护

3～6 kV厂用电动机低电压保护接线图

在图(a)的交流回路中，1QS为电压互感器一次侧的隔离开关，当电压互感器停用时，通过辅助触点1QS1~1QS6将二次回路全部断开，消除电压互感器二次侧向一次侧倒送电的可能；同时，通过1QS7触点解除了图(b)直流回路的控制电源，防止保护误动作（注意，此时直流电源监视继电器KVS处于失磁状态，光字牌H1亮）。1KVU~3KVU为接于相间电压上的低电压继电器，KV1为接于电压互感器TV开口三角形绕组上的对地绝缘监视继电器。当发生接地短路时，KV1处于动作状态。

电动机的低电压保护一般设两个时限，以较短的时限（一般取0.5s）跳开次重要电动机，如图（b）中的时间继电器1KT；以较长的时限（一般取9～10s）跳开重要电动机，如图（b）中的时间继电器2KT。当电源三相短路消失或三相电压降低到低电压继电器的动作值时，1KVU、2KVU、3KVU动断触点闭合，动合触点断开，1KC失磁，于是1KT起动，经0.5s，控制电压“＋”极加于小母线W1上，切除次重要电动机。如电压仍不能恢复，则4KVU仍处于动作状态，时间继电器2KT也处于动作状态，经8～9s，控制电压“＋”极加于小母线W2上，切除不允许自起动的重要电动机。低电压保护动作后，光字牌H3亮。

当电压互感器一次侧或二次侧发生断线时，1KVU~3KVU相应的动断触点闭合，因不是三相断线，1KVU~3KVU的动合触点总有一个闭合，于是1KC起动。1KC动作后，一方面断开了1KT、2KT的起动回路，防止低电压保护误动作；另一方面光字牌H1亮，发出电压回路断线信号。

当直流控制电源消失时，KVS失磁，光字牌H1亮

4.4、微机型电动机的保护

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一、电流速断保护

电流速断保护，作为电动机相间故障的主保护。该保护分别设置高灵敏度定值Isdg，低灵敏

度定值Isdd。能有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护具有较高的灵敏度。

其动作判据为：

Imax= max(Ia ,Ib ,Ic)

Imax>Isdg 在额定启动时间内

Imax>Isdd 在额定启动时间后

二、负序过流保护

防止电动机电流不对称，出现较大的负序电流；而负序电流在转子中产生2倍工频的电流，使转子发热大大增加，危及电动机的安全运行。负序过电流保护分两段：

（1）负序过电流一段保护

当电动机发生断相、反向或匝间短路时，将产生负序电流，装置根据负序电流值提供保护。 I2.act.1= (0.6~1) IN ；t2.act.1 按躲过开关不同期合闸出现的暂态过程的时间整定。负序过电流一段跳闸动作条件如下：

I2 > I2.act.1 ； t > t2.act.1

式中 I2.act.1——电动机负序电流一段定值(A);

I2——负序电流(A);

t2.act.1——负序电流一段保护动作时间(s);

（2）负序过电流二段保护

当电动机严重不平衡,按电动机承受不平衡工况整定.

其动作判据为

I2 > I2.act.2 ； t > t2.act.2

式中 I2.act.2——电动机负序电流二段定值(A);

I2——负序电流(A);

t2.act.2——负序电流二段保护动作时间(s);

三、定子单相接地保护

对于电动机所在的低压电网，中性点一般不接地或经消弧线圈/电阻接地，其定子单相接地主要由绝缘损坏引起，其零序电流主要为电容电流，采用零序电流互感器获取电动机的零序电流．构成电动机的单相接地保护。为防止在电动机较大的启动电流下．由于零序不平衡电流引起本保护误动作，本保护采用了最大相电流Imax作制动量Ibrk，其动作特性见图。

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四、堵转保护

为了保证电动机不因堵转而烧坏，用电动机转速开关和相电流构成堵转保护。其动作条件如下：

条件满足时，转速开关触点闭合。

式中 Idact——堵转保护动作电流整定（A）,

tdact——堵转保护动作时间。

本保护引入电动机转速开关信号，当电动机启动时，堵转保护元件自动退出。

六、起动时间过长保护

当电动机在规定的起动时间内没有完成起动时保护动作。起动时间按下式整定：

七、过负荷保护

过负荷保护主要防止由过负荷、定子断线等引起的电动机过热，也做电动机短路、起动时

间过长、堵转等其他故障的后备保护。其动作判据如下：

式中IL.act 过负荷保护电流动作值(A);