供配电系统的继电保护概述

2
～
QF2
K-2
M-1 1
K-1
M
QF1
➢主保护 ➢后备保护（近后备，远后备） ➢辅助保护
2．速动性
为了减小由于故障引起的损失W，h减y少?!用
户在故障时低电压下的工作时间，以及提高 电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发 生故障时尽快动作将故障切除。
注意：必须在满足选择性的基础上
3．灵敏性
指在保护范围内发生故障或不正常 工作状态时，保护装置的反应能力。
可见：KW＝ 1
两相不完全星形接线
KAA
KAC
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ic
两相不完全星形接线方式是在 A、C两相装有电流互感器， 分别与两只电流继电器相连接。可以反映除B相单相接地短路 以外的所有故障。
可见：KW＝ 1
KAA
KAC
KAB
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ic
有何 作用？
两相不完全星形接线方式还可以接成两相三继电器形式， 以提高可靠性。
• 继电保护的基本原理
故障量
测量部分
逻辑部分
整定值
• 对继电保护的基本要求
➢选择性 ➢速动性 ➢灵敏性 ➢可靠性
执行部分
跳闸 发信号
1．选择性
当供电系统发生短路故障时，继电保护 装置动作，只切除故障元件，并使停电范围 最小，以减小故障停电造成的损失。保护装 置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选 择性。
供配电技术
第7章 供配电系统的继电保护
第一节 概 述
第一节 概述
• 继电保护的概念
继电保护装置是能反应供电系统中的电气设备发生故障 或不正常工作状态，并能动作于断路器跳闸或启动信号装置 发出预报信号的一种自动装置。
• 继电保护的任务
自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切 除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电； 能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求， 发出预报信号 ； 继电保护装置与供电系统的自动装置(如自动重合闸装 置、备用电源自动投入装置等)配合，可以大大缩短事故停 电时间，从而提高供电系统的运行可靠性。
接线系数KW ：指通过继电器的电流 IK与电 流互感器二次电流 I2的比值，
即：KW＝IK／I2。
三相完全星形接线方式
源自文库
KAA
KAB
KAC
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ib
* *
Ic
IA
IA
Ia
Ia
IC Ic
Ib
IB
Ic
IA Ia
IC
(a)
(b)
(c)
(d)
三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三 只继电器对应连接的。可以反映任何形式短路故障。
二、工作原理
继电器的起动电流是指使继电器常开接点闭合的 最小电流，用Iop·K表示。 继电器的返回电流是使继电器闭合了的常开接点 断开的最大电流 ，用Ire·K表示。 返回系数Kre是指继电器的返回电流Ih.j与其起动 电流Idz.j的比值，一般小于1，即：
Kre＝ Ire·K ／ Iop·K 继电器起动电流Iop·K的调整方法 ： 粗调：改变继电器两个电流线圈的联结方式 (串、 并联)
可见：KW＝ 1
两相电流差接线
KA
IA
IB
IC
* *
TA
Ia
* *
Ic
IK Ia
IK
Ia
Ic
Ib
Ic
IK
Ia
Ib
(a)
(b)
(c)
(d)
两相电流差接线方式由两台电流互感器和一只电流继电
器组成。正常工作时，通过继电器的电流 IK 为：
IK Ia Ic 3Ia 3Ic
Ij
I j
两相电流差接线的接线系数
UK·max——保护区内故障的最大残压值
4．可靠性
继电保护装置在其所规定的保护范围 内发生故障或不正常工作时，一定要准确动 作，即不能拒动；不属其保护范围的故障或 不正常工作时，一定不要动作，即不能误动。
另外：还要考虑经济性
目标：技术上安全可靠，经济上合理
电流互感器的接线方式
保护装置的接线方式是指作为相间短路的过 电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线 圈之间的连接方式。分为三种： ➢三相完全星形接线方式 ➢两相不完全星形接线 ➢两相电流差接线
➢信号继电器用于各保护装置回路中，作为保护动作 的指示器
感应型电流继电器（GL型）
一、结构
二、工作原理
由带延时动作的感应部分与瞬时动作的电磁部分组成。
1．感应系统部分：
动作电流是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片相咬合时，线 圈所需要通入的最小电流。
动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来 调整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。
细调：改变反作用弹簧的反作用力矩
电磁型电压、中间、时间、信号继电器
电磁式电压继电器有过电压和欠电压继电器两大 类，其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多。
欠电压继电器的起动电压Uop·K是使其动作的最 高电压;返回电压Ure·K是使其返回的最低电压;返 回系数Kre ＝ Ure·K／ Uop·K 。
如果Z2＞Z2al，不满足要求，则采取以下措施： （1）增大连接导线截面，或缩短导线长度，以减 小二次负载。 （2）改变变比较大的电流互感器，降低一次电流 倍数，增大二次负载值。 （3）将两个电流互感器二次线圈串联，使二次允 许负载增大一倍。
电磁型电流继电器（DL型）
一、结构
1—铁心 2—线圈 3—可动舌片 4—反作用弹簧 5—可动触点 6—静触点 7—调整杆 8—刻度盘
不同的相间短路时，接线系数是不一样的。 ✓ 正常和三相短路时接线系数为 3 ； ✓ AC相短路时接线系数为2； ✓ AB相或BC相短路时接线系数为1。
Why?!
因而灵敏系数也不一样。一般情况下： ▪ 保护整定时取KW ＝ ▪ 灵敏度校验时取KW ＝1
三种接线方式性能比较
可靠性 灵敏性
三相三 继电器
指电流互感器 一次电流倍数m （又称10%倍 数）与电流误 差等于10%所 允许的二次负 载值Z2al的关系 曲线。
利用10%误差曲线校验电流互感器
1。计算一次电流倍数m 2。计算允许负载值——查10%误差曲线 3。计算实际负载值—— Z2 U 2 / I2 2Rwi ZR Rtou 感器4的。误比差较不负超荷过大1小0%—。—如果Z2≤Z2al，则说明电流互
由于欠电压继电器的返回电压大于起动电压，所 以其返回系数Kre大于1，一般在 1～1.2之间。
➢时间继电器在保护装置中起延时作用，以保证保护 装置动作的选择性。
➢中间继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器 的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带 有不大的延时(0.4～0.8S)，或者通过继电器的自保持， 以适应保护装置的需要。
最好
两相两 继电器
较好
两相一 继电器
差
经济性
差
较好
最好
适用 场合
中性点接地 电网
中性点不接 地电网
10kV以下和 高压电动机
保护
电流互感器的误差曲线
电流互感器的误差主要与一次电流和二次负载值
Z2有关系。
I2
1
2
fi % 10
I2max
I1 I10
电流互感器二次电流和一次电流的关系曲线图
电流互感器的10%误差曲线
返回电流是指便扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大 电流。
动作时间是指从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这 一段时间。
通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作时间就越短， 这种特性称为反时限特性。
时限螺钉指示盘上的刻度，是指通入10倍动作电流整定值时 的动作时间。
2．电磁速断部分
电磁系统的速断特性即当通入继电器线圈的电流大 到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁 右端瞬时被吸下，接点立即闭合。
继电保护装置的灵敏性以灵敏系数 KS来衡量。
（1）对于反应故障时参数量增加的保护装置 例如：过电流保护的灵敏系数为
KS＝IK·min／Iop
IK·min ——保护区内故障的最小短路电流值
（2）对于反应故障时参数量降低的保思护装考 置 例如：低电压保护的灵敏故系障数点为位于何处?
KS＝Uop／UK·max
动作电流值通过改变衔铁与电磁铁心之间气隙来调 整，其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流 值的2～8倍。
GL-10型继电器本身带有信号掉牌，而且接点容量 又较大，所以组成反时限过电流保护时，无需再接 入其他继电器。
GL-10（20）系列继电器的时限特性曲线