供配电系统保护

上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 正常运行时，YR流过的电流远小于其动作电流(脱扣电流)，因此不动 作。而在一次电路发生相间短路时，短路电流反映到电流互感器二次 侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器QF跳闸。 这种操作方式简单经济，但保护灵敏度低，实际上较少采用。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• (四)继电保护装置的操作方式 • 继电保护装置的操作电源，有直流操作电源和交流操作电源两大类。
直流操作电源有蓄电池组和整流电源两种。但交流操作电源具有投资 少、运行维护方便及二次回路简单、可靠等优点，因此它在用户供配 电系统中应用极为广泛。 • 交流操作电源供电的继电保护装置主要有以下两种操作方式。 • 1.直接动作式 • 直接动作式如图4-10所示，利用断路器操作机构内的过电流脱扣器 (跳闸线圈)YR作为过电流继电器，接成两相两继电器式或两相一继电 器式。
电流继电器类似，只是电压继电器的线圈为电压线圈，导线细而匝数 多、阻抗大。它多做成低电压(欠电压)继电器。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 低电压继电器的动作电压Uop，为其线圈上的使继电器动作的最高电
压;而其返电压Ure，为其线圈上的使继电器由动作状态返回到起始位
置的最低电压，低电压继电器的返回系数
测量继电器。 • 常用的DL-10系列电磁式电流继电器的基本结构如图4-1所示。当继
电器线圈中通过的电流达到动作值时，使固定在转轴上的Z形钢舌片 被铁芯吸引而偏转，导致继电器触点切换，使动合(常开)触点闭合， 动断(常闭)触点断开，这就称为继电器动作。当线圈断电时，Z形钢 舌片被释放，继电器返回。
上一页 下一页 返回
• 5.电磁式中间继电器 • 电磁式中间继电器在继电保护装置中用作辅助继电器，以弥补主继电
器触点数量或触点容量的不足。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 它通常接在保护的出口回路中，用以接通断路器的跳闸线圈，所以它 又称出口继电器。
• 常用的DZ-10系列电磁式中间继电器的内部结构如图4 -5所示，当其 线圈通电时，衔铁被快速吸向铁芯，使其触点切换。当其线圈断电时， 衔铁被快速释放，触点返回起始状态。
• 2.“去分流跳闸”的操作方式 • “去分流跳闸”的操作方式如图4-11所示。 • “去分流跳闸”的原理电路[见图4-11 (a)〕正常运行时，电流继电器
KA不动作，其常闭触点将跳闸线圈YR短路，YR中无电流通过，断 路器QF不会跳闸。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 在一次电路发生相间短路时，继电器KA动作，其常闭触点断开，使 跳闸线圈YR的短路分流支路被去掉，从而使电流互感器的二次电流 全部通过YR，致使断路器QF跳闸，即所谓去分流跳闸。这种交流操 作方式接线简单，也较灵敏可靠，但要求继电器触点的分断能力足够 大才行。现生产的GL-15 , 16等型号的感应式电流继电器，其触点的 短时分断电流可达150 A，完全满足去分流跳闸的要求。
• 但需指出，这一去分流跳闸电路有一个致命缺点，就是由于外界振动 引起电流继电器KA的常闭触点偶然断开时，有可能造成断路器误跳 闸。因此这一电路只是说明“去分流跳闸”的基本原理电路，实际电 路必须弥补这一缺点。
上一页
返回
任务2 高压电力线路的继电保护
• 一、带时限的过电流保护
• 带时限的过电流保护，按其动作时限特性分，有定时限过电流保护和 反时限过电流保护两种。定时限过电流保护的动作时间是固定不变的 (一经整定以后)，与短路电流大、小无关。反时限过电流保护的动作 时间则与短路电流大小有反比关系，短路电流越大，动作时间越短， 所以反时限特性也称为反比延时特性〕
• 下面分析图4-13所示定时限过电流保护的工作原理。 • 当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，其常开触点
闭合使时间继电器KT启动。KT经过整定的时限后，其延时触点闭合， 使串联的信号继电器(电流型)KS和出口的中间继电器KM同时动作。 KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路，给出灯光信号和音 响信号。
• (一)定时限过电流保护装置的组成和原理 • 线路定时限过电流保护装置的原理电路如图4-13所示。其中图4-13
(a)是集中表示的原理电路图，通常称为接线图(或结线图)。
下一页 返回
任务2 高压电力线路的继电保护
• 这种电路图的所有电器的组成部件是各自归总在一起的，因此过去也 称归总式电路图。图4-13 (b)是分开表示的原理电路图，通常称为展 开图，这种电路图的所有电器的组成部件按各部件所属回路来分开表 示，全称是展开式原理电路图。从原理分析的角度来说，展开图简明 清晰，在二次回路(包括继电保护电路)中应用最为普遍。
• 电压型信号继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联在二次回路 中。DX-11型电磁式信号继电器的内部结构如图4 -4所示。
• 信号继电器在不通电的正常状态下，其信号牌是支持在衔铁上面的。 当继电器线圈通电时，衔铁被吸向铁芯而使信号牌掉下，显示动作信 号，同时带动转轴旋转90°，使固定在转轴上的动触点(导电片)与静 触点(导电片)接通，从而接通信号回路，发出音响或灯光信号。要使 信号停止，可旋动外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌 复位。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 当继电器的线圈断电时，继电器在返回弹簧的作用下返回。为了缩小 继电器的尺寸和节约材料，时间继电器的线圈通常不按长时间接上额 定电压来设计。因此凡需长时间接上电压工作的时间继电器，应在它 动作后，利用其常闭的瞬时触点的断开，使其线圈串入限流电阻，以 限制线圈电流，以免使线圈过热烧毁，同时又能维持继电器的动作状 态。
• 常用的GL-10 , 20系列感应式电流继电器的内部结构如图4-6所示， 感应式电流继电器由感应元件和电磁元件两大部分组成。感应元件主 要包括线圈1、带短路环3的铁芯2及装在可偏转的铝框架6上的转动 铝盘4。电磁元件主要包括线圈1、铁芯2和衔铁15。其中线圈1和铁 芯2是两组元件共用的。
• (三)继电保护装置的接线方式 • 过电流的继电保护装置中，启动继电器与电流互感器之间的连接，主
项目四 供配电系统保护
• 任务1继电保护的接线和操作方式 • 任务2 高压电力线路的继电保护 • 任务3 供配电系统的二次回路控制
返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 一、继电保护的任务与要求
• (一)继电保护装置的任务 • 继电保护wk.baidu.com置是按照保护的要求，将各种继电器按一定的方式进行连
接和组合而成的电气装置，其任务是: • (1)故障时动作于跳闸。 • (2)异常状态时发出报警信号。 • (二)继电保护的基本要求 • 1.选择性 • 2.可靠性 • 3.速动性
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作 电流，用Iop表示，过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到 起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流Ire。继电器的返回电流 与动作电流的比值，称为继电器的返回系数，即:
• 电磁式电流继电器的动作电流有以下两种调节方法: • (1)平滑调节。拨动调节转杆来改变弹簧的反作用力矩，可平滑地调
下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 4.灵敏度 • 对过电流保护，其灵敏系数的定义为:
• 对低电压保护，其灵敏系数的定义为:
• 在GB 50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中， 对各种继电保护的灵敏系数均有一个最小值的规定，应以此作为各种 继电保护灵敏度检验的依据。
节动作电流值。 • (2)级进调节。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 利用两个线圈的串联和并联来调节，当两个线圈由串联改为并联，动 作电流将增大一倍。反之，由并联改为串联时，动作电流将减小一半。 这种电流继电器的动作很快，可认为是“瞬时”动作的，因此它是一 种瞬时电器。
• 图4 -2为DL-10系列电磁式电流继电器的图形符号。 • 2. DL-10系列电磁式电压继电器 • 供配电系统中常用的电磁式电压继电器的结构和原理，与上述电磁式
，一般为1.
25 。 Kre越接近于1，说明继电器越灵敏。
• 3.电磁式时间继电器
• 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来获得所需要的延时。常用 的DS-110, 120系列电磁式时间继电器的基本结构如图4-3所示。当继 电器线圈接上工作电压时，铁芯被吸入，使被卡住的一套钟表机构被 释放，同时切换瞬时触点。在拉引弹簧作用下，经过整定的时间，使 主触点闭合。继电器的时限，可借改变主静触点与主动触点的相对位 置来调整。调整的时间范围，标明在标度盘上。
• 两相两继电器式接线在一次电路发生任何形式的相间短路，其KW =1， 保护装置的灵敏度都相同。
• 2.两相一继电器式接线 • 图4-8是两相一继电器式接线，这种接线正常工作时流入继电器的电
流同相电流互感器二次电流之差，因此又称两相流差接线。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 在其一次电路发生三相短路时，流入 继电用电流为互感器二次电流 的 倍(见图4-9 (a)相量图)，即
• 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，以提醒运行
值班人员注意。常用的DX-11型电磁式信号继电器有电流型和电压型 两种。电流型信号继电器的线圈为电流线圈，串联在二次回路内，因 为其阻抗小，不影响其他二次回路元件的动作。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 6.感应式电流继电器 • 感应式电流继电器兼有上述电磁式电流继电器、时间继电器、信号继
电器和中间继电器的功能，而且可用来同时实现过电流保护和电流速 断保护，从而可使继电保护装置大大简化，减少投资，因此在用户的 中小型变配电所中应用极为广泛。感应式电流继电器属测量继电器。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
按其用途分，有控制继电器和保护继电器两大类。前者用于自动控制 电路，后者用于继电保护电路。保护继电器按其在继电保护电路中的 功能分，有测量继电器和无测量继电器两大类。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• (二)常用的机电型保护继电器 • 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启动元件，属
要有两相两继电器式和两相一继电器式两种接线方式。 • 1.两相两继电器式接线 • 图4-7是两相两继电器式接线。
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 这种接线，如果一次电路发生三相短路或任意两相短路，都至少有一 个继电器要动作，从而使一次电路的断路器跳闸。为了表述继电器电 流IKA与电流互感器二次电流入的关系，特引入一个接线系数(Wining Coefficient) KW，其定义式为:
上一页 下一页 返回
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 以上四项要求对于一个具体的保护装置来说，不一定都是同等重要的， 而是往往有所侧重。
• 二、常用的保护继电器及其接线和操作方式
• (一)继电器的分类 • 继电器是一种在其输入的物理量(包括电气量和非电气量)达到规定值
时，其电气量输出电路被接通或分断的自动电器。 • 继电器按其输入量的性质分，有电气继电器和非电气继电器两大类。
• 在其一次电路的A, C两相发生短路时，流入继电器的电流为互感器二 次电流的2倍(见图4-9 (b)相量图)，即
• 在其一次电路的A, B两相或B, C两相发生短路时，流入继电器的电流 只有一相互感器的二次电流(见图4-9 (c)、(d)相量图)，即
• 由以上分析可知，两相一继电器式接线能反应各种相间短路故障，但 不同相间短路的保护灵敏度不同，有的相差一倍，因此不如两相两继 电器式接线。但这种接线少用一个继电器，较为简单、经济，它主要 用于高压电动机保护。
上一页 下一页 返回
任务2 高压电力线路的继电保护
• KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故 障。在短路故障被切除后，继电保护装置除KS外的其他所有继电器 均自动返回起始状态，而KS可手动复位。