《高压电工》继电保护与二次系统共123页文档
《继电保护及二次回路课件》
二〇一五年五月
第一节、继电保护任务及基本要求
第二节、变电站变压器保护
第三节、电力线路及设备保护
第四节、二次回路基本知识
第五节、电力系统自动装置
第一节
1 、 继
继电保护任务及基本要求
电 保 护 装 置
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系
统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行
10KV电压比:10/0.1 10KV电流比 :3000/5
玉新风电场1#、2#主变均配置了深圳南瑞科技有限公司生
产的ISA-300G型的成套微机保护。均是有ISA-387G差动 保护装置、ISA-361G非电量保护装置、ISA-388G高后备 和低后备保护装置组成。 110kV电压比：110/0.1 110kV电流比：400/5
四、二次回路的识图 1、先交流、后直流； 2、交流看电源、直流找线圈； 3、先找线圈，再找接点； 4、先上后下，先左后右；
五、中央信号装置
中央信号装置分为事故信号和预告信号两种。
事故信号的主要作用：在断路器事故跳闸时，能及时地发
出音响信号，并使相应的断路器灯光位置信号闪光。预告
信号的主要作用：在运行设备发生异常现象时， 瞬时或延
两相差接线优点：可以节省一只继电器和一个跳闸线圈。
3、过流保护的动作电流值整定 K JX K K K ZQ I FH · IDZ· ZD J= K F nL IDZ· J——继电器动和电流，A； KJX——接线系数（星形为1，角形与差接时为 KZQ——自动起系数； KF——电流继电器返回系数（一般取0.85）；
的辅助性电气设备。
二次回路——由二次设备连接成的回路称为二次回路或二 次系统。 按二次设备各种不同的用途可分为：
继电保护与二次系统
继电保护与二次系统1、了解继电保护的任务及基本要求。
p186、187任务：继电保护是当电器设备发生短路故障时，能自动迅速将故障设备从电力系统切除。
当正常供电电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置迅速投入备用电源，使重要设备能继续供电。
基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。
2、掌握变压器保护的配置及作用、保护原理。
配置P 190 ：小容量电力变压器设置：过电流保护、电流速断保护。
大容量电力变压器设置：复压闭锁过电流保护、差动保护。
800kVA及以上或车间内400kVA及以上还应配置气体保护（瓦斯保护）。
变压器气体保护动作时可能发生变压器内部故障。
主要有：内部短路和油面降低。
对短变压器内部路故障时产生的大量气体使气体继电器动作。
变压器差动保护的保护范围为：主变压器一、二次侧电流互感器之间的所用部分。
判断一、二次差流的大小。
当为穿越性故障时，为两电流相减，电流较小，不会动作。
当为内部故障时，为两电流相加，电流较大，保护动作。
电流速断保护电流定值一般按短路故障电流整定。
因此电流速断保护动作说明被保护设备出现了严重的短路故障。
过电流保护电流定值一般按被保护设备的最大负荷电流整定。
因此过电流保护动作说明可能出现了主变过载、下一级线路或设备故障、变压器低压侧故障、电流速断保护或差动保护拒动等情况。
3、掌握电力线路保护的配置及作用、保护原理。
P202-203配置：过电流保护及电流速断保护。
35kV及以上线路还可设低电压保护。
若有小电源，则可配方向元件。
电流速断保护电流定值一般按躲本线末端三相最大短路电流整定。
因此电流速断保护动作说明被保护线路出现了严重的短路故障。
过电流保护电流定值一般按线路的最大负荷电流整定。
因此过电流保护动作说明可能出现了线路过载、下一级线路或设备故障、线路末端故障、电流速断保护拒动等情况。
过电流保护有定时限和反时限两种。
接线方式有：三相完全星型接线、两相不完全星型接线（两相两继电器、两相三继电器）、两相差接线。
高压电工作业第八章继电保护与二次系统
FENGNINGZHIJIAOZHONGXIN
运行条件和设备的承受能力，自动发出信号，减 负荷或昝跳闸。
二、继电保护基本要求 继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术 上满足选择性、快速性、灵敏性和可靠性四个基 本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应 同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及 只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四 个基本要求中有些要求可以降低。 1、选择性 选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生 短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从
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信号继电器用于发出继电保护动作信号，便于 值班人员发现事故和统计继电保护动作次数。信 号继电器的文字符号是KS。其有以下两个特点：
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3、在电源到断点之间，短路电流流过非故障 设备，产生发热和电动力，造成非故障设备损坏 或缩短使用寿命。
4、故障点附近部分区域电压大幅下降，用户 的正常工作遭到破坏或影响产品质量。
继电保护的任务是： 1、反映电力系统元件和电气设备故障，自动、 有选择性、迅速地将故障元件或设备切除，保证 非故障部分继续运行，将故障影响限制在最小范 围。 2、反映电力系统的异常运行状态，根据
2、快速性 快速性是指继电保护装置应能尽快地切除故
障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行 的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列 运行的稳定性。
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3、灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发 生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反 应能力。 4、可靠性 可靠性是指继电保护装置在需要它动作时可靠 动作（不拒动），不需要它动作时可靠不动作 （不误动）。包括安全性和信赖性，是对继电保 护最根本的要求。
继电保护及二次回路
进网电工培训—高压理论部分第六章继电保护与二次回路一．继电保护和自动装置1．了解什么是继电保护和自动装置2．他们在电力系统中的作用和任务是什么3．对他们有什么基本要求4．继电保护与二次回路常用电气符号5．各种电气设备的保护及元器件二．二次回路的基本知识1．二次回路的接线图有几种2．二次回路的编号三．变电所操作电源1．了解操作电源有几种2．操作电源的工作原理四.继电保护的发展一．继电保护和自动装置电力系统的各种故障和不正常运行状态故障:包括各种短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1.1)）和断线（单相和两相），其中最常见同时也最危险的故障是发生各种型式的短路。
在发生短路时可能产生以下的后果:(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。
(2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命。
(3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。
(4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
不正常运行状态:电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。
如：过负荷、频率降低、过电压、电力系统振荡等。
事故：系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
电力系统继电保护电力系统继电保护是继电保护技术或继电保护装置的统称。
继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。
1．继电保护装置和安全自动装置：当电气设备或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，需要有向值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发生的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的、用于保护电力元件的成套硬件设备，叫做继电保护装置；则用于保护电力系统的则称为电力系统安全自动装置。
继电保护及二次系统
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 继电保护的基本知识 线路的继电保护 电力变压器的继电保护 二次系统接线图 中央信号系统 断路器控制回路及信号系统 绝缘监察装置和电气测量仪表 备用电源自动投入装置
7.1 继电保护的基本知识 7.1.1 继电保护的任务和要求
压UOP是使其动作的最大电压，而它的返回电压
Ure是使其返回的最小电压，返回系数Kre＝
Ure/UOP。由于欠电压继电器的返回电压Ure大于动 作电压UOP，所以其返回系数Kre>1，一般为1～ 1.2。
(3) 电磁式时间继电器
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。
DS系列电磁式时间继电器的内部结构如图 7.4所示，主要由电磁机构和钟表延时机构两部分 组成，电磁机构主要起锁住和释放钟表延时机构 作用，钟表延时机构起准确延时作用。时间继电
信号继电器可分为串联信号继电器（电流信
号继电器）和并联信号继电器（电压信号继电
器），其接线方式如图7.7所示。实际使用时，一
般采用电流型信号继电器。
图7.3 DL系列电磁式电流继电器的内部结构和内部接线图 （a） 内部结构图；（b） 内部接线图
图7.4 DS－100系列时间继电器的内部结构图
图7.5 DZ－10系列中间继电器结构图
过电流保护和电流速断保护。电压保护主要是低电 压保护，当发生短路时，保护装置安装处母线残余 电压低于低电压保护的整定值时发出保护动作。电 压保护一般很少单独采用，多数情况下是与电流保
护配合使用，例如低电压闭锁过电流保护。
7.2.1 额定电压
1．三相完全星形接线 三相完全星形接线方式又称三相三继电器式 接线，如图7.8（a）所示。它是用三台电流互感器 与三只继电器对应连接的，这样，不论发生任何 类型的短路故障，流过继电器线圈中的电流U、V、 W总是与电流互感器一次U、V、W电流成比例。 三相完全星形接线方式对各种短路故障如三 相短路、两相短路、单相接地短路都能起到保护 作用，而且具有相同的灵敏度。在各种短路时电 流相量如图7.8（b）、（c）、（d）所示。当发生
《继电保护技术》课件——第一章_继电保护和二次回路的基本知识
关于灵敏性
灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Ksen，也称为灵 敏度。
在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑：
（1）在可能的运行方式下，选择最不利于保护动作的 运行方式； （2）在所保护的短路类型中，选择最不利于保护动作 的短路类型； （3）在保护区内选择最不利于保护动作的那点作为灵 敏度校验点（计算所选的短路点）。
A BC
UUU
a
V PV b
c
电压互感器
电压互感器的星型接线
A BC
U A
U B
U a U b
U
V PV1
U
U
U C
U C
V PV2 V PV3
a
b
c n
电压互感器
电压互感器的三相五柱式接线
A BC
l
U
n
a b c n
（三）TA与TV的工作特点
（1）电压互感器二次电压可看成是电压源，而电 流互感器二次电流可看成是电流源。
根据测量比较元件输 出逻辑信号的性质、 先后顺序、持续时间 等，使保护装置按一 定的逻辑关系判定故 障的类型和范围，确 定是否应该跳闸、发 出信号或不动作，并 将对应的指令传给执 行输出元件。
根据逻辑判断 元件传来的指 令，发出跳开 断路器的跳闸 脉冲及相应的 动作信息、发 出警报或不动 作。
继电保护装置的分类
I 10%
70
二次负载阻
抗之间的关 系曲线。
0
Zmax
I 10%
70
Z loa
（二）电压互感器
电
V-V接
压
线
可以获得对称的三个线电压， 但不能获得相电压
继电保护及二次回路(母线保护)
Id Idset
Id
Ij
j 1
m
• 3、和电流突变量元件 • 当任一相的和电流突变量大于突变量门坎时，该相起动元件 动作。 其表达式为： m •
ir Idset
Ir
j 1
Ij
• i r • Idset
————为和电流瞬时值比前一周波的突变量； ————为突变量门坎定值
• 3、 故障分量复式比率差动判据 • 动作表达式为：
Id Idset Id Kr (Ir Id ) Id Idset Id 0.5 ( Ir Id )
•
•
“故障分量差电流”------Id
m j 1
(1) (2) (3) (4)
Ij
m j 1
• • • • • • •
差回路构成： 差动回路是由大差动和几个各段母线小差动所组成的； 大差比率差动元件作为区内故障判别元件； 小差比率差动元件作为故障母线选择元件； 大差与小差区别 大差比率差动’差电流’与’和电流’计算与刀闸无关. 大差比率差动’差电流’与’和电流’计算不计母联电流.
大差复式比率动作
• （2）缺点： • 1）在母线检修或故障时，隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂， 容易发生误操作； • 2）当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大； • 3）检修任一回路的断路器，该回路仍停电； • 4）所用设备多（特别是隔离开关），配电装置复杂。
• 2、双母线分段接线 • 分段的双母线接线是用分段断路器将其中一组母线分段，或将两组母线 都分段。前者称为双母线三分段接线；后者称为双母线四分段。
3. 和电流起动返回仍需判差流.
三、小差元件（1CJ、2CJ）
• 母线保护差动元件由分相复式比率差动判据和分相突变量复式比率差动 判据构成。 • 1、作用：小差元件选择出故障母线所在哪条母线，其引入电流为该母 线上所有连接元件的TA二次电流（包括母联）。 • 2、复式比率差动判据 • 动作表达式为： •
继电保护与二次系统
0102 0304 05电力系统输配电网络发电厂变电站配电站工业控制系统处理器：CPU、GPU等存储器：内存、硬盘等输入设备：键盘、鼠标等输出设备：显示器、打印机等网络设备：网卡、路由器等电源设备：电源、电池等通信介质：光纤、双绞线、同轴电缆等通信协议：TCP/IP、Modbus等通信设备：交换机、路由器、集线器等通信方式：串行通信、并行通信、网络通信等数据传输：实时数据、历史数据、报警信息等继电保护：快速响应故障，减少停电时间01二次系统：提高电网调度、控制和监测能力02提高电力系统稳定性：防止系统崩溃和电网解列03保障电力系统可靠性：降低故障率，提高供电质量04保障电力系统经济性：降低运行成本，提高能源利用效率05继电保护：快速切断故障，减少停电时间1二次系统：实时监测电网运行状态，提前预警2优化调度：合理分配电力资源，提高供电效率3智能控制：自动调整电压、频率，保持稳定供电4提高设备利用率减少维护成本提高能源效率降低故障率提高系统稳定性降低人工成本智能电网技术的应用，提高电网的自动化和智能化水平采用先进的传感器技术，提高测量精度和实时性利用大数据和人工智能技术，实现故障诊断和预测采用模块化和可扩展的设计，提高系统的灵活性和可维护性采用标准化和开放性的设计，便于系统的集成和扩展43功能集成：将保护功能与测量、控制等功能集成，实现一体化解决方案21软件集成：将多种保护功能集成到一个软件平台，实现统一管理和控制绿色环保要求提高能源利用效率01减少碳排放02采用环保材料和工艺03降低噪音和电磁辐射04提高系统可靠性和稳定性05提高系统智能化水平06。
继电保护与二次回路第四节
规程规定：1kV及以上的架空线路及经电缆引出的 架空线路，在具有断路器的情况下应装 设自动重合闸装置。 室内电力线路、电缆 基本要求： 线路、电力变压器、 电力电容器，在保护 1、 在下列情况下，重合闸不应动作： 动作跳闸后，不允许 试合闸送电，故不装 1）手动操作断路器跳开； 设重合闸装置。 2）手动操作断路器合于故障线路，继电保护自动将断 路器跳开后。 2、重合闸采用断路器的实际位置与控制开关的位置不 对应的方式启动。
3、对于同一次故障，重合闸的动作次数应符合 预先的规定。 4、重合闸动作后应能自动复归，以准备下一次 动作。 5、当断路器处于不正常状态时，重合闸应退出 运行。
•备用电源自动投入装置
定义：当工作电源因故障被断开后，能自动 地将备用电源自动投入工作，使用户 不至于停电的自动装置。
1QFΒιβλιοθήκη 3QFT1继电保护及二次回路二次回路二次回路图二次回路分类二次回路符号什么是二次回路二次回路编号一次回路二次回路电气二次回路一次回路和二次回路
继电保护与二次 回路
第四节 电力系统自动装 置
•自动重合闸装置
输电线路的故障分为： 瞬时性故障—保护动作断开断路器，故障 消失，重新合闸可恢复供电。 永久性故障—保护动作断开断路器，故障仍 — 存在。 定义：能够将被继电保护装置断开的断路器自 动合闸的自动装置，称为~~。 重合闸本身不能判断故障的性质，因此重合成 功率仅为60%~70%。
变电所的工作电源断路器跳闸后，备用电源断路器未投 入，原因是：手动跳闸、备用电源无电压或备用电源合 闸后又跳闸。
手动操作跳闸，不投备用 电源自动投入装置。
T2
2QF Ⅰ 5QF
4QF Ⅱ
基本要求 1、只有在正常工作电源的断路器自动跳闸后，方能 投入备用电源断路器。 2、当正常工作电源的断路器跳闸后，备用电源自动 投入装置应只动作一次。如果备用电源合闸后又自 动跳闸，备用电源自动投入装置不应动作。 3、当备用电源无电压时，备用电源自动投入装置不 应动作。 4、当电压互感器的熔丝熔断时，备用电源自动投入 装置不应动作。
电力工程课件 电力系统继电保护(二次系统)
2019/10/7
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继电保护装置的组成 继电保护装置是由若干个继电器组成的，如图所示，当线
路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间 继电器KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器 KS和中间继电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路， 使断路器QF跳闸。
2019/10/7
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三、对继电保护的基本要求
（1）选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中
切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障
部分继续运行。
k3 点 故 障
2019/10/7
QF6 动
图6-2 电力系统继电保护选择性说明图 作
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（2）快速性（速动性）
保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故， 以减少对用电设备的影响，如果故障能在0.2s内切除，则一般 电动机就不会停转。迅速的动作还能减轻对系统的破坏程度， 减轻对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停 电时间，加速恢复正常运行的过程，提高系统的稳定性。
1.25
网中的零序电流保护
1.50
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6.2 常用保护继电器
2019/10/7
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继电器是组成继电保护装置的基本元件。 根据继电器反应的物理量分，有电流继电器、电压继 电器、气体继电器等。 根据继电器的工作原理分，有电磁式、感应式等。 按其反应参量变化情况分，有过电流继电器、过电压 继电器、欠电压继电器等。 按其与一次电路的联系分，有一次式和二次式：一次 式继电器的线圈与一次电路直接相连，二次式继电器的 线圈连接在电流互感器或电压互感器的二次侧。高压系 统应用的的保护继电器一般都属于二次式继电器。