继电保护讲座视频
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第三节 定时限过电流保护(Ⅲ段)
1、出发点:可靠性。 2、作用:做主保护的近后备和相邻元件的远后
备保护。
3、动作电流的整定原则 ⑴躲过最大的负荷电流
I op.1
KMS
I 或I l.max dz.1
K zq
Ifhmax
K MS、K zq —电动机自起动系数,大于1,由网络 具体接线和负荷性质确定,一般取1.5~3
电器的电流。(最小电流)
M dc K1 2 K2
I j2
2
4、返回条件和返回电流:
⑴返回条件: M dc M y M m
⑵返回电流:当 M dc M y M m时刻,流入继 电器的电流。(最大电流)
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5、 返回系数:
Kr
I Kr I KOP
1或着
Kh
Ih. j I dz. j
刚好动作。
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I I
(3)
dz.1 d .B.m ax
I dz.1
K I (3) K d.B.max
同理:
I
dz.2
K I (3) K d .C.m ax
K
re l
、KK—可靠系数,考虑装置的误差,短
路电流计算误差和非周期分量电流的影响,
取1.2~1.3
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5、灵敏性:用保护区校验。 ≥15%
交流电压回路 直流回路 信号回路
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三段式电流保护原理接线图:
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三段式电流保护原理展开图
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第五节 方向性电流保护
短路功率:一般指短路时某点电压与电流 相乘所得到的感性功率,从电源流向短路 点。
由于双电源网络的引入,前述三段式电流 保护在应用时产生问题,见下图
d1: t6<t1 d2: t1<t6 显然是矛盾的,需加功率
6、保护特点: (1) 速动性好
(2)保护范围随着系统运行方式和故障类型 而变化 =AM =AN
(3)不能保护线路全长。(灵敏度最差)
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7、适用线路:(1)长线路。(2)系统运行 方式变化小的线路。
8、保护的作用:辅助保护。弥补主保护的不足。 9、保护接线图:
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第二节 限时电流速断保护(Ⅱ段)
d
Ld
Id
Ik=Id Lk=Ld
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3、系统运行方式的确定 最大运行方式:对所讨论的保护来说,能使系 统等效阻抗最小,短路电流最大的运行方式。 最小运行方式:对所讨论的保护来说,能使系 统等效阻抗最大,短路电流最小的运行方式。 最大短路电流=最大运行方式下发生三相短路 最小短路电流=最小运行方式下发生两相短路
•
•
2GJ I B UCA
•
•
3GJ IC U AB
UC
UA Ia
0 90
Ubc UB
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⑵由于互感器可能具有负误差,使实际流入继 电器的电流小于计算值。
⑶保护装置的实际动作电流可能有正误差(实 际的动作值比整定值大)。
6、特点: ⑴灵敏性好,可以保护线路全长。 ⑵速动性好。
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⑶选择性由时间和动作电流的整定保证 ⑷保护区随着系统运行方式和故障类型而变化 ⑸不能做相邻线路的完全后备保护 7、作用:线路的主保护。 8、接线图:
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第二章 基本元件
一电磁式电流继电器 1、工作原理:电磁感
应原理。 2、表示符号: ①文字符号:LJ(KA)
②图形符号
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3、动作条件和动作电流:
⑴动作条件: M dc M th M m
⑵动作电流:当 M dc M th M m 时刻,流入继
1
6 、电压继电器
过电压继电器:反应电压升高而动作, Kh<1 低电压继电器:反应电压降低而动作,Kh>1
低电压继电器动作其常闭接点闭合
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二、直流电磁继电器 1、 电磁型中间继电器
(1)文字符号:ZJ(KM);图形符号: (2)作用:
①扩展回路数。 ②接通大电流回路。 ③利用其固有的动作延时。 ④利用某些中间继电器的自保持功能。
4、工作原理 ⑴ L3开路时
⑵ L3接入电阻Rφ
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第三章 电网的电流保护及方向电流 保护(相间故障)
第一节 电流速断保护
1、出发点:速动性 保护动作时间 t=0s
2、选择性:由保护整定值保证。
Ik (3)
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Es Xs X1lk
Ik(2)
3 Es 2 Xs X1lk
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提高继电保护可靠性的办法: ⑴主要是采用经过全面论证,有实际运行经验
或经过试验证明确实为技术性能满足要求、 元件工艺质量优良的继电保护装置 ⑵采取必要的检测、闭锁和双重化等措施 ⑶保护装置接线简单,便于整定、调试和运行 维护,对于保证可靠性也具有重要作用。 2、选择性:指继电保护装置动作时只切除故 障设备,以保证非故障部分继续运行,从而 将故障影响限制在最小范围。其有两层含义 :
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二、继电保护的基本原理 (一)、各种原理 1、反应故障时电流增大的过电流保护。 2、反应故障时电压降低的低电压保护。 3、反应保护安装处与故障点距离的距离 保护。 4、反应被保护元件两侧电流之差的差动 保护。
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(二)、原理方框图
1、 测量部分:测量从被保护元件输入的有关 电气量,并于给定的整定值进行比较,从而判 断保护是否应起动。
K rel
Iop.2或着Idz.1
K
K
I dz.2
K
re l
为Ⅱ段的可靠系数,一般取1.1~1.2
4、灵敏性:
K lm
K sen.1
I(2) k.B.m in
I op.1
1.3 ~ 1.5
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5、灵敏度系数取1.3~1.5的原因
⑴由于计算误差和过渡电阻的影响,实际的短 路电流可能比计算值小,不利于保护的起动。
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⑴发生故障时,首先由被保护设备的保护动作, 驱动故障设备的断路器跳闸,切除故障。
⑵其次,当被保护设备的保护或开关拒动时, 由后备保护动作切除故障。
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⑶后备保护: ①远后备保护:当相邻下一元件的保护或短路 器拒动时,本元件保护应动作,起后备作用。 ②近后备保护:装设两套及以上保护,其中一 套做主保护的后备。 3、速动性:为减小故障产生的危害,要求保 护尽可能快的切除故障设备。
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5、选择性—由保护动作时间的整定保证(阶梯 时限原则)
t1 t2 t3 ; t 2 t t 3 ; t1 t t 2
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6、速动性:最差(距离电源越近,保护 动作时间越长)
7接线图:
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第四节 阶段式电流保护
一、电流保护的接线方式
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二、阶段式电流保护 三段式:Ⅰ + Ⅱ + Ⅲ 两段式: Ⅰ + Ⅲ 或 Ⅱ + Ⅲ 接线图包括:原理图和展开图 展开图:交流电流回路
中感应出二次谐波电流,致使发电机损坏。
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2、电力系统不正常的工作方式:指由于各种 原因,使电气设备或系统运行参数偏离了规定 容许值的情况。
A、主要有如下几种形式
⑴发电机或变压器过负荷 ⑵发电机突然甩负荷引起过电压 ⑶系统有功缺额引起频率下降 ⑷发电机或变压器过励磁 ⑸小接地系统单相接地 ⑹变压器的油面下降
方向继电器来解决。
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单相式方向过电流保护原理接线图
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功率方向继电器的工作原理:
正向短路:
d2
φd1为 0~90º
反向短路:
Id2
φd2为180º~270º
U d1
Id1 U
Id1
Id2
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功率方向继电器的接线方式:90º接线
•
•
Ij Uj
•
•
1GJ I A U BC
B、危害:危害没有短路严重,但如长时间存 在会发展成为故障;使设备使用寿命缩短。
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3、继电保护的作用 ⑴发生故障时,自动、迅速、有选择地将故
障元件从电力系统中切除,使故障元件免于 继续遭受破坏,保证其它无故障部分迅速恢 复正常运行。 ⑵反应电气元件的不正常运行状态,并根据 运行维护的条件而动作于信号或跳闸。 4、继电保护装置的概念:指能反映电力系统 中电气元件发生故障或不正常运行状态,并 动作于断路器跳闸或信号的一种自动装置。
1、出发点:保护的灵敏性。 2、保护区:要求保护线路全长。 3、选择性:时间+动作电流的整定 (1)时间整定
t1
t
2
t1
t
2
t
t 0.5"
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⑵、动作电流的整定:躲过相邻线路Ⅰ段的 动作电流(保证保护范围不超过相邻线路Ⅰ 段的保护范围)
I op.1
I op.2
I op.1
故障切除时间=保护装置的动作时间+短路器跳闸时间
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4、灵敏性:是指对其保护范围内发生故障或不 正常状态的反应能力。
灵敏性的好坏用灵敏系数Ksen(Klm)来衡量。
⑴过量保护:
Ksen=
保护区末端金属性短路 的最小电气参数 保护装置整定值
1
⑵欠量保护:
保护装置整定值
Ksen= 保护区末端金属性短路 最大电气参数 1
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4、动作电流(IOP)整定原则:躲过本线路末 端金属性短路时的最大短路电流。
I I op.1
(3) k.B.max
I K I op.1
(3) rel k.B.m ax
式中: I op.1 —保护装置1的动作电流,为一次 值,线路中的一次电流达到该值是保护装置
2、 逻辑部分:根据测量部分输出量的大小、 性质、输出状态、出现的顺序或它们的组合, 使保护装置按一定的逻辑关系工作。
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3、执行部分:根据逻辑部分传送的信号,最 后完成保护装置所负担的任务。如跳闸、信号。
三、对继电保护的基本要求 1、可靠性:指继电保护的工作应安全可靠, 当保护范围内发生故障时,保护装置能可靠动 作即不拒动(可信赖性),而在不属于它该动 作的情况下,则不应该误动(安全性)。这是 对继电保护的最基本要求。
电力系统继电保护原理
第一章关于继电保护的几个基本概 念和保护的发展历程
一、继电保护的作用
短路 类型
电力系统的故障和不
正常的工作状态
三相
短路
1、系统的短路故障:
故障类型:
两相 短路
d(3) 、 d(2) 、 d(1) 、
d(1,1)及匝间短路
单相 接地 短路
两相 接地 短路
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示意图
代表 发 生 符号 的 概
作后,一方面信号继电器有掉牌指示或灯光 指示,另一方面闭合它的机械保持接点,接 通灯光或音响信号回路。
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三、测量变换器 作用:1、电路隔离。
2、电量变换。 3、定值调整。 种类:电压变换器(YB); 电流变换器(LB); 电抗变压器(DKB)
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一、电压变换器
1、作用:电压→电压
2、关系:
•
•
U 2 KU U1
3、原理图:
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二、电流变换器
1、作用:电流→电压
•
•
2、关系:U2 K I I1
3、原理图:
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三、电抗变压器 1、作用:⑴电流→电压
⑵模拟被保护线路的阻抗角。 2、特点:⑴励磁阻抗小。
⑵二次负荷很大,近于开路。 3、原理和结构图:
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2、 电磁型时间继电器 ⑴文字符号:SJ(KT);图形符号: ⑵结构特点:电磁结构+钟表机构 ⑶作用:在保护中建立必要的延时,以保证选
择性。 ⑷动作时限的调整:改变静触点的位置。
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3、 电磁型信号继电器 ⑴文字符号:XJ(KS);图形符号: ⑵作用:在保护中作为动作指示器,保护动
率
K(3) 5%
K ( 2 ) 10%
K ( 1 ) 65%
20% K(1,1)
故障的危害:
⑴短路电流可达额定电流的几倍至几十倍,它的 热效应和电动力效应使故障支路内的电气设备遭 受损坏或缩短使用寿命。
⑵短路电流引起电弧,可能烧毁故障设备及其周 围的设备 。
⑶短路时电压大幅下降,使用户的正常工作被坏。 ⑷短路会使系统产生振荡,严重时会使系统瓦解。 ⑸不对称故障时产生的负序电流会在发电机转子
第三节 定时限过电流保护(Ⅲ段)
1、出发点:可靠性。 2、作用:做主保护的近后备和相邻元件的远后
备保护。
3、动作电流的整定原则 ⑴躲过最大的负荷电流
I op.1
KMS
I 或I l.max dz.1
K zq
Ifhmax
K MS、K zq —电动机自起动系数,大于1,由网络 具体接线和负荷性质确定,一般取1.5~3
电器的电流。(最小电流)
M dc K1 2 K2
I j2
2
4、返回条件和返回电流:
⑴返回条件: M dc M y M m
⑵返回电流:当 M dc M y M m时刻,流入继 电器的电流。(最大电流)
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5、 返回系数:
Kr
I Kr I KOP
1或着
Kh
Ih. j I dz. j
刚好动作。
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I I
(3)
dz.1 d .B.m ax
I dz.1
K I (3) K d.B.max
同理:
I
dz.2
K I (3) K d .C.m ax
K
re l
、KK—可靠系数,考虑装置的误差,短
路电流计算误差和非周期分量电流的影响,
取1.2~1.3
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5、灵敏性:用保护区校验。 ≥15%
交流电压回路 直流回路 信号回路
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三段式电流保护原理接线图:
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三段式电流保护原理展开图
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第五节 方向性电流保护
短路功率:一般指短路时某点电压与电流 相乘所得到的感性功率,从电源流向短路 点。
由于双电源网络的引入,前述三段式电流 保护在应用时产生问题,见下图
d1: t6<t1 d2: t1<t6 显然是矛盾的,需加功率
6、保护特点: (1) 速动性好
(2)保护范围随着系统运行方式和故障类型 而变化 =AM =AN
(3)不能保护线路全长。(灵敏度最差)
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7、适用线路:(1)长线路。(2)系统运行 方式变化小的线路。
8、保护的作用:辅助保护。弥补主保护的不足。 9、保护接线图:
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第二节 限时电流速断保护(Ⅱ段)
d
Ld
Id
Ik=Id Lk=Ld
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3、系统运行方式的确定 最大运行方式:对所讨论的保护来说,能使系 统等效阻抗最小,短路电流最大的运行方式。 最小运行方式:对所讨论的保护来说,能使系 统等效阻抗最大,短路电流最小的运行方式。 最大短路电流=最大运行方式下发生三相短路 最小短路电流=最小运行方式下发生两相短路
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•
2GJ I B UCA
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•
3GJ IC U AB
UC
UA Ia
0 90
Ubc UB
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⑵由于互感器可能具有负误差,使实际流入继 电器的电流小于计算值。
⑶保护装置的实际动作电流可能有正误差(实 际的动作值比整定值大)。
6、特点: ⑴灵敏性好,可以保护线路全长。 ⑵速动性好。
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⑶选择性由时间和动作电流的整定保证 ⑷保护区随着系统运行方式和故障类型而变化 ⑸不能做相邻线路的完全后备保护 7、作用:线路的主保护。 8、接线图:
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第二章 基本元件
一电磁式电流继电器 1、工作原理:电磁感
应原理。 2、表示符号: ①文字符号:LJ(KA)
②图形符号
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3、动作条件和动作电流:
⑴动作条件: M dc M th M m
⑵动作电流:当 M dc M th M m 时刻,流入继
1
6 、电压继电器
过电压继电器:反应电压升高而动作, Kh<1 低电压继电器:反应电压降低而动作,Kh>1
低电压继电器动作其常闭接点闭合
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二、直流电磁继电器 1、 电磁型中间继电器
(1)文字符号:ZJ(KM);图形符号: (2)作用:
①扩展回路数。 ②接通大电流回路。 ③利用其固有的动作延时。 ④利用某些中间继电器的自保持功能。
4、工作原理 ⑴ L3开路时
⑵ L3接入电阻Rφ
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第三章 电网的电流保护及方向电流 保护(相间故障)
第一节 电流速断保护
1、出发点:速动性 保护动作时间 t=0s
2、选择性:由保护整定值保证。
Ik (3)
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Es Xs X1lk
Ik(2)
3 Es 2 Xs X1lk
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提高继电保护可靠性的办法: ⑴主要是采用经过全面论证,有实际运行经验
或经过试验证明确实为技术性能满足要求、 元件工艺质量优良的继电保护装置 ⑵采取必要的检测、闭锁和双重化等措施 ⑶保护装置接线简单,便于整定、调试和运行 维护,对于保证可靠性也具有重要作用。 2、选择性:指继电保护装置动作时只切除故 障设备,以保证非故障部分继续运行,从而 将故障影响限制在最小范围。其有两层含义 :
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二、继电保护的基本原理 (一)、各种原理 1、反应故障时电流增大的过电流保护。 2、反应故障时电压降低的低电压保护。 3、反应保护安装处与故障点距离的距离 保护。 4、反应被保护元件两侧电流之差的差动 保护。
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(二)、原理方框图
1、 测量部分:测量从被保护元件输入的有关 电气量,并于给定的整定值进行比较,从而判 断保护是否应起动。
K rel
Iop.2或着Idz.1
K
K
I dz.2
K
re l
为Ⅱ段的可靠系数,一般取1.1~1.2
4、灵敏性:
K lm
K sen.1
I(2) k.B.m in
I op.1
1.3 ~ 1.5
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5、灵敏度系数取1.3~1.5的原因
⑴由于计算误差和过渡电阻的影响,实际的短 路电流可能比计算值小,不利于保护的起动。
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⑴发生故障时,首先由被保护设备的保护动作, 驱动故障设备的断路器跳闸,切除故障。
⑵其次,当被保护设备的保护或开关拒动时, 由后备保护动作切除故障。
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⑶后备保护: ①远后备保护:当相邻下一元件的保护或短路 器拒动时,本元件保护应动作,起后备作用。 ②近后备保护:装设两套及以上保护,其中一 套做主保护的后备。 3、速动性:为减小故障产生的危害,要求保 护尽可能快的切除故障设备。
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5、选择性—由保护动作时间的整定保证(阶梯 时限原则)
t1 t2 t3 ; t 2 t t 3 ; t1 t t 2
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6、速动性:最差(距离电源越近,保护 动作时间越长)
7接线图:
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第四节 阶段式电流保护
一、电流保护的接线方式
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二、阶段式电流保护 三段式:Ⅰ + Ⅱ + Ⅲ 两段式: Ⅰ + Ⅲ 或 Ⅱ + Ⅲ 接线图包括:原理图和展开图 展开图:交流电流回路
中感应出二次谐波电流,致使发电机损坏。
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2、电力系统不正常的工作方式:指由于各种 原因,使电气设备或系统运行参数偏离了规定 容许值的情况。
A、主要有如下几种形式
⑴发电机或变压器过负荷 ⑵发电机突然甩负荷引起过电压 ⑶系统有功缺额引起频率下降 ⑷发电机或变压器过励磁 ⑸小接地系统单相接地 ⑹变压器的油面下降
方向继电器来解决。
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单相式方向过电流保护原理接线图
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功率方向继电器的工作原理:
正向短路:
d2
φd1为 0~90º
反向短路:
Id2
φd2为180º~270º
U d1
Id1 U
Id1
Id2
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功率方向继电器的接线方式:90º接线
•
•
Ij Uj
•
•
1GJ I A U BC
B、危害:危害没有短路严重,但如长时间存 在会发展成为故障;使设备使用寿命缩短。
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3、继电保护的作用 ⑴发生故障时,自动、迅速、有选择地将故
障元件从电力系统中切除,使故障元件免于 继续遭受破坏,保证其它无故障部分迅速恢 复正常运行。 ⑵反应电气元件的不正常运行状态,并根据 运行维护的条件而动作于信号或跳闸。 4、继电保护装置的概念:指能反映电力系统 中电气元件发生故障或不正常运行状态,并 动作于断路器跳闸或信号的一种自动装置。
1、出发点:保护的灵敏性。 2、保护区:要求保护线路全长。 3、选择性:时间+动作电流的整定 (1)时间整定
t1
t
2
t1
t
2
t
t 0.5"
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⑵、动作电流的整定:躲过相邻线路Ⅰ段的 动作电流(保证保护范围不超过相邻线路Ⅰ 段的保护范围)
I op.1
I op.2
I op.1
故障切除时间=保护装置的动作时间+短路器跳闸时间
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4、灵敏性:是指对其保护范围内发生故障或不 正常状态的反应能力。
灵敏性的好坏用灵敏系数Ksen(Klm)来衡量。
⑴过量保护:
Ksen=
保护区末端金属性短路 的最小电气参数 保护装置整定值
1
⑵欠量保护:
保护装置整定值
Ksen= 保护区末端金属性短路 最大电气参数 1
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4、动作电流(IOP)整定原则:躲过本线路末 端金属性短路时的最大短路电流。
I I op.1
(3) k.B.max
I K I op.1
(3) rel k.B.m ax
式中: I op.1 —保护装置1的动作电流,为一次 值,线路中的一次电流达到该值是保护装置
2、 逻辑部分:根据测量部分输出量的大小、 性质、输出状态、出现的顺序或它们的组合, 使保护装置按一定的逻辑关系工作。
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3、执行部分:根据逻辑部分传送的信号,最 后完成保护装置所负担的任务。如跳闸、信号。
三、对继电保护的基本要求 1、可靠性:指继电保护的工作应安全可靠, 当保护范围内发生故障时,保护装置能可靠动 作即不拒动(可信赖性),而在不属于它该动 作的情况下,则不应该误动(安全性)。这是 对继电保护的最基本要求。
电力系统继电保护原理
第一章关于继电保护的几个基本概 念和保护的发展历程
一、继电保护的作用
短路 类型
电力系统的故障和不
正常的工作状态
三相
短路
1、系统的短路故障:
故障类型:
两相 短路
d(3) 、 d(2) 、 d(1) 、
d(1,1)及匝间短路
单相 接地 短路
两相 接地 短路
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示意图
代表 发 生 符号 的 概
作后,一方面信号继电器有掉牌指示或灯光 指示,另一方面闭合它的机械保持接点,接 通灯光或音响信号回路。
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三、测量变换器 作用:1、电路隔离。
2、电量变换。 3、定值调整。 种类:电压变换器(YB); 电流变换器(LB); 电抗变压器(DKB)
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一、电压变换器
1、作用:电压→电压
2、关系:
•
•
U 2 KU U1
3、原理图:
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二、电流变换器
1、作用:电流→电压
•
•
2、关系:U2 K I I1
3、原理图:
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三、电抗变压器 1、作用:⑴电流→电压
⑵模拟被保护线路的阻抗角。 2、特点:⑴励磁阻抗小。
⑵二次负荷很大,近于开路。 3、原理和结构图:
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2、 电磁型时间继电器 ⑴文字符号:SJ(KT);图形符号: ⑵结构特点:电磁结构+钟表机构 ⑶作用:在保护中建立必要的延时,以保证选
择性。 ⑷动作时限的调整:改变静触点的位置。
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3、 电磁型信号继电器 ⑴文字符号:XJ(KS);图形符号: ⑵作用:在保护中作为动作指示器,保护动
率
K(3) 5%
K ( 2 ) 10%
K ( 1 ) 65%
20% K(1,1)
故障的危害:
⑴短路电流可达额定电流的几倍至几十倍,它的 热效应和电动力效应使故障支路内的电气设备遭 受损坏或缩短使用寿命。
⑵短路电流引起电弧,可能烧毁故障设备及其周 围的设备 。
⑶短路时电压大幅下降,使用户的正常工作被坏。 ⑷短路会使系统产生振荡,严重时会使系统瓦解。 ⑸不对称故障时产生的负序电流会在发电机转子