《高压电工》继电保护与二次系统
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利用输入激励量产生的交变 磁场与该磁场中可动导体(圆 盘)所感应的电流之间相互作 用力而工作，继电器线圈正 常流过负荷电流,铅盘匀速转 动.当线圈内的电流增大时,铅 盘转动加快,如果电流继续增 大,框架随之发生偏转,扇形齿 轮与涡杆啮合,扇形齿轮沿着 涡杆上升,最后使接点接通,同 时信号牌落下.
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1 故障时电流上升，构成过电流保护； 2 故障时电压下降，构成低电压保护； 3 电压和电流比值的变化，构成阻抗（距离）保护；
4电压和电流相位角的变化，构成方向保护。
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2.二次回路常用的电气符号 在绘制继电保护二次回路图时，需要用图形符号来表示继
电器和触点表8-1常用继电器图形符号， 表8-2是常用继电 器触点图形符号. 四、常用继电器介绍 继电器是组成继电保护装置的基本元件，当其输入达到或 低于一定值时它使动作，并通过执行元件发出信号或动作 于跳闸。 继电器的工作原理是通过对输入端加电，由输出端来控制 另外的电路的开关闭合的控制电器。
低压电工作业（2016版 ·取证）
第八章 继电保护与二次系统
第五章 照明电路
目录 第一节 继电保护的任务与基本要求 第二节 第三节 第四节 第五节
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第一节 继电保护的任务与基本要求
一、继电保护任务 电力系统在运行中会发生故障，最常见的故障是各种类型的短路。当短路故
障发生时，伴随出现很大的短路电流和部分地区电压下降，对电力系统可能 产生以下后果: ( 1)破坏电力系统并联运行的稳定性，引发电力系统震荡甚至造成系统瓦解、 崩溃; (2)故障点通过很大的短路电流和燃烧电弧，损坏烧毁故障设备; (3)在电源到短路点之间，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。
·继电器通过取样电阻及A/D转换电路，将被测电流转换 成数字量.并且过三位LED数码管分别将吸合电流、释放电 流和被测电流显示出来，继电器内部的两只比较器将被测 电流分别与吸合电流整定值、释放电流整定值比较，当被 测电流大于吸合电流整定值时，继电器吸合，红色指示灯 亮，当被测电流小于释放电流整定值时，继电器释放。
继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。
➢返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为
继电器的返回电Fra Baidu bibliotek，用Ire.表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用
Kre表示，即
K re
I re. I act
对于过电流继电器，Kre＜1，一般要求 Kre =0.8～0.9；
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电压继电器反映电压变化而动作，分过继电器和欠继电器两种，常用 的电继电器的外形结构及动作原理与电流继电器相似，一般情况下过
电压继电器在1 -1. 15倍额定电压以上时动作，对电路进行过电压保 护护;欠电压继电器 在电压为0.4 -0.7倍额定电压时动作，对电路进行 义欠电压保护，继电器符号如图8-9所示。
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继电保护在电力系统中的任务
（1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元 件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路 器发出跳闸命令，使故障元件及时从系统中断开，以最大 限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全 供电的影响。
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（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工 作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人 员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行 而会引起事故的电气设备予以切除。
压器油箱内部的各种故障，以及变压器漏油造成的油面降低。 降低规程规定，对于容量在800 kVA及以上的油浸式变压器、400
kVA及以上的车间油浸式变压器，应装设瓦斯保护。
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b.纵差动保护或电流速断保护。 用于反应变压器绕组、套管及引线上的短路故障，根据变压器的容量
大小，装设纵差动保护或电流速断保护，动作跳开变压器各侧断路器 规程规定。 对于容量在10000 kVA及以上的单独运行变压器，容量在6300 kVA 及以上并列运行变压器或企业中的重要变压器、容量在200 kVA以上 且电流速断保护灵敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护; 对于容量在10000 kVA以下的变压器，当过电流保护动作时间大于 0.5 s时，应装设电流速断保护。
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（4）灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运
行状态的反映能力。如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能
及时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏度高。 保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数来衡量，灵敏系数大，灵敏度 越高。
➢对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）：
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二、变压器电流速断保护
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5.电磁型信号继电器DX-ll 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。根据需要将信号 继电器串联或并联接入二次问路，分别选择电流型信号继电器和并联 电压型信号继电器。其有以下两个特点: ①线圈的工作电流在线圈上的电压降应不超过电源额定电压的10% ②为保证信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈 的电流必须不小于信号继电器额定工作电流的1.5倍
路和接地短路
油箱内部故障非常危险，高温电弧不仅会 烧毁绕组和铁芯，还会使变压器油绝缘分解产 生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果
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2.变压器保护配置 根据继电保护有关规定变压器应装设以下保护: ①变压器主保护 变压器主保护包括气体保护、纵差动保护或电流速断保护等。 a.瓦斯保护(气体保护)。变压器瓦斯保护也称气体保护，用于反应变
保护区内故障时反应量的最小值
Ks
保护动作的整定值
保护范围内的最小短路电流 保护装置一次侧动作电流
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➢对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）：
保护动作的整定值 Ks 保护区内故障时反应量的最大值
Page 9
另外，对上、下级保护之间的灵敏性和动作时限还有配合 的要求，一般用在后备保护(如过电流保护),下一级保护的 灵敏度应高于上一级的动作延时.
➢电磁系统：由线圈1、 电磁铁2和衔铁15组成， 它的动作是瞬时的。
图6-4 感应式电流继电器结构图
1—线圈 2—电磁铁 3—短路环 4—可转铝盘 5—钢片 6—可偏铝框架 7—调节弹簧 8—制动永久磁铁
9—扇形齿轮 10—蜗杆 11—扁杆 12—继电器触点 13—时限调节螺杆 14—速断电流调节螺钉 15—衔铁 16—动作电流调节插销
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过电压继电器反应电压增大而动作.动作电压、返回电压、返回|系数
的概念与电流继电器类似。其运返回系数小于1.
低电压继电器反应电压降低动作，能够使继电器开始动作的最大电压 称为低电压继电器的动作电压。其运返回系数大于1.
式中 Uact一一低电压继电器的动作电 Ure一一低电压继电器的返回电压 Kre一一低电压继电器的返回系数
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各种继电器的表示符号和图形符号
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1.电流继电器 电流继电器分为过电流继电器、欠电流继电器和感应过电流继电器。
常用的过电流继电器有JT4系列交流通用继电器和JL14系列交直流通用继电器 其型号及含义分别如图8-6和图8-7所示，结构如图8-8所示。
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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)，不要它动作时可靠不动作(不误动)。将继电 保护装置应该动作时不拒动称为继电保护的可依赖性，不 应该动作时不误动作也称为继电保护的安全性,电力系统 常周继电保护的正确动作率衡量其可靠性
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三、继电保护与二次回路常用的电气符号 1.继电保护的基本构成 继电保护整套装置总是由测量部分、逻辑部分和执行部分构成如图 8-3：
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Page 27
3.电磁型时间继电器DS-110 时间继电器在继电保护中用做时间元件，用于建立继电保
护需要的动作延时。因此，对时间继电器的要求是动作时 间必须准确,时间继电器的文宁符号是KT.
4.电磁型中间继电器 在继电保护中，中间继电器用于增加触点数量和触点容量
，以及延时和自保持。中间继电器文字符号是KM.
图6-4 感应式电流继电器结构图
1—线圈 2—电磁铁 3—短路环 4—可转铝盘 5—钢片 6—可偏铝框架 7—调节弹簧 8—制动永久磁铁
9—扇形齿轮 10—蜗杆 11—扁杆 12—继电器触点 13—时限调节螺杆 14—速断电流调节螺钉 15—衔铁 16—动作电流调节插销
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(4)电子式过电流继电器 电子式过电流继电器是机械式电流继电器的升级换代产品
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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
QF6 动
作
图6-2 电力系统继电保护选择性说明图
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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。
断路器跳闸或 报警信号
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测量部分：从被保护对象输入有关信号，并与给定的 整定值进行比较，决定保护是否动作；
逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、输 出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑 判断，以确定保护装置是否应该动作；
执行部分：根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置 所担负的任务（跳闸或发报警信号）。
(1)过电流继电器 电流继电器在继电保护装置中作为测量和启动保护元件，
反应电流增大超过某一整定数值时动作。 过电流继电器是指当继电器线圈电流高于整定值而动作的
继电器。它主要用于频繁、重载启动场合，作为电动机或 主电路的短路和过载保护。
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➢动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器 的动作电流，用Iact表示。
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②变压器后备保护及过负荷保护 a.过电流保护。 用于反应外部相间故障引起的变压器过电流.并作为变压器主保护的
后备保护。 b.零序保护。 用于反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路故障，以及高压
侧系统的接地短路故障，作为变压器主保护及相邻元件接地故障的后 备保护 c.过负荷保护。用于反应400 kVA及以上变压器的三相对称负荷称过 负荷保护，只需取 一相电流，延时动作于并发信号。
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变压器的继电保护
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第二节 变压器保护
一、电力变压器常见故障与保护配置 1.变压器故障和异常运行状态 变压器故障分为油箱内故障和油箱外故障。 变压器油箱内故障包括绕组之间的相间短路、一相绕组中发生的匝间
短路、绕组与铁芯或外壳之间发生的单相接地短路等; 变压器油箱外故障包括引出线发生的各种相间短路、引出线套管闪络
或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。 变压器异常运行包括过负荷、油箱漏油造成的油面降低、外部短路引
起的过电流等变压器处于异常运行时，应发出信号。
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1. 变压器内部故障
油箱内故障 油箱外部故障
▪油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、 匝间短路、铁心烧损等.
▪油箱外部故障：套管和引出线上发生相间短
(2)欠电流继电器 欠电流继电器是线圈电流降到低于整定值时释放的继电器
，所以线圈电流正常时，铁芯处于吸合状态。 它主要用于直流电动机励磁电路和电磁吸盘的失磁保护。
对于欠电流继电器，Kre ＞1，一般要求 Kre =1.06～1.2。
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（3）感应型继电器（GL型）
结构：如图6-4所示。 ➢感应系统：由线圈1、 带短路环3的电磁铁2和铝 盘4组成，它的动作是有 时限的；
利用输入激励量产生的交变 磁场与该磁场中可动导体(圆 盘)所感应的电流之间相互作 用力而工作，继电器线圈正 常流过负荷电流,铅盘匀速转 动.当线圈内的电流增大时,铅 盘转动加快,如果电流继续增 大,框架随之发生偏转,扇形齿 轮与涡杆啮合,扇形齿轮沿着 涡杆上升,最后使接点接通,同 时信号牌落下.
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1 故障时电流上升，构成过电流保护； 2 故障时电压下降，构成低电压保护； 3 电压和电流比值的变化，构成阻抗（距离）保护；
4电压和电流相位角的变化，构成方向保护。
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2.二次回路常用的电气符号 在绘制继电保护二次回路图时，需要用图形符号来表示继
电器和触点表8-1常用继电器图形符号， 表8-2是常用继电 器触点图形符号. 四、常用继电器介绍 继电器是组成继电保护装置的基本元件，当其输入达到或 低于一定值时它使动作，并通过执行元件发出信号或动作 于跳闸。 继电器的工作原理是通过对输入端加电，由输出端来控制 另外的电路的开关闭合的控制电器。
低压电工作业（2016版 ·取证）
第八章 继电保护与二次系统
第五章 照明电路
目录 第一节 继电保护的任务与基本要求 第二节 第三节 第四节 第五节
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第一节 继电保护的任务与基本要求
一、继电保护任务 电力系统在运行中会发生故障，最常见的故障是各种类型的短路。当短路故
障发生时，伴随出现很大的短路电流和部分地区电压下降，对电力系统可能 产生以下后果: ( 1)破坏电力系统并联运行的稳定性，引发电力系统震荡甚至造成系统瓦解、 崩溃; (2)故障点通过很大的短路电流和燃烧电弧，损坏烧毁故障设备; (3)在电源到短路点之间，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。
·继电器通过取样电阻及A/D转换电路，将被测电流转换 成数字量.并且过三位LED数码管分别将吸合电流、释放电 流和被测电流显示出来，继电器内部的两只比较器将被测 电流分别与吸合电流整定值、释放电流整定值比较，当被 测电流大于吸合电流整定值时，继电器吸合，红色指示灯 亮，当被测电流小于释放电流整定值时，继电器释放。
继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。
➢返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为
继电器的返回电Fra Baidu bibliotek，用Ire.表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用
Kre表示，即
K re
I re. I act
对于过电流继电器，Kre＜1，一般要求 Kre =0.8～0.9；
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电压继电器反映电压变化而动作，分过继电器和欠继电器两种，常用 的电继电器的外形结构及动作原理与电流继电器相似，一般情况下过
电压继电器在1 -1. 15倍额定电压以上时动作，对电路进行过电压保 护护;欠电压继电器 在电压为0.4 -0.7倍额定电压时动作，对电路进行 义欠电压保护，继电器符号如图8-9所示。
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继电保护在电力系统中的任务
（1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元 件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路 器发出跳闸命令，使故障元件及时从系统中断开，以最大 限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全 供电的影响。
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（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工 作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人 员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行 而会引起事故的电气设备予以切除。
压器油箱内部的各种故障，以及变压器漏油造成的油面降低。 降低规程规定，对于容量在800 kVA及以上的油浸式变压器、400
kVA及以上的车间油浸式变压器，应装设瓦斯保护。
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b.纵差动保护或电流速断保护。 用于反应变压器绕组、套管及引线上的短路故障，根据变压器的容量
大小，装设纵差动保护或电流速断保护，动作跳开变压器各侧断路器 规程规定。 对于容量在10000 kVA及以上的单独运行变压器，容量在6300 kVA 及以上并列运行变压器或企业中的重要变压器、容量在200 kVA以上 且电流速断保护灵敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护; 对于容量在10000 kVA以下的变压器，当过电流保护动作时间大于 0.5 s时，应装设电流速断保护。
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（4）灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运
行状态的反映能力。如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能
及时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏度高。 保护装置灵敏与否，一般都用灵敏系数来衡量，灵敏系数大，灵敏度 越高。
➢对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）：
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二、变压器电流速断保护
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5.电磁型信号继电器DX-ll 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。根据需要将信号 继电器串联或并联接入二次问路，分别选择电流型信号继电器和并联 电压型信号继电器。其有以下两个特点: ①线圈的工作电流在线圈上的电压降应不超过电源额定电压的10% ②为保证信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈 的电流必须不小于信号继电器额定工作电流的1.5倍
路和接地短路
油箱内部故障非常危险，高温电弧不仅会 烧毁绕组和铁芯，还会使变压器油绝缘分解产 生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果
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2.变压器保护配置 根据继电保护有关规定变压器应装设以下保护: ①变压器主保护 变压器主保护包括气体保护、纵差动保护或电流速断保护等。 a.瓦斯保护(气体保护)。变压器瓦斯保护也称气体保护，用于反应变
保护区内故障时反应量的最小值
Ks
保护动作的整定值
保护范围内的最小短路电流 保护装置一次侧动作电流
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➢对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）：
保护动作的整定值 Ks 保护区内故障时反应量的最大值
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另外，对上、下级保护之间的灵敏性和动作时限还有配合 的要求，一般用在后备保护(如过电流保护),下一级保护的 灵敏度应高于上一级的动作延时.
➢电磁系统：由线圈1、 电磁铁2和衔铁15组成， 它的动作是瞬时的。
图6-4 感应式电流继电器结构图
1—线圈 2—电磁铁 3—短路环 4—可转铝盘 5—钢片 6—可偏铝框架 7—调节弹簧 8—制动永久磁铁
9—扇形齿轮 10—蜗杆 11—扁杆 12—继电器触点 13—时限调节螺杆 14—速断电流调节螺钉 15—衔铁 16—动作电流调节插销
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过电压继电器反应电压增大而动作.动作电压、返回电压、返回|系数
的概念与电流继电器类似。其运返回系数小于1.
低电压继电器反应电压降低动作，能够使继电器开始动作的最大电压 称为低电压继电器的动作电压。其运返回系数大于1.
式中 Uact一一低电压继电器的动作电 Ure一一低电压继电器的返回电压 Kre一一低电压继电器的返回系数
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各种继电器的表示符号和图形符号
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1.电流继电器 电流继电器分为过电流继电器、欠电流继电器和感应过电流继电器。
常用的过电流继电器有JT4系列交流通用继电器和JL14系列交直流通用继电器 其型号及含义分别如图8-6和图8-7所示，结构如图8-8所示。
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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)，不要它动作时可靠不动作(不误动)。将继电 保护装置应该动作时不拒动称为继电保护的可依赖性，不 应该动作时不误动作也称为继电保护的安全性,电力系统 常周继电保护的正确动作率衡量其可靠性
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三、继电保护与二次回路常用的电气符号 1.继电保护的基本构成 继电保护整套装置总是由测量部分、逻辑部分和执行部分构成如图 8-3：
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3.电磁型时间继电器DS-110 时间继电器在继电保护中用做时间元件，用于建立继电保
护需要的动作延时。因此，对时间继电器的要求是动作时 间必须准确,时间继电器的文宁符号是KT.
4.电磁型中间继电器 在继电保护中，中间继电器用于增加触点数量和触点容量
，以及延时和自保持。中间继电器文字符号是KM.
图6-4 感应式电流继电器结构图
1—线圈 2—电磁铁 3—短路环 4—可转铝盘 5—钢片 6—可偏铝框架 7—调节弹簧 8—制动永久磁铁
9—扇形齿轮 10—蜗杆 11—扁杆 12—继电器触点 13—时限调节螺杆 14—速断电流调节螺钉 15—衔铁 16—动作电流调节插销
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(4)电子式过电流继电器 电子式过电流继电器是机械式电流继电器的升级换代产品
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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
QF6 动
作
图6-2 电力系统继电保护选择性说明图
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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。
断路器跳闸或 报警信号
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测量部分：从被保护对象输入有关信号，并与给定的 整定值进行比较，决定保护是否动作；
逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、输 出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑 判断，以确定保护装置是否应该动作；
执行部分：根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置 所担负的任务（跳闸或发报警信号）。
(1)过电流继电器 电流继电器在继电保护装置中作为测量和启动保护元件，
反应电流增大超过某一整定数值时动作。 过电流继电器是指当继电器线圈电流高于整定值而动作的
继电器。它主要用于频繁、重载启动场合，作为电动机或 主电路的短路和过载保护。
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➢动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器 的动作电流，用Iact表示。
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②变压器后备保护及过负荷保护 a.过电流保护。 用于反应外部相间故障引起的变压器过电流.并作为变压器主保护的
后备保护。 b.零序保护。 用于反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路故障，以及高压
侧系统的接地短路故障，作为变压器主保护及相邻元件接地故障的后 备保护 c.过负荷保护。用于反应400 kVA及以上变压器的三相对称负荷称过 负荷保护，只需取 一相电流，延时动作于并发信号。
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变压器的继电保护
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第二节 变压器保护
一、电力变压器常见故障与保护配置 1.变压器故障和异常运行状态 变压器故障分为油箱内故障和油箱外故障。 变压器油箱内故障包括绕组之间的相间短路、一相绕组中发生的匝间
短路、绕组与铁芯或外壳之间发生的单相接地短路等; 变压器油箱外故障包括引出线发生的各种相间短路、引出线套管闪络
或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。 变压器异常运行包括过负荷、油箱漏油造成的油面降低、外部短路引
起的过电流等变压器处于异常运行时，应发出信号。
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1. 变压器内部故障
油箱内故障 油箱外部故障
▪油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、 匝间短路、铁心烧损等.
▪油箱外部故障：套管和引出线上发生相间短
(2)欠电流继电器 欠电流继电器是线圈电流降到低于整定值时释放的继电器
，所以线圈电流正常时，铁芯处于吸合状态。 它主要用于直流电动机励磁电路和电磁吸盘的失磁保护。
对于欠电流继电器，Kre ＞1，一般要求 Kre =1.06～1.2。
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（3）感应型继电器（GL型）
结构：如图6-4所示。 ➢感应系统：由线圈1、 带短路环3的电磁铁2和铝 盘4组成，它的动作是有 时限的；