同步发电机的继电保护

同步发电机的继电保护
在电力供电系统中，各种继电保护装置就是为了实现第一个基本要求而装置的。

本节就通信部门自备电站是力系统在供电过程中出现过载、欠压、过压、逆功率及短路等运行不正常和故障时，通过继电保护装置进行保护的基本原理和继电保护装置电路进行分析。

（一）继电保护装置的作用和要求
1。

继电保护装置的作用
在自备电站供电系统中装设的继电保护是不可缺少的保安装置。

它的作用是：当电气设备发
生故障或由故障造成危害时，继电保护装置将自动地、迅速地切除发生故障的电气设备，以
保护设备的安全；如果电气设备出现不正常情况时，继电保护装置自动切除不正常运行的电
气设备，并立即发出报警信号，告知值机人员及时进行处理地，以防事故的发生和扩大。

2。

对继电保护装置的要求
继电保护装置是确保安全供电，保护电气设备而装设的，因此，对它的要求如下。

（1）运作要迅速当供电系统或电气设备发生故障时，继电保护装置运作时限应短电速切除
故障，以减轻被保护设备的损坏程度，阻止故障的蔓延。

对于电气元件，如果短路电流通过
时，产生的热量与短路电流的平方和电流通过的时间成正比，因此，保护装置切除得越快，
产生的热量就越小，设备就不易损坏。

（2）灵敏度要高灵敏度是指保护装置对其保护范围内的故障或工作状态不正常的反应能国。

灵敏度越高，故障发觉和切除就越早，从而对系统和设备的破坏就越小。

（3）可靠性要高可靠性是指装置本身应能可靠地工作。

在正常运行或不属于它保护范围的
故障，不应误动作，而属于它保护范围内的故障，不应拒绝动作。

因此，保护装置的可靠性
很重要，否则，它本身就可能是产生和扩大事故的根源。

（二）继电保护的基本原理
1。

继电器
继电器是反应与传递信号自动动作的电器元件。

它是继电保护的主要器件之一，通过它的动
作控制电路接通与切断，在电压、电流的监测及事故报警等场合得到广泛的应用。

继电器的种类很多，可按不同的方法分类。

（1）按继电器作用
A、测量继电器它是直接反映电气量变化的继电器，主要有电压继电器、电流继电器、功率
继电器、阻抗继电器、频率继电器及差动继电器等6类。

B、测量继电器它是直接反映电气量变化的继电器，主要有中间继电器、时间继电器、热继
电器及信号继电器等，通常用于自动控制装置和保护电路中。

（2）按继电器接入电路的方式
A、一次式继电器控制继电器的信号不通过互感器，而是直接接到一次电路中。

B、二次式继电器控制继电器的信号由互感器的二次侧提供。

（3）按继电器控制断路方式
A、直接作用式继电器继电器直接作用于断路器的跳闸机构。

B、间接作用式继电器继电器动作后，不直接控制跳闸，而是控制辅助操作回路，由操作回
路去动作于断路器跳闸机构。

继电保护装置从早期的机械式、电磁式到晶体式、集成电路式、电子继电器因而得到很大的
发展。

电磁式和感应式继电器虽然有动作较慢，灵敏度较低，功耗体积较大和具有可动部分
及触点等缺点，但由于它们具有机械强度好和使用寿命长等特点，因而目前仍得到广泛应用。

随着电子技术迅速发展，电子式继电器由于具有动作迅速，灵敏度高，无可动部分，抗振动，
耐冲击，功耗和体积都小，因而得到迅速发展和应用。

2。

继电器的结构和原理
继电器是一种能自动动作的电器。

它由接受机构、中间机构和执行机构三部分组成，当线圈
加上一定的电压，线圈即有一定的电流通过，铁芯中将产生一定的磁通，铁芯被磁化，产生
电磁吸力，克服弹簧的拉力，衔铁被吸动，带动动接点与静接点闭合接通外电路。

线圈断电
后，电磁吸力消失，衔铁及动接点就会释放，返回原来位置，动、静接点分开，外电路被切
断。

3。

继电保护的基本原理
继电保护装置是一种能自动判断的处理故障的自动化装置。

由于电力供电系统中发生故障或
不正常运行时，总是伴随有电流、电压、频率、功率及电压与电流相位角等物理量的变化，
因此，电力供电系统各种继电保护，就是利用在发生各种不同故障或不正常运行时出现的现
象，作为自动控制的信号，自动判断故障，然后进行保护。

由于各种故障和不正常运行情况，
其产生的原因均不相同，因此，各种继电保护电路的原理也不同。

例如过电流保护，根据电
流大小的不同分为过载和短路自动跳闸保护；欠压保护，当电压下降到低电压调节值时，自
动跳闸保护；对于功率倒流，则反映功率方向改变的逆功率跳闸保护。

自动空气断路器保护
自动空气继电器是低压自动开关器件，通常用于交流电压500V以下的电路中。

它正常运行时，作为接通或分断主电路之用；在不正常运行时，用来对主电路进行过载、短路和欠压保护，自动切断电路。

在自备电站，自动空气断路主要有在柴油发电机控制屏中，作为柴油发电机组三相交流电源输出的控制开关，也常用用于低压配电屏中作为三相交流的输出开关。

国产自动开头有装置式、万能式、快速式和限流式等类型。

常用的有装置式DZ10系列自动空气断路器；万能式DW94、DW95、DW98等型号自动空气断路器。

1、DZ10型自动断路器结构。

自动断路器结构由传动机构和自由脱扣机构两部分组成。

合闸时通过传动机构作用于自由脱扣机构将开关接通。

而自由脱扣机构与触头系统及保护装置相联系，通过它的作用使触头接通或断开。

自动开关的触头通常采用块状，其接触部分嵌银块以减小接触电阻。

一般额定电流大于600A的自动开关庆装来弧触头，以保护主触头免受电弧烧坏。

自动空气断路器的灭弧装置通常采用栅片灭弧室，由于栅片具有不同开关的凹槽，因而提高灭弧能力。

灭弧室用石棉板或陶土制成，可防止因飞弧造成相间短路。

脱扣器有两种：失压脱扣器，除作跳闸的执行机构外，还作欠保护；过电流脱扣器，用以作过载和短路保护。

过流脱扣器有双金属式和电磁式两种。

热脱扣器（即双金属式）为过流脱扣器，其作用是过载时，电流使双金属片右端向下弯曲，经一段时间后，在弹簧作用下，开关跳闸，切断主电路。

电磁脱扣器的作用是短路时，短路电流流过电磁脱扣器的线圈，产生强磁场，吸动衔铁，使开关跳闸。

DZ10系列自动空气断路器的热脱扣器，其额定电流有15A、20A、30A、40A、50A、60A、80A、 (600)
等，可根据电路的工作电流选择适应的热脱扣器。

电磁脱扣器的额定电流有15A、20A、30A、40A、50A、100A、250A、400A、600A等，它的动作电流可在3-10倍额定电流范围内调节。

2、自动空气断路器的动作原理。

（1）电磁合闸电路原理自动空气断路器采用电磁操作，弹簧储能合闸，其电磁合闸操作的控制电路。

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