变电站职工培训教材

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1、1 变电站职工培训教案 一次设备 二次设备 一，继电保护基本知识 在电力系统中，发生故障时，安装于保护该元件的自 动装置立刻作用于该元件跳闸，切除故障或发出异常信号 。 一、对继电保护装置的基本要求如下： 选择性：当电力系统任一点发生故障时，继电保护装置应 保证只切除故障元件，非故障部分仍能继续运行。 快速性：当电力系统发生故障时，为保证系统的稳定性， 要求继电保护装置以最快的速度切除故障，同时减少系统 低压状态下的工作时间。 灵敏性：在保护范围内发生故障时，不论系统运行方式、 故障类型、故障点位置如何，均应灵敏可靠动作。 可靠性：当故障发生在保护范围内时继电保护装置应可靠 动作，不应拒绝动作

2、，而在正常运行或故障发生在保护范 围外部情况下，应可靠不动作，不应发生误动作。 电气故障特点： 电流增大、电压降低（增高）、电流电压相位角变化。 电力系统短路的危害： 1.产生电弧，以致烧坏设备。 2.产生热效应及电动力。 3.导致用户不能正常工作。 4.破坏系统稳定性。 电力故障的分类： 1.瞬时性故障：雷击过电压、瓷瓶闪烙、大风导线摆动等 。 2.永久性故障：瓷瓶击穿、倒杆接地短路、电缆头击穿等 。 解决事故的措施： 1.利用先进设备，加强巡视维护。 2.利用继电保护装置，快速切除，缩小事故范围，保持系 统稳定。 变电所接线： 主接线：连接发电机、变压器、断路器（开关)、电 抗器、电力电缆

3、、电压互感器、电流互感器等电气设备的 母线、输电线路等构成的电路叫主接线，也叫一次接线。 二次接线：为保证变电所发电厂的安全经济运行和操 作管理的方便，用以监察测量仪表、控制及信号器具、继 电保护装置、自动装置等一系列辅助电气设备组成，由电 压互感器、电流互感器、蓄电池组或厂用用低压电源供电 ，表明它们相互联系的接线叫二次接线。 二次接线图的种类： 原理接线图：用于表示继电保护测量仪表及自动装置 工作原理,将构成二次接线和一次接线有关设备部分整体 画在一起。 展开接线图：按电源供电给二次回路的每个独立电源 划分,同一元件不同回路采用同一文字符号. 接线图是以设备为中心, 展开图是以回路为中心.

4、 阅读原理图；读图的顺序要求： 阅读原理接线图的顺序从一次接线开始，查 看电流电压的 来源；从电流互感器和电压互感器二次侧，分析当一次系统故障时， 二次系统各设备的相互动作关系，直至使断路器跳闸及发出信号为止 。 对阅读展开接线图有哪些要求？ 阅读展开接线图应按顺序进行： 1 、先读交流电路后读直流电路； 2 、直流电源的流通方向是从左到右，即从正电源经触点到线 圈再回到负电 源； 3、元件的动作顺序是从上到下，从左到右。 继电保护构成： 故障量测量部分逻辑部分 执行部分 跳闸或 信号 | | | | | | 整定值 接点部分 BCJ、TQ、HQ 1、测量部分 测量部分的作用是测量被保护设备的

5、有关参数， 以便判断设备所处的状态（正常状态、故障或不正常工作 状态）。 2、逻辑部分 逻辑部分的作用是根据测量部分输出的结果进行 逻辑判断，即判断被保护设备的状态，确定保护装置是否 动作，以及如何动作（瞬时或延时）等。 3、执行部分 执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成 保护装置所担负的任务。如故障时 动作于跳闸：不正 常运行时，发出信号；正常运行时，不动作等。 继电器的作用和分类 继电器是组成继电保护装置的基本元件 。当输入继电器的物理量达到一定数值时 ，继电器就动作，通过执行元件发出信号 或动作于跳闸。 继电器的种类很多，按照继电器的结构 原理可分为电磁型、感应型、磁电型、整 流型

6、、极化型、半导体型和其他类型；按 照继电器反应物理量的性质来分，可分为 ：电流、电压、功率方向、阻抗、周波继 电器等；按照继电器反应电气量的上开或 下降，又可分为过量继电器和低量继电器 。例如反应电流超过整定值而动作的继电 器，称为过电流继电路；反应电压低于整 定值而动作的继电器，称为低电压继电器 。 1继电器；2继电器的触点和线圈引出线；3电流继电器；4电压继电器； 5 时间继电器；6中间继电器，7信号继电器； 8差动继电器；9瓦斯继电 器 一、定时限过电流保护 在电力系统中，当发生短路时，其特征 之一就是线路中的电流剧增。过电流保护 就是利用这个特征，在电流增长到超过整 定值时引起动作的一

7、种保护装置。过电流 保护按时限特性分为定时限过电流保护和 反时限过电流保护。所谓定时限过电流保 护是指不管故障电流超过整定值多少，其 动作时间总是一定的。本教程只介绍定时 限过电流保护。 （1）、定时限过电 流保护的接线方式 过电流保护的结 线方式有三相星形 接线、两相不完全 星形接线和两相差 接线，常用的是两 相不完全星形接线 。下图为定时限过 电流保护两相不完 全星形接线的原理 图。 二、电流速断保护 电流速断保护与过电流保护比较有两点区 别： 首先，电流速断保护的起动电 流是按躲过被保护线路末端的最大短路电 流整定的，因此继电器的起动电流要比过 电流保护的起动电流大很多；其次，瞬时 电流

8、速断保护是通过动作电流的正确选择 达到上下级保护动作的选择性，而不是依 靠动作时间阶差来达到动作选择性，因此 瞬时电流速断保护不采用时间继电器，其 动作时间为零秒，是快速保护。由于电流 速断保护具有可靠的选择性和快速性，因 此多用作线路（或其它电气设备）的主要 保护。 电流速断保护的缺点是具有末端死区。 因为电流速断保护的动作电流是按躲过被 保护线路末端的最大短路电流来整定的。 因此，当被保护线路靠近末端发生短路故 障时，瞬时速断保护就可能不动作。在被 保护线路靠近末端，瞬时速断保护不能起 到保护作用的区段，称为瞬时速断保护的 死区。为了使在这段死区内发生故障时， 断路器也能跳闸，必须依靠过电

9、流保护来 动作。因此过电流保护必须和速断保护 同时配合使用。 二 次 识 图 常用电气符号：（GB31564电工设备文字符号编制通则 GB472887国家标准局，1990年1月1日起施行） LH电流互感器TA、 YH电压互感器TV、 HC合闸接触器KMC 、HQ合闸线圈LC、 TQ跳闸线圈LT、 LJ电流继电器KA 、 YJ电压继电器KV、 SJ时间继电器KT、 XJ信号继电 器KS、 CJ差动继电器KD、 ZJ中间继电器KM、JSJ加速继 电器KAT、 BCJ保护出口继电器KOM、 TBJ跳跃闭锁继电 器KTL、 XMJ信号脉冲继电器KSP、 HWJ合闸位置继 电器KCP、 ZCH自动重合闸

10、装置ARC、 WSJ瓦斯继电器 KG、 XJJ信号监视继电器KMN KK控制开关SA、 XD信号 灯HL、 HD红灯HR BD白灯HW、 LD绿灯HG、 GP光 字牌HP、FM蜂鸣器HB、JL警铃HA、 LP连接片XB、 QP切 换片XS、BZT备用自投ATS、KM控制母线WC、 XM信号母线 WS、 SYM事故音响母线WFA、 YBM预告音响母线WW、 SM闪光母线WFM、 HM合闸母线WO、FM辅助母线W、B变压 器T、F发电机G、DL断路器QF、 G隔离开关QS、 XL 线路WL、 CJ纵联差动LD、 FK负荷开关QL、 DB电力变压器TM、 DD电笛HW、 C电容器CP、 DK电抗器L

11、、Lh消弧线圈Lblow、RD熔断器FU。 继电器触点的图形符号 1、动合触点（常开）；2、动 断触点（常闭）；3、切换触点 ；4、延时闭合的动合触点（常 开）；5、延时返回的动合触点 （常开）；6、延时闭合和返回 的动合触点（常开）；7、延时 闭合的动断触点（常闭）；8、 延时开启的动断触点（常闭） ；9、延时闭合和开启的动断触 点（常闭）；10、需人工复归 的动合触点（常开）；11、需 人工复归的动断触点（常闭) 6KV线路故障类型 永久性短路故障、瞬时性短路故障、单相 接地故障。 如果故障点距离变电所较近，且短路电流 很大，超过速断保护整定值时，则速断保 护动作，重合闸重合一次，故障为瞬

12、时故 障时，重合成功。 那么变电所重合闸动作光字牌亮，掉牌未 复归光字牌亮，速断信号继电器和重合闸 信号继电器掉牌，发出事故音响。 我们以1801图纸为例，其动作过程如下： A 正常运行情况： 在线路正常运行情况下，线路上没有短路电流通过，因此连接 在电流互感器二次侧的1LJ、2LJ、3LJ、4LJ励磁线圈没有大电流通过 ，继电器不动作。 B 当线路故障发生在速断保护范围时，线路上有短路电流通过，电 流继电器1LJ、2LJ、3LJ、4LJ均有电流通过，达到1LJ、2LJ起动电流 ，因为3LJ、4LJ起动时还要经时间延时，所以速断先动作。 通路为：+KM-1RD1LJ（2LJ）-1XJ1LDBC

13、J2RD- -KM +KMBCJ接点BCJ线圈DL TQ 2RD- -KM 接通跳闸回路，断路器跳闸。 +KM1RD -21 23-重合闸-HWJ常闭接点-2RD- -KM 接通，起动重合闸回路。-开关合闸。 C 重合闸回路： 重合闸充电回路： 当短路器合闸后，重合闸继电器LCH的电容C经 +KM1RD21 23-4R-C-2RD- -KM 充电，直至 充电充满。 重合闸的合闸回路： 当线路发生故障,继电保护装置动作断路器跳闸后，经下 回路起动重合闸。 +KM-1RD-21 23-ZCH17-12 -ZJ1、ZJ2-ZJ线 圈-XJ线圈-QPTBJ动断触点-DL动断触点-HC- 合闸。 断路器

14、合上后，其辅助触点DL断开，重合闸复归，C再次 开始充电，准备下次动作。 重合闸的放电回路 当手动操作使断路器跳闸，不需要重合闸动作时，将重合 闸放电回路接通。 C+- 6R -KK2 4- 2RD- -KM ZJ 不能起动。 重合闸只能动作一次的原因： 当重合闸动作之后，使断路器合闸送电到永久性故障后， 继电保护装置动作使断路器再次跳闸，因重合闸内电容C 充电不足，ZJ继电器不能起动（电容C一般需充电1525 秒）从而保证了重合闸只动作一次的要求。 如果线路是瞬时性短路故障，那么重合闸动作一次，重合 成功，设备均回到正常运行状态。 如果是永久性故障，那么速断保护回路重新起动，断路器 跳闸不再

15、重合。 2、如果线路故障发生在末端，且短路电流小于速断电流整定值 ，大于过流电流的整定值时，则过流保护动作，如果是瞬时故障时， 则重合闸起动，重合成功，如果是永久性故障时，则重合闸不成功， 同时起动后加速继电器，加速跳闸。 其动作过程如下： +KM1RD3LJ （4LJ）- SJ线圈- -KM +KM1RDSJ延时闭合触点闭合-2XJ2LPTBJ线圈-DL 动合触点TQ-跳闸 故障消失则重合闸起动-重合一次成功 故障不消失，重合闸起动开关上后，故障电流任存在，则3LJ 、4LJ 仍接通，重合闸ZJ3触点闭合，启动JSJ线圈。 +KM-3LJ（4LJ）JSJ瞬时闭合-BCJ- -KM +KM-BCJ动合触点- BCJ -TBJ-DL动合触点- TQ 开关跳闸 3、线路接地保护： 中性点不接地电网中发生单相接地时不会出现大电流，且不会改变 线路电压的数值和对称性，故可以在较长时间（1-2小时）带着故障 点继续向负荷供电，因此，中性点不接地电网的单相保护接地保护通 常作用于信号。 绝缘监视装置： 利用中性点