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1、,电力系统微机继电保护,任务1-2 继电保护基本元件,河南工业职业技术学院 电气工程系,知识目标 (1)熟悉互感器 (2)了解常用电磁型继电器、变换器的分类与符号 能力目标 掌握互感器的作用及分类、常用 电磁型继电器的作用。,任务1-2 继电保护基础元件,继电器,继电器是各种继电保护装置的基本组成元件。一般来说，按预先整定的输入量动作，并具有电路控制功能的元件称为继电器。 当输入量等于起动量时，输出量突然增大，称为动作。当输入量小于返回值时，称为继电器返回。 常开触点: 当继电器输入量未达到整定值时，断开的触点称为常开触点。常开触点，也称动合触点。 常闭触点: 当继电器输入量未达到整定值时，闭
2、合的触点称为常闭触点。常闭触点也称动断触点。,使继电器的正常位置时的功能产生变化，称为起动。继电器完成所规定的任务，称为动作。从动作状态回到初始位置，称为复归。失去动作状态下的功能，称为返回。,继电器型号含义：,电磁型继电器,电磁型继电器主要有三种不同的结构型式，即螺管线圈式、吸引衔铁式和转动舌片式，如下图所示。,电磁型继电器的基本工作原理如下： 当在继电器的线圈3中通入电流时，就在铁芯中产生磁通，铁芯、空气隙和衔铁构成闭合磁路。衔铁被磁化后，产生电磁力F和电磁力矩M ，当电流足够大时，电磁力矩足以克服弹簧的反作用力矩，衔铁被吸向电磁铁，动合触点闭合，继电器动作。 电磁力矩与电流平方成正比，与
3、通入线圈中电流方向无关，为一恒定旋转方向力矩。,电磁型电流继电器(KA),1.动作电流：能使电流继电器动作的最小电流，以Iop表示； 2.返回电流：能使电流继电器返回的最大电流，以Ir表示 3.返回系数：返回电流与动作电流之比，以Kr表示。即 Kr=IrIop 注：电流继电器返回系数小于1，一般为0.850.9。,电磁型电压继电器 (KV),其线圈所用导线细且匝数多，流入继电器中的电流正比与加于继电器线圈上的电压。 1.分类：分为过电压继电器和低电压继电器 2.低电压继电器的工作原理：电力系统正常运行时，电压较高，低电压继电器动断触点断开，当发生故障，电压低于动作电压时，继电器动作，触点闭合；
4、故障切除后系统电压升高时，继电器返回，触点再次断开。（动断触点，也称为常闭：指不加入电压时其触点是闭合的。） 继电器实际上可分为两大类：过动作量继电器（电流继电器、过电压继电器）和欠动作量继电器（低电压继电器）,时间继电器,作用：时间继电器在保护装置中作为时间元件，用来建立 必要的动作延时。时间继电器除了延时触点外，有的还有一对瞬时切换触点，或一对滑动延时触点。时间继电器断电时，继电器瞬时返回，触点全部恢复原始态。,信号继电器,作用：信号继电器在继电保护及自动装置中作为动作指示器。信号继电器动作时，一方面有掉牌指示或灯光指示，另一方面又闭合其机械自保持触点，接通灯光或音响回路，这些信号均由运行
5、人员手动加以复归。特点：动作后触点自保持，应手动复归。,中间继电器,电磁式中间继电器常用在保护装置的出口回路中，用来接通断路器的跳闸回路，故又称为出口继电器。 特点： 增加触点数量，以便控制不同的回路； 增加触点容量，以便断开或接通较大电流的回路； 提供必要的延时,以便满足保护及自动装置的要求。,阻抗继电器 阻抗继电器是距离保护的核心,其主要作用是测量短路点到保护安装处之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。差动继电器 作为差动保护装置，差动继电器由位于系统中两个不同位置的电流互感器提供反馈信息。差动继电器对电流进行比较，如果存在不同则表示受保护区域内有故障存在。这些装置常
6、被用于保护发电机或变压器的线圈。,互感器,1互感器电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或测量互感器。2作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保护继电器等设备的电源或信号源3主要功能：（1）变换功能 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压和小电流。（2）隔离和保护功能 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。 （3）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电
7、压和电流值，便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电压额定值统一规定为5A（1A）及 100V。,电流互感器,简称CT，文字符号TA，是变换电流的设备。1基本原理电流互感器的基本结构和原理如图所示,（2）结构特点： 1.一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 2.一次绕组导体较粗，二次绕组导体细 3.一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次回路接近短路状态。（3）电流互感器的变流比用Ki表示,（1）组成：一次绕组、铁心、二次绕组,式中，I1N 一次侧额定电流值；I2N 二次侧额定电流值；N1 一次绕
8、组匝数；N2 二次绕组匝数；变流比Ki一般表示成如1005A的形式。,2结线方案电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图所示：一相式结线 如图a所示,一相式结线,1）说明 互感器通常接在B相，电流互感器二次线圈中流过的是对应相一次电流的二次电流值，反应的是该相的电流。2）应用 通常用于三相负荷平衡的系统中，供测量电流或过负荷保护装置用。,（2）两相V形结线 如图b所示,图b两相V形结线,两相V形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图,1）说明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A、C相上，由相量图可知，公共线上的电流为+， 反应的正是未接互感器的那一相的电流。2）应用 在中
9、性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用称“两相两继电器式结线”。,（3）两相电流差式结线 如图c所示,c两相电流差式结线,1）说明 又叫两相一继电器式结线，流过电流继电器线圈的电流为，由相量图可知其量值是相电流的倍。2）应用 适用于中性点不接地的三相三线制系统中，作过电流继电保护之用。,三相星形结线 如图d所示,1）说明 这种结线中的三个电流线圈正好反映了各相电流，2）应用 被广泛用于三相负荷不平衡的三相四线制系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。,图d三相星形结线,4电流互感器的使用注意事项（1）电流互感器
10、在工作时二次侧不得开路。（2）电流互感器二次侧有一端必须接地。（3）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。,电压互感器,简称PT，文字符号TV。是变换电压的设备。1基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图所示,电压互感器的基本结构和接线1铁心 2一次绕组 3二次绕组,（1）组成 1)一次绕组 2)二次绕组 3)铁心（2）结构特点 1） 一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。 2） 一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。 3） 一次绕组的导线较细，二次绕组的导线
11、较粗。二次侧额定电压一般为100V，用于接地保护的电压互感器二次侧额定电压为（100/）V，辅助二次绕组则为（100/3）V。（3）电压互感器的变压比用Ku表示：,式中，U1N 电压互感器一次绕组额定电压; U2N 电压互感器二次绕组额定电压; N1 一次绕组的匝数; N2 二次绕组的匝数; 变压比Ku通常表示成如100.1kV的形式。注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。,2. 电压互感器的结线方案电压互感器在三相电路中有如图4-20所示的四种常见的结线方案。（1）一个单相电压互感器的结线，如图4-20a所示。1）作用 供仪表和继电器接一个线电压2）应用
12、适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。（2）两个单相电压互感器接成VV形，如图4-20b所示。1）作用 供仪表和继电器接于各个线电压2）应用 适用于三相三线制系统。（3）三个单相电压互感器接成Y0Y0形，如图4-20c所示。作用 供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。应用 常用于三相三线和三相四线制线路。,(4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接 成 Y0Y0/ 形，如图d所示。,电压互感器的结线方案 a)一个单相电压互感器 b) 两个单相电压互感器接成V/V c) 三个
13、单相电压互感器接成Y0/Y0形 d) 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0/Y0/,4. 电压互感器使用注意事项（1）电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路。因此电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。原因 由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运行状态近于开路，当发生短路时，将产生很大的短路电流，有可能造成电压互感器烧毁 其一次侧并联在主回路中，若发生短路会影响主电路的安全运行。 （2）电压互感器二次侧有一端必须接地。通常将公共端接地。目的 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及设备及人身安全。（3）电压互感器在结线时
14、，必须注意其端子的极性 三相电压互感器一次绕组两端标成A、B、C、N，对应的二次绕组同名端标为a、b、c、n；单相电压互感器的对应同名端分别标为A、N和a、n。在结线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会造成测量误差和保护误动作(或误信号)，甚至可能对仪表造成损害。因此，必须注意其一、二次极性的一致性。,变换器,一、变换器作用 保护装置动作判据主要为母线电压（线路电压）、线路电流。因此需要将母线（线路）电压互感器、电流互感器输出的二次电压、电流再经变换器进行线性变换后送入继电保护装置的测量电路。变换器的基本作用如下： (1)电量变换:将互感器二次侧电压(额定100V)、电
15、流(额定5A或1A)，转换成弱电压（数伏），以适应弱电元件的要求，变送器的输出信号为5V或者1、10mA。 (2)隔离电路:电流、电压互感器二次侧的保安、工作接地，是用于保证人身和设备安全的，而弱电元件往往与直流电源连接，直流回路不允许直接接地，故需要经变换器实现电气隔离。,(3)调节定值:整流型、晶体管型继电保护可以通过改变变换器一次或二次线圈抽头来改变测量继电器的动作值。 （4）电量的综合处理：通过变换器可以将多个电量综合成单一电量，有利于简化保护。,变换器的分类 继电保护中常用的变换器有电压变换器(UV)、电流变换器(UA)和电抗变换器（UX），UV作用是电压变换，UA作用是将输入端的交流电流变换成输出端的直流电流，而且输入量和输出量之间的关系式线性的，电抗变换器是将输入的电流变换成与电流成正比的电压的变换装置。电流变送器技术指标 1、输入：交流电流0-5、4、3A，频率50HZ 2、输出：直流电流0-1mA,当输出电压为5V或6V 3、基本误差：小于0.5%左右 4、温度误差：没变化10度，附加误差为0.5%左右 5、消耗功率:小于5VA功率变送器分类：有功功率变送器和无功功率变送器。,
