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1、第六章 供电系统继电保护的原理1第六章 供电系统继电保护的原理本章学习主要的主要内容：o继电继电 保护护装置的任务务和组组成；o继电继电 器的分类 ；o对继电对继电 保护护装置的基本要求 ；o电电流速断保护护 ；o限时电时电 流速断保护护 ；o定时时限过电过电 流保护护 ；o三段式电电流保护护装置 ；o电电流、电压联锁电压联锁 速断保护护 。o电流保护护的接线线方式及性能分析2第六章 供电系统继电保护的原理本章重点掌握继电保护的原理及方法本章重点掌握继电保护的原理及方法 重点：电电流速断保护护 ；限时电时电 流速断保护护 ；定时时限过电过电 流保护护 ；三段式电电流保护护装置目的是使学生了解供
2、电系统继电保护装置，目的是使学生了解供电系统继电保护装置， 掌握继电保护的工作原理和整定动作值。掌握继电保护的工作原理和整定动作值。3什么是电力系统故障?由于电气设备内部绝缘的老化、遭受雷击、外 力破坏损坏或工作人员的误操作等原因，可能使 运行中的电力系统发生故障和造成不正常运行状 况。最常见的故障是各种形式的短路，如三相短路 、 两相短路、两相对地短路、中性点直接接地系统 中的单相对地短路、电气设备绕组匝间短路等。各种短路均会产生很大的短路电流，同时使电 力系统的电压水平下降，从而引发严重后果。 4故障产生的严重后果：（1）通过故障点的短路电流及其产生的电弧，使故 障元件损坏； （2）短路电
3、流通过非故障元件时，产生发热和电动 力，造成设备的损坏或缩短设备的使用寿命； （3）电力系统中部分地区电压值大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量； （4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至造成整个系统瓦解。 5什么是电力系统不正常状态?电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏但没 有发生故障时，属于不正常运行状态。例如，因超负荷引起的电流升高。当发生过 负 荷时，设备的载流部分和绝缘材料的温度不断升 高，加速绝缘材料的老化和损坏，并有可能发展 成故障。此外，电力系统中出现有功功率缺额而 引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过 电压，以及电力系统振荡等，都属于不正常运行 状
4、态。 6什么是电力系统事故？电力系统中发生不正常运行状态和故障时，都 可能引起系统事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭 到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到 不能容许的程度，甚至于造成人身伤亡和电气设 备的损坏。76.1 继电保护基础在电电力系统统中，采取了各项积项积 极措施消除或 减 少发发生故障的可能性。但是故障一旦发发生，必须须能够迅速而有选择选择 性 地切除故障元件，以保证电证电 力系统统安全运行。因此在电气元件上装设了保护装置，称为继电保护 装置。 其作用是： 故障断路器跳闸切除故障，同时发信号。不正常状态发出信号报警。8继电保护装置的任务是：1）当被保护设备或线路发
5、生故障时，保护装置迅速动作，有选择地将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故蔓延。 2）当设备出现不正常运行状态时，保护装置一般作用于信号，以便及时采取措施，防止事故发生。在供电系统中，为了提高可靠性，除了装设 继电保护装置外，还设有各种自动装置，如自动 重合闸、备用电源自动投入装置等。 96.1 继电保护基础继电保护装置的任务什么是电力系统不正常状态? 什么是电力系统故障? 什么是电力系统事故？ 继电保护装置的任务是什么？10什么是继电保护装置？一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。能反映电气元件的故障或不正常运行 状态，发出跳闸或报警信号。什么是继电器？一种利用电磁转换原理加机械机
6、构及附属装置构成的机械装置，应用于继电保护中。为为了保证证安全可靠地供电电，电电力系统统中主要电电气设备设备 及线线路都要装设继电设继电 保护护装置。 11为什么叫继电保护？长期以来在电力系统装设设的保护护装置都是基于 电磁转换原理和机械机构的继电继电 器构成，故称为为 继电继电 保护护。随着计算机技术的发展，特别是各种传感器的 产生，如电磁式、霍尔式、光纤等传感器的出现， 电子计计算机保护装置正逐渐代替继电继电 器保护装置。但基于习惯仍然沿用继电保护的名称。126.1 .2 继电继电 保护护装置的组组成保护装置由测测量、逻辑逻辑 、执执行三种功能部分组组成：测量单元：测量被保护对象，并将测量
7、值并与保护的整定值比较。 逻辑单元：对测量单元送来的信号进行综合判断，决定保护装置是否需要动作。 执行单元：根据逻辑单元的决定，发出信号或跳闸命令 。被测 电气量测量 回路逻辑 回路执行 回路跳闸或发出 信号136.1 .3 继电继电 器的分类类保护继电护继电 器的分类： 按其反应应的物理量不同，可分为电为电 流、电压电压 、功率方向、阻抗等继电继电 器。 按其工作原理不同，可分为电为电 磁型、感应应型 、整流型、晶体管型、集成电电路型和微机型等 。 根据测测量元件与主回路联联接方式不同，又分为为 一次作用式（直接与主回路连连接）和二次作用 式（经经互感器连连接）。146.1 .3 继电继电
8、器的分类类按其在保护护装置中的功能分，有起动继电动继电 器、 时间继电时间继电 器、信号继电继电 器、中间继电间继电 器等。 根据执执行元件作用于跳闸闸的方式不同分为为直接 动动作式与间间接作用式。15电流继电器在线路中的连接：电流继电器的线圈串接在电流互感器的二次回路中。 是电流互感器的负荷。1617下面介绍绍供电电系统统中常用的几种电电磁式继电继电 器。18感测和判断部分 电磁机构执行机构 触头 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触头等组成。电磁式电器的组成：铁心吸引线圈衔铁弹簧动触头静触头电磁机构将 电磁能量转 换为机械能 量，带动触 头工作，完 成接通和分 断电路。19电电磁式继电继
9、电 器工作原理在线圈两端加上一定的电压（或通过一定的电流），线圈中 就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力 吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的 动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样的吸合、释放，实现了在电路中的导通、切断的目的。20常开触头和常闭触头触头按其原始状态可分为：常开触头和常闭触头。原始状态 吸引线圈未通电时的状态。常闭触头常开触头补充：21常开触头：当线圈未通电时触头断开，而线圈通电后触 头闭合的触头又称为动合触头；常闭触头：当线圈
10、未通电时触头闭合，线圈通电后触头断 开的触头又称为动断触头。触头的复位：线圈断电后所有触头回复到原始状态。22主触头和辅助触头按触头控制的电路分为：主触头和辅助触头。主触头：用于接通和断开主电路，允许通过较大的电 流，一般装有灭弧室或灭弧罩；辅助触头：用于接通和断开控制电路，只允许通过较小 的电流。23触头的结构型式 桥式触头 24电电磁式继电继电 器应应用实实例25电电磁式电电流继电继电 器 （KA)起测量保护作用 内部接线图图形符号基本结构26由图6-2可知，当继电器线圈1通过电流时，电磁铁2中 产生磁通，力图使Z形钢舌片3向凸出磁极偏转。与此同时，轴10上的反作用弹簧9又力图阻止钢舌片偏
11、转 。当继电器线圈中的电流增大到使钢舌片所受的转矩大于弹 簧的反作用力矩时，钢舌片便被吸近磁极，使常开触点闭合 ，常闭触点断开，这就叫做继电器动作。27过电流继电器的动作参数过电流继电器线圈中,能够使继电器动作的最小电流， 称为继电器的动作电流 。过电过电 流继电继电 器动动作后，减小线线圈电电流到一定值时值时 ，钢钢 舌片在弹弹簧的作用下返回起始位置。 继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的返继电器的返回电流与动作电流的比值，称为继电器的返 回系数回系数过电流继电器线圈中过电流继电器线圈中, ,能够使继电器由动作状态返回的能够使继电器由动作状态返回的 最大电流，称为继电器的返回电流最
12、大电流，称为继电器的返回电流 。28过电流继电器的动作参数返回系数是继电器的一项重要质量指标。 对于反应参数增加的继电器，如电磁式过电流 继电器，返回系数恒小于1； 对于反应参数减少的继电器，如低电压继电器 ，其返回系数总大于1。 在实际应用中，常常要求过电流继电器有较高 的返回系数，希望越接近1越好。对于过电流 继电器，应不小于0.85；对于低电压继电器， 应不大于1.25。29电流继电器KA（小结）用途：过电流保护中作为启动和测量元件结构：转动舌片式（DL-10系列）原理：线圈 不动作动作返回动作电流的调整：改变调整把手位置及改变线圈的连接方法（并联时动作电流为串联的两倍）。30电流继电器
13、以其在线路中的作用可分为以下两种： 过电流继电器： 当电路过流或发生短路时立即切断电路。 欠电流继电器： 当电路电流过低时立即切断电路。继电器无论起动和返回，其动作都是明确、干脆的，没 有中间位置，这种特性称为继电特性。 31电电磁式电电压继电继电 器 （KV) 起测量保护作用 电电磁式电压继电电压继电 器的结结构和原理，与电电磁式 电电 流继电继电 器极为类为类 似，只是电压继电电压继电 器的线线圈为为 电电 压线压线 圈并多做成低电压电压 （欠电压电压 ）继电继电 器。 低电压继电电压继电 器的动动作电压电压 为为其线线圈上能 够够 使继电继电 器动动作的最高电压电压 ；返回电压电压 为为
14、能够够使继电继电 器由动动作状态态返 回 到起始位置的最低电压电压 。 32电电磁式电电压继电继电 器 （KV)结构：转动舌片式（DJ-100）线圈匝数多，导线较细，并接在YH二次侧类型：过电压继电器、低电压继电器。原理：继电器的动作与否，取决于电网电压。动作电压的调整：改变调整把手位置。改变线圈的连接方法（串联时动作电压为并联的 两倍）。内部接线：与电流继电器（DL-10型相同）33电压继电器也可分为以下两种。 过电压继电器： 整定范围为 105120UN。 欠电压继电器： 吸合电压调整范围为 3050 UN。34电流继电器在线路中的 连接：电流继电器的线圈串 接在电流互感器的二次 回路中。
15、是电流互感器 的负荷。电压继电器在线路中的 连接：电压继电器的线圈并 接在电压互感器的二次 回路中。是电压互感器 的负荷。KVKA35DL-10系列电流继电器 36电流继电器和电压继电器区别是什么:电流继电器是电流保护。电流继电器是反映电流变化的继电器，它有吸 引线圈匝数少且线径较粗，能通过较大电流，使 用时与负载串联。电压继电器是电压保护。电压继电器是反映电压变化的继电器，它的吸 引线圈匝数多且线径细，用时线圈与被反映电压 并联。电压继电器的原理与电流继电器类似，应用也 非常广泛。372、电磁式时间继电器KT 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。 继电器
16、的线圈通电时，铁心被吸入，使被卡住的一套钟表机构释放，同时切换瞬时触点。在拉引弹簧作用下， 经过整定的时间，主触点闭合。当继电器的线圈断电时，继电器在弹簧的作用下返回起始 位置。 继电器的延时，可借改变主静触点的位置（即它与主动触 点的相对位置）来调整。调整的时间范围，在标度盘上标出。38电电磁式时间继电器39电电磁式时间继电器内部接线及图形符号403、电磁式信号继电器KS 信号继电器在继电保护装置中用来发出指示信号，信号继电器的文字符号为KS。 在供电电系统统中常用的DX-11型电电磁式信号继继 电电器，有电电流型和电压电压 型两种：电电流型信号继电继电 器线线圈的特点是阻抗小， 串 联联在二次回路内。电压电压 型信号继电继电 器线线圈的特点是阻抗大， 必 须须并联联使用。 413、电磁式信号继电器KS信号继电器信号继
