供电系统的保护和二次接线

《供电系统的保护和二次接线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供电系统的保护和二次接线（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、盈德气体有限公司培训-电气部分 电气工程知识电气工程知识 供电系统的保护和二次接线供电系统的保护和二次接线 盈德气体杭州办公室盈德气体杭州办公室 邵少奇邵少奇 2008年年11月月 供电系统的保护及二次接线供电系统的保护及二次接线 1 继电保护装置的概念1 继电保护装置的概念 2 继电保护装置的操作电源2 继电保护装置的操作电源 3 3 变配电所的二次接线变配电所的二次接线 4 4 供电系统单端供电网络的保护供电系统单端供电网络的保护 5 5 电力变压器的保护电力变压器的保护 6 6 低压配电系统的保护低压配电系统的保护 7 7 供电系统的常用自动装置供电系统的常用自动装置 1 继电保护装置的

2、概念继电保护装置的概念 （1）在电气元件发生故障时，有选择性地作用于断路器跳闸，将故障 元件从供电系统中快速切除。 （1）在电气元件发生故障时，有选择性地作用于断路器跳闸，将故障 元件从供电系统中快速切除。 一、继电保护装置的任务及要求 （2）在电气元件出现异常运行工况时，及时发出报警信号。 一、继电保护装置的任务及要求 （2）在电气元件出现异常运行工况时，及时发出报警信号。 继电保护装置的基本任务：继电保护装置的基本任务： 大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置一般由测量部分 、逻辑部分、执行部分构成，如下图所示。 大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置一般由测量部分 、逻辑

3、部分、执行部分构成，如下图所示。 测量 部分 逻辑 部分 执行 部分 输入 信号 定值 调整 输出 信号 输入信号：电流或电压 输出信号：报警或跳闸 输入信号：电流或电压 输出信号：报警或跳闸 续上页续上页 对继电保护装置的基本要求： 1选择性 2速动性 3可靠性 4灵敏度 对继电保护装置的基本要求： 1选择性 2速动性 3可靠性 4灵敏度 当供电系统发生故障时，只离故障最近的保护装置动作，切 除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行 在系统发生故障时，保护装置应尽快地动作，切除故障。 保护装置在应该动作时，不应拒动；而在不应该动作时，不 应误动。 表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态

4、反应能力 的一个参数。 当供电系统发生故障时，只离故障最近的保护装置动作，切 除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行 在系统发生故障时，保护装置应尽快地动作，切除故障。 保护装置在应该动作时，不应拒动；而在不应该动作时，不 应误动。 表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反应能力 的一个参数。 过电流保护装置的灵敏度用保护装置的保护区内在电力系统为最小 运行方式 过电流保护装置的灵敏度用保护装置的保护区内在电力系统为最小 运行方式（指电力系统处于短路阻抗为最大而短路电流为最小的状态的 运行方式）时的最小短路电流 （指电力系统处于短路阻抗为最大而短路电流为最小的状态的 运行方式）时的最小

5、短路电流Ik.min与保护装置一次动作电流与保护装置一次动作电流（即保护装 置动作电流换算到一次电路的值） （即保护装 置动作电流换算到一次电路的值）Iop.1的比值来表示，这一比值就称为保 护装置的灵敏系数或灵敏度，即 在GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范中，对 继电保护装置的灵敏度都有一个最小值的规定， 的比值来表示，这一比值就称为保 护装置的灵敏系数或灵敏度，即 在GB50062-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范中，对 继电保护装置的灵敏度都有一个最小值的规定， .min .1 k p op I S I = 二、保护继电器二、保护继电器 继电器是一种在其

6、输入的物理量（电量或非电量）达到规定值时， 其电气输出电路被接通（导通）或分断（阻断、关断）的自动电器。 继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量）达到规定值时， 其电气输出电路被接通（导通）或分断（阻断、关断）的自动电器。 续上页续上页 保护继电器 的组成元件 保护继电器 的组成元件 机电型 电子型 微机型 机电型 电子型 微机型 又称静态继电器，用模拟电子电路及部分数字 电子电路构成。具有动作灵敏、体积小、能耗 低、耐震动、无机械惯性等优点。 又称静态继电器，用模拟电子电路及部分数字 电子电路构成。具有动作灵敏、体积小、能耗 低、耐震动、无机械惯性等优点。 结构原理有电磁式、感应式等。具

7、有简单可靠、 便于维修等优点。 结构原理有电磁式、感应式等。具有简单可靠、 便于维修等优点。 又称数字式继电器，是以微处理器（缩写MPU） 为核心组成的新型继电保护装置。与传统的继 电保护装置相比，具有可靠性高、功能齐全、 调试维护方便、性能价格比优等优点。已成为 电力系统继电保护的更新换代产品。 又称数字式继电器，是以微处理器（缩写MPU） 为核心组成的新型继电保护装置。与传统的继 电保护装置相比，具有可靠性高、功能齐全、 调试维护方便、性能价格比优等优点。已成为 电力系统继电保护的更新换代产品。 在供电系统中，电流继电器是保护装置中重要的起动元件。常用 的机电式电流继电器分电磁式和感应式两

8、种。 在供电系统中，电流继电器是保护装置中重要的起动元件。常用 的机电式电流继电器分电磁式和感应式两种。 续上页续上页 Ire Y I Iop 0 1 1电磁式电流继电器(1电磁式电流继电器(KC) ) 动作电流动作电流Iop过电流继电器线圈 中的使继电器动作的最小电流。 过电流继电器线圈 中的使继电器动作的最小电流。 re re op I K I = 这种电流继电器是一种瞬时继电器。 用电磁式电流继电器构成定时限过电流保 护装置时，还要用到电磁式时间继电器 这种电流继电器是一种瞬时继电器。 用电磁式电流继电器构成定时限过电流保 护装置时，还要用到电磁式时间继电器 (KT)、信号继电器、信号继

9、电器(KS)以及中间继电器以及中间继电器 (KA)。 I t Iop top 0 电磁式电流继电器的其动作特性如 图所示。 返回电流 电磁式电流继电器的其动作特性如 图所示。 返回电流Ire过电流继电器线圈 中的使继电器由动作状态返回到起始位 置的最大电流。 过电流继电器线圈 中的使继电器由动作状态返回到起始位 置的最大电流。 因为这种保护装置的动作时限（由时 间继电器预先调整）与故障电流的大小无 关，是固定的，所以其保护特性称为 因为这种保护装置的动作时限（由时 间继电器预先调整）与故障电流的大小无 关，是固定的，所以其保护特性称为“定 时限特性 定 时限特性”。如右图所示。如右图所示。 续

10、上页续上页 2感应式电流继电器(2感应式电流继电器(KC) ) 感应式电流继电器的电流时间特性曲线如图所示。当继电器线圈中的 电流大到一定数值时，其动作时间与通入电流的平方成反比，通入的电流 越大，动作时间越短，这也就是感应式电流继电器的 感应式电流继电器的电流时间特性曲线如图所示。当继电器线圈中的 电流大到一定数值时，其动作时间与通入电流的平方成反比，通入的电流 越大，动作时间越短，这也就是感应式电流继电器的“反时限特性反时限特性”，如下 图所示曲线 abc，这一特性是其感应元件所产生的。 ，如下 图所示曲线 abc，这一特性是其感应元件所产生的。 1nqb n t 0 a b c bd 1

11、0 当继电器线圈电流进一步增大到 整定的速断电流 当继电器线圈电流进一步增大到 整定的速断电流Iqb时，电磁元件动 作，使触点发生切换，同时也使信号 牌掉下。很明显，电磁元件的作用又 使感应式继电器兼有 时，电磁元件动 作，使触点发生切换，同时也使信号 牌掉下。很明显，电磁元件的作用又 使感应式继电器兼有“电流速断特 性 电流速断特 性”，如图所示bb，如图所示bb/ /d曲线。因此这种电 磁元件又称为电流速断元件。 d曲线。因此这种电 磁元件又称为电流速断元件。 qb qb op I n I = 速断电流速断电流Iqb是指继电器线圈中的 使电流速断元件动作的最小电流。速 断电流与感应元件的动

12、作电流之比称 速断电流倍数 是指继电器线圈中的 使电流速断元件动作的最小电流。速 断电流与感应元件的动作电流之比称 速断电流倍数nqb。 三、继电保护装置的接线形式三、继电保护装置的接线形式 继电保护装置的接线形式是指互感器与电流继电器之间的连接方式， 目前常用的有三相三继电器和两相两继电器两种，如图所示。 继电保护装置的接线形式是指互感器与电流继电器之间的连接方式， 目前常用的有三相三继电器和两相两继电器两种，如图所示。 TA3TA2TA1 KC1 2S1 2S2 2S2 2S1 2S22S1 KC2KC3 ABC ) IaIbIc TA2TA1TA3 QF 三相三继电器式三相三继电器式 2

13、S2 2S2 KC2KC1 TA1TA2 2S1 2S1 AC IaIc TA1TA2 QF 两相两继电器式两相两继电器式 为了表述继电器线圈电流为了表述继电器线圈电流Ik与电流互感器二次电流与电流互感器二次电流I2的关系，引入 一个接线系数 的关系，引入 一个接线系数KW： 2 1 k W I K I = 2 变配电所的操作电源变配电所的操作电源 操作电源对变配电所的安全可靠运行起着极为重要的作用，正常运行 时应能保证断路器的合闸和跳闸；事故状态下，在母线电压降低甚至消失 时，应能保证继电保护系统可靠地工作，所以要求充分可靠，容量足够并 具有独立性。 操作电源对变配电所的安全可靠运行起着极为

14、重要的作用，正常运行 时应能保证断路器的合闸和跳闸；事故状态下，在母线电压降低甚至消失 时，应能保证继电保护系统可靠地工作，所以要求充分可靠，容量足够并 具有独立性。 操作电源按其性质分，有直流操作电源和交流操作电源两大类。操作电源按其性质分，有直流操作电源和交流操作电源两大类。 变配电所的操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号 回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。 变配电所的操作电源是供高压断路器控制回路、继电保护回路、信号 回路、监测装置及自动化装置等二次回路所需的工作电源。 目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维 护铅酸蓄电池或镉镍电池组

15、储能的硅整流电源或高频开关电源成套装置。 由于蓄电池组本身是独立的化学能源，因而具有较高的可靠性。 目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维 护铅酸蓄电池或镉镍电池组储能的硅整流电源或高频开关电源成套装置。 由于蓄电池组本身是独立的化学能源，因而具有较高的可靠性。 一、直流操作电源一、直流操作电源 续上页续上页 220或110V V T +- - M Q + HL1 YB1 MnM1 380V交流电源输入(ATS) 免维护铅酸电池 FU1FU2 V T +- YB2 V T +- YB3 - M Q + HL2 降压装置 绝缘检测仪 微机综保装置电源WP控制回路电源WC信号

16、回路电源WS FU3FU4 220或110V QK 储能回路电源WCL 续上页续上页 小型小型10kV配变电所一般采用弹簧操动机构，且继电保护也 较简单，则可以选用交流操作电源，可以从所用变压器或电压 互感器取得 配变电所一般采用弹簧操动机构，且继电保护也 较简单，则可以选用交流操作电源，可以从所用变压器或电压 互感器取得220V电压源，从电流互感器取得电流源。电压源，从电流互感器取得电流源。 二、交流操作电源二、交流操作电源 FU TV SA2 TI 220V 100V 控制电源母线 WB(L1)WB(L3) 二次侧接地检查继电器 375 KV 91113 486 WV(L1) 1210 SA1 14 转换开关及电压测量 WV(L2) WV(L3) V 电压小母线 QF1 u TV QF2 v QF3 w F 电压互感器 5 64 3 28 71 续上页续上页 当一次系统发生故障时，交流电压可能会大大降低或消失，电压互感 器二次侧电压也随之降低或消失，因此，用电压互感器作交流操作电源只能 作为断路器正常跳合闸以及油