《工厂供配电技术及技能训练 教学课件 ppt 作者 田淑珍 第9章 继电保护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂供配电技术及技能训练 教学课件 ppt 作者 田淑珍 第9章 继电保护（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 继电保护,9.1继电保护的基本知识 9.2高压线路的继电保护 9.3电力变压器的保护 9.4母线保护 9.5微机保护 9.7技能实训,9.1继电保护的基本知识,9.1.1继电保护装置的任务 继电保护装置的任务是： （1）故障时动作于跳闸 供电系统中出现短路故障时，最靠近短路点的控制保护装置迅速跳闸，切除故障部分，恢复其他无故障部分的正常运行，同时发出信号，以便提醒值班人员检查，及时消除故障。 （2）异常状态发出报警信号 供电系统出现不正常工作状态时，发出报警信号，提醒值班人员注意并及时处理，以免引起设备故障。,9.1.2继电保护装置的基本要求,（1）选择性。在供配电系统发生故障时，离故
2、障点最近的保护装置动作，切除故障，而系统的其他部分仍正常运行。如图9-1所示，当k-1点发生短路时，应使断路器QF1动作跳闸，切除电动机，而其他断路器都不跳闸，满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。如果系统发生故障时，靠近故障点的保护装置不动作，而离故障点远的前一级保护装置动作，称为“失去选择性”。,图9-1 继电保护装置动作选择性示意图,（2）速动性。当系统发生短路故障时，保护装置应尽快动作，快速切除故障，减少对用电设备的损坏程度，缩小故障影响的范围，提高电力系统运行的稳定性。 （3）可靠性。可靠性是指保护装置在应该动作时不拒绝动作，在不应该动作时不误动作。保护装置的可靠性，与保护装置的元
3、件质量、接线方案以及安装、整定和运行维护等多种因素有关。,（4）灵敏性。灵敏性是指保护装置在其保护范围内对故障和不正常运行状态的反应能力。如果保护装置对其保护区极轻微的故障都能及时地反应动作，则说明保护装置的灵敏性高。灵敏性通常用灵敏系数Sp来衡量。,对于过电流保护装置，其灵敏系数Sp为,继电保护装置保护区内在电力系统最小运行方式下的最小短路电流；,继电保护装置动作电流换算到一次电路的值，称为一次动作电流；,9.1.3常用的保护继电器,保护继电器按其反应的物理量分，有电流继电器、电压继电器、功率继电器、气体继电器等。 保护继电器按其反应的数量变化分，有过量继电器和欠量继电器。如过电流继电器和欠
4、电压继电器等。 保护继电器按其在保护装置中的功能分，有起动继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器或出口继电器等。,保护继电器按其与一次电路的联系分，有一次式继电器和二次式继电器。一次式继电器的线圈是与一次电路直接相连的。如低压断路器的过电流脱扣器和失电压脱扣器，实际上都是一次式继电器。二次式继电器的线圈是连接在电流互感器或电压互感器二次侧的，通过互感器再与一次电路相联系。高压系统应用的保护继电器一般都属于二次式继电器。,工业企业供配电系统中常用的几种机电式保护继电器，其图形符号和文字符号如图9-3所示。,图9-3 继电器的图形及文字表示符号 （a）电磁式电流继电器图形符号（b）电磁式中间继
5、电器图形符号（c）电磁式信号继电器图形符号（d）电磁式时间继电器图形符号（带延时闭合触点）（e）电磁式时间继电器图形符号（带延时断开触点）（f）感应式电流继电器图形符号,继电保护装置由若干个保护继电器组成，如图9-2所示。当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间继电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。,图9-2 继电保护装置框图,1电磁式电流继电器,电磁式电流继电器在继电保护装置中用作起动元件，图9-4所示为DL-10系列电磁式电流继电器的基本结构图。,图9-4 DL-10系列电磁式电流继
6、电器的内部结构,1-线圈 2-电磁铁 3-钢舌簧片 4-转轴 5-反作用弹簧 6-轴承 7-静触点 8-动触点 9-起动电流调节转杆 10-标度盘（铭牌）,能使过电流继电器刚好动作并使触点闭合的最小电流，称为该继电器的动作电流，用Iop表示。 过电流继电器动作后，减小通入继电器线圈的电流，使继电器刚好返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用Ire表示。,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，用Kre表示，即：,对于过量继电器，返回系数总是小于1（欠量继电器则大于1），返回系数越接近于1，说明继电器越灵敏，如果返回系数过低，可能使保护装置误动作。DL-10系列继电器的返
7、回系数一般不小于0.8。 电磁式电流继电器的动作极为迅速，可认为是瞬时动作，因此，这种继电器也称为瞬时继电器。,2电磁式时间继电器,电磁式时间继电器在保护装置中起延时作用，以保证保护装置动作的选择性。,DS-100系列电磁式时间继电器的基本结构如图9-5所示，主要由电磁机构和钟表延时机构两部分组成，电磁机构主要起锁住和释放钟表延时机构作用，钟表延时机构起准确延时作用。时间继电器的线圈按短时工作设计 。,DS-110、120系列时间继电器的内部结构,1-线圈 2-铁心 3-可动铁心 4-返回弹簧 5、6-瞬时静触点 7-绝缘杆 8-瞬时动触点 9-压杆10-平衡锤 11-摆动卡板 12-扇型齿轮
8、 13-传动齿轮14-主动触点 15-主静触点 16-标度盘 17-拉引弹簧18-弹簧拉力调节器 19-摩擦离合器 20-主齿轮21-小齿轮 22-掣轮 23、24-钟表机构传动齿轮,3电磁式信号继电器,信号继电器用于各保护装置回路中，作为保护动作的指示器。 供电系统中常用的DX-11型电磁式信号继电器，有电流型和电压型两种，两者线圈阻抗和反应参量不同。 电流型可串联在二次回路中而不影响其他二次元件的动作；电压型因线圈阻抗大，必须并联在二次回路内。,DX-11型电磁式信号继电器的内部结构如图9-6所示。 信号继电器在正常状态时，继电器线圈中没有电流通过，其信号牌是被衔铁支持住的。 当继电器线圈
9、通电时，衔铁被吸向铁心而使信号牌掉下，显示其动作信号，同时带动转轴旋转90o，使固定在转轴上的导电条（动触点）与静触点接通，从而接通信号回路，发出音响或灯光信号。 要使信号停止，可旋动外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌复位。,图9-6 DX-11型电磁式信号继电器的内部结构 1-线圈 2-铁心 3-弹簧 4-衔铁 5-信号牌6-玻璃窗口 7-复位旋钮 8-动触点9-静触点10-接线端子,4电磁式中间继电器,电磁式中间继电器主要用于各种保护和自动装置中，以增加保护和控制回路的触点数量和触点容量。它通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。,工厂供电系统
10、中常用的DZ-10系列中间继电器的基本结构如图9-7所示，它一般采用吸引衔铁式结构。当线圈通电时，衔铁被快速吸合，常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，衔铁被快速释放，触点全部返回起始位置。,图9-7 DZ-10系列中间继电器的内部结构 1-线圈 2-铁心 3-弹簧 4-衔铁 5-动触点6、7-静触点 8-连接线 9-接线端子 0-底座,9.2高压线路的继电保护,按GB50062-1992电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定；对366KV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。 作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护（按GB50062
11、-1992规定，过电流保护的时限不大于0.50.7s时，可不装设瞬时动作电流速断保护）。相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。 作为单相接地保护，一般有两种方式：绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上动作于信号。有选择性的单相接地保护（零序电流保护），亦动作于信号，但当危及人身安全和设备安全时，则应动作于跳闸。,9.2.1继电保护的接线方式,保护装置的接线方式是指起动继电器与电流互感器的连接方式。610KV高压线路的过电流保护装置，通常采用两相两继电器式接线和两相一继电器式接线两种 。,1两相两继电器式接线 用两相两继电器式接线又称两相不完全星形接线，如图9-
12、8所示，如一次电路发生三相短路或任意两相短路，至少有一个继电器动作，且流入继电器的电流IKA就是电流互感器的二次电流I2。为了表征继电器电流IKA与电流互感器二次电流I2间的关系，特引入一个接线系数Kw,两相两继电器式接线属相电流接线，在一次电路发生任何形式的相间短路时Kw=1，即保护灵敏度都相同。,2两相一继电器式接线,又称两相电流差式接线，如图9-9所示。正常工作和三相短路时，流入继电器的电流IKA为A相和C相两相电流互感器二次电流的相量差，即， 而量值上 。在AC两相短路时，流进继电器的电流为电流互感器二次侧电流的2倍。在AB或BC两相短路时，流进继电器的电流等于电流互感器二次侧的电流。
13、,（1）三相短路：Kw=,（2）A B相或BC相短路：Kw=1,（3）A C相短路：Kw=2,9.2.2带时限的过电流保护,1定时限过电流保护,（1）定时限过电流保护装置的组成和动作原理,（a）原理图,（b）展开图,图9-10 定时限过电流保护的原理电路图 QF-高压断路器 TA1、TA2-电流互感器 KA1、KA2-D1型电流继电器 KT-DS型时间继电器KS-DX型信号继电器 KM-DZ型中间继电器YT-跳闸线圈,（2）定时限过电流保护的整定,图9-11 线路定时限过流保护整定说明 （a）电路 （b）时限整定,如图9-11（a）所示，当线路WL2的首端k点发生短路时，由于短路电流远远大于正
14、常最大负荷电流，所以沿线路的过电流保护装置KA1、KA2等都要起动。然而按照保护选择性的要求，应该是靠近故障点k的保护装置KA2首先断开QF2，切除故障线路WL2。而KA1应该立即返回，不至于断开QF1。为达到此目的，各套装置必须进行动作电流和动作时限的整定。,1）动作电流的整定 保护装置的动作电流应该躲过线路的最大负荷电流（包括正常过负荷电流和尖峰电流）ILmax，以免在最大负荷通过时保护装置误动作。,保护装置的返回电流Ire也应该躲过线路的最大负荷电流ILmax，以保证装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。,过电流保护动作电流的整定公式,式中 Krel：保护装置的可
15、靠系数，对DL型继电器可取1.2，对GL型继电器可取1.3； Kw：保护装置的接线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器接线为1，对两相一继电器接线为 ； Kre：保护装置的返回系数，对DL型继电器可取0.850.9，对GL型继电器可取0.8； Ki：电流互感器的变比； ILmax：线路的最大负荷电流（含尖峰电流），可取为（1.53）I30， I30为线路的计算电流。,如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器YT作过电流保护，则脱扣器动作电流按下式整定：,式中 Krel：保护装置的可靠系数，取可靠系数22.5，这里已考虑了脱扣器的返回系数。,为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装
16、置的动作时间，应按“阶梯原则”进行整定，也就是在后一级保护装置所保护的线路首端k点发生三相短路时，前一级保护的动作时间t1应比后一级保护的动作时间t2大一个时间差，如图9-11（b）所示，即： + （9-7） 对于定时限过电流保护，可取 =0.5s； 对于反限时过电流保护， 可取 =0.7s。,3）灵敏度校验 过电流保护作为本段线路的近后备保护时，灵敏度校验点设在被保护线路末端，其灵敏度应满足：,1.5,：被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流。,当过电流保护作为相邻线路的远后备保护时，灵敏度校验点设在相邻线路末端，其灵敏度应满足：,1.2,2反时限过电流保护,（1）反时限过电流保护的组成和原理,图9-12 反时限过电流保护的原理电路图 （a）按集中表示法绘制（b）按分开表示法绘制 TA1、TA2-电流互感器KA1、KA2-感应型电流继电器YT1、YT2-断路器跳闸线圈,图9-12是一个交流操作的反时限过
