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1、主要介绍继电保护二次系统和传统的继电保护一.继电保护任务及基本要求1. 继电保护任务造成电气设备故障或异常运行的原因：由于外力破坏、内部绝缘击穿、过负荷、误操作等。最常见故障：短 路故障短路故障：三相短路、两相短路、大电流接地系统发生的单相接地短 路、以及变电器、电机类设备的内部线圈匝间短路。任务：（1）当电气 设备发生短路故障时，能自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统切除，将事故尽可能控制在最小范围内。（2）当正常供电的电源因故 中断时，继电保护和自动装置将自动投入备用电源。2. 继电保护基本要求基本要求：为了能正确无误迅速切除故障，使电力系统能以最快速度 恢复正常运行，要求继电保护具有
2、足够的选择性、快速性、灵敏性、可靠 性。电力系统故障基本特点：电流突增、电压突降或过高、电流和电压相 位角发生变化，以及出现负序或零序分量等。还有其他的物理量，如变压 器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高 等特点。利用这些基本特点可以构成各种不同原理的继电保护。各种继电保护：电流过负荷、过电流、电流速断、电流方向保护、低 电压、过电压、电流闭锁电压速断、差动、距离、高频保护等。此外还有 如瓦斯保护。选择性当电力系统发生故障时，继电保护应能有选择地将故障部分切除，让 非故障部分继续运行，使停电范围尽量缩小。为此一般按整定电气量的动 作值和上下级保护动作时限进行配合（一
3、般时差取0.30.7秒）。快速性减轻故障设备损坏程度，缩小故障波及范围，提高系统运行稳定性， 加快系统电压的恢复，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的 效果等。灵敏性灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护 装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护 装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误 动作。相邻设备的上下级保护之间的灵敏性配合也是选择性的条件之一。可靠性可靠性是指保护该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作，可 靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。3. 常用继电器1）电磁型电流继电器铁芯线圈可动衔铁（可动舌
4、片）反作用弹簧动合触点可动触点桥动 断触点电磁式电流继电器原理图动作电流IDZ:能使过电流继电器开始动 作的最小电流。返回电流f:继电器动作后，当电流减小到，使可动触点开始返回 原位的最大电流。返回系数Kf :返回电流除以动作电流。Kf = If/IDZ 因返回电流总是小于动作电流,故返回系数总是小于 1。电磁型电流继电器返回系数要求在0.850.9之间。若Kf 0.85，则容易引起误动。若Kf0.9,则可动触点桥与静触点触指闭合时接触压力可能不足， 造成接触不良，引起继电器工作的可靠性，应调整。（2）电磁型电压继电器电磁型电压继电器主要使用在电压保护回路中，其工作原理和结构与 电磁电流继电器
5、相似，外形也一样，只是将电流线圈更换为电压线圈。电 压继电器分类:过电压继电器和低电压继电器。型号为 DJ:DJ111、DJ121、DJ131 为过电压继电器。DJ112、DJ122、 DJ132 为低电压继电器。（3）GL 系列感应型过电流继电器GL 系列感应型过电流继电器具有反时限特性的感应元件，又有电磁 速断元件。特点:触点容量大，不需时间继电器和中间继电器，即可构成 过流保护和速断保护。特别适用于交流操作的保护装置中。GL 继电器包括电磁元件和感应元件两部分。2电磁元件构成电流速断保护。感应元件构成带时限电流保护，动作时间与电流大小有关，电流大则 动作时间短。反之，电流小则动作时间长。
6、（4）电磁型中间继电器反作用弹簧线圈电磁铁衔铁线圈动触点静触点DJ型中间继电器结 构图工作原理：线圈加电压后，电磁铁产生电磁力将衔铁吸合带动触点， 使其中的动合触点闭合，动断触点断开。当外加电压消失后，衔铁受反作 用弹簧的拉力作用而返回原来位置，动触点也随之返回原位，动合触点打 开，动断触点闭合。带有延时闭合或延时断开功能：在电磁铁的铁芯上套上若干片铜质短 路环，当短路环中产生感应电流时，此感应电流将阻止电磁铁中磁通的变 化，从而使继电器动作或返回带有延时功能。作用：增加触点数和触点容量，也可使触点闭合或断开时，带有不大 的延时，或使用在自保护回路中。（5）电磁型时间继电器用途：用以在继电保护
7、回路中建立所需要的动作延时。如380V保安段低电压保护延时 1.5秒、3 秒延时回路中，动作时间可以调整。型号： 如在直流操作继电保护装置中的 DS110。结构：外形与电磁式电流继电器相仿。内部包括一个电磁铁和一套机 械型钟表机构，以及动合、动断触点。（6）电磁型信号继电器用途：用以发出保护动作信号。如公司的保安段发生短路，其工作电 源开关过流保护动作时，继电保护二次回路，除了使断路器跳闸，同时由 信号继电器动作，触出BTG盘“413A开关事故跳闸”光字牌声光报警。 常见型号：D某一11型结构：电磁铁、线圈、衔铁、动触点、静触点、弹簧、看信号牌小窗 手动复归旋钮、信号。3选型：串联电流型、并联
8、电压型选型注意：电流型信号继电器线圈中流过的电流时，该工作电流在线圈上的压降 应不超过电源额定电压的 10%。为保护信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈的 电流必须不小于信号继电器额定工作电流的1.5 倍。当有几套保护同时动作时，各 信号继电器都应满足这一要求。对于多套保护启动同一出口中间继电器的保护装置，为了同时满足上 述两个条件，有时必须在中间继电器线圈两端并联一个适当阻值的电阻，以保证信 号继电器中流过的电流达到规定的数值。信号继电器工作原理示意图4. 继电保护与二次回路常用电气符号1）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9） 常用继电器图形符号继电器继电器
9、的触点和线圈出线电流继电器KA电压继电器KV时间继电器KT中间继电器KM信号继电器KS差动继电器KD气体继电器KG2）常用继电器接点图形符号4（1）动合触点（2）动断触点（3）切换触点（先断后合）（4）延时闭合的动合触点（5）延时返回的动合触点（6）延时闭合和延时返回的动合触点（ 7）延时断开的动断触点（8延时返回的动断触点（9）位置开关和限制开关的动合触点（10）位置开关和限制开关的动断触点（11）按钮开关（动合按钮）（12）按钮开关（动断按钮）二. 变压器保护1. 电力变压器保护设置要求310kV配电变压器主要有过电流保护、电流速断保护。气体保护一般设置在变电所单台容量在800kVA及以上
10、或车间内容量 在 400kVA 及以上的油浸式变压器上。电流差动一般设置在单台容量10000kVA及以上的大容量变压器或单 台容量在6300kVA及以上并列运行的变压器。以替代电流速断保护。复合电压 闭锁过流保护一般设置在大容量、高电压的降压变压器上，为提高灵敏度2. 变压器过电流保护过电流保护和电流速断保护就是利用电气设备发生短路时，产生很大 的短路电流，故障点愈靠近电源，则短路电流愈大，这一特点可构成的。定时限过电流保护：动作时间固定不变（利用时间继电器整定固定动 作时间）。反时限过电流保护：动作时间随短路电流大小而变化，即按短 路电流越大动作时间越短，短路电流越小动作时间越长（利用反时限
11、继电 器）。短路电流电流速断电流反时限电流定时限时间过电流保护的动作电流 是按避开被保护设备（包括线路）的最大工作电流（负荷电流）来整定的 （动作电流越低，则灵敏性越高，但快速性降低）5为避免保护误动作（瞬时出现电流波动）及相邻设备过流保护的配合 一般设有动作时限。动作时限选择：按阶梯原则。即电源侧的上一级保护的动作时限要比 下一级保护时间长。d34d2321Dd15ttt定时限过流保护原理图：定时限过流保护展开图：反时限过电流保护 接线方式:两相不完全星形反时限电流保护：两相差接线：动作原理与反时限过电流保护相同，只是当被保护设备 发生三相短路时，流过继电器电流线圈和跳闸线圈的电流为两相电流
12、的相 量之差，等于一相电流的根号三倍。而发生两相短路时，流过电流继电器 的电流为一相电流的两倍。优点是节省一块继电器和一个跳闸线圈。对于35KV及以上联接组为Y, d的电力变压器采用两相不完全星形接 线的过电流保护，为提高动作灵敏度，要接三块继电器，在电流互感器二 次回路中性线上也接有电流继电器。3. 变压器电流速断保护电流速断保护：针对相间短路故障的保护,故按不完全星形接线。电 流速断保护接线与定时过流保护基本相同,只是无时间继电器。若采用 GL 型继电器可实现电流速断和过电流保护。4. 变压器电流差动保护为什么要装设差动保护：当变压器内部发生小电流故障时,电弧使绝 缘油分解产生可燃气体,严
13、重时引起喷油、爆炸。若利用过电流,会因其 延时使得动作不够迅速,无法满足继电保护的快速性。若电流速断仍快速 性得到满足,但因其动作电流定值过大,对于轻微的内部故障不能反应, 且靠近变压器内部二次出线还存在死区。故应使用电流差动保护有实现。差动保护原理：分析单侧电源运行方式、分析两侧电源运行方式。差动保护动作电流：按二次回路断线、变压器空载投运时激磁涌流和 互感器二次电流不平衡，防止保护误动，动作时间取零秒。65. 变压器气体保护变压器气体保护也就是瓦斯保护（重瓦斯、轻瓦斯），它与差动、电 流速断属于主保护。过电流保护因具有时限，不能满足快速切除故障的要 求，故属于后备保护。安装位置：在变压器油
14、箱与油枕之间的连接管道中 特点：灵敏度高、动作迅速、接线简单。三. 电力线路及设备保护1. 过流保护和电流速断保护原理同上电力线路过电流保护的动作时间按选择性要求整定，并可作为相邻段 的后备保护。时间阶段差：t = 0.5S0.7S时间阶段差。过电流保护动作 时间：一般在1.0S1.2S。2. 限时电流速断保护线路电流速断按躲过本线路末端三相最大短路电流整定计算。故在靠 近线路末端存在死区（就是保护不到的区域），不能保护线路全长。死区 而能由过电流保护来动作，但是如果快速性得不到满足，就可采取限时电 流速断保护来实现。动作电流：按1.11.15倍的相邻线路的瞬时电流速断保护动作电流 整定。动作
15、时间：一般取0.5秒。3. 低电压保护和电流方向保护发生短路故障：电压会下降很多、三相严重不平衡。根据这些特点构 成低电压保护，以达到快速跳闸。方向继电器用以判断电流方向使事故停电范围限制在最小区域内。4. 高压电动机保护常用的电流保护：电流速断（纵差保护）和过负荷保护。过负荷可动 作于跳闸或发信。对于单相接地故障主要采用零序电流保护。不同容量的 保护：2000KW及以上一一纵联差动保护（代替电流速断）；2000KW以下一一电流速断，若电流速断保护灵敏度不满足要求，则 采用纵联差动保护代替。5.3kV10kV电力电容器组继电保护一般采用电流速断或延时电流速断保护作为相间短路的保护。动作电流动作时间电流速断额定电流的22. 5倍0秒延时电流速 断额定电流的1. 52倍0. 2秒6.变电所继电保护自动装置新技术应 用7.继电保护动作与故障判断电流速断保护动作，断路器跳闸时的故障判断（1）对于架空线路， 根据需要可合闸试送一次。(2) 对于电力变压器、电力电容器、电力电缆或室内电力线路不允 许试送电。变压器差动保护动作，断路器跳闸故障判断保护范围:两侧电 流互感器之间的所有设备。7故障原因：(1) 内部发生事故。如相间短路或匝间短路。(2)、二次连
