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1、 电力系统继电维护电力系统继电维护 电气工程及其自动化专业课程电气工程及其自动化专业课程华中科技大学文华学院机电学部2021.9Chapter 2 电力系统继电维护根底知识2.1 继电维护的系的系统配置与配置与继电特性特性2.2 继电维护用用电力互感器和力互感器和输入入变换器器2.3 微机微机继电维护安装的根本构成原理安装的根本构成原理2.1 继电维护的系的系统配置与配置与继电特性特性2.1.1 2.1.1 继电维护的系的系统配置与配置与维护范范围 图图2.1 2.1 典型电力系统及其维护分区典型电力系统及其维护分区 变压器变压器1发电机发电机母线母线电动机电动机输配电线路输配电线路维护分区的
2、根本原那么分区的根本原那么 维护分区的根本分区的根本类型型按按独立独立电气元件及其气元件及其组合。合。 主主维护分区根本分区根本维护分区或按分区或按元件元件维护分区分区 后后备维护分区根本分区根本维护分区或分区或相相邻的多个根本的多个根本维护分区分区 图图2.2 2.2 按重叠维护范围正按重叠维护范围正确地选择维护分区交界处确地选择维护分区交界处的电流互感器的电流互感器 维护分区必需覆盖整个分区必需覆盖整个电力系力系统，不允，不允许存在死区。存在死区。根本根本维护分区：分区： 以断路器以断路器为边境构成的区域境构成的区域 相相邻维护分区的分区的维护范范围要有要有重叠。重叠。 概念与概念与结论：
3、 继电维护安装感遭到系安装感遭到系统发生缺点并不是其生缺点并不是其动作的充分必要条件，作的充分必要条件，继电维护安装只需安装只需检测到到其其对应的的维护分区内的缺点且分区内的缺点且为其其规定的缺点定的缺点类型型时才允才允许按按规定的定的时限配合及操作方式的要求限配合及操作方式的要求产生生动作。作。 继电维护的系统性继电维护的系统性继电维护不不仅要保要保证详细维护对象的平安，更重象的平安，更重要的是需求保要的是需求保证电力系力系统的平安和的平安和稳定。定。不不仅要研要研讨继电维护安装的原理及安装的原理及实现技技术，还必需研必需研讨传感器及控制感器及控制对象的技象的技术特性及要求。特性及要求。对于
4、一个于一个维护对象，象，为了保了保证其其维护的可靠性和的可靠性和完完备性，性，经常要求用多个常要求用多个继电维护安装构成一个安装构成一个维护系系统。以以过电流流继电器器为例：例：IIop动作作,IIre前往。前往。reIopI前往动作图图2.4 2.4 过电流继电器的继电特性过电流继电器的继电特性2.1.2 继电特性特性 阐明：继电维护动作形状确实切和稳定靠继电特性来保证。动作作电流：流：Iop可以使可以使继电器可靠器可靠动作的最小作的最小电流流值。前往前往电流：流：Ire可以使可以使继电器可靠前往的最大器可靠前往的最大电流流值。前往系数前往系数: Kre维护继电器的前往器的前往值与与动作作值
5、之比之比,即即:过量量继电器的前往系数恒小于器的前往系数恒小于1；欠量欠量继电器的前往系数恒大于器的前往系数恒大于1。继电特性的两个要点：特性的两个要点：()永永远处于于动作或者前往形状，无中作或者前往形状，无中间形状；形状；()Iop不等于不等于Ire，使接点无抖，使接点无抖动。2.1.2 继电特性特性普通要求普通要求过量量继电器器 0.85Kre 1,0.90.95；欠量；欠量继电器器1Kre1.2 。2.2 继电维护用用电力互感器和力互感器和输入入变换器器继电维护输入信号的入信号的类型与特点型与特点 类型：型：电压、电流；交流、直流；流；交流、直流；电量、非量、非电量量 特点：幅特点：幅
6、值变化范化范围大，衰减直流分量、丰富大，衰减直流分量、丰富的高次的高次谐波分量波分量电压互感器的作用互感器的作用: 将将电力系力系统的高的高电压在二次在二次侧准确地准确地变换成成继电维护及及仪表所允表所允许电压额定定值为100V或或57.7V，使，使继电器和器和仪表既能在低表既能在低电压情况下任情况下任务，又能准确地反映，又能准确地反映电力系力系统中高中高电压设备的运的运转情况，同情况，同时它它还具有高、低具有高、低电压电路的隔离作路的隔离作用，以保用，以保证二次二次设备和任和任务人人员的平安。文字符的平安。文字符号号为TV旧：旧：PT2.2.1 电压互感器互感器维护用用电力互感器的主要力互感
7、器的主要类型型 (1) TV (1) TV电磁式；磁式；电容式容式CVTCVT (2) TA (2) TA无气隙无气隙铁心式，心式，TPTP，如，如5P205P20；小气；小气隙隙铁心式，心式，TPYTPY；空心式；空心式母母线维护。电压互感器的任互感器的任务特点和要求特点和要求(3) 对电压互感器的根本要求是互感器的根本要求是电压变换的准确性，的准确性，它主要受二次它主要受二次负荷大小的影响，荷大小的影响，对于于维护用用电压互互感器，感器，还需思索需思索电压互感器互感器暂态过程程对快速快速维护的的影响。影响。(1) 电压互感器的一次互感器的一次侧与高与高电压路并路并联，因此，因此，其一次任其
8、一次任务电压只取决于接入点的一次只取决于接入点的一次电压。(2) 电压互感器的二次回路不允互感器的二次回路不允许短路，否那么会短路，否那么会产生危生危险的短路的短路电流，并流，并烧毁电压互感器，因此，互感器，因此，通常装有通常装有维护熔断器熔断器2.2.2 2.2.2 电流互感器电流互感器电流互感器的作用流互感器的作用: 将将电力系力系统的高的高电压电路上的路上的电流，准确地流，准确地变换成二次低成二次低电压电路上的小路上的小电流流额定定值为5A或或1A，同，同时它它还具有高、低具有高、低电压电路的隔离作用，路的隔离作用，以保以保证二次二次设备和任和任务人人员的平安。的平安。文字符号文字符号为
9、TA旧：旧：CT电流互感器的任务特点和要求电流互感器的任务特点和要求(4)变换的准确性主要受二次的准确性主要受二次负荷和一次荷和一次电流大小的影流大小的影响；响；(1)电流互感器的一次流互感器的一次绕组与高与高电压电路串路串联，因此其，因此其一次任一次任务电流只取决于被接入的一次流只取决于被接入的一次电路的路的电流，而流，而与其二次与其二次侧负荷的大小无关；荷的大小无关；(2)电流互感器的二次回路不允流互感器的二次回路不允许开路，否那么会开路，否那么会产生生危危险的的过电压，要挟人身和，要挟人身和设备的平安；的平安；(3)电流互感器的二次回路必需有且只允流互感器的二次回路必需有且只允许有一点接
10、地，有一点接地，防止一、二次防止一、二次绕组绝缘击穿后穿后产生生对地高地高电压，但，但仅一点接地；一点接地；继电维护安装内部的输入变换器继电维护安装内部的输入变换器 在在继电维护安装内部，安装内部，还需求需求经过各种各种输入入变换器将器将电压互感器提供的二次互感器提供的二次电压、电流互感流互感器提供的二次器提供的二次电流流进一步一步变小，以小，以顺应弱弱电元件元件如如电子元件的要求；子元件的要求；v 同同时输入入变换器器还担担负在二次回路与在二次回路与继电维护安装内部安装内部电路之路之间实现电气隔离和气隔离和电磁屏蔽作磁屏蔽作用，以保用，以保证人身及人身及维护安装内部弱安装内部弱电元件的平安、
11、元件的平安、减少来自高减少来自高压设备对弱弱电元件的干元件的干扰。电压输入入变换器器 电压变换器的副方器的副方电压的大小的大小应与弱与弱电电子元件的子元件的允允许电压相匹配如在微机式相匹配如在微机式维护中，常中，常选取取对应最高最高输入的副方入的副方电压的有效的有效值为伏。伏。 电压变换器的任器的任务原理与原理与电磁式磁式电压互感器完全一互感器完全一样。电压变换器的原方与器的原方与电压互感器的二次互感器的二次侧并并联，其原方其原方额定定电压及及电压允允许变化范化范围应与与电压互互感器的二次感器的二次电压相匹配。相匹配。电流流输入入变换器器电流流变换器的原方与器的原方与电流互感器的二次流互感器的
12、二次侧串串联，其，其原方原方额定定电流及流及电流允流允许变化范化范围应与与电流互感器流互感器的二次的二次电流相匹配流相匹配;电流流变换器的任器的任务原理与原理与电流互感器完全一流互感器完全一样。由于弱由于弱电电子元件多子元件多为电压输入型，因此入型，因此电流流变换器的付方器的付方输出出电流需求流需求进一步一步变换为与与电流成比例流成比例的的电压，该变换过程称程称为电压构成，构成，该电压称称为构构成成电压。电压构成的常用方法是在构成的常用方法是在电流流变换器付方器付方输出的两出的两个端子个端子间接入一个低阻接入一个低阻值电阻，付方阻，付方输出出电流流流流过电阻便阻便产生与付方生与付方电流同相位、
13、正比例的构成流同相位、正比例的构成电压。 电抗变换器电抗变换器电抗抗变换器是一种器是一种铁芯芯带气隙的特殊的气隙的特殊的电流流变换器，它可以将器，它可以将电流直接流直接变换成成电压. .电抗抗变换器的原方与器的原方与电流流变换器一器一样，与，与电流流互感器的二次互感器的二次侧串串联；而付方与具有很高的；而付方与具有很高的输入入电阻的阻的负荷如弱荷如弱电电子元件直接相子元件直接相连 . .2.3 2.3 继电维护安装的根本构成原理继电维护安装的根本构成原理2.3.1 2.3.1 微机型微机型继电维护安装的根本构成原理安装的根本构成原理一台完好的微机型一台完好的微机型继电维护安装的构成包含硬件安装
14、的构成包含硬件和和软件两部分。件两部分。 硬件以数字中心部件硬件以数字中心部件为中心，中心，围绕着数字中心部着数字中心部件的是各种外件的是各种外围接口部件。接口部件。图图2-15 微机维护安装的硬件系统原理框图微机维护安装的硬件系统原理框图数字中心部件数字中心部件 本质上就是一台特别设计的公用微型计算机，普通由中央本质上就是一台特别设计的公用微型计算机，普通由中央处置器、存储器，定时器处置器、存储器，定时器/计数器及控制电路等部分组成，并计数器及控制电路等部分组成，并经过数据总线，地址总线、控制总线连成一个系统。经过数据总线，地址总线、控制总线连成一个系统。模拟量输入接口部件模拟量输入接口部件
15、 一次系统的模拟电量可分为交一次系统的模拟电量可分为交流电量，直流电量以及各种非电量。流电量，直流电量以及各种非电量。其作用是将电力传感器输入的模拟其作用是将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散化的数字量，电量正确地变换成离散化的数字量，提供应数字中心部件进展处置。提供应数字中心部件进展处置。开关量输入接口部件开关量输入接口部件 开关量是指那些反映开关量是指那些反映“是或是或“非两种非两种形状的逻辑变量，如断路器的形状的逻辑变量，如断路器的“合闸或合闸或“分分闸形状、控制信号的闸形状、控制信号的“有或有或“无形状等。无形状等。继电维护安装经常需求确知开关量的形状才干继电维护安装经常需求确知
16、开关量的形状才干正确地动作。正确地动作。开关量输出接口部件开关量输出接口部件 微机型维护经过微机型维护经过开关量输出的形状来开关量输出的形状来控制执行回路、信号控制执行回路、信号回路，以及其他回路回路，以及其他回路的继电器的动作。的继电器的动作。人机对话接口部件人机对话接口部件 人机对话接口部件人机对话接口部件的作用是，建立起微机的作用是，建立起微机型维护与运用者之间的型维护与运用者之间的信息联络，以便对安装信息联络，以便对安装进展人工操作、调试和进展人工操作、调试和得到反响信息。得到反响信息。外部通讯接口部件外部通讯接口部件 其作用是提供与其作用是提供与计算机局域通讯网络计算机局域通讯网络以及远程通讯网络的以及远程通讯网络的信息通道。信息通道。课堂堂习题：1. 欠量欠量继电器的器的继电特性是如何？画出特性是如何？画出图形。形。作作业：1. 为什么什么电流互感器二次流互感器二次侧不能开路？不能开路？第二章 终了
