1、第十章第十章 继电保护及二次回路继电保护及二次回路2015年6月1 第一节 常用继电器和保护的选择一、继电保护的任务（3个）1.自动、迅速地将故障设备从电力系统中切除；2.对不正常的运行状态发出信号，通知值班运行人员采取措施；3.迅速投入备用电源。二、对继电保护的基本要求（4个）1.选择性：选择性切除故障电路，尽可能减少停电范围；2.快速性：快速切除故障电路；3.灵敏性：在规定的保护范围内，准确反映故障情况；4.可靠性：不拒动，不误动。当发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。2三、常用继电器的图形符号l 新
2、国家标准GB4728l 学习要求：记住图形符号，能看会画3n 不论常开触点或常闭触点，其可动触点的表示方法是：l 当继电器动作时，可动触点总是向下移动;l 继电器返回起始位置时，可动触点向上移动。如此规定，是为方便分析各种类型触点的动作情况。4四、常用继电器的结构、原理和内部接线1、电磁型电流继电器（DL系列）l当线圈2中通过电流时，铁芯1中产生磁通，对可动舌片3产生一个电磁吸引转动力矩，欲使其顺时针转动。但弹簧4产生一个反抗力矩，使其保持原状。l当线圈中电流增大，达到整定值时，电磁转动力矩足以克服弹簧的反作用力矩。于是可动舌片3顺时针旋转。这时，与可动舌片位于同一转轴上的可动触点桥5也跟着顺
3、时针旋转，与静触点6接通，继电器动作；当电流减小时，电磁转动力矩减小，在弹簧反作用力矩的作用下，可动舌片逆时针往回旋转，于是动触点桥5与静触点6分离。5几个概念l 动作电流：能使过电流继电器开始动作的最小电流；l 返回电流：在继电器动作后电流均匀减小时，使继电器可动触点返回原位的最大电流；l 返回系数：返回电流除以动作电流，即 KFH=IFH /IDZl 过电流继电器的返回系数应在：0.850.9动作电流动作电流IDZ返回电流返回电流IFH6l 电流线圈分成两部分，利用连接片可将线圈接成串联或并联。l 当由串联改成并联时，动作电流便增大1倍。72、电磁型电压继电器（DJ系列）l 有过电压继电器
4、、低电压继电器两种；l 动作原理与电流继电器相同；l 低电压继电器的返回系数大于1，要求不大于1.2；l 常用型号：DY-20C、DY-30C返回电压返回电压IFH动作电压动作电压UDZ对于低电压继电器：对于低电压继电器：83、感应型过电流继电器（GL系列）l 既含有反时限特性的感应元件，又含电磁速断元件；l 兼具两种保护功能过电流、速断94、电磁型时间继电器（DS系列）l 瞬时触点l 延时触点104、电磁型中间继电器作用：l 增加触点数量；l 增加触点容量；l 经过特殊加工的中间继电器可提供短时间的延时0.4-0.8秒 说明：中间继电器触点的延时闭合或断开，是通过在继电器电磁铁的铁芯上套有若
5、干片铜质短路环而获得的。铜质短路环就相当于阻尼线圈，当断开或加上继电器线圈的工作电压时，在铜质短路环中产生短路电流，此短路电流将阻止继电器电磁铁中磁通的变化，从而使继电器动作或返回都带有延时。11125、电磁型信号继电器（DX系列）l 串联信号继电器（电流）l 并联信号继电器（电压）l 一般采用手动复归（复位），这样可以保留信号状态，便于值班人员进行检查分析；l 俗语：掉牌，指信号继电器动作136、瓦斯继电器l 保护油浸变压器；l 内部短路，电弧使绝缘油分解产生气体147、差动继电器（BCH-2型）l 变压器、发电机的主保护；一般用于大型设备；l 差动线圈WC，平衡线圈WP1、WP2，短路绕组
6、WD、W”D，二次绕组W215第二节 变电所的继电保护一、10kV变电所的继电保护1、过电流保护l 动作电流按照避开被保护设备的动作电流按照避开被保护设备的最大工作电流最大工作电流来整定（避免误动）；来整定（避免误动）；l 过电流保护有动作时限（过电流保护有动作时限（2 2）：）：定时限过电流保护定时限过电流保护：时间继电器：时间继电器 反时限过电流保护反时限过电流保护：GLGL型电流继电器型电流继电器l 上、下级过电流保护的时间整定遵从上、下级过电流保护的时间整定遵从“阶梯原则阶梯原则”：上级时间大于下：上级时间大于下级时间，级时间，时限差一般取时限差一般取0.5-0.70.5-0.7秒秒1
7、62、电流速断保护l 按照被保护设备的按照被保护设备的短路电流短路电流来整定；来整定；l 为防止保护动作越级，为防止保护动作越级，速断保护的动作电流要大于被保护设备（线路）速断保护的动作电流要大于被保护设备（线路）末端的最大短路电流末端的最大短路电流。末端有一段保护不到的末端有一段保护不到的“死区死区”，要依靠过电，要依靠过电流保护作为后备。流保护作为后备。3、限时电流速断保护l 弥补弥补“电流速断不能保护线路全长、过电流保护动作慢电流速断不能保护线路全长、过电流保护动作慢”的不足；的不足；l 时间一般取时间一般取0.50.5秒秒；l 动作电流应动作电流应大于下一段线路速断保护的动作电流大于下
8、一段线路速断保护的动作电流；以上三种保护方式组成“三段式电流保护”。17第段：电流速断保护：不能保护线路全长，动作迅速；第段：限时电流速断保护：保护线路全长，动作较迅速;第段：定时限过电流保护：保护线路全长，还可以辅助保护相邻线路184、低电压保护应用场合（4）：l 为保证重要负荷电机的再起动为保证重要负荷电机的再起动，将不重要电机设置低电压跳闸；，将不重要电机设置低电压跳闸；l 从从工艺条件、安全角度工艺条件、安全角度考虑，不允许自起动的电机（防止事故）；考虑，不允许自起动的电机（防止事故）；l 防止重合闸后，过高的变压器防止重合闸后，过高的变压器激磁涌流激磁涌流再次引发继电保护二次跳闸；再
9、次引发继电保护二次跳闸；l 自备发电机与电力系统并网运行的自备发电机与电力系统并网运行的解列点开关解列点开关，应设低电压保护。，应设低电压保护。在发电机或电力系统发生故障时解列发电机。5、其他保护l 瓦斯保护；瓦斯保护；l 备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置19二、35kV及以上变电所的继电保护l常用的有过电流保护、电流速断保护、变压器差动保护、瓦斯保护、带时限电流速断保护、低电压闭锁的过电流保护、电流电压联锁速断保护，以及备用电源自动投入装置等。20三、电力变压器的保护1、过电流保护l 两只两只CTCT，不完全星，不完全星形接法形接法l 可靠系数取可靠系数取1.21.2l 灵敏系数灵敏
10、系数1.51.52、电流速断保护l 灵敏系数灵敏系数2 2213、差动保护l 当变压器内部发生当变压器内部发生微小故障微小故障时，时，如匝间短路、铁芯绝缘损坏等，如匝间短路、铁芯绝缘损坏等，产生的故障电流较小；产生的故障电流较小；过电流保过电流保护护有时限，又不足以起动有时限，又不足以起动速断保速断保护护，容易造成内部故障扩大，损，容易造成内部故障扩大，损毁变压器。因此，要设置差动保毁变压器。因此，要设置差动保护。护。l 流入流入CJCJ继电器的电流为继电器的电流为两个两个CTCT电电流之差流之差，选择合适变比，可保证，选择合适变比，可保证 i1-i2=0Ai1-i2=0Al 变压器内部发生故
11、障，变压器内部发生故障，i1i2i1i2，CJCJ继电器中电流值不为零，达到继电器中电流值不为零，达到一定数值后即动作。一定数值后即动作。224、瓦斯保护l 变压器容量在变压器容量在800kVA800kVA及以上时及以上时才安装瓦斯保护；才安装瓦斯保护；l 轻瓦斯信号；轻瓦斯信号；l 重瓦斯跳闸重瓦斯跳闸瓦斯继电器跳闸线圈中间继电器保护压板重瓦斯23四、电力线路的保护1、定时限过电流保护242、有限反时限过电流保护l 故障电流超过整定值若故障电流超过整定值若干倍（干倍（一般约为一般约为6 6倍倍）以）以后，动作时间不再成反后，动作时间不再成反比例关系，而是趋于恒比例关系，而是趋于恒定。定。l
12、由由GLGL型电流继电器构成型电流继电器构成253、电流速断保护26电流速断保护动作电流整定274、带时限电流速断保护l 动作电流整定285、低电压闭锁的过电流保护l 当保护线路发生短路故障时，将产生大电流，同时母线电压会下降；当保护线路发生短路故障时，将产生大电流，同时母线电压会下降；l 设置低电压闭锁后，过电流保护值可不按设置低电压闭锁后，过电流保护值可不按“躲过最大负荷电流躲过最大负荷电流”来整来整定，而按定，而按正常持续负荷电流正常持续负荷电流整定即可（可压低整定值）。因为过负荷整定即可（可压低整定值）。因为过负荷时，母线电压不会大幅度降低。如此可时，母线电压不会大幅度降低。如此可提高
13、过电流保护的灵敏度和可提高过电流保护的灵敏度和可靠性。靠性。l 低电压继电器动作电压，一般取低电压继电器动作电压，一般取60-70V60-70V；l 电流继电器整定值：电流继电器整定值：29306、电流电压联锁速断保护有两种形式：n 电流闭锁电压速断保护：防止同一母线上任一线路出线发生短路故障时，由于母线电压下降而引起同一母线其他线路的低电压保护误动。n 电流电压联锁速断保护：l 适用于运行方式变化较大、电流速断保护区很短的线路；l 电压、电流两个条件需要同时满足AB母线31五、备用电源自动投入装置1、简称 BZT2、两种类型：线路备自投、变压器备自投3、对备自投的要求:只有在主电源跳闸后，方
14、能自动投入备用电源只有在主电源跳闸后，方能自动投入备用电源;备用电源自投装置只应动作一次备用电源自投装置只应动作一次;当备用电源无电时，自投装置不应动作当备用电源无电时，自投装置不应动作;当电压互感器的保险丝熔断时，自投装置不应误动作。当电压互感器的保险丝熔断时，自投装置不应误动作。32防止备用电源开关重复合闸备用电源有压检测检测主电源电压，触点串联，同时动作才跳主电源开关33第三节 变电所的二次回路一、一次设备与一次回路一、一次设备与一次回路n 一次设备：一次设备：直接用于直接用于生产、输送和分配生产、输送和分配电能的高压电气设电能的高压电气设备。备。n 一次设备包括：一次设备包括：发电机、
15、变压器、断路器、隔离开关、母发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电抗器、电容器、避雷器、电动机、输配电线路等。线、电抗器、电容器、避雷器、电动机、输配电线路等。n 一次回路：一次回路：由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气回路，又称或进行其他生产过程的电气回路，又称一次系统一次系统、电气主电气主接线系统接线系统。34二、二次设备与二次回路二、二次设备与二次回路n 二次设备：二次设备：对一次设备的工况进行对一次设备的工况进行监视、测量、保护和控监视、测量、保护和控制制的电气设备。的电气设备。n 二次设备包括：二次设备包括：测量
16、仪表、信号装置、继电保护装置、自测量仪表、信号装置、继电保护装置、自动装置、控制开关、控制电缆、操作电源、小母线等。动装置、控制开关、控制电缆、操作电源、小母线等。n 二次回路：二次回路：由二次设备连接成的回路，又称二次系统。由二次设备连接成的回路，又称二次系统。n 二次回路按用途分类：二次回路按用途分类：测量回路、计量回路、信号回路、测量回路、计量回路、信号回路、断路器控制回路、绝缘监视回路、继电保护回路、自动装断路器控制回路、绝缘监视回路、继电保护回路、自动装置回路以及操作电源回路等。置回路以及操作电源回路等。35三、原理图n 表示二次回路构成原理的最基本的图。n 在图上所有的仪表和继电器
17、都是以整体形式的设备图形符号表示的，不画出其内部的接线，而只画出接点的连接。36四、展开图n 实际应用中，较多采用。n 二次回路编号：依照等电位原则，同一点出发的线路都编同一个号码。37五、安装接线图包括：l 屏面布置图：反映元器件布置情况；l 屏背面布置图：表明元器件在屏背面引出线端子之间与端子排之间的连接情况；l 端子排图：反映端子排数目、类型、排列次序38六、二次回路的编号与设备标志编号原则：等电位原则：同一电位点，编一个号；经过触点后，变号1、展开图的编号：39直流回路编号方法：l从正电源出发，以奇数顺序编号，直到最后一个有压降的元件为止。l如最后一个有压降的元件后面不是直接接在负极，
18、而是通过连接片、开关或继电器触点接在负极上，则下一步应从负极开始以偶数顺序编号至上述已有编号的回路为止，4041422、安装接线图中的编号（1）设备编号l 在设备图形符号上方画一个小圆，将该圆分为上下两个部分，上部标出安装单位编号，通常用罗马数字、等表示;l 在安装单位编号右下脚标出设备的顺序号，如1,2l 小圆下部标出设备的文字符号，如LJ,SJ等l 同型设备的顺序号，用1,2,3,区分；如无同型设备，则顺序号可不标出。43（2）端子排编号l 某一安装单位的屏内设备与屏外、屏顶设备需要连接时，一定要经过端子排;l 同一屏内有两个安装单位的设备需要连接时，也一定要经过端子排(同一屏内同一安装单
19、位的设备连接不需经过端子排)。l 在复杂的屏背面二次回路接线中，端子排能起到径渭分明的效果。l 端子排分类：一般端子、试验端子、连接端子、特殊端子和终端端子等。4445端子排排列原则：l垂直布置时，排列由上而下;水平布置时，排列由左而右；顺序是交流电流回路、交流电压回路、控制回路、信号回路和其他回路等。l正、负电源之间，经常带正电的正电源、合闸和跳闸回路之间的端子排应不相毗邻，一般需用一个空端子隔开。特别是户外的端子箱中更应该如此，以免端子排因受潮造成短路，而使断路器误动作。l一个端子的每一个接线螺钉，一般只接一根导线;特殊情况下，最多可接两根导线，接于端子的导线截面，一般不应超过6mm2。l
20、端子排上的回路安装顺序应与屏面设备相符，以避免接线迂回曲折。l交流电流回路:按每组电流互感器分组，对同一保护方式的电流回路一般排在一起，按数字大小从上至下，并按相序A、B、C、N排列，如A411,B411,0411,N411,A421、B421、C421、N421。l交流电压回路:按每组电压互感器分组，对同一保护方式的电压回路一般排在一起，按数字大小从上至下并按相序A.B,C,N排列，如A611,B611、C611.A613。46（3）相对编号法：l 在安装接线图中使用；l 甲乙两个设备的接线端子需要连接起来，那么，在甲设备的接线端子上，标出乙设备接线端子的编号，同时，在乙设备该接线端子上标出
21、甲设备接线端子的编号，即两个接线端子的编号相对应，这表明甲乙两设备的相应接线端子应该连接起来；l 安装接线方便。47七、常见的二次回路自学，一般了解l 信号装置：事故信号、预告信号l 断路器的控制回路48第四节 变电所的直流系统自学，一般了解l 直流系统：为控制回路、信号回路提供直流电源；l 组成：充电设备、蓄电池49第五节 微机保护及变电所综合自动化自学，一般了解一、微机保护l 替代传统保护；l 可靠性高、功能强、使用灵活；二、微机硬件组成l 模拟输入系统l CPUl 开关量输入输出系统50三、变电站综合自动化l 应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬件、软件系统或自动装置代替人工对变电所进行监控、测量、运行操作的一种自动化系统。l 组成：保护测控层、数据交换层、主计算机系统5152
