供电系统继电保护.ppt

《供电系统继电保护.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供电系统继电保护.ppt（143页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第5章 供配电系统继电保护原理,5.1 继电保护基础5.2 二次接线概述5.3 高压配电电网的继电保护5.4 电力变压器保护5.5 高压电动机保护5.6 低压配电系统的保护,5.1 继电保护基础,5.1.1 电力系统继电保护的任务和作用5.1.2 继电保护的基本原理和组成5.1.3 继电器的分类5.1.4 对继电保护的基本要求5.1.5 继电保护发展简史,1 短路故障对系统的危害：电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路。发生短路时可能产生以下后果：(1)数值较大的短路电流通过故障点时，产生电弧，使故障设备损坏或烧毁。,5.1.1 电力系统继

2、电保护的任务和作用,(2)短路电流通过非故障元件时，使电气设备的载流部分和绝缘材料的温度超过散热条件的允许值而不断升高，造成载流导体熔断或加速绝缘老化和损坏，从而可能发展成为故障；(3)电力系统中部分地区的电压大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量。(4)破坏电力系统中各发电厂并列运行的稳定性，引起系统振荡，从而使事故扩大，甚至导致整个系统瓦解。,2 电力系统运行状态正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规定的范围内，各个一次电气设备能够正常工作而不损坏的运行状态不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏但未出现故障的状态，比如像过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。故障，各种

3、短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是各种类型的短路。,3 继电保护基本任务：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。,(2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作产生报警信号，以便及时采取措施减轻故障危害。此时一般不要求保护迅速动作。(3)继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事

4、故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。,由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。因此，继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的必不可少的技术措施之一。,5.1.2 继电保护的基本原理和组成,1 基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态找差别：电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征,2 构成 它主要由测量、逻辑和执行三部分组成，,测量回路的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，如电流、电压等的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出

5、现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的报警信号。,如图5-2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和中间断电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。,图 5-2继电保护装置框图,线路过电流保护装置单相原理接线图,1 继电器基本概念继电器是根据某种输入信号来实现自动切换电路的自动控制电器。“类似于开关”。继电

6、器的基本原理：当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。继电器定义：能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。,5.1.3 继电器：,2 分类按输入信号的性质可分为电气继电器(如电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器等)和非电气继电器(如温度继电器、压力继电器、速度继电器、瓦斯继电器等)两类；按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式(如晶体管型)、整流式、数字式等；按用途可分为控制继电器(用于自动控制电路中)和保护继电器(用于继电保护电路中)。保护继电器按其在继电保护装置中的功能，可分

7、主继电器(如电流继电器、电压继器、阻抗继电器等)和辅助继电器(如时间继电器、信号继电器、中间继电器等)。,3.继电器的继电特性,4.继电器的返回系数 继电器的返回系数是指返回电流与动作电流的比值，即,Kre是一个重要的参数，在实际应用中要求继电器有较高的返回系数。,5.1.4 对继电保护的基本要求：,对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。选择性：选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。,当k1点发生短路故障时，应由故障线路上的保护1 和2 动作，将故障线路切除，这时变电

8、所B则仍可由另一条非故障线路继续供电。在要求保护动作有选择性的同时，还必须考虑保护或断路器有拒动的可能性，因而就需要考虑后备保护的问题。,速动性：快速切除故障。提高系统稳定性；减少用户在低电压下的工作时间；减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。t故障切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.010.04s。一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.06s。,灵敏性灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏

9、地正确地反应出来提高系统稳定性；要求：不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。,可靠性可靠性：指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）。影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外 接线简明，触点多少等；外在的：运行维护水平、调试是否正确、正确安装。,上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿本章的一个基本线索

10、。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。,最早的继电保护是熔断器19世纪末期出现了电磁型过电流继电器1901年出现了感应型过电流继电器1908年出现了电流差动保护原理20世纪20年代出现了距离保护1925年出现了高频方向保护1950年前后出现了微波保护20世纪50年代出现了行波保护的思想，50年代末期出现了装置之后原理上的创新甚少！,5.1.5 继电保护发展简史,从20世纪50年代出现晶体管，开始出现晶体管保护从20世纪50年代末期到80年代初期，出现集成电路保护从20世纪60年代提出微机保护，80年代前后出现装置从上世纪末期，出现基于微机的保护、控制、测量、数据通信于一体的综

11、合自动化系统结构型式：机电型 电子型 微机型,(电磁型、感应型、电动型),（晶体管、集成电路）,常用的机电式继电器分电磁型和感应型两种。（1）电磁式继电器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，通常用作起动元件，因此又称起动继电器。常用的DL-10系列电磁式继电器其内部接线和图形符号如图5-1。能使过电流继电器动作(触点闭合)的最小电流称继电器的“动作电流”，用 表示。使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的“返回电流”，用 表示。,图5-1 DL10系列电磁式电流继电器的内部结线和图形符号 a)DL-11型结线 b)DL-12型结线 c)DL-13型结线d)集中

12、表示的图形符号 e)分开表示的图形符号,图5-2电磁式电流继电器的定时限特性,3).电磁式信号继电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，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。电压型必须并联在二次回路内。,4).电磁式中间继电器电磁式中间继电器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。工厂供电系统中常用的DZ-10系列中间继电器的内部结线和图形符号如图5-5所示，,5-5 DZ-10系列中间继电器的内部结线和图形符号,5.1 继电保护装置的概念,(2)感应式电流继电器供电系统中常用 感应式电流继电器的内部结构如图5-6

13、所示。,图5-6感应式电流继电器的内部结构,1-线圈 2-电磁铁 3-短路环 4-铝盘 5-钢片 6-铝框架 5-调节弹簧 8-制动永久磁铁 9-扇形齿轮 10-蜗杆 11-扁杆：12-触点 13-时限调节螺 14-速断电流调节螺杆 15-衔铁 16-动作电流调节插销,5.2 二次接线概述,5.2.1 二次接线的基本概念5.2.2 二次接线的原理图和安装图5.2.3 变电所二次回路的操作电源5.2.4 高压断路器的控制与信号回路5.2.5 变电所的信号装置5.2.6 变电所电气测量仪表,5.2.1 二次接线的基本概念,在用户供配电系统中，通常将电气设备分为一次设备和二次设备。直接生产、输送和分

14、配使用电能的设备称为一次设备，如用户的供电系统中变压器、断路器、母线和电动机等属于一次设备。由一次设备构成的电路称为变电站的主电路或一次接线，是变电站的主体。对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。二次设备包括测量仪器、控制与信号设备、继电保护装置以及自动和远动装置等。,定义：表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次回路或二次接线，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动化系统等。二次接线分类方法:二次接线按照电源性质分，有直流回路和交流回路。直流回路是由直流电源供电的控制、保护和信号回路；交流回路又分为交流电流回路和交流电压回路。交流电

15、流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器或所用变压器供电，构成测量、控制、保护、监视及信号等回路。二次接线按照用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等。二次接线在用户供配电系统中虽然是一次电路的辅助系统，但它对一次电路的安全、可靠、优质、经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视。,二次接线的原理图和安装图,用户供配电系统的电气接线图，可分为一次接线图和二次接线图。一次接线图:用规定的图形符号和文字符号表示一次设备及其相互连接顺序的图称，即主接线图；二次接线图:用规定的图形符号和文字符号表示二次设备的元件及其相互连接顺序的图称。二次接线图分为

16、原理接线图和安装接线图。1.二次接线的原理图 在供配电系统中，用来表示继电保护、监视和测量仪表以及自动装置的工作原理的电路图叫做原理接线图，原理接线图可按归总式和展开式两种方式绘制。,1)归总式原理接线图归总式原理接线图：每个元器件以整体形式绘出，它对整个装置的构成有一个明确的概念，便于掌握其互相关系和工作原理。优点：较为直观缺点：当元器件较多时电路的交叉多，交、直流回路、控制与信号回路均混合在一起，清晰度差。应用：归总式原理接线图可用来分析工作原理，但对于复杂线路，看图较困难，因此，广泛应用展开式原理图。2)展开式原理接线图展开式原理接线图：按二次接线使用电源来分别画出交流电流回路、交流电压

17、回路、直流操作回路及信号回路中各元件的线圈和触点。,即：属于同一个设备或元件的电流线圈、电压线圈、控制触点分别画在不同的回路里。为了避免混淆，属于同一个元件的线圈和触点采用相同的文字符号，但各支路需标上不同的数字回路标号。展开图分成交流电流回路、交流电压回路、直流控制操作回路和信号回路等几个主要组成部分。每一部分又分行排列。交流回路按A、B、C的相序排列控制回路按继电器的动作顺序由上往下分别排列，各回路右侧通常有文字说明。图中各元件和回路按统一规定的图形、文字符号绘制。,注意：较简单图形可省略回路标号。所有开关电器和继电器触点都是按照开关断开时的位置和继电器线圈中无电流时的状态绘制。展开图优点

18、：接线清晰，回路次序明显，便于了解整个装置的动作程序和工作原理。目前工程中主要采用这种图形，是运行和安装中一种常用的图纸，又是绘制安装接线图的依据。,2.二次接线的安装图定义：根据电气施工安装的要求，用来表示二次设备的具体位置和布线方式的图形，称为二次回路的安装接线图。说明：安装图是二次回路设计的最后阶段，用来作为设备制造、现场安装的实用二次接线图，也是运行、调试、检修的主要图纸。在安装图上设备均按实际位置布置，设备的端子和导线，电缆的走向均用符号、标号加以标志。二次接线安装图包括屏面元件布置图、屏后接线图和端子板接线图等几部分组成。1)二次接线基本要求按电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施

19、工及验收规范(GB 501711992)规定，二次回路的接线应符合下列要求。,(1)按图施工，接线正确。(2)导线与电气元件间采用螺栓、插接、焊接或压接等方法连接，均应牢固可靠。(3)盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。(4)电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确，字迹清晰且不易褪色。(5)配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘良好，无损伤。(6)每个接线端子的每侧接线宜为1根，不得超过2根；对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。(7)二次回路接地应设专用螺栓。(8)盘、柜内的二次回路配线：电流回路应采用电压不

20、低于500V的铜心绝缘导线，其截面不应小于2.5mm2；其他回路截面不应小于1.5mm2；对于电子元件回路、弱电回路采用锡焊连接时，在满足载流量和电压降及有足够机械强度的情况下，可采用不小于0.5mm2截面的绝缘导线。,2)二次回路的编号目的：为了在安装接线、检查故障等接线、查线过程中，不至于混淆，需对二次回路进行编号。表5-1和表5-2所示分别为直流回路和交流回路编号范围。说明：交流电压、电流回路的编号前附上该点所属相别(A、B、C、N)。直流回路在每行主要压降元件左侧使用奇数号、右侧使用偶数号。后两位为33的回路为断路器跳闸回路专用03为合闸回路专用，安装、调试、检修时应特别注意。,3)安

21、装接线图的绘制安装接线图一般应表示出各个项目(指元件、器件、部件、组件和成套设备等)的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型和导线截面等内容。,(1)二次设备的表示方法。由于二次设备是从属于某一次设备或电路的，而一次设备或电路又从属于某一成套装置，因此为避免混淆，所有二次设备都必须按GB/T 5094.22003标明其项目种类代号。电气图中的项目种类代号具体要求如下：电气图中每个用图形符号表示的项目，应有能识别其项目种类和提供项目层次关系、实际位置等信息的项目代号。项目代号可分为4个代号段，每个代号段应由前缀符号和字符组成，各代号段的名称及其前缀符号应符合下列规定：第1段 高层代号，其前

22、缀符号为“=”；第2段 位置代号，其前缀符号为“+”；第3段 种类代号，其前缀符号为“”；第4段 端子代号，其前缀符号为“：”。每个代号段的字符可由拉丁字母或阿拉伯数字构成，或二者组合构成，字母应大写。可使用前缀符号将各代号段以适当方式进行组合。项目代号应以一个系统、成套装置的依次分解为基础。一个代号表示的项目应是前一个代号所表示项目的一部分。,(2)接线端子的表示方法。屏(柜)外的导线或设备与屏上二次设备相连时，必须经过端子排。端子排是由专门的接线端子板组合而成。右图为端子排的一般形式：最上面标出安装项目名称、端子排代号和安装项目代号。下面的端子在图上画为三格，中间一格注明端子排的序号。一侧

23、列出屏内设备的代号及其端子代号，另一侧标明引至设备的代号和端子号或回路编号。端子排的文字代号为X，端子的前缀符号为“：”。若上述有功电能表P1有8个端子，则端子应标为“A3WL3P1：1”。,接线端子板分为普通端子、连接端子、试验端子和终端端子等形式。普通端子板用来连接由屏外引至屏上或由屏上引至盘外的导线；连接端子板有横向连接片，可与邻近端子板相连，用来连接有分支的二次回路导线；试验端子板用来在不断开二次回路的情况下，对仪表、继电器进行试验；终端端子板用来固定或分隔不同安装项目的端子排。,(3)连接导线的表示方法。连续线是指表示两端子之间的连接导线的线条是连续的，如图下(a)所示。用连续线表示

24、的连接导线需要全线画出。缺点：连线多时显得过于复杂。中断线是指表示两端子之间的连接导线的线条是中断的，如下图(b)所示。在线条中断处必须标明导线的去向，即在接线端子出线处标明对方端子的代号，这种标号方法称为“相对标号法”。优点：此法简明清晰，对安装接线和维护检修都很方便。,4)二次接线的安装图举例,高压线路测量及保护回路安装接线图,高压线路测量及保护回路原理接线展开图,5.2.3 变电所二次回路的操作电源,二次回路的操作电源是指控制、信号、监测及继电保护和自动装置等二次回路系统所需的电源。要求：首先必须安全可靠，不应受供电系统运行情况的影响，保持不间断供电；其次容量要足够大，应能够满足供电系统

25、正常运行和事故处理所需要的容量。二次回路的操作电源，分直流操作电源和交流操作电源两大类。直流操作电源，按供电电源的性质又可分为独立直流电源(蓄电池组)和交流整流电源(带电容的储能硅整流装置和复式整流装置)；交流操作电源又有由所用变压器供电和由仪用互感器供电之分。,1.直流操作电源 有：铅酸蓄电池组、镉镍蓄电池组、带电容储能的硅整流装置、复式整流装置。铅酸蓄电池组优点：它与交流的供电系统无直接关系，不受供电系统运行情况的影响，工作可靠。缺点：设备投资大，还需设置专门的蓄电池室，且有较多的腐蚀性，运行维护也相当麻烦。现在一般变配电所已很少采用。镉镍蓄电池组优点：除了不受供电系统运行情况影响、工作可

26、靠之外，还有它的大电流放电性好，使用寿命长，腐蚀性小，无需设蓄电池室，降低了投资，运行维护也比较简便，因此在变配电所中应用比较普遍。,带电容储能的硅整流装置优点：设备投资更少，并能减少运行维护工作量。缺点：电容器有漏电问题，且易损坏，可靠性不如蓄电池。为了提高整流操作电源供电的可靠性，一般至少应有两个独立的交流电源给整流器供电，其中之一最好是与本变电所没有直接联系的电源。复式整流装置由于复式整流装置有电压源和电流源，因此能保证供电系统在正常和事故情况下直流系统均能可靠地供电。,2.交流操作电源优点：交流操作电源比整流电源更简单，它不需设置直流回路，可以采用直接动作式继电器，工作可靠，二次接线简

27、单，便于维护。交流操作电源广泛用于用户中小型变电所中断路器采用手动操作和继电保护采用交流操作的场合。交流操作电源可以从电压互感器、电流互感器或所用变压器取得。说明：在使用电压互感器作为操作电源时必须注意：在某些情况下，当发生短路时，母线上的电压显著下降，以至加到断路器线圈上的电压过低，不能使操作机构动作。因此，用电压互感器作为操作电源，只能作为保护内部故障的气体继电器的操作电源。对于短路保护的保护装置，其交流操作电源可取自电流互感器，在短路时，短路电流本身可用来使断路器跳闸。,交流操作电源供电的继电保护装置，根据跳闸线圈供电方式的不同，分为“去分流跳闸”式和直接动作式两种。“去分流跳闸”式特点

28、：接线方式简单经济，而且灵敏度较高。但继电器触点的容量要足够大。在工厂供电系统中应用相当广泛。直接动作式特点：这种交流操作方式最为简单经济，但受脱扣器型号的限制，没有时限，且动作准确性差，保护灵敏度低，在实际工程中已很少应用。,在正常情况下，继电器KA的常闭触点将跳闸线圈YR短接(分流)，YR不通电，断路器QF不会跳闸。当一次电路发生相间短路时，继电器动作，其常闭触点断开，使YR的短接分流支路被去掉(即“去分流”)，从而使电流互感器的二次电流完全流入跳闸线圈YR，使断路器跳闸。,QF断路器 TA电流互感器KAGL型电流继电器 YR跳闸线圈 图“去分流跳闸”式过电流保护电路,利用高压断路器手动操

29、作机构内的过电流脱扣器(跳闸线圈)YR作过电流继电器KA(直动式)，接成两相一继电器式或两相两继电器式接线。正常情况下，YR通过正常的二次电流，远小于YR的动作电流，不动作；而在一次电路发生相间短路时，短路电流反应到互感器的二次侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器跳闸。,QF断路器 TA电流互感器YR跳闸线圈(即直动式继电器KA)直接动作式过电流保护电路,变电所在运行时，由于负荷的变化或系统运行方式的改变，需要将变压器，线路投入和切除，都要用断路器进行操作。断路器的操作是通过它的操作机构来完成的，断路器的控制回路就是用以控制操作机构动作的电路。对断路器的控制，按控制的地点可分为

30、就地控制和集中控制。就地控制：在断路器安装地点进行控制；集中控制：集中在控制室内进行控制，即运行人员在几十米或几百米以外，用控制开关通过控制回路进行操作，操作完之后，立即由灯光信号反映出断路器的位置状态，这种控制方式，也称为距离控制。,5.2.4 高压断路器的控制与信号回路,对控制回路的一般要求(1)断路器操作机构的合闸与跳闸线圈都是按短时通电来设计的，操作完成之后，应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。(2)断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置或继电保护装置作用下自动合闸或跳闸。(3)控制回路应具有反映断路器位置的信号。一般采用灯光信号。(4)对控制回路及其电源是

31、否完好，应能进行监视。(5)具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。控制回路的接线方式较多，按监视方式可分为灯光监视的控制回路与音响监视的控制回路。前者多用于小型变电所，而后者常用于大、中型变电所。,2.灯光监视的控制回路和信号回路1)控制回路的构成断路器控制回路由控制元件、中间放大元件和操作机构三部分构成。控制元件。包括控制开关和按扭，目前多采用带有操作手柄的控制开关，使断路器合闸或跳闸。如LW2-Z型控制开关。(2)中间放大器件。因断路器的合闸电流较大，而控制元件和控制回路所能通过的电流只有几安，二者之间需用中间放大器件进行转换，常采用直流接触器去接通合闸回路。(3)操作机构。高压断路器

32、的操作机构有电磁式、弹簧式和液压式等，操作机构不同，其控制回路不尽相同，但基本接线相似。用户变电所的断路器常采用电磁式操作机构。,SA控制开关 BC小母线BF闪光母线 KL防跳继电器KM中间继电器 KO合闸接触器 YO合闸线圈,YR跳闸线圈；BAS事故音响小母线；K继电保护触点 K1闪光继电器；SB试验按钮,图 LW2Z型控制开关触点表,2)控制回路和信号回路操作过程分析(1)手动合闸。合闸前，断路器处于“跳闸后”状态，断路器的辅助触点QF2闭合，控制开关SA10-11闭合，绿灯GN回路接通发亮。但由于电阻R1的限流，不足以使合闸接触器KO动作。绿灯亮表示断路器处于“跳闸”位置，且控制电源和合

33、闸回路完好。,当控制开关扳到“预备合闸”位置时，触点SA9-10接通，绿灯改接在闪光母线BF上，发出绿灯闪光，说明情况正常，可以合闸。当开关再旋转45至“合闸”位置时，触点SA5-8接通，合闸接触器KO动作，使合闸线圈YO通电，断路器合闸。合闸后，辅助触点QF2断开，切断合闸回路，同时QF1闭合。当操作人员将手柄放开之后，在弹簧的作用之下，开关回到“合闸后”位置，触点SA13-16闭合，红灯RD电路接通，红灯亮表示断路器在合闸状态。(2)自动合闸。控制开关在“跳闸后”位置，若自动装置的中间继电器接点闭合，将使合闸接触器KO动作合闸。自动合闸后，信号回路经控制开关中SA14-15、红灯RD、辅助

34、触点QF1，与闪光母线BF接通，RD发出红色闪光，表示断路器是自动合闸的，只有当运行人员将手柄扳到“合闸后”位置，红灯才能发出平光。,(3)手动跳闸。首先将开关扳到“预备跳闸”位置，SA13-14接通，RD发出红色闪光。再将手柄扳到“跳闸”位置，SA6-7接通，断路器跳闸线圈YR通电，断路器跳闸。松手后，开关又自动弹回到“跳闸后”位置。跳闸完成后，辅助触点QF1断开，红灯熄灭，QF2闭合，通过触点SA10-11使绿灯亮。(4)自动跳闸。如果由于故障继电保护装置动作，使继电保护触点K闭合，引起断路器跳闸。由于“合闸后”位置SA9-10已接通，于是绿灯发出闪光。在事故情况下，除用闪光信号显示外，控

35、制电路还备有音响信号，在图5.10中，开关触点SA1-3和SA19-17与触点QF串联，接在事故音响母线BAS上，断路器因事故跳闸而出现“不对应”关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出音响，引起运行人员的注意。,(5)防跳装置。断路器的“跳跃”，是指运行人员手动合闸断路器于故障元件时，断路器又被继电保护动作于跳闸，由于控制开关位于“合闸”位置，则会引起断路器重新合闸。为了防止这一现象，断路器控制回路设有跳跃闭锁继电器KL。KL具有电流和电压两个线圈，电流线圈接在断路器跳闸线圈YR之前，电压线圈则经过其本身的常开触点KL1与合闸接触器线圈KO并联。当继电保护装置动作，即触点K闭合使断路器跳闸线

36、圈YR接通时，同时也接通了KL的电流线圈并使之启动，于是防跳继电器的常闭触点KL2断开，将KO回路断开，避免了断路器再次合闸，同时常开触点KL1闭合，通过SA5-8触点或自动装置触点K使KL的电压线圈接通并自保持，从而防止了断路器的“跳跃”。触点KL3与继电器触点K并联，用来保护后者，使其不致断开超过其触点容量的跳闸线圈电流。,(6)闪光电源装置。闪光电源装置由DX3型闪光继电器K1、附加电阻R和电容C等组成，接线图见图左部。当断路器发生事故跳闸后，断路器处于跳闸状态，而控制开关仍保留在“合闸后”位置，这种情况称为“不对应”关系。在此情况下，触点SA9-10与断路器辅助触点QF2仍接通，电容器

37、C开始充电，电压升高，待其升高到闪光继电器K1的动作值时，闪光继电器K1动作，从而断开通电回路，上述循环不断重复，闪光继电器K1触点也不断开闭，闪光母线(+)BF上便出现断续正电压使绿灯闪光。说明：控制开关在“预备合闸”位置、“预备跳闸”位置以及断路器自动合闸、自动跳闸时，也同样能起动闪光继电器，使相应的指示灯发出闪光。SB为试验按钮，按下时白信号灯WH亮，表示本装置电源正常。,5.2.5 变电所的信号装置,信号装置的总体称为信号系统，通常由灯光信号装置和音响信号装置两部分组成。灯光信号装置：通过装设在各控制屏上的信号灯和光字牌表明各电气设备的运行情况，反映事故或故障设备和故障性质。音响信号装

38、置：引起值班人员的注意。通过蜂鸣器(电笛)或电铃发出声音，一般全所使用一套音响设备，设置在控制室里，所以称之为中央信号装置。信号装置按用途可以分为位置信号，事故信号和预告信号装置。,1.位置信号位置信号是用来指示设备的运行状态的，如断路器的通、断状态，所以位置信号又称为状态信号。它可使在异地进行操作的人员了解该设备现行的位置状态，以避免误动作。对于断路器以红灯亮表示合闸位置，以绿灯亮表示跳闸位置。对隔离开关常采用一种专门的位置指示器(如MK-9型位置信号指示器)来表示其位置状态，如图5.12所示。,图5.12 隔离开关位置信号指示器,2.事故信号事故信号表示供电系统在运行中发生了某种事故而使继

39、电保护动作，同时发出灯光和音响信号，蜂鸣器(电笛)发出声音，相应的光字牌变亮，显示文字告知事故的性质、类别及发生事故的设备。图5.13是由ZC23型冲击继电器构成的中央复归且能重复动作的事故音响信号装置回路图。图中KU为冲击继电器，其中包括干簧继电器KR，中间继电器KM，脉冲变流器TA。,WS信号小母线 WAS事故音响信号 小母线 SA控制开关SB1试验按钮 SB2音响解除按钮 KU冲击继电器KR干簧继电器 KM中间继电器 KT时间继电器 TA脉冲变流器,图5.13 重复动作的中央复归式事故音响信号回路,3.预告信号 预告信号是在供电系统发生不正常状态时发出的信号。一是发出音响，二是光字牌变亮

40、，告诉值班人员进行处理。为了区别于事故信号，预告音响信号采用电铃。预告信号分为瞬时预告信号和延时预告信号。瞬时预告信号装置的接线和原理与事故信号相同，只要将蜂鸣器改为电铃即可。延时预告信号只需在脉冲继电器动作后起动时间继电器，经过一定的延时后发出音响，其他电路与事故信号电路相同。,5.2.6 变电所电气测量仪表,电气测量仪表：指对电力装置回路的电气运行参数作经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。电气测量仪表按用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两种类型。常用测量仪表：对一次电路的电力运行参数做经常测量、选择测量和记录用的仪表。电能计量仪表：对一次电路进

41、行供用电的技术经济分析考核和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电能表。,1.对电气测量仪表的一般要求电气测量仪表，要保证其测量范围和准确度满足变配电设备运行监视和计量的要求，并力求外形美观，便于观测，经济耐用等。具体要求如下：(1)准确度高，误差小，其数值应符合所属等级准确度的要求。(2)仪表本身消耗的功率应越小越好。(3)仪表应有足够的绝缘强度，耐压和短时过载能力，以保证安全运行。(4)应有良好的读数装置。(5)结构坚固，使用维护方便。,2.电气测量仪表的准确度等级准确度是指仪表所测得值与该量实际值的一致程度。按照国家标准电气测量指示仪表通用技术条件(GB77676)，仪表准确度等

42、级可分为如下七级：0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级、5.0级。说明：1.5级及以下的大都为安装式配电盘表；0.1级、0.2级仪表用作校验标准表；0.5级和1.0级仪表供实验室和工作较准确的测量使用；1.5级至5.0级仪表用于一般测量。表5-3 电气测量仪表的准确度等级与测量误差的关系,3.变配电装置中测量仪表的配置(1)在用户的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有功电能表和无功电能表。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。(2)变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点不接地系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。(3)35kV1

43、10kV或6kV10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。6kV10kV/0.4kV的变压器，在高压侧装设电流表和有功电能表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电能表。(4)3kV10kV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电能表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电能表。(5)380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未装电能表时，低压侧还应装设有功电能表一只。,（6）低压动力线路上，应装设一只电流表。低压照明电路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只

44、电流表分别测量三相电流。如需计量电能，应装设一只三相四线有功电能表。对于负荷平衡的三相动力线路，可装设一只单相有功电能表，实际电能3倍计算。(7)并联电力电容器组的总回路上，应装设3只电流表，分别测量三相电流，并装设一只无功电能表。4.三相电路电能的测量分类：按照所测不同电流种类可分为直流式和交流式。按照准确度等级可分为普通电能表(3.0、2.0、1.0级)及标准电能表(0.5、0.2、0.1、0.05级)。,按照不同用途可分为单相感应式电能表、三相感应式电能表和特种电能表(包括标准电能表、最大需量表、电子电能表等)其中三相电能表又分为三相三线有功电能表、三相四线有功电能表和三相无功电能表。电

45、能表名称与型号：由4部分组成，其含义如下。第一部分：D电能表；第二部分：D单相，S三相三线，T三相四线，X无功，B标准，Z最大需量，J直流；第三部分：S全电子式；第四部分：设计序号(阿拉伯数字)。,5.3 高压配电电网的继电保护,5.3.1 概述5.3.2 保护装置的结线方式5.3.3 带时限的过电流保护5.3.4 电流速断保护5.3.5 中性点不接地的单相接地保护,5.3 高压配电电网的继电保护,5.3.1 概述,5.3 高压配电电网的继电保护,图5-16 两相两继电器式结线图 图5-15 两相一继电器式结线图,两相两继电器式结线属相电流结线，即保护灵敏度都相同。,5.3 高压配电电网的继电

46、保护,2、两相一继电器式结线(见图5-15)这种结线，又称两相电流差结线，或两相交 叉结线。正常工作和三相短路时，流人继电器的电流 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，如图5-18a所示。在A、C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，如图5-18b所示。在A、B或B、C两相短路时，流进电流继电器的电流等于电流互感器二次侧的电流，如图5-18c所示。,5.3 高压配电电网的继电保护,5.3 高压配电电网的继电保护,当一次电路发生相间短路时，电流继电器KAl、KA2中至少一个瞬时动作，闭合其动合触点，使时间继电器KT起动。KT经过整定限时后，其延时触点闭合

47、，使串联的信号继电器(电流型)KS和中间继电器KM动作。KM动作后，其触点接通断路器的跳闸线圈YR的回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。与此同时，KS动作，其信号指示牌掉下，接通灯光和音响信号。在断路器跳闸时，QF的辅助触点随之断开跳闸回路，以切断其回路中的电流，在短路故障被切除后，继电保护装置中除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位。,（2）动作电流的整定：,过动作电流的整定必须满足下面两个条件。,1）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)以免在最大负荷通过时保护装误动作。,2)保护装置的返回电流Ire也应该躲过线路的最大负荷电流，以保证保护装置在

48、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。,过电流保护动作整定公式：,(5-4),5.3 高压配电电网的继电保护,（3）动作时间整定,为了保证前后级保护装置动作时间的选择性，过电流保护装置的动作时间（也称动作时限），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（如图6-20a中的k点）发生三相短路时，前一级保护的动作时间应比后一级保护中最长的动作时间都要大一个时间差。即,大约在0.50.7S之间,对于定时限过电流保护，可取=0.5S；对于反时限过电流保护，可取=0.7S。,5.3 高压配电电网的继电保护,定义：反时限过电流保护，即保护装置的动作时间与反应到继电

49、器中的短路电流的大小成反比关系，短路电流越大，动作时间越短，所以反时限特性也称为反比延时特性或反延时特性。（1）、电路组成及原理图5-21为反时限过电流保护的原理接线图，KA1、KA2为GL型感应型带有瞬时动作元件的反时限过电流继电器，继电器本身动作带有时限，并有动作及指示信号牌，所以回路不需要时间继电器和信号继电器。,2、反时限过电流保护装置,当一次电路发生相间短路时，电流继电器KAl、KA2至少有一个动作，经过一定时延时后(延时长短与短路电流大小成反比关系)，其常开触点闭合。紧接着其常闭触点断开，这时断路器跳闸线圈YR因“去分流”而通电，从而使断路器跳闸，切除短路故障部分。在继电器去分流跳

50、闸的同时，其信号牌自动掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后，继电器自动返回，信号牌则需手动复位。,图5-21反时限过电流保护的原理图 TA电流互感器 KA感应型电流继电器 YR跳闸线圈,（2）、动作电流的整定动作电流的整定与定时限过电流保护相同，式5-4中 取1.3。例5.1 某高压线路的计算电流为90A，线路末端的三相短路电流为1300A。现采用GL-15型电流继电器，组成两相电流差接线的相间短路保护，电流互感器变流比为315/5。试整定此继电器的动作电流。解：取Kre=0.8，Kw=1.732，Krel=1.3，IL.max=290A=180A根据公式(5-4)得此继电器的动作电