第六章 第1节.ppt

供电技术 第6章继电保护与自动装置 第一节概述 一 继电保护的概念 继电保护装置是能反应供电系统中的电气设备发生故障或不正常工作状态 并能动作于断路器跳闸或启动信号装置发出预报信号的一种自动装置 继电保护包括继电保护技术和继电保护装置 继电保护技术是一个完整的体系 它主要由电力系统故障分析 继电保护原理及实现 继电保护配置设计 继电保护运行及维护等技术构成 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 电力系统运行状态 继电保护的任务 自动地 迅速地 有选择性地将故障元件从供电系统切除 使其他非故障部分迅速恢复正常供电 能正确反应电气设备的不正常运行状态 并根据要求 发出预报信号 以便操作人员采取措施 恢复电气设备的正常运行 继电保护装置与供电系统的自动装置 如自动重合闸装置 备用电源自动投入装置等 配合 可以大大缩短事故停电时间 从而提高供电系统的运行可靠性 二 继电保护的基本原理与组成 1 基本原理 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 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信号 继电保护构成 三 对继电保护的基本要求 选择性速动性灵敏性可靠性 1 选择性 当供电系统发生短路故障时 继电保护装置动作 只切除故障元件 并使停电范围最小 以减小故障停电造成的损失 保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性 2 速动性 为了减小由于故障引起的损失 减少用户在故障时低电压下的工作时间 以及提高电力系统运行的稳定性 要求继电保护在发生故障时尽快动作将故障切除 注意 必须在满足选择性的基础上 3 灵敏性 指在保护范围内发生故障或不正常工作状态时 保护装置的反应能力 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 都能灵敏地正确地反应出来提高系统稳定性 继电保护装置的灵敏性以灵敏系数KS来衡量 1 对于反应故障时参数量增加的保护装置例如 过电流保护的灵敏系数为KS IK min IopIK min 保护区内故障的最小短路电流值 2 对于反应故障时参数量降低的保护装置例如 低电压保护的灵敏系数为KS Uop UK maxUK max 保护区内故障的最大残压值 思考故障点位于何处 4 可靠性 继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故障或不正常工作时 一定要准确动作 即不能拒动 不属其保护范围的故障或不正常工作时 一定不要动作 即不能误动 另外 还要考虑经济性目标 技术上安全可靠 经济上合理 四 常用继电器 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 电磁型电流继电器 DL型 一 结构 1 铁心2 线圈3 可动舌片4 反作用弹簧5 可动触点6 静触点7 调整杆8 刻度盘 二 工作原理继电器的动作电流是指使继电器常开接点闭合的最小电流 用Iop K表示 继电器的返回电流是使继电器闭合了的常开接点断开的最大电流 用Ire K表示 返回系数Kre是指继电器的返回电流与其起动电流的比值 一般小于1 即 Kre Ire K Iop K继电器动作电流Iop K的调整方法 粗调 改变继电器两个电流线圈的联结方式 串 并联 细调 改变反作用弹簧的反作用力矩 电磁型电压 中间 时间 信号继电器 电磁式电压继电器有过电压和欠电压继电器两大类 其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多 欠电压继电器的起动电压Uop K是使其动作的最高电压 返回电压Ure K是使其返回的最低电压 返回系数Kre Ure K Uop K 由于欠电压继电器的返回电压大于起动电压 所以其返回系数Kre大于1 一般在1 1 2之间 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 中间继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器的接点数量和容量 也可以使触点闭合或断开时带有不大的延时 0 4 0 8S 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 发出指示信号 表示保护动作 同时接通信号回路 发出声光报警信号 感应型电流继电器 GL型 一 结构 二 工作原理由带延时动作的感应部分与瞬时动作的电磁部分组成 1 感应系统部分 动作电流是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片相咬合时 线圈所需要通入的最小电流 动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来调整 返回电流是指便扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流 动作时间是指从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这一段时间 通入继电器的电流越大 铝盘转速越快 动作时间就越短 这种特性称为反时限特性 2 电磁速断部分电磁系统的速断特性即当通入继电器线圈的电流大到整定值的某个倍数时 未等感应系统动作 衔铁右端瞬时被吸下 接点立即闭合 动作电流值通过改变衔铁与电磁铁心之间气隙来调整 其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的2 8倍 GL 10型继电器本身带有信号掉牌 而且接点容量又较大 所以组成反时限过电流保护时 无需再接入其他继电器 GL 10系列继电器的时限特性曲线 五 电流保护的接线方式 电流保护的接线方式是指保护装置中的电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式 分为三种 三相完全星形接线方式两相不完全星形接线两相电流差接线接线系数KW 指通过继电器的电流Ir与电流互感器二次电流I2的比值 即 KW Ir I2 三相完全星形接线方式 三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三只继电器对应连接的 可以反映任何形式短路故障 可见 KW 1 两相不完全星形接线 两相不完全星形接线方式是在A C两相装有电流互感器 分别与两只电流继电器相连接 可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障 可见 KW 1 两相不完全星形接线方式还可以接成两相三继电器形式 以提高可靠性 可见 KW 1 有何作用 两相电流差