继电保护2.ppt

第二章输电线路继电保护 南京工程学院动力工程系 王金平 2010 08 继电器的分类 按动作原理 电磁型 感应型 整流型 晶体管型 集成电路型 微机型等继电器 按反应的物理量 电流继电器 电压继电器 功率方向继电器 阻抗继电器和频率继电器等 按作用 起动继电器 时间继电器 中间继电器 信号继电器和出口继电器等 继电器是一种能自动断续的控制器件 当其输入量达到一定值时 能使输出回路的被控电量发生预计的变化 是具有对被控电路实现 通 断 控制的执行机构 对继电器的要求 工作可靠 动作值误差小 接点可靠 消耗的功率要小 动作迅速 热稳定 动稳定要好 安装调试容易 运行维护方便 价格便宜 一 电磁型继电器 electromagneticrelays 电磁型继电器基本结构型式有螺管线圈式 吸引衔铁式和转动舌片式三种 如下图所示 电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件 它是反应电流超过某一整定值而动作的继电器 电磁型继电器是利用电磁原理工作的 现以吸引衔铁式继电器为例进行分析 如下图所示 首先分析使继电器触点接通的力矩 即动作力矩 在线圈1中通以电流ij 则产生与其成正比的磁通 即 通过由铁心 空气隙和可动舌片而成的磁路 使舌片磁化与铁心的磁极产生电磁吸力 其大小与 2成正比 这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转矩mdc可表示为mdc k1 2 k2 其次分析使继电器触点闭合的阻力矩 正常情况下 继电器不工作 弹簧对应于空气隙长度 1产生一初始力矩mth1 由于弹簧的张力与伸长量成正比 因此 弹簧产生的反抗力矩为mth mth1 k3 1 2 另外 在可动舌片转动的过程中 还必须克服摩擦力矩mm 因此 阻碍继电器动作的全部机械反抗力矩为 mth mm 1 继电器动作的条件 为使继电器动作 必须增大电流ij 以增大电流ij 以增大电磁转矩mdc 使其满足关系式 mdc mth mm 2 动作电流 能够满足上述条件 使继电器动作的最小电流值ij 称为继电器的动作电流 记作idzj 对应此时的电磁转矩为 3 继电器的返回条件继电器动作后 当ij减小时 弹簧的作用力矩mth必须大于电磁力矩mdc及摩擦力矩mm之和 才能使继电器返回 即mth mdc mm或mdc mth mm 总结 当ij idzj时 继电器不动作 当ij idzjj时 则继电器动作 触点闭合 当减小ij使ij ihjj时 继电器又立即返回原位 触点打开 4 返回电流 满足上述条件 使继电器返回原位的最大电流值称为继电器的返回电流 记为ih j 5 返回系数返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数 可表示为kh 在实际应用中 要求有较高的返回系数 如0 85 0 9 返回系数越大则保护装置的灵敏度越高 但过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠 6 动作电流的调整方法 1 改善继电器线圈的匝数 2 改变弹簧的张力 3 改变初始空气隙长度 继电器的基本概念 起动电流 能使电流继电器动作的最小电流值 称为继电器的起动电流 这里要特别关注最小两个字 因为电流继电器是反应电流增加而动作的 是增量动作的继电器 如果是低电压继电器 是欠量动作的继电器 应该是能使电压继电器动作的最大电压值 称为起动电压 返回电流 能使继电器返回原位的最大电流称为继电器的返回电流 这里特要别关注最大两个字 如果是低电压继电器的返回电压 应该是继电器返回原位的最小电压值 称为返回电压 继电特性 无论起动和返回 继电器的动作都是明确干脆的 它不可能停留在某一个中间位置 这种特性我们称之为 继电特性 返回系数 返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数 可表示为 增量动作的继电器其返回系数小于1 欠量动作的继电器其返回系数大于1 电流互感器 currenttransformer 电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成5a或1a的小电流 以便继电保护装置或仪表用于测量电流 电流互感器由铁心及绕组组成 一 二次绕组磁势有以下平衡关系 i1w1 i2w2 0 1 电压互感器 电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二次保护及二次仪表的允许电压 使继电器和仪表既能在低电压情况下工作 又能准确地反映电力系统中高压设备的运行情况 电压互感器分为电磁式和电容式两种 电压互感器将高电压按比例转换成低电压 即100v 最大短路电流 在最大运行方式下三相短路时 通过保护装置的短路电流为最大 最小短路电流 在最小运行方式下两相短路时 通过保护装置的短路电流为最小 保护装置的起动值 对应于电流升高而动作的电流保护 使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流 记作iop 保护装置整定 就是根据对继电保护的基本要求 确定保护装置起动值 灵敏系数 动作时限等过程 3 电流速断保护的接线图 单相原理接线图原理图以整体形式表示各二次设备之间的电气联接 正常状态 一次设备通过的电流为负载电流 流过ka的电流小于动作值 不发断路器跳闸脉冲 ka不动作 其触点不闭合 短路故障时 流过ka的二次电流大于ka动作值 ka触点闭合 kom线圈得电 其触点闭合 ks起动 发出信号 qf跳闸 切除故障 3 电流速断保护的接线图 单相原理接线图 展开图 展开图以分散形式表示二次设备之间的电气连接 分为交流回路和直流回路 看二次回路方法 先交流后直流 交流看电源 直流找线圈 抓住触点不放松 一个一个全查清 线路中管型避雷器放电时间为0 04 0 06s 在避雷器放电时速断保护不应该动作 为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器 一方面扩大接点的容量和数量 另一方面躲过管型避雷器的放电时间 防止误动作 电流速断保护装置为什么要加中间继电器 整定原则 与相邻线路的电流速断保护相配合 具体来说 保护范围除了保护本线路全长以外 还要伸到相邻线路一部分 但是不能超过相邻线路电流速断的保护范围 动作时间比相邻线路的电流速断高0 5s 线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后 它们的联合工作可以保证全线范围内的故障都能在0 5s的时间以内予以切除 在一般情况下都能满足速动性的要求 因此可以做主保护 这种主保护只能在35kv及以下要求不是很高的系统 4 限时电流速断保护的接线图 单相原理接线 展开图 定时限过电流保护定义 其动作电流按躲过被保护线路的最大负荷电流整定 其动作时间一般