继电器基本知识《继电保护基础元件》

单元2继电保护基础元件,5.1继电器,分类,一、继电器作用及分类,是一种当输入量达到规定值时，其输出电路被接通或断开的自动动作的电器。在超过（或小于）某一规定值时动作，而在小于（或超过）某数值时又自动返回。,KA：I正=20AI动=30AI返=25A,KV：V正=220VV动=110VV返=150V,一）分类,按用途,控制继电器,保护继电器,保护继电器,C、按用途：测量继电器和辅助继电器等,A、按构成原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型等继电器,B、按反应的物理量：电流、电压、功率方向、阻抗等继电器,型号,二）型号,国产的型号一般用汉语拼音字母表示第一位字母-继电器的工作原理第二(或第三)位字母-继电器的用途,设计序号,特征代号,二、常用电磁型继电器,一）工作原理,转动舌片式,螺管线圈式,吸引衔铁式,1电磁铁；2可动衔铁；3线图；4触点；5反作用弹簧；6止档,作用在继电器上的电磁力（或电磁力矩）与线圈中电流的平方成正比，而与绕组中电流的方向无关。,思考：交、直流继电器能够混用吗？,交流继电器：铁心是叠片式，绕组数少，实际阻抗小直流继电器：铁心是整体式，绕组数多，阻抗大,电流继电器,二）电磁型电流继电器（符号：KA）,1、在电流保护中作测量和起动元件2、当反应电流超过某一整定值而动作,DL系列,动作电流、返回电流及返回系数,1、电流继电器动作电流、返回电流及返回系数,弹簧力矩,摩擦力矩,电磁力矩,使继电器动作（常闭断开，常开闭合）的最小电流称为动作电流Iop.r,（1)动作电流,动作条件,（2）返回电流,要动作就满足：,返回条件,弹簧力矩,摩擦力矩,电磁力矩,能使继电器返回到原来位置（常闭闭合，常开断开）的最大电流，称为返回电流Ire.r,返回系数,思考：返回系数是大于1还是小于1,（3）返回系数,过量继电器的返回系数小于1,DL-10系列电流继电器，一般不小于0.85DL-20、DL-30系列电流继电器，一般不小于0.8,一般规定：,思考：返回系数是大好或小好？,返回系数太大或太小都不好返回系数太大会使触点宜抖动返回系数太小会降低保护的灵敏度,思考：返回系数是大好或小好？,电流继电器的继电特性,（4)电流继电器的继电特性,如何改电流继电器动作电流,2、电流继电器动作电流的调整方法,（1）改变继电器线圈的连接方法粗调,线圈串联,线圈并联,两个线圈并联的动作电流为串联的2倍,（2）改变弹簧的反作用力矩，即改变动作电流调整把手的位置-精调,把手从左向右移-弹簧旋紧-动作电流变大,把手从右向左移-弹簧旋松-动作电流调小,粗调精调后可使最大整定电流值为最小整定电流值的4倍,电磁型电压继电器,线圈并联整定值范围-,DL11/10,最大电流整定值为10A,整定值调整范围-,2.510A,线圈串联整定值范围-,2.55A,510A,作用在继电器上的电磁力（或电磁力矩），与继电器线圈上电压的平方成正比。,三)电磁型电压继电器（符号：KV）,电压继电器在电压保护中作测量和起动元件。,DY系列,电压继电器和电流继电器区别,1、电压继电器和电流继电器区别,测量物理量不同：电压（线圈匝数多、导线细阻抗大）电流（线圈匝数少、导线粗阻抗小）,刻度盘标注不同：电压线圈并联时的动作电压电流线圈串联时的动作电流,接法不同：电压线圈并联在电压互感器二次侧电流线圈串联在电流互感器二次侧,如何改变电压继电器动作电压？,两个线圈串联的动作电压为并联时的2倍,如何改变电压继电器动作电压？,改变电压继电器线圈连接方法（串联、并联）,电压继电器类型,2、类型,过电压继电器,低电压继电器,低电压继电器的动作电压、返回电压,正常情况下，继电器的常闭触点断开，常开触点闭合，当电压下降到某一值（动作电压）后，触点才复位。,当电压从低电压升高，使常闭触点重新断开的最小电压为继电器返回电压Ure.r。,欠量继电器的返回系数大于1,（1）低电压继电器的动作电压、返回电压,正常情况下，继电器的常闭触点断开，当电压下降到某一值，继电器动作，使触点复位，使继电器动作最大电压为动作电压Uop.r。,返回系数是大于1或小于1？,电磁型时间继电器,四）电磁型时间继电器（符号：KT）,是一种辅助继电器，在继电保护装置中作为时限元件，用于动作延时，实现保护的选择性。,1、作用：,DS系列,工作原理,2、工作原理,利用改变主、静触头位置（即改变主动触点的行程）来调整时间继电器动作时间。,注意事项,时间继电器线圈一般按短时（小于30秒）通电设计。当需长期（大于30秒）加电压时，必须在继电器线圈中串一个附加的电阻，以提高继电器的热稳定。,3、注意事项,长期通电时间继电器其型号后加“C”表示,电磁型中间继电器,五）电磁型中间继电器（符号：KM）,1、作用与特点,（1）触头数目多-可同时控制几个不同回路；（2）触头容量大-可接通或断开电流较大的回路；（3）可实现时间继电器难以实现延时。,DZ系列,型号,2、型号,DZ型-一般用途DZJ型-交流操作DZS型-延时动作DZB型-带自保持线圈DZK型-快速动作,电磁型信号继电器,六）电磁型信号继电器（符号：KS）,1、作用,指示继电保护装置动作状态。,用以发出光信号和声信号。,自保持继电器，需手动或电动复位。,DX系列,工作原理,2、工作原理,类型,3、类型,电流型信号继电器（串联型信号继电器）阻抗小，多用此类型。电压型信号继电器（并联型信号继电器）阻抗大。,极化继电器,七）极化继电器（符号：KP）,一般电磁型继电器的磁通由绕组中电流产生。,极化继电器磁通有二种：A、工作磁通-线圈中电流产生B、极化磁通-永久磁铁产生,工作原理,衔铁被吸向右边磁极，继电器的动触点与左侧静接点闭合,1、工作原理,若改变电流方向，左（+）右（-）,衔铁被吸向左边磁极，继电器的动触点与右侧静接点闭合,结论,极化继电器不仅反应线圈中电流大小，还能反应电流方向。只有当一定方向的电流达到一定值时，继电器才能动作。,结论,注意事项,极化继电器接入电路时，电流应从标有“”端子流入，继电器才动作，从不带“”的端子流入，继电器不动作。,极化继电器不适用交流电源，只适用直流电源。,3、注意事项,5.2电流互感器和电压互感器,一、电流互感器（TA),将大电流变成小电流，TA二次侧额定电流为1A或5A。,电流互感器极性,一）电流互感器极性,1、用L1和K1、L2和K2分别表示一、二次绕组同极性端，标以“”或“*”。,2、减极性原则：当一次电流从L1流入，L2流出，二次感应电流从K2流入，K1流出，它们产生磁通的方向是相反的，合成磁通相减。,电流变化关系,TA二次侧不允许开路，且二次侧应可靠接地,电流互感器的误差,二）电流互感器的误差与选择,1、误差产生原因,误差分类,电流误差又称变比误差,角度误差表示一、二次电流相位的误差i,2、误差分类,分电流误差和角度误差,误差大小的相关因素,（）励磁电流是产生误差根本原因。（）与TA结构、铁心质量、一次电流的大小和二次回路阻抗有关。,3、误差大小的相关因素,电流互感器的二次负载阻抗ZL一次电流倍数n,当nn10,时TA的变比误差fi=10%,n10越大TA过电流性能越好,电流互感器的10%误差曲线,（3）重要参数-饱和电流倍数n10,4、电流互感器的10%误差曲线,规定：电流误差不超过10%，角度误差不超过7,10%误差曲线：指TA的电流误差为10%，角度误差不超过7时，允许的饱和电流倍数n10与允许的负载阻抗间的关系曲线。,10%误差曲线使用方法,)计算TA的一次侧短路电流,),)在曲线上找出与之相对应阻抗ZL,只要实际ZLZL即可。,思考：若误差过大如何？,可将两个变比相等的电流互感器串联使用,三）电流保护的接线方式,三相三继电器完全星形接线,1、基本接线方式接线,两相两继电器不完全星形接线,两相一继电器电流差接线,三相三继电器完全星形接线,反映各种相间短路；中性点直接接地的单相接地短路,思考：中心线上电流为多少？,P81,两相两继电器不完全星形接线,两相两继电器不完全星形接线,中心线上电流为多少？,反映各种相间短路,两相一继电器电流差接线,i)正常运行,故障时,A、C两相短路,A、B相短路,B、C相短路,各种接线方式的工作性能,完全星形接线不完全星形接线,两相电流差,2、各种接线方式的工作性能,（1）并联线路两点接地短路,中性点非直接接地电网中，不同线路不同相别的两点同时发生接地而形成两点接地短路时，希望只切除一个接地点，以提高供电的可靠性。,不适合中性点非直接接地电网,三相三继电器完全星形接线适合？,两相两继电器不完全星形接线？,A)电流互感器装在同名相上,B)电流互感器不装在同名相上,这种结果是不允许的，必须同相安装（AC）,1#-A、C（B）2#-A、B（C）,串联：只希望切除离电源较远的线路,2）串联接线电网,A）采用两相不完全星形接线，且装在同名相？,只需在整定值和时限上都按要求配合整定，可100保证只切除线路2WL。,B)采用三相完全星形接线？,3）Y、d11接线的变压器后发生两相短路时,Y、d11,线路过流保护为变压器远后备保护,线路中电流分布和Y侧电流分布相同,分析Y侧电流分布,Y侧有一相短路电流等于其它两相电流的两倍。,结论：,最大相电流的方向与其它两相的电流方向相反。,若采用三相完全星形接线,若采用三相三继电器完全星形接线，总有一个继电器流过最大相的短路电流，保护装置的灵敏系数较高。,采用两相不完全星形接线,保护装置的灵敏系数会降低一半,提高灵敏系数办法,在两相不完全星形接线中性线上加一个继电器,该接线方式灵敏系数等同三相三继电器完全星形接线方式,保护不动作,采用两相一继电器流差接线,两相一继电器电流差接线方式不能用在接有Y、d11接线变压器的线路上。,3、各种接线方式适用场合,广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备保护。,（1）三相完全星形接线方式-可靠性、灵敏性高,（2）两相不完全星形接线-方式较为简单、经济,广泛用于中性点直接接地和中性点非直接接地电网的相间短路保护中,（3）两相一继电器电流差接线方式,用于容量小的电动机、10kV及以下的线路的电流保护和并联电容器的横差动保护等。,二、电压互感器TV,一）电压互感器的极性,按照减极性原则标注,1、星形接线,这种接线方式能获得相电压和线电压,二）电压互感器的接线,思考：1-9KV分别测量是什么电压？,2、不完全星形接线,又称V-V接线,不能测量相电压,缺点：,一次绕组不允许接地，二次绕组采用b相接地，作为保护接地。,优点,用两只电压互感器可得到三个线电压，比较经济。,3、,接线,由一个三相五柱式电压互感器或三个单相三绕组电压互感器构成。,它既能测量线电压、相电压，又能组成绝缘监视装置。主二次绕组-接继电器和绝缘监视电压表；开口三角形绕组-绝缘监视用的电压继电器。,5.3测量变换器,将互感器二次侧的电流、电压进一步变小，以适应弱电元件的要求。,作用,3、定值的调整,一、作用,1、电路的隔离和电磁屏蔽,2、电量的变换,将TV的100V和TA的5A转换为弱电压,用变换器进行交直流隔离和减少干扰,改变一或二次侧绕组抽头，调整保护整定值,种类,二、类型,电压变换器UV,电流变换器UA,电抗变换器UR,三、电压变换器UV,接TV二次侧，把TV输出电压降低或使之可以调节,TV,电压变换器UV的一次侧电压和二次侧的电压同相位，