5_发电厂和变电所的二次系统

1、第第5 5章章 发电厂和变电所的二次系统发电厂和变电所的二次系统概述概述继电保护的一般问题继电保护的一般问题继电器继电器二次回路的绘制二次回路的绘制二次回路的操作电源二次回路的操作电源电动机保护电动机保护电力电容器的保护电力电容器的保护测量表计回路和互感器的配置测量表计回路和互感器的配置控制和信号回路控制和信号回路第第1 1节节 概述概述1.1.二次设备二次设备 所谓二次设备，是指测量表计、控制及信号器具，所谓二次设备，是指测量表计、控制及信号器具，继电保护装置、自动装置、远动装置等，这些设备构成继电保护装置、自动装置、远动装置等，这些设备构成了发电厂、变电所的二次系统。了发电厂、变电所的二次

2、系统。2.2.分类分类电源性质电源性质交流回路：交流回路：CTCT、PTPT和厂（站）用变压器供电和厂（站）用变压器供电直流回路：直流电源供电直流回路：直流电源供电用途用途 操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和信操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路。号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路。第第2 2节节 继电保护的一般问题继电保护的一般问题继电保护的作用继电保护的作用继电保护的基本原理继电保护的基本原理对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求一、继电保护的作用一、继电保护的作用 继电保护装置是能反映电力系统中电气设备所发继电保

3、护装置是能反映电力系统中电气设备所发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或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。出信号的一种自动装置。 它的基本任务为：它的基本任务为：自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行。能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。二、继电保护的基本原理二、继电保护的基本原理测量部分：从被保护对象输入有关

4、信号，并与给测量部分：从被保护对象输入有关信号，并与给定的整定值进行比较，决定保护是否动作；定的整定值进行比较，决定保护是否动作；逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑判断，以确定保护装置是否应该动作；逻辑判断，以确定保护装置是否应该动作；执行部分：根据逻辑部分做出的判断，执行保护执行部分：根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置所担负的任务（跳闸或发信号）。装置所担负的任务（跳闸或发信号）。三、对继电保护的基本要求三、对继电保护的基本要求选择性、速动性、灵

5、敏性、可靠性选择性、速动性、灵敏性、可靠性选择性选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。证系统中的非故障部分继续运行。速动性速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件从电网中切除，但是快速性与具体情况有障元件从电网中切除，但是快速性与具体情况有关，并不是越快越好。关，并不是越快越好。保护装置的灵敏性，通常用保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数灵敏系数Ks来衡量。来衡量。 保保护护动动作作的的整整定定值值

6、的的最最小小值值保保护护区区内内故故障障时时反反应应量量 sK的的最最大大值值保保护护区区内内故故障障时时反反应应量量保保护护动动作作的的整整定定值值sK对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）灵敏性灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反映能力。正常运行状态的反映能力。对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护） 保护装置的灵敏度应该大于保护装置的灵敏度应该大于1 1。可靠性可靠性：指保护装置该动时不能拒动；不该动时不指保护装置该动时不能拒

7、动；不该动时不能误动。能误动。第第3 3节节 继电器继电器 概述概述 电磁型继电器电磁型继电器 感应型继电器感应型继电器一、概述一、概述继电器继电器：当输入的物理量达到规定值时，其电气输出：当输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路被接通或分断的自动电器。电路被接通或分断的自动电器。输入性质输入性质：电气继电器、非电气继电器：电气继电器、非电气继电器用途用途：控制继电器、保护继电器：控制继电器、保护继电器保护继电器按功能分保护继电器按功能分：测量继电器、有或无继电器：测量继电器、有或无继电器按组成元件按组成元件：机电型（电磁式、感应式）、晶体管：机电型（电磁式、感应式）、晶体管型、微机型型、微

8、机型按反映物理量按反映物理量：电流、电压、功率、瓦斯：电流、电压、功率、瓦斯按反映数量变化按反映数量变化：过量继电器、欠量继电器：过量继电器、欠量继电器按在继电保护中的用途分按在继电保护中的用途分：起动继电器、时间继电：起动继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器等器、信号继电器、中间继电器等按动作于断路器的方式分按动作于断路器的方式分：直接动作式（直动式）、：直接动作式（直动式）、间接动作式间接动作式按与一次电路的联系方式分按与一次电路的联系方式分：一次式继电器、二次：一次式继电器、二次式继电器式继电器DL-10 DS-110 DZ-10DL-10 DS-110 DZ-10二、电磁型继电器

9、二、电磁型继电器1.1.电磁型电流继电器（电磁型电流继电器（KAKA）结构结构：如右所示：如右所示工作原理工作原理：当在继电器线：当在继电器线圈中通入电流圈中通入电流IK时，电磁铁时，电磁铁产生的电磁力产生的电磁力Fem为：为：DL-10DL-10型型 电磁式电流继电器结构图电磁式电流继电器结构图1 1线圈线圈 2 2电磁铁电磁铁 3 3钢舌片钢舌片 4 4静触点静触点 5 5动触点动触点 6 6起动电流调节转杆起动电流调节转杆7 7标度盘（铭牌）标度盘（铭牌） 8 8轴承轴承 9 9反作用弹簧反作用弹簧 1010转轴转轴222mKKemRNIKF当电磁力当电磁力Fem大于弹簧的大于弹簧的反作

10、用力反作用力Fsp和摩擦力和摩擦力Ffr时，时，继电器触点切换，这就叫做继电器触点切换，这就叫做继电器动作继电器动作。继电器动作的必要条件是：继电器动作的必要条件是： FemFsp+ Ffr 动作电流（启动电流）动作电流（启动电流）：使继电器产生动作的最小：使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用电流，称为继电器的动作电流，用Iop.K（Iop.st）表示。表示。调整继电器动作电流的方法调整继电器动作电流的方法改变继电器线圈匝数（线圈的串并联，级进调节）改变继电器线圈匝数（线圈的串并联，级进调节）调节反作用弹簧的松紧，即调节（平滑调节）调节反作用弹簧的松紧，即调节（平滑调节）调整衔

11、铁与电磁铁之间的气隙长度，即调节调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度，即调节Rm。 继电器动作后，减小继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。就能使继电器返回原位。欲使继电器返回的必要条件是：欲使继电器返回的必要条件是： Fsp Fem+ Ffr 返回电流返回电流：能使继电器返回到原始位置的最大电流，：能使继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用称为继电器的返回电流，用Ire.K（Ir）表示。表示。返回系数返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用用Kre（Kr）表示表示KopKrereIIK. 对于过电流继电器，对于过电流继电器，

12、Kre1，一般要求，一般要求 Kre =0.80.9； 对于欠电流继电器，对于欠电流继电器，Kre 1，一般要求，一般要求 Kre =1.061.2。电磁型电流继电器的动作迅速，是一种瞬时继电器。电磁型电流继电器的动作迅速，是一种瞬时继电器。电磁式电流继电器的内部接线和图形符号电磁式电流继电器的内部接线和图形符号2电磁型电压继电器（电磁型电压继电器（KV） 其其结构和原理与电磁型电流继电器相似，不同的结构和原理与电磁型电流继电器相似，不同的是采用电压线圈，匝数多、导线细，与是采用电压线圈，匝数多、导线细，与PT相并联。在相并联。在供配电系统中多用低电压（欠电压）继电器。供配电系统中多用低电压（

13、欠电压）继电器。动作电压动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器的动作电压，用继电器的动作电压，用Uop.K表示。表示。返回电压返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为继电器的返回电压，用称为继电器的返回电压，用Ure.K表示。表示。返回系数返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。值。说明说明：低电压继电器的返回系数：低电压继电器的返回系数Kre1，一般为，一般为1.25。返回系。返回系数越接近数越接近1，说明继电器越灵敏。，说明继电器越灵敏。3.3.电磁式

14、时间继电器（电磁式时间继电器（KTKT） 用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。它用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。它属于机电式有或无继电器。属于机电式有或无继电器。延时时间的延时时间的调节调节：改变：改变主静触点的主静触点的位置，及它位置，及它与主动触点与主动触点的相对位置。的相对位置。注意注意：时间继电器线圈通常不按长时间接上额定电压设计，：时间继电器线圈通常不按长时间接上额定电压设计，凡需长时间通电的时间继电器，其线圈应串入限流电阻。凡需长时间通电的时间继电器，其线圈应串入限流电阻。时间继电器的内部接线和图形符号：时间继电器的内部接线和图形符号：4.4.电磁式信号继电器（电磁式信

15、号继电器（KSKS） 在继电保护装置中，用来发出保护装置动作的在继电保护装置中，用来发出保护装置动作的信号，属于机电式有或无继电器。信号，属于机电式有或无继电器。电流型：电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中电流型：电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中电压型：电压线圈，阻抗大，并联在二次回路中电压型：电压线圈，阻抗大，并联在二次回路中5.5.电磁式中间继电器（电磁式中间继电器（KMKM）作用作用：弥补主继电器触点数量和触点容量的不足。：弥补主继电器触点数量和触点容量的不足。安装位置安装位置：装设在保护装置的出口回路，用以接通：装设在保护装置的出口回路，用以接通断路器的跳闸线圈，也称为出口继电器。断路

16、器的跳闸线圈，也称为出口继电器。 属于机电式有或无继电器。属于机电式有或无继电器。三、感应型电流继电器三、感应型电流继电器1.1.结构结构感应系统感应系统：由线圈：由线圈1、带短路环带短路环3的电磁铁的电磁铁2和和铝盘铝盘4组成，它的动作是组成，它的动作是有时限的；有时限的；电磁系统电磁系统：由线圈：由线圈1、电磁铁电磁铁2和衔铁和衔铁15组成，组成，它的动作是瞬时的。它的动作是瞬时的。感应式电流继电器结构图感应式电流继电器结构图1线圈线圈 2电磁铁电磁铁 3短路环短路环 4可转铝盘可转铝盘 5钢片钢片 6可偏铝框架可偏铝框架 7调节弹簧调节弹簧 8制动永久磁铁制动永久磁铁 9扇形齿轮扇形齿轮

17、 10蜗杆蜗杆 11扁杆扁杆 12继电器触点继电器触点 13时限调节螺杆时限调节螺杆 14速断电流调节螺钉速断电流调节螺钉 15衔铁衔铁 16动作电流调节插销动作电流调节插销2.2.工作原理工作原理有短路环的磁极穿过铝盘的磁通为：有短路环的磁极穿过铝盘的磁通为： 无短路环的磁极穿过铝盘的磁通为：无短路环的磁极穿过铝盘的磁通为： kK11kK221 在铝盘中感应电势产生涡流在铝盘中感应电势产生涡流 ，二者产生电磁力，二者产生电磁力 在铝盘中感应电势产生涡流在铝盘中感应电势产生涡流 ，二者产生电磁力，二者产生电磁力1edI1emF22edI2emF铝盘受到的合成电磁力为：铝盘受到的合成电磁力为：2

18、21121sinKemememIKFFF电磁转矩电磁转矩21KIM 铝盘在转矩铝盘在转矩M1作作用下转动后，切割永用下转动后，切割永久磁铁的磁通而在铝久磁铁的磁通而在铝盘中产生涡流，产生盘中产生涡流，产生制动力矩制动力矩M2n。感应系统的动作电流：感应系统的动作电流：蜗杆与扇形齿轮相咬合时，蜗杆与扇形齿轮相咬合时，线圈所需要通入的最小电流。线圈所需要通入的最小电流。返回电流：返回电流：使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时使扇形齿轮脱离蜗杆返回到原来位置时的最大电流。的最大电流。动作时间：动作时间：从蜗杆与扇形齿片相咬合起到触点闭合从蜗杆与扇形齿片相咬合起到触点闭合这一段时间。这一段时间。电磁系统

19、的速断电流：电磁系统的速断电流：继电器线圈中使电磁系统继电器线圈中使电磁系统（电流速断元件）动作的最小电流。（电流速断元件）动作的最小电流。速断电流倍数速断电流倍数：速断电流与动作电流之间的比值。：速断电流与动作电流之间的比值。 当当M1=M2时，铝盘匀速旋转；当铝盘受到的合力克服时，铝盘匀速旋转；当铝盘受到的合力克服弹簧阻力时，蜗杆与扇形齿片相咬合，继电器动作。弹簧阻力时，蜗杆与扇形齿片相咬合，继电器动作。 3. .时限特性时限特性感应型电流继电器的动作特性曲线感应型电流继电器的动作特性曲线ab段段“反时限特性反时限特性”（此时继电器铁心尚未饱和）（此时继电器铁心尚未饱和）bc段段“定时限定

20、时限”（铁心已达到饱和）（铁心已达到饱和）de段段“速断特性速断特性”4.4.动作电流与动作时限调节方法动作电流与动作时限调节方法感应系统的动作电流调节感应系统的动作电流调节：改变线圈的匝数（级进调：改变线圈的匝数（级进调节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。节）；改变弹簧的拉力（平滑调节）。速断电流调节速断电流调节：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。：改变衔铁与电磁铁之间的气隙。感应系统的动作时限感应系统的动作时限：改变扇形齿轮顶杆行程的起：改变扇形齿轮顶杆行程的起点，使动作特性上下移动。点，使动作特性上下移动。 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动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改

21、变线圈的匝数来调整（来调整（2，2.5，34.5，5，69，10A）。）。 其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流值的28倍。倍。注意注意：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以：继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流倍动作电流的动作时限来标度的。的动作时限来标度的。GL型电流继电器的保护特性曲线型电流继电器的保护特性曲线四、常用继电器的新旧图形、文字符号比较四、常用继电器的新旧图形、文字符号比较1.1.常用继电器的表示符号常用继电器的表示符号2.2.继电器线圈及触点的图形符号继电器线圈及触点的图形符号注意注意：在二次回路的接线图中，所有

22、继电器的触点和：在二次回路的接线图中，所有继电器的触点和开关电器的辅助触点都是按照它们的正常状态表示，开关电器的辅助触点都是按照它们的正常状态表示，即不通电状态表示。即不通电状态表示。五、二次回路的图样和符号五、二次回路的图样和符号 归总式原理图、展开接线图、安装接线图归总式原理图、展开接线图、安装接线图1.1.归总式原理图（原理图）归总式原理图（原理图） 归总式原理图是用来表示继电保护、测量仪表和归总式原理图是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次回路接线图，它以元自动装置等工作原理的一种二次回路接线图，它以元件的整体形式表示二次设备间的电气联系。件的整体形式表示二次设备间

23、的电气联系。 6 610kV10kV线路两相式过电流保护原理图线路两相式过电流保护原理图特点：特点：优点优点：对整个装置构成有明确概念，能够清楚表示：对整个装置构成有明确概念，能够清楚表示二次设备中元件形式、数量、电气联系和动作原理。二次设备中元件形式、数量、电气联系和动作原理。缺点缺点：对细节表示不够清楚，当线路支线较多、二：对细节表示不够清楚，当线路支线较多、二次回路较复杂时，对于电路缺陷不易发现和寻找。次回路较复杂时，对于电路缺陷不易发现和寻找。2.2.展开式接线图展开式接线图 展开式接线图是用来说明二次回路动作原理的接展开式接线图是用来说明二次回路动作原理的接线图。线图。（1 1）特点

24、）特点将每套设备的交流电流电路、交流电压回路和直流将每套设备的交流电流电路、交流电压回路和直流回路分开表示；回路分开表示；同一仪表和继电器的电流线圈、电压线圈和触点分同一仪表和继电器的电流线圈、电压线圈和触点分别画在不同的回路里；别画在不同的回路里；同一元件的线圈和触点采用相同的文字符号，以避同一元件的线圈和触点采用相同的文字符号，以避免混淆。免混淆。（2 2）绘制要求）绘制要求将电路分为交流电流回路、交流电压回路、直流操将电路分为交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路、信号回路几部分；作回路、信号回路几部分；对同一回路内的线圈和触点按照电流通过顺序从左对同一回路内的线圈和触点按照电流通过顺

25、序从左至右排列；至右排列；交流回路按交流回路按A A、B B、C C相序，直流回路按动作顺序，自相序，直流回路按动作顺序，自上向下排列；上向下排列；在每一行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序排在每一行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序排列；列；每一个回路的右侧有文字说明，以便于阅读。每一个回路的右侧有文字说明，以便于阅读。 6 610kV10kV线路两相式过电流保护的展开接线图线路两相式过电流保护的展开接线图六、二次回路的操作电源简介六、二次回路的操作电源简介1.1.概述概述 操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电操作电源是用来对断路器的分、合闸回路，继电保护装置以及其它信号回路供电的电源

26、。保护装置以及其它信号回路供电的电源。2.2.直流操作电源直流操作电源（220V220V、110V110V、48V48V、24V24V）（1 1）由蓄电池供电的直流操作电源）由蓄电池供电的直流操作电源 变电所的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、变电所的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池。镍氢蓄电池。优点优点：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。：蓄电池的电压与被保护的网络电压无关。缺点缺点：需修建有特殊要求的蓄电池室，投资大，运：需修建有特殊要求的蓄电池室，投资大，运行复杂，维护工作量大，可靠性低。行复杂，维护工作量大，可靠性低。充电方式充电方式：多采用浮充电运行方式，即浮充电源

27、与：多采用浮充电运行方式，即浮充电源与蓄电池并列运行。蓄电池并列运行。（2）由硅整流器供电的操作电源（电容储能式）由硅整流器供电的操作电源（电容储能式）组成组成：交流电源、：交流电源、硅整流器和补偿电硅整流器和补偿电容器容器特点特点：节约投资，：节约投资，降低有色金属和器降低有色金属和器材消耗，运行维护材消耗，运行维护简单。简单。3.3.交流操作电源交流操作电源 对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，全部继电器、控制与信号装置均采用交流型式。全部继电器、控制与信号装置均采用交流型式。电流源电流源：电流互感器；：电流互感器；电压源电压源：变电所的

28、所用变压器或电压互感器。：变电所的所用变压器或电压互感器。第第4 4节节 电动机保护电动机保护保护装置的接线方式保护装置的接线方式电动机的故障类型和应装设的保护电动机的故障类型和应装设的保护电动机的相间短路保护电动机的相间短路保护电动机的单相接地保护电动机的单相接地保护电动机的过负荷保护电动机的过负荷保护电动机的低电压保护电动机的低电压保护一、保护装置的接线方式一、保护装置的接线方式保护装置的接线方式保护装置的接线方式：电流互感器和电流继电器之：电流互感器和电流继电器之间的连接方式。间的连接方式。2IIKKw 设电流互感器的变比为设电流互感器的变比为 ，保护装置的，保护装置的动作电流为动作电流

29、为Iop，则相应的电流继电器的动作电流为，则相应的电流继电器的动作电流为21IIKiopiwKopIKKI.接线系数接线系数：在继电保护回路中，流入继电器中的电：在继电保护回路中，流入继电器中的电流流IK与对应电流互感器的二次电流与对应电流互感器的二次电流I2的比值，称为接的比值，称为接线系数线系数1三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式特点特点：可以反映各种形式的故障，其接线系数：可以反映各种形式的故障，其接线系数Kw=1。 2两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线方式特点特点：可以反映除：可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障，相单相接地短路以外的所有故障，其接线系数其接线系数Kw=

30、1。 三相完全星形接线方式三相完全星形接线方式两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线方式3两相电流差接线方式两相电流差接线方式 流入流入继电器中的电流等于继电器中的电流等于A、C两相电流互感器二两相电流互感器二次电流之差。次电流之差。caKIII特点特点：接线系数随电力系统短：接线系数随电力系统短路类型的不同而改变。路类型的不同而改变。正常运行或三相短路时：正常运行或三相短路时：发生发生A、C两相短路时：两相短路时：A、B或或B、C两相短路时：两相短路时：3wK2wK1wK两相电流差接线方式两相电流差接线方式保护整定时取保护整定时取 ；灵敏度校验时取；灵敏度校验时取Kw1 1。3wK二、电动

31、机的故障类型和应装设的保护二、电动机的故障类型和应装设的保护（1 1）故障类型）故障类型故障故障 定子绕组的相间短路定子绕组的相间短路一相绕组的匝间短路一相绕组的匝间短路单相接地短路单相接地短路异常运行状态：过负荷、低电压、同步电机失步异常运行状态：过负荷、低电压、同步电机失步和失磁等和失磁等 （2 2）应装设的保护）应装设的保护相间短路保护相间短路保护对对2000kW2000kW以下的电动机，应装设电流速断保护；以下的电动机，应装设电流速断保护；对对2000kW2000kW以上和以上和2000kW2000kW以下速断保护灵敏度不满以下速断保护灵敏度不满足的电动机，应装设差动保护。足的电动机，

32、应装设差动保护。 接地短路保护：接地短路保护：用于接地电容电流大于用于接地电容电流大于5A5A的情况。的情况。 单相接地电流为单相接地电流为10A10A及以下时动作于信号或跳闸；及以下时动作于信号或跳闸；单相接地电流大于单相接地电流大于10A10A时动作于跳闸。时动作于跳闸。过负荷保护：过负荷保护：对易发生过负荷的电动机应装设过负对易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护，延时动作于信号、跳闸或减负荷。荷保护，延时动作于信号、跳闸或减负荷。低电压保护低电压保护为保证重要电动机的自起动，对不重要的电动机应为保证重要电动机的自起动，对不重要的电动机应装设低电压保护；装设低电压保护；对不需要自起动的电动

33、机，应装设低电压保护；对不需要自起动的电动机，应装设低电压保护；对需要参加自起动，但在电源电压长时间消失后自对需要参加自起动，但在电源电压长时间消失后自起动有困难的电动机，也要装设低电压保护。起动有困难的电动机，也要装设低电压保护。 三、电动机的相间短路保护三、电动机的相间短路保护1 1电流速断保护电流速断保护动作电流：动作电流：躲过电动机的起动电流，即躲过电动机的起动电流，即 max.stiwrelKopIKKKI式中，式中，Krel取取1.41.6（DL型）或型）或1.82 （GL型）。型）。灵敏度校验灵敏度校验 ：KopikSIKIK.2min.）（2 式中，式中， 为电动机出口最小两相

34、短路电流。为电动机出口最小两相短路电流。）（2min. kI 在小接地电流系统中，可采用两相不完全星形接在小接地电流系统中，可采用两相不完全星形接线；若灵敏度能够满足要求，也可采用两相电流差接线；若灵敏度能够满足要求，也可采用两相电流差接线方式。线方式。2 2纵联差动保护纵联差动保护 在小接地电流系统中，可采用两相式接线，选用在小接地电流系统中，可采用两相式接线，选用两个两个BCH-2BCH-2型或型或DL-11DL-11型继电器构成差动保护。型继电器构成差动保护。动作电流：动作电流：躲过电动机的额定电流，即躲过电动机的额定电流，即 NMiwrelKopIKKKI.式中，式中，Krel取取0.

35、51（BCH-2型）或型）或1.21.5（ DL-11）型。）型。灵敏度校验灵敏度校验 ：KopikSIKIK.2min.）（22 电动机纵联差动保护原理接线图电动机纵联差动保护原理接线图四、电动机的单相接地保护四、电动机的单相接地保护 当小接地电流系统中接地电容电流大于当小接地电流系统中接地电容电流大于5A5A时，应时，应装设单相接地保护。电动机的单相接地保护一般采用装设单相接地保护。电动机的单相接地保护一般采用零序电流保护。零序电流保护。电动机零序电流保护原理图电动机零序电流保护原理图max.3ociwrelKopIKKKI动作电流动作电流：躲过电动机：躲过电动机本身的故障电容电流本身的故

36、障电容电流Krel取取45； 为电动机为电动机外部单相接地故障时，流外部单相接地故障时，流经被保护电动机的最大接经被保护电动机的最大接地电容电流。地电容电流。max.3ocI灵敏度校验灵敏度校验 ：KopiocSIKIK.min.31.251.251.5 1.5 式中，式中， 为电动机外部单相接地故障时，流经被为电动机外部单相接地故障时，流经被保护电动机的最小接地电容电流。保护电动机的最小接地电容电流。min.3ocI五、电动机的过负荷保护五、电动机的过负荷保护动作电流：动作电流：躲过电动机额定电流，即躲过电动机额定电流，即 NMirewrelKopIKKKKI.式中，式中，Krel取取1.0

37、51.1（保护动作于信号时）或（保护动作于信号时）或 1.21.25 （保护动作于减负荷或跳闸时）；（保护动作于减负荷或跳闸时）； Kre取取0.85。动作时间：动作时间：一般取一般取151520s20s。五、五、 电动机的低电压保护电动机的低电压保护低电压保护的动作电压和动作时限整定低电压保护的动作电压和动作时限整定 当电源电压短时降低或中断后又恢复时，为保证重当电源电压短时降低或中断后又恢复时，为保证重要电动机的自起动，需要对次要电动机装设要电动机的自起动，需要对次要电动机装设0.5s0.5s时时限的低电压保护，电压整定值一般为电动机额定电限的低电压保护，电压整定值一般为电动机额定电压的压

38、的60%60%70%70%。对不允许或不需要参加自起动的电动机，应装设对不允许或不需要参加自起动的电动机，应装设0.50.51.5s1.5s时限的低电压保护，电压整定值一般为电时限的低电压保护，电压整定值一般为电动机额定电压的动机额定电压的50%50%55%55%。对需要自起动的电动机，应装设对需要自起动的电动机，应装设5 510s10s时限的低电时限的低电压保护，电压整定值一般为电动机额定电压的压保护，电压整定值一般为电动机额定电压的40%40%50%50%。低电压保护的接线低电压保护的接线正常工作时，低电压继电器正常工作时，低电压继电器KV1KV1KV5KV5的常闭触点打的常闭触点打开，开

39、，KV1KV1KV3KV3的常开触点闭合。的常开触点闭合。 电动机低电压保护接线图电动机低电压保护接线图当电压下降至额定电压的当电压下降至额定电压的6070%时，时，KV1KV3的常的常闭触点闭合，起动时间继电器闭触点闭合，起动时间继电器KT1，经，经0.5s延时后发出次延时后发出次要电动机跳闸脉冲及信号；要电动机跳闸脉冲及信号；当电压继续下降至额定电压的当电压继续下降至额定电压的4050%时，时，KV4、KV5的常闭触点闭合，起动时间继电器的常闭触点闭合，起动时间继电器KT2，经，经10s延时后发延时后发出重要电动机跳闸脉冲及信号。出重要电动机跳闸脉冲及信号。如果如果A相上熔体熔断，相上熔体

40、熔断，KV1的常闭触点闭合，常开触点的常闭触点闭合，常开触点打开，但因经常开触点打开，但因经常开触点KV2、KV3使使KM1通电，使通电，使KM1的常闭触点断开，切断的常闭触点断开，切断KT1、KT2的时限回路，防止了误的时限回路，防止了误动作。动作。如果三相熔体全部熔断，这时尽管如果三相熔体全部熔断，这时尽管KV1、KV2都误动，都误动，但因但因KV3接于分路熔体而不动作，使接于分路熔体而不动作，使KM1同样有电，起同样有电，起到了闭锁作用。到了闭锁作用。第第5 5节节 电力电容器的保护电力电容器的保护电容器组的故障类型和应装设的保护电容器组的故障类型和应装设的保护电容器组的过电流保护电容器

41、组的过电流保护电容器组的横差保护电容器组的横差保护电容器组的高电压保护电容器组的高电压保护一、电容器组的故障类型和应装设的保护一、电容器组的故障类型和应装设的保护1.1.故障类型故障类型电容器组和断路器之间连线上的短路；电容器组和断路器之间连线上的短路；电容器组内部故障及其引出线上的短路；电容器组内部故障及其引出线上的短路；电容器组回路内的单相接地短路；电容器组回路内的单相接地短路；个别电容器的切除而引起的过电压等。个别电容器的切除而引起的过电压等。2.2.应装设的保护应装设的保护 每台电容器应装设熔断器进行保护；每台电容器应装设熔断器进行保护；对于多台电容器连接而成的电容器组，应根据连接对于

42、多台电容器连接而成的电容器组，应根据连接方式的不同装设过电流保护、过电压保护、横差保方式的不同装设过电流保护、过电压保护、横差保护等。护等。 二、电容器组的过电流保护二、电容器组的过电流保护保护范围：保护范围：断路器和电容器连线上的短路断路器和电容器连线上的短路动作电流：动作电流：躲过电容器投运时的冲击电流，即躲过电容器投运时的冲击电流，即 NCiwrelKopIKKKI.式中，式中，Krel取取22.5。 灵敏度校验灵敏度校验 ：KopkSIIK.)2(min.1.5 1.5 式中，式中， 为最小运行方式下，电容器组首端两相短路时，为最小运行方式下，电容器组首端两相短路时，流过保护安装处的短

43、路电流。流过保护安装处的短路电流。）（2min. kI动作时限动作时限 ：保护装置可不带时限或带保护装置可不带时限或带0.10.10.2s0.2s的短时限。的短时限。三、电容器组的横差保护三、电容器组的横差保护保护范围保护范围：保护电容器组内部和引出线上的短路故障：保护电容器组内部和引出线上的短路故障1.1.横差保护的接线横差保护的接线中性线电流平衡保护（单继电器式横联差动保护）中性线电流平衡保护（单继电器式横联差动保护）：主要用于保护双星形接线电容器组的内部故障。主要用于保护双星形接线电容器组的内部故障。横联差动保护横联差动保护：用于保护双三角形接线电容器组的：用于保护双三角形接线电容器组的

44、内部故障。内部故障。电容器组横联差动保护原理接线图电容器组横联差动保护原理接线图注注：各相差动保：各相差动保护是独立的，而护是独立的，而时间和出口回路时间和出口回路是共用的。是共用的。（2 2）横差保护的动作电流）横差保护的动作电流为了防止误动作，保护装置的动作电流应躲过正常为了防止误动作，保护装置的动作电流应躲过正常运行时电流互感器二次侧差动回路中的最大不平衡运行时电流互感器二次侧差动回路中的最大不平衡电流，即电流，即 dsqrelKopIKI.单台电容器内部有单台电容器内部有50%50%75%75%的串联元件击穿时，的串联元件击穿时，保护装置应有足够的灵敏度，即保护装置应有足够的灵敏度，即

45、isNCNKopKKUQI)1 (.式中，式中，Krel取取2。 式中，式中，Ks为横差保护的灵敏系数，取为横差保护的灵敏系数，取1.5；QN为单台电容器的为单台电容器的额定容量额定容量; 为电容器内部串联元件的击穿率，取为电容器内部串联元件的击穿率，取0.50.75 。 四、电容器组的过电压保护四、电容器组的过电压保护 当电容器组所接母线电压升高时，为保护电容器当电容器组所接母线电压升高时，为保护电容器组不致损坏，应装设过电压保护，延时动作于信号或组不致损坏，应装设过电压保护，延时动作于信号或跳闸。跳闸。 过电压继电器的动作电压按母线电压不超过过电压继电器的动作电压按母线电压不超过110%1

46、10%额定电压整定，即额定电压整定，即 uNCKopKUU1 . 1.式中，式中，Ku为为电压互感器的变比；为为电压互感器的变比； UNC为电容器的额为电容器的额定电压。定电压。第第6 6节节 测量表计回路和互感器的测量表计回路和互感器的配置配置测量表计的配置测量表计的配置互感器的配置互感器的配置电流互感器的配置电流互感器的配置电压互感器的配置电压互感器的配置一、电气测量仪表一、电气测量仪表1. 1. 对电气测量仪表的一般要求对电气测量仪表的一般要求检测电气量检测电气量：电流、电压、有功和无功功率、频：电流、电压、有功和无功功率、频率、有功电能和无功电能。率、有功电能和无功电能。仪表的准确度等

47、级选择：仪表的准确度等级选择：用于电气设备和线路上的交流电流表、电压表、功用于电气设备和线路上的交流电流表、电压表、功率表的准确度不应低于率表的准确度不应低于2.52.5级，直流电流、电压表的级，直流电流、电压表的准确度不应低于准确度不应低于1.51.5级，频率表一般选用级，频率表一般选用0.50.5级；级；变电所内用于计量的有功电度表一般选用变电所内用于计量的有功电度表一般选用1 1级，无级，无功电度表一般选用功电度表一般选用2 2级。级。测量用互感器的准确度等级选择测量用互感器的准确度等级选择：与电度表连接的：与电度表连接的互感器准确度应为互感器准确度应为0.50.5级；仅作一般电流、电压

48、测量级；仅作一般电流、电压测量的互感器，准确度可为的互感器，准确度可为1 13 3级。级。仪表的测量范围和互感器变比的选择仪表的测量范围和互感器变比的选择：正常运行情：正常运行情况下仪表指针指示在满标度的况下仪表指针指示在满标度的2/32/3左右，并留有过负荷左右，并留有过负荷指示裕度。指示裕度。在高压系统中，测量仪表和电度表应与继电保护装在高压系统中，测量仪表和电度表应与继电保护装置分别接电流互感器的不同准确度的二次绕组，一般置分别接电流互感器的不同准确度的二次绕组，一般测量仪表和电度表用测量仪表和电度表用0.50.5级，继电保护装置用级，继电保护装置用3 3级。级。对于有可能出现两个方向电

49、流的直流电路和两个方对于有可能出现两个方向电流的直流电路和两个方向功率的交流电路，应装设双向刻度的电流表和功率向功率的交流电路，应装设双向刻度的电流表和功率表。表。2.2.变配电装置中各部分仪表的配置变配电装置中各部分仪表的配置电源进线：电源进线：为了解负荷情况，需装设一只电流表。为了解负荷情况，需装设一只电流表。当需要计量电能时，还应装设有功电能表和无功电能当需要计量电能时，还应装设有功电能表和无功电能表各一只。表各一只。母线：母线：每条或每段母线上必须装设一只电压表，以每条或每段母线上必须装设一只电压表，以检查各个线电压。在小电流接地系统中中，每条或每检查各个线电压。在小电流接地系统中中，

50、每条或每段母线上还需加装三个绝缘监视电压表。段母线上还需加装三个绝缘监视电压表。降压变压器：降压变压器：对对3535110kV/6110kV/610kV10kV的电力变压器，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。表和无功电能表各一只。高压配电线路：高压配电线路：应装设电流表、有功电能表和无功应装设电流表、有功电能表和无功电能表各一只。电能表各一只。低压配电线路：低压配电线路：静电电容器：静电电容器：为了监视三相负荷是否平衡，需装设为了监视三相负荷是否平衡，需装设三只电流表。如需计量其无功电能，还应加装一只

51、无三只电流表。如需计量其无功电能，还应加装一只无功电能表。功电能表。对三相负荷平衡的低压动力线路，可只装设一只电对三相负荷平衡的低压动力线路，可只装设一只电流表；流表；对三相负荷长期不平衡的低压照明线路及动力和照对三相负荷长期不平衡的低压照明线路及动力和照明混合电路，应装设三只电流表。如需计量电能，还明混合电路，应装设三只电流表。如需计量电能，还应加装一只三相四线制的有功电能表；应加装一只三相四线制的有功电能表；对三相负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有对三相负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电能表（实际电能为其计度的功电能表（实际电能为其计度的3 3倍）。倍）。1.1.电流互感器配置

52、方式电流互感器配置方式凡是装有断路器的回路均应装设电流互感器；凡是装有断路器的回路均应装设电流互感器；在发电机、主变压器（包括大型的厂用电变压器）在发电机、主变压器（包括大型的厂用电变压器）和和110kV110kV及以上的大电流接地系统中，三相均应装设及以上的大电流接地系统中，三相均应装设电流互感器；电流互感器；非主要回路，通常只在两相中装设电流互感器，便非主要回路，通常只在两相中装设电流互感器，便可满足测量仪表和继电保护的要求；可满足测量仪表和继电保护的要求；为减少装设互感器的数目，一般都采用双铁心或多为减少装设互感器的数目，一般都采用双铁心或多铁心的电流互感器，以便同时满足测量仪表与继电保

53、铁心的电流互感器，以便同时满足测量仪表与继电保护的要求；护的要求；在升高电压（在升高电压（35kV35kV及以上）侧，可以采用装在断路及以上）侧，可以采用装在断路器两侧套管中的电流互感器。器两侧套管中的电流互感器。二、互感器的配置二、互感器的配置2.2.电压互感器的配置电压互感器的配置在发电机升压变压器的低压侧装设一套在发电机升压变压器的低压侧装设一套V/VV/V接法电压接法电压互感器，以满足发电机与系统并联运行的需要，同时为互感器，以满足发电机与系统并联运行的需要，同时为升压变压器回路的测量仪表供电；升压变压器回路的测量仪表供电；在母线装设三绕组式电压互感器，其中一个星形接法在母线装设三绕组

54、式电压互感器，其中一个星形接法二次绕组用以测量和保护所需要的线电压和对地电压，二次绕组用以测量和保护所需要的线电压和对地电压，另一个二次绕组作为零序电压过滤器，以便同时满足测另一个二次绕组作为零序电压过滤器，以便同时满足测量仪表和继电保护的需要。量仪表和继电保护的需要。6 610kV10kV母线采用三相五柱式电压互感器；母线采用三相五柱式电压互感器；35kV35kV及以上电压采用三个单相三绕组的互感器组。及以上电压采用三个单相三绕组的互感器组。第第7 7节节 控制和信号回路控制和信号回路基本概念基本概念断路器的控制回路断路器的控制回路事故跳闸音响信号系统事故跳闸音响信号系统一、基本概念一、基本

55、概念1.1.控制系统的分类控制系统的分类集中控制集中控制：一般发电厂和变电所内控制距离由几十：一般发电厂和变电所内控制距离由几十米到几百米，这种控制称为集中控制。米到几百米，这种控制称为集中控制。遥远控制遥远控制：某些自动化程度很高的发电厂和变电所，：某些自动化程度很高的发电厂和变电所，控制点在距离几十千米甚至几百千米以外的系统调度控制点在距离几十千米甚至几百千米以外的系统调度所，这种控制称为遥远控制。所，这种控制称为遥远控制。2.2.集中控制的组成集中控制的组成控制设备控制设备中间环节中间环节操动机构操动机构（1 1）控制设备）控制设备 控制开关是对断路器进行分合闸控制的操作元件，控制开关是

56、对断路器进行分合闸控制的操作元件，主要采用主要采用LW2LW2型控制开关。型控制开关。触点号触点号1 1 3 32 24 45 5 8 86 6 7 79 910109 9121210 10 111113 13 141414 14 151513 13 161617 17 191917 17 181818 18 202021 21 232321 21 222222 22 2424位位置置跳闸后跳闸后预备合闸预备合闸合闸合闸合闸后合闸后预备跳闸预备跳闸跳闸跳闸预备操作位置：预备操作位置：“预备合闸预备合闸”和和“预备跳闸预备跳闸”操作位置：操作位置：“合闸合闸”和和“跳闸跳闸”固定位置：固定位置：

57、“合闸后合闸后”和和“跳闸后跳闸后”合闸操作顺序：预备合闸合闸操作顺序：预备合闸合闸合闸合闸后合闸后跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸操作顺序：预跳备闸跳闸跳闸跳闸后跳闸后（2 2）中间环节）中间环节 主要是执行控制信号的各种回路及设备，它包括所主要是执行控制信号的各种回路及设备，它包括所有的连接回路，合闸接触器和合闸母线等。有的连接回路，合闸接触器和合闸母线等。跳闸线圈（跳闸线圈（YTYT、YRYR）：直接用控制开关控制；）：直接用控制开关控制；合闸线圈（合闸线圈（YCYC、YOYO）：间接用控制开关控制）：间接用控制开关控制 控制开关控制开关合闸接触器合闸接触器合闸母线合闸母线合闸线圈合闸线圈（3

58、 3）操动机构）操动机构电磁操动机构电磁操动机构液压操动机构液压操动机构特点：动作时间很短，操动机构的合闸线圈和跳闸线特点：动作时间很短，操动机构的合闸线圈和跳闸线圈都是按照短时通过控制电流而设计的。圈都是按照短时通过控制电流而设计的。二、断路器的控制回路二、断路器的控制回路左侧左侧1 1、2 2、3 3分别表示操作手分别表示操作手柄在预备跳闸、跳闸和跳闸后柄在预备跳闸、跳闸和跳闸后位置位置右侧右侧1 1、2 2、3 3分别表示操作手分别表示操作手柄在预备合闸、合闸和合闸后柄在预备合闸、合闸和合闸后位置位置KLB：防跳闭锁继电器：防跳闭锁继电器KM1：自动重合闸出口中间继：自动重合闸出口中间继

59、电器的常开触点电器的常开触点 KM0：继电保护出口中间继电：继电保护出口中间继电器的常开触点器的常开触点 KO：合闸接触器线圈：合闸接触器线圈YO：合闸线圈：合闸线圈YR：跳闸线圈：跳闸线圈1.合闸过程合闸过程手动合闸手动合闸：手动合闸前，断路器：手动合闸前，断路器QF处于跳闸状态，处于跳闸状态，控制开关手柄处于控制开关手柄处于“跳闸后跳闸后”位置，位置，SA10-11接通接通+WCSA10-11HLGR1QF1-2KO-WC（HLG亮）亮） 绿灯绿灯亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断亮既表明断路器正处于跳闸位置，也表明断路器的合闸回路是完好的。路器的合闸回路是完好的。“预备合闸预备合闸”

60、：触点：触点SA9-10与与SA13-14接通接通+WFSA9-10HLGR1QF1-2KO-WC（HLG闪光）闪光） 绿灯绿灯闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行闪光表明该断路器准备合闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。人员核对操作的对象是否正确。 “合闸合闸”（不松手）：（不松手）：SA5-8、SA17-19和和SA16-13接通接通+WCSA5-8 KLB2 QF1-2KO- WC（QF合闸）合闸）+WCSA16-13HLRR2KLB（I）QF3-4YR-WC （红灯亮）（红灯亮） 红灯红灯亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明亮既表明断路器正处于合闸位置，也表明断路器的跳闸回路是完