第一讲 继保基础知识.

1、第一讲第一讲 电气二次回路及继电保电气二次回路及继电保护概述护概述一、一、电气一、二次回路作用及内容电气一、二次回路作用及内容 发电厂电气设备分为一次设备和二次设备。发电厂电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备（主设备）：一次设备（主设备）：是构成电力系统主体，是是构成电力系统主体，是直接生产、输送、分配电能的电气设备；包括发电机、直接生产、输送、分配电能的电气设备；包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。缆和输电线路等。二次设备：二次设备：对一次设备进行监测、控制、调节和保护对一次设备进行监测、控制、调节和保护

2、的电气设备；包括测量仪表、控制及信号器具、继电的电气设备；包括测量仪表、控制及信号器具、继电保护和自动装置等。保护和自动装置等。一次回路：一次回路：一次设备及其相互连接的回路（主回路）。一次设备及其相互连接的回路（主回路）。二次回路：二次回路：二次设备及其相互连接的回路。二次设备及其相互连接的回路。二、电气二次回路监测和控制的发展（监控技术发展）二、电气二次回路监测和控制的发展（监控技术发展）1、就地分散控制、就地分散控制 在被控对象所在地，运行人员就地对被控对象进行监视和控在被控对象所在地，运行人员就地对被控对象进行监视和控制。制。简单、不便于协调；用于小型发电厂或大、中型发电厂简单、不便于

3、协调；用于小型发电厂或大、中型发电厂的的6-10KV屋内配电装置。屋内配电装置。2、电气集中控制、电气集中控制 在主控制室或网络控制室，运行人员对全厂主要电气设备集在主控制室或网络控制室，运行人员对全厂主要电气设备集中进行监视和控制。包括发电机、主变压器、高压母线设备、高中进行监视和控制。包括发电机、主变压器、高压母线设备、高压厂用工作变压器与备用变压器和压厂用工作变压器与备用变压器和35KV及以上输电线路进行监及以上输电线路进行监视和控制。视和控制。一般用于单机容量为一般用于单机容量为100MW及以下的发电厂和及以下的发电厂和35KV及以上的变电站。及以上的变电站。3、单元控制、单元控制 在

4、单元控制室，运行人员对本单元的机、炉、电主要设备进在单元控制室，运行人员对本单元的机、炉、电主要设备进行监视和控制。行监视和控制。一般用于单机容量为一般用于单机容量为200MW及以上发电及以上发电厂。厂。目前广泛采用。目前广泛采用。4、综合控制、综合控制 以电子计算机为核心，同时实现全厂的监视、控制、测量、以电子计算机为核心，同时实现全厂的监视、控制、测量、调节、保护、分析判断和计划决策等功能。调节、保护、分析判断和计划决策等功能。电厂综合自动化电厂综合自动化。 三、继电保护作用和任务三、继电保护作用和任务 1、继电保护的含义、继电保护的含义 对电力系统运行中可能出现的故障及异常运行状态进行分

5、析、对电力系统运行中可能出现的故障及异常运行状态进行分析、研究直至排除的一个总的学术范畴。研究直至排除的一个总的学术范畴。2、电力系统故障、异常运行状态、事故、电力系统故障、异常运行状态、事故（1）故障）故障：主要是各种形式的短路，即相与相之间的非正常短接。主要是各种形式的短路，即相与相之间的非正常短接。其最明显特征是电流大大增加，电压大大下降。其最明显特征是电流大大增加，电压大大下降。常见的故障类型有：三相短路（常见的故障类型有：三相短路（35%，最危险）、两相短路，最危险）、两相短路（2025%）、单相接地短路（）、单相接地短路（6570%，最常见）、两相接地短路，最常见）、两相接地短路（

6、1015%）、匝间短路（绕组）。）、匝间短路（绕组）。（2）异常运行状态）异常运行状态：偏离正常额定值运行的状态。影响运行质量、偏离正常额定值运行的状态。影响运行质量、设备使用寿命。设备使用寿命。过负荷、过电压、低频率运行等。过负荷、过电压、低频率运行等。（3）事故）事故：故障、异常运行状态不及时处理均可发展成为事故。即故障、异常运行状态不及时处理均可发展成为事故。即系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电、电系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电、电能质量降低到不允许的程度，人身伤亡及电气设备损坏等。能质量降低到不允许的程度，人身伤亡及电气设备损坏等。3、继电保

7、护任务、继电保护任务 是一种反事故的措施。是一种反事故的措施。（1）故障时，跳闸；（）故障时，跳闸；（2）异状时，发信号。）异状时，发信号。四、继电保护的基本原理及组成四、继电保护的基本原理及组成1、基本原理、基本原理 利用故障时电气量的变化与正常时不同来构成保护，以区分正利用故障时电气量的变化与正常时不同来构成保护，以区分正常或故障状态。常或故障状态。2、基本组成、基本组成 主要由三大部分组成。主要由三大部分组成。（1 1） 测量元件测量元件：测量输入信号，并与已给定的整定值进行比较，测量输入信号，并与已给定的整定值进行比较，从而判断保护是否应该启动。从而判断保护是否应该启动。（2 2） 逻

8、辑元件逻辑元件：根据测量部分输出量的大小、性质等，确定保根据测量部分输出量的大小、性质等，确定保护是否动作或如何动作，即应跳闸或发信号，并将有关命令传给护是否动作或如何动作，即应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。执行元件。（3 3） 执行元件执行元件：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时跳闸；不正常运行时发信号；正发信号；正常运行时常运行时不动作。不动作。 五、对继电保护的基本要求五、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：对动作于跳闸的继电

9、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、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。1、选择性：选择性：哪里故障就跳哪里，离故障点最近处最先跳闸，有例哪里故障就跳哪里，离故障点最近处最先跳闸，有例外。外。2 2、速动性：、速动性：切除故障的时间越短越好，但要适可而止。切除故障的时间越短越好，但要适可而止。切除故障时间切除故障时间= =保护动作时间保护动作时间+ +断路器跳闸时间断路器跳闸时间3 3、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

10、点的位置与短路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。的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。 4 4、可靠性：、可靠性：该动作时，不拒动；不该动作时，他能可靠不动，不该动作时，不拒动；不该动作时，他能可靠不动，不误动。误动。 六、继电保护的几个基本概念六、继电保护的几个基本概念1、主保护、主保护 尽可能快速（符合要求）的切除被保护元尽可能快速（符合要求）的切除被保护元件内部故障的保护叫主保护。件内部故障的保护叫主保护。 2、后备保护、后备保护 当被保护元件主保护拒动、或断路器拒跳当被保护元件主保护拒动、或断路器拒跳时利用该保护切除相应断

11、路器的保护叫后备保时利用该保护切除相应断路器的保护叫后备保护。后备保护分近后备和远后备。护。后备保护分近后备和远后备。 近后备：一般作为主保护的后备。远后备近后备：一般作为主保护的后备。远后备一般作为相邻断路器的后备。一般作为相邻断路器的后备。3、辅助保护、辅助保护 为补充主保护某种性能的不足或加速切除某为补充主保护某种性能的不足或加速切除某部分故障而装设的简单保护部分故障而装设的简单保护 。 七、继电保护基本元件七、继电保护基本元件1、互感器：互感器：分为分为电流互感器（电流互感器（CTCT） 和和电压互感器（电压互感器（PTPT） 。（1）作用：）作用：将将（一次）大电流（电压）（一次）大

12、电流（电压）（二次）小电（二次）小电流（电压）；电气隔离。流（电压）；电气隔离。（2 2）接线：）接线：CTCT一次绕组与高压回路串联；二次绕组串联一次绕组与高压回路串联；二次绕组串联一系列电流表、电流线圈等二次负载。一系列电流表、电流线圈等二次负载。PTPT一次绕组与高压一次绕组与高压电路并联。二次绕组并联一系列电压表、电压线圈等二次电路并联。二次绕组并联一系列电压表、电压线圈等二次负载。负载。（3 3）特点：）特点：二次绕组均应接地。二次绕组均应接地。CTCT二次回路不允许开路二次回路不允许开路 ；PTPT二次绕组不允许短路。二次绕组不允许短路。（4 4）CTCT极性：极性：“减极性减极性

13、”原则：当从一次绕组原则：当从一次绕组“* *”标端标端通入交流电时，则在二次侧感应电流从通入交流电时，则在二次侧感应电流从“* *”标端流出。标端流出。 2、变换器变换器 （1）作用：）作用：1）变换电量：）变换电量：将互感器二次侧强电压（将互感器二次侧强电压（100V）、强电流）、强电流（5A）转换成弱电压，以适应弱电元件要求。）转换成弱电压，以适应弱电元件要求。2）隔离电路：）隔离电路：实现交直流电路隔离，以防干扰。实现交直流电路隔离，以防干扰。3）调节定值：）调节定值：通过改变变换器一、二次线圈抽头从而改通过改变变换器一、二次线圈抽头从而改变测量继电器定值或扩大定值范围。变测量继电器定

14、值或扩大定值范围。（2）种类：）种类：分为三种。分为三种。1）电压变换器（电压变换器（YBYB） ：将将PT二次侧电压进一步变换为更二次侧电压进一步变换为更小的电压。小的电压。2）电流变换器（电流变换器（LBLB） ：将将CT二次侧电流进一步变换为更二次侧电流进一步变换为更小的电压。小的电压。3）电抗变换器（电抗变换器（DKBDKB） ：将将CT二次侧电流进一步变换为二次侧电流进一步变换为更小的电压且可实现移相更小的电压且可实现移相。3、继电器、继电器 继电器是一种能自动动作的电器，只要加入某种物理量或者加入继电器是一种能自动动作的电器，只要加入某种物理量或者加入的物理量达到一定数值时，就会自

15、动动作，输出电信号，反之，则自的物理量达到一定数值时，就会自动动作，输出电信号，反之，则自动返回。动返回。 所有继电器都具有继电特性，即所有继电器都具有继电特性，即永远处于动作或返回状态，无中永远处于动作或返回状态，无中间状态；间状态；动作值不等于返回值，使接点无抖动。动作值不等于返回值，使接点无抖动。 继电器按功能常分为两类：测量继电器（交流）和辅助继电器继电器按功能常分为两类：测量继电器（交流）和辅助继电器（直流）。（直流）。测量继电器包括：电流、电压、功率、阻抗继电器等。测量继电器包括：电流、电压、功率、阻抗继电器等。辅助继电器包括：中间、时间、信号继电器等。辅助继电器包括：中间、时间、

16、信号继电器等。1）测量继电器）测量继电器（1）电磁型电流继电器电磁型电流继电器（2 2）电磁型电压继电器电磁型电压继电器与电磁型电流继电器不同的是线圈所用导线细且匝数多与电磁型电流继电器不同的是线圈所用导线细且匝数多，流入继电器中的电流正比与加于继电器线圈上的电压，流入继电器中的电流正比与加于继电器线圈上的电压。 电压继电器分为过电压继电器和低电压继电器电压继电器分为过电压继电器和低电压继电器 过电压继电器工作原理与电流继电器相同。过电压继电器工作原理与电流继电器相同。当输入电压高于设定值时，电磁力矩克服弹簧力当输入电压高于设定值时，电磁力矩克服弹簧力矩及摩擦力矩，继电器动作，动合触点闭合。矩

17、及摩擦力矩，继电器动作，动合触点闭合。 低电压继电器的工作特点是低电压继电器的工作特点是“动作动作”、“返返回回”时衔铁运动方向与电流继电器相反。时衔铁运动方向与电流继电器相反。2）辅助继电器）辅助继电器 在机电型继电保护中，为完成逻辑功能的辅助继电器有时间继电在机电型继电保护中，为完成逻辑功能的辅助继电器有时间继电器、中间继电器和信号继电器。器、中间继电器和信号继电器。（1 1）时间继电器）时间继电器 时间继电器的作用是以建立保护装置动作时限。它由螺管线圈式时间继电器的作用是以建立保护装置动作时限。它由螺管线圈式电磁型构件和一钟表机构所组成。电磁型构件和一钟表机构所组成。如左图。如左图。时间

18、继电器的使用如时间继电器的使用如右右图所示，当电流继电器动作时其触点闭合，接通时间继电器线圈正图所示，当电流继电器动作时其触点闭合，接通时间继电器线圈正电源，时间继电器得电，经一定延时后电源，时间继电器得电，经一定延时后KTKT触点闭合。触点闭合。 （2 2）中间继电器）中间继电器中间继电器具有以下特点：中间继电器具有以下特点： 接点容量大，可直接接跳、合闸回路。接点容量大，可直接接跳、合闸回路。接点数目多，可同时接通多个回路。接点数目多，可同时接通多个回路。本身带有一定延时，本身带有一定延时，当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（作时间（60ms）防止避雷器放电时保护误动。）防止避雷器放电时保护误动。如如下下图所示，当中间继电器用于跳闸回路时，又可称为