【电工资料】第4章 供配电二次回路和继电保护.pdf

供配电技术-供配电二次回路和继电保护0、笫4专供配电二次电路和键电保护供配电系统的二次回路是实现供配电系统安全、经济、稳定运行的重要保障。随着变配电所的自动化水平的提高,二次回路将起到越来越大的作用。供配电系统中的二次回 路是以二次回路接线图形式绘制出来的，它为现场技术工 作人员对电气设备的安装、调试、检修、试验、查线等提 供重要的技术资料。继电保护是用来提高供配电系统运行可靠性行之有效的 反事故自动装置。继电保护与其他自动装置配合工作时，还可提高供配电系统运行的稳定性，所以，继电保护是电 力系统自动化的重要内容之一。字广 一 笫4专供配电二次电路和键电保护一 学习0株通过本章学习，我们期望达到以下目标：3解 二次回路直流操作电源和交流操作电源的类型和作用 对断路器控制的基本要求及断路器控制回路的运作过程 采用手动操作的断路器控制和信号回路和电磁操作机构 的断路器控制和信号回路中央信号装置及中央预告信号装置及电测量仪表与绝缘监视装置供配电系统中继电保护装置的任务和要求麴骞继电保护的组成，基本工作原理掌握二次回路接线图的类型及其特点带时限的过电流保护和速断过电流保护第4专供配电二次电路和碰亳住班4.1信a喳38的二次蜀路第4专供配电二次电路和键电保护对一次设备的工作进行监测和控制保护，以保证电站安 全、经济的运行的辅助设备称为二次设备。二次设备经导线或控制电缆以一定的方式相互连接所构 成的电路称作二次回路。4.1.1二次回路的操作电源操作电源主要供电给控制、保护、信号、自动装置回 路以及操动机械和调节机械的传动机构；供事故照明、直流油泵及交流不停电电源用电，以保证事故保安负荷 的工作。操作电源分交流电源和直流电源，目前发电厂和变电 所一般采用直流操作电源。第4奉供配电二次电路彳D键电保护4.1.1二次回路的操作电源直流操作电源有蓄电池组供电的独立直流电源和硅整流 直流电源，主要用于大、中型变配电所；然后将浮充电设备和蓄电池并联工作，浮充电设备既给 直流母线上的经常性负荷供电，又以不大的电流（约等 于0.3X安培，为蓄电池额定容量）向蓄电池浮充电，用 来补偿蓄电池由于自放电而损失的能量，使蓄电池经常 处于满充电状态，延长了蓄电池的寿命。第4专篌貂电石虎的路亚健4信物硅整流直流操作电源平时硅整流电源将厂用交流 电变为直流电供给操作、保护 及信号回路，并向电容器组充 电。当电力系统发生故障时若 引起厂用电源电压下降，则整 流直流电压也相应下降，但充 足电的电容器组可对继电保护 装置和断路器跳闸线圈放电，使断路器可靠跳闸，从而保证 电站运行的安全。采用硅整流 电容储能装置后，一般应有两 个独立电源供电，一个接硅整 流装置，一个备用。第4多篌幽蠹陕电路蒯健电信皑4.1.1二次回路的操作电源交流操作电源有利于简化二次接线，节约投资，减少运行维 护工作，易于实现自动化和远动化。交流电源通常由主变压器 供电，适用于小型变配电所。所用变一般都修爸电源的篁要求有可靠的膈I:证供电给操作电源而且应考虑在 没生故障时，仍能实现对电源进线全I 1 断路器的操作和事故照明的用电，这时一般设有两台互为备用的所用主变9第44篌幽电蠹漫电路蒯健4修修交流操作电源供电的继电保护装置图示交流操作电源YR(KA)的直动式保护，是利 用断路器手动操作机 构内的过流脱扣器（跳闸线圈）YR直接这种操作方式简单经 济，但保护灵敏度低,工程实际应用较少。储幽愈叁跟电路初舞4信骐交流操作电源供用的维电保护装置图示去分流跳闸式继 电保护装置：正常运行 时，电流继电器KA的常 闭触点将YR短路分流，YR中无电流通过，断路 器QF不会跳闸；一次系统发生故障时，电流继电器KA动作，常 闭触点断开，使电流互感 器的二次电流全部通过 YR,使断路器QF跳闸。这种继电保护装置操作简单、灵敏可靠、触点容量大，但 不能构成完善和复杂的保护，只应用于小型变电所。4.1.2电测量仪表和名监视装霁A对电力装置回路的电力运行参数作经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪F 一 J表统称为电测量仪表。工厂供配电二次回路中装设电气测量 仪表，可满足电气设备安全运行的需要，监视变配电所电气 设备的运行状况、电压质量等。第4堂 信爵电冷糜电路蒯健力信骐1.测量仪表的配置供配电系统的每一条电源进线上，必须装设计费用的有功 电度表和无功电度表及反映电流大小的电流表。通常采用标 准计量柜，计量柜内有计量专用电流、电压互感器。、220八同期表桃开22旁第4堂供第4工作电路蒯罐4微攀 L测量仪表的配置在变配电所的每一段母线上（310kV），必须装设电 压表4只，其中一只测量线电压，其它三只测量相电压。35/610kV变压器应 在高压侧或低压侧装设电 流表、有功功率表、无功 功率表、有功电度表和无 功电度表各一只，6-10/0.4kV的配电变压器，应 在高压侧或低压侧装设一 只电流表和一只有功电度 表，如为单独经济核算的 单位变压器还应装设一只 无功电度表。1.测量仪表的配置有功电度表电压表I电流表310kV配电线路应装设电流表，有功电度表，无功电度表各一只，如不是单独经济核算单位时，无功电度表可不装设。当线路负荷大于5000kVA及以上时，应装设一只有功功率表。第4奉僧龌4昌泰电路初罐4微静1.测量仪表的配:低压动力线路上应装一只电流表。照明和动力混合供电 的线路上照明负荷占总负荷1520%以上时，应在每相上装 一只电流表。如需电能计量，一般应装设一只三相四线有功 电度表。并联电容器总回路上，每相应装设一只电流表，并应装 设一只无功电度表。表4-1翳用仪表准确度的1配置测量要求互感器准确度电度表准确度配置说明02级0.5级有功电度表0.5级专用电能计量仪月平均电量在106kWh及以上表计费计量05级1.0级有功电度表1.0级专用电能计量仪 表2.0级无功电度表月平均电量在106k Wh以下；315kVA以上变压器高压侧计 量计费计量 及 一般计量10级2.0级有功电度表30级无功电度表315kVA以下变压器低压侧计 量点；75kW及以上电动机电能计量出企业内部技术经济考核（不计 费）一船涮景10级15级和0.5级测量仪表-730级2.5级测量仪表非重要回路二31卜E z 1 A _2直流名色统监察装置直流绝缘监察装置用于小接地电流的电力系统中，可及 时发现单相接地故障，以免单相接地故障发展为两相接地 短路，造成停电事故。正常状态下，直流母线正极和 负极的对地绝缘良好，电阻K+和 R相等，继电器KE线圈中只有微 小的不平衡电流通过，继电器不 动作。当某一极的对地绝缘电阻（R+、R-）下降时，电桥失去平衡，流过继电器KE线圈中的电流增大。当绝缘电阻下降到一定值时，流过继电器KE线圈中的电流增大，继电器KE动作，其常开触点闭合，发出预告信号。第4李信爵4彳次电路初罐4微学2、直流绝除监察装A：J：母线电压表转换开关SL有三个位置:ll,H;-OIRyE对地”位-h=L2MIIE电位鬻及电网绝摩瞌视转换开美俏“堆电善 及电底表1)理域电压表 我投开关r彼出及母线电jk大 WST2WFS-IWFS.伤9小母线 光字牌“旅母歧接购第4奉信爵4昌冼国跪&罐4微静2.直流绝缘监察装绝缘监视转换开关1SL也有三个位置：鼻s q i i 之及上AI Fl；IR1SL测量位置23Rr流出吱 爆断制I田|引电位鬻及电附绝摩监视w换开美_ST0*e-外”堆电答 及HUK表母坟电压表 转换开关母线电JK表信9小母坟 光字牌（流母域接均今 A第4专倡爵二次电路&健4微静H 1L3中央信号装置供配电系统中，保护装置或监测装置动作后都要通过信号 系统发出相应的信号提示运行人员。这个信号系统称为中央 信号系统。中央信号有以下几种类型：摹故信号断路器发生事故跳闸时，启动蜂鸣器（或电笛）发出声响，同时断路器的位置指示灯发出闪光，事故类型光 字牌亮，指示故障的位置和类型。预告信号当电气设备出现不正常运行状态时,启动警铃发出声响信号，同时标有故障性质的光字牌点亮，指示不正 常运行状态的类型，如变压器过负荷、控制回路断线等。今 A第44爵昌冼密路初镰4修静位置佶号位置信号包括断路器位置（如灯光指示或操动 机构分合闸位置指示器）和隔离开关位置信号等。指挥信号和联系信号 用于主控制室向其它控制室发出操作命令和控制室之间的联系。1.对中央信号回路的要求中央事故信号装置应保证在任一断路器事故跳闸后，立 即发出音响信号和灯光信号；中央预告信号装置应保证在任一电路发生故障时，能按 要求（瞬时或延时）发出音响信号和灯光信号；中央事故音响信号与预告音响信号应有区别。一般事故 音响信号电笛或蜂鸣器，预告音响信号用电铃；今 A第4奉僧晶二次电路&健4像静1.对中央信号回路的要求中央信号装置在发出音响信号后，应能手动或自动复归（解除）音响，而灯光信号及其它指示信号应保持到消除 故障为止。接线应简单、可靠，应能监视信号回路的完好性。应能对事故信号、预告信号及其光字牌是否完好进行试 验。中央信号一般采用重复动作的信号装置，变配电所主接 线比较简单时可采用不重复动作的中央信号装置。2.中央事故信号回路中央事故信号按操作电源分为交流和直流两类。按复归方 法，可分为就地复归和中央复归两种。按其能否重复动作分 为不重复动作和重复动作两种。集中复归、不能重复动作的信号回路若某断路器(1QF)因事故跳闸，事故信号回路起动，蜂 鸣器HB发出声响。按2sB复归按钮解除音响。若此时2QF又 发生了事故跳闸，蜂鸣器将不会发出声响，这就叫做“不能 重复动作”o能在控制室手动复归称中央复归。1SB为试验 按钮，用于检查事故音响是否完好。第4章偿静4W次电路&做4微静中央复归重复动作的事故信号回路“重复动作”是利用控制开关与断路器辅助触点之间的不小母线 爆断费型 故 信 号 装 置事故齐啊 侑号起动 问 路试蛤技住冲击 雄电笈碎勺解除同路事故点啊 川除时陷 堆电器靖斯器监 现用电器对应回路中的附加电阻和信号冲击继电器来实现的。第4章偿静4W冼电路做43.中央预告事故信号回路中央预告信号是指在供电系统中出现不正常工作状态时发 出的音响信号。中央预告信号装置有直流和交流两种，也有 不重复动作和重复动作的两种。ws WFS-ws中央复归不重复动作 T T HA T预告信号回路 I ft系统发生不正常工作状态时,不正常工作状态未消除之 前KS、HL、KM线圈一直是 接通的，当另一设备发生不 正常工作状态时，“不能重 复”发出音响信号，只有相 应的光字牌亮。左映系统时 正常状态的 继电器常开L2光字牌亮触点第4章偿静W次电路做4重复动作的中央复归式预告信号回路预告信号音响部分的重复动作也是靠突然并入启动回路一电阻，使流过冲击继电器的电流发生突变来实现。启动回路的电阻是用光字牌中的灯泡。M4#借静4w冼电路做4像静4.1.4高压断路器控制及信号回路断路器的控制方式，可分为远端控制和现场控制。远端控制就是操作人员在变电所主控制室或单元控制室内通 过控制屏上的控制开关对几十至几百米以外的断路器进 行跳、合闸控制。现场控制是在断路器附近对断路器进 行跳、合闸控制。为了实现对断路器的控制，必须有发 出分、合闸命令的控制机构，如控制开关或控制按钮等;执行操作命令的断路器的操动机构；以及传送命令到执 行机构的中间传送机构，如继电器、接触器的触点等。由这几部分构成的电路，即为断路器控制回路。第4季僧髭4:次国路初做电1.高压断路器控制回路的要求能手动和自动合闸与跳闸。能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对 二次回路短路或过负荷进行保护。断路器操动机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或 跳闸电源。应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号。应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线。对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力 港否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。徐爵4 W次电路42.电磁操动机构的断路器控制回路控制开关控制开关是断路器控制回路的主要控制元件，由运行人员操作使断路器合、跳闸。变电所中常用的是LW2型系列自动复位控“跳闸后”和“合闸后”为固定位置，其它为操作时的过渡位置。有时用字母表示6种位置,“C”表示合闸中，“T”表示跳闸中,“P”表示“预备”，“D”表示“后”。第4章信静力二婕电路作做4微静控制回路手动合阐控1咱81小剑炊hxhAMA Mnr动c用动M用 灯九信”自动跳网noHR 2K*(CZZKTLYHcqcm CM九例70orxfiAR 灯九的”K113R/MM自动装置的继电器触点1K和2K的闭合分别实现合、跳闸 控制。红灯发出闪光，表明断路器自动合闸，同时表明跳 闸回路完好。绿灯发出闪光，表明断路器自动跳闸，又表 明合闸回路完好。)4 gM 4KTtnCM CM九例V-vI I TTKVL3出现多次“跳闸一合闸”现象，称为“跳跃”。rxfiAR 灯九的”A沁m 2RSH=h二嘲门功跳M川儿伤”6跳闸电流流过防跳继电器KTL的电流线圈，使其启动,KTL1常开触点闭合（自锁），KTL2常闭触点打开，其 KTL电压线圈也动作，自保持。防止了跳跃现象。第4奉 僧航电二决,路佃虢4镉都O断路器控制回 路应满足哪些 基本要求？直流回路一点 接地后还能继 续运行吗？两 点接地呢？何谓操作电源?操作电源分有 哪几类？其作用 有何不同？复式整流装置为什么可以保证在短路时仍能可靠供电?电气回路中为什么要装设绝缘监视装置？直流绝缘监视装置是如何发出音响光信号的?0 W*第4奉 僧航电二次,路佃傲4微静1、何谓操作电源？操作电源分有哪几类？其作用有何不同?答：操作电源主要是向二次回路提供所需的电源。操作电源分 有直流和交流两大类，其中直流操作电源按电源性质可分为由 蓄电池组供电的独立直流电源和交流整流电源，主要用于大、中型变配电所；交流操作电源包括由变配电所用主变压器供电 的交流电源和由仪用互感器供电的交流电源，通常用于小型变配电所。2、复式整流装置为什么可以保证在短路时仍能可靠供电？答：复式硅整流操作电源有两部分供电，一是由变压器或电压 互感器供电，二是由反应故障电流的电流互感器电流源供电。因此，当发生短路故障时，复式硅整流操作电源仍能可靠供电第4奉僧熟。二履电路加健4微静3、电气回路中为什么要装设绝缘监察装置？直流绝缘监察装 置是如何发出音响和灯光信号的？答：电气回路中为了能正确反映直流系统的任一极绝缘电阻下 降情况以及绝缘电阻的大小、能测量绝缘电阻下降的极性和有 助于绝缘电阻下降点的查找。要求装设绝缘监察装置。绝缘监 察装置中的监视转换开关有“信号”、“测量位置1”、“测 量位置2”三个位置。一般情况下，其手柄置于“信号”位置,接地信号继电器线圈在电桥的检流计位置上，当母线绝缘电 阻下降，造成电桥不平衡时，接地信号继电器动作，其常开触 点闭合，光字牌亮，同时发出音响信号。4、直流回路一点接地后还能继续运行吗？两点接地呢？答：在直流系统中，正、负母线对地是悬空的，当发生一点接 地时，并不会引起任何危害，直流回路仍能继续运行，但必须 及时消除一点接地情况。否则，当另一点接地而形成两点接地 情况时，就会引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动 士二口空号,-第4奉僧/电二婕,路加健4信静5、断路器控制回路应满足哪些基本要求？答：断路器控制回路应满足的基本要求如下：能手动和自动合闸与跳闸。能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二 次回路短路或过负荷进行保护。断路器操动机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在 合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸 电源。应有反应断路器手动和自动跳、合闸的位置信号。应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线。对于采用气压、液压和弹簧操动机构的断路器，应有压力是 否正常、弹簧是否拉紧到位的监视和闭锁回路。第4季偿爵电二履,路佃僦4微静I 4.2僧电信款由于电气设备内部绝缘的老化、损坏或雷击、外力破坏以及 工作人员的误操作等，可能使运行中的工厂供配电系统发生故 障和不正常运行情况。如果在供配电系统中装设一定数量和不 同类型的继电保护设备，可将故障部分迅速地从系统中切除，以保证供配电系统的安全运行。4.2.1继电保护的任务、要求及基本原理1.继电保护的任务当被保护线路或设备发生故障时，能自动迅速且有选择性地 将故障元件从供配电系统中切除，保证其他非故障线路迅速恢 复正常运行，并且避免故障元件继续遭到破坏。供配电系统出现不正常运行状态时，根据保护装置的性能和 运行维护条件，有的作用于信号，如变压器的继电保护、轻瓦 斯保护等；有的不正常状态经过一段时间不能自行消除时，作 飞用于开关跳闸，将电路切断，如断路器、自动空气开关保护等r L A第4季僧爵。二鹿，路加健4微静2.继电保护的要求选择性 共配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，使停电范围最小，保证系统中无故障部分仍速动性配电系统发生短路故障时，继电保护应能尽快动作 切除故障，以减小故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。可靠性 电保护在其所规定的保护范围内，发生故障或不正 常运行状态时动作准确，不拒动；发生任何保护不应该动作的 故障或不正常运行状态，不应误动作。如上图所示系统K点发 生短路，保护3不应该拒动作，保护1和保护2不应该误动作。年 A第4专 信豁电二次伽健4微静灵敏性 继电保护在其保护范围内，对发生故障或不正常运 行状态的反应能力。在继电保护的保护范围内，不论系统的运 行方式、短路的性质和短路的位置如何，保护都应正确动作。继电保护的灵敏性通常用灵敏度KS来衡量，灵敏度愈高，反应 故障的能力愈强。灵敏度可按下式计算_保护范围内的最小短路电流_小.5 _保护装置一次侧动作电流 7。,1不同作用的保护装置和被保护设备，所要求的灵敏度是不 同的，在继电保护和自动装置设计技术规程中都有规定。第4季偿爵奄二婕，路佃僦电信费3.继电保护的基本原理供配电系统中具有各种各样的保护装置，但基本上都是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。如下图所示。第4季信/奄二婕,路加键电信号4.2.2常见的继电保护及其接线方式1.电磁式保护继电器名称及符号电磁式电流鳏电器DL系列电磁式电流继电器 用于电机变压器及输电线的 过负荷和短路保护线路中作 为启动元件。10工作原理t当电磁铁线圈中有电流通过时，衔铁克服反作用力矩而处于 动作状态，当电流升高到整定值时，继电器动合触点闭合、动 断触点断开；当电流降低到0.8倍整定值时，继电器触点复归。继电器铭牌刻度值及额定值是指继电器线圈串联时的数值，转动刻度盘上指针可改变游丝的作用力矩，从而改变继电器的动作值；将线圈串联或并联，可改变继电器的整定值。10J圈2-电彘嚼鬻鬻臂f作用弹簧6 承7-静触点8-动触 9谬动电流调节转杆取标度 y 盘（铭牌）第4奉信爵。二婕，路犯僦镶电磁式继电器的内部接线图及电路图符号KA使过曳流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用 op.kA 表 使继电器返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流，用re.KA 表 继电器的返回电流与动作由流夕比称为板同系数&e，即:。,reKAA 二-re J1 opKA第4章信爵。二婕，路加僦4镶都电磁式电压维电器D J型电磁式电压继电器的结构和工作原理与DL型电磁式电流 继电器基本相同。不同之处仅是电压继电器的线圈匝数多，导 线细，且与电压互感器的二次绕组并联。电压继电器的文字符 号用KV表示。电磁式电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器两种。过 电压继电器返回系数小于1,通常为0.8,欠电压继电器返回系数大于1,通常为1.25。第4冷 信晶电二次,路加健电镉尊电磁式时间维电器飞纳奏f r i2时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需 要的延时，以满足选择性要 求。DS型电磁式时间继电器 的内部结构如右上图所示：由电磁系统、传动系统、钟 表机构、触头系统和时间调 整系统等组成。后转点 断的触 先合换(a)内部接线(b)图形符号I第4奉 信熟。二婕，路加健4信静电磁式信号继电器和中间继电器电磁式信号继电器信号继电器在继电保护装置 中用于发出指示信号，表示保 护动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号。文字符号：KS电磁式中间继电器中间继电器触头容量较大，触头数量较多，在继电保护装 置中用于弥补主继电器触头容 量或触头数量的不足。文字符号：KMIOM内勒接战第4奉 僧爵。程婕，路佃微电信费感应式电流继电器感应式电流互感器用于电动机、变 压器与输电线的过负荷短路及短路保 护中作为反时限元件。图示GL 20系列具有反时限及瞬时动作特性，结构为凸出式有板前和板后两种接线形 式。结构和工作原理：感应式电流继电器有两个系统：感应系统和电磁系统。反时限动作:从继电器感应系统动作到触头闭合的时间为继 电器的动作时限。继电器线圈中电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也越快，动作时限越短。这就是感应式电 流继电器的“反时限”特性。速断动作:继电器线圈中的电流增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁将衔铁瞬时吸下。第4奉 信爵。程婕，路加做电信静7GL系列感应式过电流继电器1一线圈2铁心3短路环4铝盘5钢片6框架7一调节弹簧8制动永久磁铁9扇形齿轮10一涡杆 11 一扁杆12一继电器触头13时间调节螺杆 14 一速断电流调节螺杆15衔铁16动作电流调节插销第4季信爵。程婕，路佃健电信静2.继电保护装置的接线方式线路发生短路时，线路中的电流会突然增大，电压会突然 降低。当流过被保护元件中的电流超过预先整定值时，断路 器就会跳闸或发出报警信号，由此构成线路的电流保护。电 流保护的接线方式指电流继电器与电流互感器的连接方式。三相三维电器接线三相三继电器接线下，当任何 形式的短路发生时，都有相应 的二次故障电流流入继电器，因此可以保护各种形式的相间 短路和单相接地短路故障。但 是这种接线方式所用设备较多,接线较复杂，因此主要用于大 接地电流系统中的保护。第4。偌触电压液，路但健电信静两相二维电器接线一 一 IKA 2KA两相一继电器接线(Q接线方式两相二继电器接线方式，能保护 各种相间短路，但不能保护某些 两相接地短路和未装电流互感器 的那一相单相接地短路故障。这 种接线方式所用设备较少、接线 方式较简单。多用于中性点不接 地或经消弧线圈接地的系统中。两相一继电器接线方式中，电流 互感器通常接在A相和C相，继电器 中流过的电流为两相电流的相量之 差，因此又称为两相电流差式接线。这种接线可反应各种相间短路，但 其接线系数随短路种类不同而不同,保护灵敏度也不同，主要用于高压 小容量电动机的保护。第4专 借豁二次路加僦力信静3.定时限过电流保护装置的接线和工作原理下图所示为定时限过电流保护装置的原理图和展开图。图(a)中，所有元件的组成部分都集中表示，称为原理图；图(b)中，所有元件的组成部分按所属回路分开表示，称 为展开图。展开图简明清晰，广泛应用于二次回路图。第4专 借触电压次，路但舞电镶款当一次线路发生短路时，通过线路的短路电流使流经继电器 的电流大于继电器的动作电流，电流继电器KA瞬时动作，其常 开触点闭合，时间继电器KT线圈得电，其触点经一定延时后闭 合，使中间继电器KM和信号继电器KS动作。KM的常开触点 闭合，接通断路器跳闸线圈YR回路，断路器QF跳闸，切除短 路故障线路。KS动作，其指示牌掉下，同时其常开触点闭合，起动信号回路，发出灯光和音响信号。今 A第偿触电压次，路但舞电镶款4.反时限过电流保护装置的接线和工作原理反时限过电流保护装置由GL型感应式电流继电器组成，其 接线如上图所示。电流继电器的动作时限与短路电流大小有 关，短路电流愈大，动作时限愈短。反时限过电流保护采用交流操作的“去分流跳闸”原理。正常运行时，跳闸线圈被继电器的常闭触点短路，电流互感器二次侧电流经继电器线圈及常闭触点构成回路，保护不动 作。当线路发生短路时，继电器常闭触点打开，电流互感器 二次侧电流流经跳闸线圈，断路器QF跳闸切除故障线路。1QF 1TA保护1动作时间保护2动作时间2QF 2TA(a)电路图第4专 借爵电压次，路但舞电微款5.过电流保护的动作电流整定及保护灵敏度校验当线路2WL的首端k发生短 路时，由于短路电流远远大于正常最大负荷电流，所以(b)时限整定说明沿线路的过电流保护装置 KAI、KA2都要启动。在正 确动作情况下，应该是靠近 故障点k的保护装置KA2首先 断开2QF,切除故障线路 WL2o保护装置的返回电流也必须躲过线路的最大负荷电流,即过电流保护装置的动作时限，应从距离电源最远的保护 装置开始，按阶梯原则整定。第4专 信航电二次,路初键。镶款阶梯原则说明当k点发生短路时，根据选择性要求，应该距k点最近的 保护装置I动作，因此保护装置I的动作时限应最小；保护装置II的动作时限应比装置I的动作时限增加At,即:G二o，2=，i+A/t3=t2+t 考虑到断路器动作时间和灭弧时间，Af取0507秒。第4专 偿触电压次，路但舞电微静动作电流整定过电流保护的动作电流整定，必须满足下面两个条件。为避免在最大负荷通过时保护装置误动作，过电流保护的动作电流整定应该躲过线路的最大负荷电流（包括正常过负荷电流和尖峰电流）/lmaxo为保证保护装置在外部故障切除后，能可靠地返回到原 始位置，防止发生误动作，保护装置的返回电流人也应该 躲过线路的最大负荷电流4max。线路的最大负荷电流max应根据线路实际的过负荷情况来定，特别是尖峰电流，包括电动机的自起动电流。设电流互感器的变比为用,保护装置的接线系数为Kw，保护装置的返回系数为Ke则过电流保护整定动作电流整定公式为:_ Kel Kv jop 0，0-1 Imax AreAi第4专 借触电压次，路加健。微款I=k.Kwop 叱 Imax re i式中：Ke保护装置的可靠系数，对DL型继电器可取1.2；对GL型继电器可取1.3。长卬一保护装置的接线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器接线为1;对两相一继电器 接线或两相电流差式接线均为V3o4max一含尖峰电流的线路最大负荷电流，可取1.53倍的金，金为线路计算电流。如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器作过电 流保护，则脱扣器动作电流应按右式整定:二KKw 式中：Ke保护装置的可靠系数，可取 叩二K lmaX 225 这里已考虑了脱扣器 的返回系数。)1.25 由此可见，保护整定满足灵敏度要求。定时限和反时限的比较定时限过电流保护的优点：动作时间较为准确，容易整定，误差小。缺点：所用继电器数目较多，因此接线复杂，继电器触点 容量较小，需要直流操作电源，投资较大，另外靠近电源 处保护动作时间太长。反时限过电流保护的优点：继电器的数量大大减少，其接线简单，只用一套GL系列继电器就可实现不带时限的电流速断保护和带时限的过 电流保护。由于GL继电器触点容量大，因此可直接接通断 路器的跳闸线圈，而且适用于交流操作。缺点：动作时间的整定和配合比较麻烦，而且误差较大，尤其是瞬动部分，难以进行配合；而且当短路电流较小时,其动作时间可能会很长，延长了故障持续的时间。第4专 信a器次,路初微电微静6.速断保护的组成和原理为了克服过电流保护的缺点，在线路中应增加电流速断保护。电流速断保护是一种瞬时动作的过电流保护，其动 作时限仅仅为继电器本身固有的动作时间，它的选择性不是依靠时限，而是依靠选择适当的动作电流来解决。TAI第4专 徐触电器次，路作借电微款TAI上图中定时限过电流保护和电流速断保护共用一套电流互感 器和中间继电器，电流速断保护还单独使用电流继电器3KA和 4KA,信号继电器2KS。当线路发生短路，流经继电器的电流大于电流速断的动作电 流时，电流继电器动作，其常开触点闭合，接通信号继电器2Ks 和中间继电器KM回路，KM动作使断路器跳闸，2Ks动作表示 电流速断保护动作，并起动信号回路发出灯光和音响信号。第信能电压次,路初健电微静由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流10pi/Kmax，从而，速断 保护继电器的动作电流整定值为：t _ Kel Kv T1 op.kA 一“kmax“i式中，/Kmax为线路末端最大三相短路电流；4嵋为可靠系 数，DL型继电器取1.3,GL型继电器取1.5；号为接线系数；及为电流互感器变比。由上式可求得的动作电流整定计算值，整定继电器的动作 电流。对GL型电流继电器，还要整定速断动作电流倍数，即OP.KA(qb)op.kA(oc)式中，/0PKA(qb)为电流速断保护继电器动 作电流整定值；/oPKA()为过电流保护继电器 动作电流整定值。第4专 信a器次,路初健电微静为了弥补速断存在死区的缺陷,人显然，电流速断保护的动作电流大于线路末端的最大三相短路电流，所以电 流速断保护不能保护线路 全长，只能保护线路的一 部分，线路不能被保护的 部分称为保护死区，线路 能被保护的部分称为保护 区。般规定，凡装设电流速断保护的线路，都必须装设带时限的过电流保护。而且，过电流保护的动作时间比电流速断保护至少长一个时间级差 AU0.50.7s,前后级过电流保护的动作时间符合前面所说的“阶梯原则”，以保证选择性。第44信航电器次电路初健电电流速断保护的灵敏度，按规定其保护装置安装处的最小短 路电流可作为校验值，即电流速断保护的灵敏度必须满足条件:Spk 八2)KJkMqb1.5-2式中人一线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流。YK图中，IkA、2kA为定时 限过电流保护继电器，3kA、4kA为电流速断保 护继电器。在速断保护的 范围内发生短路时，由速 断保护继电器动作，瞬时 跳闸；在线路末端发生短 路时，则由过电流保护继 电器动作。第4专 信a器次,路初健电微款4.2.3 费修萨维同1.高频保护的基本原理 将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成的高频电流通道，将此信号送至对端,比较两端电流相位或功率方向来确定保护是否应该跳闸。从 原理上看，高频保护和纵差保护的工作原理相似，它不反应 保护范围以外的故障，同时在定值及动作时限选择上无需和 下一条线路相配合，能瞬时切除被保护线路内任何一点各种类型的故障。因而能快速动作，保证线路全长。目前，广泛采用的高频保护按其工作原理的不同分有高频 闭锁方向保护和相差动高频保护两大类。由于高频闭锁方向 保护不能做相邻线路保护的后备，故在距离保护上加上收发 信机、高频通道设备组成了高频距离保护，即高频闭锁距离 7保护。1 n第4章信触电器次,路初艇电高频闭锁方向保护的基本原理高频信号 高频信号通过高频通道传送两侧的功率方向，在每侧借助于高频信号 判别故障是处于保护范围之内还是之外。一般规定：从母线 流向线路的功率方向为正方向，从线路流向母线的功率方向 为负方向。比较被保护线路两端的短路功率方向，既传送来 的高频信号代表对侧的功率方向信号，当线路两端的功率方 向都是由母线指向线路时，称为方向相同，保护装置动作，当线路外部发生故障时，一侧的功率方向指向母线，说明故7隐，该侧保护启动收发信机，发出闭锁信号。/）空告二 A第4专 信器次,路初健电微静相差动高频保护的基本原理利用高频信号将电流的相位传送到对侧，比较被保护线路 两侧的电流相位，根据比较的结果使速断动作或不动作。第4专 信8&电压次，路初健电微款2.高频保护的结构上图中，1阻波器；2结合电容器；3连接滤波器;4电缆；5高频收发信机；6刀闸第44 信能电压次,路初健电微款3.高频通道的工作方式和高频信号的作用高频电流与高频信号高频保护按通道工作方式可分为正常有高频电流通过时的 长期发信方式和正常无高频电流通过时的故障再启动发信方 式。a.对于长期发信的高频保护，线路在正常运行时一直有高频 电流，但这连续的高频电流不给任何信号，即没有闭锁信号,又没有允许跳闸信号。当线路上发生故障后，由操作电源调 制了高频电流，以使高频电流出现了中断间隙信号。因此对 长期发信的高频保护来说，有高频电流，表示无信号，而无 高频电流却是表明有信号。b.对于故障时启动发信的高频保护，线路在正常运行时没有 高频电流，一旦发生故障，线路上才会有高频信号的概念是 统一的。第4专 信航。压次,路初健电微款传递高频信号的性质在故障时发讯方式下三种讯号与保护的逻辑关系示意图左图与为跳闸讯号，中图或为允许讯号，右图非为闭锁讯号长期发讯方式下三种讯号与保护的逻辑关系示意图左图与为跳闸讯号，中图或为允许讯号，右图非为闭锁讯号第4专 信融。二次，路初健电镶款4.高频保护的特点被保护线路两侧各装半套高频保护，通过高频信号的 传递和比较来实现保护。保护区只限于本线路，动作时限 不必与相邻元件保护相配合，全线切除故障都是瞬动的。高频保护不能反应被保护线路以外的故障，因此，不 能作下一段线路的后备保护，所以线路上还需要装设其他 保护作为本段及下一段线路的后备保护。选择性好，灵敏度高，广泛应用在110220kV及以上 超高压电网中作线路主保护。保护因有收发信机等部分，故比较复杂，价格也比较 昂贵。发生故障，线路上才会有高频信号的概念是统一的。第44 信航电压次,路初健电微款5.高频保护的运行高频保护的投退线路两端的厂站运行值班员，应在调度员的命令下同时执 行高频保护投入、退出运行操作，高频保护投入、退出运行 的操作应通过操作保护压板来执行。除特殊情况外一般不关 闭收发信机的电源。当高频通道衰耗超过规定范围时，规定 当收信电平较正常值降低6dB时，应将高频保护退出运行。要求收信电平较灵敏启动电平高9dB o高频通道的检测高频通道检测功能一般宜通过保护来实现，也可由收发信 机单独完成。a.高频保护应定期交换信号回路，以检查两侧保护和通道 情况。b.M查高频通道规定检测信号增益裕量为0.7L5dB。以 防信号衰减，使受端收信可靠。、c.对于闭锁式高频保护，通道检测的时间一般为15.2s。注、7 X：./L 一一第4专 信触电二次,路初健电微款运行监护a.运行人员应每天对收发信机及其回路进行巡视。b.检查装置的信号灯、表计指示正确、数码管或液晶显示内容正确。面板 上电源指示灯应亮。c.检查收发信机的电源电压、各电子管灯丝电流、晶体管发射极电流以及 发信机的输出功率是否正常，无告警等异常信号。d.回路无打火、接触不良、短路等明显异常。e.插件外观完整，没有振动、异常声音、发热、明显异味等异常现象。f.当天气异常时，如雷、雨、风、雪等天气，应加强对高频通道及高频收 发信机的巡视。g.高频保护因故退出运行时，每日高频通道的检测及巡视仍应照常进行。h.检查高频相差保护操作元件的操作电压是否符合要求。i.通过交换信号检查两侧保护的相互关系，对于方向高频和高频闭锁距离保 护，主要是通过交换信号检查远方启动对侧发信机是否可靠。对于相差高 频保护，则检查电流相位之间关系是否正确。利用负荷电流同时进行对试 时，由于负荷电流与外部故障情况相似，线路两侧相位为180。，相位比较 立动作。如果有一侧动作，则说明整定或操作元件存在问题。w r A/一第4专 信二次,路初健电微款异常情况处理a.当高频收发信机动作时，无论何种原因引起的，都要搞 清启动原因。对当时的系统情况及收发信机的信号等应进 行详细记录，确认记录无误后将信号复归。必要时向调度 汇报并申请退出高频保护。b.收发信机直流电源消失告警时，应立即向调度汇报并申 请退出该高频保护，检查电源开关及其回路是否正常。c.高频通道检测出现通道异常告警信号时，说明通道衰耗 已大于6dB,应立即向调度汇报并申请将高频保护退出，检 查收发信机及通道设备有无明显异常，若无法处理，应及 时通知继电保护人员。d.收发信机出现其他异常告警时，应根据装置的具体情况 进行处理。MM 信的电二次,路初噫修静供配电系统继电 保护的基本要求 有哪些？何谓选 择性动作？什么 是灵敏度？何谓保护装置的接线系数