110KV变电所二次系统的设计.docx

题 目 110KV变电所二次系统的设计电气与自动化工程电气工程及其自动化摘要在大定坊110KV变电所二次系统的设计论文中主要包括下面几个部分内容，110kv变电所主接线的设计、互感器相关知识、继电保护配置、自动重合闸的配置、中央信号回路、以及结合上述知识进行的大定坊110kv变电所的电气主接线设计和某条35kv线路的继电保护设计。在论文里，110kv变电所主接线的设计、互感器的相关知识都是一次部分的基本知识。继电保护配置、自动重合闸的配置和中央信号回路则是二次回路部分的基本内容，只有在这些内容的基础上才能进行大定坊110kv变电所的电气主接线设计和某条35kv线路的继电保护设计 。大定坊110KV变电所二次系统的设计论文的编排是很合理的，即先有基础再有应用。目录绪论1第一章. 大定坊110kv变电所电气主接线设计21、概述22、设计中主接线的基本形式23. 内桥接线与外桥接线的特点3第二章二次保护基本知识41、概述42、电压互感器4第三章 继电保护配置81. 继电保护装置的基本任务82.继电保护的基本原理83、对继电保护装置的基本要求84、各种继电器105三段式电流保护125.1 无时限电流速断保护125.2 限时速断电流保护155.3定时限过流保护186.三段式电流保护的构成原理207.电流保护的评价的应用218.电流保护的接线方式22第四章自动重合闸配置251. 瞬时性故障和永久性故障252.自动重合闸的产生253.对自动重合闸的基本要求254.自动重合闸类型265.选用重合闸方式的一般原则：266.自动重合闸主要部分介绍267.电容式的重合闸只能重合一次的原因：288.自动重合闸配置原则289.自动重合闸特点2810.自动重合闸后加速保护2811重合闸后加速原理接线图：30第五章中央信号回路311.中央信号系统的作用：312.中央信号系统的组成：313.中央信号系统类型：314.对中央信号回路的要求325.中央事故信号回路326、中央预告信号回路33第六章设计的图纸及介绍36(一).大定坊110kv变电所电气主接线图361. 电气主接线图362.对电气主接线的基本要求：363. 电网的接地保护374. 避雷器38(二).35kv1线路三段式电流保护二次回路381. 35kv1线路三段式电流保护接线图：392. 35kv1线路三段式电流保护动作过程393. 主保护及后备保护40(三).35kv1线路自动重合闸二次回路401.自动重合闸后加速回路接线图及工作原理402.动作过程423.自动重合闸线路设计介绍43(四).35kv1线路中央信号二次回路451.中央信号二次回路接线图及工作原理452.中央信号二次回路工作原理46第七章电力系统发展前景51致谢52参考文献52绪论电力系统部门是国民经济的重要部门之一，现代工业、农业等行业需要依靠电作为动力进行生产发展，在我们的日常生活中大量的使用家用电器，这些都离不开电，随着现代化程度的不断提高，尤其是社会信息化的的推动，各行各业的电气化的程度越来越高，各个部门对电力系统的依赖性都将提高，所以电能供应的质量将直接影响社会各个行业的发展以及人民生活的和谐与稳定，以此同时，一次次的电力系统事故也进一步表明：保证供电的稳定是电力系统的一项重要任务。在这次毕业设计里我学习研究的课题是大定坊110kv变电所二次系统的设计，主要的任务是设计大定坊110kv变电所电气主接线、设计某35kv线路继电保护二次回路以及该线路自动重合闸、中央信号二次回路，在这样的一个课题中充分体现了电力系统的安全可靠性因为在设计电气主接线设计过程中考虑了系统两侧的不同电压等级应采取不同的继电保护，考虑了主接线应采用110kv内桥结构，而且自动重合闸二次回路部分采用的是自动重合闸后加速，在中央信号二次回路设计中包含了事故及预告两个部分，在这样课题设计中将要求我很好的把电力工程及继电保护知识结合起来，在设计的过程中时刻注意线路的安全可靠性，以及发生事故及不正常状态后利用中央信号二次回路发出事故或预告信号。通过这样的设计使我对变电所的设计有了更好的理解，同时也加深了我对电力系统中安全性、可靠性的认识。随着科技的不断进步社会的不断发展，对电力系统提出了更新更高的要求，要求电力系统能够实现大容量远距离输电，能够更好的利用资源，开发新能源而且要注意对环境的保护，同时现在的电力系统有向大电网互联、跨国联网发展的趋势第一章. 大定坊110kv变电所电气主接线设计：1、概述：发电厂和变电所的电气主接线图是由各种电气设备的图形符号和连接线所组成的表示电能生产流程的电路图。从主接线图可以了解各种电气设备的规范、数量、连接方式和作用，以及各电力回路的相互关系和运行条件等，因而，它代表了电力系统的各个重要环节。主接线选择的正确与否，对电气设备选择，配电装置布置，运行的可靠性、灵活性和经济性等都有重大的影响。通常，发电厂和变电所的主接线应该满足下列的基本要求：（1）根据系统和用户的要求，保证必要的供电的可靠性和电能的质量。在运行中供电被迫中断的机会越少或事故后22影响的范围越小，则主接线的可靠性就越高；（2）主接线应具有一定的运行调度的灵活性，以适应电力系统及主要设备的各种运行情况的要求，此外还要便于检查；（3）主接线应简单明了、运行方便，使主要元件或切除时所需要的操作步骤最少；（4）在满足上述要求的条件下，力求做到投资和运行费用最少；（5）具有扩建的可能性2、设计中主接线的基本形式：（1）双母线接线方式和特点：相当于单母线的运行方式 正常运行时，工作母线带电，备用母线不带电，所有电源和出线回路连接到工作母线上（工作母线隔离开关在合上位置，备用母线隔离开关在断开位置），母联断路器亦断开，这是一种相当于单母线的运行方式。若工作母线发生故障，将导致全部回路停电，但可在短时间内将所有电源和负荷均转移到备用母线上，迅速恢复供电，体现了双母线接线的优点。 相当于单母线分段的运行方式 正常运行时，为了提高供电可靠性，也常采用另外一种运行方式，即工作母线和备用母线各自带一部分电源和负荷，母联断路器合上，这种运行方式相当单母线分段运行。若某一组母线故障，仅一半回路停电，由于担任分段的母联断路器跳开，接于故障母线的回路经过短时停电后也能迅速转移到完好母线上恢复供电。 双母线接线方式 双母线接线方式是针对单母线接线的缺点提出来的,其基本形式如下图所示,即除了工作母线W1之外还增设了一组备用母线W2.由于它有两组母线,可以做到相互备用.两组母线之间用母线联络断路器QF连接起来,每一个回路都通过一个断路器和两个隔离开关接到两组母线上,运行时接到工作母线上的隔离开关接通,接至备用母线上的隔离开关.当有了两组母线后,就可以通过切换两组母线隔离开关做到:i 轮流检修母线而不致使供电中断;ii 当修理任一回的母线隔离开关时只断开该回路;iii 工作母线故障时,可以将全部回路转移到备用母线上,从而使装置迅速恢复供电;iv 修理任何一个回路的断路器时,不致使该回路的供电长期中断;v 在个别回路需要单独进行实验时,可以将该回路分出来,并单独接至备用母线上.（2）双母线分段接线： 双母线分段接线的工作母线分为两段，如左图所示，这种接线可以看作是把单母线分段和双母线接线方式的结合，采用分段断路器QF将工作母线分段，而每段则分别用母线联络断路器与备用母线相联。这样，当任何一段母线故障或检修时仍可以保持双母线并联运行3. 内桥接线与外桥接线的特点：内桥接线的特点是两台断路器1QF和2QF接在线路上,因此线路的断开和投入是比较方便的,当线路发生故障时仅断开该线路的断路器,而另一回路线路和两台变压器仍可以继续工作,但是,当一台变压器故障时,将断开与变压器相联的两个断路器,使相关线路短路时退出工作.因此,这种接线一般适用于线路较长和变压器不要求经常切换的情况.外桥接线的特点则是与内桥接线相反,当变压器发生故障或运行中需要断开时,只需要断开断路器1QF和2QF,而不致影响线路的工作,可是,当线路发生故障时却要影响到变压器的运行.因而这种接线方式适用于线路较短且需要经常切换变压器的情况,一般在降压变压所应用较多,此外,当系统有穿越功率流经本厂时,也以采用外桥式接线较为适宜.桥形接线的优点是高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线或双母线接线，其缺点是可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。桥形接线多用于容量较小的发电厂或变电所中，或作为发电厂、变电所建设初期的一种过渡性接线。第二章二次保护基本知识发电厂或变电所的电气设备分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的设备，如发电机、变压器、断路器等。一次设备一般属于高电压、大电流的特性，运行人员直接对其进行测量、控制和调节既不安全，也不方便，为此，电力系统常常通过二次设备和由二次设备相互连接构成的二次系统实现对一次设备的测量、控制、监视和保护等功能。二次设备是指对一次设备的工作进行测量、控制、监视和保护，以及为运行人员提供运行工况及其他一些信息所需的低压电气设备，如测量仪表、继电保护及各种自动装置等。二次设备一般属于低压、小电流的设备。由二次设备按照一定的顺序通过导体相互连接起来，构成对一次设备进行测量、控制、监视和保护等功能的电气回路称为二次回路或二次接线。表明二次回路连接关系的图纸称为电气二次图。二次回路包括测量、监察回路，控制、信号回路，继电保护和自动装置回路，以及操作电源回路等1、概述为了了解电气设备在运行过程中的情况，需要测量各种电气参数，如电流、电压等；为了保证电力系统的安全、可靠运行，预防电气设备的的损坏和事故的扩大，需要设置一系列的保护装置，而许多保护装置也需要电气参数的输入。在电力系统中，一次回路的电气参数往往是高电压、大电流，直接测量既不安全，也不方便。互感器就是把一次回路的高电压、大电流变换为统一标准的二次低电压、小电流，以供给连接于互感器二次回路的测量仪表、继电保护和自动装置等的一种电气设备。互感器虽然归类于一次设备，但却连接在一、二次回路之间，在一、二次回路之间起着桥梁的作用 。互感器的作用有： 电量变换。互感器将一次回路的高电压、大电流变换为二次回路标准的低电压、小电流供给二次设备，从而使二次设备实现标准化、小型化；电气隔离。互感器是根据电磁感应的原理进行工作的，因此，其一、二次绕组间只有磁的联系而没有电的直接联系，从而实现了一、二次电气设备之间的电气隔离。此外，为了确保二次设备和在二次回路上工作的人员的安全，要求互感器二次侧均要设置安全接地，这样即使互感器一、二次间发生电气击穿，也能将一次回路的高电压、大电流引入大地，保证二次设备和在二次回路上工作的人员的安全。互感器分为电压互感器（TV、YH、PT）和电流互感器（TA、LH、CT）两种，电压互感器的二次额定电压为100V，电流互感器的二次额定电流为5A或1A。2、电压互感器电压互感器是一种将一次回路的高电压变换为二次回路标准的低电压（额定二次侧电压通常为100KV或V）的电气设备。对二次电压回路来说，电压互感器相当于一个输出电压正比于一次回路电压、内阻很小（相对于二次回路的负载来说）的电压源。电压互感器一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少（相对于一次绕组而言）2.1 电压互感器接线原则电压互感器一、二次侧均采用并联连接方式 电压互感器的一次绕组必须以并联连接方式接入一次主回路；电压互感器二次回路上连接的设备也必须采用并联连接的方式接入由其二次绕组供电的二次回路。电压互感器一、二次侧必须设置保护电器一般情况下，电压互感器的一、二次侧均采用熔断器或自动开关作为保护电器。对于110KV及以上电压等级的电网，电压互感器一次绕组经电容分压式接入一次主回路时，其一次侧不设置熔断器。电压互感器的二次侧必须有一点接地为了防止电压互感器一、二次绕组间发生绝缘击穿，从而使一次系统的高电压、大电流串入二次回路，可能造成二次设备损坏和人员伤亡的事故，电压互感器的二次侧必须设置一点接地作为保护接地，其一次侧的接地情况根据具体接线方式有不同要求。电压互感器二次绕组的接地方式有两种：中性点接地方式和B相接地方式。当采用B相接地方式时，中性点需要装设击穿保险丝在我国，110KV及以上电压等级的电网均为大接地电流系统，电源中性点直接接地。这类电网中的电压互感器二次侧通常采用中性点接地方式，这类电网一旦发生了单相接地故障，保护直接动作于跳闸，因此不需要装绝缘监察装置35KV及以下电压等级的电网（400V电网除外）均为小接地电流系统，电源中性点不接地或经消弧线圈。这类电网发生单相接地故障时，允许继续运行不超过两个小时。在这类电网中，电压互感器的二次侧有些采用中性点接地方式，当需要考虑同期并网也可以采用B相接地方式。小接地电流系统需要装绝缘监察装置来反映单相接地故障。2.2 电压互感器的接线方式一台单相电压互感器接线方式图21所示为由一台单相电压互感器组成的单相接线方式。其中图21(a)所示为该接线方式原理图，图21(b)所示为该接线方式在一次系统图（电气主接线图等）上的表示方法。图中一次绕组连接在A、B相的相间（即线电压）。这种接线方式中电压互感器的一次侧不能接地，二次侧采用B相接地。单相接线方式只能测量线电压，不能测量相电压，适用于35KV及以下的中性点非直接接地方式。以35KV或10KV电压等级并网的发电厂的联络线线路侧电压互感器常采用这种接线方式作为测量和同期系统使用。这种接线方式中，电压互感器一次绕组的额定电压为所接入一次系统的额定线电压，二次绕组的额定电压为100V两台电压互感器构成的V/V接线方式图22所示为由两台单相电压互感器构成的V/V接线方式，其中图22(a)所示为该接线方式原理图，图22(b)所示为该接线方式在一次系统图上的表示方法。图中一次绕组接线在AB、BC相间，反映的是A、B相的相间电压和B、C相的相间电压,这种接线方式电压互感器的一次侧不能接地，二次侧采用B相接地。电压互感器的V/V接线方式只能测量线电压，不能测量相电压，适用于35KV及以下的中性点非直接接地系统，此外，发电厂的400V厂用电母线电压互感器常常采用这种接线方式。这种接线方式中，电压互感器一次绕组的额定电压为所接入一次系统的额定线电压，二次绕组的额定电压为100V2.3 三台单相双绕组电压互感器接线方式三台单相双绕组电压互感器构成的接线方式有多种。根据电压互感器的绕组数量可分为双绕组（一组一次绕组，一组二次绕组）和多绕组（一组一次绕组，多组二次绕组）两种。图23所示为三台单相双绕组电压互感器的两种接线方式图23(a)所示为三台单相双绕组电压互感器的构成的Y/Y0接线方式原理接线图，图23(b)所示为该接线方式在一次系统图上的表示方法。这种接线方式中，电压互感器的一次侧中性点不接地，二次侧中性点直接接地。这种接线方式既能测量线电压也能测量相电压，但不能供中性点非直接接地系统 的绝缘监察装置使用。这种接线方式既适用于中性点非直接接地系统，也适用于中性点直接接地系统。这种接线方式中，电压互感器一次绕组的额定电压为所接入一次系统的额定相电压，二次绕组的额定电压为V。图23(c)所示为三台单相双绕组电压互感器的构成的Y0/Y0接线方式原理接线图，图23(d)所示为该接线方式在一次系统图上的表示方法。这种接线方式中，电压互感器的一次侧中性点直接接地，二次侧中性点也直接接地。这种接线方式既适用于中性点非直接接地系统，也适用于中性点直接接地系统。当用于中性点直接接地系统时，这种接线方式既能测量线电压，也能测量相电压；当用于中性点非直接接地系统，这种接线方式只能测量线电压，而不能测量相电压，但能供一次系统的绝缘监察装置使用。这种接线方式中，电压互感器一次绕组的额定电压为所接入一次系统的额定相电压，二次绕组的额定电压为V。第三章 继电保护配置1. 继电保护装置的基本任务： 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，并保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。 反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电气元件予以切除。反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作。 继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性综上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠运行的重要技术措施之一。在现代化的电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持电力系统的正常运行。2. 继电保护的基本原理：当电力系统发生故障时，总是伴随有电流的增大、电压的降低以及电流电压间相位角的变化等物理现象，因此利用这些物理量的变化，就能正确地区分系统是处于正常运行、发生故障或出线不正常的工作状态，从而实现保护。例如，利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护；利用电压降低的特征，可构成低压保护；利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗保护（又称距离保护）；利用电压和电流之间相位关系的变化，可构成方向保护；利用比较被保护设备各端的电流大小和相位的差别可构成差动保护等，此外也可根据电气设备自身的特点实现反应非电量变化的保护，如反应变压器邮箱内故障的瓦斯保护、反应电机绕组温度升高的过负荷保护等就属于非电量变化的保护。继电保护装置一般可分为测量部分、逻辑部分和执行部分，它们之间的关系可示意如图21所示。测量部分时时刻刻监视着被保护设备的运行状态，并不断地输入信号和整定值相比较，以便判断保护装置是否应该动作。它的输出量经过逻辑部分加工后发出信号给执行部分，执行部分将信号放大后，根据逻辑部分所做的决定去执行保护任务，分别作用于信号和跳闸。3、对继电保护装置的基本要求：为完成继电保护的基本任务，必须满足以下四个基本要求，即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。在一般情况下，作用于断路器跳闸的继电保护装置，应同时满足上述四个要求，而对作用于信号的继电保护装置，其中一部分要求可降低（如快速性）。选择性选择性是指系统发生故障时，继电保护装置仅将故障元件从系统中切除，以尽量缩小停电范围，保持其他非故障元件仍继续运行。在图22所示的系统接线中，当k1点短路时，应当离短路点最近的保护1和保护2动作，跳开断路器1QF和2QF，切除故障线路L1，母线B将由线路L2继续供电；k2点短路时，则由保护5动作使5QF跳闸，切除线路L2此时母线C停电，但由母线B供电的其他用户仍能继续运行。当线路L3的K3点短路时，倘若由于某种原因断路器6QF拒绝动作，则应由5QF跳闸，将故障切除。这种因某段线路的保护装置或断路器拒绝动作而由其上一段线路的保护装置动作使断路器跳闸将故障切除的情况，对保护5而言，称它为相邻元件的后备保护，当后备保护动作时，停电范围虽然扩大，但这种动作仍然是有选择性的。若不装后备保护装置，当保护装置或断路器拒绝动作时，则故障无法消除，后果将极其严重。保护装置的选择性，是依靠选择适当类型的继电保护装置和正确地选择整定值从而使各级保护相互配合来实现的。快速性快速性就是要求继电保护快速动作，以尽可能短的时间将故障从电网中切除。继电保护的快速动作可以限制故障扩大、减轻设备损坏程度，提高系统的稳定性和供电可靠性。动作迅速而同时又能满足选择形要求的保护装置，一般结构都比较复杂，价格也比较贵，在一些情况下，允许保护装置带有一定时限切除故障的元件。因此，对继电保护快速性的具体要求，应根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。下面举一些必须快速切除的故障。 根据维持系统稳定的要求，必须快速切除高压输电线路上的故障； 使发电厂或重要用户的母线电压低于允许值（一般为0.7倍额定电压）的故障； 大容量的发电机、变压器以及电动机内部发生的故障 110KV线路导线截面过小，为避免过热不允许延时切除的故障等； 可能危及人身安全，对通信系统或铁号志系统有强烈电磁干扰的故障等。故障切除的总时间等于保护装置和断路器动作时间之和，一般快速保护的动作时间为0.060.12s，最快的可达0.020.04s；一般断路器动作时间为0.060.15s，最快的有0.020.06s。灵敏性继电保护的的灵敏性是指对于保护范围内发生故障或非正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部发生故障时，不论短路点的位置，短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻。都能敏锐感觉，正确反应。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数()来衡量，它决定于被保护元件和电力系统的参数和运行方式。对于反应故障时参数值增大（如过电流）而动作的保护装置，其灵敏系数为： 对于反应故障时参数值减小（如低电压）而动作的保护装置，其灵敏系数为：考虑到故障可能是非金属性短路等因素，因此要求1,一般对主保护要求灵敏系数不小于1.52，对后备保护则要求不小于1.21.5可靠性保护装置的可靠性是指在其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该错误动作。4、各种继电器4.1 电磁型电流继电器电磁型电流继电器的结构及工作原理：电磁型电流继电器广泛用作电流保护的启动和测量元件，通常采用转动舌片式的结构，下图为电磁型电流继电器的结构图：注：1电磁铁；2线圈；3Z形舌片；4弹簧；5动触点；6静触点；7整定值调整把手； 8整定值刻度盘 ；9轴承；10止挡.继电器的转轴上装有Z形舌片3，弹簧4、动接点桥5、6，由前轴承加以支撑。继电器不通过或通过较小的电流时，由于弹簧力矩的作用，Z型舌片释放，并被止挡10限制在一个起始位置，增大线圈电流，电磁力矩试图将Z形舌片吸向电磁铁。如果通过线圈的电流足够大，使所形成的电磁力矩能够克服弹簧和摩擦的反作用力矩，则舌片将被吸持，并同时带动可动部分顺时针旋转，最后使动接点桥和静接点接触，于是继电器的接点闭合，Z形舌片被吸持并使接点状态改变，这个时称为继电器动作，使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电流，显然，要使继电器动作，必须满足的条件是式中 继电器转轴的电磁力矩 弹簧力矩摩擦力矩。 这里是动作力矩，为制动力矩4.2 时间继电器时间继电器在继电保护装置中作为时间元件，用来建立必要的动作延时。时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。 在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器 ,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。 空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.460s和0.4180s两种) ，它结构简单,但准确度较低。 当线圈通电（电压规格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。 吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。4.3 中间继电器中间继电器是一般保护装置中必不可少的辅助继电器，它的作用是：a.提供足够数量的接点，以便同时控制不同的电路b.增加接点容量，以便接通或断开较大电流的回路，提高灭弧能力；c提供必要的延时动作，以满足保护及自动装置的要求。中间继电器一般采用吸引衔铁结构,中间继电器除了动作线圈外还有自保持线圈。 4.4 信号继电器信号继电器在继电保护及自动重合闸装置中用作动作指示器。当动作时，一方面信号继电器本身有掉牌或灯光指示，一方面又闭合它的机械保持接点，接通灯光信号或音响信号继电器回路，这些信号均由值班人员手动加以复归。下图所示为信号继电器的结构图：4.5 继电器技术参数1.额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。2.直流电阻,是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。3.吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。4.释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。 5.触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。5三段式电流保护输电线路发生短路故障时，其主要特征是电流增大、电压降低，利用这两个特点可以构成电流保护和电压保护。根据电流整定值选取的原则不同，电流保护可分为无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护三种。本节讨论无时限电流保护的工作原理、整定计算和接线方式。5.1 无时限电流速断保护1.工作原理及整定计算：根据电网对继电保护的要求，可以使电流保护的动作不带时限，构成瞬动保护。为了保证动作的选择性，采取动作电流按躲过被保护线路外部短路时最大短路电流来整定。这种保护装置称为无时限电流速断保护，记为。无时限电流速断保护又称为第段电流保护或瞬动电流保护。其工作原理可用图4-1来说明。电流速断保护装设在单侧电源辐射形电网各线路的电源侧。在线路上任一点发生三相短路是，通过被保护元件的短路电流为式中 系统相电动势；归算到保护安装处的等值电抗；线路单位长度正序电抗，/；线路点至安装处的距离，。当短路点从线路末端逐渐向变电所A母线移动时，由于l逐渐减小，短路电流则逐渐增大。曲线1表示在系统最大运行方式下，短路点从线路末端移向变电所A母线时，通过保护装置1的三相短路电流的变化曲线，曲线2表示在系统最小运行方式下，短路点从线路末端移向变电所A母线时，通过保护装置1的三相短路电流的变化曲线。为了保证选择性，在相邻下一级线路出口出K1点短路时，线路WL1上的无时限电流速断保护不应该动作。因此，速断保护1的动作电流应大于在最大运行方式下K1点三相短路时流过被保护元件的短路电流由于相邻线路WL2的首端K1点的短路电流和线路WL1末端K2点短路电流值相等，因此，保护1的动作电流可按大于最大运行方式下线路末端K2点短路时流过被保护元件的短路电流来整定，即式中 电流保护第I段可靠系数，考虑到短路电流计算与继电器整定误差以及一次短路电流非周期分量对保护的影响，当采取电磁型电流继电器时，取1.21.3；当采用感应型电流继电器时，取1.51.6； 系统最大运行方式下，线路末端K2点三相短路时，一次侧暂态电流周期分量有效值，即无时限电流速断保护动作电流与短路点位置的关系可用直线3说明，它与曲线1交于M点，M点到保护安装处的长度为三相短路时电流速断保护的最大保护范围。当系统运行方式改变或短路类型改变时，无时限电流速断保护范围也要相应发生改变。在最小运行方式下发生两相短路时，通过保护装置1的短路电流最小，用曲线2表示，曲线2与直线3交点N,N点至保护安装处长度无时限速断电流保护的最小保护范围从图41中可知，无时限电流速断保护最大范围小于线路WL1的全长，说明无时限电流速断保护只能保护线路的一部分，不能保护线路的全长，而当运行方式改变，短路类型改变时，无时限电流速断保护的保护范围要发生改变。电流速断保护的灵敏系数是用保护区长度占保护线路全长的百分数来表示，用下式表示为：式中 电流速断保护区长度，km 被电流速断保护的全长，km电流速断保护范围长度占被保护线路全长的百分数。速断保护范围长度随系统运行方式和短路类型改变，所以它的灵敏性也随之改变。在校验灵敏系数时，要求最小运行方式下发生两相短路时进行校验，在最大运行方式下要求m50，在最小运行方式下，两相短路时，m不小于1520。 2.单相原理接线图及动作过程：无时限电流速断保护单相原理接线图如图42所示：无时限电流速断保护动作过程：用户端发生单项接地瞬时性故障后，电流互感器TA原方产生很大的电流IK,电流继电器线圈KA得电动作，使KA的常开节点闭合，然后是中间继电器KM线圈得电，中间继电器KM的常开节点闭合，再则信号继电器KS 线圈得电，然后执行两件事，一件是使跳圈TQ得电从而让断路器QF跳闸，另外一件事是使信号继电器发出继电保护动作信号。若是用户端发生单项接地永久性故障后，仍然循环执行上述过程，直到故障解除为止。通过上述过程完成无时限电流速断保护。3.优缺点优点：由于它不反应下一线路的故障，所以它的动作时限不受下一级保护时限的牵制，可以瞬时动作，快速性好 缺点：不能保护线路的全长，即保护范围小、灵敏度差，而且，在不同的运行方式及故障类型下，保护范围受到严重影响5.2 限时速断电流保护由于无时限电流速断保护不能保护线路全长，其保护范围外的故障必须由另外的保护来切除。为了保证速动性的要求，用尽可能短的时间来切除该部分的故障。可以增设第二套保护即段电流速断保护，为了获得选择性，第段电流速断保护必须带时限，以便和相邻的段电流速断保护相配合，通常所带时限只比无时限电流速断保护大一个或两个时限级差，所以称它为带时限电流速断保护或限时速断保护，记为即用来躲过相邻下一元件无时限电流速断保护的快速动作；它的保护范围不超过相邻线路I段或段电流保护范围，即它的动作电流值要躲过相邻元件I段或段电流保护的动作值。1.工作原理及整定计算：限时速断电流保护的工作原理和整定计算可用图43来说明。假设线路WL1和WL2分别装有无时限电流速断保护和限时限速断电流保护1和2，在变电所B降压变压器上装设无时限电流速断保护（差动保护）保护1和2的无时限电流速断保护动作电流值分别为和保护范围分别为和。保护1限时速断电流保护比保护2无时限电流速断保护多一个时限，可以时限选择性，而保护1和2的限时速断电流保护的时限相同。为了保证动作的选择性，要求保护1限时速断电流保护的动作电流应躲过保护2无时限电流速断保护范围末端的最大短路电流来整定，即保护1的段电流保护范围不超过保护2的I段电流保护范围。保护1的段动作电流可用下式计算为： 式中 保护1限时速断电流保护（第级）动作电流值 可靠系数，不用考虑非周期分量的影响，取1.11.15 保护2的无时限电流速断保护（第I段）动作电流值如果相邻母线上有多个元件，应取其中最大值，如果元件中有差动保护的变压器，保护1限时速断电流保护动作电流应按下式计算，即：式中 最大运行方式下，相邻母线上具有差动保护或电流速断保护的变压器低压侧母线上发生三相短路时，流经线路保护1的最大短路电流。如相邻母线有多个变压器支路，应取最大值由图43中可见，限时电流速断保护范围包括本线路全长和相邻线路一部分，但不会超出相邻线路WL2的无时限电流速断保护和降压变压器电流速断保护的保护范围，也不会进入保护2限时速断电流保护范围，它的动作时限大于无时限电流速断保护一个时限，从而保证了它们之间的选择性。2.限时速断电流保护动作时限的选择限时速断电流保护的动作时限应选择比下一级线路无时限电流速断保护的动作时限大一个时间阶段，即：时间阶段的大小确定的原则是在保证保护装孩子动作选择性的前提下，尽量小，以降低整个电网保护的动作时限水平，的大小决定于所装设断路器及其传动机构的型式及保护动作时间的误差。以图44中线路WL2发生短路故障，保护1和保护2的动作时间的配合关系为例，说明的确定原则.(1) 应包括故障线路断路器2QF的跳闸时间,即从操作电流送入跳闸绕组YR的瞬间算起，直至2QF佃户熄灭的瞬间为止。(2) 应包括故障线路保护2中的时间继电器时间动作时间按比整定值增大的正误差时间(3) 应包括保护1中时间按继电器可能拿比整定时间提早动作闭合它的触点的时间，即动作的负误差时间(4) 增加一个裕度时间因此，保护1的限时速断电流保护的动作时间按为：式中 下一级线路保护2的无时限电流速断保护的固有动作时间。由上式可知时间阶段为：根据所采用的断路器和继电器型号不同，在0.350.65范围内，我国一般取0.5s。根据上述整定原则的时限特性如图(b)所示，由图可见，在保护2瞬时速断保护范围内发生故障，保护以时间动作切除故障，这时保护1的限时速断电流保护可能启动，但由于比大一个时间，所以保证了动作的选择性。又如当故障发生在保护1速断保护范围内，保护1以时间切除故障，而当故障发生在线路WL1速断保护范围以外时，保护1则以时间动作取切除故障。由此可见，利用无时限电流速断保护和限时速断电流保护相配合，可以使全线路范围内短路故障都能在0.5s的时限动作于断路器跳闸，切除故障。所以这两种保护的组合可构成线路的主保护。3. 单相原理接线图及动作过程限时速断电流保护单相原理接线图如图45所示:限时速断电流保护动作过程：用户端发生单项接地瞬时性故障后，电流互感器TA原方产生很大的电流IK,电流继电器线圈KA得电动作，使KA的常开节点闭合，然后启动时间继电器KT，经过延时时间继电器KT的延时闭合常开节点闭合，从而使中间继电器KM线圈得电，中间继电器KM的常开节点闭合，再则信号继电器KS 线圈得电，然后执行两件事，一件是使跳圈TQ得电从而让断路器QF跳闸，另