继电保护及二次回路

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第五章 继电保护 及二次回路

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第一节 常用继电器和保护的选择一、继电保护的任务、要求及继电器的类别 继电保护的任务、 一)继电保护的任务 自动迅速地将故障设备从电力系统中切除出去，或及 是针对各种不正常的运行状态发出信号。 二)对继电保护的要求 1、选择性； 2、快速性； 3、灵敏性； 4、可靠性。

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三)继电器的作用、分类和图形符号 继电器的作用、 1、作用：继电器是组成继电保护装置的基本元件，当其 输入达到或低于一定值时它便动作，并通过执行元件发 出信号或动作于跳闸。 2、分类：按结构原理可分为 电磁型 感应型 磁电型 整流型 极化型 晶体管型

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按继电器反应量的性质可分为 电流 电压 功率方向 阻抗 周波 按反应量的增大或减小可分为 过量继电器 低量继电器

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3、图形符号： 图形符号：

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二、常用继电器结构，原理和内部接线 常用继电器结构，一)电磁型电流继电器 电流线圈绕在铁芯上，当电流大于某一值时，可使可 动舌片克服弹簧的拉力转动，使接点接通，继电器动作。 继电器的动作电流：能使电流继电器开始动作的最小电流。 ( IDZ) 继电器的返回电流：使继电器可动触点开始返回原 位的最大电流。(IFH) 返回系数：返回电流降以动作电流。 KFH=IFH/IDZ 过流继电器返回系数总是小于1,要求在0.85~0.9之间。

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二)电磁型电压继电器结构与电流继电器相似。 不同之处：电流继电器铁芯上套的是电流线圈，而电压继电 器铁芯上套的是电压线圈。 低电压继电器的动作电压(UDZ):指在继电器线圈上施加 额定电后又逐渐降低至继电器开始动作时的最高电压。 低电压继电器的返回电压(UFH):指继电器动作后又逐渐 升高电压时，继电器可动触点开始返回原来位置的最低电压。 UFH>UDZ,因此低电压继电器返回系数KFH=UFH/UDZ>1 要求不大于1.2。 由上述可知，低量继电器KFH>1,过量继电器KFH<1。

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系列感应型过电流继电器( 三)GL系列感应型过电流继电器(略) 系列感应型过电流继电器 四)电磁型时间继电器 作用：在继电保护装置中建立所需要的时限。 五)电磁中间继电器 作用：在继电保护装置中用来增加触点数量和触点容量。 六)电磁型信号继电器 作用：用来发出整套保护装置或者保护装置中某一回路的动 作信号。

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三、瓦斯、差动及自动重合闸继电器 瓦斯、一)瓦斯继电器 作用：当变压器内部发生故障(如相间、匝间短路)时，伴 随有电弧产生，会产生大量气体和向上冲涌的油流，使瓦 斯继电器动作。 目前用得较多的为QJ1—80型复合式瓦斯继电器 轻瓦斯保护——开口杯 重瓦斯保护——

挡板 要点：接跳闸的触点用双干簧触点串联，提高触点的抗干扰 性。(重瓦斯)

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二)BCH-2型差动继电器 型差动继电器 变压器差动保护能对变压器内部故障和一、二次引出线 上的短路故障起到保护作用。构成差动保护的主要元件是差 动继电器。 BCH-2型差动继电器优点： 躲避电力变压器励磁涌流的性能较好，同时提高了保护 装置躲避外部短路时暂态不平衡电流的性能。 1、两个衡绕组的作用： 正常运行时，WC中会有不平衡电流流过，平衡绕组接入后， 使不平衡电流得到补偿，二次绕组V2内几乎没有不平衡电流 感应电势，提高了保护的可靠性。 WC、WP1、WP2三个绕组绕向相同的原因： 区内故障时，三个绕组产生的磁通方向一致，增加继电器 动作的安匝数，提高了保护装置的灵敏度。

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2、短路绕组的作用： 在具有非周期分量电流时，继电器的动作电流就大为增加， 从而提高了躲避励磁涌流和外部短路时暂态不平衡电流的性 能。

三)自动重合闸继电器1、动作原理 2、几个元件的作用： 电容器C用于保证重合闸装置只动作一次； 充电电阻4R用于限制电容器C的充电速度，防止一次重合 闸不成功时而发生多次重合，放电电阻6R为重合闸时(如手 动合开关),电容器可通过6R来放电。

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四)继电保护装置的灵敏度通过用灵敏系数Klm来衡量。 1、对于反应故障时参数量增加的保护装置：

保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值 灵敏系数= 保护装置动作参数的整定值

2、对于反应故障时参数量降低的保护装置：

保护装置动作参数的整定值 灵敏系数= 保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值

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第二节 变电所的继电保护一、常用继电保护装置及保护方式的选择 一)10kV变电所的继电保护装置 变电所的继电保护装置 1、过流保护 整定原则：按照避开被保护线路的最大工作电流来整定。 过流保护在动作时间整定上采用阶梯原则。 过流保护的动作时限有两种： 1)定时限 2)反时限 2、电流速断保护 整定原则：按躲过被保护设备(线路)末端的最大短路电 流来整定。因此，被保护设备末端有一段保护不到的死区， 这就必须依靠过电流保护作为后备。

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3、限时电流速断保护 用来弥补电流速断保护的保护范围小和过流保护的时限 长的不足。 整定原则：其动作电流大于下一段线路瞬时速断保护可 动作电流，动作是限比下一线路瞬时速断保护大一个时间阶 差。 4、低电压保护 5、其他保护 瓦斯保护、双电流变电所采用的备用电源自动投入装置等。

二)35kV以交变电所的继电保护 35kV以交变电所的继电保护 kV过电流、电流速断、变压器瓦斯

保护、差动保护、方向性电 流保护、方向性电流闭锁低电压速断保护、自动重合闸、备用 电源自动投入。

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三)变电所电气设备继电保护方式的选择 详见教材P252表5-2 *瓦斯保护的使用范围：容量在800kVA及以上的油浸式变 压器必须安装。 二、电力变压器的保护 一)过流保护 变压器过流保护接线与线路的过流保护接线方式相同。 二)电流速断保护

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三)差动保护变压器的主保护 1、保护原理 变压器两侧的电流互感器 按循环电流接线方式接入差 动继电器。 正常运行或外部短路时， 流入继电器的电流为很小的 不平衡电流； 内部故障时，流入继电器 的电流为两侧的短路电流之 和。

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2、接线方式大容量变压器通常按Y,d接线，一次侧接成星形、二次侧接成三角 形，一次侧电流与二次侧电流不能直接按图5-18接线。必须进和三种补 偿：变比补偿、数值补偿和相位补偿，才能按图5-18接线。

3、BCH-2型电流差动保护的动作电流计算1)按躲过外部最大不平衡电流计算； 2)按躲过变压器空载投入或故障切除后电压恢复时的励磁涌流计算； 3)按躲过变流器的二次回路断线计算。 选以上三种计算中最大者作为动作电流计算值。

4、差动保护的运行注意事项1)差动保护动作，主变跳闸后，应查明原因或进行内部检定，确无异 常时，方可强送； 2)停电工作时，若涉及差动回路，则其投运时应接信号，同时要对它 进行多角度试验和测量不平衡电压值，在确无异常时，方可接于跳闸。

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四)瓦斯保护 主压器的主保护

三、电力线路的保护一)过电流保护 1、定时限过电流保护的接线方式 一般采用两相不完全星形接线，当线路发生两相或三 相短 路时，至少有一个电流继电器动作，起动跳闸回路。 (如图5-22) 2、有限反时限过流保护的接线方式 可采用两相不完全星形接线和两相差接线。 两相差接线优点：可以节省一只继电器和一个跳闸线圈。

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3、过流保护的动作电流值整定 K JX K K K ZQ I FH ·ZD IDZ·J= K F nL IDZ·J——继电器动和电流，A; KJX——接线系数(星形为1,角形与差接时为 3); KZQ——自动起系数； —— KF——电流继电器返回系数(一般取0.85); nL——电流互感器额定变化； IFH·ZD——最大负荷电流，A。 过流保护动作时间的整定应采取阶段原则，即位于电源则 的上一级保护的动作时间要比下级保护时间长。时间阶差△t取 0.5~0.75s。

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