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1、第八章 继电保护与二次系统,低压电工作业（2016版 取证）,第一节 继电保护的任务与基本要求,第二节,第三节,第四节,目 录,第五章 照明电路,第五节,第一节 继电保护的任务与基本要求,一、继电保护任务电力系统在运行中会发生故障，最常见的故障是各种类型的短路。当短路故障发生时，伴随出现很大的短路电流和部分地区电压下降，对电力系统可能产生以下后果:( 1)破坏电力系统并联运行的稳定性，引发电力系统震荡甚至造成系统瓦解、崩溃; (2)故障点通过很大的短路电流和燃烧电弧，损坏烧毁故障设备; (3)在电源到短路点之间，短路电流流过非故障设备，产生发热和电动力，造成非故障设备损坏或缩短使用寿命。（4）
2、故障点附近部分区域电压大幅下降，用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。,继电保护在电力系统中的任务,（1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。,（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。,三、对继电保护的基本要求,（1）选择性：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
3、小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。,图6-2 电力系统继电保护选择性说明图,k3点故障,QF6动作,（2）快速性（速动性） 保护装置在尽可能的条件下，应尽快地动作切除事故，以减少对用电设备的影响，如果故障能在0.2s内切除，则一般电动机就不会停转。迅速的动作还能减轻对系统的破坏程度，减轻对元件的损害程度，减少用户在低电压下工作的时间和停电时间，加速恢复正常运行的过程，提高系统的稳定性。,（4）灵敏性：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。如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时地反应动作，即具有足够的反应能力，说明保护装置的灵敏度高。保护装置灵敏与否，一般都
4、用灵敏系数来衡量，灵敏系数大，灵敏度越高。,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降低的保护（如低电压保护）：,另外，对上、下级保护之间的灵敏性和动作时限还有配合的要求，一般用在后备保护(如过电流保护),下一级保护的灵敏度应高于上一级的动作延时.,4.可靠性 可靠性是指继电保护装置在需要它动作时可靠动作(不拒动)，不要它动作时可靠不动作(不误动)。将继电保护装置应该动作时不拒动称为继电保护的可依赖性，不应该动作时不误动作也称为继电保护的安全性,电力系统常周继电保护的正确动作率衡量其可靠性,三、继电保护与二次回路常用的电气符号1.继电保护的基本构成继电保护整套装置
5、总是由测量部分、逻辑部分和执行部分构成如图8-3：,断路器跳闸或报警信号,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；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，执行保护装置所担负的任务（跳闸或发报警信号）。,1 故障时电流上升，构成过电流保护；2 故障时电压下降，构成低电压保护；3 电压和电流比值的变化，构成阻抗（距离）保护；4电压和电流相位角的变化，构成方向保护。,2.二次回路常用的电气符号 在绘制继电保护二次回路图时，需要用图形符号来表示
6、继电器和触点表8-1常用继电器图形符号， 表8-2是常用继电器触点图形符号.四、常用继电器介绍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使动作，并通过执行元件发出信号或动作于跳闸。继电器的工作原理是通过对输入端加电，由输出端来控制另外的电路的开关闭合的控制电器。,各种继电器的表示符号和图形符号,1.电流继电器 电流继电器分为过电流继电器、欠电流继电器和感应过电流继电器。常用的过电流继电器有JT4系列交流通用继电器和JL14系列交直流通用继电器其型号及含义分别如图8-6和图8-7所示，结构如图8-8所示。,(1)过电流继电器电流继电器在继电保护装置中作为测量和启动保护元件，
7、反应电流增大超过某一整定数值时动作。过电流继电器是指当继电器线圈电流高于整定值而动作的继电器。它主要用于频繁、重载启动场合，作为电动机或主电路的短路和过载保护。,动作电流：能使继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流，用Iact表示。,返回电流：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Ire.表示。返回系数：是指继电器的返回电流与动作电流的比值，用Kre表示，即,继电器动作后，减小IK就能使继电器返回原位。,对于过电流继电器，Kre1，一般要求 Kre =0.80.9；,(2)欠电流继电器 欠电流继电器是线圈电流降到低于整定值时释放的继电器，所以线圈电流正常时，铁芯处
8、于吸合状态。它主要用于直流电动机励磁电路和电磁吸盘的失磁保护。对于欠电流继电器，Kre 1，一般要求 Kre =1.061.2。,（3）感应型继电器（GL型）,结构：如图6-4所示。,感应系统：由线圈1、带短路环3的电磁铁2和铝盘4组成，它的动作是有时限的；电磁系统：由线圈1、电磁铁2和衔铁15组成，它的动作是瞬时的。,图6-4 感应式电流继电器结构图1线圈 2电磁铁 3短路环 4可转铝盘 5钢片 6可偏铝框架 7调节弹簧 8制动永久磁铁 9扇形齿轮 10蜗杆 11扁杆 12继电器触点 13时限调节螺杆 14速断电流调节螺钉 15衔铁 16动作电流调节插销,利用输入激励量产生的交变磁场与该磁场
9、中可动导体(圆盘)所感应的电流之间相互作用力而工作，继电器线圈正常流过负荷电流,铅盘匀速转动.当线圈内的电流增大时,铅盘转动加快,如果电流继续增大,框架随之发生偏转,扇形齿轮与涡杆啮合,扇形齿轮沿着涡杆上升,最后使接点接通,同时信号牌落下.,图6-4 感应式电流继电器结构图1线圈 2电磁铁 3短路环 4可转铝盘 5钢片 6可偏铝框架 7调节弹簧 8制动永久磁铁 9扇形齿轮 10蜗杆 11扁杆 12继电器触点 13时限调节螺杆 14速断电流调节螺钉 15衔铁 16动作电流调节插销,(4)电子式过电流继电器 电子式过电流继电器是机械式电流继电器的升级换代产品继电器通过取样电阻及A/D转换电路，将被
10、测电流转换成数字量.并且过三位LED数码管分别将吸合电流、释放电流和被测电流显示出来，继电器内部的两只比较器将被测电流分别与吸合电流整定值、释放电流整定值比较，当被测电流大于吸合电流整定值时，继电器吸合，红色指示灯亮，当被测电流小于释放电流整定值时，继电器释放。,电压继电器反映电压变化而动作，分过继电器和欠继电器两种，常用的电继电器的外形结构及动作原理与电流继电器相似，一般情况下过电压继电器在1 -1. 15倍额定电压以上时动作，对电路进行过电压保护护;欠电压继电器 在电压为0.4 -0.7倍额定电压时动作，对电路进行义欠电压保护，继电器符号如图8-9所示。,过电压继电器反应电压增大而动作.动
11、作电压、返回电压、返回|系数的概念与电流继电器类似。其运返回系数小于1.低电压继电器反应电压降低动作，能够使继电器开始动作的最大电压称为低电压继电器的动作电压。其运返回系数大于1. 式中 Uact一一低电压继电器的动作电Ure一一低电压继电器的返回电压Kre一一低电压继电器的返回系数,3.电磁型时间继电器DS-110 时间继电器在继电保护中用做时间元件，用于建立继电保护需要的动作延时。因此，对时间继电器的要求是动作时间必须准确,时间继电器的文宁符号是KT.4.电磁型中间继电器 在继电保护中，中间继电器用于增加触点数量和触点容量，以及延时和自保持。中间继电器文字符号是KM.,5.电磁型信号继电器
12、DX-ll 信号继电器用于发出继电保护动作信号，便于值班人员发现事故和统计继电保护动作次数。信号继电器的文字符号是KS。根据需要将信号继电器串联或并联接入二次问路，分别选择电流型信号继电器和并联电压型信号继电器。其有以下两个特点:线圈的工作电流在线圈上的电压降应不超过电源额定电压的10%为保证信号继电器可靠动作，在保护装置动作时，流过继电器线圈的电流必须不小于信号继电器额定工作电流的1.5倍,变压器的继电保护,一、电力变压器常见故障与保护配置1.变压器故障和异常运行状态变压器故障分为油箱内故障和油箱外故障。变压器油箱内故障包括绕组之间的相间短路、一相绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或外壳之间发
13、生的单相接地短路等;变压器油箱外故障包括引出线发生的各种相间短路、引出线套管闪络或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。变压器异常运行包括过负荷、油箱漏油造成的油面降低、外部短路引起的过电流等变压器处于异常运行时，应发出信号。,第二节 变压器保护,变压器内部故障,油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、 匝间短路、铁心烧损等.,油箱外部故障：套管和引出线上发生相间短 路和接地短路 油箱内部故障非常危险，高温电弧不仅会烧毁绕组和铁芯，还会使变压器油绝缘分解产生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果,油箱内故障,油箱外部故障,2.变压器保护配置 根据继电保护有关规定变压器应装设以下保护:变压器主保护变
14、压器主保护包括气体保护、纵差动保护或电流速断保护等。a.瓦斯保护(气体保护)。变压器瓦斯保护也称气体保护，用于反应变压器油箱内部的各种故障，以及变压器漏油造成的油面降低。降低规程规定，对于容量在800 kVA及以上的油浸式变压器、400 kVA及以上的车间油浸式变压器，应装设瓦斯保护。,b.纵差动保护或电流速断保护。用于反应变压器绕组、套管及引线上的短路故障，根据变压器的容量大小，装设纵差动保护或电流速断保护，动作跳开变压器各侧断路器规程规定。对于容量在10000 kVA及以上的单独运行变压器，容量在6300 kVA及以上并列运行变压器或企业中的重要变压器、容量在200 kVA以上且电流速断保
15、护灵敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护;对于容量在10000 kVA以下的变压器，当过电流保护动作时间大于0.5 s时，应装设电流速断保护。,变压器后备保护及过负荷保护a.过电流保护。用于反应外部相间故障引起的变压器过电流.并作为变压器主保护的 后备保护。b.零序保护。用于反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路故障，以及高压侧系统的接地短路故障，作为变压器主保护及相邻元件接地故障的后备保护c.过负荷保护。用于反应400 kVA及以上变压器的三相对称负荷称过负荷保护，只需取 一相电流，延时动作于并发信号。,二、变压器电流速断保护 对于中、小容量的变压器，可以装设单独的电流速断保护，与瓦
16、斯保护配合构成变压器的主保护。电流速断保护是防止相间短路故障的保护，所以都按不完全星形的两相两继电器接线方式构成。由于电流继电器1，2的触点容量小，不能直接闭合断路器的跳闸线圈YT回路.必须经过中间继电器。如果采用GL型继电器构成电流保护，则由于GL型继电器本身兼有速断元件，因此电流速断保护和过电流保护共用一套继电器，不必另装电流速断保护装置。变压器电流速断保护单相原理接线示意图如图8 -11所示，保护接在变压器的电源侧，动作时跳开变压器两侧断路器。,电流速断保护作为变压器主保护，动作无延时，只有利用动作电流保护的选择性，因此.动作电流整定按躲过变压器负荷侧母线短路时流过保护的最大短路电流，并
17、躲过变压器空载投入时励磁涌流。显然电流速断保护动作电流数值较大，只能保护变压器一部分绕组(高压侧)的相间短路故障。变压器电流速断保护灵敏度按照保护安装处短路时的最小短路电流校验。规程要求，当灵敏度不满足要求时，可以改用差动保护。,四、变压器气体保护吁变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生电弧使变压器油和绝缘介质分解，产生大量气体，而且故障越严重，产生的气体越多，反映这种气体而动作的保护，称为气体保护，也称瓦斯保护。变压器气体保护分轻瓦斯和重瓦斯保护两部分轻瓦斯保护动作时，只发信号;重瓦开保护时，瞬时切除变压器1.气体继电器气体继电器也称瓦斯继电器，是气体保护的主要元件。安装在变压器油箱与油枕连
18、接管道中。2.保护原理接线及运行 双绕组变压器瓦斯保护原理接线如图8-13所示。,瓦斯继电器有两个输出接点，一个反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为轻瓦斯；另一个反应变压器的严重故障，称为重瓦斯。轻瓦斯动作于信号，使运行人员能够迅速发现故障并及时处理；重瓦斯动作于跳开变压器各侧断路器。,瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器(又称气体继电器)，它安装在油箱和油枕之间的连接管道上。,瓦斯继电器安装图,变压器发生轻微故障时，油箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在油箱的上方，气体沿管道上升到油面并集聚，使瓦斯继电器周围的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。发生严重故障时，故障点
19、周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲击，继电器感受到的油速达到动作门槛时，重瓦斯动作，瞬时作用于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大,KG为瓦斯继电器，上触点是轻瓦斯，闭合时发轻瓦斯动作信号;下触点是重瓦斯， 闭合时经信号继电器KS瞬时启动中间继电器KM.跳开变压器两侧断路器。中间继电器KM具有自保持功能，在重瓦斯动作期间，防止由于气流及油流不稳定造成触点不可靠 时，影响断路器可靠跳闸;同时，为缩短切除故障时间，中间继电器KM应是快速动作的继电器。切换片XB有两个位置，保护动作时跳闸位置和试验位置。变压器气体保护的保护范围为变压器油箱内部
20、，反映变压器油箱内部的任何故障，以及铁芯过热烧伤、油面降低等，但不能反映变压器绕组引出线的故障。,五、变压器后备保护及过负荷保护1.变压器相间短珞的后备保护变压器相间短路的后备保护.反应变压器区外故障引起的变压器过电流，并作为变压器差动保护或电流速断保护和气体保护的后备保护。作为后备保护，其动作时限与相邻元件后备保护配合，按阶梯原则整走;其灵敏度接近后备保护和远后备两种情况校验。根据变压器容量及短路电流水平，常用的变压器相间短路的后备保护有过流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的后备保护的过电流保护、负序过电流似护、阻抗保护等。,变压器的过电流保护,I,t,跳QF1,跳QF2,变压器过
21、电流保护的单相原理接线图,变压器过电流保护与线路保护中定时限过电流保护原理相同，保护动作后应跳开变压器两侧的断路器。,保护装置的起动电流应按照躲开变压器可能出现的最大负荷电流I L.max来整定：,QF2,QF1,低电压起动的过电流保护,只当电流元件和电压元件同时动作后，才能起动时间继电器，经过预定的延时，起动出口继电器动作于跳闸。,正常时，低压继电器的常闭触点全部断开，中间继电器线圈中无电流，故中间继电器触点断开,abc,跳闸回路,电压回路断线指示,abc,跳闸回路,电压回路断线指示,当a、b相相间短路，低压继电器（1）触头闭合，中间继电器线圈有电流；电流继电器I1、I2动作，跳闸回路有信号
22、输出,abc,跳闸回路,电压回路断线指示,当某路电压回路断线，中间继电器触点闭合，因跳闸回路无信号通过中间继电器另一头，故只发出电压回路断线指示,低电压元件的作用是保证在上述一台变压器突然切除或电动机自起动时不动作（母线电压正常，低电压元件不动作），因而电流元件的整定值就可不再考虑可能出现的最大负荷电流，而按大于变压器的额定电流整定，即：,低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，同时，外部故障切除后，电动机自起动的过程中，它必须返回。根据运行经验，通常采用Uset=0.7Un,其中Un为变压器的额定线电压,3.复合电压起动的过电流保护,复合电压起动的过电流保护,将
23、原来的三个低电压继电器改由一个负序电压继电器和一个接于线电压的低电压继电器组成。,分析,正常时，无负序电压，触点闭合，触点断开，线圈中无电流，触头断开，无跳闸信号,当发生各种不对称短路时，由于出现负序电压，因此继电器动作，其常闭触点打开，于是加于低电压继电器上的电压被迫变成零，则动作，触点闭合。这时电流继电器中至少应有两个动作，于是就可以起动时间继电器，经过预定的时限动作于跳闸。,变压器接地保护,电力系统中，接地故障是最常见的故障形式。接于中性点直接接地系统的变压器，一般要求在变压器上装设接地保护，作为变压器主保护和相邻元件接地保护的后备保护。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流和零序电
24、压。变压器的接地后备通常都是反应这些电气量构成的。,一、变电所单台变压器的零序电流保护,中心点直接接地运行的变压器都采用零序电流保护作用变压器接地后备保护。零序电流保护通常采用两段式。零序电流I段与相邻元件零序电流保护I段(瞬时段)相配合；零序电流II段与相邻元件零序电流保护后备段(注意，不是II段)相配合。与三绕组变压器相间后备保护类似，零序电流保护在配置上要考虑缩小故障影响范围的问题。根据需要，每段零序电流可设两个时限，并以较短的时限动作于缩小故障影响范围，以较长的时限断开变压器各侧断路器。,3.过负荷保护 变压器过负荷通常是三相对称的，所以过负荷保护只接一相电流，经过延时发出信号。对于单
25、侧电源三绕组降压变压器，如果三侧容量相同，过负荷保护装在电源侧;如果三侧容量不相同，过负荷保护分别装在电源侧和容量较小一侧。对于双侧电源三绕组降压变压器或联络变压器，过负荷保护分别装在三侧。,4.跌落式熔断器 跌落式熔断器在短路电流通过后装有熔丝的管子自由下落，是一种短路和过负荷保护装置。跌落式熔断管主要用做配电变压器、电容器组、短段电缆线路、架空线路分段或分支线路的短路故障保护。,利用电流突然增大使保护动作而构成的保护装置,称为电流保护。,输电线路一般设置三段式电流保护:,即：瞬时电流速断保护（段）、 限时电流速断保护（段）、 定时限过电流保护（段）。,第三节 电力线路保护,短路电流由以下因
26、素确定 ：,（1）系统运行方式；,（2）短路点位置；,（3）短路类型；,（4）电网联接方式；,最大运行方式：对每一套保护装置来讲，系统等值阻抗最小，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。,最小运行方式：对每一套保护装置来讲，系统等值阻抗最大，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。,系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少有关。,相间短路电流计算：,f(l),f(l),Xs：保护安装处到系统等效电源之间的阻抗。,一、瞬时电流速断保护,瞬时电流速断保护，它是反映电流升高，不带时限动作的一种保护，也称段保护。,图形符号,（1）工作原理：为了获得动作的快速性与保护的选择性，保护区范围不能超出
27、全线范围。,（2）动作电流：,保护动作电流按躲开本线路末端（即相邻下一条线路出口处）最大短路电流整定：,能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次参数表示。,整定原则：,1）考虑各种误差。2）实际短路电流要大于理论计算值。3）考虑必要的裕度。,引入可靠系数的目的：,（3）保护的灵敏度 按保护区长度来衡量。,最小保护区不应小于被保护线路全长的 。最大保护区不应小于被保护线路全长的 。,保护区确定：,lmax 、lmin,最大保护区确定：,最小保护区确定：,一般用lmin来校验:要求： （1520） 方法： 图解法，按比例作图，可求出最小保护范围。 解析法：,式中 ZL=Z1l被保护线路全长的
28、阻抗值,小结 仅靠动作电流值来保证其选择性 能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。3）受系统运行方式变化影响很大。4）短线路的保护范围很小甚至没有。,二、限时电流速断保护,要求：任何情况下应能保护线路全长，作为段的后备保护。, 保护区必然要延伸到相邻线路、或相邻元件的一部分。, 为满足选择性要求，保护动 作带有一定的时限。, 为了保证快速性，动作值与相邻线路和元件进行配合。即与下一元件的段保护相配合。,动作电流 计算分析,保护1的动作范围也不应超出相邻变压器速断保护区,（1）动作电流,按躲开相邻下一条线路的瞬时速断保护动作电流来整定。,可靠系数1.1-1.2,2者取最大值,当
29、灵敏度不满足要求时,可与相邻线路的限时电流速断保护配合。,（4）原理接线：,小结：,（1）瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，动作的选择性依靠动作值来保证。对于线路变压器组，可使全线处于速动保护范围之内。,（2）瞬时电流速断保护的灵敏度以保护区的长度来确定。,（3）限时电流速断保护作为线路的主保护，要求应能保护被保护线路全长。为了缩短保护的动作时间，动作值与相邻线路、元件速断保护配合。,（4）限时电流速断保护的选择性是依靠动作值、动作时间来保证。,（5）当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路限时电流速断保护配合。,(6)限时电流速断保护与第段共同构成被保护线路的主保护，兼作第段的后备保护。,三、
30、定时限过电流保护,作用：一般作为主保护的后备保护以及相邻下一线路保护的远后备 。,（1）工作原理,要求：应能保护被保护线路的全长，也能保护相邻线路全长或相邻元件的全部。,即应能起到近后备与远后备保护的作用。,其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护。,如图在线路L3上发生短路：,一般短路电流大于保护装置1、2、3的动作电流，保护1、2、3将起动。,按选择性要求，断开QF3后，保护1、2应立即返回。,为满足选择性的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。,即保护动作时间应满足阶梯性原则：,从上式可见，保护装置动作时间是从用户到电源逐级增加，越靠近电源，保护动作时间越长。,特点：形状象一个
31、阶梯，故称为阶梯形时限特性。,由于保护动作时限是固定的，与短路电流大小无关，称定时限过电流保护。,（2）整定计算,1）在被保护线路流过最大负荷电流时，保护装置不应动作，即躲最大负荷电流。,2) 在相邻元件外部故障切除后，电动机自起动时，保护应可靠返回。,四、电流保护接线,为了能反映各种类型的短路故障，应合理选择保护的接线方式。,电流保护接线是指电流继电器线圈与电流互感器二次绕组之间的连接方式。,作为相间短路电流保护有三种基本接线方式。,.三相三继完全星形接线,特点: 三相电流互感器二次绕组与三个电流继电器分别按相连接，三个继电器触点并联。,适用：大接地电流系统单相接地短路和各种相间短路保护,缺
32、点：费用高且小接地电流系统不适用,.两相两继电器接线,特点:只有两相装设电流互感器，按相连接继电器, LJ的触点并联（或）.,（通常接A、C相）,可反映各种相间短路及B相除外的单相接地故障。,原因：中性点不接地系统，单相接地属于不正常运行，允许继续运行一段时间。,要求：所有线路的电流互感器必须安装在同名相上。,应用范围：中性点不接地系统。,作用：可提高供电可靠性。,线路相间短路的三段式电流保护 三段式电流保护是由瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护组成。,距离保护的概念,距离保护：是反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。,测量保护安装处至故
33、障点的距离，实际上是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称之为阻抗保护。,返回,距离保护的原理与构成,距离保护的作用原理,A,B,C,Z,正常情况下： 测量阻抗,k,故障时： 测量阻抗,1,2,3,4,图4-1 距离保护接线原理图,距离保护的实质是用测量阻抗 与被保护线路的整定阻抗 比较。当短路点在保护范围以外时，即 时， 继电器不动作；当短路点在保护范围以内时，即 时， 继电器动作。距离保护又称为低阻抗保护.,图4-1 距离保护接线原理图,Z,1,2,3,4,k,使距离保护装置刚能动作的最大测量阻抗。,三个重要的基本概念,整定阻抗Zset：,测量阻抗Zm：,加入继电器的电压、电流的
34、比值。,起动阻抗Zop,指编制整定方案时，根据保护范围给出的阻抗。发生短路时，当测量阻抗等于或小于整定阻抗时继电器动作。,4.1.3 距离保护的构成,起动元件故障瞬间起动整套保护装置,根据被保护线路的不同，可选用过电流继电器、低阻抗继电器。,距离元件（阻抗元件）测量短路点到保护安装处的距离（即测量阻抗)。,时间元件按照故障点到保护安装处的远近，根据预定的时间特性确定动作的时限，以保证动作的选择性，一般采用时间继电器。,返回,阻抗继电器,阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装处的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否动作。,阻抗继电器按其构成方式的不同可分为单
35、相式和多相式两种。,阻抗继电器,阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装处的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否动作。,阻抗继电器按其构成方式的不同可分为单相式和多相式两种。,所谓输电线的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。,第四节 高压电动机及电力电容器组保护一、高压电动机保护高压电动机保护常用保护方式有电流速断保护和过负荷保护过负荷保护根据需要可动作于跳闸或作用于信号所以有时设置两套过负荷保
36、护，一套保护动作于跳闸，一套保护动作于信号2000 kW及以上大容量的高压电动机，普遍采用纵联差动保护代替电流速断保护。二、电力电容器组继电保护10 kV电容器保护配置: 对于电流速断保护，动作电流可取电容器组额定电流的2-2.5倍。动作时间为0,工厂供电系统的二次回路和自动装置,二次回路及其操作电源,一、概述,二次回路(即二次电路)：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。,按电源性质分：直流回路、交流回路,按用途分：断路器控制(操作)回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。,二次回路的操作电
37、源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。,二、直流操作电源,(一)由蓄电池组供电的直流操作电源,1铅酸蓄电池,采用铅酸蓄电池组作操作电源，工作可靠；但由于它充电时要排出氢和氧的混合气体，有爆炸危险，而且随着气体带出硫酸蒸气，有强腐蚀性，一般工厂供电系统中不予采用。,2镉镍蓄电池,采用镉镍蓄电池组作操作电源，除了工作可靠外，还有其大电流放电性能好，比功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间来装设，应用比较普遍。,(二)由整流装置供电的直流操作电源,1硅
38、整流电容储能式直流电源,单独采用硅整流器来作直流操作电源，在交流供电系统电压降低或电压消失时，将严重影响直流系统的正常工作，因此宜采用有电容储能的硅整流电源，在交流供电系统电压降低或消失时，由储能电容器对继电保护和跳闸回路供电，使其正常动作，如下图所示。,三、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，所有保护继电器、控制设备、信号装置及其他二次元件均应采用交流型式。,采用交流操作电源，可使二次回路简化，投资减少，维护方便，但是它不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。交流操作电源广泛用于中小工厂变配电所中断路器采用手动操作或弹簧操作及继电保护采用交流操作的场合。,高压
39、断路器的控制和信号回路,高压断路器控制回路：指控制(操作)高压断路器分、合闸的回路。电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。,信号回路：指示一次电路设备运行状态的二次回路。按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。,断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯(符号RD)亮，表示断路器在合闸位置；绿灯(符号GN)亮，表示断路器在分闸位置。,事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。一般是红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等。,预告信号是在一次设备出现不正常状
40、态时或在故障初期发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。,一、采用手动操作机构的断路器控制和信号回路,WC控制小母线,WS信号小母线,R1、 R2限流电阻，QM手动操作机构辅助触点,（具体过程见下页）,合闸时，推上操作机构手柄使断路器合闸。这时断路器的辅助触点QF34闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸。由于该回路有限流电阻R2，跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会动作。红灯RD亮，还表明跳闸回路及控制回路的熔断器FU1、FU2是完好的，即红灯RD同时起着监视跳闸回路完好性的作用。,分闸时，扳下操作机构手柄使断路器分闸。断路器的辅助触点QF34断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF1
41、2闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸。绿灯GN亮，还表明控制回路的熔断器FU1、FU2是完好韵，即绿灯GN同时起着监视控制回路完好性的作用。在断路器正常操作分、合闸时，由于操作机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF56都是同时切换的，总是一开一合，所以事故信号回路总是不通的，不会错误地发出事故信号。,当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR的回路(QF34原已闭合)，使断路器跳闸。随后QF34断开，使红灯RD灭，并切断YR的跳闸电源。与此同时，QF12闭合，使绿灯GN亮。这时操作机构的操作手柄虽然仍在合闸位置，但其黄色指示牌掉落，表示断路器自动跳闸
42、。同时事故信号回路接通，发出音响和灯光信号。这事故信号回路是按“不对应原理”接线的，由于操作手柄仍在合闸位置，其辅助触点QM闭合，而断路器已事故跳闸，其辅助触点QF56也返回闭合，因此事故信号回路接通。当值班员得知事故跳闸信号后，可将操作手柄扳下至分闸位置，这时黄色指示牌随之返回，事故信号也随之解除。控制回路中分别与指示灯GN和RD串联的电阻R1和R2，主要用来防止指示灯灯座短路时造成控制回路短路或断路器误跳闸。,一、电力线路的自动重合闸装置,由运行经验可知，电力系统的故障特别是架空线路上的短路故障大多是暂时性的，这些故障在断路器跳闸后，多数能很快地自行消除。如果采用自动重合闸装置(简称ARD
43、，或ZCH)，使断路器在自动跳闸后又自动重新合闸，大多能恢复供电，从而大大提高了供电可靠性。,一端供电线路的三相ARD，按自动重合闸的方法分，有机械式和电气式；按组成元件分，有机电型、晶体管型和微机型；按重合次数分，有一次重合式、二次重合式、三次重合式等。,工厂供电系统中采用的ARD，一般都是一次重合式(机械式或电气式)，因为一次重合式ARD比较简单经济，而且基本上能满足供电可靠性的要求，其原理如图所示。,YR跳闸线圈，YD合闸线圈，KO合闸接触器，KAR重合闸继电器,手动合闸时，按下SB1，使合闸接触器KO通电动作，从而使合闸线圈YO动作，使断路器合闸。手动分闸时，按下SB2，使跳闸线圈YR
44、通电动作，使断路器分闸。当一次电路发生短路故障时，保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF自动跳闸。与此同时，断路器辅助触点QF34闭合；而且重合闸继电器KAR起动，经整定的时限后其延时闭合常开触点闭合，使合闸接触器KO通电动作，从而使断路器重合闸。如果一次电路的短路故障是瞬时性的，已经消除，则重合成功。如果短路故障尚未消除，则保护装置又要动作，其出口继电器KM触点闭合，又使断路器跳闸。由于一次ARD采用了防跳措施(图上未示出)，因此不会再次重合闸。,二、备用电源自动投入装置,在要求供电可靠性较高的工厂变配电所中，如果在作为备用电源的线路上装设备用电源自动投入
45、装置(简称APD或BZT)，则在工作电源线路突然断电时，利用失压保护装置使该线路的断路器跳闸，而备用电源线路的断路器则在APD作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，从而提高供电的可靠性，保证对用户的不间断供电，其原理如下图所示。,假设电源进线WL1工作，WL2为备用，其断路器QF2断开，但其两侧隔离开关是闭合的(图上未绘出)。当回路WL1断电引起失压保护动作使QF1跳闸时，其常开触点QF1的3-4断开，使原来通电动作的时间继电器KT断电，但其延时断开触点尚未及断开，这时QF1的另一常闭触点12闭合，从而使合闸接触器KO通电动作，使断路器QF2的合闸线圈YO通电，使QF2合闸，投入备用电源WL2，恢复供电。WL2投入后，KT的延时断开触点断开，切断KO的回路，同时QF2的联锁触点12断开，防止YO长时间通电。,二次回路的基本知识,一、二次回路概述对吹电气设备进行监视、测量、模作、控制和保护的辅助设备称为二次设备(由二次设备连接成的回路称为二次回路c包括继电保护、自动装置、测量仪表、控制、信号和操作电源等,课程结束，谢谢！,
