礦山繼電保護裝置的整定與維護

1、任務1 常用礦山繼電保護裝置的結構及工作原理,學習情景6 礦山繼電保護裝置的整定與維護,知識目標： 繼電保護裝置的作用及要求 常用保護繼電器的用途、結構及工作原理 動作電流、返回電流、返回系數(shù)、接線系數(shù)等概念 線路保護裝置的結構與繼電保護的接線 能力目標： 會正確繪制保護裝置的原理和展開圖 會為礦山供電被保護元件選配繼電保護裝置 會對繼電保護選用合理接線方式并能正確整定,一、繼電保護裝置的作用與要求 1.繼電保護裝置的作用 所謂繼電保護裝置，是指能反映電力系統(tǒng)中電氣設備或線路 發(fā)生的故障或不正常運行狀，并能作用斷路器跳閘和發(fā)出信號的 一種自動裝置。 繼電保護裝置的作用是：當被保護線路或設備發(fā)生

2、故障時， 繼電保護裝置能借助斷路器，自動地、迅速地、有選擇地將故障 部分斷開，保證非故障部分繼續(xù)運行；當被保護設備或線路出現(xiàn) 正常運行狀態(tài)時，繼電保護裝置能夠發(fā)出信號，提醒工作人員及 時采取措施,2對繼電保護裝置的要求 （1）選擇性 （2）速動性 （3）靈敏性 （4）可靠性,二、常用保護繼電器 1、電磁式繼電器 （1）電磁式電流繼電器,線圈,鐵芯,鋼舌片,繼電器軸,反作用彈簧,軸承,靜觸點,動觸點,調節(jié)轉桿,標度盤,2）電磁式中間繼電器,線圈,鐵芯,彈簧,銜鐵,動觸點,靜觸點,靜觸點,接線,接線端,底座,3）電磁式時間繼電器,線圈,鐵芯,銜鐵,返回彈簧,靜瞬時觸點,絕緣桿,瞬時動觸點,壓桿,平

3、衡錘,擺動卡板,扇形齒輪,傳動齒輪,動延時觸點,靜延時觸點,標度盤,拉引彈簧,彈簧拉力調節(jié)器,摩擦離合器,主齒輪,小齒輪,擎輪,傳動齒輪,4）電磁式信號繼電器,DX-11型信號繼電器的結構,線圈,鐵芯,彈簧,銜鐵,信號牌,觀察玻璃窗口,復位旋鈕,動觸點,靜觸點,接線端,接線端,2靜態(tài)過流繼電器 （1） 主要用途及其作用 JGL-2型過電流繼電器具有反時限特性，該繼電器應用于電機、變壓器等主設備以及礦山輸配電系統(tǒng)的繼電保護回路中，尤其適用于無直流設備的廠站，當主設備或輸配電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時，該繼電器能按預定的時限可靠動作，切除故障部分。 該繼電器采用撥盤開關進行整定，直觀方便，可靠性高；無直流

4、輔助電源，具有很強的抗干擾能力；不存在機電型過流繼電器的機械部分發(fā)卡現(xiàn)象，動作值整定困難，動作離散值較大等缺點。JGL-2/1114具有兩次掉牌顯示，可區(qū)分速斷動作和過流動作,2）工作原理 繼電器由模擬電路及數(shù)字電路構成，輸入電流一路經(jīng)電流變換器，經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后取出直流電源供產(chǎn)品運行工作。另一路經(jīng)電流變換器，經(jīng)過整流、濾波，將過流信號分別送到過流啟動、速動啟動回路。輸入電流達到過流啟動值時，觸發(fā)器翻轉，啟動回路工作，達到預定時間后，繼電器出口。輸入電流達到或超過速動整定值時，繼電器出口,3 ）技術數(shù)據(jù) 1）整定范圍 2）觸點形式 3）反時限啟動電流極限誤差 4）反時限動作延時平均誤差

5、5）特性曲線 6）速動作時間 7）溫度變化引起的變差 （4）結構及安裝,8）返回系數(shù) 9）延時動作時間 10）功率消耗 11）絕緣性能 12）觸點性能 13）重量,三、電流保護裝置的接線方式 電流保護的接線方式是指電流繼電器與電流互感器的連 接方式。常用的接線方式有三種，如下圖所示。 電流保護的接線方式 a-完全星形接線；b-不完全星形接線；c-兩相電流差接線,完全星形接線,不完全星形接線,兩相電流差接線,任務2 電網(wǎng)的過流保護,知識目標: 開式電網(wǎng)定時限過流保護裝置的工作原理 開式電網(wǎng)定時限過流保護裝置的整定及計算 開式電網(wǎng)反時限過電流保護裝置的工作原理 開式電網(wǎng)反時限過流保護裝置的整定及計

6、算 能力目標: 會開式電網(wǎng)定時限過流保護裝置的計算 會開式電網(wǎng)定時限過流保護裝置的整定 會開式電網(wǎng)反時限過流保護裝置的計算 會開式電網(wǎng)反時限過流保護裝置的整定,一、開式電網(wǎng)的定時限過電流保護 1保護裝置的工作原理,定時限過電流保護原理接線圖,2保護裝置的時限特性,保護區(qū)的劃分,3保護裝置的整定計算 (1）動作電流的整定 過電流保護裝置的動作電流應滿足以下兩個條件： 1) 當被保護線路流過最大工作電流時，保護裝置不應動作，因此保護裝置的一次動作電 應大于線路的最大工作電 ，即 線路的最大工作電流應考慮可能出現(xiàn)的尖峰負荷電流，即考慮短路故障消失后母線電壓恢復時，電氣設備自勵磁和電動機自起動造成的影

7、響，尤其是電動機自起動的影響。其值可用下式計算,考慮保護裝置的接線系數(shù) ，電流互感器的變比 ，則 繼電器的動作電流 為 繼電器的返回系數(shù) ：對DL型繼電器取0.85；對GL型 繼電器取0.8；對晶體管繼電器取0.850.90,2）靈敏度校驗 按躲過最大工作電流整定的過流保護裝置，能保證在線路正常工作時，過電流保護裝置不會誤動作；但是，還需保證在被保護范圍內發(fā)生短路故障時，保護裝置都能靈敏動作。 這一點由靈敏系數(shù)來保障。保護裝置的動作靈敏度可用下式校驗,3）保護裝置的時限整定 定時限過流保護裝置的時限整定，應遵守時限的階梯原 則。為了使保護裝置以可能的最小的時限切除故障線路，位 于電網(wǎng)末端的過電

8、流保護裝置不設延時元件，其動作時限等 于電流繼電器和中間繼電器本身固有的動作時間之和，約為 0.070.09s。 靠近電源側的各級保護裝置的動作時限，取決于時限級 差的大小。越小，各級保護裝置的動作時限越小。但不可過 小，否則不能保證選擇性,二、開式電網(wǎng)的反時限過電流保護,1動作電流的整定 反時限過電流保護裝置的動作電流整定計算，靈敏度校 驗，除計算動作電流時可靠系數(shù)取1.21.4外，其他與定時 限過電流保護裝置相同，此處不再贅述。 2動作時限的整定 為了保證動作的選擇性，反時限過電流保護動作時限的 整定，也應滿足時限的階梯原則，但由于感應式電流繼電器 的動作時限與短路電流的大小有關，因此相鄰

9、線路之間的時 限配合較為復雜。下面以下圖中保護裝置1為例說明兩個 反時限過電流保護配合時，時限整定的方法和步驟,反時限過電流保護裝置 接線圖,反時限過電流保護的時限配合 a-時限配合曲線；b-時限整定,例題 ： 某10kV供電線路如下圖所示，線路WL1、WL2均裝設反時限過電流保護裝置。已知保護裝置的動作電流8A，10倍動作電流時的動作時限為0.7s?，F(xiàn)已知S1點的三相短路電流1000A，800A，S2點的三相短路電流600A，線路WL1的最大工作電流為190A。若保護裝置采用不完全星形接線，試整定保護裝置1的動作電流和動作時限,任務3 電網(wǎng)的接地保護,知識目標： 絕緣監(jiān)視裝置工作原理 絕緣監(jiān)

10、視裝置工作原理整定與維護 零序電流保護裝置工作原理 零序電流保護裝置整定與維護 能力目標： 會絕緣監(jiān)視裝置工作原理整定與維護 會零序電流保護裝置整定與維護,一、絕緣監(jiān)視裝置,電網(wǎng)絕緣監(jiān)視裝置的原理接線圖,三相五柱式電壓互感器的結構圖,零序電流保護的接線 a-架空線路；b-電纜線路,保護裝置的動作電流整定必須保證選擇性。當電網(wǎng)某線 路發(fā)生單相接地故障時，因為非故障線路流過的零序電流是 其本身的電容電流，在此電流作用下，零序電流保護不應動 作。因此其動作電流應為,知識目標： 瓦斯繼電器結構 瓦斯繼電器的工作原理 瓦斯繼電器安裝 能力目標： 會瓦斯繼電器的安裝 會瓦斯繼電器的常見故障處理,任務4 電

11、力變壓器的瓦斯保護,對于變壓器的故障及不正常運行狀態(tài)，變壓器應裝設 以下保護裝置。 瓦斯保護。 縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。 過電流保護。作為變壓器外部短路及其主保護的后 備保護。 過負荷保護。變壓器的過負荷保護作用于信號。對 無人值班的變電所，可作用于跳閘或自動切除一部分負荷,一、瓦斯繼電器 當變壓器油箱內故障時，短路電流所產(chǎn)生的電弧或內部 某些部件發(fā)熱，將使變壓器油和其它絕緣物分解而產(chǎn)生大量 氣體，利用這種氣體作為信號實現(xiàn)保護的裝置稱為瓦斯保護 裝置。瓦斯保護可反映變壓器油箱內部的各種故障和油面降 低等不正常狀態(tài),下圖為QJ1-80型復合式瓦斯繼電器的結構圖。變壓 器正常工作時，輕瓦斯部分

12、的開口杯5處于上浮位置，干簧 觸點15斷開；重瓦斯部分的檔板10，在彈簧9的保持下，處 于正常位置，雙干簧觸點13斷開,QJ1-80型復合式瓦斯繼電器結構圖,罩,頂針,氣塞,磁鐵,開口杯,重錘,探針,開口銷,彈簧,擋板,磁鐵,螺桿,干簧觸點,調節(jié)桿,干簧觸點,套管,排氣口,當變壓器油箱內產(chǎn)生輕微故障時，產(chǎn)生氣體量較少，它 聚集在瓦斯繼電器上部，迫使油面下降，開口杯5隨油面降 低而下沉，使磁鐵4靠近觸點15，其干簧觸點閉合，發(fā)出輕 瓦斯信號。 當變壓器油箱內發(fā)生嚴重故障時，產(chǎn)生大量的氣體，強 烈的油氣流沖擊擋板10，擋板克服彈簧的反作用力而斜倒， 使固定在擋板上的磁鐵11靠近干簧觸點13，觸點閉

13、合，重瓦 斯動作使斷路器跳閘，切斷變壓器電源,變壓器嚴重漏油時，油面降低，達到一定程度時，干簧 觸點15閉合，同樣發(fā)出輕瓦斯信號。 瓦斯繼電器的調整，按重瓦斯和輕瓦斯分別進行調整。 重瓦斯是通過調節(jié)桿14，改變彈簧9的反作用力，來調整重 瓦斯動作的油流速度；螺桿12用來調節(jié)磁鐵11與干簧觸點13 之間的距離。輕瓦斯是通過改變重鍾6的位置，來調節(jié)輕瓦 斯觸點動作的氣體容積,二、變壓器的瓦斯保護,瓦斯保護原理接線圖,KG為瓦斯繼電器，KS為信號繼電器，KM為帶串聯(lián)自保持電流線圈的中間繼電器。輕瓦斯動作時，其上觸點閉合，發(fā)出輕瓦斯信號。重瓦斯動作時，其下觸點閉合，由KS發(fā)出重瓦斯信號，同時繼電器KM吸合使變壓器兩側的斷路器跳閘。由于重瓦斯保護是按油的流速大小動作的，而油的流速在故障中往往是不穩(wěn)定的。所以重瓦斯動作后必須有自保持回路，以保證有足夠的時間使斷路器