礦山繼電保護(hù)裝置的整定與維護(hù)

1、任務(wù)1 常用礦山繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理,學(xué)習(xí)情景6 礦山繼電保護(hù)裝置的整定與維護(hù),知識(shí)目標(biāo)： 繼電保護(hù)裝置的作用及要求 常用保護(hù)繼電器的用途、結(jié)構(gòu)及工作原理 動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)、接線系數(shù)等概念 線路保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)與繼電保護(hù)的接線 能力目標(biāo)： 會(huì)正確繪制保護(hù)裝置的原理和展開圖 會(huì)為礦山供電被保護(hù)元件選配繼電保護(hù)裝置 會(huì)對(duì)繼電保護(hù)選用合理接線方式并能正確整定,一、繼電保護(hù)裝置的作用與要求 1.繼電保護(hù)裝置的作用 所謂繼電保護(hù)裝置，是指能反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備或線路 發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀，并能作用斷路器跳閘和發(fā)出信號(hào)的 一種自動(dòng)裝置。 繼電保護(hù)裝置的作用是：當(dāng)被保護(hù)線路或設(shè)備發(fā)生

2、故障時(shí)， 繼電保護(hù)裝置能借助斷路器，自動(dòng)地、迅速地、有選擇地將故障 部分?jǐn)嚅_，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)被保護(hù)設(shè)備或線路出現(xiàn) 正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠發(fā)出信號(hào)，提醒工作人員及 時(shí)采取措施,2對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求 （1）選擇性 （2）速動(dòng)性 （3）靈敏性 （4）可靠性,二、常用保護(hù)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(diǎn),動(dòng)觸點(diǎn),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿,標(biāo)度盤,2）電磁式中間繼電器,線圈,鐵芯,彈簧,銜鐵,動(dòng)觸點(diǎn),靜觸點(diǎn),靜觸點(diǎn),接線,接線端,底座,3）電磁式時(shí)間繼電器,線圈,鐵芯,銜鐵,返回彈簧,靜瞬時(shí)觸點(diǎn),絕緣桿,瞬時(shí)動(dòng)觸點(diǎn),壓桿,平

3、衡錘,擺動(dòng)卡板,扇形齒輪,傳動(dòng)齒輪,動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn),靜延時(shí)觸點(diǎn),標(biāo)度盤,拉引彈簧,彈簧拉力調(diào)節(jié)器,摩擦離合器,主齒輪,小齒輪,擎輪,傳動(dòng)齒輪,4）電磁式信號(hào)繼電器,DX-11型信號(hào)繼電器的結(jié)構(gòu),線圈,鐵芯,彈簧,銜鐵,信號(hào)牌,觀察玻璃窗口,復(fù)位旋鈕,動(dòng)觸點(diǎn),靜觸點(diǎn),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(shí)限特性，該繼電器應(yīng)用于電機(jī)、變壓器等主設(shè)備以及礦山輸配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)回路中，尤其適用于無直流設(shè)備的廠站，當(dāng)主設(shè)備或輸配電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，該繼電器能按預(yù)定的時(shí)限可靠動(dòng)作，切除故障部分。 該繼電器采用撥盤開關(guān)進(jìn)行整定，直觀方便，可靠性高；無直流

4、輔助電源，具有很強(qiáng)的抗干擾能力；不存在機(jī)電型過流繼電器的機(jī)械部分發(fā)卡現(xiàn)象，動(dòng)作值整定困難，動(dòng)作離散值較大等缺點(diǎn)。JGL-2/1114具有兩次掉牌顯示，可區(qū)分速斷動(dòng)作和過流動(dòng)作,2）工作原理 繼電器由模擬電路及數(shù)字電路構(gòu)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(yùn)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(hào)分別送到過流啟動(dòng)、速動(dòng)啟動(dòng)回路。輸入電流達(dá)到過流啟動(dòng)值時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，啟動(dòng)回路工作，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，繼電器出口。輸入電流達(dá)到或超過速動(dòng)整定值時(shí)，繼電器出口,3 ）技術(shù)數(shù)據(jù) 1）整定范圍 2）觸點(diǎn)形式 3）反時(shí)限啟動(dòng)電流極限誤差 4）反時(shí)限動(dòng)作延時(shí)平均誤差

5、5）特性曲線 6）速動(dòng)作時(shí)間 7）溫度變化引起的變差 （4）結(jié)構(gòu)及安裝,8）返回系數(shù) 9）延時(shí)動(dòng)作時(shí)間 10）功率消耗 11）絕緣性能 12）觸點(diǎn)性能 13）重量,三、電流保護(hù)裝置的接線方式 電流保護(hù)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(hù)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(wù)2 電網(wǎng)的過流保護(hù),知識(shí)目標(biāo): 開式電網(wǎng)定時(shí)限過流保護(hù)裝置的工作原理 開式電網(wǎng)定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定及計(jì)算 開式電網(wǎng)反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的工作原理 開式電網(wǎng)反時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定及計(jì)

6、算 能力目標(biāo): 會(huì)開式電網(wǎng)定時(shí)限過流保護(hù)裝置的計(jì)算 會(huì)開式電網(wǎng)定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定 會(huì)開式電網(wǎng)反時(shí)限過流保護(hù)裝置的計(jì)算 會(huì)開式電網(wǎng)反時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定,一、開式電網(wǎng)的定時(shí)限過電流保護(hù) 1保護(hù)裝置的工作原理,定時(shí)限過電流保護(hù)原理接線圖,2保護(hù)裝置的時(shí)限特性,保護(hù)區(qū)的劃分,3保護(hù)裝置的整定計(jì)算 (1）動(dòng)作電流的整定 過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 1) 當(dāng)被保護(hù)線路流過最大工作電流時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作，因此保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電 應(yīng)大于線路的最大工作電 ，即 線路的最大工作電流應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的尖峰負(fù)荷電流，即考慮短路故障消失后母線電壓恢復(fù)時(shí)，電氣設(shè)備自勵(lì)磁和電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)造成的影

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

8、流保護(hù)裝置不設(shè)延時(shí)元件，其動(dòng)作時(shí)限等 于電流繼電器和中間繼電器本身固有的動(dòng)作時(shí)間之和，約為 0.070.09s。 靠近電源側(cè)的各級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，取決于時(shí)限級(jí) 差的大小。越小，各級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)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(shí)限過電流保護(hù),1動(dòng)作電流的整定 反時(shí)限過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定計(jì)算，靈敏度校 驗(yàn)，除計(jì)算動(dòng)作電流時(shí)可靠系數(shù)取1.21.4外，其他與定時(shí) 限過電流保護(hù)裝置相同，此處不再贅述。 2動(dòng)作時(shí)限的整定 為了保證動(dòng)作的選擇性，反時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的 整定，也應(yīng)滿足時(shí)限的階梯原則，但由于感應(yīng)式電流繼電器 的動(dòng)作時(shí)限與短路電流的大小有關(guān)，因此相鄰

9、線路之間的時(shí) 限配合較為復(fù)雜。下面以下圖中保護(hù)裝置1為例說明兩個(gè) 反時(shí)限過電流保護(hù)配合時(shí)，時(shí)限整定的方法和步驟,反時(shí)限過電流保護(hù)裝置 接線圖,反時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限配合 a-時(shí)限配合曲線；b-時(shí)限整定,例題 ： 某10kV供電線路如下圖所示，線路WL1、WL2均裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。已知保護(hù)裝置的動(dòng)作電流8A，10倍動(dòng)作電流時(shí)的動(dòng)作時(shí)限為0.7s?，F(xiàn)已知S1點(diǎn)的三相短路電流1000A，800A，S2點(diǎn)的三相短路電流600A，線路WL1的最大工作電流為190A。若保護(hù)裝置采用不完全星形接線，試整定保護(hù)裝置1的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限,任務(wù)3 電網(wǎng)的接地保護(hù),知識(shí)目標(biāo)： 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(hù) 零序電流保護(hù)裝置工作原理 零序電流保護(hù)裝置整定與維護(hù) 能力目標(biāo)： 會(huì)絕緣監(jiān)視裝置工作原理整定與維護(hù) 會(huì)零序電流保護(hù)裝置整定與維護(hù),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(jié)構(gòu)圖,零序電流保護(hù)的接線 a-架空線路；b-電纜線路,保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定必須保證選擇性。當(dāng)電網(wǎng)某線 路發(fā)生單相接地故障時(shí)，因?yàn)榉枪收暇€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(hù)不應(yīng)動(dòng) 作。因此其動(dòng)作電流應(yīng)為,知識(shí)目標(biāo)： 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu) 瓦斯繼電器的工作原理 瓦斯繼電器安裝 能力目標(biāo)： 會(huì)瓦斯繼電器的安裝 會(huì)瓦斯繼電器的常見故障處理,任務(wù)4 電

11、力變壓器的瓦斯保護(hù),對(duì)于變壓器的故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè) 以下保護(hù)裝置。 瓦斯保護(hù)。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 過電流保護(hù)。作為變壓器外部短路及其主保護(hù)的后 備保護(hù)。 過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)作用于信號(hào)。對(duì) 無人值班的變電所，可作用于跳閘或自動(dòng)切除一部分負(fù)荷,一、瓦斯繼電器 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)，短路電流所產(chǎn)生的電弧或內(nèi)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(hào)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置稱為瓦斯保護(hù) 裝置。瓦斯保護(hù)可反映變壓器油箱內(nèi)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(fù)合式瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)圖。變壓 器正常工作時(shí)，輕瓦斯部分

12、的開口杯5處于上浮位置，干簧 觸點(diǎn)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(diǎn)13斷開,QJ1-80型復(fù)合式瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)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(diǎn),調(diào)節(jié)桿,干簧觸點(diǎn),套管,排氣口,當(dāng)變壓器油箱內(nèi)產(chǎn)生輕微故障時(shí)，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(diǎn)15，其干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕 瓦斯信號(hào)。 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量的氣體，強(qiáng) 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(diǎn)13，觸點(diǎn)閉

13、合，重瓦 斯動(dòng)作使斷路器跳閘，切斷變壓器電源,變壓器嚴(yán)重漏油時(shí)，油面降低，達(dá)到一定程度時(shí)，干簧 觸點(diǎn)15閉合，同樣發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。 瓦斯繼電器的調(diào)整，按重瓦斯和輕瓦斯分別進(jìn)行調(diào)整。 重瓦斯是通過調(diào)節(jié)桿14，改變彈簧9的反作用力，來調(diào)整重 瓦斯動(dòng)作的油流速度；螺桿12用來調(diào)節(jié)磁鐵11與干簧觸點(diǎn)13 之間的距離。輕瓦斯是通過改變重鍾6的位置，來調(diào)節(jié)輕瓦 斯觸點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積,二、變壓器的瓦斯保護(hù),瓦斯保護(hù)原理接線圖,KG為瓦斯繼電器，KS為信號(hào)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(dòng)作時(shí)，其上觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。重瓦斯動(dòng)作時(shí)，其下觸點(diǎn)閉合，由KS發(fā)出重瓦斯信號(hào)，同時(shí)繼電器KM吸合使變壓器兩側(cè)的斷路器跳閘。由于重瓦斯保護(hù)是按油的流速大小動(dòng)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(dòng)作后必須有自保持回路，以保證有足夠的時(shí)間使斷路器