第四章工廠變配電系統(tǒng)的保護及二次回路

1、1. 了解什么是繼電保護裝置，有何作用，對其有了解什么是繼電保護裝置，有何作用，對其有哪些基本要求。哪些基本要求。2. 掌握繼電保護裝置的組成及基本原理。掌握繼電保護裝置的組成及基本原理。一、一、 繼電保護裝置的作用繼電保護裝置的作用1. 繼電器及繼電保護裝置定義繼電器及繼電保護裝置定義繼電器定義：一種在其輸入的物理量達到規(guī)定值時，其電氣輸出電路接通或分斷的自動電器。繼電保護裝置定義：指一個或多個保護元件（如繼電器）和邏輯元件按要求組配在一起、并完成電力系統(tǒng)中某項特定保護功能的裝置。2. 繼電保護裝置的作用繼電保護裝置的作用（1）供電系統(tǒng)故障時，自動、迅速、有選擇性地將故障電氣元件從供電系統(tǒng)中

2、切除，使其他非故障部分迅速恢復正常供電。（2）供電系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，能正確反應電氣設備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)要求，發(fā)出預報信號。（3）繼電保護裝置與供電系統(tǒng)的自動裝置配合，可以大大縮短事故停電時間，從而提高供電系統(tǒng)的運行可靠性。3. 繼電保護裝置基本要求繼電保護裝置基本要求繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。 （1）動作選擇性（2）動作速動性（3）動作靈敏性（4）動作可靠性 二、二、 繼電保護裝置的基本原理繼電保護裝置的基本原理 繼電保護裝置主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化構(gòu)成繼電保護動作的原理。繼電保護裝置原

3、理框圖（1）取樣單元（測量部分）（2）比較鑒別單元（邏輯部分）（3）處理單元（4）執(zhí)行單元（5）控制及操作電源1. 了解典型的電磁式繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和文字代了解典型的電磁式繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和文字代號、圖形符號。號、圖形符號。2. 掌握電磁式電流繼電器、時間繼電器、信號掌握電磁式電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器等的作用、工作原理。繼電器等的作用、工作原理。一、電磁式電流繼電器（一、電磁式電流繼電器（KA） 1. 作用及符號作用及符號電磁式電流繼電器圖形符號a) 集中表示的圖形符號b) 分開表示的圖形符號2. 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成DL -10 系列電磁式電流繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1電流線圈2電磁鐵3Z 形鋼舌

4、片(銜鐵) 4靜觸點5動觸點6啟動電流調(diào)節(jié)手柄7銘牌(標度盤) 8軸承9反作用彈簧10軸二、電磁式時間繼電器二、電磁式時間繼電器1. 作用及符號作用及符號時間繼電器圖形符號a) 通電延時型b) 斷電延時型 2. 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成DS -110、DS -120 系列時間繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1線圈2電磁鐵3可動鐵心4返回彈簧5、6瞬時靜觸點7絕緣件8瞬時動觸點9壓桿 10平衡錘11擺動卡板 12扇形齒輪13傳動齒輪14主動觸點15主靜觸點 16動作時限標度盤17拉引彈簧18彈簧拉力調(diào)節(jié)機構(gòu) 19摩擦離合器 20主齒輪21小齒輪22掣輪23、24鐘表機構(gòu)傳動齒輪三、電磁式中間繼電器（三、電磁式中間繼電器

5、（KM）1. 作用及符號作用及符號中間繼電器圖形符號（線圈和觸頭） 2. 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成DZ10 系列中間繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1線圈2電磁鐵3彈簧4銜鐵5動觸點6、7靜觸點8連接線9接線端子10底座四、電磁式信號繼電器（四、電磁式信號繼電器（KS）1. 作用及符號作用及符號電磁式信號繼電器在繼電保護裝置中，屬于信號單元器件，用來發(fā)出保護裝置動作的指示信號。電磁式信號繼電器圖形符號 2. 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成DX -11 型電磁式信號繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1線圈2電磁鐵3彈簧4銜鐵 5信號牌6玻璃窗口7復位旋鈕 8動觸點9靜觸點10接線端子1. 了解變壓器常見的繼電保護方式了解變壓器常見的繼電保護方式: 瓦

6、斯保護、過電瓦斯保護、過電流保護、電流速斷保護、差動保護等。流保護、電流速斷保護、差動保護等。2. 掌握變壓器瓦斯保護、定時限過電流保護的原理。掌握變壓器瓦斯保護、定時限過電流保護的原理。 一、電力變壓器故障類型一、電力變壓器故障類型1. 內(nèi)部故障指油箱內(nèi)的短路故障：包括變壓器繞組的相間短路、變壓器繞組的匝間短路、中性點接地側(cè)的單相接地短路故障。2. 外部故障指油箱外引出線的短路故障：包括相間短路、單相接地短路故障。 二、變壓器繼電保護措施二、變壓器繼電保護措施1. 瓦斯保護瓦斯保護瓦斯保護又稱氣體保護，是利用瓦斯繼電器（氣體繼電器）來保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護。FJ3 -80

7、 型瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖1上開口杯2永久磁鐵3干簧觸點4下開口杯5進油擋板6平衡錘7擋板8支架9探針10放氣閥（1）瓦斯繼電器保護原理1）輕瓦斯動作2）重瓦斯動作（2）變壓器瓦斯保護的接線瓦斯繼電器實物圖變壓器瓦斯保護原理圖T電力變壓器KG瓦斯繼電器KS信號繼電器KM中間繼電器QF斷路器YR跳閘線圈XB切換片2. 過電流保護過電流保護過電流保護框圖KA電流繼電器KT時間繼電器KS信號繼電器KM中間繼電器（1）定時限過電流保護裝置的組成和工作原理定時限過電流保護的原理與接線圖a) 原理圖b) 接線圖QF斷路器KA電流繼電器KT時間繼電器KS信號繼電器KM中間繼電器YRQF 跳閘線圈TA電流互感器（2

8、）反時限過電流保護裝置的組成和原理反時限過電流保護的原理與接線圖a) 原理圖b) 接線圖QF斷路器KA電流繼電器YRQF 跳閘線圈TA電流互感器 3. 電流速斷保護電流速斷保護定時限過電流保護和電流速斷保護電路圖DL 系列、GL 系列電流繼電器實物圖a) DL -20C 電流繼電器 b) GL -20 電流繼電器 4. 差動保護差動保護差動保護是根據(jù)基爾霍夫第一定律原理，利用故障時產(chǎn)生的不平衡電流使保護用繼電器動作，使被保護設備的電源斷路器開關(guān)跳閘，切斷故障的一種保護。變壓器的差動保護主要用來保護變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間及相對外殼的短路，也可用來保護變壓器的匝間短路，其保護區(qū)在變壓

9、器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。 1. 了解高壓線路常見故障及采取的保護措施。了解高壓線路常見故障及采取的保護措施。2. 了解高壓線路電流速斷保護的死區(qū)及對策。了解高壓線路電流速斷保護的死區(qū)及對策。3. 掌握繼電保護裝置常見的接線方式。掌握繼電保護裝置常見的接線方式。4. 掌握高壓線路定時限保護、電流速斷保護的工掌握高壓線路定時限保護、電流速斷保護的工作原理。作原理。一、工廠高壓線路常見故障一、工廠高壓線路常見故障工廠架空高壓線路易發(fā)生斷線、碰線、絕緣子被擊穿、相間飛弧、各種形式的短路等故障。針對以上故障，常采取相間短路保護、單相接地保護和過負荷保護等。二、繼電保護裝置的接線方式二、繼電保護裝

10、置的接線方式1. 兩相一繼電器式接線兩相一繼電器式接線兩相一繼電器式繼電保護接線圖2. 兩相兩繼電器式接線兩相兩繼電器式接線兩相兩繼電器式繼電保護接線圖3. 三相三繼電器式接線三相三繼電器式接線在被保護線路的每一相上都裝有電流互感器和電流繼電器，分別反應每相電流的變化，這種接線方式對各種形式的短路故障都有反應。當發(fā)生任何形式的相間短路時，最少有兩個電流互感器二次側(cè)的繼電器中流過故障相對應的二次故障電流，故至少有兩個繼電器動作。 三、定時限過電流保護三、定時限過電流保護 高壓電力線路定時限過電流保護，其結(jié)構(gòu)組成、原理與變壓器過電流保護相同。定時限過電流保護的動作電流應躲過線路的最大負荷電流，以免

11、在最大負荷電流通過時保護裝置誤動作。四、電流速斷保護四、電流速斷保護高壓電力線路電流速斷保護，其結(jié)構(gòu)組成、原理與變壓器電流速斷保護相同。 這種保護裝置不能保護的區(qū)域稱為死區(qū)。為彌補這種缺陷，凡裝設有電流速斷保護的線路，必須配備帶時限的過電流保護。1. 了解什么是高壓電動機及其優(yōu)缺點。了解什么是高壓電動機及其優(yōu)缺點。2. 掌握高壓電動機相間短路保護、過負荷保護的掌握高壓電動機相間短路保護、過負荷保護的原理、接線方法及要求。原理、接線方法及要求。一、相間短路保護一、相間短路保護1. 采用電流速斷保護接線2. 采用縱聯(lián)差動保護接線二、過負荷保護二、過負荷保護三、欠電壓保護三、欠電壓保護了解變配電站的

12、操作電源與自動裝置的種類、了解變配電站的操作電源與自動裝置的種類、作用等。作用等。 一、操作電源一、操作電源在變配電系統(tǒng)中，高壓斷路器的合閘回路、跳閘回路、控制回路、信號回路、保護回路以及繼電保護裝置中的操作回路等所需要的電源稱為操作電源。變配電站中的操作電源有交、直流兩大類。 1. 由蓄電池組供電的直流操作電源由蓄電池組供電的直流操作電源種類組成鉛酸蓄電池 鉛酸蓄電池的正極二氧化鉛 （PbO2 ）和負極鉛 （Pb）插入稀硫酸 (H2 SO4 )溶液里，就發(fā)生化學變化。在兩極板上產(chǎn)生不同的電位，這兩個電位在外電路斷開時的電位差就是蓄電池的電勢。單個鉛蓄電池的額定端電壓為 2 V，當多個鉛酸蓄電

13、池通過串、并聯(lián)的方式組合后，可獲得 220 V的直流操作電壓鎘鎳蓄電池 鎘鎳蓄電池的正極為氧化鎳氧化鎳 Ni (OH)3 或三氧化二鎳 ( Ni2 O3 )正極的活性物，負極為鎘 (Cd)，溶液為氧化鉀 (KOH)或氧化鈉 (NaOH)等堿溶液。鎘鎳蓄電池單個額定端電壓為1. 2 V，充電終了時端電壓可達1. 75 V蓄電池組電源2. 由整流裝置供電的直流操作電源由整流裝置供電的直流操作電源帶電容器儲能的直流裝置C1、C2儲能電容器WC控制小母線WF閃光信號小母線WO合閘小母線帶鎘鎳電池組儲能的直流裝置3. 交流操作電源交流操作電源采用交流操作電源時，對控制、信號、自動裝置及事故照明等均由所用

14、變壓器供電。而對于某些繼電保護裝置，通常則由專用的電流互感器所傳遞的短路電流作為操作電源。二、自動裝置二、自動裝置1. 電力線路的自動重合閘裝置電力線路的自動重合閘裝置電氣一次自動重合閘基本原理電路圖2. 備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置主電路圖a) 明備用b) 暗備用1. 了解變配電所斷路器的控制回路和信號回路。了解變配電所斷路器的控制回路和信號回路。2. 了解變配電所中央信號裝置。了解變配電所中央信號裝置。一、斷路器的控制和信號回路一、斷路器的控制和信號回路1. 控制開關(guān)控制開關(guān)控制開關(guān)又稱萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，是控制回路中的主要元件，運行人員通過控制開關(guān)，發(fā)出操作命令

15、，對斷路器進行手動合閘或跳閘操作。控制開關(guān)是一種有轉(zhuǎn)動手柄的組合式開關(guān)。它由外殼、轉(zhuǎn)動手柄和觸點盒等幾部分組成，每個控制開關(guān)所裝觸點的節(jié)數(shù)及形式可根據(jù)不同的控制回路進行組合。2斷路器的操作機構(gòu)斷路器的操作機構(gòu)斷路器的操作機構(gòu)是指使斷路器分、合閘操作的機構(gòu)。斷路器操作機構(gòu)的類型有電磁操作機構(gòu)（CD）、彈簧儲能操作機構(gòu)（CT）、手動操作機構(gòu)（CS）及液壓操作機構(gòu)（CY）等。目前用得最多的是電磁操作機構(gòu)。 3. 手動操作的斷路器控制和信號回路手動操作的斷路器控制和信號回路手動操作的斷路器控制回路和信號回路WC控制小母線WS信號小母線HG綠色指示燈HR紅色指示燈R限流電阻器 YR跳閘線圈(脫扣器) K

16、M繼電保護觸點QF1 3斷路器QF 的輔助觸點 QM手動操作機構(gòu)輔助觸點4. 電磁操作的斷路器控制回路和信號回路電磁操作的斷路器控制回路和信號回路電磁操作機構(gòu)的斷路器控制回路和信號回路WC控制小母線WL燈光指示小母線WF閃光信號小母線WS信號小母線WAS事故信號音響小母線 WO合閘小母線SA控制開關(guān)KO合閘接觸器YO電磁合閘線圈YR跳閘線圈KA繼電保護觸點 QF1 3斷路器QF 的輔助觸點HG綠色指示燈HR紅色指示燈ON合閘操作方向OFF跳閘操作方向 二、中央信號裝置二、中央信號裝置中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室中的信號裝置。1. 事故信號裝置事故信號裝置事故信號的作用是在斷路器事故跳閘時，通知值班人員。斷路器事故跳閘時有兩種信號：音響信號通常采用電笛（蜂鳴器）和燈光信號（綠燈閃光）。由ZC -23 型沖擊繼電器構(gòu)成的事故音響信號裝置WS信號小母線WA