任務(wù)一繼電保護的基本元件.ppt

1、,電力系統(tǒng)微機繼電保護,任務(wù)1-2 繼電保護基本元件,河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系,知識目標 (1)熟悉互感器 (2)了解常用電磁型繼電器、變換器的分類與符號 能力目標 掌握互感器的作用及分類、常用 電磁型繼電器的作用。,任務(wù)1-2 繼電保護基礎(chǔ)元件,繼電器,繼電器是各種繼電保護裝置的基本組成元件。一般來說，按預(yù)先整定的輸入量動作，并具有電路控制功能的元件稱為繼電器。 當(dāng)輸入量等于起動量時，輸出量突然增大，稱為動作。當(dāng)輸入量小于返回值時，稱為繼電器返回。 常開觸點: 當(dāng)繼電器輸入量未達到整定值時，斷開的觸點稱為常開觸點。常開觸點，也稱動合觸點。 常閉觸點: 當(dāng)繼電器輸入量未達到整定值時，閉

2、合的觸點稱為常閉觸點。常閉觸點也稱動斷觸點。,使繼電器的正常位置時的功能產(chǎn)生變化，稱為起動。繼電器完成所規(guī)定的任務(wù)，稱為動作。從動作狀態(tài)回到初始位置，稱為復(fù)歸。失去動作狀態(tài)下的功能，稱為返回。,繼電器型號含義：,電磁型繼電器,電磁型繼電器主要有三種不同的結(jié)構(gòu)型式，即螺管線圈式、吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動舌片式，如下圖所示。,電磁型繼電器的基本工作原理如下： 當(dāng)在繼電器的線圈3中通入電流時，就在鐵芯中產(chǎn)生磁通，鐵芯、空氣隙和銜鐵構(gòu)成閉合磁路。銜鐵被磁化后，產(chǎn)生電磁力F和電磁力矩M ，當(dāng)電流足夠大時，電磁力矩足以克服彈簧的反作用力矩，銜鐵被吸向電磁鐵，動合觸點閉合，繼電器動作。 電磁力矩與電流平方成正比，與

3、通入線圈中電流方向無關(guān)，為一恒定旋轉(zhuǎn)方向力矩。,電磁型電流繼電器(KA),1.動作電流：能使電流繼電器動作的最小電流，以Iop表示； 2.返回電流：能使電流繼電器返回的最大電流，以Ir表示 3.返回系數(shù)：返回電流與動作電流之比，以Kr表示。即 Kr=IrIop 注：電流繼電器返回系數(shù)小于1，一般為0.850.9。,電磁型電壓繼電器 (KV),其線圈所用導(dǎo)線細且匝數(shù)多，流入繼電器中的電流正比與加于繼電器線圈上的電壓。 1.分類：分為過電壓繼電器和低電壓繼電器 2.低電壓繼電器的工作原理：電力系統(tǒng)正常運行時，電壓較高，低電壓繼電器動斷觸點斷開，當(dāng)發(fā)生故障，電壓低于動作電壓時，繼電器動作，觸點閉合；

4、故障切除后系統(tǒng)電壓升高時，繼電器返回，觸點再次斷開。（動斷觸點，也稱為常閉：指不加入電壓時其觸點是閉合的。） 繼電器實際上可分為兩大類：過動作量繼電器（電流繼電器、過電壓繼電器）和欠動作量繼電器（低電壓繼電器）,時間繼電器,作用：時間繼電器在保護裝置中作為時間元件，用來建立 必要的動作延時。時間繼電器除了延時觸點外，有的還有一對瞬時切換觸點，或一對滑動延時觸點。時間繼電器斷電時，繼電器瞬時返回，觸點全部恢復(fù)原始態(tài)。,信號繼電器,作用：信號繼電器在繼電保護及自動裝置中作為動作指示器。信號繼電器動作時，一方面有掉牌指示或燈光指示，另一方面又閉合其機械自保持觸點，接通燈光或音響回路，這些信號均由運行

5、人員手動加以復(fù)歸。 特點：動作后觸點自保持，應(yīng)手動復(fù)歸。,中間繼電器,電磁式中間繼電器常用在保護裝置的出口回路中，用來接通斷路器的跳閘回路，故又稱為出口繼電器。 特點： 增加觸點數(shù)量，以便控制不同的回路； 增加觸點容量，以便斷開或接通較大電流的回路； 提供必要的延時,以便滿足保護及自動裝置的要求。,阻抗繼電器 阻抗繼電器是距離保護的核心,其主要作用是測量短路點到保護安裝處之間的阻抗，并與整定阻抗值進行比較，以確定保護是否應(yīng)該動作。 差動繼電器 作為差動保護裝置，差動繼電器由位于系統(tǒng)中兩個不同位置的電流互感器提供反饋信息。差動繼電器對電流進行比較，如果存在不同則表示受保護區(qū)域內(nèi)有故障存在。這些裝

6、置常被用于保護發(fā)電機或變壓器的線圈。,互感器,1互感器電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱，又稱儀用變壓器或測量互感器。 2作用：根據(jù)變壓器的變壓、變流原理將一次電量（電壓、電流）轉(zhuǎn)變?yōu)橥愋偷亩坞娏?，該二次電量可作為二次回路中測量儀表、保護繼電器等設(shè)備的電源或信號源 3主要功能： （1）變換功能 將一次回路的大電壓和大電流變換成適合儀表、繼電器工作的小電壓和小電流。 （2）隔離和保護功能 作為一、二次電路之間的中間元件，不僅使儀表、繼電器等二次設(shè)備與一次主電路隔離，提高了電路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。 （3）擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍 通過改變互感器的變比，可以反應(yīng)任意大

7、小的主回路電壓和電流值，便于二次設(shè)備制造規(guī)格統(tǒng)一和批量生產(chǎn)。互感器的二次側(cè)的電流或電壓額定值統(tǒng)一規(guī)定為5A（1A）及 100V。,電流互感器,簡稱CT，文字符號TA，是變換電流的設(shè)備。 1基本原理 電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和原理如圖所示,（2）結(jié)構(gòu)特點： 1.一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多 2.一次繞組導(dǎo)體較粗，二次繞組導(dǎo)體細 3.一次繞組串接在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，形成閉合回路。由于這些電流線圈阻抗很小，工作時電流互感器的二次回路接近短路狀態(tài)。 （3）電流互感器的變流比用Ki表示,（1）組成：一次繞組、鐵心、二次繞組,式中，I1N 一次側(cè)額定電流值；I2N 二次側(cè)額定電

8、流值；N1 一次繞組匝數(shù)；N2 二次繞組匝數(shù)；變流比Ki一般表示成如1005A的形式。,2結(jié)線方案 電流互感器在三相電路中的常用四種結(jié)線方案如圖所示： 一相式結(jié)線 如圖a所示,一相式結(jié)線,1）說明 互感器通常接在B相，電流互感器二次線圈中流過的是對應(yīng)相一次電流的二次電流值，反應(yīng)的是該相的電流。 2）應(yīng)用 通常用于三相負荷平衡的系統(tǒng)中，供測量電流或過負荷保護裝置用。,（2）兩相V形結(jié)線 如圖b所示,圖b兩相V形結(jié)線,兩相V形接線的電流互感器一、二次側(cè)的電流相量圖,1）說明 這種結(jié)線也叫兩相不完全星形結(jié)線，電流互感器通常接在A、C相上，由相量圖可知，公共線上的電流為+， 反應(yīng)的正是未接互感器的那一

9、相的電流。 2）應(yīng)用 在中性點不接地的三相三線制系統(tǒng)中，用于測量三相電流、電能及作過電流繼電保護之用稱“兩相兩繼電器式結(jié)線”。,（3）兩相電流差式結(jié)線 如圖c所示,c兩相電流差式結(jié)線,1）說明 又叫兩相一繼電器式結(jié)線，流過電流繼電器線圈的電流為，由相量圖可知其量值是相電流的倍。 2）應(yīng)用 適用于中性點不接地的三相三線制系統(tǒng)中，作過電流繼電保護之用。,三相星形結(jié)線 如圖d所示,1）說明 這種結(jié)線中的三個電流線圈正好反映了各相電流， 2）應(yīng)用 被廣泛用于三相負荷不平衡的三相四線制系統(tǒng)中，也用在負荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中作三相電流、電能測量及過電流繼電保護之用。,圖d三相星形結(jié)線,4電流互感器

10、的使用注意事項 （1）電流互感器在工作時二次側(cè)不得開路。 （2）電流互感器二次側(cè)有一端必須接地。 （3）電流互感器在結(jié)線時，要注意其端子的極性。,電壓互感器,簡稱PT，文字符號TV。是變換電壓的設(shè)備。 1基本原理和結(jié)構(gòu) 電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理如圖所示,電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和接線 1鐵心 2一次繞組 3二次繞組,（1）組成 1)一次繞組 2)二次繞組 3)鐵心 （2）結(jié)構(gòu)特點 1） 一次繞組并聯(lián)在主回路中，二次繞組并聯(lián)二次回路中的儀表、繼電器等的電壓線圈，由于這些二次繞組的電壓線圈阻抗很大，電壓互感器工作時二次繞組接近于開路狀態(tài)。 2） 一次繞組匝數(shù)較多，二次繞組的匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。

11、 3） 一次繞組的導(dǎo)線較細，二次繞組的導(dǎo)線較粗。 二次側(cè)額定電壓一般為100V，用于接地保護的電壓互感器二次側(cè)額定電壓為（100/）V，輔助二次繞組則為（100/3）V。 （3）電壓互感器的變壓比用Ku表示：,式中，U1N 電壓互感器一次繞組額定電壓; U2N 電壓互感器二次繞組額定電壓; N1 一次繞組的匝數(shù); N2 二次繞組的匝數(shù); 變壓比Ku通常表示成如100.1kV的形式。 注：電壓互感器有單相和三相兩類，在成套裝置內(nèi)，采用單相電壓互感器較為常見。,2. 電壓互感器的結(jié)線方案 電壓互感器在三相電路中有如圖4-20所示的四種常見的結(jié)線方案。 （1）一個單相電壓互感器的結(jié)線，如圖4-20a

12、所示。 1）作用 供儀表和繼電器接一個線電壓 2）應(yīng)用 適用于電壓對稱的三相線路，如用做備用線路的電壓監(jiān)視。 （2）兩個單相電壓互感器接成VV形，如圖4-20b所示。 1）作用 供儀表和繼電器接于各個線電壓 2）應(yīng)用 適用于三相三線制系統(tǒng)。 （3）三個單相電壓互感器接成Y0Y0形，如圖4-20c所示。 作用 供電給要求線電壓的儀表和繼電器；在小接地電流系統(tǒng)中，供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表，在這種結(jié)線方式中電壓表應(yīng)按線電壓選擇。 應(yīng)用 常用于三相三線和三相四線制線路。,(4)三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五心柱式三繞組電壓互感器接 成 Y0Y0/ 形，如圖d所示。,電壓互感器的結(jié)線方案 a

13、)一個單相電壓互感器 b) 兩個單相電壓互感器接成V/V c) 三個單相電壓互感器接成Y0/Y0形 d) 三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五心柱式三繞組電壓互感器接成 Y0/Y0/,4. 電壓互感器使用注意事項 （1）電壓互感器在工作時，其一、二次側(cè)不得短路。因此電壓互感器一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器進行短路保護。 原因 由于電壓互感器二次回路中的負載阻抗較大，其運行狀態(tài)近于開路，當(dāng)發(fā)生短路時，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能造成電壓互感器燒毀 其一次側(cè)并聯(lián)在主回路中，若發(fā)生短路會影響主電路的安全運行。 （2）電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。通常將公共端接地。 目的 為了防止一、二次繞組間的絕緣擊

14、穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及設(shè)備及人身安全。 （3）電壓互感器在結(jié)線時，必須注意其端子的極性 三相電壓互感器一次繞組兩端標成A、B、C、N，對應(yīng)的二次繞組同名端標為a、b、c、n；單相電壓互感器的對應(yīng)同名端分別標為A、N和a、n。 在結(jié)線時，若將其中的一相繞組接反，二次回路中的線電壓將發(fā)生變化，會造成測量誤差和保護誤動作(或誤信號)，甚至可能對儀表造成損害。因此，必須注意其一、二次極性的一致性。,變換器,一、變換器作用 保護裝置動作判據(jù)主要為母線電壓（線路電壓）、線路電流。因此需要將母線（線路）電壓互感器、電流互感器輸出的二次電壓、電流再經(jīng)變換器進行線性變換后送入繼電保護裝置的測量電路。

15、變換器的基本作用如下： (1)電量變換:將互感器二次側(cè)電壓(額定100V)、電流(額定5A或1A)，轉(zhuǎn)換成弱電壓（數(shù)伏），以適應(yīng)弱電元件的要求，變送器的輸出信號為5V或者1、10mA。 (2)隔離電路:電流、電壓互感器二次側(cè)的保安、工作接地，是用于保證人身和設(shè)備安全的，而弱電元件往往與直流電源連接，直流回路不允許直接接地，故需要經(jīng)變換器實現(xiàn)電氣隔離。,(3)調(diào)節(jié)定值:整流型、晶體管型繼電保護可以通過改變變換器一次或二次線圈抽頭來改變測量繼電器的動作值。 （4）電量的綜合處理：通過變換器可以將多個電量綜合成單一電量，有利于簡化保護。,變換器的分類 繼電保護中常用的變換器有電壓變換器(UV)、電流變換器(UA)和電抗變換器（UX），UV作用是電壓變換，UA作用是將輸入端的交流電流變換成輸出端的直流電流，而且輸入量和輸出量之間的關(guān)