《供配電技術(shù)》課件第7章第1節(jié)

南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院第一節(jié)概述繼電保護(hù)的概念繼電保護(hù)的任務(wù)

繼電保護(hù)裝置是能反應(yīng)供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并能動(dòng)作于斷路器跳閘或啟動(dòng)信號(hào)裝置發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地將故障元件從供電系統(tǒng)切除，使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常供電；能正確反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)要求，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)；繼電保護(hù)裝置與供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置(如自動(dòng)重合閘裝置、備用電源自動(dòng)投入裝置等)配合，可以大大縮短事故停電時(shí)間，從而提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院繼電保護(hù)的基本原理對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

選擇性速動(dòng)性靈敏性可靠性南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院1．選擇性

當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，只切除故障元件，并使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。保護(hù)裝置這種能挑選故障元件的能力稱為保護(hù)的選擇性。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院主保護(hù)后備保護(hù)（近后備，遠(yuǎn)后備）輔助保護(hù)南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2．速動(dòng)性

為了減小由于故障引起的損失，減少用戶在故障時(shí)低電壓下的工作時(shí)間，以及提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，要求繼電保護(hù)在發(fā)生故障時(shí)盡快動(dòng)作將故障切除。

注意：必須在滿足選擇性的基礎(chǔ)上Why?!南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院3．靈敏性

指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。繼電保護(hù)裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)KS來(lái)衡量。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院（1）對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量增加的保護(hù)裝置例如：過(guò)電流保護(hù)的靈敏系數(shù)為

KS＝IK·min／Iop

IK·min——保護(hù)區(qū)內(nèi)故障的最小短路電流值（2）對(duì)于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量降低的保護(hù)裝置例如：低電壓保護(hù)的靈敏系數(shù)為

KS＝Uop／UK·max

UK·max——保護(hù)區(qū)內(nèi)故障的最大殘壓值

思考故障點(diǎn)位于何處?

南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院4．可靠性

繼電保護(hù)裝置在其所規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常工作時(shí)，一定要準(zhǔn)確動(dòng)作，即不能拒動(dòng)；不屬其保護(hù)范圍的故障或不正常工作時(shí)，一定不要?jiǎng)幼?，即不能誤動(dòng)。另外：還要考慮經(jīng)濟(jì)性

目標(biāo)：技術(shù)上安全可靠，經(jīng)濟(jì)上合理南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電流互感器的接線方式

保護(hù)裝置的接線方式是指作為相間短路的過(guò)電流保護(hù)用的電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。分為三種：三相完全星形接線方式兩相不完全星形接線

兩相電流差接線

接線系數(shù)KW

：指通過(guò)繼電器的電流IK與電流互感器二次電流I2的比值，即：KW＝IK／I2。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院三相完全星形接線方式

三相完全星形接線方式是用三臺(tái)電流互感器與三只繼電器對(duì)應(yīng)連接的?？梢苑从橙魏涡问蕉搪饭收??？梢?jiàn)：KW＝1南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院兩相不完全星形接線

兩相不完全星形接線方式是在A、C兩相裝有電流互感器，分別與兩只電流繼電器相連接?？梢苑从吵鼴相單相接地短路以外的所有故障?？梢?jiàn)：KW＝1南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院

兩相不完全星形接線方式還可以接成兩相三繼電器形式，以提高可靠性。

可見(jiàn)：KW＝1有何作用？南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院兩相電流差接線

兩相電流差接線方式由兩臺(tái)電流互感器和一只電流繼電器組成。正常工作時(shí)，通過(guò)繼電器的電流為：南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院兩相電流差接線的接線系數(shù)

不同的相間短路時(shí)，接線系數(shù)是不一樣的。正常和三相短路時(shí)接線系數(shù)為；AC相短路時(shí)接線系數(shù)為2；AB相或BC相短路時(shí)接線系數(shù)為1。

因而靈敏系數(shù)也不一樣。一般情況下：保護(hù)整定時(shí)取KW

＝靈敏度校驗(yàn)時(shí)取KW

＝1Why?!南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院三種接線方式性能比較三相三繼電器兩相兩繼電器兩相一繼電器可靠性靈敏性最好較好差經(jīng)濟(jì)性差較好最好適用場(chǎng)合中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)10kV以下和高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電流互感器的誤差曲線電流互感器的誤差主要與一次電流和二次負(fù)載值Z2有關(guān)系。電流互感器二次電流和一次電流的關(guān)系曲線圖南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電流互感器的10%誤差曲線指電流互感器一次電流倍數(shù)m（又稱10%倍數(shù)）與電流誤差等于10%所允許的二次負(fù)載值Z2al的關(guān)系曲線。

南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院利用10%誤差曲線校驗(yàn)電流互感器1。計(jì)算一次電流倍數(shù)m2。計(jì)算允許負(fù)載值——查10%誤差曲線3。計(jì)算實(shí)際負(fù)載值——4。比較負(fù)荷大小——如果Z2≤Z2al，則說(shuō)明電流互感器的誤差不超過(guò)10%。如果Z2＞Z2al，不滿足要求，則采取以下措施：（1）增大連接導(dǎo)線截面，或縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度，以減小二次負(fù)載。（2）改變變比較大的電流互感器，降低一次電流倍數(shù)，增大二次負(fù)載值。（3）將兩個(gè)電流互感器二次線圈串聯(lián)，使二次允許負(fù)載增大一倍。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電磁型電流繼電器（DL型）一、結(jié)構(gòu)1—鐵心2—線圈3—可動(dòng)舌片4—反作用彈簧5—可動(dòng)觸點(diǎn)6—靜觸點(diǎn)7—調(diào)整桿8—刻度盤(pán)南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院二、工作原理

繼電器的起動(dòng)電流是指使繼電器常開(kāi)接點(diǎn)閉合的最小電流，用Iop·K表示。

繼電器的返回電流是使繼電器閉合了的常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)的最大電流，用Ire·K表示。

返回系數(shù)Kre是指繼電器的返回電流Ih.j與其起動(dòng)電流Idz.j的比值，一般小于1，即：

Kre＝Ire·K

／Iop·K繼電器起動(dòng)電流Iop·K的調(diào)整方法：粗調(diào)：改變繼電器兩個(gè)電流線圈的聯(lián)結(jié)方式(串、并聯(lián))細(xì)調(diào)：改變反作用彈簧的反作用力矩南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電磁型電壓、中間、時(shí)間、信號(hào)繼電器

電磁式電壓繼電器有過(guò)電壓和欠電壓繼電器兩大類(lèi)，其中欠電壓繼電器在工廠供電系統(tǒng)應(yīng)用較多。欠電壓繼電器的起動(dòng)電壓Uop·K是使其動(dòng)作的最高電壓;返回電壓Ure·K是使其返回的最低電壓;返回系數(shù)Kre

＝Ure·K／Uop·K

。由于欠電壓繼電器的返回電壓大于起動(dòng)電壓，所以其返回系數(shù)Kre大于1，一般在1～1.2之間。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院時(shí)間繼電器在保護(hù)裝置中起延時(shí)作用，以保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性。中間繼電器的作用是為了擴(kuò)充保護(hù)裝置出口繼電器的接點(diǎn)數(shù)量和容量，也可以使觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)時(shí)帶有不大的延時(shí)(0.4～0.8S)，或者通過(guò)繼電器的自保持，以適應(yīng)保護(hù)裝置的需要。信號(hào)繼電器用于各保護(hù)裝置回路中，作為保護(hù)動(dòng)作的指示器南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院感應(yīng)型電流繼電器（GL型）一、結(jié)構(gòu)南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院二、工作原理由帶延時(shí)動(dòng)作的感應(yīng)部分與瞬時(shí)動(dòng)作的電磁部分組成。1．感應(yīng)系統(tǒng)部分：動(dòng)作電流是指繼電器鋁盤(pán)軸上蝸桿與扇形齒片相咬合時(shí)，線圈所需要通入的最小電流。動(dòng)作電流的整定值通過(guò)插孔板擰入螺釘來(lái)改變線圈的匝數(shù)來(lái)調(diào)整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。返回電流是指便扇形齒片脫離蝸桿返回到原來(lái)位置時(shí)的最大電流。動(dòng)作時(shí)間是指從軸上蝸桿與扇形齒片相咬合起到接點(diǎn)閉合這一段時(shí)間。通入繼電器的電流越大，鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速越快，動(dòng)作時(shí)間就越短，這種特性稱為反時(shí)限特性。時(shí)限螺釘指示盤(pán)上的刻度，是指通入10倍動(dòng)作電流整定值時(shí)的動(dòng)作時(shí)間。南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2．電磁速斷部分

電磁系統(tǒng)的速斷特性即當(dāng)通入繼電器線圈的電流大到整定值的某個(gè)倍數(shù)時(shí)，未等感應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作，銜鐵右端瞬時(shí)被吸下，接點(diǎn)立即閉合。

動(dòng)作電流值通過(guò)