任務(wù)一繼電保護(hù)的基本元件.ppt

1、,電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù),任務(wù)1-2 繼電保護(hù)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(shí)目標(biāo) (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(hào) 能力目標(biāo) 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(hù)基礎(chǔ)元件,繼電器,繼電器是各種繼電保護(hù)裝置的基本組成元件。一般來說，按預(yù)先整定的輸入量動(dòng)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(dòng)量時(shí)，輸出量突然增大，稱為動(dòng)作。當(dāng)輸入量小于返回值時(shí)，稱為繼電器返回。 常開觸點(diǎn): 當(dāng)繼電器輸入量未達(dá)到整定值時(shí)，斷開的觸點(diǎn)稱為常開觸點(diǎn)。常開觸點(diǎn)，也稱動(dòng)合觸點(diǎn)。 常閉觸點(diǎn): 當(dāng)繼電器輸入量未達(dá)到整定值時(shí)，閉

2、合的觸點(diǎn)稱為常閉觸點(diǎn)。常閉觸點(diǎn)也稱動(dòng)斷觸點(diǎn)。,使繼電器的正常位置時(shí)的功能產(chǎn)生變化，稱為起動(dòng)。繼電器完成所規(guī)定的任務(wù)，稱為動(dòng)作。從動(dòng)作狀態(tài)回到初始位置，稱為復(fù)歸。失去動(dòng)作狀態(tài)下的功能，稱為返回。,繼電器型號(hào)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(dòng)合觸點(diǎn)閉合，繼電器動(dòng)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(dòng)作電流：能使電流繼電器動(dòng)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(dòng)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(xì)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(yùn)行時(shí)，電壓較高，低電壓繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，當(dāng)發(fā)生故障，電壓低于動(dòng)作電壓時(shí)，繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合；

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

5、人員手動(dòng)加以復(fù)歸。 特點(diǎn)：動(dòng)作后觸點(diǎn)自保持，應(yīng)手動(dòng)復(fù)歸。,中間繼電器,電磁式中間繼電器常用在保護(hù)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(diǎn)： 增加觸點(diǎn)數(shù)量，以便控制不同的回路； 增加觸點(diǎn)容量，以便斷開或接通較大電流的回路； 提供必要的延時(shí),以便滿足保護(hù)及自動(dòng)裝置的要求。,阻抗繼電器 阻抗繼電器是距離保護(hù)的核心,其主要作用是測量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的阻抗，并與整定阻抗值進(jìn)行比較，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作。 差動(dòng)繼電器 作為差動(dòng)保護(hù)裝置，差動(dòng)繼電器由位于系統(tǒng)中兩個(gè)不同位置的電流互感器提供反饋信息。差動(dòng)繼電器對(duì)電流進(jìn)行比較，如果存在不同則表示受保護(hù)區(qū)域內(nèi)有故障存在。這些裝

6、置常被用于保護(hù)發(fā)電機(jī)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(hù)繼電器等設(shè)備的電源或信號(hào)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(hù)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(kuò)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)?；ジ衅鞯亩蝹?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(hào)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(diǎn)： 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(xì) 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(shí)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(duì)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(fù)荷平衡的系統(tǒng)中，供測量電流或過負(fù)荷保護(hù)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(diǎn)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(hù)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(diǎn)不接地的三相三線制系統(tǒng)中，作過電流繼電保護(hù)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(gè)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(fù)荷不平衡的三相四線制系統(tǒng)中，也用在負(fù)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(hù)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(xiàng) （1）電流互感器在工作時(shí)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(shí)，要注意其端子的極性。,電壓互感器,簡稱PT，文字符號(hào)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(diǎn) 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(shí)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(xì)，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(hù)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(gè)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(gè)線電壓 2）應(yīng)用 適用于電壓對(duì)稱的三相線路，如用做備用線路的電壓監(jiān)視。 （2）兩個(gè)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(gè)線電壓 2）應(yīng)用 適用于三相三線制系統(tǒng)。 （3）三個(gè)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(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)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(gè)單相電壓互感器 b) 兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V c) 三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形 d) 三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)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(xiàng) （1）電壓互感器在工作時(shí)，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(jìn)行短路保護(hù)。 原因 由于電壓互感器二次回路中的負(fù)載阻抗較大，其運(yùn)行狀態(tài)近于開路，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，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(huì)影響主電路的安全運(yùn)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(shí)，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(shí)，必須注意其端子的極性 三相電壓互感器一次繞組兩端標(biāo)成A、B、C、N，對(duì)應(yīng)的二次繞組同名端標(biāo)為a、b、c、n；單相電壓互感器的對(duì)應(yīng)同名端分別標(biāo)為A、N和a、n。 在結(jié)線時(shí)，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(huì)造成測量誤差和保護(hù)誤動(dòng)作(或誤信號(hào))，甚至可能對(duì)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(hù)裝置動(dòng)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(jìn)行線性變換后送入繼電保護(hù)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(hào)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(shí)現(xiàn)電氣隔離。,(3)調(diào)節(jié)定值:整流型、晶體管型繼電保護(hù)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(dòng)作值。 （4）電量的綜合處理：通過變換器可以將多個(gè)電量綜合成單一電量，有利于簡化保護(hù)。,變換器的分類 繼電保護(hù)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)