矿山继电保护装置整定与维护培训讲义.ppt

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1、任务任务1 1 常用矿山继电保护装置的常用矿山继电保护装置的结构及工作原理结构及工作原理矿山继电保护装置矿山继电保护装置整定与维护整定与维护知识目标：继电保护装置的作用及要求 常用保护继电器的用途、结构及工作原理 动作电流、返回电流、返回系数、接线系数等概念 线路保护装置的结构与继电保护的接线能力目标：会正确绘制保护装置的原理和展开图 会为矿山供电被保护元件选配继电保护装置 会对继电保护选用合理接线方式并能正确整定 一、继电保护装置的作用与要求一、继电保护装置的作用与要求 1.继电保护装置的作用继电保护装置的作用 所谓继电保护装置，是指能反映电力系统中电气设备或线路所谓继电保护装置，是指能反映

2、电力系统中电气设备或线路发生的故障或不正常运行状，并能作用断路器跳闸和发出信号的发生的故障或不正常运行状，并能作用断路器跳闸和发出信号的一种自动装置。一种自动装置。继电保护装置的作用是：当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置的作用是：当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置能借助断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障继电保护装置能借助断路器，自动地、迅速地、有选择地将故障部分断开，保证非故障部分继续运行；当被保护设备或线路出现部分断开，保证非故障部分继续运行；当被保护设备或线路出现正常运行状态时，继电保护装置能够发出信号，提醒工作人员及正常运行状态时，继电保护装置能够发出信号，提醒工作人

3、员及时采取措施。时采取措施。2 2对继电保护装置的要求对继电保护装置的要求（1）选择性）选择性（2）速动性）速动性（3 3）灵敏性）灵敏性 （4）可靠性）可靠性 二、常用保护继电器二、常用保护继电器 1 1、电磁式继电器、电磁式继电器 （1 1）电磁式电流继电器）电磁式电流继电器 线圈铁芯钢舌片继电器轴反作用弹簧轴承静触点动触点调节转杆标度盘 （2 2）电磁式中间继电器）电磁式中间继电器 线圈铁芯弹簧衔铁动触点静触点静触点接线接线端底座 （3 3）电磁式时间继电器）电磁式时间继电器线圈铁芯衔铁返回弹簧静瞬时触点绝缘杆瞬时动触点压杆平衡锤摆动卡板扇形齿轮传动齿轮动延时触点静延时触点标度盘拉引弹簧

4、弹簧拉力调节器摩擦离合器主齿轮小齿轮擎轮传动齿轮 （4 4）电磁式信号继电器）电磁式信号继电器 DX-11DX-11型信号继电器的结构型信号继电器的结构线圈铁芯弹簧衔铁信号牌观察玻璃窗口复位旋钮动触点静触点接线端接线端 2 2静态过流继电器静态过流继电器 （1）主要用途及其作用主要用途及其作用 JGL-2型过电流继电器具有反时限特性，该继电器应用于电机、型过电流继电器具有反时限特性，该继电器应用于电机、变压器等主设备以及矿山输配电系统的继电保护回路中，尤其适用变压器等主设备以及矿山输配电系统的继电保护回路中，尤其适用于无直流设备的厂站，当主设备或输配电系统出现短路故障时，该于无直流设备的厂站，

5、当主设备或输配电系统出现短路故障时，该继电器能按预定的时限可靠动作，切除故障部分。继电器能按预定的时限可靠动作，切除故障部分。该继电器采用拨盘开关进行整定，直观方便，可靠性高；无直流该继电器采用拨盘开关进行整定，直观方便，可靠性高；无直流辅助电源，具有很强的抗干扰能力；不存在机电型过流继电器的机辅助电源，具有很强的抗干扰能力；不存在机电型过流继电器的机械部分发卡现象，动作值整定困难，动作离散值较大等缺点。械部分发卡现象，动作值整定困难，动作离散值较大等缺点。JGL-2/1114具有两次掉牌显示，可区分速断动作和过流动作。具有两次掉牌显示，可区分速断动作和过流动作。（2 2）工作原理工作原理 继

6、电器由模拟电路及数字电路构成，输入继电器由模拟电路及数字电路构成，输入电流一路经电流变换器，经过整流、滤波、稳压后电流一路经电流变换器，经过整流、滤波、稳压后取出直流电源供产品运行工作。另一路经电流变换取出直流电源供产品运行工作。另一路经电流变换器，经过整流、滤波，将过流信号分别送到过流启器，经过整流、滤波，将过流信号分别送到过流启动、速动启动回路。输入电流达到过流启动值时，动、速动启动回路。输入电流达到过流启动值时，触发器翻转，启动回路工作，达到预定时间后，继触发器翻转，启动回路工作，达到预定时间后，继电器出口。输入电流达到或超过速动整定值时，继电器出口。输入电流达到或超过速动整定值时，继电

7、器出口。电器出口。（3）技术数据）技术数据 1 1）整定范围整定范围 2 2）触点形式触点形式 3）反时限启动电流极限误差）反时限启动电流极限误差 4）反时限动作延时平均误差）反时限动作延时平均误差 5）特性曲线）特性曲线 6）速动作时间）速动作时间 7）温度变化引起的变差）温度变化引起的变差（4）结构及安装）结构及安装 8）返回系数）返回系数9）延时动作时间）延时动作时间10）功率消耗）功率消耗11）绝缘性能）绝缘性能 12）触点性能）触点性能13）重量）重量 三、电流保护装置的接线方式三、电流保护装置的接线方式 电流保护的接线方式是指电流继电器与电流互感器的连电流保护的接线方式是指电流继电

8、器与电流互感器的连接方式。常用的接线方式有三种，如下图所示。接方式。常用的接线方式有三种，如下图所示。电流保护的接线方式电流保护的接线方式 a-a-完全星形接线；完全星形接线；b-b-不完全星形接线；不完全星形接线；c-c-两相电流差接线两相电流差接线完全星形接线不完全星形接线两相电流差接线任务任务2 2 电网的过流保护电网的过流保护 知识目标:开式电网定时限过流保护装置的工作原理 开式电网定时限过流保护装置的整定及计算 开式电网反时限过电流保护装置的工作原理 开式电网反时限过流保护装置的整定及计算能力目标:会开式电网定时限过流保护装置的计算 会开式电网定时限过流保护装置的整定 会开式电网反时

9、限过流保护装置的计算 会开式电网反时限过流保护装置的整定 一、开式电网的定时限过电流保护一、开式电网的定时限过电流保护 1 1保护装置的工作原理保护装置的工作原理 定时限过电流保护原理接线图定时限过电流保护原理接线图 2 2保护装置的时限特性保护装置的时限特性 保护区的划保护区的划分分 3 3保护装置的整定计算保护装置的整定计算 (1(1）动作电流的整定）动作电流的整定 过电流保护装置的动作电流应满足以下两个条件：过电流保护装置的动作电流应满足以下两个条件：1)1)当被保护线路流过最大工作电流时，保护装置不当被保护线路流过最大工作电流时，保护装置不应动作，因此保护装置的一次动作电应动作，因此保

10、护装置的一次动作电 应大于线路的最大工应大于线路的最大工作电作电 ，即，即 线路的最大工作电流应考虑可能出现的尖峰负荷电线路的最大工作电流应考虑可能出现的尖峰负荷电流，即考虑短路故障消失后母线电压恢复时，电气设备自流，即考虑短路故障消失后母线电压恢复时，电气设备自励磁和电动机自起动造成的影响，尤其是电动机自起动的励磁和电动机自起动造成的影响，尤其是电动机自起动的影响。其值可用下式计算影响。其值可用下式计算 考虑保护装置的接线系数考虑保护装置的接线系数 ，电流互感器的变比，电流互感器的变比 ，则则继电器的动作电流继电器的动作电流 为为 继电器的返回系数继电器的返回系数 ：对：对DLDL型继电器取

11、型继电器取0.850.85；对；对GLGL型型继电器取继电器取0.80.8；对晶体管继电器取；对晶体管继电器取0.850.850.900.90。2 2）灵敏度校验）灵敏度校验 按躲过最大工作电流整定的过流保护按躲过最大工作电流整定的过流保护装置，能保证在线路正常工作时，过电流保装置，能保证在线路正常工作时，过电流保护装置不会误动作；但是，还需保证在被保护装置不会误动作；但是，还需保证在被保护范围内发生短路故障时，保护装置都能灵护范围内发生短路故障时，保护装置都能灵敏动作。敏动作。这一点由灵敏系数来保障。保护装置这一点由灵敏系数来保障。保护装置的动作灵敏度可用下式校验的动作灵敏度可用下式校验 3

12、 3）保护装置的时限整定）保护装置的时限整定 定时限过流保护装置的时限整定，应遵守时限的阶梯原定时限过流保护装置的时限整定，应遵守时限的阶梯原则。为了使保护装置以可能的最小的时限切除故障线路，位则。为了使保护装置以可能的最小的时限切除故障线路，位于电网末端的过电流保护装置不设延时元件，其动作时限等于电网末端的过电流保护装置不设延时元件，其动作时限等于电流继电器和中间继电器本身固有的动作时间之和，约为于电流继电器和中间继电器本身固有的动作时间之和，约为0.070.070.09s0.09s。靠近靠近电电源源侧侧的各的各级级保保护护装置的装置的动动作作时时限，取决于限，取决于时时限限级级差差的大小。

13、的大小。越小，各级保护装置的动作时限越小。但越小，各级保护装置的动作时限越小。但不可过不可过小，否小，否则则不能保不能保证选择证选择性。性。二、开式电网的反时限过电流保护二、开式电网的反时限过电流保护 1动作电流的整定动作电流的整定 反时限过电流保护装置的动作电流整定计算，灵敏度校反时限过电流保护装置的动作电流整定计算，灵敏度校验，除计算动作电流时可靠系数取验，除计算动作电流时可靠系数取1.21.4外，其他与定时外，其他与定时限过电流保护装置相同，此处不再赘述。限过电流保护装置相同，此处不再赘述。2动作时限的整定动作时限的整定 为了保证动作的选择性，反时限过电流保护动作时限的为了保证动作的选择

14、性，反时限过电流保护动作时限的整定，也应满足时限的阶梯原则，但由于感应式电流继电器整定，也应满足时限的阶梯原则，但由于感应式电流继电器的动作时限与短路电流的大小有关，因此相邻线路之间的时的动作时限与短路电流的大小有关，因此相邻线路之间的时限配合较为复杂。限配合较为复杂。下面以下图中保护装置下面以下图中保护装置1为例说明两个为例说明两个反时限过电流保护配合时，时限整定的方法和步骤。反时限过电流保护配合时，时限整定的方法和步骤。反时限过电流保护装置反时限过电流保护装置接线图接线图反时限过电流保护的时限配合反时限过电流保护的时限配合a-a-时限配合曲线；时限配合曲线；b-b-时限整定时限整定 例题：

15、某10kV供电线路如下图所示，线路WL1、WL2均装设反时限过电流保护装置。已知保护装置的动作电流8A，10倍动作电流时的动作时限为0.7s。现已知S1点的三相短路电流1000A，800A，S2点的三相短路电流600A，线路WL1的最大工作电流为190A。若保护装置采用不完全星形接线，试整定保护装置1的动作电流和动作时限。任务任务3 3 电网的接地保护电网的接地保护知识目标：知识目标：绝缘监视装置工作原理绝缘监视装置工作原理 绝缘监视装置工作原理整定与维护绝缘监视装置工作原理整定与维护 零序电流保护装置工作原理零序电流保护装置工作原理 零序电流保护装置整定与维护零序电流保护装置整定与维护能力目

16、标：能力目标：会绝缘监视装置工作原理整定与维会绝缘监视装置工作原理整定与维护护 会零序电流保护装置整定与维护会零序电流保护装置整定与维护 一、绝缘监视装置一、绝缘监视装置 电网绝缘监视装置的原理接线图电网绝缘监视装置的原理接线图三相五柱式电压互感器的结构三相五柱式电压互感器的结构图图零序电流保护的接线零序电流保护的接线a-a-架空线路；架空线路；b-b-电缆线路电缆线路 保护装置的动作电流整定必须保证选保护装置的动作电流整定必须保证选择性。当电网某线择性。当电网某线路发生单相接地故障时，因为非故障线路路发生单相接地故障时，因为非故障线路流过的零序电流是流过的零序电流是其本身的电容电流，在此电流

17、作用下，零其本身的电容电流，在此电流作用下，零序电流保护不应动序电流保护不应动作。因此其动作电流应为作。因此其动作电流应为任务任务4 4 电力变压器的瓦斯保护电力变压器的瓦斯保护知识目标：瓦斯继电器结构 瓦斯继电器的工作原理 瓦斯继电器安装能力目标：会瓦斯继电器的安装 会瓦斯继电器的常见故障处理 对于变压器的故障及不正常运行状态，对于变压器的故障及不正常运行状态，变压器应装设变压器应装设以下保护装置。以下保护装置。瓦斯保护。瓦斯保护。纵联差动保护或电流速断保护。纵联差动保护或电流速断保护。过电流保护。作为变压器外部短路过电流保护。作为变压器外部短路及其主保护的后及其主保护的后备保护。备保护。过

18、负荷保护。变压器的过负荷保过负荷保护。变压器的过负荷保护作用于信号。对护作用于信号。对无人值班的变电所，可作用于跳闸或自动无人值班的变电所，可作用于跳闸或自动切除一部分负荷。切除一部分负荷。一、瓦斯继电器一、瓦斯继电器 当变压器油箱内故障时，短路电流所当变压器油箱内故障时，短路电流所产生的电弧或内部产生的电弧或内部某些部件发热，将使变压器油和其它绝缘某些部件发热，将使变压器油和其它绝缘物分解而产生大量物分解而产生大量气体，利用这种气体作为信号实现保护的气体，利用这种气体作为信号实现保护的装置称为瓦斯保护装置称为瓦斯保护装置。瓦斯保护可反映变压器油箱内部的装置。瓦斯保护可反映变压器油箱内部的各种

19、故障和油面降各种故障和油面降低等不正常状态。低等不正常状态。下图下图为为QJ1-80QJ1-80型复合式瓦斯继电器的型复合式瓦斯继电器的结构图。变压结构图。变压器正常工作时，轻瓦斯部分的开口杯器正常工作时，轻瓦斯部分的开口杯5 5处于处于上浮位置，干簧上浮位置，干簧触点触点1515断开；重瓦斯部分的档板断开；重瓦斯部分的档板1010，在弹在弹簧簧9 9的保持下，处的保持下，处于正常位置，双干簧触点于正常位置，双干簧触点1313断开。断开。QJ1-80型复合式瓦斯继电器结构图型复合式瓦斯继电器结构图罩顶针气塞磁铁开口杯重锤探针开口销弹簧挡板磁铁螺杆干簧触点调节杆干簧触点套管排气口 当变压器油箱内

20、产生轻微故障时，产当变压器油箱内产生轻微故障时，产生气体量较少，它生气体量较少，它聚集在瓦斯继电器上部，迫使油面下降，聚集在瓦斯继电器上部，迫使油面下降，开口杯开口杯5 5随油面降随油面降低而下沉，使磁铁低而下沉，使磁铁4 4靠近触点靠近触点1515，其干簧触，其干簧触点闭合，发出轻点闭合，发出轻瓦斯信号。瓦斯信号。当变压器油箱内发生严重故障时，产当变压器油箱内发生严重故障时，产生大量的气体，强生大量的气体，强烈的油气流冲击挡板烈的油气流冲击挡板1010，挡板克服弹簧的，挡板克服弹簧的反作用力而斜倒，反作用力而斜倒，使固定在挡板上的磁铁使固定在挡板上的磁铁1111靠近干簧触点靠近干簧触点131

21、3，触点闭合，重瓦，触点闭合，重瓦斯动作使断路器跳闸，切断变压器电源。斯动作使断路器跳闸，切断变压器电源。变压器严重漏油时，油面降低，达到变压器严重漏油时，油面降低，达到一定程度时，干簧一定程度时，干簧触点触点1515闭合，同样发出轻瓦斯信号。闭合，同样发出轻瓦斯信号。瓦斯继电器的调整，按重瓦斯和轻瓦瓦斯继电器的调整，按重瓦斯和轻瓦斯分别进行调整。斯分别进行调整。重瓦斯是通过调节杆重瓦斯是通过调节杆1414，改变弹簧，改变弹簧9 9的反作的反作用力，来调整重用力，来调整重瓦斯动作的油流速度；螺杆瓦斯动作的油流速度；螺杆1212用来调节磁用来调节磁铁铁1111与干簧触点与干簧触点1313之间的距

22、离。轻瓦斯是通过改变重锺之间的距离。轻瓦斯是通过改变重锺6 6的位的位置，来调节轻瓦置，来调节轻瓦斯触点动作的气体容积。斯触点动作的气体容积。二、变压器的瓦斯保护二、变压器的瓦斯保护 瓦斯保护原理接线图瓦斯保护原理接线图 KGKG为瓦斯继电器，为瓦斯继电器，KSKS为信号继电器，为信号继电器，KMKM为带串联自保持电流线圈的中间继电器。轻瓦为带串联自保持电流线圈的中间继电器。轻瓦斯动作时，其上触点闭合，发出轻瓦斯信号。斯动作时，其上触点闭合，发出轻瓦斯信号。重瓦斯动作时，其下触点闭合，由重瓦斯动作时，其下触点闭合，由KSKS发出重瓦发出重瓦斯信号，同时继电器斯信号，同时继电器KMKM吸合使变压

23、器两侧的断吸合使变压器两侧的断路器跳闸。由于重瓦斯保护是按油的流速大小路器跳闸。由于重瓦斯保护是按油的流速大小动作的，而油的流速在故障中往往是不稳定的。动作的，而油的流速在故障中往往是不稳定的。所以重瓦斯动作后必须有自保持回路，以保证所以重瓦斯动作后必须有自保持回路，以保证有足够的时间使断路器可靠跳闸。为此有足够的时间使断路器可靠跳闸。为此KMKM具有具有串联自保持电流线圈。串联自保持电流线圈。瓦斯保护的主要瓦斯保护的主要优点优点是：动作迅速，是：动作迅速，灵敏度高，接线和灵敏度高，接线和安装简单，能反应变压器油箱内部各种类安装简单，能反应变压器油箱内部各种类型的故障。特别是型的故障。特别是当变压器绕组匝间短路的匝数很少时，虽当变压器绕组匝间短路的匝数很少时，虽然故障回路电流很然故障回路电流很大，可能造成严重过热，而反映到外部的大，可能造成严重过热，而反映到外部的电流变化却很小，电流变化却很小，其它保护装置都不能动作。因此瓦斯保护其它保护装置都不能动作。因此瓦斯保护对于切除这类故障对于切除这类故障具有特别重要的意义。具有特别重要的意义。瓦斯保护的瓦斯保护的缺点缺点是：不能反映外部套是：不能反映外部套管和引出线的短路管和引出线的短路故障，因而还必须与其它保护装置配合使故障，因而还必须与其它保护装置配合使用。用。