电气工程基础第七章.ppt

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1、电力工程基础电力工程基础合肥工业大学合肥工业大学 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/151第七章第七章 电气设备的控制与保护电气设备的控制与保护7.1 概述概述合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院7.2 操作电源操作电源7.3 高压断路器的控制高压断路器的控制7.4 电气设备的保护电气设备的保护2021/9/152第七章第七章 电气设备的控制与保护电气设备的控制与保护7.1 概述概述合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气设备在运行中可能会发生各种故障和不正常的运行状态。电气设备在运行中可能会发生各种故障和不正常的

2、运行状态。电力系统继电保护就是一门研究这种自动识别故障并排除故障元件的电力系统继电保护就是一门研究这种自动识别故障并排除故障元件的自动装置的技术学科。自动装置的技术学科。其基本任务有：其基本任务有：自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏并保证非故障元件迅速恢复正常运行；继续遭到破坏并保证非故障元件迅速恢复正常运行；反应电气元件的不正常工作状态并根据实际运行条件作出不同的反应。反应电气元件的不正常工作状态并根据实际运行条件作出不同的反应。2021/9/1537.2 操作电源操作电源合肥工业大学合肥工

3、业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院供给电力系统二次回路的工作电源，称为操作电源。供给电力系统二次回路的工作电源，称为操作电源。交流操作电源交流操作电源保证供电可靠性；保证供电可靠性；具有足够的容量；具有足够的容量；一、对操作电源的基本要求和分类一、对操作电源的基本要求和分类1、基本要求、基本要求电压纹波系数小于电压纹波系数小于5%；使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积等应合理。使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积等应合理。2、分类、分类直流操作电源直流操作电源v独立操作电源独立操作电源v非独立操作电源非独立操作电源蓄电池式蓄电池式电源变换式电源变换式复式整流式复式整流式硅

4、整流电容储能式硅整流电容储能式u纹波是指直流电压中的交流成分。直流电压本该是一纹波是指直流电压中的交流成分。直流电压本该是一个固定的值，个固定的值，但是一般它是通过交流电压整流、滤波但是一般它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即使是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。即使是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。u如某个电源工作在稳压状态，其输出为如某个电源工作在稳压状态，其输出为100V/5A，测，测得纹波的有效值为得纹波的有效值为10mV，这，这10mV就是纹波的绝对量，就是纹波的绝对量，而相对量即纹波系

5、数而相对量即纹波系数=纹波电压纹波电压/输出电压输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。，即等于万分之一。独立、直流独立、直流电压不能低于一定的值电压不能低于一定的值2021/9/154合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院交流操作电源的可靠性不如直流电源。交流操作电源的可靠性不如直流电源。一般有一般有220、110、48、24V等几种，其容量决定于直流负荷和放电时间；等几种，其容量决定于直流负荷和放电时间；蓄电池是一种化学电源，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池（使用较少）；蓄电池是一种化学电源，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池（使用较少）；二、直流操作电

6、源二、直流操作电源1、蓄电池直流操作电源、蓄电池直流操作电源蓄电池组可以按蓄电池组可以按“充放电充放电”方式工作，也可以按照方式工作，也可以按照“浮充电浮充电”方式工方式工作。作。由硅整流器替代电池组的操作电源称为整流操作电源。由硅整流器替代电池组的操作电源称为整流操作电源。2、整流操作电源、整流操作电源三、交流操作电源三、交流操作电源2021/9/1557.3 高压断路器的控制高压断路器的控制合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院一、控制开关和操动机构一、控制开关和操动机构二、对断路器控制回路的一般要求二、对断路器控制回路的一般要求三、断路器控制回路三、断路器控制

7、回路2021/9/1567.3 高压断路器的控制高压断路器的控制合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院LW2系列封闭式万能转换开关在电力系统应用广泛，它制成旋转式，从系列封闭式万能转换开关在电力系统应用广泛，它制成旋转式，从一种位置切换到另一种位置是通过将手柄向左或右旋转一定的角度来实一种位置切换到另一种位置是通过将手柄向左或右旋转一定的角度来实现的。现的。集中控制集中控制就地控制就地控制一、控制开关和操动机构一、控制开关和操动机构1、控制开关、控制开关跳、合闸操作分两步进行，手柄上有两个固定位置和两个操作位置的控跳、合闸操作分两步进行，手柄上有两个固定位置和两个操

8、作位置的控制开关。用于火力发电厂和有人值班的变电站。制开关。用于火力发电厂和有人值班的变电站。跳、合闸操作只用一步进行，手柄上有一个固定位置和两个操作位置的跳、合闸操作只用一步进行，手柄上有一个固定位置和两个操作位置的控制开关。用于遥控及无人值班的变电站中。控制开关。用于遥控及无人值班的变电站中。2021/9/157合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院型式型式F81a48a40206a触点号触点号-1-32-45-86-79-109-1210-1113-1414-1513-1617-1917-1818-2021-2221-2422-23触触点点位位置置跳跳闸闸后后

9、-X-X-X-X-X预预备备合合闸闸X-X-X-X-X-合合闸闸-X-X-XX-X-合合闸闸后后X-X-XX-X-预预备备跳跳闸闸-X-XX-X-X跳跳闸闸-X-X-X-X-XLW2-Z-1a、4、6a、40、20、6a/F8控制开关触点图表控制开关触点图表合闸操作时，先顺时针将手柄合闸操作时，先顺时针将手柄转动转动90度至度至“预备合闸预备合闸”位置。位置。再顺时针将手柄用力转动再顺时针将手柄用力转动45度至度至“合闸合闸”位置。位置。合闸操作完成后，手柄在复位弹簧的作用合闸操作完成后，手柄在复位弹簧的作用下自动返回到原来的垂直位置。下自动返回到原来的垂直位置。跳闸操作时，先逆时针将手柄跳闸

10、操作时，先逆时针将手柄转动转动90度至度至“预备跳闸预备跳闸”位置。位置。再逆时针将手柄用力转动再逆时针将手柄用力转动45度至度至“跳闸跳闸”位置。位置。2021/9/158合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2、操动机构、操动机构指断路器本身附带的跳、合闸的传动装置。指断路器本身附带的跳、合闸的传动装置。有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气压操动机构等。有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气压操动机构等。各种型式的操动机构的各种型式的操动机构的跳闸电流一般都不很大跳闸电流一般都不很大，而合闸电流则相差很大，而合闸电流则相差很大，如利用弹簧、液压

11、、气压等操作，则合闸电流较小，如利用电磁操动机如利用弹簧、液压、气压等操作，则合闸电流较小，如利用电磁操动机构合闸，则构合闸，则合闸电流很大合闸电流很大。应用最广应用最广设计电路时会有所反映设计电路时会有所反映2021/9/159合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院二、对断路器控制回路的一般要求二、对断路器控制回路的一般要求（1）分合闸回路按短时通电设计。操作完成后，应自动断开跳合闸回路。）分合闸回路按短时通电设计。操作完成后，应自动断开跳合闸回路。（2）既能手动跳合闸，又能自动跳合闸。）既能手动跳合闸，又能自动跳合闸。（3）应具有）应具有“防跳防跳”闭锁装置。闭

12、锁装置。（4）应能指示断路器的合闸与分闸位置信号。）应能指示断路器的合闸与分闸位置信号。（5）自动跳闸或合闸应有不同的显示信号。）自动跳闸或合闸应有不同的显示信号。（6）应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。）应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。（7）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施。）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施。（8）接线简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。）接线简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。2021/9/1510合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院三、断路器控制回路三、断路器控制回路断路器的辅助

13、触点，与断路器的传动轴联动断路器的辅助触点，与断路器的传动轴联动，一种是动合（常开）触点，其位置与断，一种是动合（常开）触点，其位置与断路器路器主触头主触头的位置是一致的；另一种是动断（常闭）触点，其位置与断路器主触头的的位置是一致的；另一种是动断（常闭）触点，其位置与断路器主触头的位置正好相反。位置正好相反。1、断路器的跳、合闸回路、断路器的跳、合闸回路手动手动自动自动合合闸闸回回路路手动手动自动自动跳跳闸闸回回路路合闸线圈回路合闸线圈回路合闸接触器线圈合闸接触器线圈SAQF1 KOSAQF2YRKM1KM0KO1KO2YO控制开关控制开关常闭触点常闭触点自动装置触点自动装置触点合闸接触器触

14、点合闸接触器触点合闸线圈合闸线圈继电保护出口继电保护出口继电器点继电器点跳闸线圈跳闸线圈可以手动跳、可以手动跳、合闸，还能由合闸，还能由继电保护和自继电保护和自动装置实现自动装置实现自动跳、合闸，动跳、合闸，当跳、合闸操当跳、合闸操作完成后，可作完成后，可以自动切断跳、以自动切断跳、合闸脉冲电流。合闸脉冲电流。Why？2021/9/1511合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2、防止、防止“跳跃跳跃”的闭锁装置的闭锁装置SAQF1 KOSAQF2YRKM1KM0当断路器合闸后，如果由于某种原因使开当断路器合闸后，如果由于某种原因使开关的触点或自动装置的触点没有复归

15、，此关的触点或自动装置的触点没有复归，此时恰好发生短路故障，继电保护动作使断时恰好发生短路故障，继电保护动作使断路器自动跳闸，则会出现多次的路器自动跳闸，则会出现多次的“跳跳-合合”现象，称为断路器的现象，称为断路器的“跳跃跳跃”现象。现象。在二次接线图中，所有继电器的接点和开在二次接线图中，所有继电器的接点和开关电器的辅助接地都是按照它们的正常状关电器的辅助接地都是按照它们的正常状态来表示，即不通电的状态。所以说当继态来表示，即不通电的状态。所以说当继电器线圈和开关电器不通电时，常开接点电器线圈和开关电器不通电时，常开接点是断开的，常闭接点是闭合的。是断开的，常闭接点是闭合的。电压自保持线圈

16、电压自保持线圈SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0KLB1KLB2KLBKLB跳跃闭锁继电器跳跃闭锁继电器电流启动线圈电流启动线圈具有防止断路器多具有防止断路器多次连续跳、合闸的次连续跳、合闸的“跳跃跳跃”闭锁装置。闭锁装置。怎么指怎么指示分合示分合闸位置闸位置？2021/9/1512合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3、断路器的分合闸、断路器的分合闸位置指示灯回路位置指示灯回路SAQF1KOSAQF2YRKM1KM0KLB1KLB2KLBKLB怎么指怎么指示分合示分合闸位置闸位置？GNQF1KORDQF2YRRR利用灯光可以指示断路器的合闸与分闸的利用灯光

17、可以指示断路器的合闸与分闸的位置。位置。绿灯平光表示断路器分闸；红灯平光表示绿灯平光表示断路器分闸；红灯平光表示断路器处于合闸。断路器处于合闸。有没有有没有闪光呢闪光呢？2021/9/1513合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院怎么指怎么指示分合示分合闸位置闸位置？GNQF1KORDQF2YRRR闪光电源是一种连续的脉冲电源。闪光电源是一种连续的脉冲电源。有没有有没有闪光呢闪光呢？GNQF1KORDQF2YRRRWF闪光电源小母线闪光电源小母线通过手柄手动跳闸后，通过手柄手动跳闸后，10-11接通、接通、14-15接通，发绿色平光；若通过自动装置自动合接通，发绿色

18、平光；若通过自动装置自动合闸后，手柄位置仍处于闸后，手柄位置仍处于“跳闸后跳闸后”状态，但是状态，但是QF1断开，断开，QF2接通，红灯会发出闪光。接通，红灯会发出闪光。通过手柄手动合闸后，通过手柄手动合闸后，9-10接通、接通、13-16接通，发红色平光；若通过继接通，发红色平光；若通过继电保护装置自动跳闸后，手柄位置仍处于电保护装置自动跳闸后，手柄位置仍处于“合闸后合闸后”状态，但是状态，但是QF1接通，接通，QF2断开，绿灯会发出闪光。断开，绿灯会发出闪光。2021/9/1514合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院闪光电源是一种连续的脉冲电源。闪光电源是一种

19、连续的脉冲电源。GNQF1KORDQF2YRRRWF闪光电源小母线闪光电源小母线通过手柄手动跳闸后，通过手柄手动跳闸后，10-11接通、接通、14-15接通，发绿色平光；若通过自动装置接通，发绿色平光；若通过自动装置自动合自动合闸闸后，手柄位置仍处于后，手柄位置仍处于“跳闸后跳闸后”状态，但是状态，但是QF1断开，断开，QF2接通，红灯会发出闪光。接通，红灯会发出闪光。通过手柄手动合闸后，通过手柄手动合闸后，9-10接通、接通、13-16接通，发红色平光；若通过继接通，发红色平光；若通过继电保护装置电保护装置自动跳闸自动跳闸后，手柄位置仍处于后，手柄位置仍处于“合闸后合闸后”状态，但是状态，但

20、是QF1接通，接通，QF2断开，绿灯会发出闪光。断开，绿灯会发出闪光。4、断路器自动跳闸或自动、断路器自动跳闸或自动合闸的信号合闸的信号自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。控制开关的位置与断路器的分合闸位控制开关的位置与断路器的分合闸位置不一致，称为不对应原则。凡属于置不一致，称为不对应原则。凡属于自动跳、合闸都将出现这种现象，断自动跳、合闸都将出现这种现象，断路器的控制回路也正是利用这一特征路器的控制回路也正是利用这一特征来发出自动跳、合闸信号的。来发出自动跳、合闸信号的。能否对能否对电源及电源及线路监线路监视？视？2021/9/1515合肥工业大学合肥工业大

21、学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院GNQF1KORDQF2YRRRWF5、熔断器与跳、合闸回路、熔断器与跳、合闸回路完整性的监视完整性的监视能否对能否对电源及电源及线路监线路监视？视？WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WO2021/9/1516合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院5、熔断器与跳、合闸回路、熔断器与跳、合闸回路完整性的监视完整性的监视能否对能否对电源及电源及线路监线路监视？视？WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WO利用在跳、合闸线圈回路中串联信号指示利用在跳、合闸线圈回路中串联信号指示灯的方法来对跳、合闸回路完整

22、性进行监灯的方法来对跳、合闸回路完整性进行监视，也是对熔断器视，也是对熔断器FU1、FU2的监视。的监视。注意注意R1与与KLB回路的作用：防止保护装置回路的作用：防止保护装置出口继电器出口继电器KM0的触点先于断路器的辅助的触点先于断路器的辅助触点触点QF2断开而烧毁其触点。断开而烧毁其触点。R1KLBKSQF2可以监视熔断器的可以监视熔断器的工作状态及跳、合工作状态及跳、合闸回路的完整性。闸回路的完整性。KS为信号继电器，为信号继电器，+WAS为事故音响小母为事故音响小母线，线，+WO为合闸小母线，为合闸小母线，+WF为闪光信为闪光信号小母线，号小母线，+WC是直流电源小母线。是直流电源小

23、母线。KM02021/9/1517合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院WFWCFU1FU2FU3FU4QF3+WAS+WOR1KLBKSQF2可以监视熔断器的可以监视熔断器的工作状态及跳、合工作状态及跳、合闸回路的完整性。闸回路的完整性。自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。自动跳闸或合闸具有不同的显示信号。利用灯光可以指示断路器的合闸与分闸的利用灯光可以指示断路器的合闸与分闸的位置。位置。具有防止断路器多具有防止断路器多次连续跳、合闸的次连续跳、合闸的“跳跃跳跃”闭锁装置。闭锁装置。可以手动跳、可以手动跳、合闸，还能由合闸，还能由继电保护和自继电保护和自动装置实现自

24、动装置实现自动跳、合闸，动跳、合闸，当跳、合闸操当跳、合闸操作完成后，可作完成后，可以自动切断跳、以自动切断跳、合闸脉冲电流。合闸脉冲电流。KM02021/9/15181QF3QF2QF线路线路合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15197.4 电气设备的保护电气设备的保护一、概述一、概述合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院二、输电线路的继电保护二、输电线路的继电保护2021/9/1520线路线路所谓继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备发生的所谓继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备发生的各种故障各种故障或

25、或不正常运行不正常运行状态，并动作于状态，并动作于断路器跳闸断路器跳闸或或发出信号发出信号的一种自动装置。的一种自动装置。7.4 电气设备的保护电气设备的保护一、概述一、概述1、继电保护的基本原理和构成、继电保护的基本原理和构成合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/1521线路线路继电保护装置继电保护装置输入部分输入部分测量部分测量部分逻辑部分逻辑部分输出部分输出部分执行部分执行部分电气量电气量电气量的电气量的给定值给定值逻辑信号逻辑信号判断判断开关量开关量信号信号跳闸或跳闸或发信号发信号1、继电保护的、继电保护的基本原理和构成基本原理和构成继电保护装

26、置继电保护装置电力系统电力系统将保护所需测量的物理量从一次电力系统中取出来进行相关的处理；将保护所需测量的物理量从一次电力系统中取出来进行相关的处理；测量部分对输入的信号进行量测或计算；测量部分对输入的信号进行量测或计算；测量值与给定的保护整定值进行比较；测量值与给定的保护整定值进行比较；根据比较的结果确定是否启动保护的逻辑部分；根据比较的结果确定是否启动保护的逻辑部分；通过开关量的输出把逻辑判别结果传递到执行部分；通过开关量的输出把逻辑判别结果传递到执行部分；执行上一级的命令以完成继电保护所担负的任务。执行上一级的命令以完成继电保护所担负的任务。物理量物理量合肥工业大学合肥工业大学.电气与自

27、动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15221QF3QF2QF速动性速动性选择性选择性灵敏性灵敏性可靠性可靠性不拒动、不误动不拒动、不误动2、对继电保护装置的基本要求、对继电保护装置的基本要求所谓有选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅切除其故障元件，所谓有选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅切除其故障元件，尽可能地缩小停电范围，保证电力系统中的非故障部分继续运行。尽可能地缩小停电范围，保证电力系统中的非故障部分继续运行。灵敏性指保护装置对其保护范围内发生的故障和不正常运行状态的反应灵敏性指保护装置对其保护范围内发生的故障和不正常运行状态的反应能力。能力。反应物理量上升而动作的

28、保护反应物理量上升而动作的保护反应物理量下降而动作的保护反应物理量下降而动作的保护Ksen=保护范围内金属短路时故障参数的最小计算值保护范围内金属短路时故障参数的最小计算值/保护的整定值（动作值）保护的整定值（动作值）Ksen=保护的整定值保护的整定值/保护范围内金属短路时故障参数的最大计算值保护范围内金属短路时故障参数的最大计算值合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/1523合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3、电力系统继电保护的配置原则、电力系统继电保护的配置原则配置原则：对于电力设备和线路，应装设保护装置；应有主保

29、护和后备保护配置原则：对于电力设备和线路，应装设保护装置；应有主保护和后备保护甚至辅助保护；相邻保护区域须重叠；应有反应异常运行的保护。甚至辅助保护；相邻保护区域须重叠；应有反应异常运行的保护。满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。在主保护或断路器拒动时，在主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。用以切除故障的保护。QF1QF3QF2QF4QF5QF6QF7QF8QF9k2k3k1在主保护拒动时用以切除故障的保护称为近后备保护。在主保护拒动时用以切除故障的保护称为近后备保

30、护。在断路器拒动时用以切除故障的保护称为远后备保护。在断路器拒动时用以切除故障的保护称为远后备保护。为补充主保护和后备保护的性能为补充主保护和后备保护的性能不足或者主、后备保护退出运行不足或者主、后备保护退出运行时而增设的简单保护。时而增设的简单保护。2021/9/1524合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/1525合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15264、继电器的简介、继电器的简介继电器是一种基本的电气设备，用它来打开或关闭相应的电路。当输入量继电器是一种基本的电气设备，用它来打开或关闭相应的电路。

31、当输入量达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。当输入量当输入量 连续变化到一定量连续变化到一定量 时，输时，输出量出量 发生跃变发生跃变,由由0增加到增加到 值，当输值，当输入量继续增加的时候，输出保持不变。入量继续增加的时候，输出保持不变。同理，当输入量减少到同理，当输入量减少到 时，输出量时，输出量 又突然由又突然由 减少到减少到0。输入量和输出量在变化过程中的这种相输入量和输出量在变化过程中的这种相互关系称为继电特征。互关系称为继电特征。合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/152

32、7D电磁型电磁型L整流型整流型B半导体型半导体型J极化型或晶体管型极化型或晶体管型第一个字母第一个字母L电流继电器电流继电器 Z阻抗继电器阻抗继电器Y电压继电器电压继电器 G功率方向继电器功率方向继电器 X信号继电器信号继电器 ZB中间继电器中间继电器CD差动继电器差动继电器FY负序电压继电器负序电压继电器第二、三个字母第二、三个字母4、继电器的简介、继电器的简介合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15281、电磁型电流继电器的工作原理、电磁型电流继电器的工作原理 图图1 图图3 图图2二、输电线路的继电保护二、输电线路的继电保护合肥工业大学合肥工业

33、大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15291、电磁型电流继电器的工作原理、电磁型电流继电器的工作原理铁心铁心线圈线圈可动衔铁可动衔铁固定接点固定接点可动接点可动接点弹簧弹簧继电器动作的条件：继电器动作的条件：电磁转矩电磁转矩弹簧转矩弹簧转矩+摩擦力转矩摩擦力转矩继电器返回的条件：继电器返回的条件：弹簧转矩弹簧转矩电磁转矩电磁转矩+摩擦力转矩摩擦力转矩能使继电器动作的最小电流称能使继电器动作的最小电流称为继电器的为继电器的动作电流动作电流Iop。能使继电器返回的最大电流称能使继电器返回的最大电流称为继电器的为继电器的返回电流返回电流Ire。电流继电器电流继电器动作的条件

34、动作的条件是什么？是什么？电流继电器电流继电器返回的条件返回的条件是什么？是什么？课后思考题：课后思考题：哪些继电器的返回系数大于哪些继电器的返回系数大于1？合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2021/9/15302.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2、输电线路的相间短路的电流保护、输电线路的相间短路的电流保护2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）2.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护III段）段）2

35、.4电流保护的接线方式电流保护的接线方式2.5 三段式电流保护的原理图及延时特性三段式电流保护的原理图及延时特性2021/9/15312.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2、输电线路的相间短路的电流保护、输电线路的相间短路的电流保护对继电保护而言，在相同地点发生相同类型短路时，流过保护安装处的电流最大，称为最大运行方式，对应系统等值阻抗最小Xsmin;反之，流过保护安装处的电流最小，则称为最小运行方式，对应系统等值阻抗最大Xsmax.2021/9/1532合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动

36、化工程学院电气与自动化工程学院保护的动作电保护的动作电流如何计算？流如何计算？2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）最大运行方式下三相短路最小运行方式下两相短路2021/9/1533合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）保护动作电流整定计算：保护动作电流整定计算：2021/9/1534合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）动作时间计算：动作时间计算：2021

37、/9/1535合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）灵敏度计算：灵敏度计算：2021/9/1536合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）第第I段整定计算总结：段整定计算总结：优点：动作迅速，接线简单缺点：无法保护线路全长（）2021/9/1537合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院&KTAIOP.r1234跳闸IKSIrIKA当上述无时限电流速断保护灵敏度不满足要

38、求时，即保护范围小于线路长度15%时，该保护不宜使用。2.1 无时限电流速断保护（电流保护无时限电流速断保护（电流保护I段）段）无时限电流速断保护构成：无时限电流速断保护构成：2021/9/1538合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）电流保护I段保护范围（）2021/9/1539合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）2021/9/1540合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气

39、与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）电流整定计算：电流整定计算：2021/9/1541合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）时间计算：时间计算：2021/9/1542合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）灵敏度计算：灵敏度计算：2021/9/1543合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速

40、断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）灵敏度不满足要求时灵敏度不满足要求时电流、时间计算：电流、时间计算：2021/9/1544合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.2 带时限电流速断保护（电流保护带时限电流速断保护（电流保护II段）段）第第II段整定计算总结：段整定计算总结：特点：保护范围大于本线路全长；通过电流值和动作时间共同保证选择性；与I段共同构成线路主保护，兼作I段的近后备保护。优点：可保护本线路全长；可作为I段的近后备保护。缺点：存在延时，速动性差。优缺点：优缺点：2021/9/15452.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流

41、保护（电流保护III段）段）合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院作用：作本线路主保护的后备保护（作本线路主保护的后备保护（近后备近后备保护）；保护）；作相邻下一线路（或元件）的后备保护（作相邻下一线路（或元件）的后备保护（远后备远后备保护）。保护）。整定电流计算：整定电流计算：灵敏度校验计算：灵敏度校验计算：2021/9/1546合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护III段）段）0tIIIop0tIIIop1tIIIop2tIIIop3tIIIop4l0QF1QF2QF3QF

42、4QFM5QFBC阶梯原则阶梯原则tIIIop1tIIIop2tIIIop3tIIIop4即：tIIIop3tIIIop4ttIIIop2tIIIop3ttIIIop1tIIIop2t动作时间整定：动作时间整定：2021/9/1547合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护III段）段）第第III段电流整定计算总结：段电流整定计算总结：2021/9/1548合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护III段）段）III段电流整

43、定计算步骤：段电流整定计算步骤：2021/9/1549合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.3 定时限过电流保护（电流保护定时限过电流保护（电流保护III段）段）III段电流整定计算计算：段电流整定计算计算：2021/9/1550合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院例题：例题：2021/9/1551合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院二、第I段电流保护整定解：一、最大最小电流计算2021/9/1552合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院三、第II段电流保护整定四、第III段

44、电流保护整定2021/9/1553合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院接线方式接线方式：指电流互感器和电流测量元件间的连接方式。分类：分类：完全星形完全星形接线：一般用于大接地电流系统。不完全星形不完全星形接线：一般用于小接地电流系统。特点：特点：投资不同；均能反应所有的相间短路；在大接地电流系统大接地电流系统中，完全星形接线能反应完全星形接线能反应所有单相接地故障所有单相接地故障，不完全星形接线不能反不完全星形接线不能反应应B相接地故障相接地故障；在小接地电流系统中，当在不同线路上发生两点接地时，一般情况下只要求切除一个接地点而允许带一个接地点继续运行一段时间。

45、对在保护动作时间相同的并行线路，不完全不完全星形接线的可靠性高星形接线的可靠性高；对串联运行的两相邻线路，完全星形接线百分之百有选择性。AB CIII1逻辑元件KAKAKAiaibicinAB CII1逻辑元件KAKAiaicin2.4电流保护的接线方式电流保护的接线方式2021/9/1554合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.5.1三段式电流保护的功能框图三段式电流保护的功能框图ABC1QFBIIIIIIIIIt2t3KCO16跳1QF15141311126KA5KA4KA1KA2KA3KA7KA8KA9KA2KT3KT1KS2KS3KSiaibicAk11

46、QFB2QFC3QFk22.5 三段式电流保护的原理图及延时特性三段式电流保护的原理图及延时特性2021/9/1555合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2.5.2 三段式电流保护的配置和延时特性三段式电流保护的配置和延时特性电流保护配置：每一处都必须配置三段式电流保护吗？每一处都必须配置三段式电流保护吗？A1B2C34DM0ltI1tII1tIII1tI2tII2tIII2ttI3tIII3tIII4延时特性III段：定时限过电流 tIII40sI段：无时限电流速断 tI30sIII段：tIII30.5sI段：tI20sII段：带时限电流速断 tII20.5sI

47、II段：tIII21sI段：tI10sII段：tII10.5sIII段：tIII11.5s2.5 三段式电流保护的原理图及延时特性三段式电流保护的原理图及延时特性2021/9/1556合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3 方向电流保护的工作原理方向电流保护的工作原理Dk2CBAk1123456K3双电源网络中三段式电流保护的选择性III&112345671KS102KS113KS12t2t389跳闸13KAKAKAKPKCO2021/9/1557合肥工业大学合肥工业大学.电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院课后思考题课后思考题课本：课本：7-17-7。2021/9/1558