第一講 繼?；A(chǔ)知識(shí)

1、第一講第一講 電氣二次回路及繼電保電氣二次回路及繼電保護(hù)概述護(hù)概述一、一、電氣一、二次回路作用及內(nèi)容電氣一、二次回路作用及內(nèi)容 發(fā)電廠電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。發(fā)電廠電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備（主設(shè)備）：一次設(shè)備（主設(shè)備）：是構(gòu)成電力系統(tǒng)主體，是是構(gòu)成電力系統(tǒng)主體，是直接生產(chǎn)、輸送、分配電能的電氣設(shè)備；包括發(fā)電機(jī)、直接生產(chǎn)、輸送、分配電能的電氣設(shè)備；包括發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電力母線、電力電電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電力母線、電力電纜和輸電線路等。纜和輸電線路等。二次設(shè)備：二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)

2、的電氣設(shè)備；包括測量儀表、控制及信號(hào)器具、繼電的電氣設(shè)備；包括測量儀表、控制及信號(hào)器具、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等。保護(hù)和自動(dòng)裝置等。一次回路：一次回路：一次設(shè)備及其相互連接的回路（主回路）。一次設(shè)備及其相互連接的回路（主回路）。二次回路：二次回路：二次設(shè)備及其相互連接的回路。二次設(shè)備及其相互連接的回路。二、電氣二次回路監(jiān)測和控制的發(fā)展（監(jiān)控技術(shù)發(fā)展）二、電氣二次回路監(jiān)測和控制的發(fā)展（監(jiān)控技術(shù)發(fā)展）1、就地分散控制、就地分散控制 在被控對(duì)象所在地，運(yùn)行人員就地對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)視和控在被控對(duì)象所在地，運(yùn)行人員就地對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)視和控制。制。簡單、不便于協(xié)調(diào)；用于小型發(fā)電廠或大、中型發(fā)電廠簡單、不便于

3、協(xié)調(diào)；用于小型發(fā)電廠或大、中型發(fā)電廠的的6-10KV屋內(nèi)配電裝置。屋內(nèi)配電裝置。2、電氣集中控制、電氣集中控制 在主控制室或網(wǎng)絡(luò)控制室，運(yùn)行人員對(duì)全廠主要電氣設(shè)備集在主控制室或網(wǎng)絡(luò)控制室，運(yùn)行人員對(duì)全廠主要電氣設(shè)備集中進(jìn)行監(jiān)視和控制。包括發(fā)電機(jī)、主變壓器、高壓母線設(shè)備、高中進(jìn)行監(jiān)視和控制。包括發(fā)電機(jī)、主變壓器、高壓母線設(shè)備、高壓廠用工作變壓器與備用變壓器和壓廠用工作變壓器與備用變壓器和35KV及以上輸電線路進(jìn)行監(jiān)及以上輸電線路進(jìn)行監(jiān)視和控制。視和控制。一般用于單機(jī)容量為一般用于單機(jī)容量為100MW及以下的發(fā)電廠和及以下的發(fā)電廠和35KV及以上的變電站。及以上的變電站。3、單元控制、單元控制 在

4、單元控制室，運(yùn)行人員對(duì)本單元的機(jī)、爐、電主要設(shè)備進(jìn)在單元控制室，運(yùn)行人員對(duì)本單元的機(jī)、爐、電主要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。行監(jiān)視和控制。一般用于單機(jī)容量為一般用于單機(jī)容量為200MW及以上發(fā)電及以上發(fā)電廠。廠。目前廣泛采用。目前廣泛采用。4、綜合控制、綜合控制 以電子計(jì)算機(jī)為核心，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全廠的監(jiān)視、控制、測量、以電子計(jì)算機(jī)為核心，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全廠的監(jiān)視、控制、測量、調(diào)節(jié)、保護(hù)、分析判斷和計(jì)劃決策等功能。調(diào)節(jié)、保護(hù)、分析判斷和計(jì)劃決策等功能。電廠綜合自動(dòng)化電廠綜合自動(dòng)化。 三、繼電保護(hù)作用和任務(wù)三、繼電保護(hù)作用和任務(wù) 1、繼電保護(hù)的含義、繼電保護(hù)的含義 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分

5、析、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障及異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析、研究直至排除的一個(gè)總的學(xué)術(shù)范疇。研究直至排除的一個(gè)總的學(xué)術(shù)范疇。2、電力系統(tǒng)故障、異常運(yùn)行狀態(tài)、事故、電力系統(tǒng)故障、異常運(yùn)行狀態(tài)、事故（1）故障）故障：主要是各種形式的短路，即相與相之間的非正常短接。主要是各種形式的短路，即相與相之間的非正常短接。其最明顯特征是電流大大增加，電壓大大下降。其最明顯特征是電流大大增加，電壓大大下降。常見的故障類型有：三相短路（常見的故障類型有：三相短路（35%，最危險(xiǎn)）、兩相短路，最危險(xiǎn)）、兩相短路（2025%）、單相接地短路（）、單相接地短路（6570%，最常見）、兩相接地短路，最常見）、兩相接地短路（

6、1015%）、匝間短路（繞組）。）、匝間短路（繞組）。（2）異常運(yùn)行狀態(tài)）異常運(yùn)行狀態(tài)：偏離正常額定值運(yùn)行的狀態(tài)。影響運(yùn)行質(zhì)量、偏離正常額定值運(yùn)行的狀態(tài)。影響運(yùn)行質(zhì)量、設(shè)備使用壽命。設(shè)備使用壽命。過負(fù)荷、過電壓、低頻率運(yùn)行等。過負(fù)荷、過電壓、低頻率運(yùn)行等。（3）事故）事故：故障、異常運(yùn)行狀態(tài)不及時(shí)處理均可發(fā)展成為事故。即故障、異常運(yùn)行狀態(tài)不及時(shí)處理均可發(fā)展成為事故。即系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電、電系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對(duì)用戶少送電、電能質(zhì)量降低到不允許的程度，人身傷亡及電氣設(shè)備損壞等。能質(zhì)量降低到不允許的程度，人身傷亡及電氣設(shè)備損壞等。3、繼電保

7、護(hù)任務(wù)、繼電保護(hù)任務(wù) 是一種反事故的措施。是一種反事故的措施。（1）故障時(shí)，跳閘；（）故障時(shí)，跳閘；（2）異狀時(shí)，發(fā)信號(hào)。）異狀時(shí)，發(fā)信號(hào)。四、繼電保護(hù)的基本原理及組成四、繼電保護(hù)的基本原理及組成1、基本原理、基本原理 利用故障時(shí)電氣量的變化與正常時(shí)不同來構(gòu)成保護(hù)，以區(qū)分正利用故障時(shí)電氣量的變化與正常時(shí)不同來構(gòu)成保護(hù)，以區(qū)分正?；蚬收蠣顟B(tài)。常或故障狀態(tài)。2、基本組成、基本組成 主要由三大部分組成。主要由三大部分組成。（1 1） 測量元件測量元件：測量輸入信號(hào)，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，測量輸入信號(hào)，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。（2 2） 邏

8、輯元件邏輯元件：根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)等，確定保根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)等，確定保護(hù)是否動(dòng)作或如何動(dòng)作，即應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給護(hù)是否動(dòng)作或如何動(dòng)作，即應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件。（3 3） 執(zhí)行元件執(zhí)行元件：根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)；正發(fā)信號(hào)；正常運(yùn)行時(shí)常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作。不動(dòng)作。 五、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求五、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求 對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電

9、保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。即保護(hù)四性。1、選擇性：選擇性：哪里故障就跳哪里，離故障點(diǎn)最近處最先跳閘，有例哪里故障就跳哪里，離故障點(diǎn)最近處最先跳閘，有例外。外。2 2、速動(dòng)性：、速動(dòng)性：切除故障的時(shí)間越短越好，但要適可而止。切除故障的時(shí)間越短越好，但要適可而止。切除故障時(shí)間切除故障時(shí)間= =保護(hù)動(dòng)作時(shí)間保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+ +斷路器跳閘時(shí)間斷路器跳閘時(shí)間3 3、靈敏性：、靈敏性：指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路

10、點(diǎn)的位置與短路足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。 4 4、可靠性：、可靠性：該動(dòng)作時(shí)，不拒動(dòng)；不該動(dòng)作時(shí)，他能可靠不動(dòng)，不該動(dòng)作時(shí)，不拒動(dòng)；不該動(dòng)作時(shí)，他能可靠不動(dòng)，不誤動(dòng)。誤動(dòng)。 六、繼電保護(hù)的幾個(gè)基本概念六、繼電保護(hù)的幾個(gè)基本概念1、主保護(hù)、主保護(hù) 盡可能快速（符合要求）的切除被保護(hù)元盡可能快速（符合要求）的切除被保護(hù)元件內(nèi)部故障的保護(hù)叫主保護(hù)。件內(nèi)部故障的保護(hù)叫主保護(hù)。 2、后備保護(hù)、后備保護(hù) 當(dāng)被保護(hù)元件主保護(hù)拒動(dòng)、或斷路器拒跳當(dāng)被保護(hù)元件主保護(hù)拒動(dòng)、或斷路器拒跳時(shí)利用該保護(hù)切除相應(yīng)斷

11、路器的保護(hù)叫后備保時(shí)利用該保護(hù)切除相應(yīng)斷路器的保護(hù)叫后備保護(hù)。后備保護(hù)分近后備和遠(yuǎn)后備。護(hù)。后備保護(hù)分近后備和遠(yuǎn)后備。 近后備：一般作為主保護(hù)的后備。遠(yuǎn)后備近后備：一般作為主保護(hù)的后備。遠(yuǎn)后備一般作為相鄰斷路器的后備。一般作為相鄰斷路器的后備。3、輔助保護(hù)、輔助保護(hù) 為補(bǔ)充主保護(hù)某種性能的不足或加速切除某為補(bǔ)充主保護(hù)某種性能的不足或加速切除某部分故障而裝設(shè)的簡單保護(hù)部分故障而裝設(shè)的簡單保護(hù) 。 七、繼電保護(hù)基本元件七、繼電保護(hù)基本元件1、互感器：互感器：分為分為電流互感器（電流互感器（CTCT） 和和電壓互感器（電壓互感器（PTPT） 。（1）作用：）作用：將將（一次）大電流（電壓）（一次）大

12、電流（電壓）（二次）小電（二次）小電流（電壓）；電氣隔離。流（電壓）；電氣隔離。（2 2）接線：）接線：CTCT一次繞組與高壓回路串聯(lián)；二次繞組串聯(lián)一次繞組與高壓回路串聯(lián)；二次繞組串聯(lián)一系列電流表、電流線圈等二次負(fù)載。一系列電流表、電流線圈等二次負(fù)載。PTPT一次繞組與高壓一次繞組與高壓電路并聯(lián)。二次繞組并聯(lián)一系列電壓表、電壓線圈等二次電路并聯(lián)。二次繞組并聯(lián)一系列電壓表、電壓線圈等二次負(fù)載。負(fù)載。（3 3）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：二次繞組均應(yīng)接地。二次繞組均應(yīng)接地。CTCT二次回路不允許開路二次回路不允許開路 ；PTPT二次繞組不允許短路。二次繞組不允許短路。（4 4）CTCT極性：極性：“減極性減極性

13、”原則：當(dāng)從一次繞組原則：當(dāng)從一次繞組“* *”標(biāo)端標(biāo)端通入交流電時(shí)，則在二次側(cè)感應(yīng)電流從通入交流電時(shí)，則在二次側(cè)感應(yīng)電流從“* *”標(biāo)端流出。標(biāo)端流出。 2、變換器變換器 （1）作用：）作用：1）變換電量：）變換電量：將互感器二次側(cè)強(qiáng)電壓（將互感器二次側(cè)強(qiáng)電壓（100V）、強(qiáng)電流）、強(qiáng)電流（5A）轉(zhuǎn)換成弱電壓，以適應(yīng)弱電元件要求。）轉(zhuǎn)換成弱電壓，以適應(yīng)弱電元件要求。2）隔離電路：）隔離電路：實(shí)現(xiàn)交直流電路隔離，以防干擾。實(shí)現(xiàn)交直流電路隔離，以防干擾。3）調(diào)節(jié)定值：）調(diào)節(jié)定值：通過改變變換器一、二次線圈抽頭從而改通過改變變換器一、二次線圈抽頭從而改變測量繼電器定值或擴(kuò)大定值范圍。變測量繼電器定

14、值或擴(kuò)大定值范圍。（2）種類：）種類：分為三種。分為三種。1）電壓變換器（電壓變換器（YBYB） ：將將PT二次側(cè)電壓進(jìn)一步變換為更二次側(cè)電壓進(jìn)一步變換為更小的電壓。小的電壓。2）電流變換器（電流變換器（LBLB） ：將將CT二次側(cè)電流進(jìn)一步變換為更二次側(cè)電流進(jìn)一步變換為更小的電壓。小的電壓。3）電抗變換器（電抗變換器（DKBDKB） ：將將CT二次側(cè)電流進(jìn)一步變換為二次側(cè)電流進(jìn)一步變換為更小的電壓且可實(shí)現(xiàn)移相更小的電壓且可實(shí)現(xiàn)移相。3、繼電器、繼電器 繼電器是一種能自動(dòng)動(dòng)作的電器，只要加入某種物理量或者加入繼電器是一種能自動(dòng)動(dòng)作的電器，只要加入某種物理量或者加入的物理量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)自

15、動(dòng)動(dòng)作，輸出電信號(hào)，反之，則自的物理量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)自動(dòng)動(dòng)作，輸出電信號(hào)，反之，則自動(dòng)返回。動(dòng)返回。 所有繼電器都具有繼電特性，即所有繼電器都具有繼電特性，即永遠(yuǎn)處于動(dòng)作或返回狀態(tài)，無中永遠(yuǎn)處于動(dòng)作或返回狀態(tài)，無中間狀態(tài)；間狀態(tài)；動(dòng)作值不等于返回值，使接點(diǎn)無抖動(dòng)。動(dòng)作值不等于返回值，使接點(diǎn)無抖動(dòng)。 繼電器按功能常分為兩類：測量繼電器（交流）和輔助繼電器繼電器按功能常分為兩類：測量繼電器（交流）和輔助繼電器（直流）。（直流）。測量繼電器包括：電流、電壓、功率、阻抗繼電器等。測量繼電器包括：電流、電壓、功率、阻抗繼電器等。輔助繼電器包括：中間、時(shí)間、信號(hào)繼電器等。輔助繼電器包括：中間、時(shí)間、

16、信號(hào)繼電器等。1）測量繼電器）測量繼電器（1）電磁型電流繼電器電磁型電流繼電器（2 2）電磁型電壓繼電器電磁型電壓繼電器與電磁型電流繼電器不同的是線圈所用導(dǎo)線細(xì)且匝數(shù)多與電磁型電流繼電器不同的是線圈所用導(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，流入繼電器中的電流正比與加于繼電器線圈上的電壓。 電壓繼電器分為過電壓繼電器和低電壓繼電器電壓繼電器分為過電壓繼電器和低電壓繼電器 過電壓繼電器工作原理與電流繼電器相同。過電壓繼電器工作原理與電流繼電器相同。當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定值時(shí)，電磁力矩克服彈簧力當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定值時(shí)，電磁力矩克服彈簧力矩及摩擦力矩，繼電器動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。矩

17、及摩擦力矩，繼電器動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。 低電壓繼電器的工作特點(diǎn)是低電壓繼電器的工作特點(diǎn)是“動(dòng)作動(dòng)作”、“返返回回”時(shí)銜鐵運(yùn)動(dòng)方向與電流繼電器相反。時(shí)銜鐵運(yùn)動(dòng)方向與電流繼電器相反。2）輔助繼電器）輔助繼電器 在機(jī)電型繼電保護(hù)中，為完成邏輯功能的輔助繼電器有時(shí)間繼電在機(jī)電型繼電保護(hù)中，為完成邏輯功能的輔助繼電器有時(shí)間繼電器、中間繼電器和信號(hào)繼電器。器、中間繼電器和信號(hào)繼電器。（1 1）時(shí)間繼電器）時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器的作用是以建立保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限。它由螺管線圈式時(shí)間繼電器的作用是以建立保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限。它由螺管線圈式電磁型構(gòu)件和一鐘表機(jī)構(gòu)所組成。電磁型構(gòu)件和一鐘表機(jī)構(gòu)所組成。如左圖。如左圖。時(shí)間

18、繼電器的使用如時(shí)間繼電器的使用如右右圖所示，當(dāng)電流繼電器動(dòng)作時(shí)其觸點(diǎn)閉合，接通時(shí)間繼電器線圈正圖所示，當(dāng)電流繼電器動(dòng)作時(shí)其觸點(diǎn)閉合，接通時(shí)間繼電器線圈正電源，時(shí)間繼電器得電，經(jīng)一定延時(shí)后電源，時(shí)間繼電器得電，經(jīng)一定延時(shí)后KTKT觸點(diǎn)閉合。觸點(diǎn)閉合。 （2 2）中間繼電器）中間繼電器中間繼電器具有以下特點(diǎn)：中間繼電器具有以下特點(diǎn)： 接點(diǎn)容量大，可直接接跳、合閘回路。接點(diǎn)容量大，可直接接跳、合閘回路。接點(diǎn)數(shù)目多，可同時(shí)接通多個(gè)回路。接點(diǎn)數(shù)目多，可同時(shí)接通多個(gè)回路。本身帶有一定延時(shí)，本身帶有一定延時(shí)，當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí)，利用其固有動(dòng)當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí)，利用其固有動(dòng)作時(shí)間（作時(shí)間（60ms）防止避雷器放電時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。）防止避雷器放電時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。如如下下圖所示，當(dāng)中間繼電器用于跳閘回路時(shí)，又可稱為出口繼電器。